JP2001202102A - サーボ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーボ制御装置の構成要素に異常が発生して
も負荷のサーボ制御を継続させる。 【解決手段】 サーボコントローラ３ａ，３ｂとサーボ
アンプ４ａ，４ｂと、サーボモータ５ａ，５ｂと、フィ
ードバック検出器６ａ，６ｂと、異常検出器７ａ，７ｂ
とによりマスター側及びスレーブ側のサーボ制御回路２
ａ及び２ｂを構成し、各サーボモータ５ａ，５ｂを機械
的に連動させて１つの負荷に接続する。サーボアンプ４
ｂの上流側位置には、異常検出器７ａにてサーボ制御回
路２ａの異常が検出されると、サーボアンプ４ｂに入力
されるトルク指令値を、サーボコントローラ３ａ由来の
ものからサーボコントローラ３ｂ由来のものへ切り替え
るトルク指令値選択器２１を設ける。通常はサーボモー
タ５ａと５ｂにより負荷のトルクマスタースレーブ制御
を行わせ、サーボ制御回路２ａ，２ｂのいずれかに異常
が生じたときは、異常の生じた側のサーボモータ５ａ又
は５ｂをフリーランさせ、正常な方のサーボ制御回路２
ａ又は２ｂにより負荷のサーボ制御を継続させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は負荷を駆動させるサ
ーボ制御装置に関するもので、特に、異常が発生しても
負荷が制御目標値に追従するようにサーボ制御するよう
にしたサーボ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】負荷として、たとえば、プレス機械のト
ランスファー機構を駆動するサーボ制御装置において
は、サーボ制御装置の構成要素（サーボコントローラ、
サーボアンプ、サーボモータ、フィードバック検出器
等）に異常が発生した場合でも、金型が停止するまでト
ランスファー機構が金型に同期して運動しないと、金型
とトランスファー機構が衝突するおそれがある。そのた
め、サーボ制御装置の構成要素に異常が発生した場合に
もサーボ制御を継続できるようにすることが必要であ
る。

【０００３】上記、サーボ制御装置に異常が発生した場
合でもサーボ制御を継続できるようにする従来技術の１
つとして、トルクマスタースレーブ方式により１つの負
荷を２組のサーボアンプ及びサーボモータで駆動させる
ようにしたものがある。すなわち、図４に一例を示す如
く、制御目標指示器１で求められた制御目標値に負荷
（図示せず）が追従するように制御演算を行うサーボコ
ントローラ３と、該サーボコントローラ３からのトルク
指令値に基づいてサーボモータへ供給される電力を制御
するサーボアンプ４と、該サーボアンプ４から電力を供
給され負荷を駆動するサーボモータ５と、該サーボモー
タ５のフィードバック値を検出するためのフィードバッ
ク検出器６と、サーボコントローラ３、サーボアンプ
４、サーボモータ５及びフィードバック検出器６の異常
を検出して、制御目標指示器１とサーボアンプ４へ指令
を送るようにしてある異常検出器７とを、一組として備
え、上記サーボコントローラ３は、制御目標指示器１か
らの制御目標値とフィードバック検出器６からのフィー
ドバック値とに基いてトルク指令値を計算し、該計算さ
れたトルク指令値をサーボアンプ４へ入力し、サーボモ
ータ５がトルク指令値に従ってトルクを発生するように
サーボアンプ４からサーボモータ５への電力制御が行わ
れるようにしたものをマスター側サーボ制御回路２とし
て構成し、更に、予備のために、上記と同様な構成、機
能を有するサーボアンプ９と、サーボモータ１０と、両
者の異常を検出して制御目標指示器１とサーボアンプ９
へ指令を送る異常検出器１１とを備えたスレーブ側サー
ボ制御回路８を構成し、且つサーボモータ５と１０が互
いに機械的に連動して負荷を駆動するように、該サーボ
モータ５と１０により回転させられるようにしたシャフ
ト１２と、シャフト１２の回転を負荷に伝える動力伝達
機構１３を設けて、負荷を駆動するようにしたものがあ
る。

