JP2002215244A - サーボシステム - Google Patents
サーボシステムInfo
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- JP2002215244A JP2002215244A JP2001009791A JP2001009791A JP2002215244A JP 2002215244 A JP2002215244 A JP 2002215244A JP 2001009791 A JP2001009791 A JP 2001009791A JP 2001009791 A JP2001009791 A JP 2001009791A JP 2002215244 A JP2002215244 A JP 2002215244A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で機器の振動を抑制し、機器の動
作の高速化、高精度化が実現できるサーボシステムを提
供することを目的とする。 【解決手段】 サーボモータ１０２を取り付けた機構系
１０３に加速度計１０４を設置し、サーボドライバ１０
１に加速度計１０４の出力を入力する振動情報入力ポー
ト１１１を設け、サーボドライバ１０１内に設置された
電流センサ１０７による電流指令のフィードバックと、
加速度計１０４の出力をサーボドライバ１０１にフィー
ドバックして、２重のフィードバックループを用いてモ
ータ１０８の出力トルクを制御し、サーボモータ１０２
を取り付けた機構系１０３の振動を抑制する。
作の高速化、高精度化が実現できるサーボシステムを提
供することを目的とする。 【解決手段】 サーボモータ１０２を取り付けた機構系
１０３に加速度計１０４を設置し、サーボドライバ１０
１に加速度計１０４の出力を入力する振動情報入力ポー
ト１１１を設け、サーボドライバ１０１内に設置された
電流センサ１０７による電流指令のフィードバックと、
加速度計１０４の出力をサーボドライバ１０１にフィー
ドバックして、２重のフィードバックループを用いてモ
ータ１０８の出力トルクを制御し、サーボモータ１０２
を取り付けた機構系１０３の振動を抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーボシステムの
振動抑制に関するものである。
振動抑制に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、サーボシステムは、サーボモータ
に取り付けたエンコーダからの位置情報をサーボドライ
バにフィードバックし、電流指令によりサーボモータの
電流を制御している。
に取り付けたエンコーダからの位置情報をサーボドライ
バにフィードバックし、電流指令によりサーボモータの
電流を制御している。
【０００３】そして、サーボモータを取り付けた機器の
振動を避けるため、実機運転により共振点や振動の状況
を計測してゲイン設定を行い、ゲイン設定後、共振点が
発生しない範囲でサーボモータを運転している。
振動を避けるため、実機運転により共振点や振動の状況
を計測してゲイン設定を行い、ゲイン設定後、共振点が
発生しない範囲でサーボモータを運転している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
設備機器には、高速化、高精度化が要求されており、従
来のサーボシステムでは、システムの性能上では高応答
性を実現できるのにもかかわらず、機器の剛性の弱さや
固有の共振点の影響で応答を上げることができず、機器
の動作の高応答性が実現できなかった。
設備機器には、高速化、高精度化が要求されており、従
来のサーボシステムでは、システムの性能上では高応答
性を実現できるのにもかかわらず、機器の剛性の弱さや
固有の共振点の影響で応答を上げることができず、機器
の動作の高応答性が実現できなかった。
【０００５】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、簡単な構成で機器の振動を抑制し、機器の
動作の高速化、高精度化が実現できるサーボシステムを
提供することを目的とする。
ものであり、簡単な構成で機器の振動を抑制し、機器の
動作の高速化、高精度化が実現できるサーボシステムを
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、サーボドライバと、サーボモータを取り付
けた機器と、振動を計測する加速度計とを備え、前記加
速度計を機器に設置し、前記サーボドライバに前記加速
度計の出力を入力するポートを設け、サーボドライバ内
に設置されたモータ電流検出センサによる電流指令のフ
ィードバックと、前記加速度計の出力をサーボドライバ
にフィードバックして、２重のフィードバックループを
用いてモータの出力トルクを制御し、前記サーボモータ
