JP2000287476A - 多軸制御システム及び多軸制御用ボード - Google Patents
多軸制御システム及び多軸制御用ボードInfo
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- JP2000287476A JP2000287476A JP11088381A JP8838199A JP2000287476A JP 2000287476 A JP2000287476 A JP 2000287476A JP 11088381 A JP11088381 A JP 11088381A JP 8838199 A JP8838199 A JP 8838199A JP 2000287476 A JP2000287476 A JP 2000287476A
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Abstract
期運転でき、モータの数等の変化にフレキシブルに対応
できる多軸制御システムを提供することである。 【解決手段】 上位コントローラ回路及びドライバーコ
ントロールカードとをバスボード上に配線されたバスラ
インで接続すると共に、各ドライバコントロールカード
をPC104の規格にしたがって構成する。これによっ
て、カードをモータの数に応じて積層することができ、
柔軟性のあるシステムを構成できる。
Description
ラインコントローラ、電動射出成形機、スタッカークレ
ーン等に使用できる多軸制御システム及び当該多軸制御
システムに使用される多軸制御ボードに関する。
モータ、例えば、サーボモータ、ステッピングモータが
使用されることが多い。この場合、各モータの回転を駆
動、制御するために、多軸制御システムが必要である。
図4を参照すると、従来における多軸制御システムの一
例が示されており、ここでは、上位コントローラ1及び
ドライバーコントローラ11、12、13とを備え、3
つのサーボモータ14,15、及び、16が制御されて
いる。また、各サーボモータ14、15、16のモータ
軸、または、機械軸には、それぞれエンコーダ2、3、
4が取り付けられており、各エンコーダ2、3、4から
は、各サーボモータ14、15、16の回転位置をあら
わす位置情報が、上位コントローラ1及びドライバーコ
ントロールカード8、9、10に対して出力される。
ップ21のほかに、D/A変換器5、6、7を備えてい
る。この上位コントローラ1は、複数のサーボモータ1
4、15、16の位置指令値を内部で演算する一方、エ
ンコーダ2、3、4からの位置情報を参照して、偏差を
演算する。この偏差量から、更に、上位コントローラ1
は、PI(比例、積分)等の制御演算を行い、各サーボ
モータ14、15、16に対する操作量(この場合、速
度指令値)を決定する。
れたD/A変換器5、6、7により、アナログ信号に変
換し、アナログ量に変換された指令信号は、ツイストケ
ーブル等を介してそれぞれドライバーコントロールカー
ドのA/D変換器11、12、13に与えられ、各A/
D変換器11、12、13では操作量を再びディジタル
値に変換する。このディジタル値を用いて、ドライバー
コントロールカード8、9、10で制御演算を行い、図
示しない電力変換器を介して、各サーボモータ14−1
6を駆動する。
制御システムが示されており、図示されたドライバーコ
ントロールカード8、9、10には、それぞれ通信カー
ド17、18、19が設けられており、これら通信カー
ド17、18、19は、上位コントローラ1の通信チッ
プ21と接続されている。
ローラ1は、位置指令の生成、位置検出、偏差演算、操
作量演算等を行う。しかしながら、図5では、上位コン
トローラ1に搭載された通信チップ21から、複数のド
ライバーコントロールカード8−10の通信カード17
−19に、操作量がディジタル信号のままで、伝送され
ている。このシステムでは、図4のシステムに比較し
て、操作量を正確に伝送できると言う利点がある。ま
た、各ドライバーコントロールカード8−10に対する
起動信号を通信で、送信できるため、起動信号等のため
の配線を省略できる。
号(以下、引用例と呼ぶ)には、サーボモータ及びステ
ッピングモータを駆動する多軸用モータコントロール基
板が開示されている。この構成では、IC基板に、高容
量CPU及び専用ICを配置することにより、コントロ
ール基板を一枚のICプリント基板に収め、制御盤の小
型化、価格の低減を図ることができる。
よる多軸制御システムでは、上位コントローラ1と複数
のドライバーコントローラ8、9、10との間に、D/
A変換器5、6、7及びA/D変換器11、12、13
が配置されているため、コストが高くなってしまうと言
う欠点がある。また、データ伝送がアナログで行われる
ため、ノイズによりデータに誤差が生じるため精度の低
下は避けられない。更に、上位コントローラ1にエンコ
