JP2002218676A - Motor drive unit - Google Patents

Motor drive unit

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JP2002218676A
JP2002218676A JP2001007461A JP2001007461A JP2002218676A JP 2002218676 A JP2002218676 A JP 2002218676A JP 2001007461 A JP2001007461 A JP 2001007461A JP 2001007461 A JP2001007461 A JP 2001007461A JP 2002218676 A JP2002218676 A JP 2002218676A
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power supply
power
voltage
control
failure
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Application number
JP2001007461A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinobu Sato
佐藤  忍
Takayoshi Nakao
隆義 中尾
Takao Fujii
崇男 藤井
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reliable motor drive unit capable of prolonging a backup time for a servo controller and a control power source so that a robot arm driven by a servo motor may be stopped safely with a big idling angle when an instantaneous interruption or failure of power supply occurs. SOLUTION: The motor drive unit is provided with a large capacitance capacitor 19, as a power source control means 5, which has capacitance calculated from the energy amount necessary for decelerating and stopping the robot driven by the servo motor 1 when detecting a failure of power supply, and supplies a power source voltage for the main circuit power source and the control power source 6 during the failure of the supply. As a result, when the failure of the power supply occurs, a servo driver 3 and a controller 7 are kept under the same condition as before the failure of the power supply, and the robot arm is safely stopped at a decelerated speed of a usual playback operation on an orbit where the arm is being operated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットアームな
どを駆動するモータ駆動装置に関し、特に、電源ライン
に瞬停あるいは停電が発生した場合に、サーボモータを
大きな惰走角で停止させるモータ駆動装置の電源制御手
段に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor drive device for driving a robot arm and the like, and more particularly, to a motor drive device for stopping a servomotor at a large coasting angle when a momentary power failure or power failure occurs in a power supply line. In the power supply control means.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ロボットアームなどの負荷を駆動
するモータの駆動装置において、例えば、電源ラインに
停電または瞬停が発生したときにサーボモータから回生
されるエネルギーを有効に利用してサーボモータを停止
する制動装置を備えたものは、図3のようになってい
る。図3は従来のモータ駆動装置のブロック図である。
図において、Dはドライバ、Lは電力を供給し、ドライ
バDの駆動源となるAC電源ライン、31はサーボモー
タ、32はエンコーダ、33はAC電源、41はカウン
タ、42は減算器、43は位置制御部、44はD/A変
換器、45はF/V変換器、46は減算器、47はスイ
ッチ、48は速度制御部、49は3相正弦波発生回路、
50は駆動回路、51はスイッチである。このような構
成において、まず、ドライバDにより駆動される3相の
サーボモータ31の回転角に比例したパルス数のエンコ
ーダパルスをエンコーダ32で出力する。ドライバDに
おいて、エンコーダパルスのパルス数をカウンタ41に
よりカウントしてサーボモータ31の実位置を求め、外
部から与えられた位置指令値とカウンタ41により求め
た実位置の偏差を減算器42によりとった後、減算器4
2でとった偏差をもとにサーボモータ31の回転位置を
フィードバック制御するための制御信号を位置制御部4
3により出力し、位置制御部43が出力する制御信号を
D/A変換器44でデジタル・アナログ変換する。次
に、D/A変換器44からスイッチ47を介して与えら
れた速度指令値と、エンコーダパルスのパルスレートに
比例したアナログ電圧信号を出力するF/V変換器45
から与えられた速度検出値との偏差を、減算器46でと
る。そして、減算器46でとった偏差をもとにサーボモ
ータ31の回転速度を速度制御部48によりフィードバ
ック制御し、この速度制御部48の制御信号に基づいて
3相正弦波発生回路49で3相の正弦波信号を発生し、
この3相正弦波信号をもとに駆動回路50で3相の励磁
電流を生成しサーボモータ31を駆動する。また、52
は切換回路であり、AC電源ラインLに流れる電流を監
視し、AC電源ラインLに停電が発生していないときに
はスイッチ47をオンにし、停電が発生したときにスイ
ッチ47をオフにする。53は切換回路52の切換信号
を遅延し、この遅延信号でスイッチ51を切り換える遅
延回路である。54は指令値バックアップ回路であり、
抵抗RとコンデンサCを並列接続して構成されていて、
AC電源ラインLに停電が発生したときにコンデンサC
に蓄積しておいたエネルギーにより速度指令値をバック
アップする。34はAC電源33によって流れる交流電
流を整流する整流回路、35はAC電源ラインが停電し
たときにモータから回生されるエネルギーを蓄積する電
源コンデンサである。36は制御電源であり、電源コン
デンサ35に接続されていて、停電が発生したときにド
ライバDのバックアップ電源となる。それから、AC電
源ラインLに停電が発生すると、サーボモータ31から
回生されるエネルギーで速度制御部48を駆動し、最初
は、サーボモータ31と駆動回路50の接続状態を保持
しておいて、減衰していく速度指令値を速度制御部48
に与えてサーボモータ31を減速動作し、続いて、所定
の時間だけ減速動作を行ったところで、遅延回路53に
より発生する遅延信号によって切り換えられ、スイッチ
51をb接点側に接続した状態で,サーボモータ31の
コイル両端をショートして発電制動し、停止に至らせる
ようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a motor driving device for driving a load such as a robot arm, for example, a servomotor is used by effectively utilizing energy regenerated from a servomotor when a power failure or a momentary power failure occurs in a power supply line. FIG. 3 shows a vehicle equipped with a braking device for stopping the operation. FIG. 3 is a block diagram of a conventional motor drive device.
