JP2001290501A - サーボ制御方法及び装置 - Google Patents

サーボ制御方法及び装置

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JP2001290501A
JP2001290501A JP2000109421A JP2000109421A JP2001290501A JP 2001290501 A JP2001290501 A JP 2001290501A JP 2000109421 A JP2000109421 A JP 2000109421A JP 2000109421 A JP2000109421 A JP 2000109421A JP 2001290501 A JP2001290501 A JP 2001290501A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御状態が変動しても最適なサーボ制御を継
続させる。 【解決手段】 サーボ制御器10とサーボドライバ4と
サーボモータ5と速度検出器6とを備えて速度指令生成
器1からの速度指令値vに追従させて制御対象2を駆
動するサーボ制御装置を構成する。サーボ制御器10
は、偏差演算器7と、制御ゲインg1及びg2を蓄積し
たゲイン蓄積部12及び13と、異常検出器14と、ゲ
イン切替器15と、PID演算器11を備える。制御ゲ
インg1及びg2は、制御対象2の負荷の値が設定値の
場合と、設定値より大きい場合にそれぞれ最適な制御を
行えるように設定する。異常検出器14で制御状態の監
視を行い、制御対象2の負荷変動に応じてゲイン切替器
15に指令を与えて、ゲイン切替器15よりPID演算
器10に入力される制御ゲインg1,g2を適宜切り替
えさせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は制御対象の駆動をサ
ーボ制御するために用いるサーボ制御方法及び装置に関
するもので、特に、制御対象の制御状態が変動しても最
適なサーボ制御を継続することができるサーボ制御方法
及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プレス機械のトランスファー装置等の制
御対象を駆動するためのサーボ制御装置は、図5にその
一例の概略を示す如く、制御目標生成器、たとえば、速
度指令生成器1で生成した速度指令値vに制御対象2
が追従するように制御計算を行うサーボ制御器3と、該
サーボ制御器3からのトルク指令値tを受けて該指令値
tに応じた電力をサーボモータ5へ出力するサーボドラ
イバ4と、該サーボドライバ4より電力を供給され制御
対象2を駆動するサーボモータ5と、該サーボモータ5
の速度vを検出してサーボ制御器3にフィードバックす
るフィードバック検出器としての速度検出器6とを備
え、更に、上記サーボ制御器3を、速度指令生成器1で
生成される速度指令値vと、速度検出器6で検出した
モータ5の速度vとを入力して両者の差を演算すること
により偏差信号dを求める偏差演算器7と、該偏差演算
器7より入力された偏差信号dに対して、ゲイン蓄積部
9に蓄積された制御ゲインgを使用しサーボドライバ4
へ出力するトルク指令値tを演算する制御演算器8とか
らなる構成として、速度指令生成器1で生成される速度
指令値vと速度検出器6からのモータ5の速度vとに
基づいてサーボ制御器3にてトルク指令値tを演算し、
このトルク指令値tをサーボドライバ4に入力して、ト
ルク指令値tに従うようにモータ5を駆動させることに
より、制御対象2の速度を速度指令値vに追従させて
制御することができるようにしてある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
サーボ制御装置では、サーボ制御器3の制御演算器8で
使用する制御ゲインgはゲイン蓄積部9に一組しか蓄積
されておらず、且つ該制御ゲインgは、制御対象2のあ
る特定の制御状態に対して最適になるようにチューニン
グしてあるため、負荷変動や電源変動等により制御対象
2の制御状態が変化した場合には、上記制御ゲインgは
変化後の制御状態に対しては最適なゲイン設定ではなく
なってしまい、このため制御対象2の最適な制御を継続
することが不可能になり、制御対象2が制御目標値にう
まく追従せずにオーバーシュートを生じたり、発振を生
じてサーボ制御を継続することが不可能になるという問
題がある。したがって、上記サーボ制御装置を、たとえ
ば、プレス機械のトランスファー装置を駆動するサーボ
制御装置として適用した場合は、該トランスファー装置
がプレス機構と常時同期させて駆動する必要があり且つ
可動範囲に余裕がないものであることから、制御状態の
変化によりトランスファー装置が制御目標値にうまく追
従せずオーバーシュートを生じるようになると、可動範
囲の端部に設けられているストッパーに衝突して破損し
たり、又、サーボ制御の継続が不可能になる場合には、
プレス機構とトランスファー装置との間の同期が不可能
になって、プレス機構とトランスファー装置とが干渉し
