(57)【要約】  エンコーダ等の物理量検出装置の検出情報を、伝送遅延が少なく、高速にかつ効率よく伝送することが可能な駆動制御システム及び機械制御装置を得ること。  駆動制御システムを構成する機械制御装置（駆動制御装置、補助制御装置）と、機械制御装置が作用するのに必要な位置情報等の物理量を検出する物理量検出装置との間をデータ通信線路で接続し、物理量検出装置が検出した物理量情報を当該データ通信線路上の任意の機械制御装置に直接一定周期で同期伝送するようにしたので、通信遅延を軽減し、物理量情報を高速に伝送できるようになる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象の駆動軸を制御するモータを駆動制御する指令を生成する指令制御装置と、前記モータによる駆動軸の制御によって変更される制御対象の位置情報や速度情報などの物理量を検出する物理量検出装置と、前記指令制御装置が生成する指令と前記物理量検出装置が検出する物理量とに基づき前記モータへの駆動制御信号を発生する駆動制御装置とを備える駆動制御システムにおいて、
前記物理量検出装置と前記駆動制御装置とが並列に接続されるデータ通信線路を設け、
前記物理量検出装置は、検出した物理量を通信データの形式に変換し前記データ通信線路に当該データ通信線路で規定される通信周期に従って送出し、前記駆動制御装置は、前記データ通信線路から前記物理量データを当該データ通信線路で規定される前記通信周期に従って取り込むようにしたことを特徴とする駆動制御システム。
【請求項２】
前記指令制御装置が前記指令を生成する際に必要になる前記制御対象の変位情報を前記物理量検出装置が検出する物理量に基づき生成する補助制御装置を備え、
当該補助制御装置は、前記データ通信線路に接続され、前記データ通信線路から前記物理量データを当該データ通信線路で規定される前記通信周期に従って取り込むようにしたことを特徴とする請求項１に記載の駆動制御システム。
【請求項３】
前記指令制御装置とのみ通信して前記駆動制御システムを統括する統括制御装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の駆動制御システム。
【請求項４】
前記データ通信線路の本数は、複数の前記物理量検出装置が送信するデータ量と前記通信周期の時間幅との関係に応じて定められることを特徴とする請求項１に記載の駆動制御システム。
【請求項５】
前記データ通信線路が複数本で構成されている場合に、前記駆動制御装置は、前記指令制御装置が前記指令を生成する際に必要になる前記制御対象の変位情報を前記物理量検出装置が検出する物理量に基づき生成する補助制御装置を備える場合は当該補助制御装置も同様に、各データ通信線路にアクセスすることができる送受信手段を備え、それぞれ、一のデータ通信線路から取り込んだ物理量データを他の一のデータ通信線路に送出することを特徴とする請求項１に記載の駆動制御システム。
【請求項６】
制御対象の駆動軸を制御するモータを駆動制御する指令を生成する指令制御装置と、前記モータによる駆動軸の制御によって変更される制御対象の位置情報や速度情報などの物理量を検出する物理量検出装置と、前記指令制御装置が生成する指令と前記物理量検出装置が検出する物理量とに基づき前記モータへの駆動制御信号を発生する駆動制御装置とを備える駆動制御システムにおいて、
前記指令制御装置と前記駆動制御装置とが並列に接続される第１のデータ通信線路を設け、前記指令制御装置と前記駆動制御装置とが相互間で授受する制御情報を通信データの形式で前記第１のデータ通信線路に当該第１のデータ通信線路で規定される第１の通信周期に従って送出し取り込むようにし、かつ
前記指令制御装置と前記駆動制御装置と前記物理量検出装置とのうち少なくとも前記物理量検出装置と前記駆動制御装置とが並列に接続されるデータ通信線路であって、前記第１のデータ通信線路で規定される第１の通信周期よりも短い第２の通信周期を有する第２のデータ通信線路を設け、前記物理量検出装置は、検出した物理量を通信データの形式に変換し前記第２のデータ通信線路に前記第２の通信周期に従って送出し、前記駆動制御装置は、前記第２のデータ通信線路から前記物理量データを前記第２の通信周期に従って取り込むようにしたことを特徴とする駆動制御システム。
【請求項７】
前記指令制御装置が前記指令を生成する際に必要になる前記制御対象の変位情報を前記物理量検出装置が検出する物理量に基づき生成する補助制御装置を備え、
当該補助制御装置は、前記第１のデータ通信線路と前記第１のデータ通信線路とにそれぞれ接続され、前記第１のデータ通信線路を介して当該第１のデータ通信線路で規定される第１の通信周期に従って前記指令制御装置と制御情報の授受を行い、前記第２のデータ通信線路から前記物理量データを前記第２の通信周期に従って取り込むようにしたことを特徴とする請求項６に記載の駆動制御システム。
【請求項８】
前記指令制御装置とのみ通信して前記駆動制御システムを統括する統括制御装置を備えていることを特徴とする請求項６に記載の駆動制御システム。
【請求項９】
前記第１のデータ通信線路の本数は、前記指令制御装置と前記駆動制御装置と、前記指令制御装置が前記指令を生成する際に必要になる前記制御対象の変位情報を前記物理量検出装置が検出する物理量に基づき生成する補助制御装置を備える場合は当該補助制御装置とが通信するデータの種類、送信するデータ量と前記第１の通信周期の時間幅との関係、通信方向に応じて定められることを特徴とする請求項６に記載の駆動制御システム。
【請求項１０】
前記第２のデータ通信線路の本数は、複数の前記物理量検出装置が送信するデータ量と前記第２の通信周期の時間幅との関係に応じて定められることを特徴とする請求項６に記載の駆動制御システム。
【請求項１１】
前記第１のデータ通信線路が複数本で構成されている場合に、前記指令制御装置と前記駆動制御装置とは、前記指令制御装置が前記指令を生成する際に必要になる前記制御対象の変位情報を前記物理量検出装置が検出する物理量に基づき生成する補助制御装置を備える場合は当該補助制御装置も同様に、各第１のデータ通信線路にアクセスすることができる送受信手段を備え、それぞれ、一の第１のデータ通信線路から取り込んだ制御用データを他の一の第１のデータ通信線路に送出することを特徴とする請求項６に記載の駆動制御システム。
【請求項１２】
前記第２のデータ通信線路が複数本で構成されている場合に、前記物理量検出装置と前記駆動制御装置とは、前記指令制御装置が前記指令を生成する際に必要になる前記制御対象の変位情報を前記物理量検出装置が検出する物理量に基づき生成する補助制御装置を備える場合は当該補助制御装置も同様に、各第２のデータ通信線路にアクセスすることができる送受信手段を備え、それぞれ、一の第２のデータ通信線路から取り込んだ物理量データを他の一の第２のデータ通信線路に送出することを特徴とする請求項６に記載の駆動制御システム。
【請求項１３】
駆動制御システムを構成する、制御対象の駆動軸を制御するモータを駆動制御する指令を生成する指令制御装置と、前記指令制御装置が生成する指令と物理量検出装置が検出する物理量とに基づき前記モータへの駆動制御信号を発生する駆動制御装置と、前記指令制御装置が前記指令を生成する際に必要になる前記制御対象の変位情報を前記物理量検出装置が検出する物理量に基づき生成する補助制御装置とのそれぞれを機械制御装置と称すれば、当該機械制御装置は、
制御用データを伝送する複数本の第１のデータ通信線路に対して個別にアクセスすることができる送受信手段を備え、一の第１のデータ通信線路から取り込んだ制御用データを他の一の第１のデータ通信線路に送出することを特徴とする機械制御装置。
【請求項１４】
物理量データを伝送する複数本の第２のデータ通信線路に対して個別にアクセスすることができる送受信手段を備え、一の第２のデータ通信線路から取り込んだ物理量データを他の一の第２のデータ通信線路に送出することを特徴とする請求項１３に記載の機械制御装置。
【請求項１５】
前記物理量検出装置は、前記データ通信線路が複数本で構成される場合に、その複数本のデータ通信線路に対して個別にアクセスすることができる送受信手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の駆動制御システム。
【請求項１６】
前記物理量検出装置は、前記第２のデータ通信線路が複数本で構成される場合に、
その複数本の第２のデータ通信線路に対して個別にアクセスすることができる送受信手段を備えていることを特徴とする請求項６に記載の駆動制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、数値制御装置やロボット、半導体製造装置、電子デバイスの実装装置等に使用される駆動制御システム及び前記駆動制御システムの主な構成装置である機械制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の駆動制御システムの構成例を示すブロック図である。なお、図８は、特許文献１に開示されたサーボモータ駆動制御システムである。図８において、数値制御装置５０と２台の駆動制御装置５１，５２は、通信線５５，５６を介して接続されている。ここで、数値制御装置５０は、指令装置として動作する。２台の駆動制御装置５１，５２は、マスターとスレーブの関係で互いに同期運転するが、図８に示す例では、駆動制御装置５１がマスターとして動作し、駆動制御装置５２がスレーブとして動作する。【０００３】
したがって、数値制御装置５０の送信部６０に接続される通信線５５は下り方向の通信線であり、受信部６１が接続される通信線５６は上り方向の通信線である。駆動制御装置５１は、下り方向の通信線５５に接続される受信部６２及び送信部６３と、上り方向の通信線５６に接続される送信部６４及び受信部６５とを備えている。一方、駆動制御装置５２は、下り方向の通信線５５に接続される受信部６６と、上り方向の通信線５６に接続される送信部６７とを備えている。【０００４】
駆動制御装置５１には、サーボモータ８２と、サーボモータ８２の軸端に取り付けられたエンコーダ８３とが接続されている。また、駆動制御装置５２には、サーボモータ８５と、サーボモータ８５の軸端に取り付けられたエンコーダ８６とが接続されている。つまり、駆動制御装置５１，５２は、それぞれ、サーボモータ８２，８５の制御結果をエンコーダ８３，８６の出力から得るようになっている。【０００５】
工作機械等のテーブル８８は、その位置移動の制御を行うボールネジ８９，９０を備えている。ボールネジ８９は、サーボモータ８２の回転軸に連結され、ボールネジ９０は、サーボモータ８５の回転軸に連結されている。【０００６】
要するに、図８に示す駆動制御システムは、数値制御装置５０が２台の駆動制御装置５１，５２に対して指令を発行し、それに基づき２台の駆動制御装置５１，５２が、それぞれサーボモータ８２，８５を駆動制御してテーブル８８の移動位置の制御を行うシステムである。【０００７】
以下、そのような制御動作を概略説明する。なお、駆動制御装置５１，５２の通信周期は、数値制御装置５０の通信周期のｎ分の１（ｎは整数、ここではｎ＝２）としている。図８において、数値制御装置５０は、制御指令を自装置の制御周期毎に送信部６０から下り方向の通信線５５に送信する。【０００８】
