JP2002258921A - 数値制御方法、その記録媒体およびその装置 - Google Patents

数値制御方法、その記録媒体およびその装置

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JP2002258921A JP2001059512A JP2001059512A JP2002258921A JP 2002258921 A JP2002258921 A JP 2002258921A JP 2001059512 A JP2001059512 A JP 2001059512A JP 2001059512 A JP2001059512 A JP 2001059512A JP 2002258921 A JP2002258921 A JP 2002258921A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストを低減するとともに、収納する制御箱
を小型にすることができる数値制御方法、その記録媒体
およびその装置を提供する。 【解決手段】 多数の制御軸を数値制御部、サーボ制御
部、駆動部およびサーボモータ部を使用して制御する数
値制御方法において、1組のサーボ制御部と駆動部で、
複数個のサーボモータ部を制御する。同時には、1組の
サーボ制御部と駆動部で、1組のサーボモータ部にのみ
接続を可能とする接続切り替えステップを有する。ま
た、前記接続切り替えステップは、制御していないサー
ボモータにはブレーキをかけ、もし2個以上のサーボモ
ータが動作したことを検出した場合には、警報を出力
し、非常停止を行う誤動作防止ステップを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、1組のサーボ制御
部と駆動部で、複数個のサーボモータ部を制御する数値
制御方法、その記録媒体およびその装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来技術を第8図の構成図で簡単に説明
する。第8図は一例として、3軸(X軸、Y軸、Z軸)
仕様のローダまたは治工具類の位置決めに使用される数
値制御システムについて図示した。この3軸は輪郭制御
の様に、同時に2軸以上が動作することはなく、単軸で
シーケンシャルに動作するシステムである。第8図で示
されるように、作業者が操作盤10上の起動ボタン(図
略)を押すと、プログラマコントローラ(以下PLCと
いう。)20を介して起動指令が数値制御部30に送ら
れる。数値制御部30にはメインのコンピュータ(図
略)およびメモリ(図略)が搭載されており、メインの
コンピュータはメモリに記述されたプログラムに基づき
各制御軸に移動指令を出力する。この移動指令は下位の
サーボ制御部40X〜40Zの入力指令となる。サーボ
制御部40X〜40Zでは位置、速度、電流制御が処理
される。電流制御の出力は下位駆動部50X〜50Zの
制御信号となる。この制御信号は駆動部50X〜50Z
を制御し、サーボモータ部70X〜70Zの回転に必要
なトルクを発生させる。駆動部50X〜50Zはそれに
接続されるサーボモータ部70X〜70Zの容量によっ
て、流せる最大電流が決まっており、そのため駆動部と
それに接続されるサーボモータ部はペアになっている。
この制御構成と機能は、更に制御軸数が増えても全く同
じである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は各サーボモータが単軸で動作し、他のサーボモータと
シーケンシャルに動作する場合においても、図8のよう
なサーボ制御部40X〜40Z、駆動部50X〜50
Z、電流センサ150X〜150Zがサーボモータ部7
0X〜70Zの数だけ必要であった。そのため、制御軸
数が増えると上記部品数が比例して増え、コストが高く
なり、またそれらを収納する制御箱も大型になるという
問題があった。本発明の目的は、コストを低減するとと
もに、それらを収納する制御箱を小型にすることができ
る1組のサーボ制御部と駆動部で、複数個のサーボモー
タ部を制御する制御手段を有する数値制御システム、そ
の記録媒体およびその装置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、1組