ーダ2、3、4のデータを伝送したり、上位コントロー
ラ1からドライバーコントロールカード8、9、10に
起動信号を送るためのパラレルポートを設ける必要があ
るため、配線コストが大きくなると言う欠点がある。
ータ伝送には、数十ミリ秒から数百ミリ秒にも亘る時間
がかかるため、高速な同期運転は困難であると言う欠点
がある。また、通信チップ21及び通信カード17−1
9は比較的高価であり、コスト上昇の一因になってい
る。
おり、且つ、専用ICからはサーボモータの数に応じた
コネクタを備えた構成が開示されている。このように、
専用のICを必要とするため、サーボモータの数等の変
更に柔軟に対処できず、汎用性の面で不十分である。
つ、モータの数の変更等に柔軟に対処できる多軸制御シ
ステムを提供することである。
きる多軸制御システムを提供することである。
に複数のモータをフレキシブルに制御できる多軸制御シ
ステム用ボードを提供することである。
ば、それぞれ回転軸を有する複数のモータを備えた多軸
制御システムにおいて、基板と、当該基板上に配列さ
れ、前記複数のモータに駆動信号をそれぞれ出力する複
数の駆動制御カードと、前記基板上に配置され、前記複
数の駆動制御カードにバスラインを介して接続された上
位コントローラ回路とを備え、前記複数の駆動制御カー
ドは、前記基板上に積層配置されていることを特徴とす
る多軸制御システムが得られる。
軸を有する複数のモータを備えた多軸制御システムに使
用される多軸制御用ボードにおいて、基板と、該基板上
に搭載された前記複数のモータを駆動する複数の駆動制
御カードと、前記基板上に配線されたバスラインと、該
バスラインを介して、前記複数の駆動制御カードと接続
された上位コントローラ回路とを備えていることを特徴
とする多軸制御用ボードが得られる。この場合、前記複
数の駆動制御カードは、前記基板上に積層配置されてい
ても良い。
説明する。
形態に係る多軸制御システムは、多軸制御用ボード50
と、当該多軸制御用ボードによって制御されるモータ
(ここでは、サーボモータ)14、15、16とを備
え、多軸制御用ボード50と各サーボモータ14−16
との間には、それぞれ電力制御部51−53が設けられ
ている。当該電力制御部51−53には、交流電源に接
続されたコンバータユニット22から直流電圧が与えら
れており、各電力制御部51−53は、多軸制御用ボー
ド50の制御の下に、直流電圧を三相交流電圧に変換し
て、サーボモータ14−16を回転制御する。
として設けられたバスボード20、当該バスボード20
上に搭載された上位コントローラ回路1、及び、電力制
御部51−53にそれぞれ対応して設けられたドライバ
ーコントロールカード61、62、63を備えている。
各ドライバーコントロールカード61−63からは、電
力制御信号として、各サーボモータ14−16の回転速
度に応じた幅を有するPWM(パルス幅変調)された指
令信号が電力制御部51−53に与えられている。
軸または機械軸には、エンコーダ2−4が取り付けられ
ており、各モータ14−16の位置情報がドライバーコ
ントロールカード61−63に与えられている。
のバスボード20上では、ドライバーコントロールカー
ド61−63と上位コントローラ回路1とが、バスライ
ンによって接続されており、ドライバーコントロールカ
ード61−63は、図1に示されているように、バスボ
ード20上に積層されている。換言すれば、この実施形
態では、サーボモータ14−16の数に応じて、ドライ
バーコントロールカード61−63の数を増減させ、サ
ーボモータ14−16の数の変更等にフレキシブルに対
応できる。
施形態では、各ドライバーコントロールカード61−6
3を良く知られているPC104規格にしたがって構成
すると共に、これらドライバーコントロールカード61
−63をPC104規格にしたがったPC104バスに
よって上位コントローラ回路1と、バスボード20上で
接続している。
ールカード61−63は、PC104モジュールによっ
て構成されており、CPUのほかに、PC104バスコ
ネクタ、当該PC104バスコネクタを介してCPUに
接続されたデュアルポートRAM、PWMゲートアレ
イ、A/D変換器、エンコーダデータ受信部、フラッシ
ュメモリ、及びRAMとを備えている。
構成されたドライバーコントロールカード61−63
は、図3に示すように、スタック、即ち、積層すること
ができるため、ドライバーコントロールカード61−6
3の数を制御されるサーボモータの数に応じて適宜調整
できる。
コントロールカード61−63のPC104バスコネク
タは、デュアル(2)ポートRAMを介して、CPUに
接続されており、且つ、外部的には、PC104バスラ
インを介して上位コントローラ回路1と接続されてい
る。
ライバーコントロールカード61−63との間のデータ
転送は、高速且つ高精度に行うことができる。このよう
に、上位コントローラ1とドライバーコントロールカー
