特開 2023-135287 サーボシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023135287

(43)【公開日】2023-09-28

(54)【発明の名称】サーボシステム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/05 20060101AFI20230921BHJP

   G05B 19/414 20060101ALI20230921BHJP

   H02P 5/00 20160101ALI20230921BHJP

   G05B 19/18 20060101ALN20230921BHJP

【ＦＩ】

G05B19/05 S

G05B19/414 R

H02P5/00

G05B19/18 W

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022040422

(22)【出願日】2022-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松上 雅一

(72)【発明者】

【氏名】釆女 茂弘

【テーマコード（参考）】

3C269

5H220

5H572

【Ｆターム（参考）】

3C269AB31

3C269AB33

3C269BB12

3C269CC01

3C269CC09

3C269EF19

3C269EF20

3C269GG01

3C269MN07

3C269MN13

3C269MN16

3C269MN20

3C269MN23

3C269MN27

3C269PP03

5H220AA05

5H220BB09

5H220CC09

5H220HH03

5H220JJ12

5H220JJ29

5H220JJ38

5H220MM06

5H572AA14

5H572DD01

5H572EE03

5H572GG01

5H572GG02

5H572HB07

5H572HC07

5H572JJ02

5H572JJ17

5H572JJ24

5H572JJ26

5H572KK03

5H572LL07

5H572LL32

(57)【要約】

【課題】サーボシステムにおいて、同期制御を行う制御軸間の相関を踏まえたデータ取得を好適に行う。
【解決手段】制御装置と、複数のサーボドライバと、を含むサーボシステムにおいて、所定のサーボドライバは、残りのサーボドライバに対して、所定パラメータに関するデータ取得のためのトリガ信号を、ドライバ間通信経路を介して送信し、且つ、同期制御における第１のタイミングを起点とした第１期間の、該所定のサーボドライバの記憶部に記憶されているデータを取得し、該データを、制御通信経路を介して制御装置に送り、また、残りのサーボドライバのそれぞれは、所定のサーボドライバからトリガ信号を受信すると、自己の記憶部に記憶されているデータの中から、ドライバ間通信経路における通信遅れに従って決定される、第１のタイミングに対応する第２タイミングを起点とした第２期間のデータを取得し、該データを、制御通信経路を介して制御装置に送る。
【選択図】図３Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御装置と、複数のサーボドライバと、を含み、該制御装置と該複数のサーボドライバとの間にサーボ制御に関する制御指令を送受信するための制御通信経路が設けられるとともに、該複数のサーボドライバ同士の間には該制御通信経路とは異なる経路であって互いに通信することを可能にするドライバ間通信経路が設けられたサーボシステムであって、
前記複数のサーボドライバのそれぞれは、互いに同期制御を行っているときに、各サーボドライバでのサーボ制御に関する所定パラメータの推移を記憶する記憶部を有し、
前記複数のサーボドライバのうち何れかの所定のサーボドライバは、該複数のサーボドライバのうちの残りのサーボドライバに対して、前記所定パラメータに関するデータ取得のためのトリガ信号を、前記ドライバ間通信経路を介して送信し、且つ、前記同期制御における第１のタイミングを起点とした第１期間の、該所定のサーボドライバの前記記憶部に記憶されているデータを取得し、該データを、前記制御通信経路を介して前記制御装置に送るように構成され、
前記残りのサーボドライバのそれぞれは、前記所定のサーボドライバから前記トリガ信号を受信すると、自己の前記記憶部に記憶されているデータの中から、前記ドライバ間通信経路における通信遅れに従って決定される、前記第１のタイミングに対応する第２タイミングを起点とした第２期間のデータを取得し、該データを、前記制御通信経路を介して前記制御装置に送るように構成される、
サーボシステム。

【請求項2】

前記第２期間の長さは、前記第１期間の長さと同じである、
請求項１に記載のサーボシステム。

【請求項3】

前記トリガ信号は、前記所定のサーボドライバに対応する制御軸で異常が発生したときに前記同期制御に関する全ての制御軸を停止させるための信号であって、
前記所定のサーボドライバは、前記トリガ信号の送信とともに、該所定のサーボドライバに対応する制御軸を停止させ、
前記残りのサーボドライバのそれぞれは、前記トリガ信号の受信とともに、自己に対応する制御軸を停止させる、
請求項１又は請求項２に記載のサーボシステム。

【請求項4】

前記トリガ信号は、前記同期制御に関する全ての制御軸における前記所定パラメータに関するデータを定期的に収集するための信号であって、
前記所定のサーボドライバは、前記複数のサーボドライバのそれぞれの前記記憶部の容量に基づいて決定された所定周期で、前記トリガ信号を送信する、
請求項１又は請求項２に記載のサーボシステム。

【請求項5】

前記制御装置は、前記所定のサーボドライバから受信した第１データと、前記残りのサーボドライバのそれぞれから受信した第２データとに基づいて、前記同期制御に関する全ての制御軸における前記所定パラメータの推移を、時間軸を揃えた形式で出力する出力部を有する、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載のサーボシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置とサーボドライバを含むサーボシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