のサーボ制御部と駆動部で、複数個のサーボモータ部を
制御することを特徴とする数値制御方法を要旨とするも
のである。請求項2の発明は、請求項1において、前記
数値制御方法は、同時には、1組のサーボ制御部と駆動
部で、1組のサーボモータ部にのみ接続を可能とする接
続切り替えステップを有し、前記接続切り替えステップ
は、制御していないサーボモータにはブレーキをかけ、
もし2個以上のサーボモータが動作したことを検出した
場合には、警報を出力し、非常停止を行う誤動作防止ス
テップを有することを特徴とする。請求項3の発明は、
請求項2において、前記複数個のサーボモータ部の中
で、仕様の最大電流値が最大のサーボモータ用の駆動部
を選択する選択ステップを有することを特徴とする。請
求項4の発明は、請求項3において、前記選択された以
外のサーボモータ部の仕様の最大電流値が、前記選択ス
テップで選択されたサーボモータより小さい時は、サー
ボ制御部に電流制限をかけて使用する電流制限値演算ス
テップを有することを特徴とする。請求項5の発明は、
コンピュータに、1組のサーボ制御部と駆動部で、複数
個のサーボモータ部を制御できるように機能させるため
のプログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能
な記録媒体を要旨とするものである。請求項6の発明
は、多数の制御軸を数値制御部、サーボ制御部、駆動部
およびサーボモータ部を使用して制御する数値制御装置
において、1組のサーボ制御部と駆動部で、複数個のサ
ーボモータ部を制御する制御手段を含み、前記制御手段
は、同時には、1組のサーボ制御部と駆動部で、1組の
サーボモータ部にのみ接続を可能とする接続切り替え手
段と、前記接続切り替え手段は、制御していないサーボ
モータにはブレーキをかけ、もし2個以上のサーボモー
タが動作したことを検出した場合には、警報を出力し、
非常停止を行う誤動作防止手段と、前記複数個のサーボ
モータ部の中で、仕様の最大電流値が最大のサーボモー
タ用の駆動部を選定する選定手段と、前記選択された以
外のサーボモータ部の仕様の最大電流値が、前記選択手
段で選択されたサーボモータより小さい時は、サーボ制
御部に電流制限をかけて使用する電流制限値演算手段を
有することを特徴とする数値制御装置を要旨とするもの
である。
【0005】
【作用】請求項1に記載の発明によれば、1組のサーボ
制御部と駆動部で、複数個のサーボモータ部をシーケン
シャルに制御する。請求項2の発明では、同時には、1
組のサーボ制御部と駆動部で、1組のサーボモータ部に
のみ接続を可能とする接続切り替えステップは、制御し
ていないサーボモータにはブレーキをかけ、もし2個以
上のサーボモータが動作したことを検出した場合には、
警報を出力し、非常停止を行う誤動作防止ステップを有
することにより、請求項1の作用を実現する。請求項3
の発明では、請求項2においては、複数個のサーボモー
タ部の中で、仕様の最大電流値が最大のサーボモータ用
の駆動部を選択する選択ステップを有することにより、
システムを構成している複数個全てのサーボモータを駆
動させることができる。請求項4の発明では、請求項3
において、前記選択された以外のサーボモータ部の仕様
の最大電流値が、前記選択ステップにより選択されたサ
ーボモータより小さい時は、サーボ制御部に電流制限を
かけて使用する電流制限値演算ステップを有することに
より、サーボモータに過大な電流を流すことを防止す
る。請求項5の発明は、コンピュータに、1組のサーボ
制御部と駆動部で、複数個のサーボモータ部を制御でき
るように機能させるためのプログラムを記録した、コン
ピュータで読み取り可能な記録媒体とすることにより、
この記録媒体を読み込みしたコンピュータは、上記各手
段として機能することができる。請求項6の発明は、多
数の制御軸を数値制御部、サーボ制御部、駆動部および
サーボモータ部を使用して制御する数値制御装置におい
て、1組のサーボ制御部と駆動部で、複数個のサーボモ
ータ部を制御する制御手段を含み、前記制御手段は、同
時には、1組のサーボ制御部と駆動部で、1組のサーボ
モータ部にのみ接続を可能とする接続切り替え手段と、
前記接続切り替え手段は、制御していないサーボモータ
にはブレーキをかけ、もし2個以上のサーボモータが動