【０００４】又、別な従来技術としては、特開平２−８
７９８５号公報に開示されたサーボ制御装置がある。こ
れは、図５に示す如く、交流電流をコンバータ部１５の
単相整流回路１６を用いて直流電流に変換し、前記直流
電流に基づいて３相ＡＣサーボモータ１７を駆動制御す
るＡＣサーボモータ駆動制御回路１４において、前記Ａ
Ｃサーボモータ１７の３相の電源線の中、いずれか２つ
の電源線と前記コンバータ部１５を構成する平滑用コン
デンサ１８とを異常時において直列に接続するリレー１
９，２０を備え、前記リレー１９，２０を用いてＡＣサ
ーボモータ１７と平滑用コンデンサ１８とを直列接続す
ることで前記平滑用コンデンサ１８に蓄積された静電エ
ネルギを前記ＡＣサーボモータ１７に供給し固定磁界を
生成することでＡＣサーボモータ１７を停止させるよう
にしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図４に示し
たトルクマスタースレーブ方式による方法では、サーボ
コントローラ３及びフィードバック検出器６は１組しか
存在せず、サーボアンプ４，９はともに１つのサーボコ
ントローラ３からトルク指令を受けている構成であるこ
とから、該サーボコントローラ３やフィードバック検出
器６に異常が発生した場合には、サーボモータ５，１０
はともに制御不能になり、この場合、サーボモータ５及
び１０は２台ともフリーラン状態にせざるを得ないこと
になる。そのため、負荷が運動中に、サーボコントロー
ラ３やフィードバック検出器６に異常が発生した場合に
負荷を停止させる際に、負荷を停止させる方法として
は、摩擦力により自然に停止するのを待つ方法、機
械ブレーキの発生する制動力を用いる方法、サーボモ
ータ５又は１０の電機子を短絡することによるダイナミ
ックブレーキを用いる方法のいずれかを用いる必要があ
るが、の方法では、一般に、サーボモータにより駆動
される負荷に働く摩擦力は小さいので負荷が大きく過走
するという問題があり、の方法では、機械ブレーキが
作動するまでの時間の遅れが大きいため負荷の過走距離
が長くなるという問題があり、の方法では、ダイナミ
ックブレーキが機械的に動作するコンタクタでオンオフ
されるため、該ダイナミックブレーキが動作するまでの
時間遅れが大きくて負荷が過走すること、及び、サーボ
モータ５及び１０としては、交流モータが使用できず、
直流モータしか使用できないという問題がある。又、上
記のいずれの方法においても、負荷がフリーラン
状態となってから以降は、負荷の位置、速度制御が不可
能になるという問題がある。

【０００６】一方、図５に示したＡＣサーボモータ駆動
制御回路１４では、負荷の過走は防止されるが、負荷の
位置、及び、速度制御は不可能になるという問題があ
り、更に、ＡＣサーボモータ１７は１台しかないので、
該ＡＣサーボモータ１７に異常が発生した場合には、サ
ーボ制御不能になるという問題がある。

【０００７】そこで、本発明は、サーボコントローラ、
サーボアンプ、サーボモータ及びフィードバック検出器
のいかなる部分に異常が発生した場合にも、負荷が制御
目標値に追従するように制御を継続することができるサ
ーボ制御装置を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために制御目標指示器で設定した制御目標値に負
荷が追従するように制御計算を行うサーボコントローラ
と、該サーボコントローラからの指令値に基づいてサー
ボモータへ供給される電力を制御するサーボアンプと、
サーボアンプから電力を供給され負荷を駆動するサーボ
モータと、サーボモータの作動状態を検出してサーボコ
ントローラにフィードバックするフィードバック検出器
とを備えて、単独で負荷をサーボ制御できるようにした
サーボ制御回路を複数組設け、該各サーボ制御回路のサ
ーボモータを、機械的に連動させて動力伝達機構を介し
１つの負荷を駆動できるようにし、更に、上記複数組の
サーボ制御回路のいずれかに異常が発生した場合に、正
常なサーボ制御回路により負荷のサーボ制御を継続させ
るようにしてなる構成とする。

【０００９】各サーボ制御回路のいずれにも異常が発生
していない状態では、各サーボ制御回路により共同し
て、負荷が制御目標値に追従するようにサーボ制御が行
われる。

【００１０】いずれかのサーボ制御回路のサーボコント
ローラ、サーボアンプ、サーボモータ、フィードバック
検出器のいずれかに異常が発生した場合には、異常が発
生したサーボ制御回路においてサーボアンプからサーボ
モータへの電力供給を打ち切り、該サーボモータをフリ
ーランさせることで、正常なサーボ制御回路により、負
荷が制御目標値に追従するように制御が継続される。

【００１１】したがって、いずれかのサーボ制御回路に
異常が発生したときに、制御目標指示器が負荷を停止さ
せるような制御目標値を生成するようにすると、他の正
常なサーボ制御回路により制御が継続され、負荷は制御
目標値に追従して停止させられるようになる。

