特開 2023-88149 同期運転装置

(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】P2023088149

(43)【公開日】2023-06-26

(54)【発明の名称】同期運転装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 5/52 20160101AFI20230619BHJP

【ＦＩ】

H02P5/52 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021202837

(22)【出願日】2021-12-14

(71)【出願人】

【識別番号】000003115

【氏名又は名称】東洋電機製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100161148

【弁理士】

【氏名又は名称】福尾 誠

(72)【発明者】

【氏名】大森 洋一

(72)【発明者】

【氏名】田中 康司

【テーマコード（参考）】

5H572

【Ｆターム（参考）】

5H572DD01

5H572EE01

5H572GG01

5H572GG02

5H572HC01

5H572HC07

5H572JJ03

5H572LL01

5H572LL07

5H572LL32

5H572LL33

(57)【要約】

【課題】高精度な位置センサを必要とせず、且つ絶対同期運転を実現する。
【解決手段】同期運転装置１は、電源投入直後から位置指令クリア指令が一旦オンしてからオフ直前まで０でその後１となるフラグＦｒを出力する指令完了フラグ演算器２４０と、位置センサ２１１、モータ原点センサ２２２、及び機械原点センサ２２３から、機械２０７の回転位置Ｃｎの初期値Ｃｎ０と、Ｃｎ０の出力時点に０から１に変化するフラグＦｏとを出力する初期位置検出器２２４と、位置指令クリア指令オン時に回転位置指令Ｐｎをクリアし、位置指令クリア指令オフ時に位置指令変化分ΔＰｎだけＰｎを更新する回転位置指令演算器２２９と、Ｆｏが１の状態にＣｎ０を初期値として位置センサ２１１の出力パルスを累積してＣｎ求める機械回転位置演算器２２５とを備え、モータ２０６をＦｒとＦｏとの積が０の時は所定速度指令で制御し積が１の時はＰｎにＣｎが追従するように制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のスレーブを備える同期運転装置であって、
前記スレーブはそれぞれ、機械と、該機械を駆動するモータと、前記モータの回転位置に応じて回転方向の極性付きのパルスを出力する位置センサと、前記モータの１回転中１箇所の所定位置を判断するパルスを出力するモータ原点センサと、前記機械の１回転中１箇所の所定位置を判断するパルスを出力する機械原点センサと、前記モータを制御する制御装置とを備え、マスターからの、位置指令クリア指令と、該位置指令クリア指令がオン時は０とし該位置指令クリア指令がオフ時は基準機械の基準速度指令を積分させた基準位置指令とを、所定周期毎に受信し、
前記制御装置は、
電源投入直後から前記位置指令クリア指令が一旦オンしてからオフ直前まで０でその後１となる指令完了フラグを出力する指令完了フラグ演算器と、
前記位置センサ、前記モータ原点センサ、及び前記機械原点センサから、前記機械の回転位置Ｃｎの初期値Ｃｎ０と、該初期値Ｃｎ０を出力する時点に０から１に変化する原点完了フラグとを出力する初期位置検出器と、
前記位置指令クリア指令がオン時には回転位置指令Ｐｎをクリアし、前記位置指令クリア指令がオフ時には前記基準位置指令の変化分ΔＰ０を用いて求められた位置指令変化分ΔＰｎだけ前記回転位置指令Ｐｎを更新する回転位置指令演算器と、
前記原点完了フラグが１の状態に前記Ｃｎ０を初期値として前記位置センサの出力パルスを累積することで前記機械の回転位置Ｃｎ求めて出力する機械回転位置演算器とを備え、
前記指令完了フラグと前記原点完了フラグとの積が０の時は所定速度指令で前記モータの回転速度を制御し、前記積が１の時は前記回転位置指令Ｐｎに前記機械の回転位置Ｃｎが追従するように前記モータを制御する、同期運転装置。

【請求項2】

複数のスレーブを備える同期運転装置であって、
前記スレーブはそれぞれ、機械と、該機械を駆動するモータと、前記モータの回転位置に応じて回転方向の極性付きのパルスを出力する位置センサと、前記モータの１回転中１箇所の所定位置を判断するパルスを出力するモータ原点センサと、前記機械の１回転中１箇所の所定位置を判断するパルスを出力する機械原点センサと、前記モータを制御する制御装置とを備え、マスターからの、位置指令クリア指令と、該位置指令クリア指令がオン時は０とし該位置指令クリア指令がオフ時は基準機械の基準速度指令を積分させた基準位置指令とを、所定周期毎に受信し、
前記制御装置は、
電源投入直後から前記位置指令クリア指令が一旦オンしてからオフ直前まで０でその後１となる指令完了フラグを出力する指令完了フラグ演算器と、
前記位置センサ、前記モータ原点センサ、及び前記機械原点センサから、前記機械の回転位置Ｃｎの初期値Ｃｎ０と、該初期値Ｃｎ０を出力する時点に０から１に変化する原点完了フラグとを出力する初期位置検出器と、
前記指令完了フラグを前記所定周期毎にサンプリングし、前記指令完了フラグが０の時は０とし、前記指令完了フラグが１の時は前記基準位置指令の前記所定周期間の変化分ΔＰ０を用いて求められた位置指令変化分ΔＰｎとした値ΔＰｎｘを出力する同期位置指令変化分演算器と、
前記原点完了フラグを前記所定周期毎にサンプリングし、前記原点完了フラグが０の時は０とし、前記原点完了フラグが１へ変化した時は前記回転位置Ｃｎとし、前記原点完了フラグが１の時は前記位置センサの前記所定周期間の出力パルス数ΔＣｎとした値ΔＣｎｘを出力する絶対機械回転位置変化分演算器と、
電源投入直後の位置偏差Ｐｉを０とし、前記基準位置指令を受信する毎に、前記位置偏差Ｐｉを、前記値ΔＰｎｘと前記値ΔＣｎｘの差ΔＰｉだけ更新し、
前記指令完了フラグと前記原点完了フラグとの積が０の時は所定速度指令で前記モータの回転速度を制御し、前記積が１の時は前記位置偏差Ｐｉが０となるように前記モータを制御する、同期運転装置。

