特開 2023-135334 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】P2023135334

(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

   H02P 5/00 20160101ALI20230921BHJP

【ＦＩ】

G05B19/05 S

H02P5/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022040490

(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】大野 悌

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 健治

【テーマコード（参考）】

5H220

5H572

【Ｆターム（参考）】

5H220AA05

5H220BB07

5H220HH03

5H220JJ12

5H220JJ28

5H220KK05

5H572AA14

5H572DD01

5H572EE03

5H572GG01

5H572GG02

5H572HB07

5H572HC07

5H572JJ02

5H572JJ24

5H572JJ26

5H572KK03

5H572LL07

5H572LL32

(57)【要約】

【課題】サーボシステムによりサーボ制御されるモータが取り付けられた装置が変更されたとき、変更後の装置においても可及的速やかに当該装置でサーボ制御を実行可能とする。
【解決手段】制御装置と、一又は複数のサーボドライバと、を含み、制御対象とする対象装置を変更可能とし、且つ、変更後の該対象装置が有する所定数のモータと該一又は複数のサーボドライバの一部又は全部が対応付けられるサーボシステムであって、対象装置が変更されたことを検知する検知部と、検知部により対象装置が変更されたことが検知されると、該変更後の対象装置が有する所定数のモータの構成情報に基づいて、一又は複数のサーボドライバによって該所定数のモータのサーボ制御が可能となるように、該一又は複数のサーボドライバのそれぞれにおける制御構造を調整する調整部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御装置と、一又は複数のサーボドライバと、を含み、制御対象とする対象装置を変更可能とし、且つ、変更後の該対象装置が有する所定数のモータと該一又は複数のサーボドライバの一部又は全部が対応付けられるサーボシステムであって、
前記対象装置が変更されたことを検知する検知部と、
前記検知部により前記対象装置が変更されたことが検知されると、該変更後の対象装置が有する前記所定数のモータの構成情報に基づいて、前記一又は複数のサーボドライバによって該所定数のモータのサーボ制御が可能となるように、該一又は複数のサーボドライバのそれぞれにおける制御構造を調整する調整部と、
を備える、サーボシステム。

【請求項2】

前記調整部は、前記変更後の対象装置において前記所定数のモータのサーボ制御に用いられる制御パラメータを、前記構成情報に基づいて、前記一又は複数のサーボドライバのうち前記所定数のモータに対応付けられる対応サーボドライバ又は前記所定数のモータの記憶領域から取得し、該取得された制御パラメータを、該対応サーボドライバにおける前記制御構造に設定する、
請求項１に記載のサーボシステム。

【請求項3】

前記制御パラメータは、前記対応サーボドライバの電力供給能力に応じて設定された、前記所定数のモータをサーボ制御するための制御パラメータである、
請求項２に記載のサーボシステム。

【請求項4】

前記調整部は、前記検知部により前記対象装置が変更されたことが検知されると、前記一又は複数のサーボドライバのうち前記所定数のモータに対応付けられる対応サーボドライバに、該所定数のモータに対して所定のゲイン調整処理を実行させ、その実行結果を該対応サーボドライバにおける前記制御構造に設定する、
請求項１に記載のサーボシステム。

【請求項5】

前記所定のゲイン調整処理に関する複数の処理パターンの選択を受け付ける受付部を、更に備え、
前記調整部は、前記受付部によって受け付けられた前記処理パターンに応じて前記所定のゲイン調整処理の内容を変更する、
請求項４に記載のサーボシステム。

【請求項6】

前記所定数のモータのそれぞれが有するエンコーダは、前記一又は複数のサーボドライバの一部又は全部にエンコーダケーブルで接続され、
前記エンコーダケーブルにおける前記サーボドライバ側の端子に、該エンコーダケーブルが接続されている前記モータの識別情報が格納され、
前記調整部は、前記エンコーダケーブルに格納された前記識別情報に基づいて、前記所定数のモータの構成情報を取得する、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載のサーボシステム。

【請求項7】

前記一又は複数のサーボドライバは、それぞれ、互いに通信することを可能にするドライバ間通信部を有し、
前記調整部は、前記検知部により前記対象装置が変更されたことが検知されると、前記サーボドライバの数が前記所定数より多い場合には、前記一又は複数のサーボドライバのうちモータが対応付けられた第１ドライバは、前記構成情報に基づいて、前記ドライバ間通信部を介して該一又は複数のサーボドライバのうちモータが対応付けられていない第２ドライバに対して、不要なサーボドライバであることを通知する、
請求項１から請求項６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。このようなサーボ制御を実現するためには、駆動対象であるモータに対応した制御パラメータを、当該サーボ制御のための制御構造に設定する必要がある。制御構造とは、サーボ制御の制御ループ演算を実現するための制御演算上の構造体である。

