JPH10340106A - モーションコントロールモジュール機能の切替装置 - Google Patents

モーションコントロールモジュール機能の切替装置

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JPH10340106A
JPH10340106A JP14802197A JP14802197A JPH10340106A JP H10340106 A JPH10340106 A JP H10340106A JP 14802197 A JP14802197 A JP 14802197A JP 14802197 A JP14802197 A JP 14802197A JP H10340106 A JPH10340106 A JP H10340106A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置決め機能以外に一定電圧出力機能や単純
なカウンタ機能へも切替え可能なモーションコントロー
ルモジュール機能の切替装置を提供する。 【解決手段】 アナログ指令出力回路7とパルス入力カ
ウンタ8を1組以上有して、動作命令(1)を逐次解析
(2)することにより位置決め制御するモーションコン
トロールモジュールにおいて、プログラムの設定を基に
位置決め機能(ルートB)とアナログ電圧出力機能およ
び外部パルスカウンタ機能(ルートA)を切替える機能
切替手段SW(4、24、N4)を有して、この機能切
替手段SWによる機能切替えによって1つのモジュール
で多種の機器の制御を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プログラマブルコ
ントローラに使用する、1軸以上のアナログ指令出力タ
イプのモーションコントロールモジュールの機能切替装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のモーションコントロールモジュー
ルには、特開平8−44411号公報に示すようなもの
があった。同公報に記載の発明によれば、位置決め制御
装置をN個備えたモーションコントロールモジュールに
あっては、それまで公知の装置では位置決め制御信号以
外の信号、例えば原点センサやリミットセンサ等の入力
や、ブレーキ等の出力といった軸制御専用の入出力信号
をI/Oモジュールを用いて中央のプログラマブルコン
トーラに監視・制御させていたのであるが、その発明に
よれば、それぞれの位置決め制御装置1〜Nに中央のプ
ログラマブルコントーラの役目を分担させるようにした
ものである。
【0003】図3はプログラマブルコントローラの主要
構成ブロックおよびこれと接続される周辺機器との関係
を示すブロック図である。30はプログラマブルコント
ローラであり、このプログラマブルコントローラ30を
構成する基本モジュールとして、電源モジュール32、
CPUモジュール33、モーションコントロールモジュ
ール34、I/Oモジュール35があり、これは互いに
内部バス31で接続されている。電源モジュール32は
各モジュールに電源を供給するものである。CPUモジ
ュール33は、プログラマブルコントローラ30のスキ
ャン処理を実行するためのものであり、ラダープログラ
ムを格納していてそれを解読して処理する。このときI
/Oモジュール35から入力データを取り込み、処理し
て解読結果を出力モジュールに出力する。また、モーシ
ョンコントロールモジュール34と定期的にデータの受
け渡しを行う。このデータの中には、ラダープログラム
からモーションプログラムを制御するための情報や、モ
ーションコントロールモジュール34からの実行状態や
アラーム等の情報が含まれる。モーションコントロール
モジュール34は、モーションプログラムを格納してい
て、それを解読して軸用位置決め制御装置37へ通信バ
ス38を介して位置制御の指令を行う。I/Oモジュー
ル35は外部とのデータの受け渡しを行う。プログラミ
ング装置36は、CPUモジュール33のラダープログ
ラム、モーションコントロールモジュール34のモーシ
ョンプログラム及びそれらに関する情報をCPUモジュ
ール33の通信ポートを介して入出力する。軸用位置決
め制御装置37はモーションコントロールモジュール3
4より位置制御の指令を受けて、この指令に従って位置
検出器40からのフイードバックパルスをもとに、サー
ボモータ39にアナログ指令を出力してこれを制御す
る。軸用位置決め制御装置37は多軸ロボットの軸数だ
け設置されており、第N軸あるロボットであればN個の
軸用位置決め制御装置37が存在する。
【0004】図3のモーションコントロールモジュール
34の従来の構成図を示したのが図2である。図2にお
いて、101はモーションコントロールモジュール34
のメモリに格納されているプログラムファイルで、各種
のモーションプログラム(命令1、命令2、命令3・・
・命令N)が格納されており、このモーションプログラ
ムをモーションコントロールモジュール34の逐次解析
部102で逐次解析してN個の軸用位置決め制御装置の
うち所定の位置決め制御装置に対して目標値が与えられ
る。
【0005】その第1軸用位置決め制御装置について見
