JP2018064316A - モータ制御システム、モータ制御装置、モータ制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】制御性を低下させることなくネットワーク配線を簡素化する。【解決手段】モータ制御システムは、第1通信ポート35及び第2通信ポート36を有するモータ制御装置3と、モータ制御装置3が駆動するモータ6と、第1通信ポート35と第1通信路11を介して接続された上位制御装置2と、第2通信ポート36と第2通信路12を介して接続されたインターフェース装置4と、インターフェース装置4に接続され、又は、インターフェース装置4を備え、モータ6を制御するための情報を検出する少なくとも1つの圧力センサ8と、を有し、モータ制御装置3は、上位制御装置2とインターフェース装置4との間で送受されている圧力センサ8の検出情報を取得する情報取得部37と、情報取得部37で取得した検出情報に基づいてモータ6を制御するモータ制御部34と、を有する。【選択図】図2
Description
開示の実施形態は、モータ制御システム、モータ制御装置、モータ制御方法に関する。
特許文献1には、駆動制御指令装置と、複数の駆動制御装置と、複数のセンサの検出信号が入力されるインターフェース部とが、ネットワークを介して接続された駆動制御システムが記載されている。
上記システムにおいて、制御性を低下させることなくネットワーク配線の簡素化を図る場合、システム構成の更なる最適化が要望される。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、制御性を低下させることなくネットワーク配線を簡素化できるモータ制御システム、モータ制御装置、モータ制御方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、第1通信ポート及び第2通信ポートを有するモータ制御装置と、前記モータ制御装置が駆動するモータと、前記第1通信ポートと第1通信路を介して接続された上位制御装置と、前記第2通信ポートと第2通信路を介して接続されたインターフェース装置と、前記インターフェース装置に接続され、又は、前記インターフェース装置を備え、前記モータを制御するための情報を検出する少なくとも1つのセンサと、を有し、前記モータ制御装置は、前記上位制御装置と前記インターフェース装置との間で送受されている前記センサの検出情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部で取得した前記検出情報に基づいて前記モータを制御するモータ制御部と、を有するモータ制御システムが適用される。
また、本発明の別の観点によれば、モータを駆動するモータ制御装置であって、上位制御装置と接続される第1通信路が接続される第1通信ポートと、前記モータを制御するための情報を検出する少なくとも1つのセンサに接続された又は備えられたインターフェース装置と接続される第2通信路が接続される第2通信ポートと、前記上位制御装置と前記インターフェース装置との間で送受されている前記センサの検出情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部で取得した前記検出情報に基づいて前記モータを制御するモータ制御部と、を有するモータ制御装置が適用される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、モータを駆動するモータ制御装置が備える演算装置に実行させるモータ制御方法であって、上位制御装置と、前記モータを制御するための情報を検出する少なくとも1つのセンサに接続された又は備えられたインターフェース装置と、の間で送受されている前記センサの検出情報を取得することと、取得した前記検出情報に基づいて前記モータを制御することと、を実行させるモータ制御方法が適用される。
本発明のモータ制御システム等によれば、制御性を低下させることなくネットワーク配線を簡素化できる。
以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
<1.モータ制御システムの全体構成>
図1を参照しつつ、本実施形態に係るモータ制御システム1の全体構成の一例について説明する。
図1を参照しつつ、本実施形態に係るモータ制御システム1の全体構成の一例について説明する。
図1に示すように、モータ制御システム1は、上位制御装置2、モータ制御装置3、インターフェース装置4、駆動機械5等を有する。駆動機械5は、モータ6、エンコーダ7、圧力センサ8等を有する。
上位制御装置2は、モータ制御システム1の全体の動作を制御する。例えば、上位制御装置2は、所定のタイミングでモータ制御装置3に指令を送信したり、モータ制御装置3を介してインターフェース装置4との間で圧力センサ8の検出情報を送受する。上位制御装置2は、プロセッサ21、メモリ22、通信制御部23、通信ポート24等を有する。
