伺服电机控制系统的制作方法.docx

伺服电机控制系统的制作方法专利名称：伺服电机控制系统的制作方法技术领域：本发明涉及伺服电机控制系统，特别涉及控制各种产业机械或工作机械、另外还有机器人等的机械中的各轴的伺服电机的伺服电机控制系统背景技术： 在伺服电机控制系统中，数控装置通过串行总线与驱动控制各伺服电机的伺服放大器连接，数控装置用于控制伺服电机的数据通过串行总线进行交换作为该数控装置和各伺服放大器通过总线的连接方式，通过光缆进行的菊花链(daisy chain)方式是公知的(例如，参照特开平10-13394号公报)如果数控装置和放大器之间，或者伺服放大器之间的串行通信的比特率不同，在数控装置和放大器之间，或者伺服放大器之间就不能进行通信在构成该伺服电机控制系统的要素之间的通信必须采用统一的比特率在最初建立伺服电机控制系统时，采用了以相同比特率进行的一种数据传输方式但是，在伺服电机控制系统的使用中，在该系统的一部分要素(数控装置或者伺服放大器)发生故障而变更为新的要素的情况下，产生比特率不同数据传输方式不同的情况特别是，因为如果比特率高的话，由于数控装置和伺服放大器之间能够交换的数据量增加，所以新产品倾向于采用设定了比以前高的比特率的传输方式。

因此，如果在现有的伺服电机控制系统中采用新产品的要素的话，具有比特率不同、系统不能正常工作这个问题这个问题较多发生在如工作机械等使用寿命长的机械中的伺服电机控制系统中发明内容本发明的目的在于提供一种伺服电机控制系统，该控制系统由数控装置和1台以上的伺服放大器通过串行总线相结合而构成，用于控制与上述伺服放大器连接的伺服电机本发明的伺服电机控制系统的第1形态为，至少具有2种以上的上述串行总线的数据传输方式，通过设定在上述数控装置的参数，选择数据传输方式上述形态的伺服电机控制系统，可采用以下的方式上述伺服放大器，根据接收到的串行总线上的信号中的在每一规定时间内的信号变化的频度，判别并决定数据传输方式，使得可与多种数据传输方式对应多台伺服放大器以菊花链(daisy chain)方式通过串行总线与数控装置结合，各伺服放大器具有计测接收的串行总线上的信号中的在每一规定时间内的信号变化频度，并根据该计测的信号变化频度判别数据传输方式的装置；另外，至少上述菊花链方式的最下游的伺服放大器以外的伺服放大器，具有串行总线用的第1及第2接续器，在根据由第1接续器接收的信号和上述判别装置判别上述第1接续器中的串行总线的数据传输方式的同时，根据该判别决定第2接续器的数据传输方式，通过以上方法，可以在连接在菊花链方式的上游或者下游的伺服放大器中对应多个数据传输方式。

对数据进行编码，并使其在每一规定时间内的信号变化的频度在判定传输方式时和传输数据时不同上述串行总线为光通信方式，上述数控装置及伺服放大器分别具有光学模组，在具有至少2种以上的传输比特率的场合，上述光学模组根据传输比特率调整发光元件的发光强度本发明的伺服电机控制系统的第2的形态为，至少具有2种以上上述串行总线的数据传输方式，而且，上述数控装置具有变更装置，该装置根据从上述2种以上的数据传输方式中选择的数据传输方式，改变在串行总线上的数据中的每一规定时间内的信号变化的频度；判定装置，该装置监视从与上述串行总线连接的上述伺服放大器接收的串行总线上的数据，并计测每一规定时间内的信号变化的频度，根据该计测到的频度判别上述伺服放大器的数据传输方式是否已变更为上述选择的数据传输方式；进一步，还具有搜索装置，该装置在通过上述判定装置判定为已经变更的情况下，以上述选择的数据传输方式进行通信，在判定为未变更的情况下，再次变更数据传输方式，搜索可能的数据传输方式上述形态的伺服电机控制系统，可以采用以下方式上述伺服放大器，根据接收的串行总线上的信号中的每一规定时间的信号变化的频度判别数据传输方式，在合适的时间发出与接收的信号的信号变化的频度相同的信号，可以与多种数据传输方式对应。