【請求項3】

前記機械が前記モータによってギア比Ｄａ／Ｄｂの物理ギアで駆動される場合であって、
前記機械が前記基準機械とギア比Ｅａ／Ｅｂの仮想のギアで連結されているとして、前記位置センサの１回転当たりの出力パルス数をＰｍｎとし、前記基準位置指令が前記基準機械の１回転で０からＰｍ０－１の範囲の整数で変化するとして、（Ｄｂ＊Ｅａ＊Ｐｍｎ）／（Ｄａ＊Ｅｂ＊Ｐｍ０）の既約分数を総合ギア比Ａｎ／Ｂｎと定義して、前記位置指令変化分ΔＰｎは、前記変化分ΔＰ０を用いて
ΔＰｎ＝（Ａｎ＊ΔＰ０＋Ｆ）／Ｂｎ
で求められ、
前記Ｆは前回のΔＰｎを得る際の除算での余りである、請求項１又は２に記載の同期運転装置。

【請求項4】

前記機械が前記モータによってギア比Ｄａ／Ｄｂの物理ギアで駆動される場合であって、
前記初期位置検出器は、
前記ギア比Ｄａ／Ｄｂが１未満の場合は前記機械原点センサのパルス出力時から前記モータ原点センサのパルス出力までの間の前記位置センサの出力パルス数を計測することで前記回転位置Ｃｎの初期値を設定し、
前記ギア比Ｄａ／Ｄｂが１超過の場合は前記モータ原点センサのパルス出力時から前記機械原点センサのパルス出力までの間の前記位置センサの出力パルス数を計測することで前記回転位置Ｃｎの初期値を設定し、
前記ギア比Ｄａ／Ｄｂが１の場合は、前記モータ原点センサのパルス出力時点によって前記回転位置Ｃｎの初期値を設定する、請求項１から３のいずれか一項に記載の同期運転装置。

【請求項5】

前記基準位置指令を受信するタイミングを入力して、ＰＬＬ処理により前記タイミングの平均的時点と前記タイミングとの差であるばらつき時間を求め、該ばらつき時間に応じて位置指令補正値を求め、該位置指令補正値で前記回転位置指令Ｐｎを補正する請求項１に記載の同期運転装置。

【請求項6】

前記基準位置指令を受信するタイミングを入力して、ＰＬＬ処理により前記タイミングの平均的時点と前記タイミングとの差であるばらつき時間を求め、該ばらつき時間に応じて位置指令補正値を求め、該位置指令補正値で前記位置偏差Ｐｉを補正する請求項２に記載の同期運転装置。

【請求項7】

前記スレーブは、前記位置指令クリア指令がオンの時は位置指令クリア中信号をセットして前記マスターに送信し、前記位置指令クリア指令がオフから所定時間経過後に前記位置指令クリア中信号をクリアして前記マスターに送信し、
前記マスターは、全てのスレーブからのセットされた前記位置指令クリア中信号を受信するまで前記位置指令クリア指令のオンを継続するようにし、
前記マスターは、前記位置指令クリア指令のオン時間が所定値を超えた場合、又は前記位置指令クリア指令のオンを送信していないにも係わらずセットされた前記位置指令クリア中信号を受信した場合に異常と判断する、請求項１又は２に記載の同期運転装置。

【請求項8】

前記初期位置検出器は、前記モータ原点センサ又は前記機械原点センサの出力パルスが矩形波の場合に、該矩形波の立上り又は立下りエッジからその逆のエッジまでの間の前記位置センサの出力パルス数を計測し、計測値が所定範囲内の場合に前記モータ原点センサ又は前記機械原点センサの出力パルスが有効と判断する、請求項２又は４に記載の同期運転装置。

【請求項9】

前記各スレーブは、前記マスターから受信した基準速度指令に基づいて前記モータを駆動した状態とし、
前記マスターは、前記位置指令クリア指令がオン状態で、前記スレーブの中の所定の１つのスレーブから、前記回転位置指令Ｐｎと前記回転位置Ｃｎとの差を位置偏差として受信し、該位置偏差の絶対値が最小になるタイミングで前記位置指令クリア指令をオフする、請求項１に記載の同期運転装置。

【請求項10】

前記各スレーブは、前記マスターから受信した基準速度指令に基づいて前記モータを駆動した状態とし、
前記マスターは、前記位置指令クリア指令がオン状態で、前記スレーブの中の所定の１つのスレーブから、前記位置偏差Ｐｉを受信し、該位置偏差Ｐｉの絶対値が最小になるタイミングで前記位置指令クリア指令をオフする、請求項２に記載の同期運転装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物理的には繋がっていない複数の機械を同期させて運転する同期運転装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、複数のモータにより駆動されるそれぞれの機械の回転速度や回転位置を、相互に精度良く同期させて運転する同期運転装置が知られている。

【0003】

図４に、特許文献１に示される従来の同期運転装置を示す。スレーブ２は、モータ２０６によってギア２０８を介して駆動される機械２０７と、マスター１からの基準速度指令をギア２０８のギア比の逆数倍して出力する速度指令変換器２０１と、マスター１からの基準位置指令と位置センサ２１０出力の回転位置との偏差を増幅して出力する位置制御器２０２と、速度指令変換器２０１の出力と位置制御器２０２の出力を加算する加算器２０３と、加算器２０３の出力を速度指令に速度センサ２０９出力の回転速度が追従するようなトルク指令を出力する速度制御器２０４と、速度制御器２０４の出力トルクにモータ２０６の出力トルクが追従するようにモータ２０６を制御するトルク制御器２０５と、を備える。モータ２０６にはモータ２０６の回転速度を検出する速度センサ２０９が付属し、機械２０７には機械２０７の回転位置を検出する位置センサ２１０が付属している。以上の構成により、マスター１からの基準位置指令どおりに機械２０７の回転位置を制御することができる。

【0004】

スレーブ３は、図示されていないがスレーブ２と同じ構成であり、モータ３０６、ギア３０８、機械３０７、速度センサ３０９、位置センサ３１０、速度指令変換器３０１、位置制御器３０２、加算器３０３、速度制御器３０４、トルク制御器３０５で構成されている。スレーブ３のギア３０８はスレーブ２のギア２０８と異なるギア比としても、速度指令変換器３０１においてマスター１からの基準速度指令をギア３０８のギア比の逆数倍して出力することで、スレーブ２の機械２０７の回転位置とスレーブ３の機械３０７の回転位置を同じにすることができる。