プロセッサ21は、制御用の集積回路であり、例えば、CPUやマイクロコントローラ等である。プロセッサ21は、図示しない作業用のRAMを有する。メモリ22は、情報記録媒体であり、例えば、ROM、EEPROM、フラッシュメモリ、ハードディスク等の不揮発性メモリである。メモリ22は、プログラムや各種データ等を記録する。
通信制御部23は、通信用集積回路であり、例えば、ASIC又はFPGA等の特定の用途向けに構築された専用集積回路により構成される。通信ポート24は、第1通信路11を介してモータ制御装置3と通信するための通信インターフェースである。
モータ制御装置3は、モータ6へ電流、電圧を出力してモータ6を駆動する。モータ制御装置3は、プロセッサ31(演算装置の一例)、メモリ32、通信制御部33、モータ制御部34、第1通信ポート35、第2通信ポート36等を有する。
プロセッサ31、メモリ32、通信制御部33のハードウェア構成は、それぞれ上記プロセッサ21、メモリ22、通信制御部23と同様である。モータ制御部34は、モータ出力線13を介してモータ6に電流、電圧を出力する。第1通信ポート35は、第1通信路11を介して上位制御装置2と通信するための通信インターフェースである。第2通信ポート36は、第2通信路12を介してインターフェース装置4と通信するための通信インターフェースである。
インターフェース装置4は、圧力センサ8をモータ制御装置3に接続するための入出力ユニットである。インターフェース装置4は、通信制御部41、A/D変換部42、通信ポート43等を有する。
通信制御部41のハードウェア構成は、上記通信制御部23,33と同様である。A/D変換部42は、圧力センサ8から信号線14を介して入力されたアナログの検出情報をデジタルの検出情報に変換する。通信ポート43は、第2通信路12を介してモータ制御装置3と通信するための通信インターフェースである。
駆動機械5は、圧力制御を必要とする機械であり、例えばプレス機、モールド装置、コンプレッサー等である。駆動機械5は、モータ6により駆動される。モータ6は、回転モータでもよいし、リニアモータでもよい。図1では、駆動機械5が1つのモータ6を有する場合を図示しているが、複数のモータ6を有していてもよい。その場合、1つのモータ制御装置3で複数のモータ6を制御してもよい。
エンコーダ7は、モータ6の位置(回転角)を検出し、モータ制御装置3に例えばパルス信号として送信する。エンコーダ7は、光学式エンコーダでもよいし、磁気式エンコーダでもよい。なお、例えばレゾルバ等、エンコーダ以外の回転角を検出可能なセンサを用いてもよい。また、モータ6がリニアモータである場合には例えばリニアエンコーダを用いてもよい。
圧力センサ8(センサの一例)は、駆動機械の圧力(モータ6を制御するための情報の一例)を検出するセンサである。例えば駆動機械がプレス機である場合、対象物をプレスするプレス板(図示省略)の圧力を検出する。圧力センサ8としては、例えば歪みゲージ等が使用される。圧力センサ8は、検出した情報をインターフェース装置4に送信する。
第1通信路11及び第2通信路12は、共通の通信規格のネットワーク配線であり、例えば、半二重通信路であってもよいし、全二重通信路であってもよい。第1通信路11は、上位制御装置2の通信ポート24と、モータ制御装置3の第1通信ポート35とを接続する。第2通信路12は、モータ制御装置3の第2通信ポート36と、インターフェース装置4の通信ポート43とを接続する。これにより、上位制御装置2、モータ制御装置3、及びインターフェース装置4は、通信路が直列となるように接続されている。なお、第1通信路11及び第2通信路12は、それぞれの中間にハブなどの中継機器を含んでもよい。
第1通信路11は、上位制御装置2がモータ制御装置3に指令を送信したり、モータ制御装置3がモータ6の制御結果や圧力センサ8の検出情報等を上位制御装置2に送信したりするために用いられる。第2通信路12は、上位制御装置2やモータ制御装置3がインターフェース装置4に検出情報の要求信号を送信したり、インターフェース装置4がモータ制御装置3に圧力センサ8の検出情報等を送信するために用いられる。圧力センサ8の検出情報等は、第1通信路11及び第2通信路12を介して、上位制御装置2とインターフェース装置4との間で送受される。この場合、モータ制御装置3の通信制御部33は、検出情報等を中継する情報中継部としての機能を果たす。
なお、上述したモータ制御システム1の構成は一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、後述の図6に示すように圧力センサ8がインターフェース装置4を一体的に備える構成としてもよい。また、エンコーダ7は必ずしも設置されなくてもよい。
<2.モータ制御装置の構成(圧力フルクローズド制御)>