駆動制御装置５１は、受信部６２が受信した数値制御装置５０からの制御指令及びエンコーダ８３の検出データを元に、サーボモータ８２を制御する。また、駆動制御装置５２が、受信部６６が受信した数値制御装置５０からの制御指令及びエンコーダ８６の検出データを元に、サーボモータ８５を制御する。サーボモータ８２，８５は、ボールネジ８９，９０を駆動し、ボールネジ８９，９０上のテーブル８８を指令通りの位置に移動させる。【０００９】
このとき、駆動制御装置５２は、検出した現在の状態、警告、アラーム等の診断データ及びサーボモータ８５を制御する際に検出した位置、速度、電流等の検出データを送信部６７から上り方向の通信線５６に送信する。駆動制御装置５２の上流側直近には駆動制御装置５１が配置されているので、駆動制御装置５２が送信する診断データ及び検出データは、数値制御装置５０を経由することなく駆動制御装置５１に受信部６５から取り込まれる。【００１０】
駆動制御装置５１は、受信部６５が取り込んだ駆動制御装置５２からの検出データと自装置の検出データとを比較して同期誤差を算出する。駆動制御装置５１は、算出した同期誤差に基づき駆動制御装置５２への同期誤差補正制御指令を作成し、送信部６３から下り方向の通信線５５に送信する。【００１１】
駆動制御装置５２では、下り方向の通信線５５に送信された同期誤差補正制御指令を受信部６６が取り込み、指示された同期誤差を修正するようにサーボモータ８５を駆動制御する。【００１２】
数値制御装置５０が制御指令を下り方向の通信線５５に１回送信する間に、駆動制御装置５２は、診断データ及び検出データを上り方向の通信線５６を通じて駆動制御装置５１に対し２回送信し、駆動制御装置５１は、同期誤差補正制御指令を下り方向の通信線５５を通じて駆動制御装置５２に対して２回送信することができる。【００１３】
このように、図８に示す駆動制御システムでは、駆動制御装置５１の駆動制御装置５２への同期誤差補正制御指令を、数値制御装置５０の制御周期に拘束されることなく、高速に送信することができる。【００１４】
ところで、テーブルに載置されるワークの位置は、外部環境に応じて動的に変化するので、動的に位置が変化するワークの現在位置に応じて位置指令を補正し、外部環境の変化に応じて目標位置を変更させることが必要となる。そこで、上記のような従来の駆動制御システムを利用して、テーブルに載置されたワークの画像を画像認識装置によって認識してテーブルの位置制御を正確に行う駆動制御システムを構築する場合は、例えば、図９に示すように構成することができる。【００１５】
図９は、図８に示す従来の駆動制御システムに画像認識装置を組み込む場合の従来技術による駆動制御システムの構成例を示すブロック図である。図９では、図８とは構成要素の符号を違えてあるが、図８に示す駆動制御システムにおいて、数値制御装置５０に代わる指令制御装置１０１の他に、統括制御装置１００と、これに接続されるパルス発生装置１０３及び画像認識装置１０４と、それに付随するカメラ１０５とが追加されている。また、テーブル１０６ではワーク１１０が示されている。破線で示す符号１１１は、カメラ１０５の撮像エリアである。【００１６】
図９において、指令制御装置１０１は、図８に示す数値制御装置５０と同等であるが、位置指令を生成する装置であることを明確にするために装置名称を変更したものである。また、統括制御装置１００は、画像処理による補正位置データを取りまとめ、指令制御装置１０１のパラメータの設定変更を行う必要があることから追加されている。【００１７】
すなわち、統括制御装置１００は、制御動作の開始時等において指令制御装置１０１に対してパラメータ等の設定を行う。また、統括制御装置１００は、制御動作の過程において、パルス発生装置１０３と画像認識装置１０４とから制御結果の情報を受けて指令制御装置１０１に対してパラメータ等の設定を行う。【００１８】
また、指令制御装置１０１は、駆動制御装置１０２1，１０２2に対して位置指令データ１１５を送信する。エンコーダ１０９1，１０９2は、サーボモータ１０８1，１０８2の現在位置を検出し、それをフィードバック位置指令データ１１８，１１９として駆動制御装置１０２1，１０２2に対して送信する。駆動制御装置１０２1，１０２2は、指令制御装置１０１に対して診断データ等の状態データ１１６を送信する。【００１９】
駆動制御装置１０２1，１０２2は、エンコーダ１０９1，１０９2から受け取ったフィードバック位置指令データ１１８，１１９をパルス列信号からなるフィードバックパルス１２０，１２１に変換し、パルス発生装置１０３と画像認識装置１０４とに出力する。【００２０】
パルス発生装置１０３と画像認識装置１０４は、フィードバックパルス１２０，１２１のパルス数をカウントしてサーボモータ１０８1，１０８2の現在位置を認識し、それに基づき所定の動作を行う。【００２１】
すなわち、パルス発生装置１０３は、フィードバックパルス１２０，１２１のパルス数をカウントし、ある設定値になると、画像認識装置１０４に付属するカメラ１０５や図示しない照明機器のシャッタパルス１２２等のトリガパルスを生成し、画像認識装置１０４に与える。【００２２】
図９に示す例で言えば、サーボモータ１０８1，１０８2によって、ボールネジ１０７1，１０７2を回転させ、テーブル１０６を水平方向に移動させ、適当な撮像ポイントに移動したときに、テーブル１０６上のワーク１１０をカメラ１０５にて撮像するためのシャッタパルス１２２を生成する。【００２３】
画像認識装置１０４では、カメラ１０５にて撮像されたワーク１１０の画像データに画像処理を施してワーク１１０の位置を認識する。図９に示す例で言えば、テーブル１０６の停止ポイントとして、位置決めライン１１２を予め設定しておき、該位置決めライン１１２に、ワーク１１０の右端が達した時にテーブル１０６を停止する場合に、カメラ１０５にて撮像された該ワーク１１０の画像データを停止位置の認識データに使用する。【００２４】
上記のワーク１１０の位置によってテーブル１０６を停止する制御は、以下のように実現することができる。すなわち、駆動制御装置１０２1，１０２2がテーブル１０６を予め仮に設定した停止位置まで移動させている過程で、画像認識装置１０４は、シャッタパルス１２２をカメラ１０５に与え、カメラ１０５にて撮像したワーク１１０の画像データに依って認識したワーク１１０の位置情報を統括制御装置１００に送信する。統括制御装置１００は、受け取った位置情報を指令制御装置１０１に与える。【００２５】
指令制御装置１０１は、該位置情報を元に停止位置を補正した位置指令データ１１５を算出し駆動制御装置１０２1，１０２2に送信する。これによって、駆動制御装置１０２1，１０２2が、サーボモータ１０８1，１０８2を駆動制御してボールネジ１０７1，１０７2を回転させ、テーブル１０６をワーク１１０の右端が位置決めライン１１２に達するまで移動する。【００２６】
なお、図９では、パルス発生装置１０３と画像認識装置１０４とを分けて示したが、画像認識装置にパルス発生機能を内蔵することができる。この場合は、パルス発生機能を内蔵する画像認識装置にフィードバックパルス１２０，１２１を直接入力し、カメラ１０５のシャッタ制御、撮像、画像認識を行うことになる。【００２７】
【特許文献１】再公表特許２００２−５２７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
図１０は、図９に示すテーブル１０６の位置制御動作を説明する図である。上記した停止位置制御では、シャッタパルス１２２の生成タイミングが重要になる。つまり、シャッタパルス１２２を指定位置で正しく生成できれば、図１０（ａ）に示すように、ワーク１１０を撮像エリア１１１内で撮像することができるので、ワーク１１０の位置を正しく認識できる。【００２９】
しかし、図９に示す構成では、シャッタパルス１２２の生成タイミングにずれが生ずるので、図１０（ｂ）に示すように、ワーク１１０が撮像エリア１１１からはずれることが起こり、ワーク１１０の位置が正しく認識できず、ワーク１１０を位置決めライン１１２で位置決めすることができなくなるという問題がある。以下、具体的に説明する。【００３０】
すなわち、図９に示す構成では、駆動制御装置１０２1にはエンコーダ１０９1が対応し、駆動制御装置１０２2にはエンコーダ１０９2が対応しているように、駆動制御装置とエンコーダは一対一に対応し、エンコーダが検出した位置情報は、対応する駆動制御装置を一度経由してから他の駆動制御装置や指令制御装置に伝送し、また、パルス発生装置や画像認識装置に伝送するようになっているので、各駆動制御装置が、対応するエンコーダからフィードバック位置データが入力してからフィードバックパルスを出力するまでに遅延が生ずる。その結果、画像処理装置やパルス発生装置において、画像を撮像するためのシャッタタイミング等に遅れが発生し、指定位置で画像を取り込めないことが起こる。【００３１】
図９ではテーブルが２軸のボールネジで同時に駆動される構成であるが、このように、複数軸を協調して制御する場合に、各駆動制御装置は各サーボモータをその特性のばらつきに関わらず全く同じように位置決め制御する必要がある。そのためには、他の駆動軸の位置情報も即時に必要となる。しかし、図９に示す構成では、他の駆動軸のエンコーダの位置情報は、対応する他の駆動制御装置に取り込まれ、通信線を経由して自駆動制御装置の送られてくるので、取得する他の駆動軸のエンコーダの位置情報に無視できない伝送遅れが生じ、正確な協調制御ができない等の問題がある。【００３２】
また、指令制御装置、画像認識装置及びパルス発生装置の管理は、統括制御装置が行い、常に統括制御装置を介して各種情報をやり取りするので、統括制御装置の負荷が増大する。したがって、画像認識装置が認識した補正位置のフィードバック制御等、高速性を要する制御に即時に対応することが困難になる。図１０（ｂ）に示す例で言えば、画像認識装置が認識したワークの位置情報は、テーブルが位置決めラインに到達するまでに指令制御装置に伝送し、補正された位置指令データを駆動制御装置に伝送しなければならないが、それが困難になる。【００３３】
また、駆動制御装置や画像認識装置、パルス発生装置等の各装置の数が増えると、指令制御装置や駆動制御装置、画像認識装置、パルス発生装置は、それぞれ処理能力があっても、通信周期と通信路が固定されているので、通信路に流せるデータ伝送量や速度に上限が生ずる。そのため、指令制御装置が、通信周期の時間内に、全ての駆動制御装置の位置指令データや状態データを伝送できなくなる問題もある。【００３４】
さらに、サーボモータの回転数が増大すると、画像認識装置やパルス発生装置へのフィードバックパルスの周波数も増大するので、該パルスの品質も低下し、またノイズ等の影響も受けやすくなる。そのため、サーボモータの回転数を制限し、かつ伝送距離を短くする必要が生ずる。【００３５】
要するに、シャッタパルスを生成するエンコーダの情報は、もれなく、高速に、パルス発生装置に伝送する必要があり、駆動制御装置には、自装置用のエンコーダの情報だけでなく、他のエンコーダの情報も高速に取り込み、位置の差分や特性のばらつきを考慮して位置決め制御を行う必要がある。そのためには、エンコーダ等の物理量検出装置の検出情報を、通信データとして、駆動制御装置を介さず、直接、他の駆動制御装置、パルス発生装置、画像認識装置および指令制御装置に通信路を介して送信し、駆動制御装置等を経由することにより発生する伝送遅延を少なくすることが必要である。【００３６】