て破損する虞が生じるという問題がある。
【0004】そこで、本発明は、負荷変動や電源変動等
により制御対象の制御状態が変化しても、制御対象の最
適なサーボ制御を継続することができるサーボ制御方法
及び装置を提供しようとするものである。
【0005】
【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生成器で生成した制御目標に制御
対象が追従するように制御計算を行うサーボ制御器と、
該サーボ制御器からの指令値に基づいてモータへ出力す
る電力を制御するサーボドライバと、該サーボドライバ
により制御されて制御対象を駆動するモータと、該モー
タの作動状態を検出してサーボ制御器にフィードバック
するためのフィードバック検出器とを備えて、制御対象
を駆動できるようにし、更に、サーボ制御器及び又はサ
ーボドライバに値の異なる複数の制御ゲインの組を蓄積
しておき、制御状態に応じて、制御ゲインを、最適なも
のに自動的に切り替えて制御対象を制御目標に追従させ
るようにするサーボ制御方法、及び、制御目標生成器で
生成した制御目標に制御対象が追従するように制御計算
を行うサーボ制御器と、該サーボ制御器からの指令値に
基づいてサーボモータへ出力する電力を制御するサーボ
ドライバと、該サーボドライバにより制御されて制御対
象を駆動するサーボモータと、該サーボモータの作動状
態を検出してサーボ制御器にフィードバックするための
フィードバック検出器とを備えて、制御対象を駆動でき
るようにし、サーボ制御器及び又はサーボドライバに値
の異なる制御ゲインを蓄積した複数のゲイン蓄積部を備
え、更に、制御対象の制御状態に応じてどのゲイン蓄積
部に蓄積された制御ゲインを選択するかの指令をゲイン
切替器ヘ出力する異常検出器と、該異常検出器からの指
令に従って、サーボ制御器及び又はサーボドライバに出
力する制御ゲインを切り替えるゲイン切替器とを備えて
なり、制御対象又はサーボ制御装置内部の制御状態に応
じて、制御に使用する制御ゲインを、制御対象を制御目
標に追従させるのに最適なものに自動的に切り替えるこ
とができるようにした構成を有するサーボ制御装置とす
る。
【0006】制御対象のサーボ制御を行っているとき
に、制御対象の制御状態が変動すると、準備された複数
の制御ゲインのうちから、変動した制御状態に対応して
制御対象を最適な制御状態とすることができる制御ゲイ
ンが自動的に選択されて制御に使用されるので、制御対
象が制御目標に追従するように常に最適なサーボ制御が
継続される。
【0007】又、制御目標生成器で生成した制御目標に
制御対象が追従するように制御計算を行うサーボ制御器
と、該サーボ制御器からの指令値に基づいてサーボモー
タへ出力する電力を制御するサーボドライバと、該サー
ボドライバより電力を供給され制御対象を駆動するサー
ボモータと、該サーボモータの作動状態を検出してサー
ボ制御器にフィードバックするためのフィードバック検
出器とを備えて、単独で制御目標に追従するように制御
対象を駆動することができるようにしてあるサーボ制御
回路を複数組設け、該各サーボ制御回路のモータを連動
させて1つの制御対象を駆動できるようにし、各サーボ
制御回路毎に、回路内のサーボ制御器及び又はサーボド
ライバに異なる複数の制御ゲインの組を蓄積しておき、
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、該異常なサーボ制御回路のモータへの電力供
給を停止させると共に、正常なサーボ制御回路で使用す
る制御ゲインを最適なものに自動的に切り替えて、正常
なサーボ制御回路のみで制御対象を制御目標に追従させ
るようにするサーボ制御方法、及び、制御目標生成器で
生成した制御目標に制御対象が追従するように制御計算
を行うサーボ制御器と、該サーボ制御器からの指令値に
基づいてサーボモータへ出力する電力を制御するサーボ
ドライバと、該サーボドライバより電力を供給され制御
対象を駆動するサーボモータと、該サーボモータの作動
状態を検出してサーボ制御器にフィードバックするため
のフィードバック検出器とを備えて、単独で制御目標に
追従するように制御対象を駆動することができるように
してあるサーボ制御回路を複数組設け、該各サーボ制御
回路のモータを連動させて1つの制御目標を駆動できる
ようにし、各サーボ制御回路毎に、回路内のサーボ制御
器及び又はサーボドライバに値の異なる制御ゲインの組
を蓄積した複数のゲイン蓄積部を備え、更に、他のサー
ボ制御回路の作動状態を監視して、いずれかに異常が発
生した場合に、該異常が発生したサーボ制御回路のモー
タへの電力供給を停止させると共に、正常なサーボ制御
回路のみで制御対象の駆動を行うのに最適な制御ゲイン
を選択するよう指令をゲイン切替器ヘ出力するための異
常検出器と、該異常検出器からの指令に従って使用する
制御ゲインを切り替えるゲイン切替器とを備えてなり、
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、正常なサーボ回路により制御対象の駆動を継
続させるようにした構成を有するサーボ制御装置とする