In the figure, D is a driver, L is an AC power supply line that supplies power and serves as a drive source of the driver D, 31 is a servo motor, 32 is an encoder, 33 is an AC power supply, 41 is a counter, 42 is a subtractor, and 43 is a subtractor. A position control unit, 44 is a D / A converter, 45 is an F / V converter, 46 is a subtractor, 47 is a switch, 48 is a speed control unit, 49 is a three-phase sine wave generation circuit,
50 is a drive circuit, 51 is a switch. In such a configuration, first, the encoder 32 outputs an encoder pulse having a number of pulses proportional to the rotation angle of the three-phase servo motor 31 driven by the driver D. In the driver D, the actual position of the servo motor 31 is obtained by counting the number of encoder pulses by the counter 41, and the difference between the externally applied position command value and the actual position obtained by the counter 41 is obtained by the subtractor 42. Later, subtracter 4
A control signal for performing feedback control of the rotational position of the servo motor 31 based on the deviation obtained in Step 2
3 and the D / A converter 44 converts the control signal output from the position control unit 43 from digital to analog. Next, an F / V converter 45 which outputs an analog voltage signal proportional to a pulse command value supplied from the D / A converter 44 via the switch 47 and a pulse rate of the encoder pulse.
The difference from the detected speed value given by the subtractor 46 is calculated by the subtractor 46. The rotational speed of the servo motor 31 is feedback-controlled by the speed control unit 48 based on the deviation obtained by the subtractor 46, and the three-phase sine wave generation circuit 49 performs three-phase sine wave generation based on the control signal of the speed control unit 48. Generates a sine wave signal of
The drive circuit 50 generates a three-phase excitation current based on the three-phase sine wave signal, and drives the servo motor 31. Also, 52
Is a switching circuit that monitors the current flowing through the AC power supply line L, turns on the switch 47 when no power failure occurs in the AC power supply line L, and turns off the switch 47 when a power failure occurs. Reference numeral 53 denotes a delay circuit that delays the switching signal of the switching circuit 52 and switches the switch 51 with the delay signal. 54 is a command value backup circuit,
The resistor R and the capacitor C are connected in parallel,
When a power failure occurs in the AC power line L, the capacitor C
The speed command value is backed up by the energy stored in the controller. Reference numeral 34 denotes a rectifier circuit for rectifying an AC current flowing from the AC power supply 33, and reference numeral 35 denotes a power supply capacitor for storing energy regenerated from the motor when the AC power supply line fails. A control power supply 36 is connected to the power supply capacitor 35 and serves as a backup power supply for the driver D when a power failure occurs. Then, when a power failure occurs in the AC power supply line L, the speed control unit 48 is driven by the energy regenerated from the servo motor 31, and the connection state between the servo motor 31 and the drive circuit 50 is first maintained, and the speed is reduced. The speed command value to be adjusted
, The servo motor 31 is decelerated, and then the servo motor 31 is decelerated for a predetermined time. When the switch 51 is switched by the delay signal generated by the delay circuit 53 and the switch 51 is connected to the contact b, the servo The both ends of the coil of the motor 31 are short-circuited to perform power generation braking and to stop.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、AC電源
ラインLに停電が発生した場合に、途中で位置ループを
切ってサーボモータ31の発電制動を行うといった2段
階の制動方式を用い、小さな惰走角で停止させているた
め、停電発生時にロボット(不図示)を急減速で停止さ
せるのに要する時間は、精々数十msというような数値
となる。また、このような操作は、ロボットアーム(不
図示)のイナーシャなどにより、ロボットアームの軌跡
がノーコントロールで惰走するので、例えば、ウェハ基
板搬送用ロボットの場合、ロボットアーム先端のエンド
エフェクタ(不図示)に把持されたウエーハを周辺装置
と干渉させたり、ロボットの加速度によりウェハを飛ば
してしまう危険性があり、信頼性の面で問題があった。
このことから、上述したサーボモータによって駆動され
るロボットアームを、停電発生時に予めティーチングさ