一般的なサーボシステムでは、モータを駆動するサーボドライバで、サーボ制御のための位置、速度、電流に関する制御ループ演算が行われる。その上位側の制御装置（例えば、ＰＬＣ等）からサーボドライバに対して位置指令が出される。サーボドライバでは、受け取った位置指令に基づいて制御ループ演算を行い、モータを駆動するための駆動電流の生成が行われ、モータに当該駆動電流が供給される。駆動電流が供給されたモータは駆動され、エンコーダにより検出されたモータの駆動結果がフィードバック信号として、サーボドライバの制御ループ演算に供される。更に、制御装置によって複数のサーボドライバが同時に制御される場合があり、より複雑な信号の経路が形成されることになる。

【0003】

制御装置により複数のサーボドライバが制御される場合、信号経路が複雑になるため、通信上の異常が発生したときにその異常の原因を解明するのが容易ではない。そこで、例えば、特許文献１には、ホスト制御装置と複数の制御装置との組合せにおいて、制御装置間を並列するようにデータ通信線と断線検知を敷設する構成が開示されている。そこでは、通信異常が発生したときに断線検知線を利用して断線の有無が判定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１－１６７４０１号公報

【特許文献2】特開２００６－２０２００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

制御装置と複数のサーボドライバを含むサーボシステムにおいて、その複数のサーボドライバで同期制御を行う場合がある。同期制御では、各サーボドライバに対応する制御軸でのサーボ制御が同期して行われるため、仮にある制御軸で異常が生じた場合、他の制御軸にも影響が及ぶ。そのため、同期制御時の異常発生については、各制御軸での制御状況を個別に調べるだけでは不十分であり、制御軸間の相関を考慮してその原因を的確に究明することが求められる。

【0006】

一方で、従来技術では、同期制御中の異常の原因を解明するために各制御軸に関するデータを取得しようにも、制御軸間の相関を踏まえたデータの取得は困難である。そのため、同期制御中の異常に関する原因究明を十分に深めることができていない。また、同期制御中に発生した異常だけではなく、まだ異常が発生していない状況でも、制御軸間の相関を踏まえたデータ取得を行うことで、異常を予防するための解析等を促すことができるが、従来技術では好適な解決手段が示されていない。

【0007】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、制御装置と複数のサーボドライバを含むサーボシステムにおいて、同期制御を行う制御軸間の相関を踏まえたデータ取得を好適に行う技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願開示の一側面に係るサーボシステムは、制御装置と、複数のサーボドライバと、を含み、該制御装置と該複数のサーボドライバとの間にサーボ制御に関する制御指令を送受
信するための制御通信経路が設けられるとともに、該複数のサーボドライバ同士の間には該制御通信経路とは異なる経路であって互いに通信することを可能にするドライバ間通信経路が設けられたサーボシステムである。そして、前記複数のサーボドライバのそれぞれは、互いに同期制御を行っているときに、各サーボドライバでのサーボ制御に関する所定パラメータの推移を記憶する記憶部を有する。また、前記複数のサーボドライバのうち何れかの所定のサーボドライバは、該複数のサーボドライバのうちの残りのサーボドライバに対して、前記所定パラメータに関するデータ取得のためのトリガ信号を、前記ドライバ間通信経路を介して送信し、且つ、前記同期制御における第１のタイミングを起点とした第１期間の、該所定のサーボドライバの前記記憶部に記憶されているデータを取得し、該データを、前記制御通信経路を介して前記制御装置に送るように構成され、前記残りのサーボドライバのそれぞれは、前記所定のサーボドライバから前記トリガ信号を受信すると、自己の前記記憶部に記憶されているデータの中から、前記ドライバ間通信経路における通信遅れに従って決定される、前記第１のタイミングに対応する第２タイミングを起点とした第２期間のデータを取得し、該データを、前記制御通信経路を介して前記制御装置に送るように構成される。

【0009】

このように構成されるサーボシステムでは、サーボドライバによって駆動電流が供給されるモータ等のサーボ制御に関連する制御指令等は、制御通信経路を介して送受信される。当該送受信は、制御装置の制御下で行われるため、制御装置による処理の影響を受ける。一方で、サーボドライバ同士の相互通信のためのドライバ間通信経路については、信号の送受信に関し制御装置が直接関与しないため、制御装置による処理にかかわらず、サーボドライバ間で速やかな信号の授受が可能となる。

【0010】

ここで、各サーボドライバは、同期制御を行っているとき、記憶部は、各サーボドライバで行われているサーボ制御に関する所定パラメータの推移を記憶するように構成される。所定パラメータとしては、サーボ制御に関する任意のパラメータで構わないが、例えば、位置制御部や速度制御部の演算結果や、これらの制御部にフィードバックされてくる検出位置情報や検出速度情報等が挙げられる。また、一般的に記憶部の記憶容量には上限が存在するため、その記憶容量を考慮して、所定パラメータの記憶のためのサンプリング周期を調整すればよい。推移として記憶するために、所定パラメータの値と、各サーボドライバにおけるサンプリングのタイミング（時刻）とを関連付けるのが好ましい。各サーボドライバにおける時刻情報については、制御通信経路を介して制御装置から各サーボドライバに共通の時刻情報が提供されるのが好ましく、所定パラメータの推移の記憶に際しては、この共通の時刻情報を利用するのが好ましい。

【0011】

そして、所定のサーボドライバは、残りのサーボドライバに対してドライバ間通信経路を介してトリガ信号を送信する。当該トリガ信号は、各サーボドライバで記憶部に記憶されている所定パラメータに関するデータを制御装置側に集約させるための信号である。トリガ信号はドライバ間通信経路を介して送信されることで、残りのサーボドライバは、制御装置の処理にかかわらず速やかにトリガ信号を受信でき、それぞれの記憶部に記憶されている所定パラメータに関するデータの処理を開始することができる。