ことにより、サーボ制御装置を構成する各サーボ制御回
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制御対象が制御目標に追従す
るようにサーボ制御が行われる。
【0008】いずれかのサーボ制御回路に異常が発生し
た場合には、残る正常なサーボ制御回路のみにより制御
対象を駆動するようになるが、この際、使用する制御ゲ
インを、個数の減少した正常な制御回路のモータのみで
制御対象を駆動するのに最適なゲイン設定である制御ゲ
インに切り替えることができることから、制御対象が制
御目標に追従するようにサーボ制御が継続される。
【0009】更に、異なる制御ゲインを切り替えるとき
に、切り替え前と切り替え後とで対応する制御ゲインの
値を滑らかに補間するようにした構成とすることによ
り、制御に使用する制御ゲインの値を滑らかに且つ連続
的に変化させることができることから、サーボ制御器又
はサーボドライバからの出力の変化を滑らかな連続した
ものとすることができて、トルク指令値の急変を原因と
して発生する虞のある機械的、電気的な損害を未然に防
ぐことができる。
【0010】
【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。
【0011】図1は本発明のサーボ制御方法及び装置の
実施の一形態を示すもので、図5に示す如く、サーボ制
御器3と、サーボドライバ4と、サーボモータ5と、速
度検出器6とを備えて、速度指令生成器1で生成される
速度指令値vに追従させて制御対象2の速度を制御す
るようにしてある構成のサーボ制御装置における上記サ
ーボ制御器3に代えて、速度指令生成器1からの速度指
令値vとモータ5の速度vとの差により偏差信号dを
演算する偏差演算器7と、PID演算器11で偏差信号
dに対するPID演算を行う際に用いるPゲイン、Iゲ
イン、Dゲインからなる複数の、たとえば、制御対象2
の想定され得る2つの制御状態のときにそれぞれ最適な
制御を行うことができる2組の制御ゲインg1及びg2
を個別に蓄積したゲイン蓄積部12及び13と、制御対
象2の制御状態の変化を監視して、制御対象2が設定通
り作動しているか否かを検出し、制御対象2の制御状態
に応じて上記制御ゲインg1とg2のどちらを選択する
かの指令をゲイン切替器15ヘ出力する異常検出器14
と、該異常検出器14からの指令に従って、ゲイン蓄積
部12からの制御ゲインg1とゲイン蓄積部13からの
制御ゲインg2のいずれかを選択してPID演算器11
に入力するゲイン切替器15と、上記偏差演算器7より
入力される偏差信号dに対して、ゲイン切替器15を介
して入力される制御ゲインg1又はg2を使用してサー
ボドライバ4に出力するためのトルク指令値t1又はt
2を演算するPID演算器11とからなるサーボ制御器
10を用いるようにし、制御すべき時点における制御対
象2の制御状態を異常検出器14で検出して、該検出さ
れた制御状態に最適な方の制御ゲインg1又はg2を選
択して使用することにより、PID演算器11よりサー
ボドライバ4へ出力するトルク指令値の値をt1又はt
2として制御対象2の制御状態の変動に応じた最適なも
のとし、このトルク指令値t1又はt2に従うようにモ
ータ5を駆動させて、制御対象2の制御状態が変化して
も該制御対象2の速度が常に速度指令値v に追従する
ようにする。
【0012】上記異常検出器14で制御対象2の制御状
態を監視する方法としては、たとえば、制御対象2の負
荷変動を監視するものがある。この場合は、制御ゲイン
g1を、制御対象2の負荷が予め設定した値となる場合
に最適な制御を行うことができるようにチューニング
し、又、制御ゲインg2を、制御対象2の負荷が設定値
より大きくなる場合に最適な制御を行うことができるよ
うにチューニングして、それぞれゲイン蓄積部12及び
13に蓄積しておくと共に、異常検出器14を、制御対
象2の負荷が設定値通りの場合には制御ゲインg1を選
択し、又、負荷が設定値より大きな場合には制御ゲイン
g2を選択するようにゲイン切替器15ヘ指令を出力す
るよう設定する。
【0013】又、上記速度検出器6としては、パルスジ
ェネレータ、エンコーダ、レゾルバ、タコジェネレータ
等を使用する。
【0014】上記構成とした本発明のサーボ制御装置に
より制御対象2のサーボ制御を行うと、制御対象2の負
荷が設定値通りである場合は、速度指令生成器1で生成
される速度指令値vと、速度検出器6からのモータの
速度vとに基づいてサーボ制御器10の偏差演算器7で
偏差信号dが演算され、PID演算器に入力されると共
に、異常検出器14からの指令によりゲイン切替器15
はゲイン蓄積部12の制御ゲインg1を選択してPID
演算器11に入力することから、該PID演算器11で
は上記偏差信号dに対して制御ゲインg1を使用してト
ルク指令値t1が演算され、このトルク指令値t1に従
うようにモータ5が駆動されることから、制御対象2の
速度は速度指令値vに追従するように最適に制御され
る。
【0015】上記において制御対象2の負荷が設定値よ