【0005】

図５に、特許文献２に示される従来の同期運転装置を示す。スレーブ４は、モータ２０６、位置センサ２１１と、ギア２０８と、機械２０７と、速度変換器２１９と、位置変化分検出器２１４，２２０と、総合ドロー比設定器２１８と、乗算器２１２，２１３と、加減算器２１５と、累積器２１６と、増幅器２１７と、加算器２０３と、速度制御器２０４と、トルク制御器２０５と、を備える。

【0006】

乗算器２１２は、マスター１からの基準速度指令と総合ドロー比設定器２１８出力との積を求めてモータ２０６の回転速度相当の指令として出力する。位置変化分検出器２１４は、マスター１からの基準位置指令の所定周期Ｔｓ間の変化分ΔＰ０を出力する。ΔＰ０は、乗算器２１３で総合ドロー比設定器２１８出力倍されてモータ２０６のＴｓ間の回転位置変化分相当となる。一方、位置変化分検出器２２０は、モータ２０６の回転位置を検出する位置センサ２１１の出力を入力してモータ２０６のＴｓ間の回転位置変化分ΔＣｎを出力する。加減算器２１５は、乗算器２１３出力の位置変化分の指令相当から位置変化分検出器２２０出力のモータ位置変化分を減算することで位置変化分の偏差を求める。それは、累積器２１６に入力されて累積されることで位置偏差相当となり増幅器２１７を介して位置偏差を抑制するための速度指令となって、加算器２０３で乗算器２１２出力と加算することで、モータ２０６の速度指令となる。速度変換器２１９は、位置センサ２１１の出力を入力して微分演算処理を行ってモータ２０６の回転速度を出力する。速度制御器２０４は、加算器２０３出力の速度指令と速度変換器２１９出力との偏差を増幅してトルク指令として出力する。トルク制御器２０５はモータ２０６の出力トルクが速度制御器２０４出力のトルク指令どおりとなるようにモータ２０６を制御する。以上の構成で、モータ２０６の回転速度をマスター１からの基準速度指令に総合ドロー比設定器２１８出力の総合ドロー比を乗じた値にすることができ、機械２０７の回転速度をギア２０８のギア比倍したものとすることができる。

【0007】

スレーブ５は、図示されていないがスレーブ４と同じ構成であり、モータ５０６と、位置センサ５１１と、ギア５０８と、機械５０７と、速度変換器５１９と、位置変化分検出器５２０，５１４と、総合ドロー比設定器５１８と、乗算器５１２，５１３と、加減算器５１５と、累積器５１６と、増幅器５１７と、加算器５０３と、速度制御器５０４と、トルク制御器５０５と、を備える。例えば、スレーブ４の総合ドロー比設定器２１８出力をギア２０８にギア比の逆数とし、スレーブ５の総合ドロー比設定器５１８出力をギア５０８にギア比の逆数とすれば、ギア２０８とギア５０８のギア比が異なっても機械２０７と機械５０７の回転速度を同じにすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００６－２５４５２５号公報

【特許文献2】特開２０１９－１６５５２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかし、特許文献１に開示された同期運転装置によれば、モータと機械との物理ギアのギア比として任意の値を選択することができるが、機械に高精度な位置センサが必要となる。また、特許文献２において累積器２１６の初期値について示されていない。累積器２１６や累積器５１６の初期値が正しく設定されていないと、機械２０７と機械５０７の回転位置関係を所定値に固定できる絶対同期運転が実現できないことになる。

【0010】

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、高精度な位置センサを必要とせず、且つ絶対同期運転を実現可能な同期運転装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するため、一実施形態に係る同期運転装置は、複数のスレーブを備える同期運転装置であって、前記スレーブはそれぞれ、機械と、該機械を駆動するモータと、前記モータの回転位置に応じて回転方向の極性付きのパルスを出力する位置センサと、前記モータの１回転中１箇所の所定位置を判断するパルスを出力するモータ原点センサと、前記機械の１回転中１箇所の所定位置を判断するパルスを出力する機械原点センサと、前記モータを制御する制御装置とを備え、マスターからの、位置指令クリア指令と、該位置指令クリア指令がオン時は０とし該位置指令クリア指令がオフ時は基準機械の基準速度指令を積分させた基準位置指令とを、所定周期毎に受信し、前記制御装置は、電源投入直後から前記位置指令クリア指令が一旦オンしてからオフ直前まで０でその後１となる指令完了フラグを出力する指令完了フラグ演算器と、前記位置センサ、前記モータ原点センサ、及び前記機械原点センサから、前記機械の回転位置Ｃｎの初期値Ｃｎ０と、該初期値Ｃｎ０を出力する時点に０から１に変化する原点完了フラグとを出力する初期位置検出器と、前記位置指令クリア指令がオン時には回転位置指令Ｐｎをクリアし、前記位置指令クリア指令がオフ時には前記基準位置指令の変化分ΔＰ０を用いて求められた位置指令変化分ΔＰｎだけ前記回転位置指令Ｐｎを更新する回転位置指令演算器と、前記原点完了フラグが１の状態に前記Ｃｎ０を初期値として前記位置センサの出力パルスを累積することで前記機械の回転位置Ｃｎ求めて出力する機械回転位置演算器とを備え、前記指令完了フラグと前記原点完了フラグとの積が０の時は所定速度指令で前記モータの回転速度を制御し、前記積が１の時は前記回転位置指令Ｐｎに前記機械の回転位置Ｃｎが追従するように前記モータを制御する。

