JP6466355B2 - スマートモータの識別コードを設定する方法およびスマートモータを使用する多軸制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、スマートモータのアドレス指定技術およびスマートモータの用途に関し、詳細にはスマートモータの識別コードを設定する方法と、スマートモータを使用する多軸制御装置とに関するものである。

科学技術の進歩とともに、自動化制御、特に多軸制御装置を使用することによって製造されたロボットまたはロボットアームの用途は、日常生活においてますます普及している。そのような多軸制御システムは複数の接合接続を有し、面または3次元(3D)空間において動くこと、または直線変位において動くことができる。構造の点から見て、多軸制御装置は、機械的本体、コントローラ、サーバ機構およびセンサから成り、その特定の指定された動作は、プログラムにより、運転要件に従って設定される。たとえば、ロボットの動作の点から見て、ロボットはクリップを開く動作または閉じる動作を遂行するためにアームを動かすようにモータによって駆動され得て、結果が、プログラム可能なロジックコントローラへと正確にフィードバックされ、オペレータは、ロボットが、正確で規則的な動作を数え切れないほどの回数繰り返し完成することができるように、動作シーケンスを入力してよい。そのようなロボットは、自動車製造業などの産業に成功裡に適用されている。ロボットが関連する技術分野では、自動の機械デバイスが最も広く使用されており、組立て、塗装、溶接および高温コーティングなどの多くの危険な工業上の業務において、人手による作業を置換するためにロボットアームが使用され得る。

多軸制御装置のコントローラが複数のスマートモータをそれぞれ操作するとき、コントローラは、指定された動作を完成するように多軸制御装置の個々のスマートモータにコマンドを正確に送るために、各スマートモータの識別コードを前もって学習する必要がある。その上、スマートモータが製造された後、スマートモータの最初の識別コードは、一般に既定値に設定されており、その結果、スマートモータを組み立てるとき、または多軸制御装置のスマートモータを置換するとき、スマートモータの識別コードをリセットする必要があり、多軸制御システムにおいて、最初の既定値が正確なパラメータに変更され、多軸制御装置の各スマートモータが、コントローラによって正確に制御されるように別々の識別コードを有する必要がある。

スマートモータは、識別コードを変更するためのコマンドを用意して、コントローラは、識別コードを変更するためのコマンドを送る。コントローラによってバスに送られるコマンドの主要パラメータには、コマンドを受け取る対象(スマートモータの識別コードで表される)、コマンドのタイプ(識別コードを変更するためのもの)、コマンドによって指定されるパラメータ(新規の識別コード)が含まれる。コマンドが実行されるとき、ユーザは、バスにおけるコマンドを受け取る対象の数が1つだけであり(同一の識別コードを有する2つのスマートモータを同一のバスに接続することはできない)、その新規の識別コードが他のスマートモータによって現在用いられていないことを確認する必要がある。実際のやり方では、誤りを回避するために、一般に1つのスマートモータだけが、その識別コードの変更のためにバスに接続される。

しかしながら、多軸制御装置のシステムでは、コントローラは、スマートモータのすべてをバスによって接続し、スマートモータのそれぞれが並列に接続される。装置のスマートモータが同一の識別コードを有してバスに対して並列に接続されていると、コントローラによって送られた設定コマンドをスマートモータが同時に受け取る可能性があり、識別コードの設定誤りの原因となりかねないので、スマートモータの識別コードが設定されるとき、すべてのスマートモータがバスに同時に接続されていると、設定作業を実施することができない。したがって、多軸制御装置において複数のスマートモータを使用する前に、スマートモータの識別コードを1つずつ反復することなく設定し、次いで、スマートモータを使用するようにバスに接続することができる。言い換えれば、従来技術では、スマートモータのそれぞれに対して識別コードを個々に設定する必要があり、組込みおよび設定において不便である。

本発明は、多軸制御装置と、スマートモータの識別コードを設定する方法とを対象とするものであり、この方法によって、ユーザは、使用法の利便性を改善するように、多軸制御装置のスマートモータが同時に結合されている場合にも識別コードを設定することができる。

本発明は、複数のスマートモータに対して識別コードを設定するように適合された、スマートモータの識別コードを設定する方法を提供するものである。この方法は以下のステップを含む。スマートモータが識別コード設定コマンドを受け取ると、識別コード設定モードに入る。それぞれのスマートモータのシャフト回転角が設定値よりも大きいかどうか判断するように、識別コード設定モードの下でそれぞれのスマートモータのシャフト回転角が検出される。スマートモータのうちの1つが、それ自体のシャフト回転角が設定値よりも大きいと判断すると、それ自体の識別コードが事前設定の識別コードから第1の識別コードに設定される。

本発明の一実施形態では、スマートモータの識別コードを設定する方法は以下のステップをさらに含む。スマートモータのうち1つが、第1の識別コードを含む設定指示信号を送る。設定指示信号は、バスを通じて他のスマートモータにブロードキャストされる。他のスマートモータが設定指示信号を受け取ると、スマートモータのうち上記の1つが占有している第1の識別コードが記録される。

本発明の一実施形態では、スマートモータの識別コードを設定する方法は、以下のステップをさらに含む。スマートモータのうち別の1つが、それ自体のシャフト回転角が設定値よりも大きいと判断すると、それ自体の識別コードが、占有されていない第2の識別コードに設定される。