また、エンコーダ等の物理量検出装置と駆動制御装置やパルス発生装置との伝送のみならず、画像認識装置、統括制御装置、指令制御装置、駆動制御装置のような上位制御装置間も、指令情報等を高速にかつ効率よく伝送する必要がある。そのためには、統括制御装置と、指令制御装置と、駆動制御装置と、画像認識装置またはパルス発生装置とエンコーダ等の物理量検出装置と間を、位置指令情報やフィードバック位置情報等の駆動制御に必要な情報を高速にかつ効率よく伝送することが必要である。【００３７】
しかし、上記の措置を講ずる場合は、駆動制御の高速化、多軸化に伴い、エンコーダ等の各装置が高速化され、装置台数（モータ数）が増大してくると、一組のデータ通信路では、フィードバック位置情報等を高速に通信する必要が生じるので、データ通信路の飛躍的な高速化が問題となる。その結果、高速化に伴う通信品質の確保も必要となり、コストが増大する問題がある。【００３８】
また、指令制御装置と駆動制御装置間の通信速度は、駆動制御装置とエンコーダ等の物理量検出装置間の通信速度よりも遅くてもよい場合が多いので、全ての通信路を画一的に同一の通信速度（周期）とする必要もないという問題もある。そして、駆動制御システムにおける各装置間の通信路は固定であり、装置の種類や処理内容によっては、制限が生じる場合もある。【００３９】
一方、特許文献１に開示された駆動制御システムでは、各装置間の通信路は、指令制御装置に対して、送信されるデータ通信路と受信されるデータ通信路の２種類で構成され、該データ通信路にて一定の通信周期でデータ通信を行っている。この通信周期では、通信可能なデータ量を超える装置台数（モータ数）の場合は、通信することができない。したがって、各装置間の通信路は、新たな観点から構築する必要がある。【００４０】
また、上記の対応策を実現するためには、エンコーダやリミットスイッチ、加速度センサなどの物理量検出装置は対応する装置と通信するだけでなく、他の装置とも通信できるようにする必要がある。しかし、特許文献１に開示された駆動制御システムでは、エンコーダやリミットスイッチ、加速度センサなどの物理量検出装置は対応する装置のみと通信するように構成され、他の装置と直接通信するようには構成されていないので、これについても新たな観点から構築する必要がある。【００４１】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、エンコーダ等の物理量検出装置の検出情報を、伝送遅延が少なく、高速にかつ効率よく伝送することが可能な駆動制御システム及び機械制御装置を得ることを目的とする。【００４２】
また、この発明は、統括制御装置の負荷を軽減できる効率のよい駆動制御システム及び機械制御装置を得ることを目的とする。【００４３】
さらに、この発明は、構成する各装置の配置間隔が長距離であっても、ノイズの影響を少なくして高速伝送を可能にする駆動制御システム及び機械制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
上述した目的を達成するために、この発明は、制御対象の駆動軸を制御するモータを駆動制御する指令を生成する指令制御装置と、前記モータによる駆動軸の制御によって変更される制御対象の位置情報や速度情報などの物理量を検出する物理量検出装置と、前記指令制御装置が生成する指令と前記物理量検出装置が検出する物理量とに基づき前記モータへの駆動制御信号を発生する駆動制御装置とを備える駆動制御システムにおいて、前記物理量検出装置と前記駆動制御装置とが並列に接続されるデータ通信線路を設け、前記物理量検出装置は、検出した物理量を通信データの形式に変換し前記データ通信線路に当該データ通信線路で規定される通信周期に従って送出し、前記駆動制御装置は、前記データ通信線路から前記物理量データを当該データ通信線路で規定される前記通信周期に従って取り込むようにしたことを特徴とする。【００４５】
この発明によれば、エンコーダ等の物理量検出装置は、検出情報を駆動制御装置に対して少ない伝送遅延で、高速にかつ効率よく伝送することができる。
【発明の効果】
【００４６】
この発明によれば、エンコーダ等の物理量検出装置の検出情報を、伝送遅延が少なく、高速にかつ効率よく伝送することが可能な駆動制御システムが得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、この発明の実施の形態１による駆動制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す機械制御装置及び物量検出装置がデータ通信線路を介して通信データの授受を行って制御動作を実現する過程を説明するタイムチャートである。
【図３】図３は、この発明の実施の形態２による駆動制御システムの構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、図３に示す機械制御装置及び物量検出装置がデータ通信線路を介して通信データの授受を行う動作を説明するタイムチャートである。
【図５】図５は、この発明の実施の形態３による駆動制御システムの構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、図５に示す機械制御装置及び物量検出装置がデータ通信線路を介して通信データの授受を行う動作を説明するタイムチャートである。
【図７】図７は、この発明の実施の形態４による機械制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、従来の駆動制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図９】図９は、図８に示す従来の駆動制御システムに画像認識装置を組み込む場合の従来技術による駆動制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、図９に示すテーブルの位置制御動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  統括制御装置
２，２０  指令制御装置
３1，３2，２１1，２１2，２１3  駆動制御装置
４  パルス発生装置
５  画像認識装置
６1，６2  エンコーダ
８  第１のデータ通信線路群
８1，８2，８3，８4〜８m  第１のデータ通信線路
９  機械制御装置
１０  第２のデータ通信線路群
１０1，１０2，１０3，１０4〜１０n  第２のデータ通信線路
１１，１１1，１１2，１１3，１１4  物理量検出装置
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ  送信部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ  受信部
１０５  カメラ
１０６  テーブル
１０７1，１０７2  ボールネジ
１０８1，１０８2  サーボモータ
１１０  ワーク
１１１  撮像エリア
１１２  位置決めライン
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈ  送受信部
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆ，２４ｇ，２４ｈ  送受信部
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ  送受信部
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈ  送受信部
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ  送受信部
３０  第１のデータ通信線路群に対する送受信部
３１  処理本体部
３２  第２のデータ通信線路群に対する送受信部
３３1〜３３m，３６1〜３６n  送信バッファ
３４1〜３４m，３５1〜３５n  受信バッファ
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下に図面を参照して、この発明にかかる駆動制御システム及び機械制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。【００５０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による駆動制御システムの構成を示すブロック図である。図１では、この発明の理解を容易にするため、従来例（図９）と同様に画像認識装置を組み込んだ駆動制御システムの構成例が示されている。したがって、図１では、図９に示した構成要素のうち同一ないしは同等である構成には同一の符号を付している。異なる符号が付された統括制御装置１，指令制御装置２，駆動制御装置３1，３2，パルス発生装置４，画像認識装置５，及びエンコーダ６1，６2は、主な処理機能は図９に示した場合と同様であるが、装置間の通信形態が異なっている。なお、図１では、駆動制御装置３1とサーボモータ１０８1との間に存する接続ラインと、駆動制御装置３2とサーボモータ１０８2との間に存する接続ラインとは、図示を省略した。【００５１】
ここで、この明細書では、指令制御装置２や駆動制御装置３1，３2、パルス発生装置４、画像認識装置５など、当該駆動制御システムを構成する主な装置は、特に区別する必要のないときは、単に「機械制御装置」と称する場合がある。図１では、機械制御装置９としている。また、図１では、従来例（図９）で示した駆動システムを別の観点から構成する意味で位置センサとしてのエンコーダ６1，６2のみを示してあるが、一般に、駆動システムでは、その他、速度センサやトルクセンサ、温度センサなども用いられる。それらは、機械制御装置が作用する上で必要な物理量を検出する装置であるので、特に区別する必要のないときは、単に「物理量検出装置」と称する場合がある。図１では、エンコーダ６1，６2を物理量検出装置１１としている。物理量検出装置１１と言うときは、図示しない速度センサ等も含まれることになる。【００５２】
そして、パルス発生装置４や画像認識装置５は、全体の駆動制御を補助する装置であると位置づけられるので、特に区別する必要のないときは、単に「補助制御装置」と称する場合がある。但し、パルス発生装置４や画像認識装置５は、補助制御装置の一例である。駆動制御システムがロボットシステムであるときは、ロボットの視覚センサ（画像認識装置）が補助制御装置となる。つまり、この発明で言う補助制御装置は、駆動制御をより高速に、かつ柔軟、高精度に実現するために、種々の物理量検出装置にて検出された物理量データを指令制御装置へのフィードバック情報に加工生成する補助的な装置である。【００５３】
さて、統括制御装置１は、従来例（図９）とは異なり、図１に示すように指令制御装置２とのみ通信する。そして、指令制御装置２と、駆動制御装置３1，３2と、パルス発生装置４と、画像認識装置５とは、それぞれ、２つのデータ通信線路８1，８2で構成される第１のデータ通信線路群８を介して所定フォーマットからなる通信データを授受するようになっている。【００５４】