【0012】

ここで、所定のサーボドライバにおいては、トリガ信号を発出する立場であるから、記憶部からのデータ取得のための第１期間のスタートタイミングである第１タイミングを任意で決定することができる。一方で、残りのサーボドライバのそれぞれにおいては、トリガ信号を受けてから記憶部からのデータ取得を開始する立場である。そこで、残りのサーボドライバのそれぞれは、ドライバ間通信経路における通信遅れ、すなわち所定のサーボドライバから残りのサーボドライバにトリガ信号を届けるのに要する時間を踏まえて、記憶部からのデータ取得のための第２期間のスタートタイミングである第２タイミングを決定する。ドライバ間通信経路は制御装置を介さない通信経路であるため、サーボドライバ
間で安定的で且つ速やかな通信が可能である。これにより、所定のサーボドライバから取得されるデータと、残りのサーボドライバから取得されるデータとの相関が明確となり、制御装置に集約されたこれらのデータを好適に利用することができる。

【0013】

なお、好ましくは、第１タイミングと第２タイミングは同じタイミングである。また、好ましくは、前記第２期間の長さは、前記第１期間の長さと同じである。このような条件の下で、各サーボドライバで記憶部からのデータ取得を行うことで、各サーボドライバに対応する制御軸での同期制御中のサーボ制御の状況を、好適に比較することができるデータが制御装置に集められることになる。

【0014】

ここで、トリガ信号の例について、以下に２つの形態を示す。第１の形態では、前記トリガ信号は、前記所定のサーボドライバに対応する制御軸で異常が発生したときに前記同期制御に関する全ての制御軸を停止させるための信号であってもよい。この場合、前記所定のサーボドライバは、前記トリガ信号の送信とともに、該所定のサーボドライバに対応する制御軸を停止させ、前記残りのサーボドライバのそれぞれは、前記トリガ信号の受信とともに、自己に対応する制御軸を停止させてもよい。第１の形態では、同期制御中に所定のサーボドライバで異常が生じた場合に、その異常時のサーボ制御に関するデータの取得が行われ、制御装置に集められる。これにより、当該異常に関する各サーボドライバにおけるサーボ制御の状況を好適に把握でき、以て、異常の原因究明等を円滑に進めやすくなる。

【0015】

また、トリガ信号に関する第２の形態では、前記トリガ信号は、前記同期制御に関する全ての制御軸における前記所定パラメータに関するデータを定期的に収集するための信号であってもよい。この場合、前記所定のサーボドライバは、前記複数のサーボドライバのそれぞれの前記記憶部の容量に基づいて決定された所定周期で、前記トリガ信号を送信してもよい。第２の形態では、トリガ信号が所定周期で所定のサーボドライバから出されることで、各サーボドライバの記憶部に記憶されているサーボ制御に関するデータが定期的に制御装置に集められる。これにより、記憶部の限られた容量の影響を受けずに、各サーボドライバから制御装置に好適にデータを集めることができ、例えば、制御装置側で集めたデータに基づいて故障予知等の保全処理を行うことができる。なお、各ドライバから制御装置にデータを送った後は、それぞれの記憶部は新しいデータを格納できるように、データの上書きを可能にしたり、記憶部内のデータを消去したりしてもよい。

【0016】

ここで、上述までのサーボシステムにおいて、前記制御装置は、前記所定のサーボドライバから受信した第１データと、前記残りのサーボドライバのそれぞれから受信した第２データとに基づいて、前記同期制御に関する全ての制御軸における前記所定パラメータの推移を、時間軸を揃えた形式で出力する出力部を有してもよい。この構成により、時間軸を揃えた形で各サーボドライバに対応する制御軸での所定パラメータの推移を比較でき、以て、当該推移に基づいた判断を的確に行うことができる。

【発明の効果】

【0017】

制御装置と複数のサーボドライバを含むサーボシステムにおいて、同期制御を行う制御軸間の相関を踏まえたデータ取得を好適に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本願開示のサーボシステムの概略構成を示す第１の図である。

【図2】本願開示のサーボシステムに含まれるサーボ制御のための制御構造を示す図である。

【図3A】従来技術によるデータ取得の状況を説明するための図である。

【図3B】本願開示のサーボシステムによるデータ取得の状況を説明するための図である。

【図4】本願開示のサーボシステムにおいて、データ取得のために実行されるデータ取得制御の流れを示す第１のフローチャートである。

【図5】本願開示のサーボシステムにおいて、データ取得のために実行されるデータ取得制御の流れを示す第２のフローチャートである。

【図6】本願開示のサーボシステムにおいて、データ取得のために実行されるデータ取得制御の流れを示す第３のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本願開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細を説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。本願開示では、サーボシステムの一つの例示的形態として、制御装置（ＰＬＣ）にと繋がれるサーボドライバの数を３台とする形態を示すが、サーボドライバの数は２台でもよく、また４台以上でも構わない。

