JP2008171053A

JP2008171053A - モーションモジュールおよびプログラマブルコントローラ

Info

Publication number: JP2008171053A
Application number: JP2007001170A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sonomoto; 武史園本; Shinichi Honke; 伸市本家
Original assignee: Koyo Electronics Industries Co Ltd
Current assignee: Koyo Electronics Industries Co Ltd
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2008-07-24

Abstract

【課題】モーションモジュールにパーソナルコンピュータとの間でデータ通信速度の向上と両者間の安価な接続構成を提供する。
【解決手段】パーソナルコンピュータとの通信部としてのＵＳＢポートと、ＵＳＢポートに対応したＵＳＢインターフェースと、ＵＳＢインターフェースに接続されたＣＰＵとを備えた。パーソナルコンピュータは、モーションプログラムのプログラミングツール、あるいは、モーションプログラムの実行状態の表示ツールに用いるノート型のパーソナルコンピュータである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＰＵモジュール等に各機能をモジュール化しそれらを組み立てて構成されるプログラマブルコントローラにおいてモーション制御のためのモーションモジュールと、このモーションモジュールに接続される外部パーソナルコンピュータとのインターフェース接続方式に関するものである。

モーション制御は、モータによって動作する圧延機、鉄道車両、エレベータ、電気自動車、工作機等の機械装置の運動を制御するものである。従来のプログラマブルコントローラにはこのようなモーション制御を行わせる技術も提供されてきている。このプログラマブルコントローラはシーケンスプログラムにより外部Ｉ／Ｏを制御するものである。

図３で示すように上記プログラマブルコントローラ２には電源モジュール４、ＣＰＵモジュール６等の各種モジュールに加えて、上記モーション制御専用のモジュールとしてモーションモジュール８を構成し、このモーションモジュール８にＣＰＵを搭載したものがある（例えば特許文献１参照）。

このモーションモジュール８ではモータ制御するためのプログラムであるモーションプログラムをパーソナルコンピュータ１０からなるプログラミング装置で作成し、その作成したモーションプログラムをモーションモジュール８のメモリにインストールすることが行われる。また、このパーソナルコンピュータ１０により、モーションプログラムの実行状態をモニタリングすることも行われる。

このような場合において、従来では、モーションモジュール８の通信ポート１４の規格はパーソナルコンピュータ１０との間で通信するうえでＲＳ２３２ＣやＲＳ４２２等の規格準拠のシリアル信号インターフェースが標準装備されているのが一般であった。

この規格は、データの伝送方式としてパーソナルコンピュータと各種周辺機器を相互的に接続するための物理的・論理的取り決めや規格である。シリアル信号のコネクタにはＤ−ｓｕｂ２５ピンやＤ−ｓｕｂ９ピンのものが使われることが多い。このコネクタの形状は平坦な台形状の断面にピンが２段に並んだ形状をしており、ピンの数によって９ピン、１５ピン、２５ピン、５０ピンなどの種類があり、断面形状がアルファベットのＤに似ている。

一方、パーソナルコンピュータ１０もこの通信規格を標準で装備していたが、近年、パーソナルコンピュータ１０で特にノート型ではＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）ポートを標準装備するようになり、モーションモジュール８側ではパーソナルコンピュータ１０との通信接続のためにＵＳＢシリアル通信変換ツール１６を用いる必要があった。ＲＳ−２３２Ｃは，ＥＩＡ規格のひとつでシリアルデータ伝送用の標準インターフェースをいう。上記ＵＳＢは，ＲＳ−２３２Ｃより高速なシリアルデータ伝送用の統一インターフェースをいう。

このシリアル通信変換ツール１６は、ＵＳＢポート１２を備えたパーソナルコンピュータ１０と、ＲＳ２３２Ｃインターフェース１４を備えたモーションモジュール８との間の接続に用いられて、パーソナルコンピュータ１０から入力されたＵＳＢインターフェースの各信号をＲＳ２３２Ｃインターフェースの各信号に変換してモーションモジュール８へ出力する。また、モーションモジュール８から入力されたＲＳ２３２Ｃインターフェースの各信号をＵＳＢインターフェースの各信号に変換してパーソナルコンピュータ１０へ出力する。これにより、モーションモジュール８とパーソナルコンピュータ１０は相互にデータ通信することが可能となる。