多台伺服放大器以菊花链方式通过串行总线与数控装置结合，各伺服放大器具有计测接收到的串行总线上的信号中的在每一规定时间内的信号变化频度，并根据该计测到的信号变化频度判别数据传输方式的装置；至少上述菊花链方式的最下游的伺服放大器以外的伺服放大器，具有串行总线用的第1及第2接续器；在根据第1接续器接收的信号和上述判别装置判别第1接续器中的串行总线的数据的传输方式的同时，根据该判别决定第2接续器的数据传输方式；通过以上方法，可以在连接在菊花链方式的上游或者下游的伺服放大器对应多个数据传输方式将数据进行编码，并使其在每一规定时间内的信号变化的频度在判定传输方式时和传输数据时不同上述串行总线为光通信方式，上述数控装置及伺服放大器分别具有光学模组，在具有至少2种以上的传输比特率的场合，上述光学模组根据传输比特率调整发光元件的发光强度本发明通过具备上述构成，可以提供能够设定对于构成伺服控制系统的各要素共通的数据传输方式的伺服电机控制系统本发明的上述及其他的目的及特征，通过参照附图的以下实施例的说明可以更加明确化图1为本发明的伺服电机控制系统的一个实施方式的主要部分方框图图2为图1所示的伺服电机控制系统中的数控装置的主要部分方框图。

图3为图1所示的伺服电机控制系统中的伺服放大器的主要部分方框图图4为图1所示的伺服电机控制系统中的数控装置进行的比特率自动选择处理的流程图图5为图1所示的伺服电机控制系统中的伺服放大器进行的比特率自动选择处理的流程图图6为防止慢比特率的怠速模式和快比特率的数据模式的误判定的方法的说明图图7表示从电源投入伺服放大器接收的信号中每一规定时间内的变化次数的推移的说明图图8在本发明的伺服电机控制系统的一个实施方式中，通过比特率调整光的强度的说明图具体实施例方式图1为本发明的一个实施方式的伺服电机控制系统，该实施方式是把数控装置和各个伺服放大器利用光缆以菊花链方式进行串行总线连接的方式在该实施方式中，设置3个伺服电机3a～3c作为工作机械或各种产业机械、机器人等机械的驱动源；并分别设置驱动控制各伺服电机3a～3c的伺服放大器2a～2c数控装置1和伺服放大器以菊花链方式通过光缆4以串行总线连接在一起数控装置1根据规定的通信方式分别向各个伺服放大器2a～2c输出移动命令或者速度命令，各个伺服放大器2a～2c根据指令的移动指令或者速度指令，通过来自未图示的位置/速度检测器的位置、速度的反馈信号进行位置、速度闭环控制处理，进一步进行电流闭环控制处理，驱动各个伺服电机3a～3c。

图2是数控装置1的主要部分方框图数控装置1具有CPU(中央处理器)10、DRAM(动态随机存取存储器)11、SRAM(静态随机存取存储器)12、闪存存储器13、串行通信用LSI(大规模集成电路)14；CPU10形成为，可经由这些装置11～14和串行总线16进行存取进一步，数控装置1具有连接到串行通信用的LSI14的光学模组该光学模组15是将来自串行通信用LSI14的电信号变换成光信号，输出到与该光模组15连接的光缆4，另外，将来自该光缆4的光信号变换成电信号并输出到串行通信用LSI14中的装置上述的数控装置1的构成与现有的数控装置的构成基本相同，没有差异图3是各个伺服放大器2a～2c的主要部分概况图各伺服放大器2a～2c基本上为同样的构成，在图3中，表示通信系统，省略了与该伺服放大器2a～2c连接的伺服电机3a～3c的连接关系各伺服放大器2a～2c具有伺服控制用LSI20；串行通信用LSI21；用于通过光缆以菊花链方式连接上游和下游的上游用、下游用的光学模组22、23另外，对于最下游的伺服放大器2c，因未在其下游连接伺服放大器，所以不具有下游用光学模组23伺服控制用LSI20与串行通信用LSI21通过DMA(Direct MemoryAccess)总线24连接。