【0012】

また、上記課題を解決するため、一実施形態に係る同期運転装置は、複数のスレーブを備える同期運転装置であって、前記スレーブはそれぞれ、機械と、該機械を駆動するモータと、前記モータの回転位置に応じて回転方向の極性付きのパルスを出力する位置センサと、前記モータの１回転中１箇所の所定位置を判断するパルスを出力するモータ原点センサと、前記機械の１回転中１箇所の所定位置を判断するパルスを出力する機械原点センサと、前記モータを制御する制御装置とを備え、マスターからの、位置指令クリア指令と、該位置指令クリア指令がオン時は０とし該位置指令クリア指令がオフ時は基準機械の基準速度指令を積分させた基準位置指令とを、所定周期毎に受信し、前記制御装置は、電源投入直後から前記位置指令クリア指令が一旦オンしてからオフ直前まで０でその後１となる指令完了フラグを出力する指令完了フラグ演算器と、前記位置センサ、前記モータ原点センサ、及び前記機械原点センサから、前記機械の回転位置Ｃｎの初期値Ｃｎ０と、該初期値Ｃｎ０を出力する時点に０から１に変化する原点完了フラグとを出力する初期位置検出器と、前記指令完了フラグを前記所定周期毎にサンプリングし、前記指令完了フラグが０の時は０とし、前記指令完了フラグが１の時は前記基準位置指令の前記所定周期間の変化分ΔＰ０を用いて求められた位置指令変化分ΔＰｎとした値ΔＰｎｘを出力する同期位置指令変化分演算器と、前記原点完了フラグを前記所定周期毎にサンプリングし、前記原点完了フラグが０の時は０とし、前記原点完了フラグが１へ変化した時は前記回転位置Ｃｎとし、前記原点完了フラグが１の時は前記位置センサの前記所定周期間の出力パルス数ΔＣｎとした値ΔＣｎｘを出力する絶対機械回転位置変化分演算器と、電源投入直後の位置偏差Ｐｉを０とし、前記基準位置指令を受信する毎に、前記位置偏差Ｐｉを、前記値ΔＰｎｘと前記値ΔＣｎｘの差ΔＰｉだけ更新し、前記指令完了フラグと前記原点完了フラグとの積が０の時は所定速度指令で前記モータの回転速度を制御し、前記積が１の時は前記位置偏差Ｐｉが０となるように前記モータを制御する。

【0013】

さらに、一実施形態において、前記機械が前記モータによってギア比Ｄａ／Ｄｂの物理ギアで駆動される場合であって、前記機械が前記基準機械とギア比Ｅａ／Ｅｂの仮想のギアで連結されているとして、前記位置センサの１回転当たりの出力パルス数をＰｍｎとし、前記基準位置指令が前記基準機械の１回転で０からＰｍ０－１の範囲の整数で変化するとして、（Ｄｂ＊Ｅａ＊Ｐｍｎ）／（Ｄａ＊Ｅｂ＊Ｐｍ０）の既約分数を総合ギア比Ａｎ／Ｂｎと定義して、前記位置指令変化分ΔＰｎは、前記変化分ΔＰ０を用いて
ΔＰｎ＝（Ａｎ＊ΔＰ０＋Ｆ）／Ｂｎ
で求められ、前記Ｆは前回のΔＰｎを得る際の除算での余りとしてもよい。

【0014】

さらに、一実施形態において、前記機械が前記モータによってギア比Ｄａ／Ｄｂの物理ギアで駆動される場合であって、前記初期位置検出器は、前記ギア比Ｄａ／Ｄｂが１未満の場合は前記機械原点センサのパルス出力時から前記モータ原点センサのパルス出力までの間の前記位置センサの出力パルス数を計測することで前記回転位置Ｃｎの初期値を設定し、前記ギア比Ｄａ／Ｄｂが１超過の場合は前記モータ原点センサのパルス出力時から前記機械原点センサのパルス出力までの間の前記位置センサの出力パルス数を計測することで前記回転位置Ｃｎの初期値を設定し、前記ギア比Ｄａ／Ｄｂが１の場合は、前記モータ原点センサのパルス出力時点によって前記回転位置Ｃｎの初期値を設定してもよい。

【0015】

さらに、一実施形態において、前記基準位置指令を受信するタイミングを入力して、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）処理により前記タイミングの平均的時点と前記タイミングとの差であるばらつき時間を求め、該ばらつき時間に応じて位置指令補正値を求め、該位置指令補正値で前記回転位置指令Ｐｎを補正してもよい。

【0016】

さらに、一実施形態において、前記基準位置指令を受信するタイミングを入力して、ＰＬＬ処理により前記タイミングの平均的時点と前記タイミングとの差であるばらつき時間を求め、該ばらつき時間に応じて位置指令補正値を求め、該位置指令補正値で前記位置偏差Ｐｉを補正してもよい。

【0017】

さらに、一実施形態において、前記スレーブは、前記位置指令クリア指令がオンの時は位置指令クリア中信号をセットして前記マスターに送信し、前記位置指令クリア指令がオフから所定時間経過後に前記位置指令クリア中信号をクリアして前記マスターに送信し、前記マスターは、全てのスレーブからのセットされた前記位置指令クリア中信号を受信するまで前記位置指令クリア指令のオンを継続するようにし、前記マスターは、前記位置指令クリア指令のオン時間が所定値を超えた場合、又は前記位置指令クリア指令のオンを送信していないにも係わらずセットされた前記位置指令クリア中信号を受信した場合に異常と判断してもよい。

【0018】

さらに、一実施形態において、前記初期位置検出器は、前記モータ原点センサ又は前記機械原点センサの出力パルスが矩形波の場合に、該矩形波の立上り又は立下りエッジからその逆のエッジまでの間の前記位置センサの出力パルス数を計測し、計測値が所定範囲内の場合に前記モータ原点センサ又は前記機械原点センサの出力パルスが有効と判断してもよい。

【0019】

さらに、一実施形態において、前記各スレーブは、前記マスターから受信した基準速度指令に基づいて前記モータを駆動した状態とし、前記マスターは、前記位置指令クリア指令がオン状態で、前記スレーブの中の所定の１つのスレーブから、前記回転位置指令Ｐｎと前記回転位置Ｃｎとの差を位置偏差として受信し、該位置偏差の絶対値が最小になるタイミングで前記位置指令クリア指令をオフしてもよい。

【0020】

さらに、一実施形態において、前記各スレーブは、前記マスターから受信した基準速度指令に基づいて前記モータを駆動した状態とし、前記マスターは、前記位置指令クリア指令がオン状態で、前記スレーブの中の所定の１つのスレーブから、前記位置偏差Ｐｉを受信し、該位置偏差Ｐｉの絶対値が最小になるタイミングで前記位置指令クリア指令をオフしてもよい。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、高精度な位置センサを必要とせず、且つ絶対同期運転を実現可能な同期運転装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る同期運転装置の構成例を示すブロック図である。

【図2】インクリメンタルエンコーダの出力信号の波形例を示す図である。

【図3】本発明の第２の実施形態に係る同期運転装置の構成例を示すブロック図である。

【図4】従来の同期運転装置の第１の構成例を示すブロック図である。

【図5】従来の同期運転装置の第２の構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0024】

（第１の実施形態）
図１に基づいて、本発明の第１の実施形態に係る同期運転装置１０について説明する。同期運転装置１０は、複数のスレーブを備える。スレーブは３台以上であってもよいが、ここではスレーブ６０とスレーブ６１の２台のスレーブ構成について示しており、図示していないがスレーブ６１の内部構成はスレーブ６０と同じとする。スレーブ６０は、モータ２０６によってギア２０８を介して駆動される機械２０７を備える。機械２０７には、機械２０７の１回転中１箇所の所定位置を判断するパルスを出力する機械原点センサ２２３が付いている。

