モーションコントローラ／サーボ制御／多軸制御／専用ロボットコントローラ

自動機の延長　高精度・高タクトの追究
多軸ロボット制御

多軸の自動機と産業用の専用ロボットとは、明確な区別はありません。　　テクノでは、機構変換処理が必要なシステムを産業用の専用ロボットと定義します。　　用途としては、搬送・組立・溶接・加工・バリ取り・穴あけなどいろいろです。　　ロボットとはいえ、高精度・高タクト・システム拡張・周辺との連係など、ユーザの要求は　　自動機と同様に多彩です。オープンＭＣは、あらゆる要望に的確に対応します。　　【専用的なロボット制御とは？】　　ロボット機構を応用した搬送・組立・実装・溶接・加工・検査など複合的な作業を　　おこないます。　　　市場　　　　：半導体製造　電子部品実装・組立自動車生産　家電生産　建機・・・　　　Keywords　：多軸　機構変換　画像処理との連係マルチヘッド／マルチタスク　　機構変換　：極座標・リンク・パラレル機構などの構成では、空間的な直交座標（論理／指令）　　　　　　　　　　と実際の各軸モータの座標とは、行列演算による変換計算が必要です。　　　　　　　　　　ロボット制御では、制御周期毎にこの計算を繰り返す必要があります。
１　多軸ロボット制御の問題点（懸案）
■ロボットと自動機の区別はない・多様化　　　　自動機の軸機構を多軸・複雑化していくとロボット機構制御も必要になる。　　　応用ジャンルは、多様で特定できない。いろいろな専用化が必要。　　■専用ロボット向けの汎用的コントローラは？　　　特殊な機構で、機構が変われば、制御ソフトも作り直しとなる。効率的な対応が必要。　　　６軸以上の多軸補間も必要だが、一般的には対応が難しい。　　■汎用ロボットでは、メカとコントローラはセット販売　　　市販のロボットでは、自由に変更できない。専用仕様に対応できない。　　　前後装置との連係もやりにくい。（ＩＯ制御程度）　　■機構は自社開発　　　メカを社内開発して、専用のコントローラをうまく導入したい。　　■コントローラも自社開発？　　　コントローラの全てを自社開発するのは難しい。　　　雛形としてのコントローラをベースに、自社用にカスタマイズできればベスト。　　■基本性能は、高級ロボット相当がほしい。　　　ワークや作業の微細化や高精度化の要望は、進んでいる。　　■正確な輪郭制御がほしい。　　　　タクトや精度向上のため、正確な補間動作（直線／円弧）が必要。　　　緻密動作のためには、なめらかな連続補間も重要。　　　正確なタイミングのため、指定どおりの速度で動作すべき。　　■運転プログラムが使えないのは困る。　　　ＰＣやラダーでいちいち指令が必要だと設計が大変。　　　一連の動作は、運転プログラムとして簡単に記述したい。　　■汎用サーボで高性能　　　　　　　　　　市販のＡＣサーボで最高性能がだせれば、ベスト。ＱＣＤ全てにＯＫ。　　■ロボットでも高タクトが必要　　　自動機の延長なので、当然高タクト・高精度が要求される。　　■ロボットでも高付加価値が必要　　　機構の正確な動作に加えて、吸着・把持・溶接・ディスペンス・研磨などヘッド作業での　　　付加価値が重要。モーションと同期したヘッド制御が必要。　　■手動運転も重要　　　自動運転に加えて、ジョイスティックや手動パルサなどによる手動運転も重要。　　　緻密でなめらかな動作が必要。　　■アブソエンコーダは、必須　　　アブソエンコーダで原点復帰を不要としたい。　　　例外的な停止やサーボオフのあとの復旧では、アブソエンコーダが効果的。　　■安全性や海外規格への対応　　　専用機でも安全性や海外規格への対応は必須。　　■ＰＣとの接続は重要　　　自立動作が基本だが、ＰＣソフトとの連係は必須。Ｗｉｎｄｏｗｓの汎用手法で簡単に　　　接続したい。　　■画像処理との接続は重要　　　画像処理とのリアルタイムな連係が望まれる。ＰＣベースの画像処理が一般的なので、　　　ＰＣとの高速接続は、その意味でも重要。
２　多軸ロボット制御向けのオープンＭＣの特徴
■高タクトと高精度のために　　　タクトと精度の向上のためのオープンＭＣの特徴です。　　　 ◆最適パス・最適軌跡を高精度な輪郭制御で実現　　　 ◆最適な加速・減速。振動なしで最短時間で動作　　　 ◆十分な最高速度。１Ｇｐｐｓまで対応可能　　　 ◆作業ヘッドと軸動作の正確な同期制御
ＰＬＣモーションコントローラ　　　ＰＬＭＣ－ＭⅡＥＸ　　　 Mechatrolink仕様				パイプベンダーパラレル機構ロボット