【0003】

したがって、モータをサーボ制御するためにはサーボドライバでの制御構造において制御パラメータの設定が必須となるが、そのため、制御対象となるモータが変更となると、その都度、サーボドライバにおいて設定すべき制御パラメータを更新する必要がある。例えば、特許文献１、２には、モータの機種が変更されると、その変更後の機種に応じた制御パラメータを読み出してサーボ制御に利用する構成が開示されている。また、特許文献３には、同期モータと誘導モータの切り替えを行うサーボ制御装置において、制御部を、両モータに共通する制御部と、各モータに固有の制御部とで構成することで、制御形態が異なるモータを１つのサーボ制御装置で制御可能とする構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－４８５２６号公報

【特許文献2】特開２００１－２４５４８８号公報

【特許文献3】特開２０００－２７０５９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

サーボシステムが利用される工場等の加工ラインでは、その目的に応じて、利用する加工装置等を変更する場合がある。例えば、特定の仕様の製品を加工する場合には、それ以外の仕様の製品に対して用いていた加工装置ではなく、特定仕様の製品に対応した専用の加工装置を利用するケース等である。このようにサーボシステムが同じままで、その制御対象となる加工装置を別の装置に切り替えようとする場合、装置に取り付けられている、サーボシステムによってサーボ制御される直接の対象であるモータと、サーボシステム側のサーボドライバとの組合せが崩れることになる。一般に、加工装置の機械特性（例えば、モータの駆動対象となる負荷の総イナーシャや、機械剛性等）や、サーボドライバによる電力供給能力とモータ側の電気的特性との相関に基づいて制御パラメータは決定されているため、上記組合せが崩れると、モータの好適なサーボ制御が困難となる。

【0006】

そのためサーボシステムによる制御対象の装置が変更されると、改めてサーボシステムによりサーボ制御を開始するまでに制御パラメータの再設定等、制御を開始するまでに多くの調整時間を要することになり、工程における歩留まりが悪化する要因ともなり得る。

【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、サーボシステムによりサーボ制御されるモータが取り付けられた装置が変更されたとき、変更後の装置においても可及的速やかに当該装置でサーボ制御を実行可能とする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、一又は複数のサーボドライバと、を含み、制御対象とする対象装置を変更可能とし、且つ、変更後の該対象装置が有する所定数のモータと該一又は複数のサーボドライバの一部又は全部が対応付けられるサーボシステムであって、前記対象装置が変更されたことを検知する検知部と、前記検知部により前記対象装置が変更されたことが検知されると、該変更後の対象装置が有する前記所定数のモータの構成情報に基づいて、前記一又は複数のサーボドライバによって該所定数のモータのサーボ制御が可能となるように、該一又は複数のサーボドライバのそれぞれにおける制御構造を調整する調整部と、を備える。

【0009】

このように構成されるサーボシステムでは、当該システムによってサーボ制御されるモータを搭載する装置は、変更可能とされる。すなわち、当該サーボシステムによるサーボ制御の対象となる装置が切り替えにより、サーボシステムの一又は複数のサーボドライバと、装置側のモータとの対応付けが変更される。したがって、このような利用形態を可能にするためには、サーボシステムに含まれるサーボドライバの数と装置に含まれるモータの数である上記所定数を比較したときに、前者が後者以上でなければならない。

【0010】

このようにサーボシステムによる制御対象となる装置が変更可能とされると、一つのサーボドライバに対して、複数種類のモータがその駆動対象として接続されることになるため、サーボシステムを効率的に活用することができる。一方で、このような形態では、サーボドライバの電力供給能力に対して、様々なモータが接続されることを意味する。一般に、モータはその電気的特性を踏まえ、当該モータに適した電力供給能力のサーボドライバを接続し、そのモータとサーボドライバとの組合せを前提として、サーボ制御の制御構造のための制御パラメータが設定されている。したがって、サーボシステムによる制御対象となる装置の変更を可能とするためには、対象となる装置毎に各サーボドライバにおいて適切に制御パラメータを設定しなければならない。当該制御構造とは、サーボ制御の制御ループ演算を実現するための制御演算上の構造体であり、電気的にサーボドライバ内に形成される。

【0011】

そこで、本願開示のサーボシステムでは、上記のように、検知部により制御対象となる装置（対象装置）の変更が検知されると、その対象装置が有する所定数のモータの構成情報に基づいて、調整部による各サーボドライバにおける制御構造の調整が行われる。当該構成情報とは、対象装置にどのようなモータが搭載されているかを示す情報である。構成情報においては、モータへの供給電力の観点からモータを判別できる情報であることが好ましい。構成情報が明確になることで、サーボシステムの一又は複数のサーボドライバにおいては、どのような駆動電流を供給すべきか、すなわち、対応する適切な制御パラメータを把握することが可能となる。そして、調整部が変更後の対象装置におけるモータの構成情報を踏まえて、モータとサーボドライバとの実際の組合せに対応した制御パラメータを各サーボドライバの制御構造に反映させることで、サーボシステムによる制御対象の装置の変更の際に要する、モータのサーボ制御を開始するための手間を効果的に軽減することができる。