【００１２】更に、複数組のサーボ制御回路の１つをマ
スター側サーボ制御回路とし、他をスレーブ側サーボ制
御回路とし、且つ該スレーブ側サーボ制御回路のサーボ
アンプの上流側位置に、スレーブ側のサーボアンプに対
して通常はマスター側のサーボコントローラより指令が
入力されるようにし、且つマスター側サーボ制御回路に
何らかの異常が発生した場合にスレーブ側のサーボコン
トローラより指令値が入力されるように切替作動する指
令値選択器を設けた構成とすることにより、マスター側
及びスレーブ側のサーボ制御回路のいずれにも異常が発
生していない状態では、マスター側及びスレーブ側の両
サーボモータにより、負荷が制御目標値に追従するよう
にマスタースレーブ制御を行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１４】図１及び図２は本発明のサーボ制御装置の
実施の一形態を示すもので、サーボコントローラ３ａ，
３ｂと、サーボアンプ４ａ，４ｂと、サーボモータ５
ａ，５ｂと、フィードバック検出器６ａ，６ｂと、異常
検出器７ａ，７ｂとを、図４に示したマスター側サーボ
制御回路２と同様にそれぞれ配置構成してなる２組のサ
ーボ制御回路を設けて、一方をマスター側サーボ制御回
路２ａとし且つ他方をスレーブ側サーボ制御回路２ｂと
し、上記マスター側サーボ制御回路２ａのサーボモータ
５ａとスレーブ側サーボ制御回路２ｂのサーボモータ５
ｂの軸を、一本のシャフト１２の両端部に連結し、該シ
ャフト１２に動力伝達機構１３を介して図示しない１つ
の負荷を連結して、上記両サーボモータ５ａ及び５ｂに
より負荷を、制御目標指示器１で設定した制御目標値に
追従するように制御を行わせることができるようにし、
更に、上記スレーブ側サーボ制御回路２ｂにおける上記
サーボアンプ４ｂの上流側位置に、マスター側サーボ制
御回路２ａの異常検出器７ａからの信号に応じて切替作
動する指令値選択器としてのトルク指令値選択器２１を
介在させた構成とし、マスター側サーボコントローラ３
ａが計算したトルク指令値はマスター側サーボアンプ４
ａに入力されるようにし、且つ、スレーブ側サーボアン
プ４ｂには、トルク指令値選択器２１によりマスター側
又はスレーブ側のサーボコントローラ３ａ又は３ｂのい
ずれか一方よりトルク指令値が入力されるようにする。

【００１５】上記制御目標指示器１は、上記負荷が追従
すべき制御目標値、たとえば位置目標値や速度目標値を
時々刻々生成し、サーボコントローラ３ａ及び３ｂへ指
示するようにしてある。又、上記フィードバック検出器
６ａ及び６ｂとしては、ロータリーエンコーダ、レゾル
バ又はパルスジェネレータ等によりシャフト１２の回転
角やシャフト１２の回転角速度等を検出するようにして
ある。上記動力伝達機構１３としては、歯車、ラック−
ピニオン、チェーン、タイミングベルト等から構成され
るようにしてある。

【００１６】上記各サーボコントローラ３ａ及び３ｂ
は、それぞれ制御目標指示器１からの制御目標値と、そ
れぞれ対応するフィードバック検出器６ａ，６ｂからの
フィードバック値に基づいてサーボアンプ４ａ，４ｂに
指令するためのトルク指令値を計算する。制御目標値と
フィードバック値に基づいてトルク指令値を計算する方
法としては、たとえば、制御目標値とフィードバック値
が速度の場合には、ＰＩＤ制御や２自由度ＰＩＤ制御等
が使用可能である。又、制御目標値とフィードバック値
が位置の場合には、ＰＩＤ制御や２自由度ＰＩＤ制御に
より速度目標値を計算し、速度目標値と、位置フィード
バック値をサーボコントローラ３ａ，３ｂ内で時間微分
することにより得られる速度フィードバック値との差に
比例したトルク指令値を計算する方法等がある。

【００１７】図２は上記サーボコントローラ３ａの一例
の詳細を示すもので、該サーボコントローラ３ａは、制
御目標値が位置目標値であり、フィードバック値が位置
フィードバック値であり、制御目標値とフィードバック
値とに基づいてトルク指令値を計算する方法としてＰＩ
Ｄ制御により速度目標値を計算し、該速度目標値と、位
置フィードバック値をサーボコントローラ３ａ内で時間
微分することによって得られる速度フィードバック値と
の差に比例したトルク指令値を計算する方法を用いる場
合のものを示してある。制御目標指示器１より入力され
る制御目標値とフィードバック検出器６ａより入力され
る位置フィードバック値との差、すなわち位置偏差を計
算する減算器２２と、該減算器２２で算出した位置偏差
を入力してＰＩＤ演算により速度目標値を計算するＰＩ
Ｄ制御器２３と、上記位置フィードバック値を時間微分
して速度フィードバック値を計算する微分器２４と、上
記ＰＩＤ制御器２３で得られる速度目標値と微分器２４
で得られる速度フィードバック値との差、すなわち、速
度偏差を算出する減算器２５と、該減算器２５で得られ
る速度偏差にゲインを乗じてサーボアンプ４ａに送るた
めのトルク指令値を計算する乗算器２６とを備えた構成
とし、更に、フィードバック値の信号に異常がないかを
チェックして、たとえば、信号の電圧が小さすぎたりパ
リティチェックの結果が不正な場合に異常と判定して異
常信号を発するフィードバック値チェック器２７と、減
算器２２で計算される位置偏差が過大な場合に異常と判
定して異常信号を発する過大判定器２８と、減算器２５
で計算される速度偏差が過大な場合に異常と判断して異
常信号を発する過大判定器２９と、サーボコントローラ
３ａ内の演算回路の動作を監視して、万一タイムアウト
した場合に異常と判定し、異常信号を発するウォッチド
ッグタイマ３０とを備えた構成としてある。なお、フィ
ードバック値チェック器２７、各過大判定器２８及び２
９及びウォッチドッグタイマ３０から発せられた異常信
号はすべて異常検出器７ａへ送られるようにしてある。
又、サーボコントローラ３ｂも上記サーボコントローラ
３ａと同様の構成としてある。