本発明の一実施形態では、スマートモータのうち上記別の1つの識別コードを、占有されていない第2の識別コードに設定するステップは、以下のステップを含む。スマートモータのうち上記別の1つの識別コードが、設定指示信号に従って事前設定の識別コードから第1の識別コードに設定される。スマートモータのうち上記別の1つが、それ自体のシャフト回転角が設定値よりも大きいと判断すると、それ自体の識別コードは、第1の識別コードから、第1の識別コードに単位既定値を加えた第2の識別コードに設定される。

本発明の一実施形態では、スマートモータの識別コードを設定する方法は、以下のステップをさらに含む。スマートモータが識別コード設定モードに入ると、それぞれのスマートモータの識別コードが事前設定の識別コードにリセットされる。

本発明は、複数のスマートモータおよびメインコントローラを含む多軸制御装置を提供するものである。スマートモータは、それぞれ事前設定の識別コードを有する。メインコントローラは、複数の制御コマンドを供給してスマートモータの回転をそれぞれ制御するように使用され、識別コード設定コマンドを送ってスマートモータの識別コードを設定するように構成されており、スマートモータは、識別コード設定コマンドを受け取った後に、識別コード設定モードに入る。スマートモータは、識別コード設定モードの下で、そのシャフト回転角をそれぞれ検出して、それぞれのシャフト回転角が設定値よりも大きいかどうか、それぞれ判断する。スマートモータのうちの1つは、それ自体のシャフト回転角が設定値よりも大きいと判断すると、それ自体の識別コードを、事前設定の識別コードから第1の識別コードに設定する。

本発明の一実施形態では、多軸制御装置はバスをさらに含む。バスは、スマートモータおよびメインコントローラに結合されており、スマートモータの間、およびスマートモータとメインコントローラの間の通信インターフェースとして働く。

本発明の一実施形態では、識別子設定モードの下では、スマートモータのうちの1つが、第1の識別コードを含んでいる設定指示信号を送り、設定指示信号は、バスを通じて他のスマートモータにブロードキャストされる。他のスマートモータは、受け取った設定指示信号に従って、スマートモータのうち上記の1つによって占有された第1の識別コードを記録する。

本発明の一実施形態では、スマートモータのうち別の1つは、それ自体のシャフト回転角が設定値よりも大きいと判断すると、それ自体の識別コードを、占有されていない第2の識別コードに設定する。

本発明の一実施形態では、スマートモータのうち上記別の1つは、設定指示信号を受け取ると、それ自体の識別コードを、設定指示信号に従って、事前設定の識別コードから第1の識別コードに設定し、それ自体のシャフト回転角が設定値よりも大きいと判断すると、それ自体の識別コードを、第1の識別コードから、第1の識別コードに単位既定値を加えた第2の識別コードに設定する。

本発明の一実施形態では、バスは、電力ライン、接地ラインおよび信号ラインを含む。電力ラインは、メインコントローラおよび各スマートモータの電力ポートに結合されている。接地ラインは、メインコントローラおよび各スマートモータの接地ポートに結合されている。信号ラインは、メインコントローラと、各スマートモータのデータ送信ポートとに結合されている。各スマートモータは、互いに信号を伝送するとき、信号ラインを通じてブロードキャストするやり方で他のスマートモータに信号を送る。

本発明の一実施形態では、バスは、電力ライン、接地ライン、信号受信ラインおよび信号送信ラインを含む。電力ラインは、メインコントローラおよび各スマートモータの電力ポートに結合されている。接地ラインは、メインコントローラおよび各スマートモータの接地ポートに結合されている。信号受信ラインは、メインコントローラのデータ送信ポートと、各スマートモータの信号受信ポートとに結合されている。信号送信ラインは、メインコントローラのデータ受信ポートと、各スマートモータの信号送信ポートとに結合されている。各スマートモータは、互いに信号を伝送するとき、信号送信ラインを通じてメインコントローラに信号を送り、コントローラは、その信号を、信号受信ラインを通じてブロードキャストするやり方で他のスマートモータに送る。

本発明の一実施形態では、各スマートモータが、ギアセット、モータ本体、位置センサおよびモータコントローラを含む。モータ本体のシャフトがギアセットに結合されており、ギアセットを駆動して回転させる。位置センサは、ギアセットおよびモータ本体に結合されており、ギアセットの回転角を検出してシャフト検出信号を生成するように構成されている。モータ本体および位置センサに結合されたモータコントローラは、メインコントローラと通信してモータ本体の動作を制御するように構成されており、シャフト検出信号によって、シャフト回転角をさらに計算する。

本発明の一実施形態では、位置センサは可変抵抗器および電圧検出ユニットを含む。可変抵抗器の第1の端子が基準電圧に結合されており、可変抵抗器の第2の端子が接地ポートに結合されており、可変抵抗器の調整端子がシャフトに結合されており、可変抵抗器の等価抵抗値はシャフトの回転とともに変化する。電圧検出ユニットは、可変抵抗器に結合されており、第1の端子と可変抵抗器の調整端子の間の電圧値を検出して、モータコントローラに供給するためのシャフト検出信号として検出された電圧値を採用するように構成されている。