【0012】

ここで、上記サーボシステムにおいて、前記調整部は、前記変更後の対象装置において前記所定数のモータのサーボ制御に用いられる制御パラメータを、前記構成情報に基づいて、前記一又は複数のサーボドライバのうち前記所定数のモータに対応付けられる対応サーボドライバ又は前記所定数のモータの記憶領域から取得し、該取得された制御パラメータを、該対応サーボドライバにおける前記制御構造に設定してもよい。当該制御パラメータは、モータのサーボ制御に利用される制御パラメータや、該制御パラメータに関連する他のパラメータ等であり、モータのサーボ制御のための制御構造の調整に必要な情報である。例えば、前記制御パラメータは、前記対応サーボドライバの電力供給能力に応じて設
定された、前記所定数のモータをサーボ制御するための制御パラメータであってもよい。また、サーボドライバやモータの記憶領域に格納された制御パラメータは、固定的に格納された情報であってもよく、また、適宜、上書き等により更新することが可能な情報であってもよい。このように機能する調整部を備えることで、本願開示のサーボシステムは、新たな対象装置に変更された場合に、当該対象装置に搭載されたモータのサーボ制御の環境を速やかに形成することができる。

【0013】

また、別法として、上記サーボシステムにおいて、前記調整部は、前記検知部により前記対象装置が変更されたことが検知されると、前記一又は複数のサーボドライバのうち前記所定数のモータに対応付けられる対応サーボドライバに、該所定数のモータに対して所定のゲイン調整処理を実行させ、その実行結果を該対応サーボドライバにおける前記制御構造に設定してもよい。所定のゲイン調整処理として、公知の技術を適宜採用することができ、例えば、対応サーボドライバによってモータの周波数応答を計測し、その周波数応答に基づいて速度ループゲインや位置ループゲイン等のゲイン情報を算出する処理を採用できる。このように機能する調整部を備えることで、本願開示のサーボシステムは、対象装置が変更された場合に、その変更時点における対象装置の現状、すなわち使用による経年変化等を好適に反映したサーボ制御の環境を速やかに形成することができる。

【0014】

ここで、上記のサーボシステムは、前記所定のゲイン調整処理に関する複数の処理パターンの選択を受け付ける受付部を、更に備えてもよく、その場合、前記調整部は、前記受付部によって受け付けられた前記処理パターンに応じて前記所定のゲイン調整処理の内容を変更してもよい。このように目的に応じて異なる内容のゲイン調整処理のパターンを準備しておくことで、より好適なサーボ制御の環境を速やかに形成することができる。

【0015】

ここで、上述までのサーボシステムにおいて、前記所定数のモータのそれぞれが有するエンコーダは、前記一又は複数のサーボドライバの一部又は全部にエンコーダケーブルで接続されてよく、また、前記エンコーダケーブルにおける前記サーボドライバ側の端子に、該エンコーダケーブルが接続されている前記モータの識別情報が格納されてもよい。その場合、前記調整部は、前記エンコーダケーブルに格納された前記識別情報に基づいて、前記所定数のモータの構成情報を取得してもよい。一般に、エンコーダケーブルは、サーボ制御のための制御構造上の一経路として、エンコーダとサーボドライバとを接続する。そこで、このエンコーダケーブルにモータの識別情報を関連付けておくことで、本願開示のサーボシステムにおいては、対象装置におけるモータの構成情報を好適に取得することができる。なお、当該構成情報の取得方法については、ユーザに構成情報を入力させ又は選択させる等の、その他の方法を採用してもよい。

【0016】

また、上述までのサーボシステムにおいて、前記一又は複数のサーボドライバは、それぞれ、互いに通信することを可能にするドライバ間通信部を有してもよく、その場合、前記調整部は、前記検知部により前記対象装置が変更されたことが検知されると、前記サーボドライバの数が前記所定数より多い場合には、前記一又は複数のサーボドライバのうちモータが対応付けられた第１ドライバは、前記構成情報に基づいて、前記ドライバ間通信部を介して該一又は複数のサーボドライバのうちモータが対応付けられていない第２ドライバに対して、不要なサーボドライバであることを通知してもよい。サーボドライバの数が所定数より多い場合には、サーボドライバの一部が余ることになる。一方で、余ったサーボドライバは、自己に対してモータが接続されるのか否かについて自己で判断することが困難である。そこで、既にモータが接続され、変更後の装置のモータの構成情報を把握している第１ドライバは、ドライバ間通信部を介することで、モータが接続されていない第２ドライバに対して、不要なサーボドライバであることを通知することができる。この結果、サーボシステムとして、速やかにサーボ制御のための準備、すなわち、制御構造の調整を済ませることができる。