【００１８】各サーボアンプ４ａ及び４ｂは、それぞれ
対応するサーボモータ５ａ及び５ｂがトルク指令値に従
ってトルクを発生させることができるように電力制御を
行い、該制御された電力をそれぞれ対応するサーボモー
タ５ａ及び５ｂに供給するようにしてある。なお、電力
制御を行う方法としては、たとえば、ベクトル制御に基
づいてＩＧＢＴやパワートランジスタをオンオフしパル
ス幅変調（ＰＷＭ）制御を行う方法等を用いるようにす
る。

【００１９】各サーボモータ５ａ及び５ｂは、それぞれ
対応するサーボアンプ４ａ及び４ｂから供給される電力
によりトルク指令値に従ってトルクを発生させ、シャフ
ト１２を回転させることにより、動力伝達機構１３を介
して負荷が制御目標値に追従するように駆動することが
できるようにしてある。

【００２０】マスター側及びスレーブ側の各サーボ制御
回路２ａ及び２ｂの各異常検出器７ａ及び７ｄは、それ
ぞれ対応するサーボコントローラ３ａ及び３ｂ、サーボ
アンプ４ａ及び４ｂ、サーボモータ５ａ及び５ｂ、フィ
ードバック検出器６ａ及び６ｂにおける異常を検出する
ようにしてあり、該各検出方法としては以下のようなも
のがある。

【００２１】先ず、サーボコントローラ３ａ及び３ｂに
おける異常の検出方法としては、たとえば、ウォッチド
ッグタイマ３０のタイムアウトにより演算回路の異常を
検出する方法、制御目標値とフィードバック値との偏差
が過大であることにより制御の異常を検出する方法、フ
ィードバック検出器６ａ及び６ｂからの信号の電圧の過
小やパリティの異常などによりフィードバック値の読み
込みの異常を検出する方法等がある。

【００２２】次に、サーボアンプ４ａ及び４ｂにおける
異常の検出方法としては、たとえば、図示しないウォッ
チドッグタイマのタイムアウトにより演算回路の異常を
検出する方法や、図示しない電力制御素子を流れる電流
が過大であることを検出することにより制御ないし回路
の異常を検出する方法や、図示しない電力制御素子の温
度を測定し温度が過度に上昇していることを検出するこ
とにより制御ないし回路の異常を検出する方法等があ
る。

【００２３】又、サーボモータ５ａ及び５ｂにおける異
常の検出方法としては、たとえば、図示しないモータ本
体に埋め込んだ温度センサにより温度を測定し、温度が
過度に上昇していることにより制御ないし回路の異常を
検出する方法等がある。

【００２４】更に、フィードバック検出器６ａ及び６ｂ
における異常の検出方法としては、たとえば、上記各フ
ィードバック検出器６ａ及び６ｂが光学式エンコーダを
用いた形式としてあるものでは、該光学式エンコーダに
おいて光量を測定し、光量が不足していれば異常と判定
する方法等がある。

【００２５】トルク指令値選択器２１は、異常が発生し
ていない場合には、スレーブ側のサーボアンプ４ｂに、
マスター側サーボコントローラ３ａよりトルク指令値が
入力されるように切り替わっており、マスター側サーボ
制御回路２ａに何らかの異常が発生した場合にのみ上記
サーボアンプ４ｂにスレーブ側のサーボコントローラ３
ｂよりトルク指令値が入力されるようにすると、マスタ
ー側及びスレーブ側のサーボ制御回路２ａ及び２ｂのい
ずれにも異常が発生していない状態では、マスター側の
サーボコントローラ３ａによるトルク指令値がマスター
側サーボアンプ４ａと、トルク指令値選択器２１を介し
てスレーブ側サーボアンプ４ｂに入力され、これにより
マスター側及びスレーブ側の両サーボモータ５ａ及び５
ｂにより、負荷が制御目標値に追従するようにトルクマ
スタースレーブ制御が行われる。この際、スレーブ側の
サーボコントローラ３ｂにより計算されたトルク指令値
は使用されない。