次に、図2を参照しつつ、モータ制御装置3が圧力フルクローズド制御を行う場合の機能構成の一例について説明する。なお、図2において上述の図1と同様の構成には同符号を付し、適宜説明を省略する。
次に、図2を参照しつつ、モータ制御装置3が圧力フルクローズド制御を行う場合の機能構成の一例について説明する。なお、図2において上述の図1と同様の構成には同符号を付し、適宜説明を省略する。
図2に示すように、モータ制御装置3は、上述のモータ制御部34と、情報取得部37等を有する。情報取得部37は、上位制御装置2とインターフェース装置4との間で送受されている情報の中から圧力センサ8の検出情報を抽出して取得する。つまり、モータ制御装置3は、通信制御部33の機能により上位制御装置2とインターフェース装置4との間で送受されている情報を中継しつつ、情報取得部37により当該情報をモニタし、必要な情報(この例では圧力センサ8の検出情報)を抽出して取得する。
モータ制御部34は、情報取得部37で取得した検出情報に基づいてモータ6を制御する。モータ制御部34は、圧力制御部341、電流制御部342等を有する。
圧力制御部341は、圧力制御ゲイン341a等を有する。圧力制御ゲイン341aは、上位制御装置2から送信された圧力指令と、情報取得部37で取得した圧力センサ8の検出情報との偏差を入力し、所定の信号処理を行ってトルク指令を出力する。
電流制御部342は、電流制御ゲイン342a、PWM生成部342b、電流検出部342c等を有する。電流制御ゲイン342aは、圧力制御部341から出力されたトルク指令と、電流検出部342cで検出した検出情報との偏差を入力し、所定の信号処理を行って電流指令を出力する。PWM生成部342bは、上記電流指令に基づいてPWMゲート信号を生成する。モータ制御装置3は、生成されたPWMゲート信号に基づいて、図示しないインバータ部からモータ出力線13を介してモータ6に電流、電圧を出力する。
上記構成により、モータ制御装置3は、上位制御装置2から送信された圧力指令と圧力センサ8からのフィードバック情報とに基づいてモータ6を制御する、いわゆる圧力フルクローズド制御を実行する。
なお、例えばユーザの切替操作や、パラメータ設定による自動切替等により、圧力センサ8の検出情報をフィードバックしない、いわゆる通常のトルク制御を実行してもよい。この場合、モータ制御装置3は、上位制御装置2から送信されたトルク指令と電流検出部342cの検出情報とに基づくセミクローズド制御を実行する。
また、上述したモータ制御装置3の構成は一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、上位制御装置2から送信された位置指令とエンコーダ7の検出情報に基づく位置制御を行う位置制御部を備える構成としてもよい。
また、上述した圧力制御部341、電流制御部342、情報取得部37等における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の処理部(例えば1つの処理部)で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、モータ制御装置3は、モータ6に駆動電力を給電する部分(インバータ等)のみ実際の装置により実装され、その他の機能は前述のプロセッサ31が実行するプログラムにより実装されてもよい。また、圧力制御部341、電流制御部342、情報取得部37等の一部又は全部がASICやFPGA、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。
<3.モータ制御装置の構成(速度制御と圧力制御の切り替え)>
モータ制御装置3は、上述の圧力制御に加えて速度制御を実行可能であり、パラメータ設定により速度制御と圧力制御の自動切替を行うことが可能である。次に、図3を参照しつつ、この速度制御と圧力制御の自動切替を行う場合のモータ制御装置3の機能構成の一例について説明する。なお、図3において上述の図2と同様の構成には同符号を付し、適宜説明を省略する。
モータ制御装置3は、上述の圧力制御に加えて速度制御を実行可能であり、パラメータ設定により速度制御と圧力制御の自動切替を行うことが可能である。次に、図3を参照しつつ、この速度制御と圧力制御の自動切替を行う場合のモータ制御装置3の機能構成の一例について説明する。なお、図3において上述の図2と同様の構成には同符号を付し、適宜説明を省略する。
図3に示すように、モータ制御装置3のモータ制御部34は、上述の圧力制御部341及び電流制御部342に加えて、速度制御部343、切替スイッチSW、制御切替部344、第2パラメータ設定部345、第3パラメータ設定部346、速度指令生成部347、第4パラメータ設定部348、圧力指令生成部349等を有する。