しかしながら、このようなシリアル通信変換ツール１６は実質的なデータ通信速度が互いとの間で相違しデータ通信の速度が低下することや、高価であること、さらにはユーザにとりＵＳＢが汎用化されてきていて、ノート型パーソナルコンピュータのほとんどの機種はＵＳＢポート標準対応となっているので、プログラミング作業等が面倒である、などの課題がある。
特開平１１−３３８５１６号公報

本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、モーションモジュールとパーソナルコンピュータとの間でデータ通信速度の向上、かつ、両者間の接続装置を安価な構成とすることである。

（１）本発明によるモーションモジュールは、パーソナルコンピュータとの通信部としてのＵＳＢポートと、上記ＵＳＢポートに対応したＵＳＢインターフェースと、上記ＵＳＢインターフェースに接続されたＣＰＵとを備えたことを特徴とするものである。

好ましくは、上記パーソナルコンピュータは、モーションプログラムのプログラミングツール、あるいは、モーションプログラムの実行状態の表示ツールに用いるノート型のパーソナルコンピュータである。

好ましくはＵＳＢ以外のシリアル通信規格の通信ポートとそれに対応したインターフェースとを付加し、それらの通信を切り替えるインターフェース切り替え手段を備えることである。

（２）本発明によるプログラマブルコントローラは、シーケンスプログラムを解読し処理するＣＰＵを内蔵したＣＰＵモジュールと、モーションプログラムを解読し処理するＣＰＵを内蔵したモーションモジュールと、を備え、上記モーションモジュールとして上記（１）構成のモーションモジュールを備えたことを特徴とするものである。

本発明のプログラマブルコントローラでは、シーケンスプログラムとモーションプログラムとがＣＰＵモジュールとモーションモジュールとに別々に格納され分離されているので、シーケンスプログラム内でモーションパラメータ（移動量、加減速時間等）を設定する必要がなくなり、デバッグ時やクレーム発生等の原因解析が容易となり、かつ、そのための時間も少なくなる。さらには、本発明のプログラマブルコントローラによれば、シーケンス制御とモーション系の演算処理とが別々のプログラムで、別々のＣＰＵで処理することができるので、ＣＰＵモジュールのＣＰＵに対する負荷が減り、その処理速度の向上やデバイス発熱の軽減が可能となる。また、本発明では、モーションモジュールとして上記（１）構成のモーションモジュールを備えたので、シリアル通信変換インターフェースを用いる必要なく、ＵＳＢ対応の安価なノート型パーソナルコンピュータを用いてモーションプログラムのプログラミングやモーションプログラムの実行状態のモニタリング等を行うことができるようになる。また、ＣＰＵモジュールにはシーケンスプログラム、モーションモジュールにはモーションプログラムを独立にそれぞれのメモリ格納することができるので、モーションコントローラのモーションコントロール言語とシーケンスコントロール言語とをそれぞれのＵＳＢポートを用いてパーソナルコンピュータと接続し、それぞれ独立に記述し、個々にインストールすることができる。

本発明によれば、モーションモジュールとパーソナルコンピュータとの間でデータ通信速度の向上、かつ、両者間の接続装置を安価な構成とすることができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るモーションモジュールを説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るプログラマブルコントローラの構成を示す図、図２はモーションモジュールの内部ブロックを示す図である。

まず、図１を参照して、これらの図に示すプログラマブルコントローラ２は、電源モジュール４、ＣＰＵモジュール６等の各種モジュールに加えて、上記モーション制御専用のモジュールとしてモーションモジュール８を備える。

モーションモジュール８は、ＵＳＢ対応ケーブル２０を差し込む接続口であるＵＳＢポート２２と、サーボドライバ接続コネクタ２４とを備える。パーソナルコンピュータ１０は、ＵＳＢポート１２を備える。