を取り付けた機器の振動を抑制するもので、予め実機運
転による共振点を計測してサーボドライバのゲイン設定
をする必要がなく、リアルタイムに機器の振動を抑制で
き、機器動作の高速化を実現できる。
に本発明は、サーボドライバと、サーボモータを取り付
けた機器と、振動を計測する加速度計とを備え、前記加
速度計を機器に設置し、前記サーボドライバに前記加速
度計の出力を入力するポートを設け、サーボドライバ内
に設置されたモータ電流検出センサによる電流指令のフ
ィードバックと、前記加速度計の出力をサーボドライバ
にフィードバックして、２重のフィードバックループを
用いてモータの出力トルクを制御し、前記サーボモータ
を取り付けた機器の振動を抑制するもので、予め実機運
転による共振点を計測してサーボドライバのゲイン設定
をする必要がなく、リアルタイムに機器の振動を抑制で
き、機器動作の高速化を実現できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】上記の課題を解決するために請求
項１記載の発明は、サーボドライバと、サーボモータを
取り付けた機器と、振動を計測する加速度計とを備え、
前記加速度計を機器に設置し、前記サーボドライバに前
記加速度計の出力を入力するポートを設け、サーボドラ
イバ内に設置されたモータ電流検出センサによる電流指
令のフィードバックと、前記加速度計の出力をサーボド
ライバにフィードバックして、２重のフィードバックル
ープを用いてモータの出力トルクを制御するもので、予
め実機運転による共振点を計測し、サーボドライバのゲ
イン設定をする必要がなく、リアルタイムに機器の振動
を抑制でき、機器動作の高速化を実現できる。
項１記載の発明は、サーボドライバと、サーボモータを
取り付けた機器と、振動を計測する加速度計とを備え、
前記加速度計を機器に設置し、前記サーボドライバに前
記加速度計の出力を入力するポートを設け、サーボドラ
イバ内に設置されたモータ電流検出センサによる電流指
令のフィードバックと、前記加速度計の出力をサーボド
ライバにフィードバックして、２重のフィードバックル
ープを用いてモータの出力トルクを制御するもので、予
め実機運転による共振点を計測し、サーボドライバのゲ
イン設定をする必要がなく、リアルタイムに機器の振動
を抑制でき、機器動作の高速化を実現できる。
【０００８】請求項２記載の発明は、加速度計からフィ
ードバックされた出力にフィルタをかけ、サーボドライ
バ内のトルク指令に印加し、モータ電流を制御するもの
で、振動情報のみ抜き出してトルク指令に取り込むこと
で、機器の振動を抑制して機器動作の高速化、高精度化
を実現できる。
ードバックされた出力にフィルタをかけ、サーボドライ
バ内のトルク指令に印加し、モータ電流を制御するもの
で、振動情報のみ抜き出してトルク指令に取り込むこと
で、機器の振動を抑制して機器動作の高速化、高精度化
を実現できる。
【０００９】請求項３記載の発明は、トルク指令からサ
ーボドライバの出力電流を演算する電流ゲインを、加速
度計よりフィードバックされた出力にフィルタをかけ、
抽出した振動情報を基に動的に変化させてモータ電流を
制御するもので、振動情報の度合いに応じてモータ電流
を制御するので、機器動作の高速化、高精度化を実現で
きる。
ーボドライバの出力電流を演算する電流ゲインを、加速
度計よりフィードバックされた出力にフィルタをかけ、
抽出した振動情報を基に動的に変化させてモータ電流を
制御するもので、振動情報の度合いに応じてモータ電流
を制御するので、機器動作の高速化、高精度化を実現で
きる。
【００１０】請求項４記載の発明は、サーボモータに加
速度計の出力を入力するコネクタを設け、加速度計の出
力をモータ位置情報検出用のエンコーダ情報と共にシリ
アルデータでサーボドライバに送信するもので、エンコ
ーダケーブルを利用することでサーボモータを取り付け
た機器とサーボドライバ間の配線を削減でき、簡便な設
置環境を提供できる。
速度計の出力を入力するコネクタを設け、加速度計の出
力をモータ位置情報検出用のエンコーダ情報と共にシリ
アルデータでサーボドライバに送信するもので、エンコ
ーダケーブルを利用することでサーボモータを取り付け
た機器とサーボドライバ間の配線を削減でき、簡便な設
置環境を提供できる。
【００１１】請求項５記載の発明は、加速度計をサーボ
モータ内に設置するもので、機器とサーボモータ間の配
線が省略でき、さらに簡便な設置環境を提供できる。
モータ内に設置するもので、機器とサーボモータ間の配
線が省略でき、さらに簡便な設置環境を提供できる。
【００１２】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１３】（実施例１）図１において、サーボドライ
バ１０１は、機器である機構系１０３に取り付けたサー
ボモータ１０２内のエンコーダ１０９の位置情報をフィ
ードバックすることにより、サーボモータ１０２の位置