れた軌道上の位置に安全に停止動作させるには、サーボ
モータ31を大きな惰走角で停止させる必要があり、そ
のために、サーボモータ31の停止に要する惰走角に見
合うように、サーボコントローラや制御電源のバックア
ップ時間を長くすることが重要となる。本発明は上記問
題を解決するためになされたものであり、サーボモータ
でロボットアームなどを駆動する場合であって、瞬停あ
るいは停電発生時にロボットアームを予めティーチング
された軌道上の位置にサーボモータによって大きな惰走
角で安全に停止できるよう、サーボコントローラや制御
電源のバックアップ時間を長くすることができる信頼性
の高いモータ駆動装置を提供することを目的とする。
The prior art employs a two-stage braking system in which, when a power failure occurs in the AC power supply line L, a position loop is cut off midway to perform power generation braking of the servo motor 31, and a small braking system is used. Since the robot is stopped at the coasting angle, the time required to stop the robot (not shown) with rapid deceleration when a power failure occurs is a numerical value such as at most several tens of ms. In such an operation, the trajectory of the robot arm coasts with no control due to the inertia of the robot arm (not shown) or the like. However, there is a risk that the wafer gripped in the drawing (not shown) may interfere with peripheral devices, or the wafer may be skipped by the acceleration of the robot, and there is a problem in reliability.
For this reason, in order to safely stop the robot arm driven by the above-described servo motor at the position on the trajectory that was previously taught when a power failure occurs, it is necessary to stop the servo motor 31 at a large coasting angle. Therefore, it is important to lengthen the backup time of the servo controller and the control power supply so as to match the coasting angle required for stopping the servomotor 31. The present invention has been made in order to solve the above-described problem. In the case where a robot arm or the like is driven by a servo motor, when a momentary power failure or power failure occurs, the robot arm is moved to a position on a trajectory which has been previously taught. It is an object of the present invention to provide a highly reliable motor drive device capable of extending the backup time of a servo controller and a control power supply so that the motor can be safely stopped at a large coasting angle.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明は、サーボモータの回転速度をフィードバッ
ク制御して得られる制御信号に基づいて前記サーボモー
タを駆動するサーボドライブ手段と、前記サーボドライ
ブ手段に指令を与えるコントローラと、交流電源を投入
する電源投入手段と、前記電源投入手段に基づいて主回
路電源および制御電源を制御する電源制御手段とを備え
たモータ駆動装置において、前記電源制御手段は、サー
ボモータにより駆動される負荷を停電検出時に減速停止
するのに必要なエネルギー量より算出した容量を有し、
かつ停電時に主回路電源および制御電源用の電源電圧を
供給する大容量コンデンサと、前記電源投入手段で整流
された電源電圧Vaと前記大容量コンデンサにおける電
圧のうち、高い方の電圧がモータ電源電圧Vpに向かっ
て供給されるように作用させる第1ダイオードおよび第
2ダイオードと、停電時に前記電源投入手段側より電源
供給がなくなっても前記制御電源を供給するように作用
する第3ダイオードと、電源リップルを抑制すると共に
前記サーボモータからの回生エネルギーを蓄積する平滑
コンデンサと、前記大容量コンデンサへの充電電流を抑
制するための第1抵抗と、前記大容量コンデンサの充放
電電流を抑制するための第2抵抗と、前記大容量コンデ
ンサの残留電圧の放電手段となるトランジスタとから構
成されたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a servo drive means for driving the servomotor based on a control signal obtained by feedback-controlling the rotation speed of the servomotor; A motor drive device comprising: a controller for giving a command to a servo drive unit; a power supply unit for supplying AC power; and a power supply control unit for controlling a main circuit power supply and a control power supply based on the power supply unit. The control means has a capacity calculated from the amount of energy required to decelerate and stop the load driven by the servomotor when detecting a power failure,
And a large-capacity capacitor for supplying a power supply voltage for a main circuit power supply and a control power supply at the time of a power failure; a power supply voltage Va rectified by the power-on means; A first diode and a second diode acting to be supplied toward Vp, a third diode acting to supply the control power even when power is not supplied from the power supply means side during a power failure; A smoothing capacitor that suppresses ripples and stores regenerative energy from the servomotor; a first resistor that suppresses charging current to the large-capacity capacitor; and a first resistor that suppresses charging / discharging current of the large-capacity capacitor. A second resistor and a transistor serving as a discharging means for discharging the residual voltage of the large-capacity capacitor. .