具体的には、指令制御装置２の送信部１２ａが出力する通信データは、第１のデータ通信線路群８1を介して駆動制御装置３1，３2とパルス発生装置４と画像認識装置５の各受信部１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅに取り込まれる。また、駆動制御装置３1，３2とパルス発生装置４と画像認識装置５の各送信部１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅが出力する通信データは、第１のデータ通信線路８2を介して指令制御装置２の受信部１３ａに取り込まれる。【００５５】
また、機械制御装置９のうち指令制御装置２を除く駆動制御装置３1，３2、パルス発生装置４及び画像認識装置５と物理量検出装置１１であるエンコーダ６1，６2とは、それぞれ、４つのデータ通信線路１０1，１０2，１０3，１０4で構成される第２のデータ通信線路群１０を介して所定フォーマットからなる通信データを授受するようになっている。【００５６】
具体的には、エンコーダ６1の送信部１８ａが出力する通信データは、第２のデータ通信線路１０1を介して駆動制御装置３1，３2とパルス発生装置４と画像認識装置５の各受信部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに取り込まれる。駆動制御装置３1，３2とパルス発生装置４と画像認識装置５の各送信部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１４ｄが出力する通信データは、第２のデータ通信線路１０2を介してエンコーダ６1の受信部１９ａに取り込まれる。【００５７】
また、エンコーダ６2の送信部１８ｂが出力する通信データは、第２のデータ通信線路１０3を介して駆動制御装置３1，３2とパルス発生装置４と画像認識装置５の各受信部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに取り込まれる。駆動制御装置３1，３2とパルス発生装置４と画像認識装置５の各送信部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄがそれぞれ出力する通信データは、第２のデータ通信線路１０4を介してエンコーダ６2の受信部１９ｂに取り込まれる。【００５８】
次に、図１と図２を参照して、図１に示す駆動制御システムの制御動作について説明する。なお、図２は、図１に示す機械制御装置及び物量検出装置装置がデータ通信線を介して通信データの授受を行って制御動作を実現する過程を説明するタイムチャートである。【００５９】
図２に示すように、第１のデータ通信線路群８と第２の通信線路群１０との間では、第２の通信線路群１０での通信周期（以降「第２の通信周期」ともいう）は、第１のデータ通信線路群８での通信周期（以降「第１の通信周期」ともいう）よりも短い周期になっている。また、第１のデータ通信線路群８での通信周期の発生タイミングは、第１のデータ通信線路８1の方が第１のデータ通信線路８2よりも位相が進んでいる。また、第２のデータ通信線路群１０での通信周期の発生タイミングは、第２のデータ通信線路１０1と第２のデータ通信線路１０3とは、同相であるが、第２のデータ通信線路１０1の方が第２のデータ通信線路１０2よりも位相が進んでおり、第２のデータ通信線路１０3の方が第２のデータ通信線路１０4よりも位相が進んでいる。【００６０】
図１において、統括制御装置１は、制御動作の開始時等において指令制御装置２に対してパラメータ等の設定・指令を行う。指令制御装置２は、まず、統括制御装置１からの設定・指令に従った位置指令を生成し、その位置指令を内容とし宛先を駆動制御装置３1，３2とする所定フォーマットの通信データを第１のデータ通信線路８1にその通信周期に同期して通信周期毎に送出する。【００６１】
図２では、第１のデータ通信線路８1に、（ｉ）指令、（ｉ＋１）指令と順に送出するとしている。ここでは、指令制御装置２が生成して送出した（ｉ）指令（Ｓ１）に着目して説明する。この（ｉ）指令（Ｓ１）は、同じ通信周期で駆動制御装置３1，３2に取り込まれる（Ｓ２）。【００６２】
一方、エンコーダ６1，６2では、サーボモータ１０８1，１０８2のフィードバック位置を検出し、検出したフィードバック位置データを、第２の通信周期に同期して、エンコーダ６1は第２のデータ通信線路１０1に送出し、エンコーダ６2は第２のデータ通信線路１０3に送出する。第２の通信周期は、第１の通信周期よりも短いので、エンコーダ６1，６2は、第１の通信周期の期間内に複数のフィードバック位置データを送出することになる。【００６３】
この場合、エンコーダ６1，６2では、同一内容のフィードバック位置データを、駆動制御装置３1，３2を宛先とするフィードバック位置データと、パルス発生装置４と画像認識装置５とを宛先とするフィードバック位置データとして同時に送信することになる。【００６４】
図２では、指令制御装置２が（ｉ）指令（Ｓ１）を生成して送出した通信周期付近において、エンコーダ６1はフィードバック位置データ「ｊ1−１」「ｊ1」「ｊ1＋１」を駆動制御装置３1，３2を宛先とするフィードバック位置データ（Ｓ３）と、パルス発生装置４と画像認識装置５とを宛先とするフィードバック位置データ（Ｓ４）として第２のデータ通信線路１０1に同時に送信している。【００６５】
また、エンコーダ６2はフィードバック位置データ「ｊ2−１」「ｊ2」「ｊ2＋１」を駆動制御装置３1，３2を宛先とするフィードバック位置データ（Ｓ３）と、パルス発生装置４と画像認識装置５とを宛先とするフィードバック位置データ（Ｓ４）として第２のデータ通信線路１０3に同時に送信している。【００６６】
したがって、駆動制御装置３1，３2では、指令制御装置２が生成して送出した（ｉ）指令（Ｓ１）を取り込むのと同じ通信周期において、エンコーダ６1，６2が検出・生成したサーボモータ１０８1，１０８2のフィードバック位置データ（Ｓ３）も取り込むことができる。【００６７】
そこで、駆動制御装置３1，３2では、指令制御装置２が生成して送出した（ｉ）指令（Ｓ１）を取り込んだ第１のデータ通信周期の次の通信周期で、その（ｉ）指令（Ｓ１）に基づく位置決め制御（Ｓ５ａ）（Ｓ５ｂ）を同時に実行するが、その際に、エンコーダ６1，６2が検出・生成したサーボモータ１０８1，１０８2のフィードバック位置データ（Ｓ３）をその実行する位置決め制御に反映することができる。【００６８】
具体的に説明する。図１では、テーブル１０６は２軸のボールネジ１０７1，１０７2で同時に駆動する構成となっているので、駆動制御装置３1，３2は、サーボモータ１０８1，１０８2をその特性のばらつきに関わらず、全く同じように位置決め制御できることが求められる。そのためには、駆動制御装置３1，３2は、自装置用のエンコーダの情報だけでなく、他装置用のエンコーダの情報も高速に取り込み、位置の差分や特性のばらつきを考慮して位置決め制御を行う必要がある。【００６９】
この点に関して、この実施の形態１では、上記したように、駆動制御装置３1，３2では、指令制御装置２が生成して送出した（ｉ）指令（Ｓ１）を取り込むのと同じ通信周期にて、エンコーダ６1，６2が検出・生成したサーボモータ１０８1，１０８2のフィードバック位置データ（Ｓ３）も取り込むことができるので、駆動制御装置３1では、エンコーダ６1の情報だけでなく、エンコーダ６2の情報も同時に取得することができる。駆動制御装置３2も同様である。【００７０】
したがって、駆動制御装置３1，３2では、互いのサーボモータの制御位置の差分や特性のばらつきを考慮して位置決め制御を行うことが可能になる。しかもエンコーダ６1，６2からは各サーボモータのフィードバック位置データが高い頻度で入力するので、駆動制御装置３1，３2では、高精度に位置決め制御を行うことができるようになる。【００７１】
また、パルス発生装置４や画像認識装置５では、指令制御装置２が生成して送出した（ｉ）指令（Ｓ１）を駆動制御装置３1，３2が取り込むのと同じ通信周期において、エンコーダ６1，６2が検出・生成したサーボモータ１０８1，１０８2のフィードバック位置データ（Ｓ４）を取り込むことができる。【００７２】
したがって、パルス発生装置４や画像認識装置５では、駆動制御装置３1，３2が位置決め制御（Ｓ５ａ）（Ｓ５ｂ）を同時に実行するのと同じ第１の通信周期において時間遅れなく、エンコーダ６1，６2から取得したサーボモータ１０８1，１０８2のフィードバック位置データ（Ｓ４）を用いてカメラ１０５を制御し、撮像したワーク１１０の画像から補正位置認識処理（Ｓ６）を実行することができる。【００７３】
具体的に説明する。パルス発生装置４は、上記フィードバック位置データ（Ｓ４）を監視し、ある設定値で画像認識装置５に付属するカメラ１０５や照明機器のシャッタパルス等のトリガパルスを生成する。図１に示す例では、駆動制御装置３1，３2がサーボモータ１０８1，１０８2によってボールネジ１０７1，１０７2を回転させてテーブル１０６を水平方向に移動させるので、テーブル１０６が適当な撮像ポイントに移動したときに、テーブル１０６上のワーク１１０をカメラ１０５にて撮像するためのシャッタパルスを生成する。【００７４】
そして、画像認識装置５は、カメラ１０５にて撮像されたワーク１１０の画像に画像処理を施してワーク１１０の位置を認識する駆動制御システムの補正位置認識処理（Ｓ６）を実行する。図１に示す例では、テーブル１０６の停止ポイントとして、位置決めライン１１２を予め設定しておき、当該位置決めライン１１２にワーク１１０の右端が達した時にテーブル１０６を停止する場合に、画像認識装置５は、当該ワーク１１０の位置の認識データを使用して補正位置を計測する（Ｓ６）。【００７５】
画像認識装置５にて計測された補正位置（Ｓ６）は、第１のデータ通信線路８2を介して指令制御装置２に送信される（Ｓ７）。指令制御装置２は、画像認識装置５が計測処理（Ｓ６）を行った第１の通信周期の次の通信周期において、補正位置である（ｋ）指令を生成し（Ｓ８）、その補正位置指令を第１のデータ通信線路８1を介して、駆動制御装置３1及び駆動制御装置３2に送信する（Ｓ９）。駆動制御装置３1及び駆動制御装置３2は、指令制御装置２が（ｋ）指令生成処理（Ｓ８）を行った第１の通信周期の次の通信周期において、その補正位置指令に従って（ｋ）位置決め制御を同時に実行する（Ｓ１０ａ）（Ｓ１０ｂ）。【００７６】
なお、図１では、パルス発生装置４と画像認識装置５とを分けて示したが、画像認識装置にパルス発生機能を内蔵することができる。この場合は、付属するカメラや照明のシャッタパルスを生成するために、エンコーダ６1のフィードバック位置データ（・・・、ｊ1−１、ｊ1、ｊ1＋１、・・・）、及びエンコーダ６2のフィードバック位置データ（・・・、ｊ2−１、ｊ2、ｊ2＋１、・・・）を、パルス発生機能を内蔵する画像認識装置に送信し、当該シャッタパルスを生成しカメラの撮像制御を行うことになる。【００７７】
以上は、テーブル１０６が予め仮に設定した停止位置まで移動中に、画像認識装置５がカメラ１０５にて撮像した撮像エリア１１１内の画像によってワーク１１０の位置を認識してその位置情報を指令制御装置２に直接与え、指令制御装置２がワーク１１０の位置情報から補正指令を算出し、駆動制御装置３1，３2に送信する。これを通信周期ごとに繰り返すことで、駆動制御装置３1，３2がモータ１０８1、１０８2を駆動制御してボールネジ１０７1，１０７2を回転させ、テーブル１０６をワーク１１０の右端が位置決めライン１１２に達するまで移動させる例である。【００７８】