速度制御部343は、速度制御ゲイン343a等を有する。速度制御ゲイン343aは、速度指令生成部347で生成された速度指令と、エンコーダ7の検出情報(モータ6の回転角を表すパルス信号)を微分器Sで微分したモータ6の速度情報との偏差を入力し、所定の信号処理を行ってトルク指令を出力する。
切替スイッチSWは、電流制御部342に入力されるトルク指令を、圧力制御部341からのトルク指令又は速度制御部343からのトルク指令のいずれか一方に切り替える。なお、切替スイッチSWはハードウェアで構成されてもよいし、ソフトウェアで構成されてもよい。制御切替部344は、上記切替スイッチSWを制御することにより、速度制御部343による速度制御と圧力制御部341による圧力制御とを切り替える。第2パラメータ設定部345は、制御切替部344による制御の切替条件をパラメータとして設定する。第2パラメータ設定部345は、上記切替条件として、例えば、切替圧力(圧力センサ8の圧力検出値)又は切替位置(エンコーダ7の検出パルス値)の一方又は両方をパラメータとして設定可能である。
第3パラメータ設定部346は、複数の速度設定値と、各速度設定値の切替条件とをパラメータとして設定する。第3パラメータ設定部346は、例えば最大で10段階の速度設定値を設定可能であり、それらの切替条件として、例えば切替位置(エンコーダ7の検出パルス値)を設定可能である。モータ制御装置3のメモリ32には、速度指令の所定の波形データ(テーブル)が予め記録されており、速度指令生成部347は、当該波形データと上記第3パラメータ設定部346により設定されたパラメータに基づいて、速度指令を生成する。
第4パラメータ設定部348は、複数の圧力設定値と、各圧力設定値の切替条件とをパラメータとして設定する。第4パラメータ設定部348は、例えば最大で5段階の圧力設定値を設定可能であり、それらの切替条件として、例えば切替時間を設定可能である。モータ制御装置3のメモリ32には、圧力指令の所定の波形データ(テーブル)が予め記録されており、圧力指令生成部349は、当該波形データと上記第4パラメータ設定部348により設定されたパラメータに基づいて、圧力指令を生成する。
上述した圧力制御部341の圧力制御ゲイン341aは、上記圧力指令生成部349により生成された圧力指令と、情報取得部37で取得した圧力センサ8の検出情報との偏差を入力し、所定の信号処理を行ってトルク指令を出力する。
上記構成により、モータ制御装置3は、ユーザにより設定された各種パラメータに基づいて、速度制御と圧力制御の自動切替を行うと共に、所望の波形の速度指令による速度制御及び所望の波形の圧力指令による圧力制御を実行する。
なお、圧力制御においては、前述と同様、圧力指令と圧力センサ8からのフィードバック情報とに基づいてモータ6を制御する圧力フルクローズド制御を実行してもよいし、圧力センサ8の検出情報をフィードバックしない通常のトルク制御(セミクローズド制御)を実行してもよい。
なお、上述した速度制御部343、速度指令生成部347、圧力指令生成部349、第2〜第4パラメータ設定部345,346,348等における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の処理部(例えば1つの処理部)で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、速度制御部343、速度指令生成部347、圧力指令生成部349、第2〜第4パラメータ設定部345,346,348等の一部又は全部がASICやFPGA、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。
<4.速度制御と圧力制御の切替運転時のパラメータ設定>
次に、図4を参照しつつ、上述した速度制御と圧力制御の自動切替運転を行う場合のパラメータ設定の一例について説明する。
次に、図4を参照しつつ、上述した速度制御と圧力制御の自動切替運転を行う場合のパラメータ設定の一例について説明する。
図4に示す例では、第3パラメータ設定部346により、4つの速度設定値Sp1〜Sp4と、各速度設定値Sp1〜Sp4の指令出力を完了する位置Pu1〜Pu4(この例ではパルス)とがパラメータとして設定されている。各速度設定値Sp1〜Sp4は、エンコーダ7による検出位置が対応する位置Pu1〜Pu4に到達した際にそれぞれ出力が終了され、次の速度設定値に切り替えられる。この切り替え時の加速度及び減速度は、予め所定の値に設定されている。