■高精度な多軸輪郭制御　　　制御周期　　　　　０．５ｍｓｅｃ/６軸（１ｍｓｅｃ/１４軸）　　　　最小連続補間　　０．５ｍｓｅｃ/６軸（１ｍｓｅｃ/９軸）　　　　　　　　　　　　　　　０．５ｍｓｅｃ毎の細かい正確な多軸同期制御　　　機構変換　　　　　制御周期毎に機構変換の演算をします。正確な補間動作には必須。　　■最適な加減速制御　　　加減速の形状　　　直線型・Ｓ字型・指数型など選択可能。　　　加減速設定　　　　時定数は、マクロ変数やパラメタ設定で変更が自由。　　　コーナ部減速　　　コーナ部で発生する加速度に応じて自動的に減速と加速する機能　　　オーバライド　　　送り速度は、常時１％～２００％で変更可能。　　■特殊ヘッドへの対応と同期制御　　　レーザ・ディスペンス・主軸など、いろいろなヘッド装置をモーションと同期して制御します。　　　そのためのハードＩＦやソフトＩＦを準備しています。　　　　ハード的ヘッドＩＦ：ＩＯ信号、アナログ信号、通信　　　　ソフト的ヘッドＩＦ：運転プログラムでのＳ指令やＳＰＩＮ指令。ＰＣやラダーとのコマンドＩＦ。
ＰＬＣモーションのＩＯ制御の仕組み

■特殊機構への対応　　　ある程度の特殊な機構は、オプション機能で対応できます。　　　平行軸制御　　１つの軸を両側の駆動軸で同期制御　　　旋回軸　　　　　ＸＹＺの各軸の周りに回転する軸　　　無限回転軸　　無限回転して、座標系をラウンドアップさせる軸　　　接線制御　　　溶接トーチやツールを軌跡ベクトルに対して常に一定の角度を自動制御
平行軸制御				接線制御

■機構変換・さらなる特殊機構への対応（専用化）　　　リンク・極座標・パラレルなど機構に応じた変換式をインプリメント可能。　　　テクノが得意とするカスタマイズ手法で効率的に実現。
パラレル機構ロボット				水平関節ロボット

■専用ロボット制御のための便利な機能　　　正確な軌跡制御　　制御周期毎の機構変換　　　制御周期　　　　　　０．５ｍｓｅｃ／６軸、１ｍｓｅｃ／１４軸　　　多軸制御　　　　　最大１６軸制御　　　　多軸補間　　　　　　同時９軸　　　マルチタスク　　　最大８タスク　　自動／手動モード混在で動作可能　　　マクロ機能　　　　マクロ変数や演算・判断で運転の自由度が拡大します。　　　　　　　　　　　　　　　座標や内部情報のほとんどがマクロ変数として読み書きできます。　　　トルク制御　　　　　トルク指令やトルク制限で力加減の制御も可能　　　　独立位置決め　　多軸のお互いが非同期に位置決め　　　ポイント位置決め　目標座標をテーブルに定義して、ポイント番号指定で位置決め　　　補間前加減速　　コーナ部を自動的に減速・加速して「軌跡の内回り」と　　　　　　　　　　　　　　　「機構の振動」を抑制　　　アブソエンコーダ　安川電機Σシリーズでは、アブソエンコーダが標準的。原点復帰が不要。　　　ジョイスティック　　ジョイスティックや手動パルサ動作もオプションで準備
ＰＬＣモーションの制御の仕組み