【００２６】マスター側サーボ制御回路２ａのサーボコ
ントローラ３ａ、サーボアンプ４ａ、サーボモータ５
ａ、フィードバック検出器６ａのいずれかに異常が発生
して、異常検出器７ａにより異常が検出された場合に
は、該異常検出器７ａからの信号によりマスター側サー
ボアンプ４ａはサーボモータ５ａへの電力供給を打ち切
り、該サーボモータ５ａはフリーランさせられる。又、
上記異常検出器７ａからの信号により、トルク指令値選
択器２１が切り替えられ、スレーブ側サーボアンプ４ｂ
にスレーブ側サーボコントローラ３ｂからのトルク指令
値が入力されるようになり、スレーブ側サーボ制御回路
２ｂのサーボコントローラ３ｂ、サーボアンプ４ｂ、サ
ーボモータ５ｂ、フィードバック検出器６ｂから構成さ
れる制御ループにより、負荷が制御目標値に追従するよ
うに制御が継続される。この際、トルク指令値選択器２
１が切り替えられる以前から、スレーブ側のサーボコン
トローラ３ｂはトルク指令値の計算を行っていることか
ら、過去の制御履歴に依存する値、たとえば、積分要素
の出力等も適切な値となり、これによりトルク指令値選
択器２１が切り替わる前後で、サーボアンプ４ｂへのト
ルク指令値は滑らかに繋がるようになる。

【００２７】一方、スレーブ側サーボ制御回路２ｂのサ
ーボコントローラ３ｂ、サーボアンプ４ｂ、サーボモー
タ５ｂ、フィードバック検出器６ｂのいずれかに発生し
た異常が異常検出器７ｂで検出されたときには、スレー
ブ側のサーボアンプ４ｂはサーボモータ５ｂへの電力供
給を打ち切り、該サーボモータ５ｂはフリーランさせら
れる。これにより、マスター側サーボ制御回路のサーボ
コントローラ３ａ、サーボアンプ４ａ、サーボモータ５
ａ、フィードバック検出器６ａから構成される制御ルー
プにより負荷が制御目標値に追従するように制御が継続
される。

【００２８】したがって、上記マスター側又はスレーブ
側のいずれか一方においてサーボ制御回路２ａ又は２ｂ
の異常が異常検出器７ａ又は７ｂで検出されたときに、
制御目標指示器１が負荷を停止させるような制御目標値
を生成するようにすると、マスター側又はスレーブ側の
いずれか一方の正常なサーボ制御回路２ａ又は２ｂによ
り制御が継続されることから、負荷は制御目標値に追従
して停止させられるようになる。

【００２９】なお、上記サーボモータ５ａ又は５ｂへの
電力供給を打ち切る方法としては、ＩＧＢＴやパワート
ランジスタのゲートを制御する信号をオフにする方法
や、コンタクタを開く方法等により行うようにすればよ
い。

【００３０】このように、本発明のサーボ制御装置によ
れば、構成要素としての、サーボコントローラ３ａ，３
ｂ、サーボアンプ４ａ，４ｂ、サーボモータ５ａ，５
ｂ、フィードバック検出器６ａ，６ｂのいかなる部分に
異常が発生した場合にも、負荷が制御目標値に追従する
ようにサーボ制御を継続することができ、又、異常が発
生した場合には、サーボモータ５ａ，５ｂが電気的に発
生する制動力により負荷を停止させることが可能とな
り、負荷の暴走を防止することができる。したがって、
上記サーボ制御装置を、プレス機械のトランスファー機
構を駆動するサーボ制御装置として適用した場合には、
たとえサーボ制御装置にいかなる異常が発生した場合で
あっても、金型が停止するまでトランスファー機構を金
型に同期して運動させることができ、該金型とトランス
ファー機構が衝突することを回避することができ、更
に、プレス機械のトランスファー機構の如く負荷の可動
範囲が狭い場合には、異常発生時に負荷としてのトラン
スファー機構の過走を防止することができ、プレス機械
の破損を防止することができ、該プレス機械の稼動率を
高めることができる。

【００３１】又、本装置を構成する電気回路は、リレー
接点等の経年劣化する部品を使用せずに構成することが
できることから、長期間にわたり安定して動作させるこ
とができる。

【００３２】次に、図３は本発明の実施の他の形態を示
すもので、図１及び図２に示したものと同様な構成とし
てあるマスター側サーボ制御回路２ａと、図１及び図２
に示したスレーブ側サーボ制御回路と同様な構成として
ある３組のサーボ制御回路２ｂ，２ｃ，２ｄを設けて、
該４組のサーボ制御回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを互い
に機械的に連動させて、図示しない１つの負荷を、制御
目標指示器１で設定した制御目標値に追従するように制
御を行わせるようにしたものである。