また、第2パラメータ設定部345により、速度制御と圧力制御の切替条件として、切替圧力PrS(圧力センサ8の圧力検出値)又は切替位置PuS(エンコーダ7の検出パルス値)の一方又は両方がパラメータとして設定されている。切替圧力PrSが設定されている場合、圧力センサ8の圧力検出値が切替圧力PrSに到達した際に、制御切替部344により速度制御から圧力制御に切り替えられる。切替位置PuSが設定されている場合、エンコーダ7の検出位置が切替位置PuSに到達した際に、制御切替部344により速度制御から圧力制御に切り替えられる。切替圧力PrS及び切替位置PuSの両方が設定されている場合、圧力センサ8の圧力検出値が切替圧力PrSに到達し、且つ、エンコーダ7の検出位置が切替位置PuSに到達した際に、制御切替部344により速度制御から圧力制御に切り替えられる。図4に示す例では、速度設定値Sp4が速度指令として出力されている最中に上記の切替条件が満たされ、速度制御から圧力制御に切り替えられている。
また、第4パラメータ設定部348により、3つの圧力設定値Pr1〜Pr3と、各圧力設定値Pr1〜Pr3の指令を出力する時間t1〜t3(この例では秒)とがパラメータとして設定されている。各圧力設定値Pr1〜Pr3は、出力時間が対応する時間t1〜t3に到達した際にそれぞれ出力が終了され、次の圧力設定値に切り替えられる。
なお、上述したパラメータ設定は一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、速度設定値Spの数を3以下又は5以上としてもよいし、圧力設定値Prの数を2以下又は4以上としてもよい。また、速度制御における各速度設定値の切り替え時の加速度及び減速度をパラメータとして設定可能としてもよい。
<5.実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態のモータ制御システム1では、上位制御装置2と、モータ制御装置3と、インターフェース装置4とが、通信路が直列となるように接続される。これにより、上位制御装置2に対してモータ制御装置3やインターフェース装置4が例えば並列に接続される場合に比べて、ネットワーク配線を簡素化できると共に、接続管理を効率的に行うことができる。
以上説明したように、本実施形態のモータ制御システム1では、上位制御装置2と、モータ制御装置3と、インターフェース装置4とが、通信路が直列となるように接続される。これにより、上位制御装置2に対してモータ制御装置3やインターフェース装置4が例えば並列に接続される場合に比べて、ネットワーク配線を簡素化できると共に、接続管理を効率的に行うことができる。
他方、このように各装置が直列的に接続されるシステム構成において、上位制御装置2が圧力センサ8の検出信号を取り込む場合には、検出信号がインターフェース装置4からモータ制御装置3を経由して上位制御装置2に伝達されることとなるので、その通信路の配置に起因して信号伝達が遅延しやすいというデメリットがある。
本実施形態では、モータ制御装置3が、上位制御装置2とインターフェース装置4との間で送受されている検出情報を取得する情報取得部37と、情報取得部37で取得した検出情報に基づいてモータ6を制御するモータ制御部34とを有する。情報取得部37の機能により、モータ制御装置3は上位制御装置2を介さずにインターフェース装置4から直接的に圧力センサ8の検出情報を取得し、モータ6を制御できる。この結果、応答性が向上し、制御性を向上できる。
また、例えばインターフェース装置4の代わりにアンプを配置し、当該アンプからモータ制御装置3に対してアナログ信号を入力する構成の場合(モータ制御装置3がA/D変換部等を有する)には、アナログ信号にノイズが乗ったり、経年劣化によりアンプに誤差が生じたような場合に、圧力検出値の精度が低下し、振動や異音が発生する可能性がある。本実施形態では、インターフェース装置4を設置することで、モータ制御装置3は圧力検出値をデジタル信号で取得できるのでノイズの影響を低減できると共に、アンプの排除により経年劣化による影響を低減することができる。
また、本実施形態では特に、モータ制御装置3のモータ制御部34は、圧力指令と、情報取得部37で取得した圧力センサ8の検出情報と、に基づいてモータ6を制御する圧力制御部341を有する。これにより、圧力フルクローズド制御が可能となるので圧力制御精度を向上できる。また、高速、高精度な圧着制御が可能なモータ制御システム1を実現できる。
また、本実施形態では特に、モータ制御装置3のモータ制御部34は、速度指令と、モータ6の速度と、に基づいてモータ6を制御する速度制御部343と、速度制御部343による速度制御と圧力制御部341による圧力制御とを切り替える制御切替部344と、制御切替部344による切替条件をパラメータとして設定する第2パラメータ設定部345と、を有する。これにより、例えばプレス機である駆動機械5において、図示しないプレス板を対象物に所望の速度でアプローチさせることができ、その後自動的に速度制御から圧力制御に切り替えて、所望の圧力で押し付けを行うことができる。また、ユーザは速度制御と圧力制御の切替条件をパラメータとして容易に設定することができるので、利便性を向上できる。
