專利名稱:具有分布式運動控制器的交流伺服系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種交流伺服系統，所述系統包含多個馬達驅動器，除了傳統功能(驅動伺服馬達)外，還在馬達驅動器內增設運動控制單元，特別適合用來組成分布式多軸運動控制系統。
背景技術：
目前多軸運動控制的系統架構都屬于集中式控制，也就是都包含上位控制器，經由如下述的傳統式配線或高速通訊等方式，控制伺服驅動器進行直線/圓弧等多軸補間運動。
圖1為現有技術的多軸運動控制的集中式控制系統的架構圖，在所述架構中，伺服驅動器12的多軸補間的命令規劃與I/O(輸入/輸出)14的控制集中由上位控制器16處理，每一軸的信號利用傳統配線方式連接到伺服驅動器12。此架構的缺點如下(1)成本過高上位控制器16對應的軸數愈多，所要執行的運算就愈繁重，上位控制器16中的CPU(未繪示)的等級要求就愈高。
(2)軸數有限伺服驅動器12的軸數受限于CPU的等級與硬件的信道(channel)數目。
(3)配線復雜上位控制器16與伺服驅動器12間的A/D(模擬/數字)、D/A(數字/模擬)、命令脈波、回授脈波、數字輸出入等的配線非常復雜。
(4)分辨率不足命令信號受限于物理信號，如A/D轉換分辨率或脈波頻率。
(5)容易受環境干擾在工廠惡劣的環境下，模擬信號被干擾的機會很大。
(6)維護不易伺服驅動器12的軸數愈多，相對的配線數量就愈龐大，若系統出問題時，線路檢查極為不易。
圖2為現有技術的多軸運動控制的高速通訊型控制系統的架構圖，所述架構是將圖1中上位控制器16與伺服驅動器12的間的命令配線改成圖2中的高速通訊網路18，這種高速通訊網路18的配線方式非常簡單，而且避免了干擾并提高了分辨率。但由于伺服控制器12本身沒有路徑命令的補間能力，因此上位控制器16必須送出很密集(1KHz以上)的補間命令給每一軸，才能實現路徑的細膩度。網絡上除了要實時傳送位置與速度命令，也需要傳送回授的位置、電流以及I/O狀態，當軸數愈多且必須同時監視各軸狀態時，網絡的數據量變得很大，因此需要高速的網絡才能實現，一般在10MHz以上，這樣的特性有(1)成本更高高速通訊意味著較容易受噪聲干擾，在工廠的惡劣環境下往往必須采用高規格的通訊硬件，如光纖，如此使得成本更提高。
(2)規格特殊此類高速的實時通訊網路18通常為特殊的工業規格，例如SSC-Net或Sercos.系統必須成套采購，對自行開發系統或有特殊應用需求的客戶無法滿足。
發明內容本發明的目的在于提供一種具有分布式運動控制器的伺服系統，所述系統包含多個伺服驅動器，運動路徑補間由各軸自行計算，降低了網絡負荷，可使用標準工業網絡降低成本。并提高了系統穩定性高，增加系統的軸數也變得容易。
本發明在于提供一種具有分布式運動控制的交流伺服系統，用以分布式多軸運動控制，所述系統包含通訊網路；耦接于通訊網路中的主軸(master)驅動器(含馬達)；耦接于通訊網路的多個從軸(slave)驅動器(含馬達)；經傳輸線耦接于任一軸驅動器的個人計算機或人機接口；其中，所述主軸驅動器及從軸驅動器均可編寫運動控制程序，執行所述程序可控制本軸或多軸的馬達的動作及輸出/輸入的信號，主軸驅動器執行運動程序發出路徑指令到所述通訊網路中，所述主軸驅動器根據所述路徑指令，以及所述從軸驅動器根據由通訊網路所接收的路徑指令來計算出各軸的補間命令，通過所述命令及各軸驅動器的參數值來分別驅動主軸馬達及從軸馬達的作動。
本發明實現分布式運動控制的方法包含下列步驟首先，編寫主軸驅動器及從軸驅動器的運動控制程序；接著，設定各軸驅動器的操作參數；再者，由主軸驅動器執行運動程序以發出路徑指令于通訊網路；然后，從軸從網絡接收指令來計算出各自的路徑指令；接著，各軸參考各自的操作參數分別驅動主軸馬達及從軸馬達的動動；最后，各軸執行邏輯程序控制本軸或其他軸的動作，及輸出/輸入的信號。