【0020】

図１は、サーボシステム１の概略構成を示す図である。サーボシステム１は、制御装置であるＰＬＣ５と、ＰＬＣ５により生成される各制御軸の位置指令に従って、制御対象であるモータをサーボ制御するための駆動電流を生成するサーボドライバ４、４ａ、４ｂ（以下、「サーボドライバ４等」ともいう）を有する。したがって、サーボシステム１は、最大で３つの制御軸を有していることになる。ここで、サーボシステム１による駆動対象は、装置２０である。装置２０はその内部にモータ２１、２１ａ、２１ｂの３台を有する加工装置である。

【0021】

装置２０の一例としては、例えば、工作機械や搬送装置等のＸＹテーブルや、複数の関節軸を有する産業用ロボットのアーム等が挙げられる。装置２０が有するモータ２１、２１ａ、２１ｂ（以下、「モータ２１等」ともいう）は、ＡＣサーボモータである。モータ２１等にはそれぞれエンコーダ２２、２２ａ、２２ｂが取り付けられており、当該エンコーダにより各モータの動作に関する信号がフィードバック送信されている。このフィードバック送信される信号（以下、フィードバック信号という）は、たとえばモータ２１等の回転軸の回転位置（角度）についての位置情報や、その回転軸の回転速度の情報等を含む。

【0022】

ＰＬＣ５は、装置２０の各モータの動作（モーション）に関する動作指令信号を生成する。ＰＬＣ５で生成された動作指令信号は、位置に関する制御ループ演算を行う位置制御部４０１、速度に関する制御ループ演算を行う速度制御部４０２、モータの駆動電流に関する制御ループ演算を行う電流制御部４０３（図２を参照）を有する、各制御軸のサーボドライバ４等のサーボ制御部４２等に供される。サーボ制御部４２等におけるサーボ制御構造の詳細については、後述する。

【0023】

ＰＬＣ５は、通信部５１、保持部５２、出力部５３を有する。通信部５１は、ＰＬＣ５によるサーボ制御の対象となるモータに駆動電流を供給するサーボドライバ４等との間で通信を行うための機能部である。したがって、通信相手となるサーボドライバ４等のそれぞれにも対応する通信部４１、４１ａ、４１ｂが設けられている。ＰＬＣ５側の通信部５１と、サーボドライバ４等側の通信部４１等との通信が行われる通信経路は、本願開示の制御通信経路に相当し、そこでは、モータ２１等のサーボ制御に関連する制御指令（図２に示す位置指令ｐｃｍｄ等）が送受信される。当該通信は、ＰＬＣ５の制御下で行われる通信であって、ＰＬＣ５での処理の影響を受けることになる。

【0024】

保持部５２は、後述するようにサーボドライバ４等から送信されてくる、各制御軸でのサーボ制御に関する所定パラメータ、特に、サーボドライバ４、４ａ、４ｂの間で同期制
御が行われている際の当該所定パラメータに関するデータを保持する機能部である。保持部５２によるデータ保持は、ＰＬＣ５内に設けられた記憶領域に一時的又は継続的に行われてよく、例えば、ＰＬＣ５に接続された外部装置に対して保持されたデータを転送するための一時的な保持であってもよい。一時的な保持の場合、所定のタイミングで保持部５２に保持されていたデータは削除される。出力部５３は、保持部５２によって保持されたデータ、すなわち各制御軸における所定パラメータに関するデータを出力する機能部である。出力部５３による出力の形態としては、保持データをデータ群として外部装置に送信したり、ＰＬＣ５に設けられたディスプレイ等に、ユーザによってデータの推移が視認できるように表示したりする形態が例示できる。

【0025】

次に、サーボドライバ４等が有する機能部について説明する。なお、サーボドライバ４、４ａ、４ｂの何れも、有する機能部については実質的に同一であるから、主にサーボドライバ４に関して説明する。サーボドライバ４は、通信部４１、サーボ制御部４２、記憶部４３、トリガ部４５、取得部４６、駆動回路４７、ドライバ間通信部４８を有する。通信部４１については既に言及しているので、主にその他の機能部について説明する。

【0026】

サーボ制御部４２は、上述したように、サーボドライバ４に形成されるサーボ制御構造を有し、対応付けられたモータのサーボ制御のための制御ループ演算を行う機能部である。図２に基づいて、サーボ制御構造について説明する。ＰＬＣ５から届いた動作指令信号は通信部４１によって受信され、サーボ制御部４２に供される。サーボ制御部４２は内部に有するサーボ制御構造（図２を参照）によって、駆動回路４７を駆動するための電流指令を生成する。なお、サーボ制御構造に対しては、モータ２１が有するエンコーダ２２からのフィードバック信号が、図示しないエンコーダケーブルを介して届けられる。駆動回路４７は、いわゆるインバータ装置である。駆動回路４７への電力には、図示しない交流電源から送られる交流電力が利用される。本願開示では、駆動回路４７は三相交流を受けるタイプのものであるが、単相交流を受けるタイプのものでもよい。駆動回路４７によって、モータ２１を駆動するための駆動電流が生成される。

【0027】

図２に示すサーボ制御構造は、位置制御部４０１、速度制御部４０２、電流制御部４０３を備えている。位置制御部４０１は、例えば、比例制御（Ｐ制御）を行う。具体的には、ＰＬＣ５内で生成される位置指令ｐｃｍｄと検出位置との偏差である位置偏差に、所定の位置比例ゲインを乗ずることにより速度指令ｖｃｍｄを算出する。