補間前加減速による　　　　軌跡精度の改善				正確な軌跡制御

■カスタマイズ（特殊対応）　　　標準システムをベースに、ソフト改造で特殊システムに対応します。テクノの技術資産を　　　有効に活用し、効率的な専用化対応が可能です。　　　テクノの開発スタッフが直接お客様と打ち合わせして、高品質で効率的な専用化をいたし　　　ます。取りまとめ・設計・試運転・アフター支援などご要望に応じて対応します。　　　各マシンやヘッド制御の特殊性・独自性は、便利なオプション機能やカスタマイズで　　　活かされます。　　■マクロ/マルチタスクによる拡張性　　　マクロ機能やマルチタスクで、ＡＴＣやＡＷＣなど搬入／搬出や周辺制御もできます。　　　テクノ言語では、センサーの入力判断やシリンダやソレノイドの出力制御も可能です。　　■軌跡精度の評価と最適調整　　　内蔵の解析ツールで軌跡精度を定量的に評価できます。その結果、機構やサーボ系を　　　含む最適調整も容易です。特に真円度の評価では、機構を含むサーボ系の応答性・　　　摩擦のようすなど、精度検証のあらゆる要素が効果的に評価できます。
真円度解析例				サーボ応答解析例

３　オープンＭＣの共通の特徴
■自立モーションでＰＬＣラダーやＰＣソフトの負担は最小　　　モーションコントローラの機能は、自動／手動全てが自立制御で完成機能。　　　モーション制御そのものをラダーやＰＣで作成する必要はありません。　　　指令や操作をおこなうだけで、簡単に自由に使えます。　　　いろいろなオプション機能も、各々が完成形ですので、簡単に利用できます。　　■運転プログラムで簡単動作指示　　　Ｇ言語やロボット言語（テクノ言語）が使えます。サーボ応用に不慣れでも、簡単に　　　緻密モーション動作を作成できます。マルチタスクやマクロ機能など高級なＮＣや　　　ロボットコントローラと同様な機能も内蔵しています。　　■汎用サーボで最高性能・高タクトを実現　　　パルス列指令やMechatrolinkで汎用ＡＣサーボと接続でき、回転型・ＤＤ・リニアなど　　　いろいろなタイプのモータが利用できます。　　　特にMechatrolinkで安川電機ΣＶシリーズとの組み合わせは、位置・速度・トルクの　　　制御が可能で応答性も業界最高のレベルで、最高のタクトを実現します。　　■ＰＣソフトと自由でリアルタイムな連携　　　自立でありながら、ＰＣともリアルタイム連携（イーサネット接続）ができます。　　　ＤＬＬのソフトインタフェース公開で、ユーザＰＣソフトへの組み込みが可能です。　　　専用運転ソフト・専用ＣＡＭ・画像処理ソフトなどとのリアルタイム連携が実現します。
ソフトインターフェースの公開