この動作例から理解できるように、この実施の形態１にて実現される一連の位置補正を考慮した位置決め制御は、統括制御装置１がその都度介在することがなく、指令制御装置２を含む機械制御装置９と物理量検出装置１１、及びその間を接続する第１のデータ通信線路群８及び第２のデータ通信線路群１０のみで実施することができる。【００７９】
このとき、第２のデータ通信線路群１０での通信速度を第１のデータ通信線路群８よりも高速とし、機械制御装置９を制御する位置指令等の制御情報よりも高い頻度で物理量検出装置１１が物理量を検出・伝送するようにしたので、上記の一連の位置補正を考慮した位置決め制御を高精度で実施することができる。【００８０】
このように、実施の形態１によれば、駆動制御システムを構成する機械制御装置（駆動制御装置、補助制御装置）と、機械制御装置が作用するのに必要な位置情報等の物理量を検出する物理量検出装置との間をデータ通信線路で接続し、物理量検出装置が検出した物理量情報を当該データ通信線路上の任意の機械制御装置に直接一定周期で同期伝送するようにしたので、通信遅延を軽減し、物理量情報を高速に伝送できるようになる。したがって、駆動制御システムを構成する機械制御装置（駆動制御装置、補助制御装置）が装置間で協調し、かつ高速に同期を取って制御を行うことが可能となる。【００８１】
このとき、各機械制御装置（指令制御装置、駆動制御装置、補助制御装置）の間を位置指令情報等の制御情報を一定周期で同期伝送する第１のデータ通信線路群で接続し、また、前記機械制御装置（図１では指令制御装置を除いたが含めてもよい）の各装置と物理量検出装置との間を物理量検出装置が検出した物理量情報（位置情報等）を指令制御装置以外の任意の前記機械制御装置に前記第１のデータ通信線路群での通信周期よりも短い一定周期で同期伝送する第２のデータ通信線路群で接続したので、各機械制御装置では、高い頻度で物理量情報を取得することができ、制御精度の向上が図れるようになる。そして、第１のデータ通信線路群に関わる送受信系では、安価な低速通信用の部品を使用することができるので、通信に係るコストが低減できる。【００８２】
また、前記機械制御装置の各装置と物理量検出装置との間で制御情報や物理量情報を直接授受することができるので、他の機械制御装置（例えば画像認識装置、パルス発生装置）の制御情報を、統括制御装置を介して通信する必要がなくなり、統括制御装置の負荷を軽減できる効果がある。【００８３】
加えて、第１のデータ通信線路群及び第２のデータ通信線路群では、所定フォーマットの数値データの形式で伝送するので、通信エラー処理を簡単に実施することができる。また、高い周波数のパルス列信号をそのまま伝送する場合に問題となったパルス信号の品質劣化もなくなり、ノイズの影響も受け難くなる。例えば、パルス発生装置又は画像認識装置に、第２のデータ通信線路群を経由してエンコーダからの位置情報をサーボモータの回転数に依存しない数値データとして直接送信するので、ノイズ等の問題を有効に回避することができる。したがって、装置間の伝送距離を長くすることができるようになる。【００８４】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２による駆動制御システムの構成を示すブロック図である。この実施の形態２では、実施の形態１にて説明した装置間のデータ通信方法の具体例等（その１）について説明する。なお、指令制御装置は、実施の形態１では、物理量検出装置とは通信を行わないとしたが、構築する駆動制御システムの性格等によっては、物理量検出装置とも通信を行う場合もあるので、図３では、指令制御装置は、物理量検出装置とも通信を行うことができるような表現にしてある。【００８５】
図３に示す駆動制御システムでは、統括制御装置１と、機械制御装置である指令制御装置２０及び駆動制御装置２１1，２１2，２１3と、物理量検出装置１１1，１１2，１１3とが示され、図１に示した補助制御装置は図示を省略されている。物理量検出装置１１1，１１2，１１3は、位置センサ（エンコーダ）や速度センサなどである。【００８６】
統括制御装置１は、指令制御装置２０とのみ通信を行う。指令制御装置２０と駆動制御装置２１1，２１2，２１3とは、第１のデータ通信線路群８を介して通信を行う。第１のデータ通信線路群８は、４本のデータ通信線路８1，８2，８3，８4で構成されている。換言すれば、指令制御装置２０と駆動制御装置２１1，２１2，２１3とは、それぞれ、４本のデータ通信線路８1，８2，８3，８4に個別にアクセスすることができる送受信部を備えている。【００８７】
すなわち、指令制御装置２０は、第１のデータ通信線路８1に接続される送受信部２３ａと、第１のデータ通信線路８2に接続される送受信部２３ｂと、第１のデータ通信線路８3に接続される送受信部２３ｃと、第１のデータ通信線路８4に接続される送受信部２３ｄとを備えている。【００８８】
駆動制御装置２１1は、第１のデータ通信線路８1に接続される送受信部２４ａと、第１のデータ通信線路８2に接続される送受信部２４ｂと、第１のデータ通信線路８3に接続される送受信部２４ｃと、第１のデータ通信線路８4に接続される送受信部２４ｄとを備えている。【００８９】
また、駆動制御装置２１2は、第１のデータ通信線路８1に接続される送受信部２５ａと、第１のデータ通信線路８2に接続される送受信部２５ｂと、第１のデータ通信線路８3に接続される送受信部２５ｃと、第１のデータ通信線路８4に接続される送受信部２５ｄとを備えている。【００９０】
また、駆動制御装置２１3は、第１のデータ通信線路８1に接続される送受信部２６ａと、第１のデータ通信線路８2に接続される送受信部２６ｂと、第１のデータ通信線路８3に接続される送受信部２６ｃと、第１のデータ通信線路８4に接続される送受信部２６ｄとを備えている。【００９１】
そして、第２のデータ通信線路群１０は、４本のデータ通信線路１０1，１０2，１０3，１０4で構成され、指令制御装置２０及び駆動制御装置２１1，２１2，２１3は、それぞれ、４本のデータ通信線路１０1，１０2，１０3，１０4に個別にアクセスすることができる送受信部を備えている。【００９２】
すなわち、指令制御装置２０は、第２のデータ通信線路１０4に接続される送受信部２３ｅと、第２のデータ通信線路１０3に接続される送受信部２３ｆと、第２のデータ通信線路１０2に接続される送受信部２３ｇと、第２のデータ通信線路１０1に接続される送受信部２３ｈとを備えている。【００９３】
駆動制御装置２１1は、第２のデータ通信線路１０4に接続される送受信部２４ｅと、第２のデータ通信線路１０3に接続される送受信部２４ｆと、第２のデータ通信線路１０2に接続される送受信部２４ｇと、第２のデータ通信線路１０1に接続される送受信部２４ｈとを備えている。【００９４】
駆動制御装置２１2は、第２のデータ通信線路１０4に接続される送受信部２５ｅと、第２のデータ通信線路１０3に接続される送受信部２５ｆと、第２のデータ通信線路１０2に接続される送受信部２５ｇと、第２のデータ通信線路１０1に接続される送受信部２５ｈとを備えている。【００９５】
駆動制御装置２１3は、第２のデータ通信線路１０4に接続される送受信部２６ｅと、第２のデータ通信線路１０3に接続される送受信部２６ｆと、第２のデータ通信線路１０2に接続される送受信部２６ｇと、第２のデータ通信線路１０1に接続される送受信部２６ｈとを備えている。【００９６】
一方、物理量検出装置１１1，１１2，１１3は、それぞれ、１つの送受信部を備え、４本のデータ通信線路１０1，１０2，１０3，１０4のうちの１つにアクセスすることができるようになっている。具体的には、図３では、物理量検出装置１１1，１１2，１１3が備えている送受信部２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、それぞれ、第２のデータ通信線路１０4に接続されている。【００９７】
次に、図３と図４を参照して、図３に示す駆動制御システムに実施されるデータ通信の形態について説明する。なお、図４は、図３に示す機械制御装置及び物量検出装置がデータ通信線路を介して通信データの授受を行う動作を説明するタイムチャートである。【００９８】
図４に示すように、図３に示す駆動制御システムでは、指令制御装置２０は、駆動制御装置２１1，２１2，２１3への各位置指令データを第１のデータ通信線路８1のみを使用して送信する。また、駆動制御装置２１1，２１2，２１3は、指令制御装置２０への状態データを、第１のデータ通信線路８2のみを使用して送信する。また、物理量検出装置１１1，１１2，１１3は、検出した物理量情報を第２のデータ通信線路１０4のみを使用して駆動制御装置２１1，２１2，２１3等に送信するとしている。【００９９】
図４において、指令制御装置２０は、第１のデータ通信線路８1上に駆動制御装置２１1，２１2，２１3向けの指令データを、第１のデータ通信周期毎に、「ｉ番目の指令データ」「ｉ＋１番目の指令データ」・・と繰り返し送信する。【０１００】
同時に、駆動制御装置２１1，２１2，２１3では、第１のデータ通信周期内での自装置の送信時刻を監視し、自装置の送信時刻になると、指令制御装置２０が使用する同じ第１のデータ通信周期毎に、第１のデータ通信線路８2を経由して指令制御装置２０に対し自装置の状態データを送信する。その結果、各駆動制御装置の状態データは、第１のデータ通信周期以内に時分割して送信される。つまり、指令制御装置２０が使用する同じ第１のデータ通信周期毎に、「駆動制御装置２１1の状態データ」と「駆動制御装置２１2の状態データ」と「駆動制御装置２１3の状態データ」とが組になって、「ｉ番目の状態データ」「ｉ＋１番目の状態データ」・・と繰り返し送信される。【０１０１】
一方、物理量検出装置１１1，１１2，１１3では、第２のデータ通信周期毎に、第２のデータ通信周期内での自装置の送信時刻を監視し、自装置の送信時刻になると、第２のデータ通信線路１０4を経由して駆動制御装置２１1，２１2，２１3等に対し、自装置の物理量データ（実施の形態１での例で言えば位置データ）を送信する。その結果、各物理量検出装置の位置データは、第２のデータ通信周期以内に時分割して送信される。つまり、各物理量検出装置は、「ｊ番目の位置データ」を時分割して送信後、次の通信周期に「ｊ＋１番目の位置データ」を時分割して送信し、以後、これを繰り返す。【０１０２】
このように、実施の形態２によれば、図３では、補助制御装置は図示してないが、駆動制御システムを構成する各機械制御装置は、第１のデータ通信線路群を構成する２以上のデータ通信線路に対して個別にアクセスすることができる送受信手段を備えるので、通信するデータの種類、第１の通信周期内で一度に送信するデータ量、第１の通信周期の時間幅、通信方向等に応じて、第１のデータ通信線路を最適に選択することができる。【０１０３】
この実施の形態２では具体例（１）として、図４では、指令制御装置が複数の駆動制御装置に送信するデータ量は、第１の通信周期内で一度に送信できるデータ量であることから、指令制御装置は、第１のデータ通信線路群の中で駆動制御装置への送信用である１つの第１のデータ通信線路を選択して複数の駆動制御装置に対して一度に送信する。また、複数の駆動制御装置が指令制御装置に送信するデータ量は、第１の通信周期内で一度に送信できるデータ量であることから、複数の駆動制御装置は、第１のデータ通信線路群の中で指令制御装置への送信用である１つの第１のデータ通信線路を選択して指令制御装置に対して一度に送信する場合を示した。【０１０４】