本發明在于提供一種具有分布式運動控制的交流伺服系統，系用以分布式多軸運動控制，所述系統包含通訊網路、耦接于所述通訊網路的主軸驅動器及多個從軸驅動器、耦接于所述主軸驅動器的主軸馬達、耦接于所述從軸驅動器的多個從軸馬達、耦接于任一軸驅動器的個人計算機或人機接口，所述主軸驅動器及所述些從軸驅動器分別包含伺服驅動器組合，所述伺服驅動器組合包含通訊單元，耦接于所述通訊網路，并可連接所述個人計算機或人機接口進行通訊傳輸；系統參數與變量單元，儲存用來溝通所述伺服驅動器組合內各單元的參數值，所述個人計算機或人機接口經由傳輸線及所述通訊單元對本軸的系統參數與變量單元的所述參數值進行設定/編輯，或再經由通訊網路對其他軸的系統參數與變量單元的參數值進行設定/編輯；輸出入單元，通過所述可程序化邏輯控制程序的編寫以設定輸出/輸入的狀態，并將其狀態存放在所述系統參數與變量單元；運動控制單元，執行邏輯控制程序，以設定所述輸出入單元的輸出/輸入，執行運動控制程序以控制本軸或多軸的馬達的動作，經由所述通訊網路及所述通訊單元下載運動程序，主軸執行所述運動程序以產生運動路徑的命令，根據由所述運動控制單元對所述系統參數與變量單元所讀取的所述參數值來計算每一取樣時間的補間點，并將其儲存至所述系統參數與變量單元的運動命令區；以及驅動器控制回路單元，根據所述運動命令區所儲存的每一取樣時間的補間點及所述系統參數區的設定值來驅動各軸的馬達。
圖1為現有技術的多軸運動控制的集中式控制系統的架構圖；圖2為現有技術的多軸運動控制的高速通訊型控制系統的架構圖；圖3為本發明的具有分布式運動控制的交流伺服系統的架構圖；以及圖4為本發明驅動器的方塊圖。
主要組件符號說明12伺服驅動器 14I/O16上位控制器 18高速通訊網路30分布式多軸運動控制系統 32通訊網路34個人計算機或人機接 35傳輸線36主軸驅動器38主軸馬達 40從軸驅動器42從軸馬達 52伺服驅動器組合54I/O單元 56通訊單元58運動控制單元 60系統參數與變量單元62驅動器控制回路單元 64RAM66CPU 68路徑產生器70運動命令區 72伺服馬達實施方式以下參照本發明的的優選實施例。
圖3為本發明的具有分布式多軸運動控制的交流伺服系統的架構圖。在圖3中，分布式多軸運動控制系統30用于多軸控制，所述系統具有通訊網路32，主軸驅動器36耦接于通訊網路32，主軸馬達38耦接于主軸驅動器36，多個從軸驅動器40耦接于通訊網路32，多個從軸馬達42耦接于從軸驅動器40，個人計算機或人機接口34經傳輸線35耦接于任一軸驅動器。其中，通訊網路32由CAN總線組成，主軸馬達38及從軸馬達42為交流伺服馬達。
主軸驅動器36及從軸驅動器40中可存儲編寫的軟件控制程序，和設定的各軸驅動器操作參數。主軸驅動器36及從軸驅動器40執行其程序以控制本軸或多軸的馬達(如主軸馬達38及從軸馬達42)的動作及輸出/輸入的信號。主軸驅動器36及從軸驅動器40經傳輸線35由個人計算機或人機接口34下載運動程序及設定/編輯的多個參數值。主軸驅動器36執行運動程序以發出路徑指令到通訊網路32，主軸驅動器36根據路徑指令及從軸驅動器40根據由通訊網路32所接收的路徑指令來計算出各軸驅動器的補間命令，這樣根據命令及各軸驅動器的參數值分別驅動主軸馬達38及從軸馬達40的動作。由個人計算機或人機接口34經通訊網路32可監視各軸的狀態。
在圖3中的主軸驅動器36及從軸驅動器40分別包含有伺服驅動器組合52。如圖4為本發明驅動器的方塊圖。在圖4中，伺服驅動器組合52包含有I/O單元54、通訊單元56、運動控制單元58、系統參數與變量單元60及驅動器控制回路單元62。