・速度を制御し機構系１０３を駆動させる。
バ１０１は、機器である機構系１０３に取り付けたサー
ボモータ１０２内のエンコーダ１０９の位置情報をフィ
ードバックすることにより、サーボモータ１０２の位置
・速度を制御し機構系１０３を駆動させる。
【００１４】サーボドライバ１０１では位置指令・速度
指令演算１１０からトルクの指令を出力し、電流ゲイン
１０５で出力電流量を決め、ＰＷＭ出力１０６でモータ
１０８に出力する電流を生成し、モータコネクタ１１２
を通じてサーボモータ１０２に供給する。そして、モー
タ１０８に出力される電流は、モータ電流を検出する電
流センサ１０７で検知し、トルクの指令にフィードバッ
クして電流を制御することで、サーボモータ１０２から
機構系１０３に伝えるトルクをコントロールしている。
指令演算１１０からトルクの指令を出力し、電流ゲイン
１０５で出力電流量を決め、ＰＷＭ出力１０６でモータ
１０８に出力する電流を生成し、モータコネクタ１１２
を通じてサーボモータ１０２に供給する。そして、モー
タ１０８に出力される電流は、モータ電流を検出する電
流センサ１０７で検知し、トルクの指令にフィードバッ
クして電流を制御することで、サーボモータ１０２から
機構系１０３に伝えるトルクをコントロールしている。
【００１５】従来は、サーボドライバ１０１が機構系１
０３の共振周波数以上の指令を出さないように、予め応
答性を制限していたが、本発明では機構系１０３に設置
した加速度計１０４が感知した情報を、新設した振動情
報入力ポート１１１からサーボドライバ１０１にフィー
ドバックし、フィルタ１１４において加速度計１０４の
情報から振動情報のみを抜き出し、位置指令、速度指令
演算１１０から出されるトルク指令に取り込み、電流の
フィードバックと振動のフィードバックの２重のフィー
ドバックにより、モータ１０８に出力する電流をリアル
タイムに変化させサーボモータ１０２のトルクを制御し
機構系１０３の振動を低減することができる。
０３の共振周波数以上の指令を出さないように、予め応
答性を制限していたが、本発明では機構系１０３に設置
した加速度計１０４が感知した情報を、新設した振動情
報入力ポート１１１からサーボドライバ１０１にフィー
ドバックし、フィルタ１１４において加速度計１０４の
情報から振動情報のみを抜き出し、位置指令、速度指令
演算１１０から出されるトルク指令に取り込み、電流の
フィードバックと振動のフィードバックの２重のフィー
ドバックにより、モータ１０８に出力する電流をリアル
タイムに変化させサーボモータ１０２のトルクを制御し
機構系１０３の振動を低減することができる。
【００１６】（実施例２）図２において、機構系１０３
に設置した加速度計１０４が感知する情報を振動情報入
力ポート１１１からサーボドライバ１０１にフィードバ
ックし、フィルタ１１４において加速度計１０４の情報
から振動情報のみを抜き出し、その情報量に応じて可変
電流ゲイン２０１の値を動的に変化させ、トルク指令を
増幅する値を変化させる。振動が発生した場合、ＰＷＭ
出力１０６を経てモータ１０８に出力する電流を変化さ
せたゲインで制御することにより、サーボモータ１０２
から出力されるトルクをリアルタイムに変化させ、機構
系１０３の振動を抑制することができる。
に設置した加速度計１０４が感知する情報を振動情報入
力ポート１１１からサーボドライバ１０１にフィードバ
ックし、フィルタ１１４において加速度計１０４の情報
から振動情報のみを抜き出し、その情報量に応じて可変
電流ゲイン２０１の値を動的に変化させ、トルク指令を
増幅する値を変化させる。振動が発生した場合、ＰＷＭ
出力１０６を経てモータ１０８に出力する電流を変化さ
せたゲインで制御することにより、サーボモータ１０２
から出力されるトルクをリアルタイムに変化させ、機構
系１０３の振動を抑制することができる。
【００１７】（実施例３）図３において、サーボモータ
１０２内のエンコーダ１０９からの位置情報の伝達はシ
リアル通信でエンコーダコネクタ１１３よりサーボドラ
イバ１０１へフィードバックする。このとき、機構系１
０３に設置した加速度計１０４からのデータをサーボモ
ータ１０２に新設した振動情報入力コネクタ３０１に入
力し、送信データ処理３０２でエンコーダ１０９が出力
する位置データと共にシリアル通信データに変換し、サ
ーボドライバ１０１のエンコーダコネクタ１１３へ位置
・振動情報として送信する。
１０２内のエンコーダ１０９からの位置情報の伝達はシ
リアル通信でエンコーダコネクタ１１３よりサーボドラ
イバ１０１へフィードバックする。このとき、機構系１
０３に設置した加速度計１０４からのデータをサーボモ
ータ１０２に新設した振動情報入力コネクタ３０１に入
力し、送信データ処理３０２でエンコーダ１０９が出力
する位置データと共にシリアル通信データに変換し、サ
ーボドライバ１０１のエンコーダコネクタ１１３へ位置