また、本実施形態では特に、モータ制御装置3のモータ制御部34は、複数の速度設定値Spと、速度設定値Spの切替条件と、をパラメータとして設定する第3パラメータ設定部346と、第3パラメータ設定部346により設定されたパラメータに基づいて、速度指令を生成する速度指令生成部347と、を有する。これにより、例えばプレス機である駆動機械5において、図示しないプレス板を対象物に対し複数段階に速度を切り替えながらアプローチさせることができるので、きめ細かな速度制御が可能となる。また、ユーザは各速度設定値Spとそれらの切替条件をパラメータとして容易に設定することができるので、利便性を向上できる。
また、本実施形態では特に、モータ制御装置3のモータ制御部34は、複数の圧力設定値Prと、圧力設定値Prの切替条件と、をパラメータとして設定する第4パラメータ設定部348と、第4パラメータ設定部348により設定されたパラメータに基づいて、圧力指令を生成する圧力指令生成部349と、を有する。これにより、例えばプレス機である駆動機械5において、図示しないプレス板による圧力を複数段階に切り替えながら対象物を押し付けることができるので、きめ細かな圧力制御が可能となる。また、ユーザは各圧力設定値Prとそれらの切替条件をパラメータとして容易に設定することができるので、利便性を向上できる。
<6.変形例>
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。
(6−1.複数の圧力センサの検出情報を加算処理する場合)
上記実施形態では、1つの圧力センサからの検出情報を入力する場合を一例として説明したが、複数の圧力センサからの検出情報をそれぞれ入力し、加算処理を行ってもよい。図5を参照しつつ、本変形例におけるモータ制御装置3の機能構成の一例について説明する。なお、図5において上述の図1〜図3と同様の構成には同符号を付し、適宜説明を省略する。また、図5では煩雑防止のため、モータ制御装置3の圧力制御部341、電流制御部342等については図示を省略している。
上記実施形態では、1つの圧力センサからの検出情報を入力する場合を一例として説明したが、複数の圧力センサからの検出情報をそれぞれ入力し、加算処理を行ってもよい。図5を参照しつつ、本変形例におけるモータ制御装置3の機能構成の一例について説明する。なお、図5において上述の図1〜図3と同様の構成には同符号を付し、適宜説明を省略する。また、図5では煩雑防止のため、モータ制御装置3の圧力制御部341、電流制御部342等については図示を省略している。
本変形例は、例えば駆動機械5が支点が複数あるプレス機等である場合に好適であり、駆動機械5の各支点に複数(この例では5つ)の圧力センサ8a〜8eがそれぞれ設けられている。インターフェース装置4は、複数(例えば最大で5つ)の圧力センサと接続可能に構成されており、各圧力センサ8a〜8eは検出した情報をインターフェース装置4にそれぞれ送信する。インターフェース装置4は、A/D変換部42により各圧力センサ8a〜8eの検出情報をアナログ信号からデジタル信号に変換しつつ、どの圧力センサの情報か識別できるように識別情報を付与し、第2通信路12を介してモータ制御装置3に送信する。
モータ制御装置3は、前述の実施形態で説明した構成に加えて、第1パラメータ設定部38及び加算調整部39等を有する。前述の情報取得部37は、上位制御装置2とインターフェース装置4との間で送受されている情報の中から、圧力センサ8a〜8eの検出情報をどの圧力センサの検出情報か識別可能に取得する。
第1パラメータ設定部38は、各圧力センサ8a〜8eの検出情報の比率をパラメータとして設定する。例えば、第1パラメータ設定部38は、圧力センサ8aの検出情報の比率を比率1(%)、圧力センサ8bの検出情報の比率を比率2(%)、圧力センサ8cの検出情報の比率を比率3(%)、圧力センサ8dの検出情報の比率を比率4(%)、圧力センサ8eの検出情報の比率を比率5(%)として設定する。なお、比率1〜5の合計は100%である。
加算調整部39は、各圧力センサ8a〜8eの検出情報を、上記第1パラメータ設定部38により設定された比率に基づいて加算する。加算調整部39は、加算した検出情報をモータ制御部34の圧力制御部341に出力する。圧力制御部341の圧力制御ゲイン341aは、上位制御装置2(又は圧力指令生成部349)から送信された圧力指令と、上記加算調整部39で加算した検出情報との偏差を入力し、所定の信号処理を行ってトルク指令を出力する。
以上説明した変形例によれば、情報取得部37により取得された各圧力センサ8a〜8eの検出値に対し、ユーザが比率をパラメータとして設定することで、各検出値に容易に重み付けを設定することができる。その結果、例えば駆動機械5が支点が複数あるプレス機等である場合に、より精度の高い圧力フィードバック制御を行うことが可能となる。
(6−2.圧力センサがインターフェース装置を一体的に備える場合)