I/O單元54包括數字輸出/入及模擬輸出/入，這些輸出/入由運動控制單元58設定，輸出/入的信號由運動控制單元58負責處理，并將輸出/入的狀態存放在系統參數與變量單元60中以供其它單元使用。
通訊單元56包括分別為USB/RS-232(485)/CAN等三個總線(未繪示)，其中USB及RS-232(485)可通過傳輸線35連接個人計算機或人機接口裝置34，以供伺服驅動器組合52進行參數設定/編輯與下載運動程序使用，并可實時監視各軸伺服運轉的狀態；CAN則用來傳遞主/從軸路徑指令與各軸之間的數據交換。
在進行多軸補間的操作中，各站(即各軸)可設定一站號，作為通訊的識別ID，設定方式如下
站號總共8位(bit)，區分為16個群組(4位)，每一群組包含16軸(4位)，每一群組中軸號＝0的軸作為主軸，其它則為從軸。然而，上述的具體例僅說明本發明多軸補間的操作，并非用來限制本發明的軸數。同一群組內的各軸可以執行多軸補間運動，補間命令統一由主軸下達，從軸則進行補間；對于不執行補間的從軸亦可執行單軸的運動命令。若在一個系統中需要進行N組多軸同時動作，如N臺X-Y工作臺(Table)，可以將其分配在N個群組即可，各群組的CAN總線可以接在一起，也可以是獨立的。
運動控制單元58用來執行運動程序，并產生運動路徑，作為驅動器控制回路單元62的命令輸入。經由通訊單元56將運動程序下載至運動控制單元58中的RAM64中，所述程序包含有程序代碼(code)與數據(data)。運動控制單元58中的CPU66提供的指令除了運算外，還提供可程序邏輯控制(Programmable Logic Control，PLC)指令(如LD/AND/OR/OUT等)。由于運動控制單元58提供多任務(multi-tasking)處理能力，因此可編寫可程序邏輯控制程序用于某些操作，而編寫運動程序用于其他的操作，而同時執行多任務處理，以便能兼顧運動控制與順序控制的需求。運動控制單元58中的路徑產生器(path generator)68是根據操作模式(位置/速度/扭力)與運動路徑(速度/點對點/直線/圓弧運動)來計算出每一取樣時間的補間點，然后儲存到系統參數與變量單元60的運動命令區70中，驅動器控制回路單元62則從加載運動命令區70中相關的命令(如位置命令P-Cmd、速度命令V-Cmd、電流命令I-Cmd等)來控制伺服馬達72的實際動作。在主軸中，路徑產生器68的命令由主軸驅動器36的運動程序中的路徑指令來指定，從軸則由CAN總線取得主軸驅動器36所發送的命令。
系統參數與變量單元60用來儲存系統中的公開信息，以作為各單元間溝通的橋梁。信息包括操作模式(位置/速度/扭力)、軸參數(編碼器分辨率)、軸狀態(目前位置/速度)、路徑參數(加速度時間/目標速度)、運動(Motion)命令(位置/速度/扭力)、DI/O模式(電驛(relay)的AB接點/本機/遠程控制)、通訊參數(波特率/站號)等。所述信息還可經由通訊單元56通過傳輸線35由個人計算機34來讀寫。
本領域的技術人員所公知的驅動器控制回路單元62為實際控制伺服馬達72性能的部分，驅動器控制回路單元62包括位置/速度/扭力(電流)回路，命令平滑濾波器，抗震抑制，PWM輸出等等，各回路的增益參數皆定義在系統參數與變量單元60。
如上所述，本發明的運動驅動器的運作方式說明如下(A)可程序化為了省去上位控制器，本發明的運動驅動器必須具備執行運動與邏輯控制程序的能力(1)運動程序在運動驅動器的外部的PC上撰寫并編譯，經由運動驅動器的通訊單元下載至運動控制單元58的RAM64中。