【００３３】上記各スレーブ側サーボ制御回路２ｂ，２
ｃ，２ｄに設けた各トルク指令値選択器２１は、以下の
ように構成されている。サーボ制御回路２ｂに設けたト
ルク指令値選択器２１は、異常検出器７ａがサーボ制御
回路２ａの異常を検出していない場合にはサーボコント
ローラ３ａからのトルク指令値を、異常検出器７ａがサ
ーボ制御回路２ａの異常を検出している場合にはサーボ
コントローラ３ｂからのトルク指令値を選択し、サーボ
アンプ４ｂへ出力する。サーボ制御回路２ｃに設けたト
ルク指令値選択器２１は、異常検出器７ａがサーボ制御
回路２ａの異常を検出していない場合にはサーボコント
ローラ３ａからのトルク指令値を、異常検出器７ａがサ
ーボ制御回路２ａの異常を検出しており且つ異常検出器
７ｂがサーボ制御回路２ｂの異常を検出していない場合
にはサーボコントローラ３ｂからのトルク指令値を、異
常検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出してお
り且つ異常検出器７ｂがサーボ制御回路２ｂの異常を検
出している場合にはサーボコントローラ３ｃからのトル
ク指令値を選択し、サーボアンプ４ｃへ出力する。サー
ボ制御回路２ｄに設けたトルク指令値選択器２１は、異
常検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出してい
ない場合にはサーボコントローラ３ａからのトルク指令
値を、異常検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検
出しており且つ異常検出器７ｂがサーボ制御回路２ｂの
異常を検出していない場合にはサーボコントローラ３ｂ
からのトルク指令値を、異常検出器７ａがサーボ制御回
路２ａの異常を検出しており且つ異常検出器７ｂがサー
ボ制御回路２ｂの異常を検出しており且つ異常検出器７
ｃがサーボ制御回路２ｃの異常を検出していない場合に
はサーボコントローラ３ｃからのトルク指令値を、異常
検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出しており
且つ異常検出器７ｂがサーボ制御回路２ｂの異常を検出
しており且つ異常検出器７ｃがサーボ制御回路２ｃの異
常を検出している場合にはサーボコントローラ３ｄから
のトルク指令値を選択し、サーボアンプ４ｄへ出力す
る。

【００３４】なお、３１はスレーブ側サーボモータ５ｃ
及び５ｄの軸を両端部に接続したシャフト、３２はシャ
フト１２と３１を機械的に連動させて図示しない負荷を
駆動させるための動力伝達装置であり、該動力伝達機構
３２は、図示しない歯車、ラック−ピニオン、チェー
ン、タイミングベルト等から構成されるようにしてあ
る。

【００３５】その他、図１に示したものと同一のものに
は同一符号が付してあり、且つスレーブ側サーボ制御回
路２ｃ及び２ｄの各構成要素には対応する構成要素の符
号のアルファベットをｃ又はｄに替えた符号が付してあ
る。

【００３６】本実施の形態によれば、たとえば、異常検
出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出し且つ異常
検出器７ｂがサーボ制御回路２ｂの異常を検出している
場合には、サーボ制御回路２ｃのサーボコントローラ３
ｃからのトルク指令値が、サーボアンプ４ｃ及び４ｄへ
出力される。すなわち、正常である２組のサーボ制御回
路２ｃ，２ｄのうち、サーボ制御回路２ｃがマスター、
サーボ制御回路２ｄがスレーブとなり、トルクマスター
スレーブ方式による制御が継続され、負荷が制御目標指
示器１からの制御目標値に追従するように制御される。

【００３７】又、たとえば、異常検出器７ａがサーボ制
御回路２ａの異常を検出し且つ異常検出器７ｃがサーボ
制御回路２ｃの異常を検出している場合には、サーボ制
御回路２ｂのサーボコントローラ３ｂからのトルク指令
値が、サーボアンプ４ｂ及び４ｄへ出力される。すなわ
ち、正常である２組のサーボ制御回路２ｂ，２ｄのう
ち、サーボ制御回路２ｂがマスター、サーボ制御回路２
ｄがスレーブとなり、トルクマスタースレーブ方式によ
る制御が継続され、負荷が制御目標指示器１からの制御
目標値に追従するように制御される。

【００３８】更に、たとえば、異常検出器７ａがサーボ
制御回路２ａの異常を検出し且つ異常検出器７ｂがサー
ボ制御回路２ｂの異常を検出し且つ異常検出器７ｃがサ
ーボ制御回路２ｃの異常を検出している場合には、サー
ボ制御回路２ｄのサーボコントローラ３ｄからのトルク
指令値が、サーボアンプ４ｄへ出力される。すなわち、
正常である１組のサーボ制御回路２ｄによる制御が継続
され、負荷が制御目標指示器１からの制御目標値に追従
するように制御される。