ると、103は目標値出力部、105は位置ループ制御
量演算器(以後、「Kp」と言う。)、106は現在値
出力部、107はアナログ指令出力回路(以後、「D/
A」と言う。)、108はカウンタである。D/A10
7からサーボモータ(サーボコントローラを含む。)3
9へアナログ指令出力が与えられ、また、サーボモータ
39の回転情報を示すエンコーダ等の位置検出器40か
らのパルスがカウンタ108に与えられる構成となって
いる。このように位置決め制御装置内のD/A107と
カウンタ108とで位置制御フイードバックを構成し、
モーション命令(プログラム)により位置決めする方法
をとっていた。
【0006】第2軸用位置決め制御装置も同様な構成
で、203は目標値出力部、205はKp、206は現
在値出力部、207はD/A、208はカウンタであ
る。第N軸用位置決め制御装置も同様な構成で、N03
は目標値出力部、N05はKp、N06は現在値出力
部、N07はD/A、N08はカウンタである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例においては、図2に示すようなN個の位置決め
制御装置を配置してN軸の制御が可能であっても、実際
にはN軸より少ない軸数の制御ですむような多軸ロボッ
トもあり、このような場合はN個の位置決め制御装置全
てが使用されることはない。例えば図2のように、第1
軸位置決め制御装置と第2軸位置決め制御装置は、D/
A107からサーボモータ39へアナログ指令出力が与
えられ、また、サーボモータ39の回転情報を示す位置
検出器40からのパルスがカウンタ108に与えられて
いるものの、第N軸位置決め制御装置は、N07のD/
AとN08のカウンタとは利用されないままでいた。
【0008】一方、ロボットにはインバータや電圧指令
機器の制御信号や単独のエンコーダのパルスといった本
来軸制御専用でない入出力信号の入出力も必要であり、
このために従来は別途専用のD/Aやカウンタを用意し
ていた。
【0009】このようにモーションコントローラモジュ
ール34の軸位置決め制御装置内にD/Aとカウンタが
せっかく未使用で残されていてもこれを使用しないの
は、すべての軸の制御対象がサーボコントローラに限定
されてしまっているためで、空き軸を利用してインバー
タや電圧指令機器の制御および単独の外部エンコーダの
パルスを入出力するといったことができないためであっ
た。このために、システム構成上無駄が生じていた。
【0010】そこで、本発明はモジュール内のD/Aと
カウンタを用いてサーボコントローラ・インバータ・電
圧指令機器・外部エンコーダなど多種な機器との接続お
よび制御を可能にするモジュール機能の切替装置を提供
することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願請求項1に記載の本発明によれば、アナログ指
令出力回路およびパルス入力カウンタを1組以上有して
いるモーションコントロールモジュールであって、動作
命令を逐次解析処理することにより位置決め制御を行う
モーションコントロールモジュール機能の切替装置にお
いて、該モーションコントロールモジュールが、プログ
ラミング装置による設定を基に、位置決め機能とアナロ
グ電圧出力機能および外部パルスカウンタ機能とを切替
える機能切替手段を有していることを特徴としている。
【0012】このように、動作プログラムの設定手段に
よってプログラミング装置より、D/Aおよびパルス入
力カウンタを位置フィードバックループとして動作させ
る通常の位置決め動作プログラムの設定入力を行うと共
に、開いている軸のD/Aおよびパルス入力カウンタを
単独で使用可能にするための設定として、D/Aへの一
定電圧出力命令、パルス入力カウンタへのパルス入力命
令のパラメータ設定を行って、機能切替手段が上記パラ
メータの設定に基づきルートを切替え、位置決めフィー
ドバックループを無効にすることによって、D/Aおよ
びパルス入力カウンタの単独使用を可能にする。
【0013】また、請求項2に記載の本発明によれば、
前記モーションコントロールモジュール機能の切替装置
において、前記プログラミング装置は、前記モーション
コントロールモジュールに接続されるプログラミング装
置によりアナログ電圧出力回路およびパルス入力カウン
タを単独に使用可能とするパラメータの設定を行うこと
を特徴としている。
【0014】さらに、請求項3に記載の本発明によれ
ば、前記モーションコントロールモジュール機能の切替
装置において、前記機能切替手段は、前記パラメータに
基づいてルートを切替え、目標値を位置ループ制御量演
算器に通す位置フィードバックループを無効として、ア
ナログ電圧出力回路およびパルス入力カウンタを単独に
使用可能とすることを特徴としている。
【0015】このように、一定電圧出力命令またはパル
ス入力命令をパラメータ管理機能を利用して、サブルー
チン実行のパラメータとして受け渡すプログラム構造に
より、あたかも、モーションモジュール系に、位置決め
機能とアナログ電圧出力機能および外部パルスカウンタ
機能とを切替えるソフトウェアスイッチを設けて、これ