上記の説明により、本発明の実施形態は、スマートモータの識別コードを設定する方法と、この方法を用いる多軸制御装置とを提供するものである。前述の方法によれば、ユーザは、スマートモータの識別コードを1つずつ設定するように、外力を作用させることによってスマートモータのシャフトを逐次に回転させてよい。各スマートモータが、それ自体の識別コードを更新すべきかどうか判断するための基準として働くシャフト回転角の変化を検出するので、スマートモータの識別コードを設定するとき、ユーザは、すべてのスマートモータがバスに接続されている構成の下で設定作業を遂行することができ、装置のスマートモータが同一の識別コードを有することによる識別コードの設定誤りを心配する必要がない。したがって、多軸制御装置の設定に関する利便性が大幅に改善される。

添付図面は、本発明のさらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれてその一部分を構成するものである。これらの図面は、本発明の実施形態を説明し、「発明を実施するための形態」とともに本発明の原理を説明するのに役立つものである。

本発明の一実施形態による多軸制御装置の構造の概略図である。 本発明の一実施形態によるスマートモータの構造の概略図である。 本発明の一実施形態によってスマートモータの識別コードを設定する方法を示すステップの流れ図である。 本発明の別の実施形態によってスマートモータの識別コードを設定する方法を示すステップの流れ図である。 図3のスマートモータの識別コードを設定する方法の設定状況を示す概略図である。 図3のスマートモータの識別コードを設定する方法の設定状況を示す概略図である。 図3のスマートモータの識別コードを設定する方法の設定状況を示す概略図である。 図3のスマートモータの識別コードを設定する方法の設定状況を示す概略図である。 図3のスマートモータの識別コードを設定する方法の設定状況を示す概略図である。 図3のスマートモータの識別コードを設定する方法の設定状況を示す概略図である。 本発明の一実施形態による多軸制御装置およびそのバスの構成の概略図である。 本発明の別の実施形態による多軸制御装置およびそのバスの構成の概略図である。 本発明の一実施形態による位置センサの構造の概略図である。

多軸制御装置のユーザによるスマートモータの簡単な組込みおよび設定を助長し、また、スマートモータを置換するとき必要とされる識別コードのリセットのため時間を節約するために、本発明の実施形態は、多軸制御装置と、識別コードを設定する方法とを提供するものである。本発明の実施形態が以下で詳細に説明され、実施形態の詳細な実施態様は、当業者によって適切に調節され得る。図面および「発明を実施するための形態」では、同じ部品または類似の部品を指すのに、可能なときは常に同一の参照番号を用いる。

図1Aは、本発明の一実施形態による多軸制御装置の構造の概略図である。図1Bは、本発明の一実施形態によるスマートモータの構造の概略図である。

図1Aを参照して、本実施形態の多軸制御装置100は、たとえばロボット、ロボットアームまたは機械的制御プラットフォームであり、スマートモータ110_1〜110_n、メインコントローラ120およびバス130を含む。スマートモータ110_1〜110_nの数は、多軸制御装置100の設計要件に合わせて変化され得る(すなわち、nは設計者によって定義された値であり、1より大きい正整数である)。

本実施形態では、各スマートモータ110_1〜110_nは、別々の制御対象(図示せず)に対応してよく、各制御対象は、スマートモータ110_1〜110_nの回転に応答して同一のシャフト方向または異なるシャフト方向に沿って作動してよい。

メインコントローラ120は、複数の制御コマンドCMDを供給して各スマートモータ110_1〜110_nの回転を制御するように使用され得、識別コード設定コマンドIDSを送ってスマートモータ110_1〜110_nの識別コードを設定するように構成されている。本実施形態では、メインコントローラ120は、たとえば、プロセッサまたはコントロールチップなどの物理的論理演算回路によって実施され、メインコントローラ120のハードウェアの実施態様のパターンは、本発明によって限定されることはない。

バス130は、スマートモータ110_1〜110_nとメインコントローラ120の間に結合され、スマートモータ110_1〜110_nの間の通信インターフェース、およびスマートモータ110_1〜110_nとメインコントローラ120の間の通信インターフェースとして役立ち得る。言い換えれば、スマートモータ110_1〜110_nは、バス130を介して、他のスマートモータ110_1〜110_nおよび/またはメインコントローラ120に信号を送ってよく、あるいは他のスマートモータ110_1〜110_nおよび/またはメインコントローラ120から信号を受け取ってもよく、メインコントローラ120は上記と同じである。

各スマートモータ110_1〜110_nの構造は、図1Bのスマートモータ110として示されている。図1Aおよび図1Bを参照すると、本実施形態のスマートモータ110は、ギアセット112、モータ本体114、位置センサ116およびモータコントローラ118を含む。

本実施形態では、モータ本体114は、たとえばステータ、ロータおよびシャフト(図示せず)を有する一般的な直流(DC)ステップモータまたはDCサーボモータであり、モータ本体114は、モータコントローラ118によって供給される駆動信号によって、シャフトをロータとともに回転させるように制御される。ギアセット112に結合されたシャフトは、モータ本体114が動作するとき、ギアセット112に接続された制御対象(図示せず)がギアセット112の回転とともに特定の軸方向に沿って作動し得るように、ギアセット112を駆動して回転させる。