・振動情報として送信する。
【００１８】すなわち、サーボドライバ１０１の振動情
報入力ポートは不要となり、代わりにサーボモータ１０
２に設けた振動情報入力コネクタ３０１が振動情報の入
力ポートとなり、加速度計１０４とサーボドライバ１０
１間の配線を不要にできる。
報入力ポートは不要となり、代わりにサーボモータ１０
２に設けた振動情報入力コネクタ３０１が振動情報の入
力ポートとなり、加速度計１０４とサーボドライバ１０
１間の配線を不要にできる。
【００１９】サーボドライバ１０１は、位置情報・振動
情報をそれぞれの制御処理に使用してサーボモータ１０
２を制御し機構系１０３を動作させる。
情報をそれぞれの制御処理に使用してサーボモータ１０
２を制御し機構系１０３を動作させる。
【００２０】（実施例４）図４において、サーボモータ
１０２は、機構系１０３と機械的に締結され、機構系１
０３に発生した振動はサーボモータ１０２にも伝達され
る。したがって、サーボモータ１０２内部に加速度計４
０１を設置し、機構系１０３で発生した振動をサーボモ
ータ１０２で検出する。
１０２は、機構系１０３と機械的に締結され、機構系１
０３に発生した振動はサーボモータ１０２にも伝達され
る。したがって、サーボモータ１０２内部に加速度計４
０１を設置し、機構系１０３で発生した振動をサーボモ
ータ１０２で検出する。
【００２１】したがって、実施例３に比べて機器に設置
した加速度計からサーボモータまでの配線を省略でき
る。
した加速度計からサーボモータまでの配線を省略でき
る。
【００２２】送信データ処理３０２においては、エンコ
ーダ１０９で検出したサーボモータ１０２の位置情報と
加速度計４０１の振動情報とを、シリアル通信データに
変換してエンコーダコネクタ１１３へ位置・振動情報と
して送信する。
ーダ１０９で検出したサーボモータ１０２の位置情報と
加速度計４０１の振動情報とを、シリアル通信データに
変換してエンコーダコネクタ１１３へ位置・振動情報と
して送信する。
【００２３】サーボドライバ１０１は、位置情報・振動
情報をそれぞれの制御処理に使用しサーボモータ１０２
を制御し機構系１０３を動作させる。
情報をそれぞれの制御処理に使用しサーボモータ１０２
を制御し機構系１０３を動作させる。
【００２４】上記実施例は単独でも実施できるが、特許
請求の範囲に記載したように併用しても同様に実施でき
る。
請求の範囲に記載したように併用しても同様に実施でき
る。
【００２５】
【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
１および請求項２記載の発明によれば、加速度計からフ
ィルタを通して得られた振動情報をサーボモータに供給
する電流の制御に用いるので、従来、機構系に振動が発
生しない程度までしか上げられなかった応答性を、振動
が発生する指令周波数に合わせる必要がなくなり制御系
の応答性を上げられるので、機器の動作の高速化、高精
度化を実現できる。
１および請求項２記載の発明によれば、加速度計からフ
ィルタを通して得られた振動情報をサーボモータに供給
する電流の制御に用いるので、従来、機構系に振動が発
生しない程度までしか上げられなかった応答性を、振動
が発生する指令周波数に合わせる必要がなくなり制御系
の応答性を上げられるので、機器の動作の高速化、高精
度化を実現できる。
【００２６】また、請求項３記載の発明によれば、サー
ボモータに供給する電流の応答性を決める電流ゲイン
を、振動の発生度合いに応じて変化させることで、予め
制御系の応答性を上げておくことができ、振動が発生し
ない指令周波数でのサーボシステムの応答性を向上でき
る。
ボモータに供給する電流の応答性を決める電流ゲイン
を、振動の発生度合いに応じて変化させることで、予め
制御系の応答性を上げておくことができ、振動が発生し
ない指令周波数でのサーボシステムの応答性を向上でき
る。
【００２７】また、請求項４記載の発明によれば、サー
ボモータに加速度計の出力を入力するコネクタを設け、
振動情報とエンコーダの位置情報とをシリアルデータで
サーボドライバに送信することにより、加速度計とサー
ボドライバとを直接配線する必要がなく、容易に設置で
きる。
ボモータに加速度計の出力を入力するコネクタを設け、
振動情報とエンコーダの位置情報とをシリアルデータで
サーボドライバに送信することにより、加速度計とサー
ボドライバとを直接配線する必要がなく、容易に設置で
きる。
【００２８】さらに、請求項５記載の発明によれば、サ
ーボモータ内に加速度計を設置することで、ユーザにお
ける加速度計の設置規制がなくなると同時に、振動情報
と位置情報のシリアルデータ送信のための構成を容易化
できる。
ーボモータ内に加速度計を設置することで、ユーザにお
ける加速度計の設置規制がなくなると同時に、振動情報
と位置情報のシリアルデータ送信のための構成を容易化
できる。
【００２９】このように、簡単な構成で機器の振動を抑