り大きくなると、この変動が異常検出器14で検出さ
れ、図1に二点鎖線で示す如く、該異常検出器14から
の指令により、ゲイン切替器15がゲイン蓄積部13か
らの制御ゲインg2を選択してPID演算器11に入力
するよう切り替えられ、該PID演算器11にて、偏差
演算器7より入力される偏差信号dに対して制御ゲイン
g2を使用してトルク指令値t2が演算され、該トルク
指令値t2に従うようにモータ5が駆動されることか
ら、制御対象2の負荷が設定値より大きい状態であって
も、制御対象2の速度は速度指令値vに追従するよう
に最適にサーボ制御される。
【0016】又、制御対象2の負荷が再び設定値通りと
なった場合には、異常検出器14からの指令により、ゲ
イン切替器15が再び切り替えられ、ゲイン蓄積部12
からの制御ゲインg1が再びPID演算器11に入力さ
れることから、PID演算器11では偏差信号dに対し
て制御ゲインg1を使用してトルク指令値t1が演算さ
れるようになり、制御対象2の速度は速度指令値v
追従するようになる。
【0017】このように、制御対象2の負荷の変動に応
じて、サーボ制御器10のPID演算器11で使用する
制御ゲインg1とg2とを自動的に切り替えることによ
り、常に制御対象2の速度を速度指令生成器1で生成し
た速度指令値vに追従させることができるので、制御
対象2に負荷変動が生じても常に最適なサーボ制御を継
続して行うことができる。
【0018】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装置を駆動するサーボ制御装置に
適用した場合は、制御対象2となる上記トランスファー
装置の負荷が設定値より大きくなるという異常が発生し
たとしても、自動的に制御ゲインを切り替えて、異常の
発生後に適した制御ゲインを用いて制御を行わせること
ができることから、引き続きトランスファー装置を速度
指令生成器1からの速度指令vに追従させて駆動する
ことができ、上記トランスファー装置に通常装備されて
いる異常発生時用のブレーキ装置が作動するまでの間
に、サーボ制御を正常に継続しつつモータを停止させる
ことができるので、トランスファー装置がオーバーシュ
ートを生じて、ストッパーに衝突して破損したり、プレ
ス機構とトランスファー装置との間の同期が不可能にな
ってプレス機構とトランスファー装置とが干渉して破損
したりする虞を防止することができ、プレス機械の安全
性や稼動率を高めることができる。
【0019】次に、図2は本発明の実施の他の形態を示
すもので、本発明のサーボ制御方法及び装置を、2台の
モータで1つの制御対象を駆動させる形式の制御装置に
適用したものである。
【0020】すなわち、偏差演算器7xと、PID演算
器11xと、ゲイン蓄積部12x及び13xと、異常検
出器14xと、ゲイン切替器15xとを、図1に示した
サーボ制御器10と同様にそれぞれ配置構成してサーボ
制御器10xを構成し、該サーボ制御器10xと、サー
ボドライバ4xと、モータ5xと、速度検出器6xと
を、図1に示したサーボ制御装置と同様にそれぞれ配置
構成してなるサーボ制御回路Xを設け、又、上記サーボ
制御器10xと同様に、偏差演算器7yと、PID演算
器11yと、ゲイン蓄積部12y及び13yと、異常検
出器14yと、ゲイン切替器15yとを配置構成してサ
ーボ制御器10yを構成し、該サーボ制御器10yと、
サーボドライバ4yと、モータ5yと、速度検出器6y
とを、上記サーボ制御回路Xと同様に配置構成してなる
サーボ制御回路Yを設け、且つ該各サーボ制御回路X,
Yの各サーボ制御器10x,10yに速度指令生成器1
で生成した速度指令値が入力されるようにすると共に、
各サーボ制御回路のモータ5xと5yに一つの制御対象
2を連結して、上記両モータ5x,5yにより制御対象
2を速度指令生成器1で生成された速度指令値v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、且
つ上記サーボ制御回路Xのサーボ制御器10xの異常検
出器14xは、サーボ制御回路Yにおけるモータ5yの
温度過大や、サーボドライバ4yの温度過大、電流過
大、サーボ制御器10yのウォッチドッグタイマ異常や
速度偏差過大等を検出することにより上記モータ5y、
サーボドライバ4y及びサーボ制御器10yの異常を判
断し、これらが異常と判断された場合に、ゲイン切替器
15xに指令を与えて、PID演算器11xに入力され
る制御ゲインが、ゲイン蓄積部12xからのゲインg1
よりゲイン蓄積部13xからのゲインg2に切り替えら
れるようにし、同時にサーボ制御回路Yのサーボドライ
バ4yにモータ5yへの電力の供給を停止させる指令を
出力するようにさせる。
【0021】一方、サーボ制御回路Yのサーボ制御器1
0yの異常検出器14yは、上記サーボ制御回路Xの異
常検出器14xとは逆に、サーボ制御回路Xにおけるモ
ータ5x、サーボドライバ4x及びサーボ制御器10x
の異常を判断し、これらが異常と判断された場合に、ゲ
イン切替器15yに指令を与えて、PID演算器11y
に入力される制御ゲインが、ゲイン蓄積部12yからの