ギアセット112およびモータ本体114に結合された位置センサ116は、ギアセット112の回転角を検出してシャフト検出信号SRを生成するように構成されている。

モータコントローラ118は、モータ本体114および位置センサ116に結合されている。モータコントローラ118は、モータ本体114の動作を制御するメインコントローラ120と通信するように構成されている。たとえば、モータコントローラ118は、メインコントローラ120によってバス130を介して送られた制御コマンドCMDおよび識別コード設定コマンドIDSを受け取ってよく、モータ本体114の動作を制御するための制御コマンドCMDに従って対応する駆動信号を生成して、識別コード設定コマンドIDSに従って識別コード設定モードに入り、関連した識別コード設定動作を実行する。別の例について、各スマートモータ110_1〜110_nのモータコントローラ118は、他のスマートモータ110_1〜110_nのモータコントローラ118に記録させるように、それ自体の動作状態または識別コード設定情報を供給するようにバス130を通じて互いに通信してよい。

スマートモータの識別コードを設定する方法が、図2のステップの流れを参照しながら以下で説明される。図1A、図1Bおよび図2を参照して、本実施形態では、スマートモータ110_1〜110_nは、識別コード設定コマンドIDSを受け取った後に識別コード設定モードに入る(ステップS210)。

各スマートモータ110_1〜110_nは、識別コード設定モードの下でそのシャフト回転角を検出して、シャフト回転角が事前設定の設定値(たとえば45度あるが、本発明はそれに限定されるわけではない)よりも大きいかどうか判断する(ステップS220)。本発明の例示的実施形態では、スマートモータ110_1〜110_nのそれぞれは、モータコントローラ118を使用することにより、事前設定の期間内に位置センサ116によって生成されたシャフト検出信号SRの変化量を計算して、シャフト回転角を示す信号として採用し、既定値と比較して、シャフト回転角が既定値よりも大きいかどうか判断する。言い換えれば、本実施形態では、各スマートモータ110_1〜110_nのモータコントローラ118は、シャフト検出信号SRによってシャフト回転角を計算してよい。

次いで、スマートモータ110_1〜110_nのうちの1つ、たとえばスマートモータ110_1は、そのシャフト回転角が設定値よりも大きいと判断すると、それ自体の識別コードの設定を完成するように、その識別コードを、事前設定の識別コードから、対応する識別コードに設定してよい(ステップS230)。

識別コードを設定する前述の流れが、ユーザの設定動作を参照しながら以下でさらに説明される。ユーザは、スマートモータ110_1〜110_nの識別コードを設定しようとするとき、最初にメインコントローラ120を通じて識別コード設定コマンドIDSを送ることができる。スマートモータ110_1〜110_nが識別コード設定モードに入るように、識別コード設定コマンドIDSが、バス130を通じて、バス130上のすべてのスマートモータ110_1〜110_nにブロードキャストされる。

識別コード設定モードの下で、ユーザは、スマートモータ110_1〜110_nによって検出されるシャフト回転角が変化するように、外力を作用させることによってスマートモータ110_1〜110_nのシャフトを回転させてよい。ユーザが、外力を作用させてシャフト回転角を既定値よりも大きく変化させると、回転されたスマートモータ110_1〜110_nのモータコントローラ110は、シャフト回転角の変化に応じて、ユーザがそれ自体に対する識別コード設定作業を遂行していると判断して、それ自体の識別コードを、事前設定の識別コードから特定の識別コードに設定する。

識別コードを設定するための上記の方法によれば、ユーザは、識別コードを設定しようとするスマートモータ110_1〜110_nを、外力を作用させることによって逐次に回転させてよく、スマートモータ110_1〜110_nが逐次に回転された後にそれらの識別コードが更新され、スマートモータ110_1〜110_nの識別コード設定作業が完成する。多軸制御装置100における識別コード設定作業が完成すると、スマートモータ110_1〜110_nがそれぞれ別々の識別コードを有し、メインコントローラ110は、スマートモータ110_1〜110_nをそれぞれ制御し得るように、スマートモータ110_1〜110_nの識別コードを、対応する制御コマンドCMDを生成するためのインデックスとして採用してよい。

具体的には、本発明の識別コードを設定する方法に基づいて、スマートモータ110_1〜110_nの識別コードが設定されると、ユーザは、スマートモータ110_1〜110_nを試験のために1つずつバス130に接続する必要はなく、多軸制御装置100の設定に関する利便性を改善するように、多軸制御装置100のスマートモータ110_1〜110_nを、バス130に同時に直接接続してよく、ユーザが外力を作用させてスマートモータ110_1〜110_nのシャフトを回転させると、スマートモータ110_1〜110_nがこの外力に応答して識別コード設定作業を遂行する。

本発明の、識別コードを設定する方法の詳細なステップの流れが、図3および図4A〜図4Fを参照しながら以下で説明される。図3は、本発明の別の実施形態によってスマートモータの識別コードを設定する方法を示すステップの流れ図である。図4A〜図4Fは、図3のスマートモータの識別コードを設定する方法の設定状況を示す概略図である。本実施形態では3つのスマートモータ110_1〜110_3に対して遂行される識別コード設定作業が説明のための一例として採用されるが、本発明はそれに限定されるわけではない。