【発明の効果】

【0017】

サーボシステムによりサーボ制御されるモータが取り付けられた装置が変更されたとき、変更後の装置においても可及的速やかに当該装置でサーボ制御を実行可能とする。

【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2A】本願開示のサーボシステムに含まれるサーボドライバにおける制御信号の流れを示す図である。

【図2B】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3】本願開示のサーボシステムにおいて、サーボ制御の対象となる装置が変更になった際に実行される処理の流れを示す第１のフローチャートである。

【図4】本願開示のサーボシステムにおいて、エンコーダケーブルを用いた変更後の装置を検知するための信号の流れを示す図である。

【図5】本願開示のサーボシステムの概略構成を示す第２の図である。

【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１台又は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に、そ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又は装置３０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り、装置３０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。本願の実施形態では、装置２０と装置３０とを適宜切り替えて駆動することで、ユーザは、所定の結果物を得る。言い換えれば、ユーザは所定の結果物を得るために、サーボシステム１によって駆動される装置を、装置２０と装置３０とで切り替える必要がある。図１中の白抜き矢印は、その装置の切り替えを表している。

【0021】

装置２０、３０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）及び装置３０が有するモータ３１、３１ａ（以下、「モータ３１等」ともいう）は、ＡＣサーボモータである。モータ２１等、３１等にはそれぞれエンコーダ２２、２２ａ、２２ｂ、３２、３２ａ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、３０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２Ｂ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と検知部５２を有する。通信部５１は、ＰＣＬ５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。検知部５２は、サーボシステム１の制御対象となる装置（対象装置）が変更されたこと、すなわち、上述したように、これまで装置２０を駆動していた状態から、装置３０を駆動する状態に切り替えること、又は、その逆を検知する機能部である。駆動対象となる装置の切り替えの検知は、例えば、ユーザにより装置を切り替えるための入力がＰＬＣ５に対してある場合には、その入力を検知することで当該装置切り替えを検知することができる。別法として、検知部５２は、装置の切り替えに際して、サーボドライバ４等に接続されるモータの種別を検知し、検知されたモータ種別の組合せに基づいて、どの装置に切り替えられたかを検知することができる。

【0024】

また、検知部５２は、駆動対象となる装置の変更の検知に加えて、変更後の装置におけるモータの構成情報を取得する。装置におけるモータの構成情報とは、装置が有するモータの数やその種類に関する情報であり、サーボドライバ４等によってサーボ制御する際にその制御対象を明らかにするための情報である。図１に示す例では、装置２０にはモータ２１等の３台のモータが備えられこと、更に、それぞれのモータの種別に関する情報、すなわち、駆動に要する電力等の電気的特性を把握できる情報等が、装置におけるモータの構成情報の一例として挙げられる。

【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、調整部４３、受付部４４、記憶部４５、駆動回路４７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２Ａ及び図２Ｂに基づいて、サーボ制御構造について説明する。図２Ａは、サーボドライバ４に着目したときの、モータ２１のサーボ制御に関する制御信号の流れを示す。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２Ｂ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、エンコーダケーブル２２０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】

続いて、図２Ｂは、サーボ制御部４２が有するサーボ制御構造を示す。当該サーボ制御構造は、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。サーボ制御部４２による制御ループ演算を行うためには、直接の駆動対象であるモータ２１やモータ２１が組み込まれた装置２０の機械的、構造的条件を反映させた制御ゲインやノッチフィルタのカットオフ周波数、その他のパラメータ等の制御パラメータ等の設定が必要になる。

【0031】

また、本願開示の形態では、同一のサーボシステム１によって異なるタイプの装置２０、３０を駆動することになる。このときサーボシステム１におけるサーボドライバの組合せは、対象となる装置にかかわらず固定されたものである。そのため、サーボシステム１と駆動する装置との組合せによっては、サーボドライバの電力供給能力とモータの組合せが本来あるべき組合せからずれてしまう場合がある。例えば、モータ２１は、本来は最大１０Ａの電力供給能力を有するサーボドライバによって駆動されるものであるのに対して、サーボシステム１に接続される場合、対応する制御軸のサーボドライバ４の最大電流が２０Ａとなるような場合である。このような場合には、サーボドライバ４による電流の供給上限を１０Ａに制限し、モータ２１の駆動に電磁気的な問題等が生じないようにするための制御パラメータが必要となる。