【0028】

速度制御部４０２は、例えば、比例積分制御（ＰＩ制御）を行う。具体的には、位置制御部４０１により算出された速度指令ｖｃｍｄと検出速度との偏差である速度偏差の積分量に所定の速度積分ゲインを乗じ、その算出結果と当該速度偏差の和に所定の速度比例ゲインを乗ずることにより、トルク指令τｃｍｄを算出する。また、速度制御部４０２はＰＩ制御に代えてＰ制御を行ってもよい。

【0029】

電流制御部４０３は、速度制御部４０２により算出されたトルク指令τｃｍｄと、駆動回路４７からモータ２１の巻線に供給された駆動電流との偏差に基づいて電流指令Ｃｃｍｄを駆動回路４７に対して出力する。電流指令Ｃｃｍｄを受けた駆動回路４７は、モータ２１の駆動電流を生成する。電流制御部４０３は、トルク指令に関するフィルタ（１次のローパスフィルタ）や一又は複数のノッチフィルタを含み、制御パラメータとして、これらのフィルタの性能に関するカットオフ周波数等を有していてもよい。

【0030】

そして、サーボ制御構造では、モータ２１が有するエンコーダ２２の検出信号に基づいて算出された検出位置信号と検出速度信号が、それぞれ位置及び速度に関するフィードバック信号として、位置制御部４０１、速度制御部４０２に対してフィードバックされる。ここで、装置２０において３つの制御軸で同期制御を行う場合、公知の従来技術を採用す
ることができる。例えば、何れかの制御軸を主軸とし残りの制御軸を従軸とした上で、主軸の動きに対する各従軸の動きを定義付ける電子カムをＰＬＣ５に設定し、主軸からフィードバックされた検出位置信号と当該電子カムとに基づいて、従軸に対する位置指令を生成し、従軸のサーボドライバに供給する等すればよい。

【0031】

次に、記憶部４３は、装置２０において３つの制御軸で同期制御を行う場合、サーボドライバ４でのサーボ制御に関する所定パラメータの推移に関するデータをドライバ内の記憶領域（メモリ）に記憶する機能部である。所定パラメータとしては、図２に示すサーボ制御構造において算出される位置制御部４０１、速度制御部４０２の算出結果や、サーボ制御構造にフィードバックされる検出位置情報や検出速度情報等が例示でき、任意のパラメータを選択すればよい。記憶部４３は、所定パラメータの値と、それに対応する時刻情報とを紐付ける形で、所定パラメータの推移を記憶する。サーボドライバ４等においては、ＰＬＣ５からの制御信号に共通する時刻情報が含まれており、サーボドライバ間で当該時刻情報は共有される。なお、上記記憶領域の記憶容量には上限があるため、効率的な記憶領域の利用のために、その記憶容量を踏まえて記憶のためのサンプリング周期が定められる。

【0032】

トリガ部４５は、他の制御軸とともに同期制御を行っている際に、その他の制御軸のサーボドライバに対して、後述する取得部により記憶部に記憶されているデータの中からその一部又は全部を取得するようにトリガ信号を送信する機能部である。なお、トリガ部４５によるトリガ信号は、ドライバ間通信部４８により形成されているドライバ間通信経路を介して他の制御軸のサーボドライバに届けられる。ドライバ間通信経路は、ＰＬＣ５の通信部５１と、サーボドライバ４等の通信部４１等との間の制御通信経路とは区別される通信経路である。ドライバ間通信経路ではＰＬＣ５を介在させずにサーボドライバ間の通信を可能にするために、サーボドライバ４、４ａ、４ｂにはそれぞれドライバ間通信部４８、４８ａ、４８ｂが設けられており、各ドライバ間通信部による通信を「ドライバ間通信」と言う。このドライバ間通信は、制御通信経路におけるＰＬＣ５との通信と比べて通信速度が速く、またＰＬＣ５での処理を経ないためサーボドライバ間での信号の授受をより速やかに実現することができる。

【0033】

トリガ部４５によるトリガ信号は、２種類存在する。第１のトリガ信号は、後述の図４に示すＳ１０３に関連する信号であり、サーボドライバ４等のそれぞれの記憶部４３等に記憶されているデータを、ＰＬＣ５の保持部５２によって保持させるために定期的にＰＬＣ５側に送り出すように指令する信号である。この第１のトリガ信号については、３台のサーボドライバのうちサーボドライバ４のトリガ部４５のみが送信するように構成され、他のサーボドライバ４ａ、４ｂのトリガ部４５ａ、４５ｂはその送信は行わない。次に、第２のトリガ信号は、後述の図５に示すＳ２０３に関連する信号であり、各サーボドライバにおいて同期制御中に異常が発生した際に、サーボドライバ４等のそれぞれの記憶部４３等に記憶されているデータを、ＰＬＣ５の保持部５２に集めるために、ＰＬＣ５側に送り出すように指令する信号である。この第２のトリガ信号については、各サーボドライバで発生する同期制御中の異常に対応するために、全てのサーボドライバ４、４ａ、４ｂのトリガ部４５、４５ａ、４５ｂが送信するように構成される。

【0034】

取得部４６は、自己のサーボドライバ４のトリガ部４５や他のサーボドライバ４ａ、４ｂのトリガ部４５ａ、４５ｂからのトリガ信号を受けて、自己のサーボドライバ４の記憶部４３に記憶されている、同期制御中の所定パラメータに関するデータの一部又は全部を取得する機能部である。取得部４６によって取得されたデータは、通信部４１からＰＬＣ５に対して送信される。ＰＬＣ５は、送信されてきたデータを保持部５２に保持する。また、取得部４６によりデータが取得された後に、記憶部４３から当該データを削除し、記憶部４３による記憶領域の容量を回復させてもよい。