図3および図4Aを参照して、本実施形態のステップの流れでは、スマートモータ110_1〜110_3は、最初に、識別コード設定コマンドが受け取られているかどうか判断する(ステップS310)。受け取られていなければ、検出が連続的に遂行される。受け取られていれば、スマートモータ110_1〜110_3は識別コード設定モードに入り、それぞれが、その識別コードIDを事前設定の識別コードにリセットする(ステップS320)。たとえば事前設定の識別コードは0である(ID=0として示される)が、本発明はそれに限定されるわけではない。識別コード設定モードの下で、スマートモータ110_1〜110_3は、それぞれのシャフト回転角が設定値よりも大きいかどうか判断する(ステップS330)。

図4Bに示されるように、このときユーザが外力を作用させてスマートモータ110_1のシャフトを回転させると、スマートモータ110_1は、そのシャフト回転角が設定値よりも大きいと判断して、その識別コードIDを、元の識別コード(0)に単位既定値(1)を加えたものに更新する(ステップS340)。言い換えれば、ステップS340において、スマートモータ110_1の識別コードIDが1(ID=1)に設定される。

次いで、図4Cに示されるように、スマートモータ110_1は、バス130を通じて、スマートモータ110_2および110_3に、更新された識別コード(ID=1)を含んでいる設定指示信号SIND1をブロードキャストする(ステップS350)。ステップS350の後、スマートモータ110_1は識別コードの設定を完了したと定義され、識別コード設定モードを出る(ステップS360)。

その上、ユーザの外力による回転のないスマートモータ110_2および110_3を考えると、ステップS330におけるスマートモータ110_2および110_3の判定結果は否定である。次に、スマートモータ110_2および110_3は、他のスマートモータ(スマートモータ110_2から見るとスマートモータ110_1および110_3であり、スマートモータ110_3から見るとスマートモータ110_1および110_2である)によって送られた設定指示信号SIND1が受け取られているかどうかさらに判断する(ステップS370)。

現在の設定状態の下で、スマートモータ110_2および110_3は、スマートモータ110_1によって送られた設定指示信号SIND1を受け取ってよく、その結果、スマートモータ110_2および110_3は、その識別コードIDを以前の占有された識別コード(1)にそれぞれ設定する(ステップS380)。言い換えれば、スマートモータ110_2および110_3は、ここでその識別コードIDを1(ID=1)に設定する。ステップS380の後、スマートモータ110_2および110_3は、ステップS330を再び実行して、そのシャフト回転角が設定値よりも大きいかどうか連続的に判断する。

図4Dに示されるように、ユーザがこのとき外力を作用させてスマートモータ110_2のシャフトを回転させると、スマートモータ110_2は、そのシャフト回転角が設定値よりも大きいと判断して、その識別コードIDを、元の識別コード(1)に単位既定値(1)を加えたものに更新する(ステップS340)。言い換えれば、そのようなステージのステップS340において、スマートモータ110_2の識別コードIDが2(ID=2)に設定される。

次いで、図4Eに示されるように、スマートモータ110_2は、バス130を通じて、スマートモータ110_1および110_3に、更新された識別コード(ID=2)を含んでいる設定指示信号SIND2をブロードキャストする(ステップS350)。ステップS350の後、スマートモータ110_2は識別コードの設定を完了したと定義され、識別コード設定モードを出る(ステップS360)。

ユーザの外力による回転のないスマートモータ110_1および110_3から見て、スマートモータ110_1の識別コードIDの設定が完了したので、続くステップは遂行されない。ステップS330におけるスマートモータ110_3の判定結果は否定である。次に、スマートモータ110_3は、他のスマートモータ110_1および110_2によって送られた設定指示信号SIND2が受け取られているかどうかさらに判断する(ステップS370)。

現在の設定状態の下で、スマートモータ110_3は、スマートモータ110_2によって送られた設定指示信号SIND2を受け取ってよく、その結果、スマートモータ110_3は、その識別コードIDを以前の占有された識別コード(2)に設定する(ステップS380)。言い換えれば、スマートモータ110_3は、ここでその識別コードIDを2(ID=2)に設定する。ステップS380の後で、スマートモータ110_3は、ステップS330を再び実行して、そのシャフト回転角が設定値よりも大きいかどうか連続的に判断する。

最後に、図4Fに示されるように、このときユーザが外力を作用させてスマートモータ110_3のシャフトを回転させると、スマートモータ110_3は、そのシャフト回転角が設定値よりも大きいと判断して、その識別コードIDを、元の識別コード(2)に単位既定値(1)を加えたものに更新し(ステップS340)、設定指示信号をブロードキャストして(ステップS350)、識別コード設定モードを出る(ステップS360)。言い換えれば、そのようなステージのステップS340において、スマートモータ110_3の識別コードIDが3(ID=3)に設定される。既に、すべてのスマートモータ110_1〜110_3の識別コードIDが設定されている。