【0032】

次に、調整部４３は、検知部５２によって対象装置の変更が検知されたときに、変更後の装置におけるモータの構成情報に基づいて、サーボ制御構造の調整を行う。すなわち、調整部４３は、サーボシステム１によって変更後の装置を好適にサーボ制御できるように、制御対象となるモータのサーボ制御のための制御構造を調整する機能部である。変更後の装置におけるモータの構成情報は、検知部５２から取得できる。モータの構成情報を取得することで、調整部４３は、変更後の装置に搭載されるモータの種別、すなわちサーボドライバ４に対応付けられるモータの種別を把握できる。

【0033】

そして、制御対象となるモータの種別を把握した調整部４３は、当該モータをサーボ制御するために必要なサーボ制御構造の調整を行う。調整部４３によるサーボ制御構造の調整の具体的な形態として、以下の二つが例示できる。
（第１の調整形態）
第１の調整形態では、調整部４３は、モータの構成情報に基づいて、サーボドライバ４に対応付けられたモータ（変更後の装置が装置２０である場合にはモータ２１、装置３０である場合にはモータ３１）のための制御パラメータを、記憶部４５から取得し、その取得した制御パラメータを用いて、当該モータのサーボ制御が可能となるようにサーボ制御構造を調整する。なお、記憶部４５は、サーボシステム１によって制御対象となる装置に関する、各制御軸のモータの制御パラメータに関する情報を記憶、格納するメモリである。記憶部４５への制御パラメータに関する情報の格納は、後述する図３に示す調整処理の
中で行われる。

【0034】

第1の調整形態によれば、以前にサーボシステム１によって装置が制御された際に用い
られた制御パラメータに関する情報を用いて、対象装置が変更されたときに速やかにサーボ制御構造の調整が実現される。なお、制御パラメータに関する情報は、サーボドライバ４に設けられた記憶部４５に代えて、サーボドライバ４に対応付けられたモータの記憶領域や、サーボドライバ４に電気的に接続された外部の記憶領域に格納しておき、検知部５２が装置変更を検知したときに、調整部４３が当該調整領域から制御パラメータに関する情報を取得してきてもよい。

【0035】

（第２の調整形態）
第２の調整形態では、調整部４３は、モータの構成情報に基づいて、サーボドライバ４に対応付けられたモータのための制御パラメータのうち、サーボ制御構造の位置制御部４０１、速度制御部４０２に設定する制御ゲインを取得するためのゲイン調整処理をサーボドライバ４に実行させる。当該ゲイン調整処理は、周知の技術を採用でき、例えば、各制御軸における周波数応答に基づいて制御ゲインを調整することができる。当該ゲイン調整処理のための制御プログラムは、サーボドライバ４に格納されており、各サーボドライバ４において実行が可能である。各制御軸でのゲイン調整処理が他の制御軸に影響を及ぼさないように、各制御軸で個別にゲイン調整処理を行ってもよく、別法として、装置での各制御軸の連携を踏まえて複数の制御軸で同時にゲイン調整処理を行ってもよい。そして、調整部４３は、その調整処理によって取得した制御ゲインを当該モータのサーボ制御構造に反映させる。

【0036】

第２の調整形態によれば、装置変更後に制御ゲインの調整処理を行うため、変更後の装置においてその時点での状況を好適に反映させた制御ゲインを用いてサーボ制御構造を調整することができる。装置によっては使用時間の経過とともに、装置内の摩擦・摩耗状況や剛性等が変化していき、それに伴って最適な制御ゲインも変動する可能性がある。そこで、このように装置変更に伴い調整部４３により制御ゲインの調整処理を実行し、それを反映してサーボ制御構造の調整を行うことで、変更後の装置の能力を最大化することができる。なお、ゲイン調整処理で算出されるのは一部の制御ゲインであるから、それ以外の制御パラメータについては必要に応じて上記の第１の調整形態により取得した制御パラメータを利用することができる。

【0037】

また、ゲイン調整処理は、最適な制御ゲインを取得できる一方で、その取得のためにはある程度の時間を要することになり、変更後の装置の速やかな制御開始を阻害するおそれがある。そこで、調整部４３が実行可能なゲイン調整処理には複数のパターンが存在し、ユーザは、ゲイン調整処理を実行する場合、いずれのパターンを実行させるかを選択することが可能となるように調整部４３を構成してもよい。そして、ユーザによるパターンの選択は、ＰＬＣ５で入力され、その入力結果が受付部４４によって受け付けられる。ゲイン調整処理のパターンとしては、その処理時間に違いが生じるように複数のパターンを設定することができ、例えば、制御軸の可動範囲のうち複数の位置で周波数応答を取得し最適な制御ゲインを取得するパターンや、制御軸の可動範囲のうち予め定められた１か所の位置のみで周波数応答を取得し制御ゲインを取得するパターン、ゲイン調整処理を行わないパターン等が例示できる。また、ゲイン調整処理は、全ての制御軸で行う必要はなく、ユーザが望む一部の制御軸のみで行うようにしてもよい。この場合、ゲイン調整処理のパターンに関する要求とともに、それが実行される制御軸に関する情報も各サーボドライバの受付部に渡される。