上記実施形態では、インターフェース装置4と圧力センサ8が別体である場合を一例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図1に対応する図6に示すように、圧力センサ8がインターフェース装置4を一体的に備える構成であってもよい。この場合にも、上記実施形態と同様の効果を得る。また、圧力センサ8の検出情報がアナログ信号として送受される区間がないので、ノイズの影響をさらに低減することが可能である。
上記実施形態では、インターフェース装置4と圧力センサ8が別体である場合を一例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図1に対応する図6に示すように、圧力センサ8がインターフェース装置4を一体的に備える構成であってもよい。この場合にも、上記実施形態と同様の効果を得る。また、圧力センサ8の検出情報がアナログ信号として送受される区間がないので、ノイズの影響をさらに低減することが可能である。
(6−3.その他)
以上では、モータ6を制御するための情報として、圧力センサ8を用いて駆動機械5の圧力を検出する場合を一例として説明したが、圧力に限定されるものではない。例えば、モータ6の位置(回転角)や速度(角速度)、トルク、温度等、圧力以外の情報を対応するセンサで検出する場合にも、上記実施形態の手法を適用可能である。
以上では、モータ6を制御するための情報として、圧力センサ8を用いて駆動機械5の圧力を検出する場合を一例として説明したが、圧力に限定されるものではない。例えば、モータ6の位置(回転角)や速度(角速度)、トルク、温度等、圧力以外の情報を対応するセンサで検出する場合にも、上記実施形態の手法を適用可能である。
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
1 モータ制御システム
2 上位制御装置
3 モータ制御装置
4 インターフェース装置
5 駆動機械
6 モータ
8 圧力センサ(センサの一例)
8a〜8e 圧力センサ(センサの一例)
11 第1通信路
12 第2通信路
31 プロセッサ(演算装置の一例)
34 モータ制御部
35 第1通信ポート
36 第2通信ポート
37 情報取得部
38 第1パラメータ設定部
39 加算調整部
341 圧力制御部
343 速度制御部
344 制御切替部
345 第2パラメータ設定部
346 第3パラメータ設定部
347 速度指令生成部
348 第4パラメータ設定部
349 圧力指令生成部
2 上位制御装置
3 モータ制御装置
4 インターフェース装置
5 駆動機械
6 モータ
8 圧力センサ(センサの一例)
8a〜8e 圧力センサ(センサの一例)
11 第1通信路
12 第2通信路
31 プロセッサ(演算装置の一例)
34 モータ制御部
35 第1通信ポート
36 第2通信ポート
37 情報取得部
38 第1パラメータ設定部
39 加算調整部
341 圧力制御部
343 速度制御部
344 制御切替部
345 第2パラメータ設定部
346 第3パラメータ設定部
347 速度指令生成部
348 第4パラメータ設定部
349 圧力指令生成部
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、第1通信ポート及び第2通信ポートを有するモータ制御装置と、前記モータ制御装置が駆動するモータと、前記第1通信ポートと第1通信路を介して接続された上位制御装置と、前記第2通信ポートと第2通信路を介して接続されたインターフェース装置と、前記インターフェース装置に接続され、又は、前記インターフェース装置を備え、前記モータを制御するための情報を検出する少なくとも1つのセンサと、を有し、前記上位制御装置と前記インターフェース装置は、前記第2通信路と前記モータ制御装置と前記第1通信路を介して前記センサの検出情報を送受し、前記モータ制御装置は、前記上位制御装置と前記インターフェース装置との間で送受されている情報をモニタし、必要な前記センサの検出情報を抽出して取得する情報取得部と、前記情報取得部で取得した前記検出情報に基づいて前記モータを制御するモータ制御部と、を有するモータ制御システムが適用される。
また、本発明の別の観点によれば、モータを駆動するモータ制御装置であって、上位制御装置と接続される第1通信路が接続される第1通信ポートと、前記モータを制御するための情報を検出する少なくとも1つのセンサに接続された又は備えられたインターフェース装置と接続される第2通信路が接続される第2通信ポートと、前記上位制御装置と前記インターフェース装置との間で送受されている前記センサの検出情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部で取得した前記検出情報に基づいて前記モータを制御するモータ制御部と、を有し、前記モータ制御装置は、前記インターフェース装置から前記第1通信路及び前記第1通信ポートを介して受信した前記センサの検出情報を中継して前記第2通信ポート及び前記第2通信路を介して前記上位制御装置へ送信し、前記情報取得部は、前記上位制御装置と前記インターフェース装置との間で送受されている情報をモニタし、必要な前記センサの検出情報を抽出して取得するモータ制御装置が適用される。