作したことを検出した場合には、警報を出力し、非常停
止を行う誤動作防止手段と、前記複数個のサーボモータ
部の中で、仕様の最大電流値が最大のサーボモータ用の
駆動部を選択する選択手段と、前記選択された以外のサ
ーボモータ部の仕様の最大電流値が、前記選択手段で選
択されたサーボモータより小さい時は、サーボ制御部に
電流制限をかけて使用する電流制限値演算手段を有す
る。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図1か
ら図7に基づいて説明する。図1は本発明を実施するた
めの数値制御システムの全体構成図である。10は作業
者が操作を行う操作盤である。操作盤10は数値制御装
置300と入出力のやり取りを行うPLC200とに接
続されている。PLC200には動作・ブレーキ接続切
り替え手段200Aと誤動作防止手段200Bが設けら
れている。数値制御装置300は上位のPLC200お
よび下位のサーボ制御部40と通信用I/F104を介
して接続されている。数値制御装置300内部では通信
用I/F104とBUS用I/F106が接続されてい
る。また、BUS用I/F106にはメインCPU10
8、ROM110、RAM112および電源バックアッ
プRAM(以下BRAMという。)114が接続されて
いる。サーボ制御部40内部では通信用I/F130と
BUS用I/F120が接続されている。また、BUS
用I/F120には制御CPU122、ROM124、
RAM126およびA/D変換器128が接続されてい
る。また、サーボ制御部40と下位駆動部50とは通信
用I/F130で接続されている。駆動部50から出た
動力線には電流センサ150が取り付けられており、電
流センサ150の出力はA/D変換器128に接続され
ている。また、駆動部50には動力・ブレーキ・位置信
号接続切り替え装置60が接続されている。また、接続
切り替え装置60はサーボモータ部70X〜70Zとサ
ーボ制御部40内の通信用I/F130に接続されてい
る。サーボモータ部70X〜70Zはサーボモータ70
XM〜70ZM、ブレーキ70XB〜70ZBおよび位
置検出器70XE〜70ZEで構成されている。
【0007】次に、動力・ブレーキ・位置信号接続切り
替え装置60の構成を図2および図3で説明する。図2
はPLC200のプログラムを示しており、数値制御装
置300のメインCPU108より、選択されている制
御軸の入力接点(例えば図2の180X)がONすると
マグネットリレーMSX180MXをONする。このマ
グネットリレーMSX180MXの接点は図3の接続切
り替え装置60に使用されており、選択されたサーボモ
ータ(例えば図3のMX70XM)が動作有効になる。
また、ブレーキについても選択された制御軸のブレーキ
は解除されるため、メインCPU108より選択されて
いる制御軸の入力接点(例えば図2の190X)がON
するとマグネットリレーCRX190CXをONする。
このマグネットリレーCRX190CXの接点は図3の
接続切り替え装置60に使用されており、選択されたブ
レーキ(例えば図3のBKX70XB)がOFFにな
る。
【0008】次に、同時に2個以上のサーボモータが動
作をしないようにした誤動作防止手段200Bについて
その構成を図4で説明する。図4はPLC200のプロ
グラムを示しており、3つのサーボモータ用マグネット
スイッチMSX180MX、MSY180MYおよびM
SZ180MZの内少なくとも2つ以上の接点がONし
た場合は異常検出コイルDA195Aまたは、DB19
5BがONする。また、3つのブレーキ用マグネットス
イッチCRX10CX、CRY190CYおよびCRZ
190CZの内少なくとも2つ以上の接点がONした場
合は異常検出コイルDC195Cまたは、DD195D
がONする。異常検出コイルDA195A、DB195
B、DC195CまたはDD195DがONすると数値
制御装置300のBRAM114の装置異常フラグ領域
114Fに装置異常フラグ「1」が書き込まれる。数値制
御装置300内のメインCPU108はこの領域を絶え
ず監視している。
【0009】次に、電流制限値演算手段の構成を図1で
説明する。電流制限値演算手段の構成は、数値制御装置
300内のメインCPU108がROM110に記述さ