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を説明
する。図1は本発明の実施例を示すモータ駆動装置のブ
ロック図である。1はドライバDにより駆動される3相
のサーボモータ、2はサーボモータ1の回転角に比例し
たパルス数のエンコーダパルスを出力するエンコーダ、
3はサーボドライブ手段であって、カウンタ、位置制御
部、速度制御部および3相正弦波発生回路など(不図
示)が設けられている。4は一次側となる電源投入手
段、5は一次側となる電源制御手段、6は制御電源、7
はサーボドライブ手段3に位置指令等を与えるコントロ
ーラである。図2は図1における電源制御手段の詳細を
示すブロック図である。まず、電源投入手段4について
説明する。9Aおよび9Bは主回路開閉手段となるリレ
ースイッチで、コントローラ7からの開閉指令や、非常
停止信号などにより開閉される。22はAC電源を整流
するダイオードブリッジ、24は平滑用コンデンサであ
って、リレースイッチ9A、9Bの開閉如何に関わら
ず、AC電源が供給される限り、制御電源6の一次側に
交流電圧が供給される。23は循環電流抑制抵抗であ
り、その作用は後述する。また、8は停電検出手段であ
り、レベル検出回路とタイマー回路などから構成される
と共に所定の時間以上停電が発生したかどうかを検出す
るが、その回路の詳細な説明は省略する。10はモータ
駆動用主回路電源を整流するためのダイオードブリッジ
である。12はAC電源投入時の突入電流を抑制する突
入電流抑制抵抗である。11はリレースイッチであっ
て、主回路電源電圧Vpが電圧検出手段21により所定
の電圧に達したことを検出した後、閉じるよう作用し、
突入電流抑制抵抗12と並列接続されるため、電圧ドロ
ップなしに主回路電源が供給される。次に、電源制御手
段5について説明する。13、14、15はそれぞれ第
1ダイオード、第2ダイオード、第3ダイオードであ
り、このうち第1ダイオード13、第2ダイオード14
は整流された電源電圧Vaと後述する大容量コンデンサ
19における電圧のうち、高い方の電圧がモータ電源電
圧Vpに向かって供給される。第3ダイオード15は停
電時に、ダイオードブリッジ22より電源供給がなくな
っても制御電源6を供給するように作用する。19は大
容量コンデンサであって、サーボモータ1により駆動さ
れるロボットが、停電検出時プレイバック運転中であっ
ても、予めティーチングされた軌道上に設定された減速
度でもってロボットを減速停止できるよう、減速停止す
るのに必要なエネルギー量より算出した容量(例えば約
1Farad)のものが用いられている。20は平滑コ
ンデンサで、電源リップルを抑制するとともに、サーボ
モータ1からの回生エネルギーを蓄積するためのもので
ある。21は電圧検出手段、18は大容量コンデンサ1
9の残留電圧の放電手段となるトランジスタであって、
電圧検出手段21により検出された電圧レベルに応じて
Vpを下げることもできるし、急速に放電することも可
能である。16は大容量コンデンサ19への充電電流を
抑制するための第1抵抗、17は大容量コンデンサ19
の充放電電流を抑制するための第2抵抗である。それか
ら、循環電流抑制抵抗23は大容量コンデンサ19のプ
ラス側→第2ダイオード14→第3ダイオード15→平
滑コンデンサ24→大容量コンデンサ19のマイナス側
の循環電流を抑制する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a motor drive device showing an embodiment of the present invention. 1 is a three-phase servo motor driven by a driver D, 2 is an encoder that outputs encoder pulses of a pulse number proportional to the rotation angle of the servo motor 1,
Reference numeral 3 denotes a servo drive unit provided with a counter, a position control unit, a speed control unit, a three-phase sine wave generation circuit, and the like (not shown). Reference numeral 4 denotes a power supply unit serving as a primary side, 5 denotes a power supply control unit serving as a primary side, 6 denotes a control power source, 7
Is a controller for giving a position command or the like to the servo drive means 3. FIG. 2 is a block diagram showing details of the power control means in FIG. First, the power supply means 4 will be described. Reference numerals 9A and 9B denote relay switches serving as main circuit opening / closing means, which are opened / closed by an opening / closing command from the controller 7, an emergency stop signal, or the like. Reference numeral 22 denotes a diode bridge for rectifying the AC power, and reference numeral 24 denotes a smoothing capacitor. The AC voltage is supplied to the primary side of the control power supply 6 as long as the AC power is supplied regardless of whether the relay switches 9A and 9B are opened or closed. Is done. Reference numeral 23 denotes a circulating current suppressing resistor, the operation of which will be described later. Reference numeral 8 denotes a power failure detection means, which includes a level detection circuit, a timer circuit, and the like, and detects whether a power failure has occurred for a predetermined time or more, but detailed description of the circuit is omitted. Reference numeral 10 denotes a diode bridge for rectifying a motor driving main circuit power supply. Reference numeral 12 denotes an inrush current suppressing resistor for suppressing an inrush current when the AC power is turned on. Reference numeral 11 denotes a relay switch, which operates to close after detecting that the main circuit power supply voltage Vp has reached a predetermined voltage by the voltage detection means 21,