また、駆動制御システムを構成する各機械制御装置は、物理量情報を収集する第２のデータ通信線路群に対しても構成する１以上の第２のデータ通信線路に対して個別にアクセスすることができる送受信手段を備えるので、それぞれ１つの送受信手段を備える複数の物理量検出装置は、第２の通信周期内で一度に送信するデータ量、第２の通信周期の時間幅等に応じて、その１以上の第２のデータ通信線路を最適に選択することができる。【０１０５】
この実施の形態２では具体例（１）として、図４では、複数の物理量検出装置が送信するデータ量は、第２の通信周期内に一度に送信できるデータ量であることから、複数の物理量検出装置は、第２のデータ通信線路群を構成する１以上の第２のデータ通信線路のうちの任意の１つを共通に選択して機械制御装置に対して一度に送信する場合を示した。【０１０６】
したがって、実施の形態２によれば、駆動制御装置等が増加しても各装置間で協調し、かつ高速に同期を取って制御を行うことが可能な駆動制御システムを実現することができる。【０１０７】
また、実施の形態２でのデータ通信方法によれば、指令制御装置と複数の駆動制御装置との間では、指令制御装置は１本のデータ通信線路を専用して位置指令情報を送信するのに対し、複数の駆動制御装置は１本のデータ通信線路を共用して状態データを送信することができる。また、複数の物理量検出装置は、１本のデータ通信線路を共用して物理量データを送信することができる。したがって、図３では、第１のデータ通信線路群として４本示してあるが、２本で足りる。また、第２のデータ通信線路群として４本示してあるが、１本で足りる。すなわち、この実施の形態２によれば、データ通信線路の増加によるコストアップを抑制することができる。【０１０８】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３による駆動制御システムの構成を示すブロック図である。この実施の形態３では、実施の形態１にて説明した装置間のデータ通信方法の具体例等（その２）について説明する。なお、指令制御装置は、図３と同様に、物理量検出装置とも通信を行うことができるような表現にしてある。【０１０９】
図５に示す駆動制御システムでは、図３に示す駆動制御システムにおいて、物理量検出装置１１1，１１2，１１3が備えている送受信部２７ａ，２７ｂ，２７ｃと第２のデータ通信線路群１０との接続関係が変更になっている。【０１１０】
すなわち、物理量検出装置１１1が備えている送受信部２７ａは、第２のデータ通信線路１０4に接続されている。物理量検出装置１１2が備えている送受信部２７ｂは、第２のデータ通信線路１０3に接続されている。物理量検出装置１１3が備えている送受信部２７ｃは、第２のデータ通信線路１０2に接続されている。【０１１１】
次に、図５と図６を参照して、図５に示す駆動制御システムに実施されるデータ通信の形態について説明する。なお、図６は、図５に示す機械制御装置及び物量検出装置がデータ通信線路を介して通信データの授受を行う動作を説明するタイムチャートである。【０１１２】
図６に示すように、図５に示す駆動制御システムでは、指令制御装置２０から駆動制御装置２１1，２１2への位置指令データは第１のデータ通信線路８1を共通に使用して送信し、指令制御装置２０から駆動制御装置２１3への位置指令データは第１のデータ通信線路８3を使用して送信する。また、指令制御装置２０への状態データを、駆動制御装置２１1，２１2は第１のデータ通信線路８2を共通に使用して送信し、駆動制御装置２１3は第１のデータ通信線路８4を使用して送信するとしている。【０１１３】
そして、物理量検出装置１１1は、検出した物理量情報を第２のデータ通信線路１０4を使用して駆動制御装置２１1，２１2，２１3に送信する。物理量検出装置１１2は、検出した物理量情報を第２のデータ通信線路１０3を使用して駆動制御装置２１1，２１2，２１3等に送信する。物理量検出装置１１3は、検出した物理量情報を第２のデータ通信線路１０2を使用して駆動制御装置２１1，２１2，２１3に送信するとしている。【０１１４】
図６において、指令制御装置２０は、第１のデータ通信線路８1上に駆動制御装置２１1，２１2向けの指令データを、第１のデータ通信周期毎に、「ｉ番目の指令データ」「ｉ＋１番目の指令データ」・・・と繰り返し送信する。同時に、指令制御装置２０は、上記と並行して第１のデータ通信線路８3上に駆動制御装置２１3向けの指令データを、第１のデータ通信周期毎に、「ｉ番目の指令データ」「ｉ＋１番目の指令データ」・・・と繰り返し送信する。【０１１５】
同時に、駆動制御装置２１1，２１2は、第１のデータ通信周期毎に、第１のデータ通信周期内での自装置の送信時刻を監視し、自装置の送信時刻になると、指令制御装置２０が使用する同じ第１のデータ通信周期毎に、第１のデータ通信線路８2を経由して指令制御装置２０に対し自装置の状態データを送信する。その結果、駆動制御装置２１1，２１2の状態データは、第１のデータ通信周期以内に時分割して送信される。つまり、指令制御装置２０が使用する同じ第１のデータ通信周期毎に、「駆動制御装置２１1の状態データ」と「駆動制御装置２１2の状態データ」とが組になって、「ｉ番目の状態データ」「ｉ＋１番目の状態データ」・・と繰り返し送信される。【０１１６】
また、同時に、駆動制御装置２１3は、第１のデータ通信周期内での自装置の送信時刻を監視し、自装置の送信時刻になると、指令制御装置２０が使用する同じ第１のデータ通信周期毎に、第１のデータ通信線路８4を経由して指令制御装置２０に対し自装置の状態データを「ｉ番目の状態データ」「ｉ＋１番目の状態データ」・・と繰り返し送信する。【０１１７】
一方、物理量検出装置１１1，１１2，１１3では、第２のデータ通信周期毎に位置データを、物理量検出装置１１1は第２のデータ通信線路１０4を経由して駆動制御装置２１1，２１2，２１3等に対して送信し、物理量検出装置１１2は第２のデータ通信線路１０3を経由して駆動制御装置２１1，２１2，２１3等に対して送信し、物理量検出装置１１3は第２のデータ通信線路１０2を経由して駆動制御装置２１1，２１2，２１3等に対して送信する。つまり、各物理量検出装置は、物理量データ（位置データ）を３本のデータ通信路を使用して同時に並列に送信する。【０１１８】
図４と図６との比較から理解できるように、第２の通信周期は、図４と図６とで共に第１の通信周期よりも短いが、図６の方が図４の場合よりも相当に短くなっている。したがって、図６に示す場合は、物理量データをより高速にかつ多数を並列に伝送できるので、駆動制御装置２１1，２１2，２１3等は、第１の通信周期内で、図４に示す場合よりも、より多数の物理量データを収集できることになる。【０１１９】
このように、実施の形態３によれば、図５では、補助制御装置は図示してないが、駆動制御システムを構成する各機械制御装置は、第１のデータ通信線路群を構成する２以上のデータ通信線路に対して個別にアクセスすることができる送受信手段を備えるので、通信するデータの種類、第１の通信周期内で一度に送信するデータ量、第１の通信周期の時間幅、通信方向等に応じて、第１のデータ通信線路を最適に選択することができる。【０１２０】
この点は実施の形態２と同様であるが、実施の形態３では、その具体例（２）として、図６では、指令制御装置が複数の駆動制御装置に送信するデータ量は、第１の通信周期内で一度に送信できるデータ量でないことから、指令制御装置は、データ量の多い駆動制御装置に対しては第１のデータ通信線路群の中で駆動制御装置への送信用である１つの第１のデータ通信線路を選択して送信する一方、データ量の少ない幾つかの駆動制御装置に対してはそれらをまとめて扱い第１のデータ通信線路群の中で駆動制御装置への送信用である他の１つの第１のデータ通信線路を選択してそのまとめた複数の駆動制御装置に対して一度に送信する。【０１２１】
そして、複数の駆動制御装置のうち、送信するデータ量の多い駆動制御装置は、第１のデータ通信線路群の中で指令制御装置への送信用である１つの第１のデータ通信線路を選択して指令制御装置に対して送信する一方、送信するデータ量の少ない幾つかの駆動制御装置は、まとまって第１のデータ通信線路群の中で指令制御装置への送信用である他の１つの第１のデータ通信線路を選択して指令制御装置に対して一度に送信する時分割伝送の場合を示した。【０１２２】
また、駆動制御システムを構成する各機械制御装置は、物理量情報を収集する第２のデータ通信線路群に対しても構成する１以上の第２のデータ通信線路に対して個別にアクセスすることができる送受信手段を備えるので、それぞれ１つの送受信手段を備える複数の物理量検出装置は、第２の通信周期内で一度に送信するデータ量、第２の通信周期の時間幅等に応じて、その１以上の第２のデータ通信線路を最適に選択することができる。【０１２３】
この点は実施の形態２と同様であるが、実施の形態３では、その具体例（２）として、図６では、複数の物理量検出装置が高い頻度で物理量データを送信する必要がある等の要請に応える方策として、第２の通信周期を図４に示した場合よりも短く構成し、複数の物理量検出装置が、それぞれ複数の第２のデータ通信線路のうちの１つのを専用に選択して機械制御装置に対して一度に並列送信する場合を示した。【０１２４】
この場合は、第１のデータ通信線路群及び第２のデータ通信線路群では、データ通信線路数は実施の形態２よりも増えるが、機械制御装置は、第１の通信周期内で、実施の形態２に示す場合よりも、より多数の物理量データを収集できることになる。【０１２５】
したがって、実施の形態３によれば、実施の形態２と同様に、駆動制御装置等が増加しても、各装置間で協調し、かつ高速に同期を取って制御を行うことが可能な駆動制御システムを実現することができるが、その駆動制御を高精度化することができる。【０１２６】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４による機械制御装置の構成を示すブロック図である。図７に示す機械制御装置９は、第１のデータ通信線路群８に対する送受信部３０と、第２のデータ通信線路群１０に対する送受信部３２と、両送受信部間に介在する機械制御装置９の処理本体部３１とで構成されている。【０１２７】
また、第１のデータ通信線路群８は、ｍ本の第１のデータ通信線路８1〜８mで構成され、第２のデータ通信線路群１０は、ｎ本の第２のデータ通信線路１０1〜１０nで構成されている。【０１２８】
第１のデータ通信線路群８に対する送受信部３０は、ｍ本の第１のデータ通信線路８1〜８mに対して、ｍ個の送信バッファ３３1〜３３mとｍ個の受信バッファ３４1〜３４mとで構成されるが、各送信バッファの入力端は１つにまとまって処理本体部３１の１つの第１のデータ通信線路群側出力ポートに接続され、各受信バッファの出力端は１つにまとまって処理本体部３１の１つの第１のデータ通信線路群側入力ポートに接続されている。【０１２９】
第２のデータ通信線路群１０に対する送受信部３２は、ｎ本の第２のデータ通信線路１０1〜１０nに対して、ｎ個の受信バッファ３５1〜３５nとｎ個の送信バッファ３６1〜３６nとで構成されるが、上記と同様に、各送信バッファの入力端は１つにまとまって処理本体部３１の１つの第２のデータ通信線路群側出力ポートに接続され、各受信バッファの出力端は１つにまとまって処理本体部３１の１つの第２のデータ通信線路群側入力ポートに接続されている。【０１３０】