ゲインg1よりゲイン蓄積部13yからのゲインg2に
切り替えられるようにし、同時にサーボ制御回路Xのサ
ーボドライバ4xにモータ5xへの電力の供給を停止さ
せる指令を出力させるようにする。
【0022】更に、ゲイン蓄積部12xと12yに蓄積
する制御ゲインg1は、通常時のサーボ制御時には、モ
ータ5x,5yの2台で制御対象2を駆動することにな
るので、モータ5x又は5yの1台が駆動する負荷イナ
ーシャは、制御対象2のイナーシャの半分とモータ5x
又は5yの1台分のイナーシャの和となることから、上
記負荷イナーシャの作用する状態で最適な制御を行うこ
とができるように設定し、又、ゲイン蓄積部13x及び
13yに蓄積する制御ゲインg2は、万一、サーボ制御
回路X,Yのうちいずれか一方の回路におけるモータ5
x,5y、サーボドライバ4x,4y、サーボ制御器1
0x,10yのうち一つもしくは複数に異常が発生し、
サーボドライバ4x,4yが対応するモータ5x,5y
への電流の供給を停止すると、残る正常なサーボ制御回
路X又はYのモータ5x又は5yが駆動しなければなら
ない負荷イナーシャは、制御対象2のイナーシャと、駆
動するモータ5x又は5y自体のイナーシャと、電流供
給の停止されたモータ5y又は5xのイナーシャのすべ
ての和となり、通常時の2倍となることから、この負荷
イナーシャの作用する状態で最適な制御を行うことがで
きるように設定しておくようにする。
【0023】本実施の形態によれば、正常時には、いず
れの異常検出器14x,14yも異常を検出しておら
ず、各PID演算器11x,11yには、各ゲイン切り
替え器15x,15yよりゲイン蓄積部12x,12y
の制御ゲインG1が入力されることから、モータ5xと
5yの2台で制御対象2を駆動するのに最適なゲイン設
定において速度指令生成器1で生成される速度指令値v
に追従するように制御対象2がモータ5xと5yによ
り駆動される。
【0024】万一、サーボ制御回路Yのモータ5y又は
サーボドライバ4y又はサーボ制御器10yのうちの一
つもしくは複数に異常が発生すると、異常検出器14x
は異常を検出し、サーボドライバ4yにモータ5yへの
電力の供給を停止させ、同時に、ゲイン蓄積部13xか
らの制御ゲインg2がPID演算器11xへ入力される
ようにゲイン切替器15xが切り替えられることから、
モータ5yはトルクを発生しないようになり、モータ5
xのみで制御対象2を駆動するようになるが、この際、
PID演算器11xで使用する制御ゲインは、モータ1
台で制御対象を駆動するのに最適なゲイン設定である制
御ゲインg2に切り替わっているので、モータ5xのみ
でも、制御対象2を速度指令生成器1で生成される速度
指令値v に追従するように制御を継続させることがで
きる。
【0025】一方、サーボ制御回路Xのモータ5x又は
サーボドライバ4x又はサーボ制御器10xのうちの一
つもしくは複数に異常が発生すると、異常検出器14y
は異常を検出し、サーボドライバ4xにモータ5xへの
電力の供給を停止させ、同時に、ゲイン蓄積部13yか
らの制御ゲインg2がPID演算器11yへ入力される
ようにゲイン切替器15yが切り替えられることから、
モータ5xはトルクを発生しないようになり、モータ5
yのみで制御対象2を駆動するようになるが、この際、
PID演算器11yで使用する制御ゲインは、モータ1
台で制御対象を駆動するのに最適なゲイン設定である制
御ゲインg2に切り替えられているので、モータ5yの
みでも、制御対象2を速度指令生成器1で生成される速
度指令値vに追従するように制御を継続させることが
できる。
【0026】このように、一方のサーボ制御回路X又は
Yの構成要素に異常が発生し、異常が発生した回路のモ
ータ5x(又は5y)の駆動を停止しても、残る正常な
回路のモータ5y(又は5x)のみにより最適な制御ゲ
インg2を用いて制御対象2のサーボ制御を継続させる
ことができることから、サーボドライバ4x,4yやモ
ータ5x,5yに異常が発生した場合でも対応すること
ができ、したがって、上記サーボ制御装置をプレス機械
のトランスファー装置を駆動するサーボ制御装置に適用
した場合は、サーボ制御装置の複数のサーボ制御回路の
いずれかに異常が発生したとしても、異常の発生後も引
き続きトランスファー装置を速度指令生成器1からの速
度指令vに追従するよう駆動させることができること
から、上記実施の形態と同様な効果を得ることができ
る。
【0027】次いで、図3は本発明の実施の更に他の形
態を示すもので、図1に示したものと同様な構成として
あるサーボ制御装置におけるサーボ制御器10におい
て、PID演算器11に入力される制御ゲインを切り替
えるために、異常検出器14からの指令に基づいてゲイ
ン蓄積部12からの制御ゲインg1と、ゲイン蓄積部1
3からの制御ゲインg2とで切り替えるようにしたゲイ
ン切替器15を用いることに代えて、異常検出器14か
らPID演算器11に入力すべき制御ゲインの切り替え
が指示されると、制御ゲインg1からg2、又は、g2
からg1への切り替えを行うと共に、切り替え前のゲイ
ンの値と切り替え後のゲインの値との間を滑らかに補間