【0025】

モータ２０６には、モータ２０６の回転位置に応じて回転方向の極性付きのパルスを出力する位置センサ２１１と、モータ２０６の１回転中１箇所の所定位置を判断するパルスを出力するモータ原点センサ２２２が付いている。位置センサ２１１とモータ原点センサ２２２は、回転位置に応じて矩形波状で位相が９０度ずれたＡ信号及びＢ信号と、１回転に１回の矩形波状のＺ信号とを出力するインクリメンタルエンコーダであってもよい。

【0026】

図２は、上述したインクリメンタルエンコーダの出力波形例を示す図である。位置センサ２１１のパルスが出力は、図２のＡ信号およびＢ信号の立上りや立下りのエッジと等価となる。

【0027】

マスター１とスレーブ６０，６１とは、通信ケーブル２３４により、例えばＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）のような高速で同期性のあるフィールドネットワークによる通信で、情報のやりとりを行う。

【0028】

マスター１は、所定周期毎に、基準機械の基準速度指令と、位置指令クリア指令と、基準位置指令とを複数のスレーブ６０，６１に同時に送信する。基準位置指令は、位置指令クリア指令がオン時は０とし、該位置指令クリア指令がオフ時はマスター１から送信される基準速度指令を積分させたものとする。

【0029】

モータ２０６を制御する制御装置３０は、速度制御器２０４と、トルク制御器２０５と、速度変換器２１９と、位置変化分検出器２２０，２３２と、初期位置検出器２２４と、機械回転位置演算器２２５と、加算器２２６，２５０と、位置制御器２２７と、加減算器２２８と、回転位置指令演算器２２９と、位置指令変化分演算器２３０と、送受信処理器２３３と、乗算器２３６，２３７，２５１と、指令完了フラグ演算器２４０と、ＰＬＬ２５２と、速度指令変換器２６１と、を備える。

【0030】

送受信処理器２３３は、マスター１から所定周期毎に、基準機械の基準速度指令と、位置指令クリア指令と、基準位置指令とを受信し、位置偏差Ｐｉをマスター１へ送信する。ここで、「基準機械」とは、基準となる仮想の機械であるが、複数のスレーブのうちの基準とする機械であってもよい。スレーブ６１に装備されている送受信処理器においても、送受信処理器２３３と同じタイミングでマスター１から、基準速度指令と、位置指令クリア指令と、基準位置指令とを受信する。

【0031】

位置変化分検出器２３２は、送受信処理器２３３出力の基準位置指令の変化分ΔＰ０を位置指令変化分演算器２３０に出力する。

【0032】

位置指令変化分演算器２３０は、位置指令変化分ΔＰｎを求め、回転位置指令演算器２２９に出力する。具体的には、ギア２０８のモータ２０６側の歯数をＤａとし機械２０７側の歯数をＤｂとし、基準機械と機械２０７が仮想ギアで連結されていると仮定した際の該仮想ギアの基準機械側の歯数をＥａとし機械２０７側の歯数をＥｂとし、基準位置指令が基準機械の１回転で０からＰｍ０－１の範囲の整数で変化するとして、位置センサ２１１の１回転当たりの出力パルス数をＰｍｎとして、（Ｄｂ＊Ｅａ＊Ｐｍｎ）／（Ｄａ＊Ｅｂ＊Ｐｍ０）の既約分数を総合ギア比Ａｎ／Ｂｎと定義すると、位置指令変化分ΔＰｎを
ΔＰｎ＝（Ａｎ＊ΔＰ０＋Ｆ）／Ｂｎ （１）
で求める。ここで（１）式の変数は全て整数値であり、Ｆは前回のΔＰｎを得る際のＢｎによる除算での余りである。よって次回の演算用に
Ａｎ＊ΔＰ０＋Ｆ－ΔＰｎ＊Ｂｎ （２）
で余りＦを更新する必要がある。これにより、位置指令変化分ΔＰｎを累積誤差無しで求めることが可能となる。

【0033】

回転位置指令演算器２２９は、回転位置指令Ｐｎを求め、加減算器２２８に出力する。回転位置指令Ｐｎは、送受信処理器２３３出力の位置指令クリア指令がオン時には０とし（クリアし）、位置指令クリア指令がオフ時には位置指令変化分演算器２３０出力の位置指令変化分ΔＰｎを累積（ΔＰｎだけＰｎを更新）したものとする。回転位置指令Ｐｎは、機械２０７が１回転すると０～Ｐｍｎ＊Ｄｂ／Ｄａ－１の間で変化することになるが、Ｐｍｎ＊Ｄｂ／Ｄａが整数になるとは限らないので、回転位置指令Ｐｎは機械２０７が歯数Ｄａ回転で０～Ｐｍｎ＊Ｄｂ－１の範囲で変化するとする。この処理は全てのスレーブにおいて同時に実行されるので、各スレーブの回転位置指令は絶対同期して変化することになる。

【0034】

速度指令変換器２６１は、基準速度指令に（Ｄｂ＊Ｅａ）／（Ｄａ＊Ｅｂ）を乗じることで、基準機械に仮想ギアで仮想に連結された機械２０７をギア２０８で駆動するモータ２０６の速度指令であるモータ基準速度指令を求めて、乗算器２５１と加算器２２６へ出力する。

【0035】

機械原点センサ２２３は、機械２０７の１回転中１箇所の所定位置を判断するパルスを初期位置検出器２２４に出力する。

【0036】

初期位置検出器２２４は、ギア２０８のギア比Ｄａ／Ｄｂが１未満の場合に機械原点センサ２２３のパルス出力時からモータ原点センサ２２２のパルス出力までの間の位置センサ２１１の出力パルス数を計測することで機械２０７の回転位置Ｃｎの初期値Ｃｎ０を設定し、機械回転位置演算器２２５に出力する。例えば歯数Ｄａ＝３、歯数Ｄｂ＝５の場合、機械原点センサ２２３のパルス出力時からモータ原点センサ２２２のパルス出力までの間の位置センサ２１１の出力パルス数には、３つの異なった値が存在する。予めそれら３つの値が分かっているならば、機械原点センサ２２３の低い応答性や機械振動などで機械原点センサ２２３の精度の再現性が低い場合でも、機械原点センサ２２３のパルス出力時からモータ原点センサ２２２のパルス出力までの間の位置センサ２１１の出力パルス数を計測した結果と予め分かっている３つの値とを比較して最も近いものを選択して使用することで、正確な機械原点センサ２２３の出力位置を求めることができる。その結果、機械２０７の正しい回転位置Ｃｎを初期値Ｃｎ０として得ることができる。