ユーザによるスマートモータ110_1〜110_nの不適切な回転に起因する識別コードの設定の失敗を回避するために、本発明の例示的実施形態では、スマートモータ110_1〜110_nのそれぞれにプロンプトデバイス(図示せず)が設定され得ることに留意されたい。スマートモータ110_1〜110_nが識別コード設定作業を完了した後、プロンプトデバイスは、通知を送って、スマートモータ110_1〜110_nが識別コード設定作業を完了したことをユーザに通知してよい。プロンプトデバイスは、たとえばプロンプトランプ、プロンプト音響を送ることができるデバイスでよく、またはモータが事前設定の角度だけ回転されることなどでもよい。

図5は、本発明の一実施形態による多軸制御装置およびそのバスの構成の概略図である。図5を参照して、本実施形態の多軸制御装置500は、スマートモータ510_1〜510_n、メインコントローラ520およびバス530を含む。

本実施形態では、スマートモータ510_1〜510_nは、それぞれ電力ポートPVm、接地ポートPGmおよびデータ送信ポートPDmを有する。メインコントローラ520は、対応する電力ポートPC、接地ポートPGおよびデータ送信ポートPDを有する。バス530は、電力ラインVDDL、接地ラインVGLおよび信号ラインVDATALを含む。スマートモータ510_1〜510_nの電力ポートPVmは、バス530の電力ラインVDDLに並列に接続されており、電力ラインVDDLを介してメインコントローラ520の電力ポートPVに結合されている。同様に、スマートモータ510_1〜510_nの接地ポートPGmは、バス530の接地ラインVGLに並列に接続されており、接地ラインVGLを介してメインコントローラ520の接地ポートPGに結合されている。スマートモータ510_1〜510_nのデータ送信ポートPDmは、バス530の信号ラインVDATALに並列に接続されており、信号ラインVDATALを介してメインコントローラ520のデータ送信ポートPDに結合されている。

本実施形態のバス530の構成の下では、スマートモータ510_1〜510_nの間、およびスマートモータ510_1〜510_nとメインコントローラ520の間の信号伝送は、ブロードキャストによって実施される。言い換えれば、本実施形態では、スマートモータ510_1は、他のスマートモータ510_2〜510_nに対して、占有された識別コード情報を示す設定指示信号を伝送しようとするとき、信号ラインVDATALを介してブロードキャストするやり方で、他のスマートモータ510_2〜510_nに信号を伝送する。

本実施形態では、2つ以上のスマートモータ510_1〜510_nが同時に信号を送って衝突を引き起こす状況を回避するように、スマートモータ510_1〜510_nとメインコントローラ520の間に特定の通信プロトコルが設定され得ることに留意されたい。

図6は、本発明の別の実施形態による多軸制御装置およびそのバスの構成の概略図である。図6を参照して、本実施形態の多軸制御装置600は、スマートモータ610_1〜610_n、メインコントローラ620およびバス630を含む。

本実施形態では、スマートモータ610_1〜610_nのそれぞれが、電力ポートPVm、接地ポートPGm、データ送信ポートPTXm、およびデータ受信ポートPRXmを有する。メインコントローラ620は、対応する電力ポートPC、接地ポートPG、データ送信ポートPTXおよびデータ受信ポートPRXを有する。バス630は、電力ラインVDDL、接地ラインVGL、信号受信ラインVRXLおよび信号送信ラインVTXLを含む。スマートモータ610_1〜610_nの電力ポートPVmは、バス630の電力ラインVDDLに並列に接続されており、電力ラインVDDLを介してメインコントローラ620の電力ポートPVに結合されている。同様に、スマートモータ610_1〜610_nの接地ポートPGmは、バス630の接地ラインVGLに並列に接続されており、接地ラインVGLを介してメインコントローラ620の接地ポートPGに結合されている。

その上、スマートモータ610_1〜610_nのデータ送信ポートPTXmは、バス630の信号送信ラインVTXLに並列に接続されており、信号送信ラインVTXLを介してメインコントローラ620のデータ受信ポートPRXに結合されている。スマートモータ610_1〜610_nのデータ受信ポートPRXmは、バス630の信号受信ラインVRXLに並列に接続されており、信号受信ラインVRXLを介してメインコントローラ620のデータ送信ポートPTXに結合されている。

本実施形態のバス630の構成の下では、スマートモータ610_1〜610_nの間の信号伝達はメインコントローラ620によって実施され、メインコントローラ620からスマートモータ610_1〜610_nへの信号伝達はブロードキャストによって実施される。具体的には、本実施形態では、各スマートモータ610_1〜610_nは、他のスマートモータに対して信号を送信しようとするとき、最初に信号送信ラインVTXLを通じてメインコントローラ620に信号を送信する必要があり、メインコントローラ620は、信号受信ラインVRXLを通じてブロードキャストするやり方で、他のスマートモータ610_1〜610_nに信号を送信する。

言い換えれば、本実施形態では、スマートモータ610_1は、他のスマートモータ610_2〜610_nに対して占有された識別コード情報を示す設定指示信号を送信しようとするとき、信号送信ラインVTXLを通じてメインコントローラ620に設定指示信号を送信し、メインコントローラ620が、信号受信ラインVRXLを通じてブロードキャストするやり方で、他のスマートモータ610_2〜610_nに設定指示信号を送信する。