また、本発明の別の観点によれば、モータを駆動するモータ制御装置が備える演算装置に実行させるモータ制御方法であって、前記モータを制御するための情報を検出する少なくとも1つのセンサに接続された又は備えられたインターフェース装置から受信した前記センサの検出情報を中継して上位制御装置へ送信することと、前記上位制御装置と前記インターフェース装置との間で送受されている情報をモニタし、必要な前記センサの検出情報を抽出して取得することと、取得した前記検出情報に基づいて前記モータを制御することと、を実行させるモータ制御方法が適用される。
Claims (8)
- 第1通信ポート及び第2通信ポートを有するモータ制御装置と、
前記モータ制御装置が駆動するモータと、
前記第1通信ポートと第1通信路を介して接続された上位制御装置と、
前記第2通信ポートと第2通信路を介して接続されたインターフェース装置と、
前記インターフェース装置に接続され、又は、前記インターフェース装置を備え、前記モータを制御するための情報を検出する少なくとも1つのセンサと、を有し、
前記モータ制御装置は、
前記上位制御装置と前記インターフェース装置との間で送受されている前記センサの検出情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部で取得した前記検出情報に基づいて前記モータを制御するモータ制御部と、を有する
ことを特徴とするモータ制御システム。 - 前記センサは、複数であり、
前記モータ制御装置は、
前記複数のセンサの検出情報の比率をパラメータとして設定する第1パラメータ設定部と、
前記複数のセンサの検出情報を前記比率に基づいて加算する加算調整部と、を有し、
前記モータ制御部は、
前記加算調整部で加算した前記検出情報に基づいて前記モータを制御する
を特徴とする請求項1に記載のモータ制御システム。 - 前記センサは、
前記モータが駆動する駆動機械の圧力を検出する圧力センサであり、
前記モータ制御部は、
圧力指令と、前記情報取得部で取得した前記圧力センサの前記検出情報と、に基づいて前記モータを制御する圧力制御部を有する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ制御システム。 - 前記モータ制御部は、
速度指令と、前記モータの速度と、に基づいて前記モータを制御する速度制御部と、
前記速度制御部による速度制御と前記圧力制御部による圧力制御とを切り替える制御切替部と、
前記制御切替部による切替条件をパラメータとして設定する第2パラメータ設定部と、を有する
ことを特徴とする請求項3に記載のモータ制御システム。 - 前記モータ制御部は、
複数の速度設定値と、前記速度設定値の切替条件と、をパラメータとして設定する第3パラメータ設定部と、
前記第3パラメータ設定部により設定された前記パラメータに基づいて、前記速度指令を生成する速度指令生成部と、を有する
ことを特徴とする請求項4に記載のモータ制御システム。 - 前記モータ制御部は、
複数の圧力設定値と、前記圧力設定値の切替条件と、をパラメータとして設定する第4パラメータ設定部と、
前記第4パラメータ設定部により設定された前記パラメータに基づいて、前記圧力指令を生成する圧力指令生成部と、を有する
ことを特徴とする請求項4又は5に記載のモータ制御システム。 - モータを駆動するモータ制御装置であって、
上位制御装置と接続される第1通信路が接続される第1通信ポートと、
前記モータを制御するための情報を検出する少なくとも1つのセンサに接続された又は備えられたインターフェース装置と接続される第2通信路が接続される第2通信ポートと、
前記上位制御装置と前記インターフェース装置との間で送受されている前記センサの検出情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部で取得した前記検出情報に基づいて前記モータを制御するモータ制御部と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。 - モータを駆動するモータ制御装置が備える演算装置に実行させるモータ制御方法であって、
上位制御装置と、前記モータを制御するための情報を検出する少なくとも1つのセンサに接続された又は備えられたインターフェース装置と、の間で送受されている前記センサの検出情報を取得することと、
取得した前記検出情報に基づいて前記モータを制御することと、
を実行させることを特徴とするモータ制御方法。
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