このように構成された機械制御装置において、第１のデータ通信線路群８に対しては、送受信部３０の送信バッファ３３1〜３３mと受信バッファ３４1〜３４mとを個別に導通制御することにより、少なくとも１以上の第１のデータ通信線路を任意に選択して制御情報を送受信することができる。例えば、第１のデータ通信線路８mの制御情報を受信バッファ３４mにて取り込み、処理された制御情報を送信バッファ３３1から第１のデータ通信線８1に送信することができる。【０１３１】
また、第２のデータ通信線路群１０に対しては、送受信部３２の送信バッファ３６1〜３６nと受信バッファ３５1〜３５nとを個別に導通制御することにより、少なくとも１以上の第２のデータ通信線路を任意に選択して物理量情報を送受信することができる。例えば、第２のデータ通信線路１０nの物理量情報を受信バッファ３５nにて取り込み、処理された物理量情報を送信バッファ３６1から第２のデータ通信線路１０1に送信することができる。【０１３２】
そして、図７では、処理本体部３１は第１のデータ通信線路群側と第２のデータ通信線路群側にそれぞれ備える送受信ポートが１組であるので、上述のように、同時には、第１のデータ通信線路群のいずれか一の通信線路を用いて制御情報を送受信し、また第２のデータ通信線路群のいずれか一の通信線路を用いて物理量情報を送受信することになるが、処理本体部３１の第１のデータ通信線路群側と第２のデータ通信線路群側の双方または一方に設ける送受信ポートを複数にすれば、第１のデータ通信線路群側と第２のデータ通信線路群側の双方または一方において同時に複数の受信または送信も可能にすることができる。【０１３３】
このように、この実施の形態４によれば、第１のデータ通信線路群と第２のデータ通信線路群の双方または一方における各データ通信線路に対して送受信手段を設けるので、同時に複数のデータ通信線路の情報を送受信することが可能となる。【０１３４】
また、第１のデータ通信線路群と第２のデータ通信線路群の双方または一方における各データ通信線路に対して設ける送受信手段のバッファの導通を制御することで、任意のデータ通信線路の情報を選択して受信し、他のデータ通信線路に送信することが可能であるので、必要な情報を同時に各機械制御装置に送信することが可能となる。【０１３５】
したがって、通信情報の種類、通信周期、通信方向等に合せてデータ通信線路を最適に選択し駆動制御システムを構成することで、システムコストを抑えて、駆動制御に必要な制御情報や物理量情報を柔軟にかつ効率よく同期伝送することが可能な駆動制御システムを構成できる効果がある。【０１３６】
なお、以上説明した実施の形態では、補助制御装置を含めた駆動制御システムにおいて装置間がデータ通信線路を介して高速に信号授受を行う場合を示したが、この発明は、これに限定されるものではなく、補助制御装置を含まない駆動制御システムにおいても同様に適用できるものであり、同様の効果を得ることができる。【０１３７】
また、物理量検出装置に設ける第２のデータ通信線路群との送受信部は、図７に示した第２データ通信線路群の送受信部３２と同様の構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
以上のように、この発明にかかる駆動制御システム及び機械制御装置は、数値制御装置やロボット、半導体製造装置、電子デバイスの実装装置等の駆動制御を必要とする種々のメカトロ製品に使用するのに適している。
【図１】
2006095401.tif 000002
【図２】
2006095401.tif 000003
【図３】
2006095401.tif 000004
【図４】
2006095401.tif 000005
【図５】
2006095401.tif 000006
【図６】
2006095401.tif 000007
【図７】
2006095401.tif 000008
【図８】
2006095401.tif 000009
【図９】
2006095401.tif 000010
【図１０】
2006095401.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月29日(2005.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】（削除）
【請求項２】（削除）
【請求項３】（削除）
【請求項４】（削除）
【請求項５】（削除）
【請求項６】  制御対象の駆動軸を制御するモータを駆動制御する指令を生成する指令制御装置と、前記モータによる駆動軸の制御によって変更される制御対象の位置情報や速度情報などの物理量を検出する物理量検出装置と、前記指令制御装置が生成する指令と前記物理量検出装置が検出する物理量とに基づき前記モータへの駆動制御信号を発生する駆動制御装置と、前記指令制御装置が前記指令を生成する際に必要になる前記制御対象の変位情報を前記物理量検出装置が検出する物理量に基づき生成する補助制御装置とを備える駆動制御システムにおいて、
前記指令制御装置と前記駆動制御装置と前記補助制御装置とが並列に接続される第１のデータ通信線路を設け、前記指令制御装置と前記駆動制御装置と前記補助制御装置とが相互間で授受する制御情報を通信データの形式で前記第１のデータ通信線路に当該第１のデータ通信線路で規定される第１の通信周期に従って送出し取り込むようにし、かつ
前記指令制御装置と前記駆動制御装置と前記補助制御装置と前記物理量検出装置とのうち少なくとも前記物理量検出装置と前記駆動制御装置と前記補助制御装置とが並列に接続されるデータ通信線路であって、前記第１のデータ通信線路で規定される第１の通信周期よりも短い第２の通信周期を有する第２のデータ通信線路を設け、前記物理量検出装置は、検出した物理量を通信データの形式に変換し前記第２のデータ通信線路に前記第２の通信周期に従って送出し、前記駆動制御装置及び前記補助制御装置は、前記第２のデータ通信線路から前記物理量データを前記第２の通信周期に従って取り込むようにしたことを特徴とする駆動制御システム。
【請求項７】（削除）
【請求項８】（削除）
【請求項９】  前記第１のデータ通信線路の本数は、前記指令制御装置と前記駆動制御装置と前記補助制御装置とが通信するデータの種類、送信するデータ量と前記第１の通信周期の時間幅との関係、通信方向に応じて定められることを特徴とする請求項６に記載の駆動制御システム。
【請求項１０】  前記第２のデータ通信線路の本数は、複数の前記物理量検出装置が送信するデータ量と前記第２の通信周期の時間幅との関係に応じて定められることを特徴とする請求項６に記載の駆動制御システム。
【請求項１１】  前記第１のデータ通信線路が複数本で構成されている場合に、前記指令制御装置と前記駆動制御装置と前記補助制御装置とは、各第１のデータ通信線路にアクセスすることができる送受信手段を備え、それぞれ、一の第１のデータ通信線路から取り込んだ制御用データを他の一の第１のデータ通信線路に送出することを特徴とする請求項６に記載の駆動制御システム。
【請求項１２】  前記第２のデータ通信線路が複数本で構成されている場合に、前記物理量検出装置と前記駆動制御装置と前記補助制御装置とは、各第２のデータ通信線路にアクセスすることができる送受信手段を備え、それぞれ、一の第２のデータ通信線路から取り込んだ物理量データを他の一の第２のデータ通信線路に送出することを特徴とする請求項６に記載の駆動制御システム。
【請求項１３】  駆動制御システムを構成する、制御対象の駆動軸を制御するモータを駆動制御する指令を生成する指令制御装置と、前記指令制御装置が生成する指令と物理量検出装置が検出する物理量とに基づき前記モータへの駆動制御信号を発生する駆動制御装置と、前記指令制御装置が前記指令を生成する際に必要になる前記制御対象の変位情報を前記物理量検出装置が検出する物理量に基づき生成する補助制御装置とのそれぞれを機械制御装置と称すれば、各機械制御装置は、制御用データを伝送する複数本の第１のデータ通信線路に対して個別にアクセスすることができる送受信手段を備え、一の第１のデータ通信線路から取り込んだ制御用データを他の一の第１のデータ通信線路に送出することを特徴とする機械制御装置。
【請求項１４】  前記各機械制御装置は、
物理量データを伝送する複数本の第２のデータ通信線路に対して個別にアクセスすることができる送受信手段を備え、一の第２のデータ通信線路から取り込んだ物理量データを他の一の第２のデータ通信線路に送出することを特徴とする請求項１３に記載の機械制御装置。
【請求項１５】（削除）
【請求項１６】  前記物理量検出装置は、前記第２のデータ通信線路が複数本で構成される場合に、その複数本の第２のデータ通信線路に対して個別にアクセスすることができる送受信手段を備えていることを特徴とする請求項６に記載の駆動制御システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
で構成され、該データ通信路にて一定の通信周期でデータ通信を行っている。この通信周期では、通信可能なデータ量を超える装置台数（モータ数）の場合は、通信することができない。したがって、各装置間の通信路は、新たな観点から構築する必要がある。
［００４０］
また、上記の対応策を実現するためには、エンコーダやリミットスイッチ、加速度センサなどの物理量検出装置は対応する装置と通信するだけでなく、他の装置とも通信できるようにする必要がある。しかし、特許文献１に開示された駆動制御システムでは、エンコーダやリミットスイッチ、加速度センサなどの物理量検出装置は対応する装置のみと通信するように構成され、他の装置と直接通信するようには構成されていないので、これについても新たな観点から構築する必要がある。
［００４１］
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、エンコーダ等の物理量検出装置の検出情報を、伝送遅延が少なく、高速にかつ効率よく伝送することが可能な駆動制御システム及び機械制御装置を得ることを目的とする。
［００４２］
また、この発明は、統括制御装置の負荷を軽減できる効率のよい駆動制御システム及び機械制御装置を得ることを目的とする。
［００４３］
さらに、この発明は、構成する各装置の配置間隔が長距離であっても、ノイズの影響を少なくして高速伝送を可能にする駆動制御システム及び機械制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
［００４４］
上述した目的を達成するために、この発明は、制御対象の駆動軸を制御するモータを駆動制御する指令を生成する指令制御装置と、前記モータによる駆動軸の制御によって変更される制御対象の位置情報や速度情報などの物理量を検出する物理量検出装置と、前記指令制御装置が生成する指令と前記物理量検出装置が検出する物理量とに基づき前記モータへの駆動制御信号を発生する駆動制御装置と前記指令制御装置が前記指令を生成する際に必要になる前記制御対象の変位情報を前記物理量検出装置が検出する物理量に基づき生成する補助制御装置とを備える駆動制御システムにおいて、前記指令制御装置と前記駆動制御装置と前記補助制御装置とが並列に接続される第１のデータ通信線路を設け、前記指令制御装置と前