【００３９】このように、各サーボ制御回路２ａ，２
ｂ，２ｃ及び２ｄのうち、たとえ同時に２組又は３組に
おいて異常が発生したとしても、残る正常な組のサーボ
制御回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのいずれかによりトル
クマスタースレーブ方式によるサーボ制御を継続させる
ことができることから、信頼性をより高いものとするこ
とができる。

【００４０】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されるものではなく、図１では、２台のサーボモータ３
ａ及び３ｂが１本のシャフト１２の両端を駆動すること
により連動しているものを示したが、歯車を介して連動
する方法やタイミングベルトを介して連動する方法とし
てもよいこと、マスター側サーボ制御回路２ａの異常が
異常検出器７ａで検出されたときにはスレーブ側サーボ
コントローラ３ｂの制御ゲインを、又、スレーブ側サー
ボ制御回路２ｂの異常が異常検出器７ｂで検出されたと
きにはマスター側サーボコントローラ３ａの制御ゲイン
をそれぞれ変化させるようにしてもよく、この場合に
は、異常発生時にサーボモータ５ａ又は５ｂの一方しか
動作しないことによる制御特性の変化を補償することが
できること、マスター側又はスレーブ側サーボ制御回路
２ａ又は２ｂの異常が異常検出器７ａ又は７ｂで検出さ
れたとき、制御目標指示器１は正常時に比べ加速度の最
大値を小さくした制御目標値を生成するようにしてもよ
く、この場合には、異常時にはサーボモータ５ａ又は５
ｂのどちらか一方しかトルクを発生しないため正常時の
制御目標値に追従させるためにはトルクが不足するよう
な場合にも本発明のサーボ制御装置を適用できること、
又、マスター側又はスレーブ側サーボ制御回路２ａ又は
２ｂの異常が異常検出器７ａ又は７ｂで検出されたと
き、制御目標指示器１が生成する制御目標値の種類、及
び、サーボコントローラ３ａ，３ｂがトルク指令値を計
算する方法を切り変えることも可能であること、たとえ
ば、正常時には制御目標指示器１は位置目標を生成しサ
ーボコントローラ３ａ，３ｂは位置フィードバック制御
を行い、異常検出器７ａ又は７ｂが異常を検出したとき
には制御目標指示器１は速度目標値を生成しサーボコン
トローラ３ａ，３ｂは速度フィードバックを行うように
切り変えるようにすることも可能であること、異常検出
器７ａ，７ｂの一部もしくは全部が、サーボコントロー
ラ３ａ，３ｂもしくはサーボアンプ４ａ，４ｂに集中し
て、あるいは分散して内蔵されている構成も可能であ
り、又、ある組のサーボコントローラ３ａ，３ｂ、サー
ボアンプ４ａ，４ｂ、サーボモータ５ａ，５ｂ、フィー
ドバック検出器６ａ，６ｂが他の組のサーボコントロー
ラ３ａ，３ｂ又はサーボアンプ４ａ，４ｂに内蔵されて
いる構成も可能であること、サーボコントローラ３ａ，
３ｂとサーボアンプ４ａ，４ｂが一体となっている構成
や、それぞれのサーボコントローラ３ａ，３ｂに制御目
標値を生成するための制御目標指示器が内蔵されている
構成、又は、サーボアンプ４ａ，４ｂを速度指令値を入
力することが可能なものとして、サーボコントローラか
らサーボアンプへトルク指令の代わりに速度指令を送る
構成も可能であること、図１では異常が発生していない
ときには２台のサーボモータ５ａおよび５ｂがトルクマ
スタースレーブ方式で動作している場合を示している
が、サーボモータ５ａと５ｂの間の機械的剛性が低い場
合には、トルク指令値選択器２１を省略した構成、すな
わち、サーボアンプ４ａはトルク指令値を常にサーボコ
ントローラ３ａから受け取り、サーボアンプ４ｂはトル
ク指令値を常にサーボコントローラ３ｂから受け取る構
成も可能であること、その他、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明のサーボ制御装
置によれば、制御目標指示器で設定した制御目標値に負
荷が追従するように制御計算を行うサーボコントローラ
と、該サーボコントローラからの指令値に基づいてサー
ボモータへ供給される電力を制御するサーボアンプと、
サーボアンプから電力を供給され負荷を駆動するサーボ
モータと、サーボモータの作動状態を検出してサーボコ
ントローラにフィードバックするフィードバック検出器
とを備えて、単独で負荷をサーボ制御できるようにした
サーボ制御回路を複数組設け、該各サーボ制御回路のサ
ーボモータを、機械的に連動させて動力伝達機構を介し
１つの負荷を駆動できるようにし、更に、上記複数組の
サーボ制御回路のいずれかに異常が発生した場合に、正
常なサーボ制御回路により負荷のサーボ制御を継続させ
るようにしてなる構成としてあるので、サーボ制御装置
の構成要素であるサーボコントローラ、サーボアンプ、
サーボモータ及びフィードバック検出器のいかなる部分
に異常が発生した場合にも、負荷が制御目標値に追従す
るようにサーボ制御を継続することができ、又、異常が
発生した場合には、サーボモータが電気的に発生する制
動力により負荷を停止させることが可能となることか
ら、負荷の暴走を防止することができ、したがって、上
記サーボ制御装置を、プレス機械のトランスファー機構
を駆動するサーボ制御装置として適用した場合には、た
とえサーボ制御装置にいかなる異常が発生した場合であ
っても、金型が停止するまでトランスファー機構を金型
に同期して運動させることができ、該金型とトランスフ
ァー機構が衝突するおそれを回避することができ、更
に、プレス機械のトランスファー機構の如く負荷の可動
範囲が狭い場合には、異常発生時に負荷としてのトラン
スファー機構の過走を防止することができ、プレス機械
の破損を防止することができて、該プレス機械の稼動率
を高めることができることになり、又、本装置を構成す
る電気回路は、リレー接点等の経年劣化する部品を使用
せずに構成することができることから、長期間にわたり
安定して動作させることができるという優れた効果を発
揮し、更に、複数組のサーボ制御回路の１つをマスター
側サーボ制御回路とし、他をスレーブ側サーボ制御回路
とし、且つ該スレーブ側サーボ制御回路のサーボアンプ
の上流側位置に、スレーブ側のサーボアンプに対して通
常はマスター側のサーボコントローラより指令が入力さ
れるようにし、且つマスター側サーボ制御回路に何らか
の異常が発生した場合にスレーブ側のサーボコントロー
ラより指令値が入力されるように切替作動する指令値選
択器を設けた構成とすることにより、マスター側及びス
レーブ側のサーボ制御回路のいずれにも異常が発生して
いない状態では、マスター側及びスレーブ側の両サーボ
モータにより、負荷が制御目標値に追従するようにマス
タースレーブ制御を行うことができるという効果を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーボ制御装置の実施の一形態を示す
概要図である。