■画像処理とリアルタイムな連携　　　ＰＣベースの画像処理とは、テクノのＤＬＬ経由で直結できます。ラダーを経由せずに　　　直接にＰＬＭＣとデータを送受信する事も可能です。　　■ＰＬＣモーションの拡張性　　　汎用ＰＬＣの資産を利用（ＩＯ拡張・アナログ・カウンタ・通信など各種モジュール）　　　ラダーＣＰＵやＲＴＯＳモジュールとも高速・強力に連携　　　ソフトＩＦの公開でラダーやｃ言語ソフトからリアルタイムな制御が可能　　　ユーザ独自の制御システムの構築も簡単　　■独自で先端的な生産技術の組み込み　　　ソフトＩＦを利用して、独自で先端的な生産技術への組み込みが可能　　　緻密モーションのカスタマイズでさらに差別化を推進　　■海外規格への対応　　　ＰＬＭＣ－ＭⅡＥＸは、各種海外規格に準拠しています。
４　機械・設備メーカのメリット
機械・設備メーカ殿の先端技術やノウハウを最大限に活かして、差別化したマシンを　　開発・販売いただくことが可能です。また、守秘性も高いので簡単にまねはされません。　　■高タクトと高精度の実現　　　ロボット機構でも、自動機と同様の高タクトと高精度が実現できます。　　■オープンＭＣの導入は簡単　　　オープンＭＣの導入は、非常に簡単です。立ち上げ期間を短縮できます。　　　標準運転ソフトのみで、ラダー設計や専用ＰＣソフト開発なしでも、全ての機能が　　　動作します。　　　難しいモーション機能の作り込みは不要です。機能は、完成形でご提供します。　　　サーボ応用の導入実務もマニュアルに具体的に説明しています。また、ご要望で　　　ご支援もいたします。　　■ヘッド制御とモーション制御の連係で生産性向上　　　レーザヘッド・ディスペンスなどの各々の作業ヘッドの要求に応じて、モーションと　　　連係した制御が可能です。動きながら正確な位置で、作業ヘッドをＯＮ／ＯＦＦ制御　　　したり、強度を変化させたりできます。作業精度とタクトが向上します。　　　　　■緻密・精密による品質向上　　　高精度な輪郭制御で、高速な微細動作でも十分な精度が実現します。　　　機構の限界速度でも良好な動作精度で、タクトも向上します。　　■特殊機構でも正確な制御　　　機構に応じて、オプション選択やカスタマイズで最適な制御を効率的に実現します。　　　機構の特徴が最大限に活かせます。　　■特殊機能も効率的に実現　　　作業の特殊性に応じた最適な制御で、最高の生産性とマシンの差別化を推進します。　　■専用ソフトからダイレクト運転　　　生産管理や加工条件データベースなどから直接に運転できます。独自の生産システム　　　の中に自然に組み込むことができます。マシンやシステムの差別化は、さらに進みます。　　■汎用サーボで最高性能　　　ＰＬＭＣとΣサーボの組み合わせは、モーション制御として最高レベルです。　　　業界最高レベルのモーション性能を適切なコストで利用できます。ＱＣＤ最高の選択です。　　■独自の生産技術の開発　　　ソフトＩＦの公開を利用して、ラダー/C言語ソフト/PCアプリから独自の制御機能を実現　　　できます。他社との差別化を推進し、ノウハウは守秘できます。　　■周辺制御も同一コントローラで制御　　　マルチタスクで搬入・搬出・検査など多ヘッドの並列制御も可能です。　　　ＥＸ１台で８タスク／１６軸制御ですが、並列運転でさらに多軸拡張もできます。　　■精度解析と実機調整の時間短縮　　　ＰＬＭＣは、多軸の同期性を定量解析できます。最適動作を実加工なしに簡単に調整　　　できます。精度評価やサーボ系の最適調整も短時間で可能です。　　■ラインシステムへの組み込みも簡単　　　ＰＬＭＣは、コンパクトなモジュール構造で、１台のＰＬＣの下に複数台の並列運転も　　　容易です。ソフトＩＦも自由度が高く、全システム制御の中に組み込みが簡単です。　　■ＰＣ／ＰＬＣ／緻密モーションの連携で無限の拡張性　　　ＰＣやＰＬＣ上の生産技術やノウハウを積極的に活用できます。　　　ユーザソフトへの組み込みや連携が簡単で、システム全体の独自性が追究できます。
（株）テクノ　http://www.open-mc.com TEL04-2964-3677 FAX04-2964-3322 Email mail@open-mc.com

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