制し、機器の動作の高速化、高精度化が実現できるサー
ボシステムを提供できる。
制し、機器の動作の高速化、高精度化が実現できるサー
ボシステムを提供できる。
【図１】本発明の実施例１におけるサーボシステムの電
流指令補正のブロック図
流指令補正のブロック図
【図２】本発明の実施例２におけるサーボシステムの可
変電流ゲインのブロック図
変電流ゲインのブロック図
【図３】本発明の実施例３におけるサーボシステムの構
成図
成図
【図４】本発明の実施例４におけるサーボシステムの構
成図
成図
１０１ サーボドライバ １０２ サーボモータ １０３ 機構系（機器） １０４、４０１ 加速度計 １０５ 電流ゲイン １０７ 電流センサ（モータ電流検出センサ） １１０ 位置指令、速度指令演算 １１１ 振動情報入力ポート １１４ フィルタ ２０１ 可変電流ゲイン ３０１ 振動情報入力コネクタ
Claims (5)
- 【請求項１】 サーボドライバと、サーボモータを取り
付けた機器と、振動を計測する加速度計とを備え、前記
加速度計を機器に設置し、前記サーボドライバに前記加
速度計の出力を入力するポートを設け、サーボドライバ
内に設置されたモータ電流検出センサによる電流指令の
フィードバックと、前記加速度計の出力をサーボドライ
バにフィードバックして、２重のフィードバックループ
を用いてモータの出力トルクを制御し、前記サーボモー
タを取り付けた機器の振動を抑制するサーボシステム。 - 【請求項２】 加速度計からフィードバックされた出力
にフィルタをかけ、サーボドライバ内のトルク指令に印
加し、モータ電流を制御する請求項１記載のサーボシス
テム。 - 【請求項３】 トルク指令からサーボドライバの出力電
流を演算する電流ゲインを、加速度計よりフィードバッ
クされた出力にフィルタをかけ、抽出した振動情報を基
に動的に変化させてモータ電流を制御する請求項２記載
のサーボシステム。 - 【請求項４】 サーボモータに加速度計の出力を入力す
るコネクタを設け、加速度計の出力をモータ位置情報検
出用のエンコーダ情報と共にシリアルデータでサーボド
ライバに送信する請求項１記載のサーボシステム。 - 【請求項５】 加速度計をサーボモータ内に設置した請
求項４記載のサーボシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001009791A JP4061845B2 (ja) | 2001-01-18 | 2001-01-18 | サーボシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001009791A JP4061845B2 (ja) | 2001-01-18 | 2001-01-18 | サーボシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002215244A true JP2002215244A (ja) | 2002-07-31 |
| JP4061845B2 JP4061845B2 (ja) | 2008-03-19 |
Family
ID=18877218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001009791A Expired - Fee Related JP4061845B2 (ja) | 2001-01-18 | 2001-01-18 | サーボシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4061845B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1662348A1 (en) * | 2004-11-30 | 2006-05-31 | Fanuc Ltd | Rotary shaft control apparatus |
| WO2006129612A1 (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-07 | Mitsubishi Electric Corporation | 電動機制御装置 |
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| CN104682819A (zh) * | 2014-08-27 | 2015-06-03 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种叠层母排式机电伺服驱动器 |
-
2001
- 2001-01-18 JP JP2001009791A patent/JP4061845B2/ja not_active Expired - Fee Related
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