【図２】図１のサーボ制御装置に用いるサーボコントロ
ーラの一例の詳細を示す拡大図である。

【図３】本発明の実施の他の形態を示す概要図である。

【図４】従来のサーボ制御装置の一例を示す概要図であ
る。

【図５】従来のサーボ制御装置の他の例を示す概要図で
ある。

【符号の説明】

１ 制御目標指示器 ２ａ マスター側サーボ制御回路（サーボ制御回路） ２ｂ，２ｃ，２ｄ スレーブ側サーボ制御回路（サーボ
制御回路） ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ サーボコントローラ ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ サーボアンプ ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ サーボモータ ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ フィードバック検出器 ２１ トルク指令値選択器（指令値選択器）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E090 GA03 5H209 AA05 AA06 BB08 CC01 DD02 DD03 DD04 DD05 DD18 EE05 EE06 HH13 SS01 SS04 SS07 TT01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御目標指示器で設定した制御目標値に
   負荷が追従するように制御計算を行うサーボコントロー
   ラと、該サーボコントローラからの指令値に基づいてサ
   ーボモータへ供給される電力を制御するサーボアンプ
   と、サーボアンプから電力を供給され負荷を駆動するサ
   ーボモータと、サーボモータの作動状態を検出してサー
   ボコントローラにフィードバックするフィードバック検
   出器とを備えて、単独で負荷をサーボ制御できるように
   したサーボ制御回路を複数組設け、該各サーボ制御回路
   のサーボモータを、機械的に連動させて動力伝達機構を
   介し１つの負荷を駆動できるようにし、更に、上記複数
   組のサーボ制御回路のいずれかに異常が発生した場合
   に、正常なサーボ制御回路により負荷のサーボ制御を継
   続させるようにしてなる構成を有することを特徴とする
   サーボ制御装置。
2. 【請求項２】 複数組のサーボ制御回路の１つをマスタ
   ー側サーボ制御回路とし、他をスレーブ側サーボ制御回
   路とし、且つ該スレーブ側サーボ制御回路のサーボアン
   プの上流側位置に、スレーブ側のサーボアンプに対して
   通常はマスター側のサーボコントローラより指令が入力
   されるようにし、且つマスター側サーボ制御回路に何ら
   かの異常が発生した場合にスレーブ側のサーボコントロ
   ーラより指令値が入力されるように切替作動する指令値
   選択器を設けた請求項１記載のサーボ制御装置。