【0038】

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、調整部４３ａ、受付部４４ａ、記憶部４５ａ、駆動回路４７ａ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、通信部４１ｂ、サーボ制御部４２ｂ、調整部４３ｂ、受付部４４ｂ、記憶部４５ｂ、駆動回路４７ｂを有する。

【0039】

＜調整制御＞
ここで、図３に基づいて、サーボシステム１において実行される調整制御について説明する。当該調整制御は、図１に示すＰＬＣ５及びサーボドライバ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、本実施形態の説明においては、基本的には、これまでサーボシステム１には装置３０が接続されており、それを装置２０への接続に切り替えるケースを想定する。このケース以外について言及する場合には、その旨を明示する。したがって、変更前の対象装置は装置３０であり、変更後の対象装置は装置２０となる。

【0040】

先ず、Ｓ１０１では、サーボシステム１に対して新しい装置が接続されたか否か、すなわち、サーボシステム１によるサーボ制御の対象となる装置が変更されたか否かが判定される。当該判定処理は、検知部５２によって行われる。ここで、検知部５２による装置２０のモータの構成情報の取得について、図４に基づいて説明する。図４は、サーボシステム１に装置２０が接続された状態、すなわち、対象装置が、装置３０から装置２０に切り替えられた後の状態を示す。この状態では、サーボシステム１のサーボドライバ４、４ａ、４ｂには、それぞれモータ２１、２１ａ、２１ｂが対応付けられている。そして、モータ２１、２１ａ、２１ｂがそれぞれ有するエンコーダ２２、２２ａ、２２ｂは、エンコーダケーブル２２０、２２０ａ、２２０ｂで接続され、各モータからのフィードバック信号が、対応付けられたサーボドライバ４等のサーボ制御部４２等にフィードバックされている（信号のフィードバックの経路については、図示していない）。

【0041】

ここで、サーボドライバ４とモータ２１のエンコーダ２２とを接続するエンコーダケーブル２２０について説明する。エンコーダケーブル２２０のサーボドライバ４側の端子２２２には、モータ２１を識別するための識別情報を格納するメモリ２２１が設けられている。したがって、端子２２２がサーボドライバ４のコネクタ４５０に接続されると、サーボドライバ４が端子２２２を介してメモリ２２１内の識別情報にアクセスすることが可能になる。その結果、通信部４１を介して、メモリ内の識別情報が、ＰＬＣ５の検知部５２に集約される。サーボドライバ４ａ、４ｂとモータ２１ａ、２１ｂのエンコーダ２２ａ、２２ｂとをそれぞれ接続するエンコーダケーブル２２０ａ、２２０ｂも同様の構成を有しており、端子２２２ａ、２２２ｂがそれぞれサーボドライバ４ａ、４ｂのコネクタ４５０ａ、４５０ｂに接続されると、メモリ２２１ａ、２２１ｂに格納されているモータ２１ａ、２１ｂの識別情報が、通信部４１ａ、４１ｂを介してＰＬＣ５の検知部５２に集約される。

【0042】

この結果、検知部５２は、サーボシステム１に接続されているモータ群が、モータ２１、２１ａ、２１ｂであることを把握でき、過去にサーボシステム１に接続されたことのある装置が有するモータ群の情報であって、後述するＳ１０３の処理により作成される装置情報リストと比較することで、サーボシステム１により制御される装置が装置２０であることを把握することができる。これまで制御対象であった装置が装置３０であった場合には、その変化をもって検知部５２は、サーボシステム１に新しい装置が接続され直したと判定することができる。

【0043】

別法として、ユーザがＰＬＣ５においてサーボシステム１に新しい装置を接続する旨の入力を行ってもよい。この場合、ユーザの入力をもって検知部５２が、サーボシステム１に新しい装置が接続されたと判定することができる。また、ユーザの入力後に、検知部５２は、サーボドライバ４等に接続されているエンコーダケーブル２２０等のメモリ２２１等から各モータの識別情報を収集して、装置２０におけるモータの構成情報を取得する。

【0044】

Ｓ１０１で肯定判定されると処理はＳ１０２へ進み、否定判定されると調整制御は一旦、終了する。そして、Ｓ１０２では、サーボシステム１に新しく接続された装置が、最初の接続か否か、すなわち過去に接続された履歴が無いか否かが判定される。当該判定は、検知部５２によって、Ｓ１０３で作成される装置情報リストに基づいて行われる。Ｓ１０２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Ｓ１０４へ進む。