をプログラミング装置よりオン/オフすることにより、
モジュール内の1軸以上分のD/Aとパルス入力カウン
タを、個々の要素に分解または結合させる如くに動作さ
せることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態
に係るモーションコントロールモジュールの制御ブロッ
ク図である。図1に示す実施の形態は、N軸分の制御ブ
ロック図である。図1において、1はプログラムファイ
ルで、モーションコントロールモジュール34のメモリ
内に各種のモーションプログラム(ここでは、命令1、
命令2、命令3・・・命令MのM個)が格納されてい
る。例えば、MOVは「位置決め命令」であり、VCT
は「一定電圧出力命令」であり、また、PCNは「プロ
グラマブルコントローラON命令」である。このモーシ
ョンプログラムをモーションコントロールモジュール3
4の逐次解析部2で逐次解析し、その結果、M個の位置
決め制御装置のうち所定の位置決め制御装置に対して目
標値が与えられる。
【0017】第1軸用位置決め制御装置について見る
と、3は目標値出力部、4は本発明によって設けられる
スイッチSW−1でルートAとルートBとを切り換える
ものである。5はKp、6は現在値出力部、7はD/
A、8はカウンタである。D/A7からサーボモータ
(サーボコントローラを含む。)39へアナログ指令出
力が与えられ、サーボモータ39の回転情報を示すエン
コーダ等の位置検出器40からのパルスがカウンタ8に
与えられる構成となっている。このようにD/A7とカ
ウンタ8とで位置制御フイードバックを構成し、モーシ
ョン命令(プログラム)により位置決めする方法をとっ
ていた。
【0018】また、D/A7とカウンタ8はハードウェ
アで構成され、その他の、プログラムファイル1、逐次
解析手段2、目標値出力部3、スイッチ4、Kp5、現
在値出力部6の系はソフトウェアで構成される。
【0019】第2軸用位置決め制御装置も同様な構成
で、23は目標値出力部、24はスイッチSW−2、2
5はKp、26は現在値出力部、27はD/A、28は
カウンタである。第N軸用位置決め制御装置も同様な構
成で、N3は目標値出力部、N4はスイッチSW−N、
N5はKp、N6は現在値出力部、N7はD/A、N8
はカウンタである。
【0020】つぎに動作について説明する。ソフトウェ
アスイッチを表す4のSW−1は、前述のように、目標
値出力部3を直接D/A7に接続するルートAかKp5
に接続するルートBか、を選択する方向スイッチで、具
体的な切替えはプログラマブルコントローラに接続され
るプログラミング装置(図3の36)による設定内容に
よるものである。例えば、プログラミング装置36から
入力されたプログラムファイル1の動作命令を逐次解析
手段2によって解析した内容が、命令1(MOV)の場
合は従来通りのサーボコントローラとして、MOV=
「位置決め命令」であるから、4のSW−1は目標値出
力部3をKp5に接続し、Kp5を通して目標値をD/
A7に与えて、サーボモータ39を駆動する。また、サ
ーボモータ39の位置検出器40からのパルスをカウン
タ8で入力して、現在値出力部6のデータを更新してフ
ィードバックルートを形成する。
【0021】一方、プログラミング装置36から入力さ
れたプログラムファイル1の動作命令を逐次解析手段2
で解析した内容が、サブルーチン構造でパラメータ設定
が命令2のVCT「一定電圧出力命令」の場合は、4の
SW−1はKp5を通さないルートA側に切替えて、K
p5の位置フィードバックループが無効となり、D/A
7とカウンタ8の各要素が単独に使用可能となる。この
場合のプログラムファイル1の命令2は、4のSW−1
がルートA側に切替わった時点で有効であって、D/A
7からサーボモータ以外のインバータ、あるいは他の電
圧指令機器等への接続が可能になる。同様に、カウンタ
8も単独使用が可能になるので、外部エンコーダのパル
ス入力カウントなども可能になる。
【0022】また、2軸目のSW−2の24についても
同様で、プログラミング装置36からのプログラムファ
イル1の設定内容に基づいて、Kp25の位置フィード
バックループをオン/オフして、Kp25を通すサーボ
位置決め機能と、D/A27、カウンタ28を単独使用
するアナログ電圧出力機能、外部パルスカウンタ機能と
の切替え操作が可能になる。
【0023】図1では、第1軸用位置決め制御装置と第
2軸用位置決め制御装置とはルートBを選択し、第N軸
用位置決め制御装置がルートAを選択した状態を示して
いる。このように、本実施の形態によれば、D/Aの7
とカウンタの8、D/Aの27とカウンタの28、・・
・、D/AのN7とカウンタのN8等をCPUモジュル
の制御を介した位置決め用途だけでなく、モーションモ
ジュール独自の制御機能として、遊休軸を一定電圧の出
力および単純なカウンタの用途にも転用できるので、モ
ーションモジュールの機能を拡張し利用効率を一層改善
することができる。
【0024】また、本発明の実施の形態ではここまで、
ソフトウェアスイッチの構造については簡単でタイミン
グ的に誤作動・誤操作が少ないパラメータ設定方式によ
って説明したが、特にこれに限定するものではなく、別