し、補間した値をPID演算器11で使用する制御ゲイ
ンとして出力することができる補間器16を用いるよう
にしたものである。
【0028】上記補間器16による補間方法としては、
たとえば、図4に示す如く、切り替え前のゲインg1の
値と切り替え後のゲインg2の値とを直線的に補間する
ようにするか、又は多項式やスプライン曲線で補間する
ようにしてもよい。
【0029】その他は図1に示したものと同様であり、
同一のものには同一符号が付してある。
【0030】本実施の形態によれば、PID制御器11
に入力される制御ゲインの値を滑らかに変化させること
ができることから、PID制御器11からサーボドライ
バ4ヘ出力されるトルク指令値t1からt2又はt2か
らt1への変化を滑らかに連続させることができ、トル
ク指令値の急変を原因として発生する虞のある機械的、
電気的な損害を未然に防ぐことができる。
【0031】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、上記各実施の形態はいずれも制御
対象2をPID制御するものとして示したが、PID制
御に代えてフィードフォワード等の他の制御方法を用い
る場合に適用してもよいこと、又、制御目標値としては
速度指令生成器1で生成される速度指令値vを用いる
ものを示したが、位置指令生成器やトルク指令生成器等
の他の制御目標生成器により生成される位置やトルク等
の他の制御目標値を用いる場合に適用してもよいこと、
更に、図示してないが、サーボ制御器10,10x,1
0yに備えたゲイン蓄積部12,12x,12y及び1
3,13x,13yと、異常検出器14,14x,14
yと、ゲイン切替器15,15x,15yをサーボドラ
イバ4,4x,4yに設けて、制御状態に応じて、サー
ボ制御器10,10x,10y、又は、サーボドライバ
4,4x,4yの一方、あるいは双方で制御に使用する
制御ゲインを切り替えるようにしてもよいこと、切り替
えを行うために準備する制御ゲインは2組であったが、
3組以上の制御ゲインを準備して、制御対象2の状態の
変化に応じて切り替えることも可能であること、図1で
は、制御方法として、制御対象2の負荷の値により制御
状態が正常か否かを検出し、検出結果に対応して制御ゲ
インg1,g2の切り替えを行うものを示したが、速度
が低いときと高いときを別々の状態として検出し、速度
が低いときにはギアのバックラッシュ等の非線形要素の
影響を避けるために制御ゲインを低くし、速度が高いと
きには制御偏差を小さくするために制御ゲインを高くす
る、といった制御方法を採用してもよいこと、図2で
は、本発明のサーボ制御方法及び装置を、2台のモータ
5x,5yにより一つの制御対象2を駆動させる形式の
制御装置に適用したものを示したが、3台以上のモータ
を使用して一つの制御対象を駆動する形式の制御装置に
適用してもよいこと、又、図2におけるゲイン切り替え
器15x,15yの代わりに、図3に示した如き補間器
16を採用するようにしてもよいこと、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。
【0032】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のサーボ制御方
法及び装置によれば、制御目標生成器で生成した制御目
標に制御対象が追従するように制御計算を行うサーボ制
御器と、該サーボ制御器からの指令値に基づいてモータ
へ出力する電力を制御するサーボドライバと、該サーボ
ドライバにより制御されて制御対象を駆動するモータ
と、該モータの作動状態を検出してサーボ制御器にフィ
ードバックするためのフィードバック検出器とを備え
て、制御対象を駆動できるようにし、更に、サーボ制御
器及び又はサーボドライバに値の異なる複数の制御ゲイ
ンの組を蓄積しておき、制御状態に応じて、制御ゲイン
を、最適なものに自動的に切り替えて制御対象を制御目
標に追従させるようにする方法及び装置としてあるの
で、制御対象のサーボ制御を行う際に、該制御対象の制
御状態が変動しても、変動する制御状態に応じて複数の
制御ゲインのうちから最適な制御ゲインを自動的に選択
して常に最適なサーボ制御を継続して行うことができ、
したがって、上記サーボ制御装置をプレス機械のトラン
スファー装置を駆動するサーボ制御装置に適用した場合
は、該トランスファー装置の制御状態に異常が発生した
としても、異常の発生後も引き続きトランスファー装置
を制御目標に追従させて駆動することができることか
ら、上記トランスファー装置に通常装備されている異常
発生時用のブレーキ装置が作動するまでの間に、トラン
スファー装置がオーバーシュートを生じて、ストッパー
に衝突して破損したり、プレス機構とトランスファー装
置との間の同期が不可能になってプレス機構とトランス
ファー装置とが干渉して破損したりする虞を防止するこ
とができるという優れた効果を発揮し、又、制御目標生
成器で生成した制御目標に制御対象が追従するように制
御計算を行うサーボ制御器と、該サーボ制御器からの指