図7は、本発明の一実施形態による位置センサの構造の概略図である。本実施形態は位置センサの一例を提供するものであり、本発明はそれに限定されるわけではない。図2および図7を参照して、本実施形態の位置センサ116は可変抵抗器VRおよび電圧検出ユニットVDUを含む。

可変抵抗器VRは、第1の端子、第2の端子および調整端子を有する。可変抵抗器VRの第1の端子は基準電圧VDDに結合されており、可変抵抗器VRの第2の端子は接地ポートPGmに結合されており、可変抵抗器VRの調整端子はモータ本体114のシャフトに結合されている。調整端子は、可変抵抗器VRの等価抵抗値がシャフトの回転に応じて変化するように、シャフトの回転とともに位置を移してよい。すなわち、可変抵抗器VRの等価抵抗値は、モータ本体114のシャフトの回転とともに変化する。

電圧検出ユニットVDUは可変抵抗器VRに結合されており、第1の端子と可変抵抗器VRの調整端子の間の電圧値Vdを検出して、モータコントローラ118に供給するためのシャフト検出信号SRとして採用するように構成されている。

図7の実施形態をさらに説明するために、実際の値が用いられる。可変抵抗器VRの第1の端子が5Vの基準電圧VDDに接続されていて、可変抵抗器VRの第2の端子が0Vの接地ポートPGmに接続されている場合、可変抵抗器VRの有効な電気角は330度であり、回転角が45度を超過すると、電圧検出ユニットVDUは、第1の端子と調整端子の間に5/330*45=0.6818ボルトを上回る電圧変化を測定し得る。したがって、モータコントローラ118は、電圧値Vdの変化量が0.6818を超過したと判断すると、モータ本体114のシャフトが45度を超えて回転したと判断して、識別コード設定作業を実行する。

可変抵抗器の電圧値の変化を検出することによってシャフト回転角を求める前述の方法は、シャフト回転角を求めるための一例でしかなく、他の実施形態では、スマートモータは、モータが回転するとき生じる磁界の変化を感知するための位置センサを使用することによってシャフト回転角を検出してよく、このことは本発明によって限定されるわけではないことに留意されたい。

要約すると、本発明の実施形態は、スマートモータの識別コードを設定する方法と、スマートモータを使用する多軸制御装置とを提供するものである。前述の方法によれば、ユーザは、スマートモータの識別コードを1つずつ設定するように、外力を作用させることによってスマートモータのシャフトを逐次に回転させてよい。各スマートモータが、それ自体の識別コードを更新すべきかどうか判断するための基準として働くシャフト回転角の変化を検出するので、スマートモータの識別コードを設定するとき、ユーザは、すべてのスマートモータがバスに接続されている構成の下で設定作業を遂行することができ、装置のスマートモータが同一の識別コードを有することによる識別コードの設定誤りを心配する必要がない。したがって、多軸制御装置の設定に関する利便性が大幅に改善される。

本発明の範囲または精神から逸脱することなく、本発明の構造に対する様々な修正形態および変形形態が製作され得ることが当業者には明白であろう。前述のことを考慮して、本発明の修正形態および変形形態は、以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲に入るならば、本発明の対象として含まれるように意図されている。

スマートモータの識別コードを設定する方法およびスマートモータを使用する多軸制御装置は、機械産業およびロボット制御産業に適用可能である。

110_1〜110_n、510_1〜510_n、610_1〜610_n スマートモータ
112 ギアセット
114 モータ本体
116 位置センサ
118 モータコントローラ
120 メインコントローラ
130 バス
S210〜S230、S310〜S380 ステップ
VDU 電圧検出ユニット

Claims (11)