の命令を使用するようなプログラム構造であっても、要
は同様な動作が可能なソフトウェアスイッチを構成でき
ればよい訳であるから、それらも適用範囲内である。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
サーボコントローラーとしての位置決め機能のみであっ
たモーションコントロールモジュールを、一定電圧出力
機能および単純なカウンタ機能へも切替えができるよう
に構成したので、一つのモーションモジュールでサーボ
コントローラ、インバータ、及びその他の電圧指令機
器、外部エンコーダなど多種な機器との接続とそれらの
制御が可能になり、位置決めモジュール、D/Aモジュ
ール、カウンターモジュールというようなシステム構成
によって制御の簡素化、効率化とコストダウンを図れる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るモーションコントロ
ールモジュールの制御ブロック図である。
【図2】従来のモーションコントロールモジュールの制
御ブロック図である。
【図3】プログラマブルコントローラの主要構成ブロッ
クおよびこれと接続される周辺機器との関係を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】 1 プログラムファイル 2 逐次解析手段 3、23、N3 目標値出力部 4、24、N4 スイッチ 5、25、N5 位置ループ制御量演算器(Kp) 6、26、N6 現在値出力部 7、27、N7 アナログ指令出力回路(D/A) 8、28、N8 カウンタ 30 プログラマブルコントローラ 31 内部バス 32 電源モジュール 33 CPUモジュール 34 モーションコントロールモジュール 35 I/Oモジュール 36 プログラミング装置 37 軸用位置決め制御装置 38 通信バス 39 サーボモータ 40 位置検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G05D 3/12 G05B 19/05 L 19/18 U

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログ指令出力回路およびパルス入力
    カウンタ回路を1組以上有しているモーションコントロ
    ールモジュールであって、動作命令を逐次解析処理する
    ことにより位置決め制御を行うモーションコントロール
    モジュール機能の切替装置において、 該モーションコントロールモジュールが、プログラミン
    グ装置による設定を基に、位置決め機能とアナログ電圧
    出力機能および外部パルスカウンタ機能とを切替える機
    能切替手段を有していることを特徴とするモーションコ
    ントロールモジュール機能の切替装置。
  2. 【請求項2】 前記モーションコントロールモジュール
    機能の切替装置において、 前記プログラミング装置は、前記モーションコントロー
    ルモジュールに接続されるプログラミング装置によりア
    ナログ電圧出力回路およびパルス入力カウンタ回路を単
    独に使用可能とするパラメータの設定を行うことを特徴
    とする請求項1記載のモーションコントロールモジュー
    ル機能の切替装置。
  3. 【請求項3】 前記モーションコントロールモジュール
    機能の切替装置において、 前記機能切替手段は、前記パラメータに基づいてルート
    を切替え、目標値を位置ループ制御量演算器に通す位置
    フィードバックループを無効として、アナログ電圧出力
    回路およびパルス入力カウンタ回路を単独に使用可能と
    することを特徴とする請求項1又は2記載のモーション
    コントロールモジュール機能の切替装置。
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DE102014018215A1 (de) 2013-12-16 2015-06-18 Fanuc Corporation Numerische Steuerung zum Betreiben einer Mehrzahl von Achsen mit einem einzigen Befehl

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014018215A1 (de) 2013-12-16 2015-06-18 Fanuc Corporation Numerische Steuerung zum Betreiben einer Mehrzahl von Achsen mit einem einzigen Befehl
US9488965B2 (en) 2013-12-16 2016-11-08 Fanuc Corporation Numerical controller instructing a plurality of axes using a single instruction

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