【0045】

Ｓ１０３では、サーボシステム１に対して初めて装置が接続された場合に、検知部５２による、その装置に搭載されたモータの情報を含む装置情報リストの生成と、各ドライバの記憶部４５等への、当該装置における当該モータのサーボ制御のための制御パラメータに関する情報の格納とを行う登録処理が実行される。前者の装置情報リストの生成については、上述したように検知部５２が集約した、装置におけるモータの構成情報を用いて、当該装置が未登録（装置情報リストが未作成）である場合に作成される。また、後者の制御パラメータに関する情報の格納については、当該装置の情報と関連付けた形で当該情報が記憶部４５等へ格納される。これにより、今後、対象装置の変更が行われた際に、変更後の対象装置に好適に対応するサーボ制御構造を形成するための準備が行われたことになる。なお、最初に格納される制御パラメータは、ユーザにより公知の方法で入力されてよく、また、最初の装置の立ち上げ時に行われるゲイン調整処理等の調整結果を反映させてもよい。Ｓ１０３の登録処理が終了すると、調整制御は一旦、終了する。このとき、登録処理とともにサーボシステム１のサーボドライバ４等には、初めて接続されている対象装置に対応するサーボ制御構造が形成されている。

【0046】

Ｓ１０２で否定判定されると、過去にサーボシステム１に接続されたことがある装置が対象装置となっていることを意味する。したがって、Ｓ１０４では、検知部５２が対象装置を特定する。本実施形態では、対象装置として装置２０が特定される。続いて、Ｓ１０５では、Ｓ１０４で特定された対象装置のモータの構成情報に基づいて、各サーボドライバにおいて対応付けられているモータの、対象装置におけるサーボ制御を実現するための制御パラメータが、記憶部４５等から読み出される。例えば、装置２０が対象装置である場合には、そのモータの構成はモータ２１、２１ａ、２１ｂであることが装置情報リストから理解できる。そこで、検知部５２からサーボドライバ４等の調整部４３等に対して、対応付けられたモータ２１等の制御パラメータに関する情報を、記憶部４５等から読み出すように指示が出され、それを調整部４３等が実行する。

【0047】

そして、Ｓ１０６では、上述したように変更された装置において、ゲイン調整処理を行うか否かの判定が行われる。当該判定は、受付部４４等が受け付けたユーザのゲイン調整処理のパターン要求に基づいて、調整部４３等により行われる。例えば、受付部４４等が受け付けるゲイン調整パターンには、制御軸の可動範囲における複数位置で周波数応答を取得し制御ゲインを算出するフル調整パターンと、当該可動範囲の一箇所で周波数応答を取得し制御ゲインを算出する簡易調整パターンと、ゲイン調整処理を行わないパターンの３つが含まれ、ユーザは何れかのパターンを選択する。ユーザによってフル調整パターンと簡易調整パターンの何れかが選択された場合にはＳ１０６では肯定判定され、それ以外のパターンが選択された場合にはＳ１０６では否定判定される。また、ユーザが一部の制御軸においてのみゲイン調整処理を行うことを望む場合は、その情報も受付部４４等に渡される。Ｓ１０６で肯定判定されると処理はＳ１０７へ進み、否定判定されると処理はＳ１０９へ進む。

【0048】

Ｓ１０７では、調整部４３等が、受付部４４等で受け付けたパターン要求に基づいて、上記の第２の調整形態で示したゲイン調整処理を実行する。この結果、調整部４３等は、各制御軸において又はユーザが要求した制御軸において、現時点で装置の状態に最も適した、サーボ制御構造のための制御ゲインを取得することができる。そして、続くＳ１０８では、Ｓ１０５で読み出した制御パラメータに含まれる制御ゲインを、新たに取得した制
御ゲインに更新する。このとき、記憶部４５等に格納されている制御パラメータに関する情報も更新される。

【0049】

そして、Ｓ１０９では、調整部４３等は、ゲイン調整処理を行った場合には調整後の制御ゲインが反映された制御パラメータを、ゲイン調整処理を行っていない場合には記憶部４５等から読み出した制御パラメータを、各制御軸のサーボドライバ４等に形成されるサーボ制御構造に設定する。これにより、サーボシステム１に接続する装置が変更された場合に、変更後の装置に対応したサーボ制御構造がサーボドライバ４等に好適に形成される。その結果、変更後の装置においても、可及的速やかに当該装置でサーボ制御を実行することが可能となる。