ド61−63との間のデータ転送が高速となるため、上
位コントローラ1が直接エンコーダ2−4からデータを
受ける必要がなくなり、カウンタ等のハードウェア、配
線等を削減できる。
ーコントロールカード61−63は、PC104の規格
にしたがって構成されるため、モータの数に応じて、ス
タックされるカードの数を選択することができ、汎用性
のある多軸制御システムを構成することができる。ま
た、本発明の構成によれば、同期制御等を高精度に行う
ことができると共に、コストを低減できると言う利点も
ある。
の概略構成を示す図である。
ドの構成を説明するためのブロック図である。
ードの積層状態を示す斜視図である。
図である。
ク図である。
ルカード 2−4 エンコーダ 14−16 サーボモータ 51−53 電力制御部
Claims (8)
- 【請求項1】 それぞれ回転軸を有する複数のモータを
備えた多軸制御システムにおいて、基板と、当該基板上
に配列され、前記複数のモータに駆動信号をそれぞれ出
力する複数の駆動制御カードと、前記基板上に配置さ
れ、前記複数の駆動制御カードにバスラインを介して接
続された上位コントローラ回路とを備え、前記複数の駆
動制御カードは、前記基板上に積層配置されていること
を特徴とする多軸制御システム。 - 【請求項2】 請求項1において、前記複数の駆動制御
カードは、前記複数のモータに対して、駆動信号として
PWM信号を出力することを特徴とする多軸制御システ
ム。 - 【請求項3】 請求項1または2において、前記各駆動
制御カードには、対応するモータから回転位置をあらわ
す信号が与えられることを特徴とする多軸制御システ
ム。 - 【請求項4】 それぞれ回転軸を有する複数のモータを
備えた多軸制御システムに使用される多軸制御用ボード
において、基板と、該基板上に搭載された前記複数のモ
ータを駆動する複数の駆動制御カードと、前記基板上に
配線されたバスラインと、該バスラインを介して、前記
複数の駆動制御カードと接続された上位コントローラ回
路とを備えていることを特徴とする多軸制御用ボード。 - 【請求項5】 請求項4において、前記複数の駆動制御
カードは、前記基板上に積層配置されていることを特徴
とする多軸制御用ボード。 - 【請求項6】 請求項4または5において、前記各駆動
制御カードは、CPUと、当該CPUに接続された2ポ
ートメモリと、該2ポートメモリに接続された予め定め
られた規格に従って構成されたコネクタとを備え、前記
上位コントローラ回路は、前記コネクタにバスラインを
介して接続されていることを特徴とする多軸制御用ボー
ド。 - 【請求項7】 請求項4乃至6のいずれかにおいて、前
記コネクタの規格は、PC104規格であることを特徴
とする多軸制御用ボード。 - 【請求項8】 請求項4乃至7のいずれかにおいて、前
記各駆動制御カードは、PC104規格にしたがって構
成されており、前記バスラインもPC104規格にした
がっていることを特徴とする多軸制御用ボード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11088381A JP2000287476A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 多軸制御システム及び多軸制御用ボード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11088381A JP2000287476A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 多軸制御システム及び多軸制御用ボード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000287476A true JP2000287476A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=13941226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11088381A Pending JP2000287476A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 多軸制御システム及び多軸制御用ボード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000287476A (ja) |
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-
1999
- 1999-03-30 JP JP11088381A patent/JP2000287476A/ja active Pending
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