The main circuit power is supplied without voltage drop because it is connected in parallel with the inrush current suppressing resistor 12. Next, the power control means 5 will be described. Reference numerals 13, 14, and 15 denote a first diode, a second diode, and a third diode, respectively.
Of the rectified power supply voltage Va and the voltage of the large-capacity capacitor 19 described later, the higher one is supplied toward the motor power supply voltage Vp. The third diode 15 functions so as to supply the control power supply 6 even when the power supply from the diode bridge 22 is stopped during a power failure. Reference numeral 19 denotes a large-capacity capacitor, which can decelerate and stop the robot driven by the servomotor 1 with a deceleration set on a pre-teached trajectory even during a playback operation when a power failure is detected. As described above, a capacity (for example, about 1 Farad) calculated from the amount of energy required for decelerating and stopping is used. Reference numeral 20 denotes a smoothing capacitor that suppresses power ripple and stores regenerative energy from the servo motor 1. 21 is a voltage detecting means, 18 is a large capacity capacitor 1
9. A transistor serving as a discharging means for the residual voltage of No. 9,
Vp can be lowered according to the voltage level detected by the voltage detecting means 21, or it can be discharged rapidly. 16 is a first resistor for suppressing the charging current to the large-capacity capacitor 19, and 17 is a large-capacity capacitor 19
Is a second resistor for suppressing the charge / discharge current of the second resistor. Then, the circulating current suppressing resistor 23 suppresses the circulating current on the plus side of the large capacity capacitor 19 → the second diode 14 → the third diode 15 → the smoothing capacitor 24 → the minus side of the large capacity capacitor 19.

【0006】このように構成した装置の動作を説明す
る。AC電源が供給されると、まず制御電源6が供給さ
れ、コントローラ7が立ち上がる。コントローラ7から
の主回路電源オン指令(図示せず)によりリレースイッ
チ9A、9Bが閉じ、AC電源がダイオードブリッジ1
0、突入電流抑制抵抗12、第1ダイオード13を通じ
て、平滑コンデンサ20の両端電圧を上昇させる。同時
に第1抵抗16、第2抵抗17を通じて大容量コンデン
サ19の充電を始め、大容量コンデンサ19の両端電圧
をスローアップさせる。コントローラ7は電圧検出手段
21により検出された電圧が所定電圧を超えるとリレー
スイッチ11を閉じ、AC電源からの電圧が突入電流抑
制抵抗12両端の電圧ドロップなしに主回路電源に供給
され、所定のロボット動作が可能となる。ロボットが動
作可能となった後、若しくは動作中に大容量コンデンサ
19への充電は完了する。一方、AC電源ラインLに停
電が発生した場合に、停電発生から所定時間経過後、停
電検出手段8により停電を検出したコントローラ7は、
ロボットアームがプレイバック動作中ならば、予めティ
ーチングされた軌道上を軌跡制御を行いつつ、サーボモ
ータを作業用の通常の減速度で減速停止させる。停電時
には大容量コンデンサ19から主回路電源電圧がVpに
供給されるとともに第3ダイオード15を通じて制御電
源6にも供給される。この時第1ダイオード13、ダイ
オードブリッジ10および22は逆流防止に作用する。
他方、停電時ロボットが停止中の時、コントローラ7は
主回路電源の残留電圧が速やかに下がるよう、トランジ
スタ18をONし、大容量コンデンサ19→第2抵抗1
7→トランジスタ18→大容量コンデンサ19のパスで
急速に放電させる。なお、主回路電源をオフさせる場合
や、非常停止時にはリレースイッチを開路させるが、制
御電源が引き続き供給されることを除き、主回路電源電
圧は上記2動作のいずれかが選定される。
[0006] The operation of the device thus constructed will be described. When the AC power is supplied, first, the control power 6 is supplied, and the controller 7 starts up. The relay switches 9A and 9B are closed by the main circuit power-on command (not shown) from the controller 7, and the AC power is
0, the voltage across the smoothing capacitor 20 is increased through the rush current suppressing resistor 12 and the first diode 13. At the same time, charging of the large capacity capacitor 19 is started through the first resistor 16 and the second resistor 17, and the voltage across the large capacity capacitor 19 is slowed up. When the voltage detected by the voltage detecting means 21 exceeds a predetermined voltage, the controller 7 closes the relay switch 11, and the voltage from the AC power supply is supplied to the main circuit power supply without voltage drop across the inrush current suppressing resistor 12. Robot operation becomes possible. After or during the operation of the robot, the charging of the large-capacity capacitor 19 is completed. On the other hand, when a power failure occurs in the AC power supply line L, the controller 7 that has detected the power failure by the power failure detection