れているプログラムを解読することによって、BRAM
領域のX軸最大電流値114C、Y軸最大電流値114
D、Z軸最大電流値114Eに書き込まれている最大電
流値を読み出し、演算することによって成り立つ。
【0010】次に、本実施形態の動作について説明す
る。作業者が操作盤10の起動ボタン(図略)を押す
と、その起動指令はPLC200を介して数値制御装置
300内のメインCPU108により、RAM112内
に書き込まれる。メインCPU108は電源ONととも
に動作を開始しており、ROM110内に記述されたプ
ログラムに従って動作を実行する。また、BRAM11
4内には制御軸の動作プログラムおよび各種パラメータ
(114A〜114E)が作業者によって事前に入力さ
れている。メインCPU108はROM110内に記述
されたプログラムに従って、RAM112に起動指令が
書き込まれたことを検知する。メインCPU108はB
RAM114内に記述された制御軸を読み取り、BUS
用I/F106、通信用I/F104を介してPLC2
00に選択されている制御軸を知らせる。PLC200
はこの情報を受け取り、接続切り替え装置60の動力お
よびブレーキ回路を選択されている制御軸に切り替え
る。また、メインCPU108はBUS用I/F10
6、通信用I/F104および通信用I/F130を介
して接続切り替え装置60の位置信号を選択された制御
軸に切り替える。次に、メインCPU108はBRAM
114内に記述された制御軸の動作プログラムを読み出
し、制御する制御軸の位置指令値を生成する。生成され
た位置指令値はサーボ制御部40内のRAM126内に
書き込まれる。次に、制御CPU122はROM124
内に記述されたプログラムに従って指定された制御軸の
位置、速度および電流制御を行う。
【0011】次に、指令された制御軸の接続切り替わり
の動作を図5のフローチャートで説明する。まず、ステ
ップ500でサーボON指令軸があるか、ないかをチェ
ックする。サーボON指令軸がなければ、ステップ50
0を繰り返す。サーボON指令軸があれば、ステップ5
02に進み、動力・ブレーキ・位置信号切り替え装置6
0を指令軸を有効に切り替える(例として第N軸が指令
軸とする。)。次に、ステップ504に進み、指令軸
(N)のサーボをONする。次に、ステップ506に進
み、サーボ力が十分出るまでタイマT1のタイムアップ
を待つ。タイマT1がタイムアップしたら、ステップ5
08に進み、指令軸(N)のブレーキをOFFする。
次に、ステップ510に進み、ブレーキ力がなくなるま
でタイマT2のタイムアップを待つ。タイマT2がタイ
ムアップしたら、次に、ステップ512に進み、指令軸
(N)のパルス分配を実行する。次に、ステップ514
に進み、指令軸(N)のパルス分配が完了したかをチェ
ックする。指令軸(N)のパルス分配が完了していなけ
れば、ステップ512に戻り、パルス分配を続行する。
指令軸(N)のパルス分配が完了していれば、次に、ス
テップ516に進み、指令軸(N)のブレーキをONす
る。次に、ステップ518に進み、ブレーキ力が十分出
るまでタイマT3のタイムアップを待つ。タイマT3が
タイムアップしたら、次に、ステップ520に進み、指
令軸(N)のサーボをOFFする。
【0012】次に、図6に基づいて、誤動作防止手段の
動作を説明する。ステップ600でメインCPU108
は、BRAM114内の装置異常フラグ領域114Fに
書き込まれた装置異常フラグを読み込む。次に、ステッ
プ602に進み、装置異常フラグが「1」か「0」かをチェ
ックする。装置異常フラグが「1」の場合は、ステップ6
04に進み異常表示を行い、更にステップ606に進ん
で非常停止を実行する。また、装置異常フラグが「0」の
場合は、正常状態を維持する。
【0013】次に、電流制限値演算手段の動作を図7で
説明する。先ず、ステップ720で、制御軸が仕様の最
大電流値が最大のサーボモータか、異なるかをチェック
する。制御軸が仕様の最大電流値が最大のサーボモータ
と異なる場合には、ステップ722に進み、数値制御装
置300のBRAM114内のX軸最大電流値114
C、Y軸最大電流値114D、Z軸最大電流値114E
に書き込まれている最大電流値Iamaxを読み出す。次
に、ステップ724に進み、数値制御装置300のBR