(2)運動程序的執行/停止經由系統參數與變量來設定，所述參數與變量可由操作面板設定，也可經通訊單元由個人計算機或人機接口34來設定的。
(3)經測試正確的運動程序，可以燒錄至運動控制58的EEPROM中，以便獨立運轉(stand alone)。
(4)運動執行的狀態可經由通訊單元56讀回外部的PC，以便除錯。
(B)多軸補間一個群組有一個主軸以及多個從軸。同一群組可執行補間運動，包含直線/圓弧補間指令，各軸經由通訊網路實現時間同步。多軸補間流程如下(1)設定補間參數主軸的運動程序執行參數指令，選擇補間軸/設定補間目標速度/加減速時間，經通訊單元發送至各從軸。
(2)設定補間命令主軸的運動程序執行補間指令，設定直線(多軸位置)或圓弧命令(半徑/角度)，經通訊單元56發送至各從軸。
(3)各軸補間流程各軸(主軸/從軸)取得自己的補間命令，參考(1)的參數，經由路徑產生器計算出每一取樣時間的補間命令，存放在系統參數與變量單元的運動命令區中。
(4)各軸的驅動器控制回路單元62讀取運動命令區70的命令，實際控制伺服馬達的狀態。
(C)本軸與他軸的遠程I/O動作流程
(1)首先，在系統參數與變量中的DO(數字輸出)來源選擇設定本軸部分的DO為本軸的輸出，本軸另外部分DO是提供給其他軸的遠程輸出，本軸所有的DI(數字輸入)可同時被本軸或其他軸遠程讀取。
(2)然后是在系統參數與變量單元60中的DO位置選擇，設定本軸其余的DO要由遠程哪一軸輸出。
(3)本軸與其他軸遠程DO的輸出流程執行運動程序(PLC程序)，并寫入系統參數與變量單元60的本軸DO狀態。
(4)其他軸遠程DO輸入流程本軸由通訊單元56讀取DO信息，并寫入系統參數與變量單元60的遠程DO狀態。
(5)本軸最終DO輸出流程本軸的I/O單元54根據DO來源選擇，去除(3)、(4)中不要的DO，合并(3)、(4)中的其它DO，以得到最終的本軸DO輸出。
(6)遠程DO輸出流程本軸的I/O單元54根據DO位置選擇讀取系統參數與變量單元60中的本軸DO狀態，找出需要傳送至遠程其他軸的本軸DO，并由通訊單元傳送。
由上述可知本發明的技術特征有下列(1)具有分布式控制，CPU運算負擔減輕在多軸控制的場合，補間命令是由各軸自行計算產生，而使用者程序也可以細分成若干小程序，寫在個別軸內，針對各自的動作流程來處理。這樣的程序比較小巧，維護容易，也可作為模塊使用。因此，龐大復雜的程序可分散至各軸，程序空間就不會不足，也可減輕驅動器的CPU負擔，讓執行運動更快速。
(2)利用通訊網路來做實時數據互通在不同的軸的間利用通訊網路互相連接，除了可以實現資料交換，也能夠實現多軸同動(直線/圓弧補間)的功能。由于此網絡具有優先權與實時性，各軸數據交換頻繁也不會影響多軸同動的功能，是可靠的通訊網路。在本發明中，各軸的I/O信號可以通過通訊網路來讀取，實現遠程I/O的目的，如此，軸數愈多，可用的I/O點數就愈多，可以充分利用現有資源來節省成本。
(3)內建完整功能的運動控制器及PLC將運動控制器內含于驅動器內，意味著不需要外接脈波或模擬命令的配線，除了節省裝配時間外，更大的好處是兼顧了高精度與高速運轉的需求。傳統的系統中，為了實現高精度(或高解析)，必須將編碼器的解析變細(17～23位)，但是控制器的脈波頻率如果不夠快，送出的命令轉速就很慢。為了提高轉速而設定電子齒輪的倍率，卻犧牲定位的分辨率。這樣使用高解析的編碼器就失去了意義。在模擬命令方面，一般的驅動器的A/D轉換約在12位左右，但是有噪聲與偏移的問題，如果將運動控制器內含驅動器內則可避開這些問題，還可提升命令分辨率至32位。