各个光学模组22、23在与光缆4连接的同时，与串行通信用LSI21连接，与上述光学模组15同样，把来自串行通信用LSI21的电信号变换成光信号发送给光缆4，把来自光缆4的光信号变换成电信号发送至串行通信用LSI21在数值控制装置1和伺服放大器2a之间，以及各个伺服放大器2a～2c之间，通过光缆4进行通信，但是，如果数据传输方式不统一，数控装置1与各个伺服放大器2a～2c之间就不能进行数据传输在数控装置1或各个伺服放大器2a～2c为新的，在最初建立系统时，因为选择的是相同的数据传输方式的部件，所以不会存在问题但是，在已经建立的系统中，由于故障等，交换了构成系统的要素的数控装置1或者各个伺服放大器2a～2c的某一个的情况下，数据传输方式不一定为共通的方式因此，本发明使其可以变更成共通的数据传输方式作为实施方式，具有如下2种方式通过在数控装置中设定参数使其可以变更成共通的数据传输方式的方式(以下称第1实施方式)、以及数控装置自动决定共通的数据传输方式的方式(以下称第2实施方式)第1实施方式由于该第1实施方式采用在数控装置1中预先设定数据的传输方式，因此在变更此数据传输方式时，只要改变参数设定，对于数控装置1及各个伺服放大器2a～2c即可确立共通的数据传输方式。

在此第1实施方式的情况下，在建立系统时，或者，在将数控装置或伺服放大器的一部分与新元件交换时等，预先把进行通信的数控装置1或伺服放大器2a～2c的能够使用的数据传输方式的比特率进行参数设定在系统接通电源，处于复位状态下，数控装置1的串行通信用LSI14通过光学模组15向光缆4发送与最低比特率的1/2频率的时钟为同样信号的被称作怠速模式的高电平和低电平交互出现的信号各伺服放大器2a～2c的串行通信用LSI21从上游用的光学模组22接收该怠速模式信号，同样地，通过光学模组下游用的光学模组23、光缆4把怠速模式信号向下游的伺服放大器发送最终端的伺服放大器2c没有下游用的光学模组23，其通过上游用的光学模组22把怠速模式信号发送给光缆4，数控装置1通过各个伺服放大器2b、2a接收怠速模式信号复位信号解除后，数控装置1的CPU10从闪存存储器13下载系统程序，展开在DRAM11后，执行展开的系统程序通过系统程序，CPU10首先将设定有参数的比特率设置在串行通信用LSI14上串行通信用LSI14将基于该设置的比特率的高电平和低电平交互出现的怠速模式，通过光学模组15发送到伺服放大器2a基于该设置的比特率的怠速模式与设置的比特率的1/2频率的时钟模式是同样的。

伺服放大器2a的串行通信用LSI21通过上游用光学模组22接收此怠速模式后，在一定时间内监测此怠速模式并对信号变化次数进行计数，判定比特率根据此判定结果设置比特率并固定然后，向菊花链的下游的伺服放大器2b发送基于该设置的比特率的怠速模式进一步，下游的伺服放大器也同样地根据接收的怠速模式判定比特率，把此判定的比特率作为自己的比特率设置，向下游的伺服放大器发送基于此比特率的怠速模式数控装置1等待足以完成判定连接的全部的伺服放大器的比特率的时间后，开始数据模式的发送，开始与伺服放大器2a～2c的通信另外，各伺服放大器2a～2c的串行通信用LSI21为了判定比特率，对怠速模式的信号变化进行计数，不过，对于该计数的方法，即可采用对信号的上升沿和下降沿双方的次数进行计数的方法，也可采用对信号的上升沿和下降沿中的某一方进行计数的方法第2实施方式该第2实施方式是通过数控装置1自动地决定在数控装置1以及伺服放大器2a～2c全部共通的数据传输方式的方式系统接通电源，在复位状态，数控装置1的串行通信用LSI14将最低比特率的怠速模式发送给伺服放大器2a各伺服放大器将最低比特率的怠速模式发送给下游侧的伺服放大器，最下游的伺服放大器2c把此怠速模式发送给上游侧的伺服放大器，进一步，依次向上游侧的伺服放大器发送，数控装置1接收。