【0037】

同様な考え方で、ギア比Ｄａ／Ｄｂが１超過の場合は、モータ原点センサ２２２のパルス出力時から機械原点センサ２２３のパルス出力までの間の位置センサ２１１の出力パルス数を計測することで、回転位置Ｃｎの初期値Ｃｎ０を設定できる。また、ギア比Ｄａ／Ｄｂが１の場合は、モータ原点センサ２２２のパルス出力時点によって回転位置Ｃｎの初期値Ｃｎ０を設定する。

【0038】

また、初期位置検出器２２４は、電源投入後初めて初期値Ｃｎ０を得るまで０でその後１となる原点完了フラグＦｏを乗算器２３６に出力する。

【0039】

位置変化分検出器２２０は、モータ２０６の回転位置を検出する位置センサ２１１の出力パルスを入力して、モータ２０６の回転位置変化分ΔＣｎを機械回転位置演算器２２５に出力する。

【0040】

機械回転位置演算器２２５は、Ｃｎ０を初期値として、位置変化分検出器２２０による位置センサ２１１出力の変化量ΔＣｎを累積することで、機械２０７の回転位置Ｃｎを求め、加減算器２２８に出力する。ここで回転位置Ｃｎは、回転位置指令Ｐｎと同様に、機械２０７がＤａ回転で０～Ｐｍｎ＊Ｄｂ－１の範囲で変化する。加減算器２２８は、回転位置指令Ｐｎと回転位置Ｃｎとの差を位置偏差Ｐｉとして求め、送受信処理器２３３及び加算器２５０に出力する。

【0041】

ＰＬＬ２５２は、送受信処理器２３３がマスター１より基準位置指令を受信したタイミングを入力して、ＰＬＬ処理により該タイミングと該タイミングの平均的時点との差である処理ばらつき時間Δｔを求め、乗算器２５１に出力する。

【0042】

乗算器２５１は、処理ばらつき時間Δｔと、速度指令変換器２６１が出力する基準速度指令とを乗算し、処理ばらつき時間Δｔ相当の位置指令補正値Ｐｈｎを得る。

【0043】

加算器２５０は、加減算器２２８で得られた位置偏差Ｐｉを位置指令補正値Ｐｈｎだけ補正することで、機械回転位置演算器２２５出力の回転位置Ｃｎを得たタイミングと同じタイミングでの位置偏差を得ることができる。

【0044】

指令完了フラグ演算器２４０は、位置指令クリア指令を入力し、電源投入直後から位置指令クリア指令が一旦オンしてからオフ直前まで０でその後１となる指令完了フラグＦｒを出力する。

【0045】

位置制御器２２７は、位置偏差を増幅して速度指令補正値として乗算器２３７に出力する。

【0046】

乗算器２３６，２３７及び加算器２２６は、指令完了フラグＦｒと原点完了フラグＦｏとが共に１であるときだけ位置制御器２２７の出力を速度指令変換器２６１出力のモータ基準速度指令に加算して速度制御器２０４に入力する。

【0047】

速度変換器２１９は、位置センサ２１１の出力を入力して微分演算処理を行ってモータ２０６の回転速度を出力する。

【0048】

速度制御器２０４は、加算器２２６出力の速度指令と速度変換器２１９出力との偏差を増幅してトルク指令として出力する。

【0049】

トルク制御器２０５は、モータ２０６の出力トルクが速度制御器２０４の出力トルク指令どおりとなるようにモータ２０６を制御する。

【0050】

上述した指令完了フラグ演算器２４０と、位置制御器２２７と、乗算器２３６，２３７と、加算器２２６と、速度変換器２１９と、速度制御器２０４と、トルク制御器２０５とにより、指令完了フラグＦｒと原点完了フラグＦｏが共に１になるまでは、速度指令変換器２６１出力のモータ基準速度指令による速度制御のみとなるが、指令完了フラグＦｒと原点完了フラグＦｏが共に１となった後は、位置偏差Ｐｉが０となるように動作する。すなわち、指令完了フラグＦｒと原点完了フラグＦｏとの積が０の時は速度指令変換器２６１出力のモータ基準速度指令でモータ２０６の回転速度を制御し、積が１の時は回転位置指令Ｐｎに機械２０７の回転位置Ｃｎが追従するようにモータ２０６を制御する。

【0051】

上述した式（１）の導出について、以下に説明する。基準位置指令がΔＰ０だけ変化することは、基準機械がΔＰ０／Ｐｍ０回転したことになる。基準機械と機械２０７との間にはギア比Ｅａ／Ｅｂの仮想ギアで連結されていると仮定しているので、基準位置指令がΔＰ０だけ変化することは機械２０７が(Ｅａ／Ｅｂ)＊(ΔＰ０／Ｐｍ０)だけ回転することになる。モータ２０６はギア比Ｄａ／Ｄｂのギア２０８で機械２０７と連結されているので、基準位置指令がΔＰ０だけ変化することはモータ２０６がＤｂ／Ｄａ＊Ｅａ／Ｅｂ＊ΔＰ０／Ｐｍ０だけ回転することになる。１回転当たりＰｍｎのパルスを出力する位置センサ２１１の位置指令変化分ΔＰｎとの関係は、
ΔＰｎ／Ｐｍｎ＝(Ｄｂ／Ｄａ)＊(Ｅａ／Ｅｂ)＊(ΔＰ０／Ｐｍ０) （３）
となることから、
ΔＰｎ＝Ａｎ＊ΔＰ０／Ｂｎ （４）
となる。式（４）のＢｎによる除算が割り切れない場合は、誤差が累積されてしまうので、式（１）のように除算の余りを次回の計算に繰り越すようにしている。