令値に基づいてサーボモータへ出力する電力を制御する
サーボドライバと、該サーボドライバより電力を供給さ
れ制御対象を駆動するサーボモータと、該サーボモータ
の作動状態を検出してサーボ制御器にフィードバックす
るためのフィードバック検出器とを備えて、単独で制御
目標に追従するように制御対象を駆動することができる
ようにしてあるサーボ制御回路を複数組設け、該各サー
ボ制御回路のモータを連動させて1つの制御対象を駆動
できるようにし、各サーボ制御回路毎に、回路内のサー
ボ制御器及び又はサーボドライバに値の異なる複数の制
御ゲインの組を蓄積しておき、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、該異常なサー
ボ制御回路のモータへの電力供給を停止させると共に、
正常なサーボ制御回路で使用する制御ゲインを最適なも
のに自動的に切り替えて、正常なサーボ制御回路のみで
制御対象を制御目標に追従させるようにする方法及び装
置とすることにより、サーボ制御装置を構成する複数の
サーボ制御回路のうち、いずれかのサーボ制御回路の構
成要素に異常が発生した場合には、残る正常なサーボ制
御回路により制御対象を駆動するようになるが、この
際、使用する制御ゲインを、正常な制御回路のモータの
みで制御対象を駆動するのに最適なゲイン設定である制
御ゲインに切り替えることができることから、制御対象
を制御目標に追従するように制御を継続させることがで
き、したがって、上記サーボ制御装置をプレス機械のト
ランスファー装置を駆動するサーボ制御装置に適用した
場合は、サーボ制御装置の複数のサーボ制御回路のいず
れかに異常が発生したとしても、異常の発生後も引き続
きトランスファー装置を制御目標値に追従するように駆
動させることができるという優れた効果を発揮し、更
に、異なる制御ゲインを切り替えるときに、切り替え前
と切り替え後とで対応する制御ゲインの値を滑らかに補
間するようにした構成とすることにより、制御に使用す
る制御ゲインの値を滑らかに且つ連続的に変化させるこ
とができることから、サーボ制御器又はサーボドライバ
からの出力の変化を滑らかな連続したものとすることが
できて、トルク指令値の急変を原因として発生する虞の
ある機械的、電気的な損害を未然に防ぐことができると
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方法及び装置の実施の一形
態を示す概要図である。
【図2】本発明の実施の他の形態を示す概要図である。
【図3】本発明の実施の更に他の形態を示す概要図であ
る。
【図4】図3の実施の形態の補間器における制御ゲイン
の補間方法の一例を示すもので、(イ)はPゲインの変
化を、(ロ)はIゲインの変化を、(ハ)はDゲインの
変化をそれぞれ示す図である。
【図5】従来のサーボ制御装置の一例を示す概要図であ
る。
【符号の説明】
1 速度指令生成器(制御目標生成器) 2 制御対象 4 サーボドライバ 5 モータ 6 速度検出器(フィードバック検出器) 10,10x,10y サーボ制御器 12,12x,12y ゲイン蓄積部 13,13x,13y ゲイン蓄積部 14,14x,14y 異常検出器 15,15x,15y ゲイン切替器 16 補間器 X,Y サーボ制御回路 v 速度指令値(制御目標)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B23Q 39/04 B23Q 39/04 Z Fターム(参考) 3C042 RB18 5H209 AA06 BB09 CC01 DD04 DD05 DD06 GG04 HH14 HH15 SS01 SS04 SS07 5H550 AA18 BB08 BB10 DD01 EE03 EE08 GG03 GG08 GG10 HA06 JJ17 JJ23 JJ24 KK06 KK08 LL01 LL07 LL52 MM01 MM09 MM11 5H572 AA14 BB07 BB10 DD01 EE03 EE10 GG02 GG07 GG08 HA07 HC07 JJ17 JJ22 JJ23 JJ24 KK05 KK08 LL01 LL07 LL46 LL49 MM01 MM09 MM11

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御目標生成器で生成した制御目標に制
    御対象が追従するように制御計算を行うサーボ制御器
    と、該サーボ制御器からの指令値に基づいてモータへ出
    力する電力を制御するサーボドライバと、該サーボドラ
    イバにより制御されて制御対象を駆動するモータと、該
    モータの作動状態を検出してサーボ制御器にフィードバ
    ックするためのフィードバック検出器とを備えて、制御
    対象を駆動できるようにし、更に、サーボ制御器及び又
    はサーボドライバに値の異なる複数の制御ゲインの組を
    蓄積しておき、制御状態に応じて、制御ゲインを、最適
    なものに自動的に切り替えて制御対象を制御目標に追従
    させるようにすることを特徴とするサーボ制御方法。