If the robot arm is performing a playback operation, the servomotor is decelerated and stopped at a normal working deceleration while performing trajectory control on a trajectory previously taught. In the event of a power failure, the main circuit power supply voltage is supplied to Vp from the large capacity capacitor 19 and also to the control power supply 6 through the third diode 15. At this time, the first diode 13, the diode bridges 10 and 22 function to prevent backflow.
On the other hand, when the robot is stopped at the time of the power failure, the controller 7 turns on the transistor 18 so that the residual voltage of the main circuit power supply decreases promptly, and the large-capacity capacitor 19 → the second resistor 1
7 → transistor 18 → discharge rapidly in the path of large capacity capacitor 19. When the main circuit power supply is turned off or when an emergency stop is performed, the relay switch is opened, but one of the above two operations is selected as the main circuit power supply voltage except that control power is continuously supplied.

【0007】したがって、本発明のモータ駆動装置にお
いて、電源制御手段5として、サーボモータ1により駆
動されるロボットなどの負荷を停電検出時に減速停止す
るのに必要なエネルギー量より算出した容量を有し、か
つ停電時に主回路電源および制御電源6用の電源電圧を
供給する大容量コンデンサ19と、電源投入手段4で整
流された電源電圧Vaと大容量コンデンサ19における
電圧のうち、高い方の電圧がモータ電源電圧Vpに向か
って供給されるように作用させる第1ダイオード13お
よび第2ダイオード14と、停電時に電源投入手段側よ
り電源供給がなくなっても制御電源6を供給するように
作用する第3ダイオード15と、電源リップルを抑制す
ると共にサーボモータ1からの回生エネルギーを蓄積す
る平滑コンデンサ20と、大容量コンデンサ19への充
電電流を抑制するための第1抵抗16と、大容量コンデ
ンサ19の充放電電流を抑制するための第2抵抗17
と、大容量コンデンサの残留電圧の放電手段となるトラ
ンジスタ16を設けたので、瞬停発生時、サーボモータ
1の停止に要する惰走角に見合うようにサーボコントロ
ーラや制御電源のバックアップ時間を長くすることがで
き、その結果、サーボドライバ、コントローラを停電発
生以前と同じ制御状態に置き、ロボットアームを動作中
の軌道上に通常のプレイバック運転時の減速度で停止さ
せることができる。具体的には、停電発生時にロボット
を停止させるのに要する時間は、数百msというような
数値であり、通常のウエーハ把持時の加速度でロボット
アームを停止させることができる。
Therefore, in the motor drive device of the present invention, the power supply control means 5 has a capacity calculated from the amount of energy required to decelerate and stop the load of the robot or the like driven by the servomotor 1 when detecting a power failure. And a large-capacity capacitor 19 for supplying a power supply voltage for the main circuit power supply and the control power supply 6 at the time of a power failure, and a higher voltage of the power supply voltage Va rectified by the power supply means 4 and the voltage of the large-capacity capacitor 19 A first diode 13 and a second diode 14 that act to be supplied toward the motor power supply voltage Vp, and a third diode that acts to supply the control power supply 6 even when power is not supplied from the power supply means during a power failure. A diode 15 and a smoothing capacitor that suppresses power supply ripples and stores regenerative energy from the servomotor 1 0, a first resistor 16 for suppressing the charging current to the high-capacity capacitor 19, a second resistor for suppressing discharge current of the large-capacitance capacitor 19 17
And the provision of the transistor 16 serving as a discharging means for the residual voltage of the large-capacity capacitor, the backup time of the servo controller and the control power supply is extended to match the coasting angle required for stopping the servomotor 1 when a momentary power failure occurs. As a result, the servo driver and the controller can be placed in the same control state as before the occurrence of the power failure, and the robot arm can be stopped on the operating track at the deceleration during normal playback operation. Specifically, the time required to stop the robot when a power failure occurs is a numerical value such as several hundred ms, and the robot arm can be stopped at an acceleration during normal wafer gripping.