(4)客制化/可程序化使用者可以自行撰寫程序，將驅動器的使用方式完全依照自己的需求來定義，包含DI/DO信號的功能，模擬I/O的功能，操作參數的意義，脈波命令的用途等等，皆可賦予新的意義。例如，可將模擬輸入1(原為速度命令)更改成控制器的剛性，或是將脈波輸入更改成手搖輪或光學尺的輸入等等。如此，可充分利用現有資源，省去額外的信號轉換接口，讓系統更為簡化。
(5)網絡化的開發環境以往在多軸系統的開發上，針對各軸設定參數與調機時必須是現場聯機，頗為不便。本發明由于使用已有的通訊網路連接各軸，因此只需與其中一軸聯機，就可針對任一軸進行參數設定、程序編輯、執行、除錯及監控，讓使用更人性化。
本發明具有下列優點(1)分布式運算由于計算路徑的工作分散給各軸來處理，因此軸數的多寡不影響各軸的CPU的負擔。
(2)軸數易增加分布式架構下僅需增加伺服驅動器即可。
(3)可程序化驅動器內含運動控制器與PLC，使用者可撰寫運動程序與邏輯控制程序。
(4)可客制化可自由規劃設計接口的功能，以符合系統整合的需求。
(5)模塊化運動程序在各軸各自執行，類似的功能可以當作模塊使用。
(6)精確度高上位控制器與驅動器合二為一，因此不需要實體線路來傳送命令，提高了命令的精確度與可靠度，也節省成本(省時、省力、省空間、省配線、省錢)。
(7)節省配線傳統配線已被通訊網路取代，配線大幅簡化。
(8)節省I/O上位控制器與驅動器間的溝通信號(如SrvOn、Ready、Alarm、PosOK、ClrCnt)已不再需要，多出來的I/O可作為PLC過程控制使用，且軸數愈多I/O愈多，利用(7)可實現遠程I/O的功能。
(9)噪聲抵抗佳已無傳統模擬命令，通訊網路采用標準工業網絡，抗噪聲能力強。
(10)可靠度高可設計成備用系統，一臺故障另一臺能做緊急處理或保護。
(11)網絡開發環境可一對多聯機，利于系統整體規劃開發，提升效率。
雖然本發明參照優選的實施例及示例性的附圖進行了描述，但它們不應所述看作是對本發明的限制。本領域的技術人員可對本發明的作出各種修改、刪除以及變換，都在本發明的涵蓋范圍之內。
權利要求
1.一種具有分布式運動控制的交流伺服系統，用以分布式多軸運動控制，所述系統包含通訊網路；主軸驅動器，耦接于所述通訊網路；主軸馬達，耦接于所述主軸驅動器；多個從軸驅動器，耦接于所述通訊網路；以及多個從軸馬達，耦接于所述從軸驅動器；個人計算機或人機接口，耦接于任一軸驅動器；其中，所述主軸驅動器及從軸驅動器可編寫運動控制/邏輯控制程序，并設定各軸驅動器的操作參數，執行其程序以控制本軸或多軸的馬達動作及輸出/輸入的信號，所述主軸驅動器執行所述運動程序發出路徑指令到所述通訊網路中，所述主軸驅動器根據所述路徑指令，以及所述從軸驅動器根據由所述通訊網路接收的所述路徑指令分別計算出各軸驅動器的補間命令，由此使用所述補間命令及各軸驅動器的多個參數值來分別驅動所述主軸馬達及所述從軸馬達的作動。
2.如權利要求
1所述的系統，其中，所述個人計算機或人機接口經由傳輸線與所述通訊網路可對所述主軸驅動器及所述從軸驅動器下載運動程序及設定/編輯參數值，并監視各軸馬達的運轉狀態。
3.如權利要求
1所述的系統，其中，所述主軸驅動器及所述從軸驅動器分別包含伺服驅動器組合，所述伺服驅動器組合包含通訊單元，耦接于所述通訊網路，并可連接所述個人計算機或人機接口；系統參數與變量單元，用于儲存所述伺服驅動器組合內各單元間溝通使用的所述參數值，所述個人計算機或人機接口經由傳輸線及所述通訊單元對本軸的系統參數與變量單元的所述參數值進行設定/編輯，或再經由所述通訊網路對其他軸的系統參數與變量單元的參數值進行設定/編輯；輸出入單元，通過編寫可程序化邏輯控制程序設定輸出/輸入的狀態，并將所述狀態存放在所述系統參數與變量單元中；運動控制單元，執行邏輯控制程序，以設定所述輸出入單元的輸出/輸入，執行運動控制程序以控制本軸或多軸的馬達的動作，經由所述通訊網路及所述通訊單元下載運動程序，主軸執行所述運動程序產生運動路徑的命令，所述運動控制單元根據從所述系統參數與變量單元中讀取的所述參數值來計算每一取樣時間的補間點，并將其儲存至所述系統參數與變量單元的運動命令區；以及驅動器控制回路單元，根據所述運動命令區所儲存的每一取樣時間的補間點及所述系統參數區的設定值來驅動各軸的馬達。