【0035】

ここで、取得部４６によるデータの取得について、図３Ａ及び図３Ｂに基づいて説明する。図３Ｂは、本願開示のサーボシステム１におけるデータ取得に対応する図であり、図３Ａは、図３Ｂと比較するための、比較例としてのデータ取得の形態に対応する図である。図３Ａ及び図３Ｂの（ａ）～（ｃ）のそれぞれは、サーボドライバ４、４ａ、４ｂの制御軸における所定パラメータの推移を、時間軸を揃えた形で表したものである。当該所定パラメータの推移のデータは、記憶部４３、４３ａ、４３ｂのそれぞれに記憶されているものである。図３Ａの形態では、サーボドライバ４等とＰＬＣ５とを接続する制御通信経路を介して、一のサーボドライバからデータ取得の指令（トリガ部４５によるトリガ信号に相当）が出され、当該指令はＰＬＣ５を介して他のサーボドライバに届けられたケースの、データ取得の状況を表している。また、図３Ｂの形態では、一のサーボドライバのトリガ部からドライバ間通信経路を介して他のサーボドライバにトリガ信号を出したケースの、データ取得の状況を表している。なお、各推移において、取得されるデータに対応する一部が実線で表示され、それ以外の部分は破線で表示されている。

【0036】

図３Ａに示す形態では、サーボドライバ４によりタイミングｔ１でデータ取得の指令が出される。なお、このデータ取得の指令は、期間がΔｔ１のデータを取得する旨の指令である。自身のサーボドライバ４では、タイミングｔ１で指令送信とともに期間Δｔ１分のデータ取得が行われる。一方で、サーボドライバ４からの指令を受けるサーボドライバ４ａ、４ｂでは、指令がＰＬＣ５を経由することから当該指令が届くまでに比較的長い遅れ時間が生じる。そのため、サーボドライバ４ａ、４ｂにおいては、タイミングｔ１から遅れたタイミングｔ２０でそこから期間Δｔ１分のデータ取得が行われる。この結果、取得された、同期制御に関する全制御軸における所定パラメータの各推移については、起点となるタイミングがずれてしまう。

【0037】

次に、図３Ｂに示す形態では、サーボドライバ４のトリガ部４５からトリガ信号が出される。なお、このトリガ信号は、期間がΔｔ１のデータを取得する旨の指令である。自身のサーボドライバ４では、タイミングｔ１でトリガ信号の送信とともに期間Δｔ１分のデータ取得が行われる。一方で、サーボドライバ４ａ、４ｂは、当該トリガ信号を受けてから、それぞれの取得部４６ａ、４６ｂによるデータ取得が行われる。ここで、トリガ信号は、ドライバ間通信経路を介して届けられるが、このドライバ間通信経路では、ＰＬＣ５が介在しないため、通信遅れが小さく、可及的速やかに宛先のサーボドライバにトリガ信号が届けられる。更に、ＰＬＣ５の処理に影響されないことから、当該通信遅れも非常に安定しており、例えば、５００μｓｅｃ程度である。

【0038】

そこで、サーボドライバ４ａ、４ｂがトリガ信号を受け取ったタイミングをｔ１’とすると、通信遅れΔｔ１は、以下の式で表される。
Δｔ１ ＝ ｔ１’－ｔ１ ・・・（式１）
そして、サーボドライバ４ａ、４ｂの取得部４６ａ、４６ｂは、以下の式に従って、それぞれの制御軸でのデータ取得の開始タイミングｔ２を決定する。
ｔ２ ＝ ｔ１’－Δｔ１・・・（式２）
上記の通り、Δｔ１は、極めて短く且つ安定しているため、開始タイミングｔ２を、好適にタイミングｔ１に一致したタイミング、又はタイミングｔ１に極めて近いタイミングとすることができる。この開始タイミングｔ２の決定については、サーボドライバ４ａ、４ｂの何れかのトリガ部からドライバ間通信経路を介してトリガ信号が出され、サーボドライバ４がそれを受けて取得部４６によるデータ取得が行われるときも同様である。この結果、取得された、同期制御に関する全制御軸における所定パラメータの各推移については、起点となるタイミングを好適に揃えることができ、以て制御軸間の比較を良好に行い得る。

【0039】

また、サーボドライバ４ａは、サーボドライバ４と同様に、通信部４１ａ、サーボ制御部４２ａ、記憶部４３ａ、トリガ部４５ａ、取得部４６ａ、駆動回路４７ａ、ドライバ間通信部４８ａを有する。サーボドライバ４ｂも、サーボドライバ４と同様に、サーボドライバ４と同様に、通信部４１ｂ、サーボ制御部４２ｂ、記憶部４３ｂ、トリガ部４５ｂ、取得部４６ｂ、駆動回路４７ｂ、ドライバ間通信部４８ｂを有する。