1. 複数のスマートモータに対して識別コードを設定するように適合された、スマートモータの識別コードを設定する方法であって、
   前記スマートモータが識別コード設定コマンドを受け取ると、識別コード設定モードに入るステップと、
   前記各スマートモータのシャフト回転角が設定値よりも大きいかどうか判断するように、前記識別コード設定モードの下で前記各スマートモータの前記シャフト回転角を検出するステップと、
   前記スマートモータのうちの１つが、そのシャフト回転角が前記設定値よりも大きいと判断したとき、前記スマートモータのうちの前記１つの識別コードを、事前設定の識別コードから第１の識別コードに設定するステップと、
   前記スマートモータのうちの前記１つによって、前記第１の識別コードを含む設定指示信号を送るステップと、
   バスを通じて他のスマートモータに前記設定指示信号をブロードキャストするステップと、
   前記他のスマートモータが前記設定指示信号を受け取ったとき、前記スマートモータのうちの前記１つによって占有された前記第１の識別コードを記録するステップと
   を含むスマートモータの識別コードを設定する方法。
2. 前記スマートモータのうち別の１つが、そのシャフト回転角が前記設定値よりも大きいと判断したとき、前記スマートモータのうち前記別の１つの識別コードを、占有されていない第２の識別コードに設定するステップをさらに含む、請求項１に記載の、スマートモータの識別コードを設定する方法。
3. 前記スマートモータのうち前記別の１つの前記識別コードを、占有されていない前記第２の識別コードに設定する前記ステップは、
   前記スマートモータのうち前記別の１つの前記識別コードを、前記設定指示信号に従って前記事前設定の識別コードから前記第１の識別コードに設定するステップと、
   前記スマートモータのうち前記別の１つが、それ自体のシャフト回転角が前記設定値よりも大きいと判断したとき、前記スマートモータのうち前記別の１つの識別コードを、前記第１の識別コードから前記第２の識別コードに設定するステップであって、前記第２の識別コードは前記第１の識別コードに単位既定値を加えたものである、ステップと
   を含む、請求項２に記載の、スマートモータの識別コードを設定する方法。
4. 前記スマートモータが識別コード設定モードに入るとき、前記各スマートモータの識別コードを前記事前設定の識別コードにリセットするステップをさらに含む、請求項１に記載の、スマートモータの識別コードを設定する方法。
5. それぞれが事前設定の識別コードを有する複数のスマートモータと、
   複数の制御コマンドを供給して前記スマートモータの回転をそれぞれ制御し、識別コード設定コマンドを送って前記スマートモータの識別コードを設定するように構成されたメインコントローラであって、前記スマートモータが、前記識別コード設定コマンドを受け取った後に識別コード設定モードに入る、メインコントローラと
   を備える多軸制御装置であって、
   前記スマートモータは、前記識別コード設定モードの下でそのシャフト回転角をそれぞれ検出して、それぞれのシャフト回転角が設定値よりも大きいかどうかそれぞれ判断し、 前記スマートモータのうちの１つは、それ自体のシャフト回転角が前記設定値よりも大きいと判断すると、それ自体の識別コードを、事前設定の識別コードから第１の識別コードに設定し、
   前記スマートモータおよび前記メインコントローラに結合されて、前記スマートモータの間、および前記スマートモータと前記メインコントローラの間の通信インターフェースとして働くバスをさらに備え、
   識別子設定モードの下で、前記スマートモータのうちの前記１つは、前記第１の識別コードを含む設定指示信号を送って、前記バスを通じて他のスマートモータに前記設定指示信号をブロードキャストし、前記他のスマートモータは、受け取った前記設定指示信号に従って、前記スマートモータのうちの前記１つによって占有された前記第１の識別コードを記録する、多軸制御装置。
6. 前記スマートモータのうち別の１つは、それ自体の前記シャフト回転角が前記設定値よりも大きいと判断すると、それ自体の識別コードを、占有されていない第２の識別コードに設定する、請求項５に記載の多軸制御装置。
7. 前記スマートモータのうち前記別の１つは、前記設定指示信号を受け取ると、それ自体の識別コードを、前記設定指示信号に従って、前記事前設定の識別コードから前記第１の識別コードに設定し、それ自体の前記シャフト回転角が前記設定値よりも大きいと判断すると、それ自体の前記識別コードを前記第１の識別コードから、前記第１の識別コードに単位既定値を加えたものである前記第２の識別コードに設定する、請求項６に記載の多軸制御装置。
8. 前記バスは、
   前記メインコントローラおよび前記各スマートモータの電力ポートに結合された電力ラインと、
   前記メインコントローラおよび前記各スマートモータの接地ポートに結合された接地ラインと、
   前記メインコントローラおよび前記各スマートモータのデータ送信ポートに結合された信号ラインと
   を備え、
   前記各スマートモータは、互いに信号を伝送するとき、前記信号ラインを通じてブロードキャストするやり方で他のスマートモータに前記信号を送る、請求項５に記載の多軸制御装置。
9. 前記バスは、
   前記メインコントローラおよび前記各スマートモータの電力ポートに結合された電力ラインと、
   前記メインコントローラおよび前記各スマートモータの接地ポートに結合された接地ラインと、
   前記メインコントローラのデータ送信ポートおよび前記各スマートモータの信号受信ポートに結合された信号受信ラインと、
   前記メインコントローラのデータ受信ポートおよび前記各スマートモータの信号送信ポートに結合された信号送信ラインと
   を備え、
   前記各スマートモータは、互いに信号を伝送するとき、前記信号送信ラインを通じて前記メインコントローラに前記信号を送り、前記メインコントローラは、前記信号を、前記信号受信ラインを通じてブロードキャストするやり方で他のスマートモータに送る、請求項５に記載の多軸制御装置。
10. 前記各スマートモータは、
    ギアセットと、
    前記ギアセットを駆動して回転させるように前記ギアセットに結合されたシャフトを有するモータ本体と、
    前記ギアセットの回転角を検出してシャフト検出信号を生成するように構成され、前記ギアセットおよび前記モータ本体に結合された位置センサと、
    前記メインコントローラと通信して前記モータ本体の動作を制御するように構成され、前記モータ本体および前記位置センサに結合されたモータコントローラであって、前記シャフト検出信号によって前記シャフト回転角をさらに計算するモータコントローラと
    を備える、請求項５に記載の多軸制御装置。
11. 位置センサは、
    基準電圧に結合された第１の端子、接地ポートに結合された第２の端子、およびシャフトに結合された調整端子を有する可変抵抗器であって、その等価抵抗値が前記シャフトの回転とともに変化する可変抵抗器と、
    前記可変抵抗器に結合され、前記第１の端子と前記可変抵抗器の前記調整端子の間の電圧値を検出して、前記検出された電圧値を、モータコントローラに供給するためのシャフト検出信号として採用するように構成された電圧検出ユニットと
    を備える、請求項５に記載の多軸制御装置。

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