【0008】[0008]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、モー
タ駆動装置における電源制御手段として、サーボモータ
により駆動されるロボットなどの負荷を停電検出時に減
速停止するのに必要なエネルギー量より算出した容量を
有し、かつ停電時に主回路電源および制御電源用の電源
電圧を供給する大容量コンデンサと、電源投入手段で整
流された電源電圧Vaと大容量コンデンサにおける電圧
のうち、高い方の電圧がモータ電源電圧Vpに向かって
供給されるように作用させる第1ダイオードおよび第2
ダイオードと、停電時に電源投入手段側より電源供給が
なくなっても制御電源を供給するように作用する第3ダ
イオードと、電源リップルを抑制すると共にサーボモー
タからの回生エネルギーを蓄積する平滑コンデンサと、
大容量コンデンサへの充電電流を抑制するための第1抵
抗と、大容量コンデンサの充放電電流を抑制するための
第2抵抗と、大容量コンデンサの残留電圧の放電手段と
なるトランジスタを設けたので、瞬停発生時、サーボモ
ータの停止に要する惰走角に見合うようにサーボコント
ローラや制御電源のバックアップ時間を長くすることが
でき、その結果、サーボドライバ、コントローラを停電
発生以前と同じ制御状態に置き、ロボットアームを動作
中の軌道上に通常のプレイバック運転時の減速度で安全
に停止させることができる。また、これよりロボットが
複合軸の合成動作を有する場合、瞬停発生時の各軸サー
ボモータの回転速度の違い、モータ負荷イナーシャの違
いなどに影響されることなく、ロボットアームを予め教
示された軌道上へ停止動作させることができることは言
うまでもない。
As described above, according to the present invention, as a power supply control means in a motor driving device, a load of a robot or the like driven by a servomotor is calculated from the amount of energy required to decelerate and stop when a power failure is detected. Large-capacity capacitor having a reduced capacity and supplying a power supply voltage for a main circuit power supply and a control power supply at the time of a power failure, and a higher voltage of the power supply voltage Va rectified by the power-on means and the voltage of the large-capacity capacitor. A first diode and a second diode, which act to be supplied toward the motor power supply voltage Vp.
A diode, a third diode that functions to supply control power even when power is not supplied from the power supply means at the time of power failure, and a smoothing capacitor that suppresses power ripple and stores regenerative energy from the servomotor.