  2. 【請求項2】 制御目標生成器で生成した制御目標に制
    御対象が追従するように制御計算を行うサーボ制御器
    と、該サーボ制御器からの指令値に基づいてサーボモー
    タへ出力する電力を制御するサーボドライバと、該サー
    ボドライバより電力を供給され制御対象を駆動するサー
    ボモータと、該サーボモータの作動状態を検出してサー
    ボ制御器にフィードバックするためのフィードバック検
    出器とを備えて、単独で制御目標に追従するように制御
    対象を駆動することができるようにしてあるサーボ制御
    回路を複数組設け、該各サーボ制御回路のモータを連動
    させて1つの制御対象を駆動できるようにし、各サーボ
    制御回路毎に、回路内のサーボ制御器及び又はサーボド
    ライバに値の異なる複数の制御ゲインの組を蓄積してお
    き、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、該異常なサーボ制御回路のモータへの電
    力供給を停止させると共に、正常なサーボ制御回路で使
    用する制御ゲインを最適なものに自動的に切り替えて、
    正常なサーボ制御回路のみで制御対象を制御目標に追従
    させるようにすることを特徴とするサーボ制御方法。
  3. 【請求項3】 異なる制御ゲインを切り替えるときに、
    切り替え前と切り替え後とで対応する制御ゲインの値を
    滑らかに補間するようにした請求項1又は2記載のサー
    ボ制御方法。
  4. 【請求項4】 制御目標生成器で生成した制御目標に制
    御対象が追従するように制御計算を行うサーボ制御器
    と、該サーボ制御器からの指令値に基づいてサーボモー
    タへ出力する電力を制御するサーボドライバと、該サー
    ボドライバにより制御されて制御対象を駆動するサーボ
    モータと、該サーボモータの作動状態を検出してサーボ
    制御器にフィードバックするためのフィードバック検出
    器とを備えて、制御対象を駆動できるようにし、且つ上
    記サーボ制御器及び又はサーボドライバに値の異なる制
    御ゲインを蓄積した複数のゲイン蓄積部を備え、更に、
    制御対象の制御状態に応じてどのゲイン蓄積部に蓄積さ
    れた制御ゲインを選択するかの指令をゲイン切替器ヘ出
    力する異常検出器と、該異常検出器からの指令に従っ
    て、サーボ制御器及び又はサーボドライバに出力する制
    御ゲインを切り替えるゲイン切替器とを備えてなり、制
    御対象又はサーボ制御装置内部の制御状態に応じて、制
    御に使用する制御ゲインを、制御対象を制御目標に追従
    させるのに最適なものに自動的に切り替えることができ
    るようにした構成を有することを特徴とするサーボ制御
    装置。
  5. 【請求項5】 制御目標生成器で生成した制御目標に制
    御対象が追従するように制御計算を行うサーボ制御器
    と、該サーボ制御器からの指令値に基づいてサーボモー
    タへ出力する電力を制御するサーボドライバと、該サー
    ボドライバより電力を供給され制御対象を駆動するサー
    ボモータと、該サーボモータの作動状態を検出してサー
    ボ制御器にフィードバックするためのフィードバック検
    出器とを備えて、単独で制御目標に追従するように制御
    対象を駆動することができるようにしてあるサーボ制御
    回路を複数組設け、該各サーボ制御回路のモータを連動
    させて1つの制御目標を駆動できるようにし、且つ上記
    各サーボ制御回路毎に、回路内のサーボ制御器及び又は
    サーボドライバに値の異なる制御ゲインの組を蓄積した
    複数のゲイン蓄積部を備え、更に、他のサーボ制御回路
    の作動状態を監視して、いずれかに異常が発生した場合
    に、該異常が発生したサーボ制御回路のモータへの電力
    供給を停止させると共に、正常なサーボ制御回路のみで
    制御対象の駆動を行うのに最適な制御ゲインを選択する
    よう指令をゲイン切替器ヘ出力するための異常検出器
    と、該異常検出器からの指令に従って使用する制御ゲイ
    ンを切り替えるゲイン切替器とを備えてなり、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制御対象の駆動を継続
    させるようにした構成を有することを特徴とするサーボ
    制御装置。
  6. 【請求項6】 異常検出器からの指令に従って出力する
    制御ゲインを切り替えるためのゲイン切替器に代えて、
    異常検出器からの指令に従って制御ゲインを切り替える
    と共に、切り替え前と切り替え後とで制御ゲインの値を
    滑らかに補間しながら連続した制御ゲインを出力できる
    補間器を用いるようにした請求項4又は5記載のサーボ
    制御装置。
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