【0052】

初期位置検出器２２４は、モータ原点センサ２２２又は機械原点センサ２２３の出力波形が図２のＺ信号のように矩形波の場合、該波形の立上りエッジ又は立下りエッジから逆のエッジまでの期間の位置センサ２１１の出力パルス数を計測し、所定範囲内か否かでモータ原点センサ２２２又は機械原点センサ２２３が有効か否かを判別する（所定範囲内の場合に出力パルスが有効と判断する）。例えば図２の場合は、Ｚ信号の立下りエッジから立上りエッジまでの期間に位置センサ２１１の出力パルス相当のＡ信号やＢ信号のエッジの回数が４となっている。つまり、Ｚ信号の立下りエッジから立上りエッジまでの期間の位置センサ２１１の出力パルス相当総数が４以外の場合は無効のＺ信号と判断して無視することとし、４の場合は有効と判断して例えばＺ信号の立下りエッジポイントをモータ原点センサ２２２や機械原点センサ２２３の出力パルスポイントとする。このようにすることで、モータ原点センサ２２２や機械原点センサ２２３の出力の誤検知を抑制することができ、モータ原点センサ２２２や機械原点センサ２２３の出力にノイズが混入して正常な同期運転ができなくなるという問題の発生を抑制することが可能となる。

【0053】

同期運転される各スレーブの機械の回転位置は回転位置指令Ｐｎとの位置偏差が０になるように制御されるので、位置制御開始時点において該位置偏差が非常に大きい機械は回転速度を大きく変化させて位置偏差を最小化するように動作する。よって、回転速度を大きく変化させることで不具合が発生する機械の同期運転は困難となる。そのため、さらに以下の処理を行ってもよい。

【0054】

マスター１が、位置指令クリア指令オンと基準速度指令を送信し、各スレーブからの位置偏差を受信している状態において、各スレーブはＰｎ＝０で位置制御を止めて基準速度指令に基づいて各スレーブのモータ２０６を駆動した状態となっている。この状態で、例えばスレーブ６０から受信した位置偏差の絶対値が最小になるタイミングで位置指令クリア指令をオフする。そうすると、スレーブ６０は位置偏差が最小になった時点で位置制御を開始することになるので、位置制御による速度補正が小さくて済み、位置制御に移行する際の過渡状態を最小に抑制することが可能となる。

【0055】

マスター１からの位置指令クリア指令を全てのスレーブ６０，６１が正常に受信できない場合は、正常な同期運転ができなくなる。そのため、さらに以下の処理を行ってもよい。スレーブ６０，６１は、位置指令クリア指令がオンの時は位置指令クリア中信号をセットしてマスター１に送信し、位置指令クリア指令がオフから所定時間経過後に位置指令クリア中信号をクリアしてマスター１に送信する。マスター１は、全てのスレーブからのセットされた位置指令クリア中信号を受信するまで位置指令クリア指令のオンを継続して送信する。マスター１は、位置指令クリア指令のオン時間が所定値を超えた場合、又は位置指令クリア指令のオンを送信していないにも係わらずセットされた位置指令クリア中信号を受信した場合に異常と判断する。

【0056】

（第２の実施形態）
次に、図３に基づいて、本発明の第２の実施形態に係る同期運転装置１１について説明する。同期運転装置１１は、複数のスレーブを備える。スレーブは３台以上であってもよいが、ここではスレーブ７０とスレーブ７１の２台のスレーブ構成について示しており、図示していないがスレーブ７１の内部構成はスレーブ７０と同じとする。

【0057】

モータ２０６を制御する制御装置３３は、速度制御器２０４と、トルク制御器２０５と、速度変換器２１９と、位置変化分検出器２２０，２３２と、初期位置検出器２２４と、絶対機械回転位置変化分演算器２３５と、加算器２２６，２５０と、位置制御器２２７と、位置指令変化分演算器２３０と、送受信処理器２３３と、乗算器２３６，２３７，２５１と、累積器２３８と、加減算器２３９と、指令完了フラグ演算器２４０と、同期位置指令変化分演算器２４１と、ＰＬＬ２５２と、速度指令変換器２６１と、を備える。スレーブ７０の構成において、図１のスレーブ６０の構成と同じものについては説明を省略する。

【0058】

同期位置指令変化分演算器２４１は、指令完了フラグ演算器２４０から指令完了フラグＦｒを入力し、位置指令変化分演算器２３０から位置指令変化分ΔＰｎを入力する。そして、同期位置指令変化分演算器２４１は、指令完了フラグＦｒを所定周期毎にサンプリングし、指令完了フラグＦｒが０の時は０とし、指令完了フラグＦｒが１の時は基準位置指令の所定周期間の変化分ΔＰ０を用いて求められた位置指令変化分ΔＰｎとした値ΔＰｎｘを加減算器２３９に出力する。

【0059】

絶対機械回転位置変化分演算器２３５は、初期位置検出器２２４から原点完了フラグＦｏと回転位置Ｃｎの初期値Ｃｎ０を入力し、位置変化分検出器２２０からモータ２０６の回転位置変化分ΔＣｎを入力する。そして、原点完了フラグＦｏを所定周期毎にサンプリングし、原点完了フラグＦｏが０の時は０とし、原点完了フラグＦｏが１へ変化した時は回転位置Ｃｎとし、原点完了フラグＦｏが１の時は位置センサ２１１の所定周期間の出力パルス数ΔＣｎとした値ΔＣｎｘを加減算器２３９に出力する。

【0060】

加減算器２３９は、ΔＰｎｘとΔＣｎｘとの差ΔＰｉを累積器２３８に出力する。

【0061】

累積器２３８は、ΔＰｉを累積して位置偏差Ｐｉとする。位置偏差Ｐｉは、電源投入直後は０であり、基準位置指令を受信する毎に、値ΔＰｎｘと値ΔＣｎｘの差ΔＰｉだけ更新される。この位置偏差Ｐｉは、図１に示した第１の実施形態の位置偏差Ｐｉと全く同じものとなる。

【0062】

（効果）
次に、本発明による効果について説明する。請求項１又は請求項２に係る発明によれば、スレーブ２の機械６０，６１に高精度な位置センサを取り付ける必要がなくなる。また、請求項１に係る発明により機械位置の初期値を正しく設定でき、請求項２に係る発明により位置偏差の初期値を正しく設定でき、請求項１又は請求項２に係る発明により全てのスレーブの位置指令を同時にクリアできることで、特許文献２に記載された累積器２１６の初期値設定と等価となるので、絶対同期運転を実現することが可能となる。