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
記駆動制御装置と前記補助制御装置とが相互間で授受する制御情報を通信データの形式で前記第１のデータ通信線路に当該第１のデータ通信線路で規定される第１の通信周期に従って送出し取り込むようにし、かつ前記指令制御装置と前記駆動制御装置と前記補助制御装置と前記物理量検出装置とのうち少なくとも前記物理量検出装置と前記駆動制御装置と前記補助制御装置とが並列に接続されるデータ通信線路であって、前記第１のデータ通信線路で規定される第１の通信周期よりも短い第２の通信周期を有する第２のデータ通信線路を設け、前記物理量検出装置は、検出した物理量を通信データの形式に変換し前記第２のデータ通信線路に前記第２の通信周期に従って送出し、前記駆動制御装置及び前記補助制御装置は、前記第２のデータ通信線路から前記物理量データを前記第２の通信周期に従って取り込むようにしたことを特徴とする。
［００４５］
この発明によれば、エンコーダ等の物理量検出装置は、検出情報を駆動制御装置と補助制御装置に対して少ない伝送遅延で、高速にかつ効率よく伝送することができる。これによって、駆動制御装置と補助制御装置は、装置間で協調し、かつ高速に同期を取って制御を行うことが可能となり、制御精度の向上が図れるようになる。また、ノイズの影響を少なくすることができるので、構成する各装置の配置間隔が長距離であっても、高速伝送が可能になる。
【発明の効果】
［００４６］
この発明によれば、エンコーダ等の物理量検出装置の検出情報を、伝送遅延が少なく、高速にかつ効率よく伝送することが可能な駆動制御システムが得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
［００４７］
［図１］図１は、この発明の実施の形態１による駆動制御システムの構成を示すブロック図である。
［図２］図２は、図１に示す機械制御装置及び物量検出装置がデータ通信線路を介して通信データの授受を行って制御動作を実現する過程を説明するタイムチャートである。
［図３］図３は、この発明の実施の形態２による駆動制御システムの構成を示すブロック図である。
［図４］図４は、図３に示す機械制御装置及び物量検出装置がデータ通信線路を介して通信データの授受を行う動作を説明するタイムチャートである。
［図５］図５は、この発明の実施の形態３による駆動制御システムの構成を示すブロック図である。
［図６］図６は、図５に示す機械制御装置及び物量検出装置がデータ通信線路を介して通信データの授受を行う動作を説明するタイムチャートである。
［図７］図７は、この発明の実施の形態４による機械制御装置の構成を示すブロック図である。
［図８］図８は、従来の駆動制御システムの構成例を示すブロック図である。
［図９］図９は、図８に示す従来の駆動制御システムに画像認識装置を組み込む場合の従来技術による駆動制御システムの構成例を示すブロック図である。
［図１０］図１０は、図９に示すテーブルの位置制御動作を説明する図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
３１  処理本体部
３２  第２のデータ通信線路群に対する送受信部
３３ｌ〜３３ｍ，３６ｌ〜３６ｎ  送信バッファ
３４ｌ〜３４ｍ，３６ｌ〜３５ｎ  受信バッファ
【発明を実施するための最良の形態】
［００４９］
以下に図面を参照して、この発明にかかる駆動制御システム及び機械制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
［００５０］
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による駆動制御システムの構成を示すブロック図である。図１では、この発明の理解を容易にするため、従来例（図９）と同様に画像認識装置とパルス発生装置を組み込んだ駆動制御システムの構成例が示されている。したがって、図１では、図９に示した構成要素のうち同一ないしは同等である構成には同一の符号を付している。異なる符号が付された統括制御装置１，指令制御装置２，駆動制御装置３１，３２，パルス発生装置４，画像認識装置５，及びエンコーダ６１，６２は、主な処理機能は図９に示した場合と同様であるが、装置間の通信形態が異なっている。なお、図１では、駆動制御装置３１とサーボモータ１０８１との間に存する接続ラインと、駆動制御装置３２とサーボモータ１０８２との間に存する接続ラインとは、図示を省略した。
［００５１］
ここで、この明細書では、指令制御装置２や駆動制御装置３１，３２、パルス発生装置４、画像認識装置５など、当該駆動制御システムを構成する主な装置は、特に区別する必要のないときは、単に「機械制御装置」と称する場合がある。図１では、機械制御装置９としている。また、図１では、従来例（図９）で示した駆動システムを別の観点から構成する意味で位置センサとしてのエンコーダ６１，６２のみを示してあるが、一般に、駆動システムでは、その他、速度センサやトルクセンサ、温度センサなども用いられる。それらは、機械制御装置が作用する上で必要な物理量を検出する装置であるので、特に区別する必要のないときは、単に「物理量検出装置」と称する場合がある。図１では、エンコーダ６１，６２を物理量検出装置１１としている。物理量検出装置１１と言うときは、図示しない速度センサ等も含まれることになる。
［００５２］
そして、パルス発生装置４や画像認識装置５は、全体の駆動制御を補助する装置
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
ン１１２を予め設定しておき、当該位置決めライン１１２にワーク１１０の右端が達した時にテーブル１０６を停止する場合に、画像認識装置５は、当該ワーク１１０の位置の認識データを使用して補正位置を計測する（Ｓ６）。
［００７５］
画像認識装置５にて計測された補正位置（Ｓ６）は、第１のデータ通信線路８２を介して指令制御装置２に送信される（Ｓ７）。指令制御装置２は、画像認識装置５が計測処理（Ｓ６）を行った第１の通信周期の次の通信周期において、補正位置である（ｋ）指令を生成し（Ｓ８）、その補正位置指令を第１のデータ通信線路８１を介して、駆動制御装置３１及び駆動制御装置３２に送信する（Ｓ９）。駆動制御装置３１及び駆動制御装置３２は、指令制御装置２が（ｋ）指令生成処理（Ｓ８）を行った第１の通信周期の次の通信周期において、その補正位置指令に従って（ｋ）位置決め制御を同時に実行する（Ｓ１０ａ）（Ｓ１０ｂ）。
［００７６］
なお、図１では、パルス発生装置４と画像認識装置５とを分けて示したが、画像認識装置にパルス発生機能を内蔵することができる。この場合は、付属するカメラや照明のシャッタパルスを生成するために、エンコーダ６１のフィードバック位置データ（・・・、ｊ１−１、ｊ１、ｊ１＋１、・・・）、及びエンコーダ６２のフィードバック位置データ（・・・、ｊ２−１、ｊ２、ｊ２＋１、・・・）を、パルス発生機能を内蔵する画像認識装置のそのパルス発生機能部に送信して当該シャッタパルスを生成し、カメラの撮像制御を行うことになる。
［００７７］
以上は、テーブル１０６が予め仮に設定した停止位置まで移動中に、画像認識装置５がカメラ１０５にて撮像した撮像エリア１１１内の画像によってワーク１１０の位置を認識してその位置情報を指令制御装置２に直接与え、指令制御装置２がワーク１１０の位置情報から補正指令を算出し、駆動制御装置３１，３２に送信する。これを通信周期ごとに繰り返すことで、駆動制御装置３１，３２がモータ１０８１、１０８２を駆動制御してボールネジ１０７１，１０７２を回転させ、テーブル１０６をワーク１１０の右端が位置決めライン１１２に達するまで移動させる例である。
［００７８］
この動作例から理解できるように、この実施の形態１にて実現される一連の位置補正を考慮した位置決め制御は、統括制御装置１がその都度介在することがなく、指令制御装置２を含む機械制御装置９と物理量検出装置１１、及びその間を接続する第１のデータ通信線路群８及び第２のデータ通信線路群１０のみで実施することがで
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
ば、第２のデータ通信線路１０ｎの物理量情報を受信バッファ３５ｎにて取り込み、処理された物理量情報を送信バッファ３６ｌから第２のデータ通信線路１０ｌに送信することができる。
［０１３２］
そして、図７では、処理本体部３１は第１のデータ通信線路群側と第２のデータ通信線路群側にそれぞれ備える送受信ボートが１組であるので、上述のように、同時には、第１のデータ通信線路群のいずれか一の通信線路を用いて制御情報を送受信し、また第２のデータ通信線路群のいずれか一の通信線路を用いて物理量情報を送受信することになるが、処理本体部３１の第１のデータ通信線路群側と第２のデータ通信線路群側の双方または一方に設ける送受信ボートを複数にすれば、第１のデータ通信線路群側と第２のデータ通信線路群側の双方または一方において同時に複数の受信または送信も可能にすることができる。
［０１３３］
このように、この実施の形態４によれば、第１のデータ通信線路群と第２のデータ通信線路群の双方または一方における各データ通信線路に対して送受信手段を設けるので、同時に複数のデータ通信線路の情報を送受信することが可能となる。
［０１３４］
また、第１のデータ通信線路群と第２のデータ通信線路群の双方または一方における各データ通信線路に対して設ける送受信手段のバッファの導通を制御することで、任意のデータ通信線路の情報を選択して受信し、他のデータ通信線路に送信することが可能であるので、必要な情報を同時に各機械制御装置に送信することが可能となる。
［０１３５］
したがって、通信情報の種類、通信周期、通信方向等に合せてデータ通信線路を最適に選択し駆動制御システムを構成することで、システムコストを抑えて、駆動制御に必要な制御情報や物理量情報を柔軟にかつ効率よく同期伝送することが可能な駆動制御システムを構成できる効果がある。
［０１３６］
なお、以上説明した実施の形態では、補助制御装置として、制御対象の変位情報を画像処理によって生成する画像認識装置と該画像認識装置が画像撮像に用いる信号等を発生するパルス発生装置との組み合わせを示し、それらが共に制御対象の位置情報を必要とする場合があることに鑑み、共に第１及び第２のデータ通信線路に接続される場合を示したが、パルス発生装置が画像認識装置に内蔵される場合を含み、パルス発生装置のみが第１及び第２のデータ通信線路に接続される場合もある。一方、ロボットシステムの例を示したように、この発明で言う補助制御装置は、システムによっては画像認識装置のみとなる場合や種々のイベントを起動する信号を発生するパルス発生装置のみとなる場合がある。要するに、この発明では、補助制御装置と第１及び第２のデータ通信線路との接続関係として、（１）画像認識装置とパルス発生装置とが第１及び第２のデータ通信線路に接続される場合と、（２）画像認識装置が第１及び第２のデータ通信線路に接続される場合と、（３）パルス発生装置が第１及び第２のデータ通信線路に接続される場合と、の３通りが含まれている。
［０１３７］
また、物理量検出装置に設ける第２のデータ通信線路群との送受信部は、図７に示
【国際調査報告】
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