ＵＳＢ対応ケーブル２０は両端にＵＳＢコネクタ２０ａ，２０ｂを備える。ＵＳＢ対応ケーブル２０の一端側のＵＳＢコネクタ２０ａは、パーソナルコンピュータ１０のＵＳＢポート１２に接続される。ＵＳＢ対応ケーブル２０の他端側のＵＳＢコネクタ２０ｂはモーションモジュール８のＵＳＢポート２２に接続される。

なお、パーソナルコンピュータ１０はプログラミングツールとしてモーションモジュール８のモーションプログラムをプログラミング（作成、編集等）するツールであり、同時に、モーションプログラムの実行状態をリアルタイムに画面表示してモニタリング（モーションプログラム中のパラメータや演算式等の表記等）するツールとしても機能することができる。

図２を参照して、４は電源モジュール、６はＣＰＵモジュール、７は他のモジュール、８はモーションモジュールである。モーションモジュール８は、ＤＰＲＡＭ３２、ＣＰＵ２８、メモリ３０、モーションＬＳＩ２３、サーボドライバ接続コネクタ２４、ＵＳＢドライバ２１と、ＵＳＢコネクタ（ＵＳＢポート）２２を備える。３６はＰＬＣバスである。

メモリ３０はＲＯＭや各種ＲＡＭ等を含み、ＣＰＵ２８の制御プログラム、各種データの他に、モーションプログラムを格納している。モーションプログラムは、サーボモータ等の制御用専用プログラムとして、モータを制御し、直線補間や円弧補間等を行い、目的の動作を行わせるためのプログラムである。

上記モーションモジュール８において、ＣＰＵ２８は、ＣＰＵモジュール６とのデータ伝送によるデータの処理、メモリ３０に格納されているモーションプログラムの解読処理、直線補間や円弧補間等のモーション制御上の各種演算処理等を行なう。

ＤＰＲＡＭ３２は、２ポートＲＡＭであり、その一部の領域を介してＣＰＵモジュール６とのデータ伝送をインターフェースする。

上記構成のモーションモジュール８では、メモリ３０内のモーションプロクラムを解読してサーボアンプへ位置制御の指令を行う。サーボアンプはモーションモジュール８より位置制御の指令を受けて、モータを制御する。

以上の構成を備えたモーションモジュール８においては、ＵＳＢポート２５を備えているので、パーソナルコンピュータ１０とはシリアル通信変換ツール無しで通信することができるようになり、パーソナルコンピュータとの間でデータ通信速度が向上し両者間を安価な接続構成とすることができる。

図１は本発明の実施の形態に係るプログラマブルコントローラの構成を示す図である。図２は図１のモーションモジュールの内部ブロック図である。図３は従来に係るプログラマブルコントローラの構成を示す図である。

符号の説明

２プログラマブルコントローラ
４電源モジュール
６ＣＰＵモジュール
８モーションモジュール
１０パーソナルコンピュータ
１２ＵＳＢポート
２０ＵＳＢ対応ケーブル
２２ＵＳＢポート
２６ＵＳＢインターフェース
２８ＣＰＵ

Claims

パーソナルコンピュータとの通信部としてのＵＳＢポートと、
上記ＵＳＢポートに対応したＵＳＢインターフェースと、
上記ＵＳＢインターフェースに接続されたＣＰＵとを備えた、
ことを特徴とするモーションモジュール。
上記パーソナルコンピュータは、モーションプログラムのプログラミングツール、あるいは、モーションプログラムの実行状態の表示ツールに用いるノート型のパーソナルコンピュータである、ことを特徴とする請求項１または２に記載のモーションモジュール。
シーケンスプログラムを解読し処理するＣＰＵを内蔵したＣＰＵモジュールと、
モーションプログラムを解読し処理するＣＰＵを内蔵したモーションモジュールと、を備え、
上記モーションモジュールとして請求項１に記載のモーションモジュールを備えたことを特徴とするプログラマブルコントローラ。