【0063】

また、特許文献１に記載の同期運転装置においては、スレーブ２の機械２０７とスレーブ３の機械３０７とを仮想のギアで連結されているのと等価となるように両者の機械間の仮想ギア比による速度比を設定することができないという問題がある。この点、請求項３に係る発明によれば、仮想ギア比を考慮した位置指令変化分を得ることができるため、この問題を解決することが可能となる。

【0064】

また、特許文献２において、任意の小数点以下の値をもつギア比の場合に、乗算器２１３で倍精度浮動小数点演算を行ったとしても必ず演算誤差が存在することになり、それが累積器２１６によって累積されることで、スレーブ４の機械２０７とスレーブ５の機械５０７の回転位置の同期性が保てなくなる。それを回避するために、特許文献２では整数化定数を導入しているが、それはギア比の有効桁数が有限である場合にしか適用できない。例えばギア比＝３／７の場合は、その逆数が無限小数なので整数化定数を使っても徐々に同期がずれてしまうという問題がある。この点、請求項３に係る発明によれば、累積誤差無しで位置指令変化分を得ることができるため、スレーブの機械間の回転位置の同期性を保つことができ、この問題を解決することが可能となる。

【0065】

また、機械の絶対回転位置を得るために機械の１回転中１箇所の所定位置を判断するパルスを出力する機械原点センサが使用されるが、一般的に機械原点センサは応答が遅く機械の回転速度に応じて所定位置検出ずれが発生する可能性がある。また機械の振動によっても所定位置検出ずれが発生する可能性がある。それを回避するために、機械原点センサの代わりに高速応答で精度の高いモータ軸のモータ原点センサを使用することが提案されている。しかし、モータと機械が物理ギアで連結されていると、モータ原点センサ出力から機械の位置を一義的に決定できなくなるのでモータ原点センサで代用することができなくなるという問題がある。この点、請求項４に係る発明によれば、この問題を解決することが可能となる。

【0066】

また、特許文献２の各スレーブにおいて、位置変化分検出器２２０による検出タイミングのばらつきで基準位置指令変化分と回転位置変化分との間に時間的誤差が発生してしまうという問題がある。例えば各スレーブがマスターからシリアル通信で基準位置指令を受信して使用する場合、基準位置指令が所定周期Ｔｓ毎にマスターから送信されたとしても受信処理や割込み処理などによりスレーブ側の処理タイミングにはばらつきが発生する。つまり、マスターは時刻ｔ１時点の基準位置指令を送信したつもりでも、スレーブ側ではｔ１＋ΔＴ１時点に位置変化分検出器２２０による検出をしたり、ｔ１＋ΔＴ２時点に検出をしたりすることになり、実際の位置偏差とスレーブが持つ位置偏差が一致しないことになり、それによって速度制御を補正することから処理ポイントのばらつきによって速度リプルなどを発生してしまう。この点、請求項５又は請求項６に係る発明によれば、位置変化分検出器による検出時点のずれ時間を検知し、回転位置指令や位置偏差をそのずれ時間に応じて補正することできるため、この問題を解決することが可能となる。

【0067】

また、マスター１からの位置指令クリア指令を全てのスレーブ６０，６１が正常に受信できない場合は、正常な同期運転ができなくなるという問題がある。この点、請求項７に係る発明によれば、上述した理由により、この問題の発生を抑制することが可能となる。

【0068】

また、モータ原点センサや機械原点センサの出力にノイズが混入すると、正常な同期運転ができなくなるという問題がある。この点、請求項８に係る発明によれば、上述した理由により、この問題の発生を抑制することが可能となる。

【0069】

また、同期運転される各スレーブの機械の回転位置は回転位置指令との位置偏差が０になるように制御されるので、位置制御開始時点において該位置偏差が非常に大きい機械は回転速度を大きく変化させて位置偏差を最小化するように動作する。よって、回転速度を大きく変化させることで不具合が発生する機械の同期運転は困難となるという問題がある。この点、請求項９、１０に係る発明によれば、位置制御による速度補正が小さくて済み、位置制御に移行する際の過渡状態を最小に抑制することができるため、この問題を解決することが可能となる。なお、特開２００８－１２５１８３号公報では、機械の機械原点センサの出力でマスターから出力される基準位置指令をクリアすることを提案している。しかし、該機械の機械原点センサの出力をマスターに接続しなければならないという問題がある。この点、請求項９又は請求項１０に係る発明によれば、マスター１と各スレーブ間の情報の交換を双方向通信で実現している場合は、機械原点センサ２２３の出力をマスター１に接続する必要がなく、この問題を解決することが可能となる。

【0070】

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形又は変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを統合したり、１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0071】

本発明により、各スレーブのモータと機械間の物理ギアのギア比を任意の値にすることができ、また基準機械と各スレーブの機械間の任意のギア比での仮想ギアを設定可能であることから、各スレーブ間の機械を仮想ギアで連結したのと等価な絶対同期運転が可能となり、さまざまなシステムへの適用が可能となる。また、同期精度を劣化させることなく精度の低い機械原点センサが使用可能となり、また簡単な処理でモータ原点センサや機械原点センサのノイズ対策を講ずることができることからシステムの低コスト化となる。そして、位置制御開始時点において回転速度を大きく変化させることができない機械にも適用可能である。

【符号の説明】

【0072】

１ マスター
１０，１１ 同期運転装置
３０，３３ 制御装置
６０，６１，７０，７１ スレーブ
２２７ 位置制御器
２２６，２５０ 加算器
２０４ 速度制御器
２０５ トルク制御器
２０６ モータ
２０７ 機械
２０８ ギア
２１１ 位置センサ
２１９ 速度変換器
２２０，２３２ 位置変化分検出器
２２２ モータ原点センサ
２２３ 機械原点センサ
２２４ 初期位置検出器
２２５ 機械回転位置演算器
２２８，２３９ 加減算器
２２９ 回転位置指令演算器
２３０ 位置指令変化分演算器
２３３ 送受信処理器
２３４ 通信ケーブル
２３５ 絶対機械回転位置変化分演算器
２３６，２３７，２５１ 乗算器
２３８ 累積器
２４０ 指令完了フラグ演算器
２４１ 同期位置指令変化分演算器
２５２ ＰＬＬ（Phase Locked Loop）
２６１ 速度指令変換器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】