AM114内のX軸最大電流値114C、Y軸最大電流
値114D、Z軸最大電流値114Eに書き込まれてい
る、制御軸の最大電流値Ibmaxを読み出す。次に、ステ
ップ726に進み、電流制限値IlimをIbmax/Iamaxから
演算で求める。次に、ステップ728に進み電流制限値
をIlimに設定してONする。制御軸が仕様の最大電流値
が最大のサーボモータの場合には、ステップ730に進
み、電流制限を解除する。
【0014】尚、上記実施例において、多数の制御軸を
サーボアンプとサーボモータを使用して制御するサーボ
制御システムにおいて、1組のサーボ制御部と駆動部
で、複数個のサーボモータ部を制御する制御手段のう
ち、1組のサーボ制御部と駆動部で、1組のサーボモー
タ部にのみ接続を可能とする接続切り替え手段は、PL
C200とメインCPU108とBRAM114と動力
・ブレーキ・位置信号接続切り替え装置60で構成さ
れ、この機能は図5のフローチャートのステップ500
〜ステップ520で達成される。また、制御していない
サーボモータにはブレーキをかけ、同時に2個以上のサ
ーボモータが動作をしないようにし、もし、2個以上の
サーボモータが動作したことを検出した場合には、警報
を出力し、非常停止を行う誤動作防止手段は、PLC2
00とメインCPU108とBRAM114で構成さ
れ、この機能は図6のフローチャートのステップ600
〜ステップ606で達成される。次に、制御するサーボ
モータの仕様の最大電流値が、仕様の最大電流値が最大
のサーボモータより小さい時は、サーボアンプに電流制
限をかけて使用する電流制限値演算手段は、メインCP
U108とBRAM114と制御CPU122で構成さ
れ、この機能は図7のフローチャートのステップ720
〜ステップ728で達成される。次に、コンピュータに
1組のサーボ制御部と駆動部で、複数個のサーボモータ
部を制御する制御手段を機能させるためのプログラムを
記録した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体はR
OM110およびROM124で構成される。
【0015】
【他の実施形態】なお、上述した実施例においては、1
組のサーボ制御部と駆動部で、複数個のサーボモータを
制御する制御手段を有すると述べたが、複数個のサーボ
アンプで複数個以上のサーボモータで構成される数値制
御システムに本発明手段を適用しても良い。また、制御
していないサーボモータにはブレーキをかけ、もし同時
に2個以上のサーボモータが動作したことを検出した場
合には、警報を出力し、非常停止をする誤動作防止手段
を有すると述べたが、非常停止にせず、警報のみを出力
しても良い。
【0016】
【発明の効果】1組のサーボ制御部と駆動部で、複数個
のサーボモータを制御する構成としたので、コストの低
減と制御箱の小型化が図れる。また、制御していないサ
ーボモータにはブレーキをかけ、もし同時に2個以上の
サーボモータが動作したことを検出した場合には、警報
を出力し、非常停止をする誤動作防止手段を有する構成
としたので、安全性が大幅に向上する。また、複数個の
サーボモータ部の中で、仕様の最大電流値が最大のサー
ボモータ用の駆動部を選択する選択手段を有する構成と
したので、システムを構成している複数個全てのサーボ
モータを駆動させることができコストダウンが図れる。
また、選択された以外のサーボモータ部の仕様の最大電
流値が、選択手段で選択されたサーボモータより小さい
時は、サーボ制御部に電流制限をかけて使用する電流制
限値演算手段を有する構成としたので、仕様の最大電流
値が小さなサーボモータに誤って大電流を流してしま
い、サーボモータを焼損させるような事態を予防でき安
全性と信頼性が向上する。
【0017】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明する全体構成図。
【図2】本発明の一実施例における動力・ブレーキ切り
替えのPLCの回路図。
【図3】本発明の一実施例における動力・ブレーキ・位
置信号接続切り替え装置の構成図。
【図4】本発明を一実施例における装置異常検出のPL
Cの回路図。
【図5】本発明の一実施例における制御軸切り替えのフ
ローチャート図。
【図6】本発明の一実施例における誤動作防止手段のフ