Since the first resistor for suppressing the charging current to the large-capacity capacitor, the second resistor for suppressing the charging / discharging current of the large-capacity capacitor, and the transistor serving as the discharging means for the residual voltage of the large-capacity capacitor are provided. In the event of a momentary power failure, the backup time of the servo controller and control power supply can be extended to match the coasting angle required to stop the servo motor, and as a result, the servo driver and controller return to the same control state as before the power failure occurred. The robot arm can be safely stopped on the running track at the deceleration during normal playback operation. Also, from this, when the robot has a combined operation of the composite axis, the robot arm was taught in advance without being affected by the difference in the rotation speed of each axis servo motor at the moment of a momentary power failure, the difference in the motor load inertia, etc. Needless to say, it can be stopped on orbit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例を示すモータ駆動装置のブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram of a motor drive device showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1における一次側の電源制御手段の詳細を示
すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing details of a power supply control unit on a primary side in FIG. 1;

【図3】従来のモータ駆動装置のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a conventional motor drive device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:サーボモータ 2:エンコーダ 3:サーボドライブ手段 4:電源投入手段 5:電源制御手段 6:制御電源 7:コントローラ 8:停電検出手段 9A、9B:リレースイッチ 10:ダイオードブリッジ 11:リレースイッチ 12:突入電流抑制抵抗 13:第1ダイオード 14:第2ダイオード 15:第3ダイオード 16:第1抵抗 17:第2抵抗 18:トランジスタ 19:大容量コンデンサ 20:平滑用コンデンサ 21:電圧検出手段 22:ダイオードブリッジ 23:循環電流抑制抵抗 24:平滑コンデンサ L:AC電源ライン 1: Servo motor 2: Encoder 3: Servo drive means 4: Power supply means 5: Power supply control means 6: Control power supply 7: Controller 8: Power failure detection means 9A, 9B: Relay switch 10: Diode bridge 11: Relay switch 12: Inrush current suppressing resistor 13: First diode 14: Second diode 15: Third diode 16: First resistor 17: Second resistor 18: Transistor 19: Large capacity capacitor 20: Smoothing capacitor 21: Voltage detecting means 22: Diode Bridge 23: Circulating current suppression resistor 24: Smoothing capacitor L: AC power line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3F059 CA00 FC11 5G015 GB03 JA06 JA27 JA32 JA35 JA61 5H530 AA05 BB33 CC26 CD24 CE16 DD22 DD29  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3F059 CA00 FC11 5G015 GB03 JA06 JA27 JA32 JA35 JA61 5H530 AA05 BB33 CC26 CD24 CE16 DD22 DD29

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 サーボモータ(1)の回転速度をフィー
ドバック制御して得られる制御信号に基づいて前記サー
ボモータ(1)を駆動するサーボドライブ手段(3)
と、前記サーボドライブ手段(3)に指令を与えるコン
トローラ(7)と、交流電源を投入する電源投入手段
(4)と、前記電源投入手段(4)に基づいて主回路電
源および制御電源(6)を制御する電源制御手段(5)
とを備えたモータ駆動装置において、前記電源制御手段
(5)は、サーボモータ(1)により駆動される負荷を
停電検出時に減速停止するのに必要なエネルギー量より
算出した容量を有し、かつ停電時に主回路電源および制
御電源用の電源電圧を供給する大容量コンデンサ(1
9)と、前記電源投入手段(4)で整流された電源電圧
Vaと前記大容量コンデンサ(19)における電圧のう
ち、高い方の電圧がモータ電源電圧Vpに向かって供給
されるように作用させる第1ダイオード(13)および
第2ダイオード(14)と、停電時に前記電源投入手段
(4)側より電源供給がなくなっても前記制御電源
(6)を供給するように作用する第3ダイオード(1
5)と、電源リップルを抑制すると共に前記サーボモー
タ(1)からの回生エネルギーを蓄積する平滑コンデン
サ(20)と、前記大容量コンデンサ(19)への充電
電流を抑制するための第1抵抗(16)と、前記大容量
コンデンサ(19)の充放電電流を抑制するための第2
抵抗(17)と、前記大容量コンデンサ(19)の残留
電圧の放電手段となるトランジスタ(16)とから構成
されたことを特徴とするモータ駆動装置。
A servo drive means (3) for driving the servo motor (1) based on a control signal obtained by feedback-controlling the rotation speed of the servo motor (1).
A controller (7) for giving commands to the servo drive means (3); a power supply means (4) for supplying AC power; and a main circuit power supply and a control power supply (6) based on the power supply means (4). ) For controlling the power supply (5)
Wherein the power control means (5) has a capacity calculated from the amount of energy required to decelerate and stop the load driven by the servomotor (1) upon detection of a power failure, and A large-capacity capacitor (1) that supplies the power supply voltage for the main circuit power supply and control power supply during a power outage
9) and the higher voltage of the power supply voltage Va rectified by the power supply means (4) and the voltage of the large-capacity capacitor (19) is supplied to the motor power supply voltage Vp. A first diode (13) and a second diode (14), and a third diode (1) that functions to supply the control power (6) even when power is not supplied from the power supply means (4) during a power failure.
5), a smoothing capacitor (20) for suppressing power supply ripple and storing regenerative energy from the servomotor (1), and a first resistor (20) for suppressing a charging current to the large-capacity capacitor (19). 16) and a second method for suppressing the charge / discharge current of the large-capacity capacitor (19).
A motor drive device comprising a resistor (17) and a transistor (16) serving as a means for discharging a residual voltage of the large-capacity capacitor (19).
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