【0050】

ここで、上記の通り、対象装置が装置３０から装置２０に変更された場合には、サーボシステム１の制御軸の最大数３に対応する数のモータが各サーボドライバ４等に接続されるが、逆に、対象装置が装置２０から装置３０に変更された場合には、サーボシステム１の制御軸の最大数３より少ない数のモータ（２台のモータ）がサーボドライバ４、４ａに接続され、サーボドライバ４ｂについては接続されるモータが存在しないことになる。このような場合、サーボドライバ４ｂの調整部４３ｂは、検知部５２から、装置３０のモータの構成情報に基づいて装置３０においてはサーボドライバ４ｂに対応するモータは存在しない旨、すなわち、サーボドライバ４ｂは不要である旨の通知を受け、サーボ制御部４２ｂによるサーボ制御が行われないように調整される。

【0051】

＜変形例＞
本願開示のサーボシステム１の変形例について、図５に基づいて説明する。図５は、本変形例に係るサーボシステム１の概略構成を示す図である。図１に示す概略構成と図５に示す概略構成で相違する点は、本変形例では、対象装置の変更を検知する検知部がＰＬＣ５ではなく、サーボドライバ４に形成されている点と、サーボシステム１に含まれるサーボドライバ４、４ａ、４ｂが、ＰＬＣ５との通信線（すなわち、ＰＬＣ５の通信部５１と、サーボドライバ４等の通信部４１等との間の通信線）とは別の通信線で互いに通信可能に接続されている点である。後者に関連して、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、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、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。

【0052】

検知部４６は、機能的にはＰＬＣ５に形成される検知部５２と同じであり、サーボシステム１における対象装置が変更されたことを検知等する機能部である。検知部４６は、検知部５２が行う、対象装置におけるモータの構成情報の収集も行う。したがって、図４に示した、各モータの識別情報の収集については、サーボドライバ４においては、メモリ２２１に格納されているモータ２１の識別情報が検知部４６に渡され、メモリ２２１ａ、２２１ｂに格納されているモータ２１ａ、２１ｂの識別情報は、ドライバ間通信を介して、サーボドライバ４ａ、４ｂからサーボドライバ４に渡されて検知部４６が取得することになる。また、検知部４６からサーボドライバ４ａ、４ｂの調整部４３ａ、４３ｂに対する指令（Ｓ１０５の制御パラメータの読み出しや、Ｓ１０７のゲイン調整処理等に関する指令）もドライバ間通信を介して授受される。

【0053】

このように構成されるサーボシステム１においても、図３に示した調整制御は実行可能であることは理解できる。なお、検知部４６は、サーボシステム１に含まれる何れかのサーボドライバに配置されればよいが、好ましくは、変更後の対象装置におけるモータの数が最少の１台である場合に、接続されるサーボドライバが特定のサーボドライバに固定されている場合（例えば、サーボドライバ４）には、その固定されているサーボドライバ内
に検知部４６を配置するのが好ましい。また、対象装置が装置２０から装置３０に変更された場合のように、変更後の対象装置におけるモータの数が、サーボシステム１の制御軸の最大数３より少ない場合、接続されるモータが存在しないサーボドライバが生じることになる。このようなサーボドライバの調整部に対しては、検知部４６から、ドライバ間通信を介して、変更後の対象装置のモータの構成情報に基づいて対応するモータは存在しない旨、すなわち、当該サーボドライバは不要である旨の通知を受ける。これにより、接続されるモータが存在しないサーボドライバにおいては、サーボ制御が行われないように調整される。

【0054】

＜付記１＞
制御装置（５）と、一又は複数のサーボドライバ（４、４ａ、４ｂ）と、を含み、制御対象とする対象装置を変更可能とし、且つ、変更後の該対象装置が有する所定数のモータと該一又は複数のサーボドライバ（４、４ａ、４ｂ）の一部又は全部が対応付けられるサーボシステム（１）であって、
前記対象装置が変更されたことを検知する検知部（５２、４６）と、
前記検知部（５２、４６）により前記対象装置が変更されたことが検知されると、該変更後の対象装置が有する前記所定数のモータの構成情報に基づいて、前記一又は複数のサーボドライバ（４、４ａ、４ｂ）によって該所定数のモータのサーボ制御が可能となるように、該一又は複数のサーボドライバ（４、４ａ、４ｂ）のそれぞれにおける制御構造を調整する調整部（４３、４３ａ、４３ｂ）と、
を備える、サーボシステム。

【符号の説明】

【0055】

１ サーボシステム
２１、２１ａ、２１ｂ、３１、３１ａ モータ
５ ＰＬＣ
２０、３０ 装置
４２、４２ａ、４２ｂ サーボ制御部
４３、４３ａ、４３ｂ 調整部
４４、４４ａ、４４ｂ 受付部
４５、４５ａ、４５ｂ 記憶部
４６ 検知部
５２ 検知部
２２０、２２０ａ、２２０ｂ エンコーダケーブル
２２１、２２１ａ、２２１ｂ メモリ

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】