4.如權利要求
3所述的系統，其中，所述系統參數與變量單元的參數值為操作模式、軸參數、軸狀態、路徑參數、數字輸出入模式、監控路徑及通訊參數等數據。
5.如權利要求
3所述的系統，其中，所述運動控制單元具有RAM、EEPROM、CPU及路徑產生器，所述RAM儲存所下載的所述運動程序，所述CPU提供一群PLC指令以編寫所述邏輯控制程序，所述CPU執行儲存于所述RAM的所述運動程序以產生運動路徑的命令以作為所述路徑產生器的命令輸入，所述路徑產生器根據所述參數值來計算每一取樣時間的補間點，并將其儲存至所述系統參數與變量單元的所述運動命令區。
6.如權利要求
1所述的系統，其中，所述通訊網路由USB、RS232(485)及CAN總線組成。
7.如權利要求
1所述的系統，其中，所述主軸馬達及所述從軸馬達為交流伺服馬達。
8.一種控制具有分布式運動的交流伺服系統的方法，所述方法用于多軸控制，并包括下列步驟a).編寫主軸驅動器及多個從軸驅動器的運動控制程序；b).設定各軸驅動器的操作參數；c).由所述主軸驅動器執行所述運動程序以發出路徑指令于所述通訊網路；d).根據所述路徑指令計算出各軸驅動器的命令；e).通過所述命令及各軸驅動器的多個參數值分別驅動主軸馬達及多個從軸馬達的作動；以及f).執行所述運動控制程序以控制本軸或多軸的馬達的動作及輸出/輸入的信號。
9.如權利要求
8所述的方法，還包括a).經由通訊網路從個人計算機或人機接口下載所述主軸驅動器及所述從軸驅動器的運動程序及設定/編輯多個參數值；以及b).由所述個人計算機或人機接口經由傳輸線所連接的任一軸驅動器，再經由所述通訊網路來監視各軸馬達的運轉狀態。
10.如權利要求
8所述的方法，其中，所述主軸驅動器及所述從軸驅動器分別包含伺服驅動器組合，所述方法還包括a).由系統參數與變量單元儲存用于所述伺服驅動器組合內各單元間溝通的所述參數值；b).由所述個人計算機或人機接口經由傳輸線及所述通訊單元對本軸的系統參數與變量單元的所述些參數值進行設定/編輯，或再經由通訊網路，對其他軸系統參數與變量單元的參數值進行設定/編輯；c).由運動控制單元執行所述邏輯控制程序以設定輸出/入單元的輸出/輸入的狀態，并將其狀態存放在所述系統參數與變量單元；d).由主軸的所述運動控制單元執行所述運動程序以產生運動路徑的命令，所述運動控制單元根據從所述系統參數與變量單元中讀取的所述參數值計算每一取樣時間的補間點，并將其儲存至所述系統參數與變量單元的運動命令區；e).由所述運動控制單元執行運動控制程序以控制本軸或多軸的馬達的動作及輸出/輸入的信號；以及f).根據所述系統參數與變量單元的所述運動命令區所儲存的每一取樣時間的補間點與所述系統參數區的設定值，由驅動器控制回路單元來驅動各軸的馬達。
11.如權利要求
10所述的方法，還包括a).將所下載的所述運動程序儲存于RAM；b).由所述CPU提供一群PLC指令以編寫邏輯控制程序；c).由主軸的所述CPU執行儲存于所述RAM的所述運動程序以產生運動路徑的命令以作為所述路徑產生器的命令輸入；以及d).由所述路徑產生器根據所述些參數值來計算每一取樣時間的補間點，并將其儲存至所述系統參數與變量單元的所述運動命令區。
12.如權利要求