【0040】

＜データ取得制御＞
ここで、図４～図６に基づいて、サーボシステム１において実行されるデータ取得制御について説明する。各図のデータ取得制御は、サーボドライバ４等が有する各機能部が協働して繰返し実行される。なお、図４は、上記の第１のトリガ信号を用いたデータ取得制御を表しており、当該データ取得制御はサーボドライバ４のみで行われる。他のサーボドライバ４ａ、４ｂでは、Ｓ１０２の処理（各制御軸の所定パラメータの推移に関するデータの記憶処理）のみが行われる。図５は、上記の第２のトリガ信号を用いたデータ取得制御を表しており、いずれのサーボドライバでも行われる。図６は、他のサーボドライバからトリガ信号（第１のトリガ信号又は第２のトリガ信号）を受けた場合のデータ取得制御を表している。

【0041】

先ず、図４のデータ取得制御について説明する。Ｓ１０１では、トリガ部４５によって、第１のトリガ信号の送信タイミングが到来しているか否かが判定される。上記の通り、第１のトリガ信号は、各サーボドライバの記憶部４３等に記憶されているデータを定期的にＰＬＣ５側に送り出すための信号である。記憶部４３の記憶領域の容量には上限があるため、いずれは記憶領域での記憶は限界を迎えることになる。そこで、当該記憶領域の容量に基づいた所定周期で、サーボドライバ４のトリガ部４５からトリガ信号（第１のトリガ信号）を出し、それを起点として、記憶されているデータの一部又は全部をＰＬＣ５側に送り出すことで、当該記憶領域に新しくデータを記憶できる領域を確保する。Ｓ１０１で肯定判定されると処理はＳ１０３へ進み、否定判定されると処理はＳ１０２へ進む。

【0042】

Ｓ１０２では、記憶部４３により、同期制御中の所定パラメータが記憶領域に記憶される。一方で、Ｓ１０３では、トリガ部４５により第１のトリガ信号が、ドライバ間通信経路を介して他のサーボドライバ４ａ、４ｂに対して送信される。なお、自己のサーボドライバ４は、Ｓ１０１で送信タイミングが到来していると判断された時点で、自己においても取得部４６によって記憶部４３に記憶されているデータの中からデータ取得を行う必要があることを把握できる。そこで、続くＳ１０４では、サーボドライバ４での所定パラメータの推移に関するデータの取得が行われる。当該処理では、図３Ｂの（ａ）に示す実線部分のデータ推移（タイミングｔ１を起点とし期間Δｔ１のデータの推移）が取得される。その後、Ｓ１０５で、取得されたデータ推移は、サーボドライバ４の制御軸に対応するデータ推移として、ＰＬＣ５へ送信される。当該送信は、ＰＬＣ５と各サーボドライバとの間の制御通信経路を介して行われる。

【0043】

上記の通り、図４に示すデータ取得制御は、サーボドライバ４だけで行われる。その他のサーボドライバ４ａ、４ｂにおいては、Ｓ１０２の所定パラメータの推移に関するデータの記憶が行われる。

【0044】

次に、図５のデータ取得制御について説明する。なお、説明に際しては、サーボドライバ４で行われることを前提とする。Ｓ２０１では、サーボドライバ４において、同期制御が行われている最中に、同期制御に関する何らかの異常が発生したか否かの判定がされる。Ｓ２０１の判定は、サーボ制御部４２によって行われる。当該異常については、同期制御時のサーボ制御において、制御対象であるモータ２１の位置偏差や速度偏差が所定の閾値を超えた場合等が例示できる。Ｓ２０１で肯定判定されると、処理はＳ２０２へ進み、否定判定されると、本データ取得制御は一旦、終了される。

【0045】

そして、Ｓ２０１で異常発生と判定されたことを受けて、Ｓ２０２では、自己のサーボドライバ４の制御軸におけるサーボ制御を停止させ、モータ２１の駆動を停止させる。更に、Ｓ２０２の処理とともに、Ｓ２０３では、トリガ部４５により第２のトリガ信号が、ドライバ間通信経路を介して他のサーボドライバ４ａ、４ｂに対して送信される。この第２のトリガ信号を、異常トリガ信号ともいう。なお、自己のサーボドライバ４は、Ｓ２０１で異常判定された時点で、自己においても取得部４６によってデータ取得を行う必要があることを把握できる。そこで、続くＳ２０４では、サーボドライバ４に対応する制御軸での所定パラメータの推移に関するデータの取得が行われる。当該処理では、図３Ｂの（ａ）に示す実線部分のデータ推移（タイミングｔ１を起点とし期間Δｔ１のデータの推移）が取得される。その後、Ｓ２０５で、取得されたデータ推移は、サーボドライバ４の制御軸に対応するデータ推移として、ＰＬＣ５へ送信される。当該送信は、ＰＬＣ５と各サーボドライバとの間の制御通信経路を介して行われる。

【0046】

上記の通り、図５に示すデータ取得制御は、サーボドライバ４だけではなく、他のサーボドライバ４ａ、４ｂにおいても実行される。それらのサーボドライバの制御軸で同期制御時に異常が発生した場合には、それぞれのトリガ部４５ａ、４５ｂから異常トリガ信号が、その他のサーボドライバに対して出されるとともに、自己のサーボドライバにおいては取得部によるデータ取得と、ＰＬＣ５への送信が行われることになる。

【0047】

次に、図６のデータ取得制御について説明する。図６のデータ取得制御は、図４及び図５に示すデータ取得制御において出されたトリガ信号を受けたサーボドライバにおけるデータ取得のための処理の流れを示す。なお、説明に際しては、サーボドライバ４ａで行われることを前提とする。

【0048】

Ｓ２１１では、他のサーボドライバ４、４ｂの何れからトリガ信号を受信したか否かが判定される。当該判定は、取得部４６ａによって行われる。Ｓ２１１で肯定判定されると処理はＳ２１２へ進み、否定判定されると、本データ取得制御は、一旦終了される。Ｓ２１２は、受信されたトリガ信号が異常トリガ信号であるか否かが判定される。当該判定も、取得部４６ａによって行われる。Ｓ２１２で肯定判定されると処理はＳ２１３へ進み、否定判定されると、処理はＳ２１４へ進む。

【0049】

次に、Ｓ２１３では、他のサーボドライバ（本例では、サーボドライバ４とする）で異常が発生し、他のサーボドライバ４から自己のサーボドライバ４ａに異常トリガ信号が送られてきたことを受けて、サーボドライバ４ａの制御軸におけるサーボ制御を停止させ、モータ２１ａの駆動を停止させる。

【0050】

そして、Ｓ２１４では、他のサーボドライバ４からＳ１０３によるトリガ信号、又は、Ｓ２０３による異常トリガ信号が届いたことを受けて、取得部４６ａが、自己のサーボドライバ４ａにおいて行われるデータの取得期間の特定、特に、当該取得期間の開始タイミングを特定する。当該開始タイミングは、上記の式２に従って決定され、また、取得期間の長さは、予め定められていた期間（好ましくは、３つのサーボドライバの制御軸において共通する長さの期間）や、受信したトリガ信号に含まれる情報に従った期間とすることができる。

【0051】

更に、Ｓ２１５では、Ｓ２１４で決定されたデータ取得期間に従って、サーボドライバ４ａに対応する制御軸での所定パラメータの推移に関するデータの取得が、取得部４６ａによって行われる。当該処理では、図３Ｂの（ｂ）に示す実線部分のデータ推移（タイミングｔ２を起点とし期間Δｔ１のデータの推移）が取得される。その後、Ｓ２１６で、取得されたデータ推移は、トリガ信号を受けたサーボドライバ４ａの制御軸に対応するデー
タ推移として、ＰＬＣ５へ送信される。当該送信は、ＰＬＣ５と各サーボドライバとの間の通信経路を介して行われる。

【0052】

このように図４～図６に示すデータ取得処理によれば、トリガ信号を送信したサーボドライバにおいて取得部による取得されるデータと、トリガ信号を受け取ったサーボドライバにおいて取得部による取得されるデータとの時間軸とが、図３Ｂに示すように揃った状態となり、その揃った状態のデータが、ＰＬＣ５の保持部５２に保持されることになる。なお、ＰＬＣ５の出力部５３は、保持部５２によって保持されているこれらのデータを、図３Ｂに示すように時間軸を揃えたグラフ形式でＰＬＣ５に設けられたディスプレイに表示出力してもよい。また、別法として、出力部５３は、これらのデータを時間軸が揃った推移に関する数値データとして、ＰＬＣ５に接続される外部のコンピュータに出力してもよい。このように出力部５３によって出力することで、出力された側において、データに基づいた分析、例えば、装置の故障予防のために、異常に結びつく現象の有無を判断する分析や、異常発生時における当該異常の原因追及のための分析を行いやすくなる。

【0053】

＜付記１＞
制御装置（５）と、複数のサーボドライバ（４、４ａ、４ｂ）と、を含み、該制御装置（５）と該複数のサーボドライバ（４、４ａ、４ｂ）との間にサーボ制御に関する制御指令を送受信するための制御通信経路が設けられるとともに、該複数のサーボドライバ（４、４ａ、４ｂ）同士の間には該制御通信経路とは異なる経路であって互いに通信することを可能にするドライバ間通信経路が設けられたサーボシステムであって、
前記複数のサーボドライバ（４、４ａ、４ｂ）のそれぞれは、互いに同期制御を行っているときに、各サーボドライバでのサーボ制御に関する所定パラメータの推移を記憶する記憶部（４６、４６ａ、４６ｂ）を有し、
前記複数のサーボドライバ（４、４ａ、４ｂ）のうち何れかの所定のサーボドライバは、該複数のサーボドライバのうちの残りのサーボドライバに対して、前記所定パラメータに関するデータ取得のためのトリガ信号を、前記ドライバ間通信経路を介して送信し、且つ、前記同期制御における第１のタイミングを起点とした第１期間の、該所定のサーボドライバの前記記憶部に記憶されているデータを取得し、該データを、前記制御通信経路を介して前記制御装置に送るように構成され、
前記残りのサーボドライバのそれぞれは、前記所定のサーボドライバから前記トリガ信号を受信すると、自己の前記記憶部に記憶されているデータの中から、前記ドライバ間通信経路における通信遅れに従って決定される、前記第１のタイミングに対応する第２タイミングを起点とした第２期間のデータを取得し、該データを、前記制御通信経路を介して前記制御装置（５）に送るように構成される、
サーボシステム。

【符号の説明】

【0054】

１ サーボシステム
２１、２１ａ、２１ｂ モータ
５ ＰＬＣ
２０ 装置
４２、４２ａ、４２ｂ サーボ制御部
４３、４３ａ、４３ｂ 記憶部
４５、４５ａ、４５ｂ トリガ部
４６、４６ａ、４６ｂ 取得部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】