ローチャート図。
【図7】本発明の一実施例における電流制限値演算手段
のフローチャート図。
【図8】従来のサーボ制御システム構成図。
【符号の説明】
10… 操作盤 20… プログラマブルコントローラ(従来構成) 30… 数値制御装置(従来構成) 40… サーボ制御部 50… 駆動部 60… 動力・ブレーキ・位置信号接続切り替え装置 70X、70Y、70Z… サーボモータ部 108… メインCPU 110、124… ROM 112、126… RAM 114… BRAM 128… A/D変換器 200… プログラマブルコントローラ(本発明構成) 300… 数値制御装置(本発明構成)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02P 5/46 H02P 5/46 J Fターム(参考) 5H004 GA28 GA32 GA34 GA35 GB15 HA07 HB07 KA54 LA18 MA52 5H269 AB01 JJ02 NN07 NN14 PP02 PP03 QB06 5H572 AA14 BB07 DD01 EE10 FF06 GG01 GG02 GG04 HA04 HA05 HC08 JJ03 JJ16 JJ17 JJ28 LL07 LL22 LL31 MM09

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の制御軸を数値制御部、サーボ制御
    部、駆動部およびサーボモータ部を使用して制御する数
    値制御方法において、 1組のサーボ制御部と駆動部で、複数個のサーボモータ
    部を制御することを特徴とする数値制御方法。
  2. 【請求項2】 前記数値制御方法は、同時には、1組の
    サーボ制御部と駆動部で、1組のサーボモータ部にのみ
    接続を可能とする接続切り替えステップを有し、 前記接続切り替えステップは、制御していないサーボモ
    ータにはブレーキをかけ、もし2個以上のサーボモータ
    が動作したことを検出した場合には、警報を出力し、非
    常停止を行う誤動作防止ステップを有することを特徴と
    する請求項1に記載の数値制御方法。
  3. 【請求項3】 前記複数個のサーボモータ部の中で、仕
    様の最大電流値が最大のサーボモータ用の駆動部を選択
    する選択ステップを有することを特徴とする請求項2に
    記載の数値制御方法。
  4. 【請求項4】 前記選択された以外のサーボモータ部の
    仕様の最大電流値が、前記選択ステップで選択されたサ
    ーボモータより小さい時は、サーボ制御部に電流制限を
    かけて使用する電流制限値演算ステップを有することを
    特徴とする請求項3に記載の数値制御方法。
  5. 【請求項5】 コンピュータに、 1組のサーボ制御部と駆動部で、複数個のサーボモータ
    部を制御できるように機能させるためのプログラムを記
    録した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体。
  6. 【請求項6】 多数の制御軸を数値制御部、サーボ制御
    部、駆動部およびサーボモータ部を使用して制御する数
    値制御装置において、 1組のサーボ制御部と駆動部で、複数個のサーボモータ
    部を制御する制御手段を含み、 前記制御手段は、 同時には、1組のサーボ制御部と駆動部で、1組のサー
    ボモータ部にのみ接続を可能とする接続切り替え手段
    と、 前記接続切り替え手段は、制御していないサーボモータ
    にはブレーキをかけ、もし2個以上のサーボモータが動
    作したことを検出した場合には、警報を出力し、非常停
    止を行う誤動作防止手段と、 前記複数個のサーボモータ部の中で、仕様の最大電流値
    が最大のサーボモータ用の駆動部を選択する選択手段
    と、 前記選択された以外のサーボモータ部の仕様の最大電流
    値が、前記選択手段で選択されたサーボモータより小さ
    い時は、サーボ制御部に電流制限をかけて使用する電流
    制限値演算手段を有することを特徴とする数値制御装
    置。
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