8所述的方法，其中，所述設定各軸驅動器的輸出/輸入的步驟還包括；a).將本軸的部份的數字輸出設定為本軸的輸出，將本軸的另一部分的數字輸出設定為提供給其他軸的遠程輸出，設定本軸所有的數字輸入可同時被本軸或其他軸遠程讀取；b).設定本軸其余的數字輸出由遠程哪一軸輸出；c).執行所述運動程序，寫入系統參數的本軸的數字輸出的狀態；d).由所述通訊網路讀取數字輸出的信息，寫入系統參數的其他軸的遠程數字輸出的狀態；e).根據(a)來去除(c)、(d)中不要的位，合并(c)、(d)中的其它位，得到最終的本軸數字輸出的輸出；以及f).根據數字輸出的位置的選擇，讀取系統參數中的本軸數字輸出的狀態，找出需要傳送至遠程其他軸的本軸數字輸出，并將其傳送。
13.一種具有分布式運動控制的交流伺服系統，用以分布式多軸運動控制，所述系統包含通訊網路、耦接于所述通訊網路的主軸驅動器及多個從軸驅動器，耦接于所述主軸驅動器的主軸馬達，耦接于所述從軸驅動器的多個從軸馬達，耦接于任一軸驅動器的個人計算機或人機接口，所述主軸驅動器及所述從軸驅動器分別包含伺服驅動器組合，所述伺服驅動器組合包含通訊單元，耦接于所述通訊網路，并可連接所述個人計算機或人機接口進行通訊傳輸；系統參數與變量單元，儲存用來溝通所述伺服驅動器組合內各單元的參數值，所述個人計算機或人機接口經由傳輸線及所述通訊單元對本軸的系統參數與變量單元的所述參數值進行設定/編輯，或再經由通訊網路對其他軸的系統參數與變量單元的參數值進行設定/編輯；輸出入單元，通過所述可程序化邏輯控制程序的編寫以設定輸出/輸入的狀態，并將其狀態存放在所述系統參數與變量單元；運動控制單元，執行邏輯控制程序，以設定所述輸出入單元的輸出/輸入，執行運動控制程序以控制本軸或多軸的馬達動作，經由所述通訊網路及所述通訊單元下載運動程序，主軸執行所述運動程序以產生運動路徑的命令，根據由所述運動控制單元對所述系統參數與變量單元所讀取的所述些參數值來計算每一取樣時間的補間點，并將其儲存至所述系統參數與變量單元的運動命令區；以及驅動器控制回路單元，根據所述運動命令區所儲存的每一取樣時間的補間點及所述系統參數區的設定值來驅動各軸的馬達。
14.如權利要求
13所述的系統，其中，所述系統參數與變量單元的參數值系為操作模式、軸參數、軸狀態、路徑參數、數字輸出入模式、監控路徑及通訊參數等數據。
15.如權利要求
13所述的系統，其中，所述運動控制單元具有RAM、EEPROM、CPU及路徑產生器，所述RAM儲存所下載的所述運動程序，所述CPU提供一群PLC指令以編寫所述邏輯控制程序，所述CPU執行儲存于所述RAM的所述運動程序以產生運動路徑的命令以作為所述路徑產生器的命令輸入，所述路徑產生器根據所述參數值來計算每一取樣時間的補間點，并將其儲存至所述系統參數與變量單元的所述運動命令區。
專利摘要
一種具有分布式運動控制的交流伺服系統，用以分布式多軸運動的控制，所述系統中的各驅動器包含可程序化的運動控制器，用來執行客制化程序以控制本軸或其他軸馬達的動作及輸出/輸入信號，可經由通訊網路對各軸下載/執行運動程序，編輯各軸參數以及監視各軸狀態，驅動器根據需求可設定成主/從(Master/Slave)軸，主軸驅動器執行多軸同動程序，經通訊網路發出路徑指令給于從軸，主軸驅動器根據路徑指令以及從軸驅動器根據通訊網路所接收的路徑指令來計算出各軸的補間命令坐標，使主/從軸馬達的運動軌跡符合路徑命令要求。
文檔編號G05B19/418GK1996187SQ200610000426
公開日2007年7月11日 申請日期2006年1月5日
發明者周中奇, 陳建達, 蔡清雄 申請人:臺達電子工業股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan