JP2004321000A - サーボモータ制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誤差拡大アラーム、オーバーシュートの発生を抑制し、安定で信頼性の高いサーボモータ制御方法および装置を得ること。
【解決手段】早送り加速中である場合は、電流指令値が所定の電流制限値でクランプされているか否かを判別する第１ステップと、電流指令値が所定の電流制限値でクランプされている場合は、位置指令を間引くことにより単位時間当たりの位置指令の変化を制限する第２のステップと、前記クランプ解除後、間引きによる不足分の位置指令を前記位置指令に加算する第３ステップとを備える。
【選択図】 図３５

Description

この発明は、工作機械、ロボット等を制御する数値制御装置等にて使用されるサーボ制御システムのサーボモータ制御方法および装置に関するものである。

図４３はサーボ制御システムにて使用される一般的なサーボモータ駆動装置を示している。サーボモータ駆動装置は、３相交流電源１より与えられる３相交流を整流する整流回路２と、整流回路２の整流出力を平滑する平滑コンデンサ３と、平滑コンデンサ３により平滑された直流を入力され、ＰＷＭ変換された３相交流をＡＣサーボモータ８に出力するＰＷＭ回路の出力部をなす半導体スイッチング回路４と、半導体スイッチング回路４よりＡＣサーボモータ８へ流れるＵ相とＶ相の電流値をシャント抵抗ＣＴにより検出する電流検出部５と、電流検出部５により検出された電流値に比例したアナログ電圧信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器６と、Ａ／Ｄ変換器６が出力するディジタル信号を電流フィードバック信号として取り込み、電流フィードバック値と速度指令値とに基づいて所定の演算処理を行い、各相のＰＷＭ信号を半導体スイッチング回路４の各相のベース端子に出力するＣＰＵ７とを有している。

なお、この明細書では、これより以降、整流回路２と平滑コンデンサ３とにより構成される回路をコンバータと称する。

図４４は一般的なサーボ制御システムを示している。サーボ制御システムは、ＮＣ装置１０が出力する位置指令値とモータ端あるいは機械端からの位置フィードバック値との偏差により速度指令を生成する位置制御部１１と、位置制御部１１よりの速度指令値と速度フィードバック値との偏差により電流指令を生成する速度制御部１２と、速度制御部１２よりの電流指令値とシャント抵抗ＣＴによる電流フィードバック値との偏差によりサーボモータ８に通電する電流を生成する電流制御部１３とを有している。サーボモータ８は、減速歯車１５によって送りねじ１６を回転駆動し、制御対象物であるテーブル１７を線形移動させる。

セミクローズドループの場合にはサーボモータ８に接続されてサーボモータ８の回転数および回転角、磁極位置を検出するモータ端検出器１８が使用され、フルクローズドループの場合にはテーブル１７の線形移動位置を検出する機械端検出器１９が使用され、これら検出器によってフィードバック信号を得る。

図４５はＡＣサーボモータの電流制御部を示している。この電流制御部は、ｑ軸電流指令値を出力する速度制御部２０と、後述するＰＷＭ変調部２５を構成する半導体素子を保護するために速度制御部２０が出力するｑ軸電流指令値を制限するリミッタ２１と、ＡＣサーボモータ８へ出力されたＵ相、Ｖ相の電流をｄ、ｑ軸電流に変換するｄ−ｑ座標変換部２２と、ｄ軸電流指令値とｄ−ｑ座標変換部２２が出力するｄ軸電流値との偏差を与えられてこれが零によるようにｄ軸電圧指令を生成する電流制御器２３ａと、速度制御部２０が出力するｑ軸電流指令値とｄ−ｑ座標変換部２２が出力するｑ軸電流値との偏差を与えられてこれが零になるようにｑ軸電圧指令を生成する電流制御器２３ｂと、電流制御器２３ａ、２３ｂが出力するｄ、ｑ軸電圧指令を３相変換し、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の電圧指令を生成する３相変換部２４と、３相変換部２４が出力する各相の電圧指令からＡＣサーボモータ８へ出力する３相交流を生成するＰＷＭ変調部２５とにより構成されている。

上述のような構成においては、ＮＣ装置１０が位置指令値を出力すると、セミクローズドループの場合はモータ端検出器１８、フルクローズドループの場合は機械端検出器１９による位置フィードバック値が位置指令値と一致するように位置制御器１１によって速度指令が生成され、速度制御器１２ではその速度指令値がモータ端検出器１８により検出された速度フィードバック値と一致するようにｑ軸電流指令が生成される。ｑ軸電流指令に対してｄ軸電流指令は、通常０を与えられる。

その指令に追従するようにＡＣサーボモータ８を駆動するための３相交流電流は、ｑ軸電流指令およびｄ軸電流指令とにより、最終的には図４３に示されている半導体スイッチング回路４によってＰＷＭ変調して出力される。

つぎに上記のような従来のサーボモータ駆動装置における保護機能の動作について説明する。上述のように、ＮＣ装置１０からの位置指令に追従するようにｑ軸電流指令が生成されたときに、これが半導体スイッチング回路４の許容電流値を超えるような場合には、リミッタ２１によって電流制限が行われる。

また、電流指令値、あるいは電流検出部５により検出される相電流値の許容電流値に対する割合が、ある大きさを超え、それが一定時間経過すると、過負荷アラームとして所定のアラーム処理が行われる。また、位置制御部１１に与えられた位置指令値と位置フィードバック値との偏差が、理論的に計算される偏差に対してある割合以上離れた値となると、偏差差過大として所定のアラーム処理が行われる。

また、半導体スイッチング回路４の各トランジスタに流れる電流を検出し、これが過電流と認識されるか、あるいは多軸の駆動装置やコンバータ部、あるいは、ＮＣ装置からのゲート遮断要求が発生した場合には、ハードウェアにより半導体スイッチング回路部の各トランジスタのゲートが遮断される。

また、機械端検出器１９を有するフルクローズドループにおいて、機械端検出器１９の分解能およびパルス数と、モータ端検出器１８の分解能およびパルス数とにより正常時には機械端とモータ端とで一致し零となるように演算されたはずのパルス数の差が、ある許容範囲を超えるような場合には、フィードバック異常として所定のアラーム処理が行われる。

従来のサーボモータ駆動装置では、モータ出力端子に流れる各相の電流の電流波形のパターンを監視する機能を持たないため、モータ出力端子の誤結線を検出することができず、単なる偏差過大や過負荷アラームとして稼働を停止させることしかできないといった問題点がある。

また、そのモータ出力端子にかかる各相の電圧を検出する機能を持たないため、モータ出力端子の未接続やコンバータ母線の未接続を検出することもできないといった問題点がある。

また、サーボモータの電流制御を行うインバータ部におけるトランジスタへのゲート遮断信号および、そのゲート遮断要求信号の種類を監視する機能を持たないため、偏差過大、フィードバック異常等のアラームをさらに詳細に要因判別することができないといった問題点がある。

また、機械端検出器を有するフルクローズドループにおいて、偏差過大や過負荷アラーム、フィードバック異常などのアラームが起こった場合、それらの要因をさらに詳細に判別する機能を持たないため、稼働を停止せざるを得なかったり、その原因解明に多くの時間を費やしたりするといった問題点がある。

また、加減速時などに偏差過大や過負荷アラームが生じた場合、それが加減速時定数不足のために起こったのか、あるいは異常負荷が生じたために起こったのかを区別する手段を持たないため、パラメータを自動的に再調整すれば、稼働を止めることなく運転を継続できるような場合でも、稼働を停止せざるを得ないという問題点があった。

また、検出器の型式を判別することが行われないため、パラメータによる検出器設定と実際に接続された検出器の通信仕様が異なった場合、無信号アラームを発生させ、検出器や接続ケーブルの不良と判断を誤らせると共に、復旧が長引いたり単純なパラメータ設定ミス稼働に入れない等の問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解消するためになされたものであり、誤差拡大アラーム、オーバーシュートの発生を抑制し、誤差拡大などの発生が起こることなくシステムの稼動を続行させ、安定で信頼性の高いサーボモータ制御方法および装置を得ることを目的としている。

上述の目的を達成するために、この発明では、位置指令値と位置フィードバック値との偏差により速度指令を作成し、該作成した速度指令と速度フィードバック値との偏差により電流指令を作成し、該作成した電流指令と電流指令フィードバック値との偏差によりサーボモータを駆動制御するとともに、前記速度制御部から出力される電流指令を所定の電流制限値でクランプするサーボモータ制御方法において、早送り加速中である場合は、前記電流指令値が前記所定の電流制限値でクランプされているか否かを判別する第１ステップと、前記電流指令値が所定の電流制限値でクランプされている場合は、位置指令を間引くことにより単位時間当たりの位置指令の変化を制限する第２のステップと、前記クランプ解除後、前記間引きによる不足分の位置指令を前記位置指令に加算する第３ステップとを備えることを特徴とする。

つぎの発明では、位置指令値と位置フィードバック値との偏差により速度指令を作成し、該作成した速度指令と速度フィードバック値との偏差により電流指令を作成し、該作成した電流指令と電流指令フィードバック値との偏差によりサーボモータを駆動制御するとともに、前記速度制御部から出力される電流指令を所定の電流制限値でクランプするサーボモータ制御方法において、早送り中である場合は、前記電流指令値が前記所定の電流制限値でクランプされているか否かを判別する第１ステップと、前記電流指令値が所定の電流制限値でクランプされている場合は、位置ループゲインを減少させる第２のステップと、前記クランプ解除後、所定の定速度運転に達すれば、位置ループゲインを徐々に元の値まで増加させる第３ステップとを備えることを特徴とする。

つぎの発明では、上記の発明において、前記第２のステップでは、前記位置ループゲインを所定の時定数をもって減少させることを特徴とする。

つぎの発明では、位置指令値と位置フィードバック値との偏差により速度指令を作成し、該作成した速度指令と速度フィードバック値との偏差により電流指令を作成し、該作成した電流指令と電流指令フィードバック値との偏差によりサーボモータを駆動制御するとともに、前記速度制御部から出力される電流指令を所定の電流制限値でクランプするサーボモータ制御方法において、早送り中である場合は、前記電流指令値が前記所定の電流制限値でクランプされているか否かを判別する第１ステップと、前記電流指令値が所定の電流制限値でクランプされている場合は、現在の位置偏差およびモータの定格回転数から速度指令をモータ定格回転数相当としたときの位置ループゲイン値を求め、該求めた位置ループゲイン値まで位置ループゲインを減少させる第２のステップと、前記クランプ解除後、所定の定速度運転に達すれば、位置ループゲインを徐々に元の値まで増加させる第３ステップとを備えることを特徴とする。

この発明によれば、早送り加速中に電流指令値が電流制限値に達すれば、単位時間当たりの位置指令の変化量を抑制させるから、誤差過大アラームの発生はもとよりオーバーシュートが発生し難くなり、安定で信頼性の高いサーボ制御システムが得られる。

つぎの発明によれば、異常負荷の影響で、早送り中にサーボアンプの最大出力トルクに達するような場合、その間のみ位置ループゲインを低下させてサーボ系の動きを緩やかでよいようにするので、誤差過大などの発生が起こることなくシステムの稼働を続行できる信頼性のサーボ制御システムが得られる。

つぎの発明によれば、早送り中異常負荷の影響で、サーボアンプの最大出力トルクに達した場合には、位置ループゲインをある時定数で低減するから、誤差過大アラームが発生することなくシステムの稼働を続行できる信頼性の高いサーボ制御システムが得られる。

つぎの発明によれば、早送り中に異常負荷の影響で、サーボアンプの最大出力トルクに達した場合には、速度指令がモータ定格回転数相当の値としたときの位置ループゲインを現在のドループ量から演算して常に速度指令がモータ定格回転数を超えることなく制御するから、誤差過大アラームが発生することなくシステムの稼働を続行できるサーボ制御システムが得られる。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。この発明の実施例において上述の従来例と同一構成の部分は、上述の従来例に付した符号と同一の符号を付してその説明を省略する。

図１はこの発明によるサーボ制御システムの異常検出・診断方法の実施に使用するサーボモータ駆動装置の一実施例を示している。このサーボモータ駆動装置では、モータ出力端子に流れる相電流を検出する電流検出器５はＵ相とＶ相の電流に加えてＷ相の電流も検出する。

このサーボモータ駆動装置は電圧検出回路９ａ、９ｂ、９ｃを有している。電圧検出回路９ａ、９ｂ、９ｃは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相間の電圧を分圧し、各相間の電圧に比例する電圧をＡ／Ｄ変換器６へ出力する。Ａ／Ｄ変換器６は、電圧検出回路９ａ、９ｂ、９ｃにより検出された電圧をディジタル値に変換し、そのディジタル信号をＣＰＵ７へ出力する。

図２はこの発明によるサーボ制御システムの異常検出・診断方法におけるモータ出力端子の結線診断ルーチンを示している。この結線診断ルーチンでは、先ず、電源オン後にステップＳ１０１において、ｑ軸電流指令Ｉqaをサンプリング周期毎に検出し、つぎのステップＳ１０２へ進む。

ステップＳ１０２では、検出したｑ軸電流指令Ｉqaの絶対値がある大きさＩ_R 以上であるか否かを判別し、ｑ軸電流指令Ｉqaの絶対値がある大きさＩ_R 以上であれば、加速要求中と認識してステップＳ１０４へ進む。これに対し加速要求中であると認識されない場合には、ステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３では、加速指令実績フラグが既にオンしているか否かを判別し、加速指令実績フラグが既にオンしていれば、一回目の加速要求が終了したと認識する。もし、モータ出力端子の結線に誤結線があるならば、一回目の加速要求は誤差過大や過負荷アラームが起こるまで続くので、加速指令実績フラグがオンし、既に一回目の加速要求が終了したと認識される場合には正常な結線が行われているとして結線診断ルーチンを終了する。これに対し加速指令実績フラグがまだオンしていない場合には、電源オン後一度も加速指令要求が起こっていないと認識し、ステップＳ１０１へ戻る。

ステップＳ１０４では、電源オン後加速指令要求が起こったことをステップＳ１０３で認識するため、加速指令実績フラグをオンし、つぎのステップＳ１０５へ進む。ステップＳ１０５では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電流をサンプリング周期毎に検出する。なお、Ｗ相の電流は必ずしも検出する必要はなく、その３相のうちの２相の電流を検出すればよいが、ここでは３相すべての電流を検出する。

つぎのステップＳ１０６では、検出した各相の電流の絶対値を電流極性の正側と負側とでそれぞれ別々に前回までのピーク値と比較する。その比較結果より今回の値が前回までのピーク値を更新するか、もしくは同等のレベルと判別されるときにはつぎのステップＳ１０７へ進み、そうでないときはステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０７では、電流極性の正側、負側とでピーク値をそれぞれ更新、もしくは同レベルの値をマークした値を新たにステップＳ１０６で比較するために用いるピーク値として書き換え、つぎのステップＳ１０８へと進む。ステップＳ１０８では、電流極性の正側、負側とでピーク値をそれぞれ更新、もしくは同レベルの値をマークした相の認識データを、正側と負側とでそれぞれ別々に用意されたメモリへ順番に保存し、つぎのステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０９では、前ステップＳ１０８で保存された認識データの量がある量を超えたときつぎのステップＳ１１０へ進み、そうでないときはステップＳ１０１へ戻る。ステップＳ１１０では、ステップＳ１０８で保存された認識データより電流波形のパターンを見いだし、モータ出力端子の誤結線の有無を判定する。

加速指令がモータ正転要求である場合には、図３−１に示されているように、電流極性の正負両側ともにＵ相を基準としてＵ、Ｖ、Ｗ相の順で保存されているパターンとなっていれば、正常なＵＶＷ相の結線がなされていると判定し、これに対し正負両側ともにＵ、Ｗ、Ｖ相のパターンとなっていれば、ＶＷＵ相あるいはＷＵＶ相となる誤結線がなされていると判定する。

加速指令がモータ逆転要求である場合には、図３−２に示されているように、電流極性の正負両側ともにＵ相を基準としてＵ、Ｗ、Ｖ相の順で保存されているパターンとなっていれば、正常なＵＶＷ相の結線がなされていると判定し、これに対し正負両側ともにＵ、Ｖ、Ｗ相のパターンとなっていれば、ＶＷＵ相あるいはＷＵＶ相となる誤結線がなされていると判定する。

またいずれの場合も、電流極性の正側、負側の認識データのパターンが一致しない場合には、その他の誤結線と判定する。これらの判定により結線診断ルーチンは終了する。これによりモータ出力端子の誤結線が自動的に検出され、これが誤った状態のまま運転されることが回避される。また、上述のように、ＵＶＷ相の誤結線を判定した後、電圧指令出力相をソフトウェア的に自動的に切り換えて運転を続行することもできる。

この場合には、図３に示されているような誤結線の判定結果に基づいてソフトウェア処理により各電圧指令出力相を相互に入れ換え、この結線が仮想的に正しい結線になるようにする。これはこの発明によるサーボ制御システムの自動適正化方法の一つの実施例である。

図４はこの発明によるサーボ制御システムの異常検出・診断方法におけるモータ出力端子およびコンバータ母線の接続診断に使用する相電圧検出ルーチンを示している。ステップＳ２０１では、電圧検出部９ａ〜９ｃにより検出され、Ａ／Ｄ変換器６によりディジタル信号に変換されてＣＰＵ７に取り込まれたＵＶ相間電圧Ｖuv、ＶＷ相間電圧Ｖvw、ＷＵ相間電圧Ｖwuの各データを所定の時間毎にサンプリングする。

つぎのステップＳ２０２では、そのデータを基にして各相のスイッチング電圧Ｖua，Ｖva，Ｖwaを算出する。
Ｖua＝（Ｖuv−Ｖwu）／３
Ｖva＝（Ｖvw−Ｖuv）／３
Ｖwa＝（Ｖwu−Ｖvw）／３

ステップＳ２０２で算出した電圧Ｖua，Ｖva，Ｖwaはインバータ部におけるスイッチング電圧であって離散的なデータであるから、相電圧の大きさを評価しやすいようにするために、つぎにステップＳ２０３では、電機子インダクタンスＬ、電機子抵抗Ｒのノミナル値を用いてフィルタを通し、連続的に滑らかな相電圧Ｖu ，Ｖv ，Ｖw を得る。
Ｖu ＝Ｒ・Ｖua／（Ｌｓ＋Ｒ）
Ｖv ＝Ｒ・Ｖva／（Ｌｓ＋Ｒ）
Ｖw ＝Ｒ・Ｖwa／（Ｌｓ＋Ｒ）
ｓはラプラス演算子。

図５はこの発明によるサーボ制御システムの異常検出・診断方法におけるモータ出力端子の接続診断ルーチンを示している。このモータ出力端子接続診断ルーチンでは、先ずステップＳ３００において、ｉ＝１とし、ステップＳ３０１で相電圧Ｖｉ（Ｖu あるいはＶv 、Ｖw ）が所定値Ｖ_R 以上であるか否かを判別する。Ｖｉ≧Ｖ_R であれば、つぎのステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２では、その数サンプリング前後の相電流Ｉｉ（Ｉu あるいはＩv 、Ｉw ）を検出し、つぎにステップＳ３０３では、相電流Ｉｉが概ね零であるか否かを判別する。相電流Ｉｉが概ね零０であれば、ステップＳ３０４に進み、ｉ相が未接続であると判別する。

ｉ＝１はＵ相、ｉ＝２はＶ相、ｉ＝３はＷ相と、予め定義されていることから、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０３は、ステップＳ３０５におけるｉ≧３の判別と、ステップＳ３０６におけるｉ＝ｉ＋１による検出対象相ｉの更新により、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に各相について行われる。これによりＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについてモータ出力端子の未接続が自動的に的確に検出される。

図６はこの発明によるサーボ制御システムの異常検出・診断方法におけるコンバータ母線の接続診断ルーチンを示している。このコンバータ母線接続診断ルーチンでは、まずステップＳ４０１において、ｑ軸電流指令Ｉqaの絶対値がある大きさＩ_R 以上となっているか否かの判別を行う。ｑ軸電流指令Ｉqaの絶対値がある大きさＩ_R 以上であれば、ステップＳ４０２に進む。

ステップＳ４０２では、ステップＳ４０１でアンプが加速を要求中と認識される場合にも算出した相電圧Ｖu ，Ｖv ，Ｖw のいずれもが概ね零であるか否かを判別する。相電圧Ｖu ，Ｖv ，Ｖw のいずれもが概ね零であれば、ステップＳ４０３に進み、コンバータ母線未接続と判定する。これによりコンバータ母線が未接続であることが自動的に的確に検出される。

図７はこの発明によるサーボ制御システムの異常検出・診断方法の実施に使用する電流制御部（インバータ部）の半導体スイッチング回路４におけるトランジスタのゲート制御回路を示している。このゲート制御回路は半導体スイッチング回路４に過電流が流れたことを検出する過電流検出器２９を有している。

ＣＰＵ７は、過電流検出器２９により過電流が流れたことを示す信号をラッチ回路３０より、他軸のアンプやコンバータによるゲート遮断要求が起こったこと示すゲートオフ信号をラッチ回路３１より、ＮＣからのゲートオフ信号をラッチ回路３２よりそれぞれ個別に取り込むと共に、アンドゲート３３よりこれら３個の信号の論理積信号を入力する。

半導体スイッチング回路４のトランジスタＴｒのゲートにはアンドゲート３４が接続されており、アンドゲート３４はアンドゲート３３の出力信号とＣＰＵ７が出力するゲートオン／オフ信号とを入力する。

このゲート制御回路においては、ＣＰＵ７は、インバータ部に過電流が流れたり、他軸のアンプや、コンバータによるゲート遮断要求が生じたり、あるいはＮＣ装置からのゲートオフ（ゲート遮断）信号が発生したにも拘らず、何のアラームも検知せずに正常に稼働しているとしてアンドゲート３４へゲートオフ信号を出力していない場合、各ラッチ回路３１、３２の出力を確認し、これに基づいてゲート遮断要求信号を発生した部分に対応したフラグを立てると共に、その信号が発生した回数を過去の一定時間分メモリに記憶し、これがある回数を超えれば、その発生箇所が異常であると判定する。これにより誤差過大、フィードバック異常等の制御系での異常発生の要因（発生箇所）が判別される。

図８は、この発明によるサーボ制御システムの異常検出・診断方法におけるゲート遮断発生要因の診断ルーチンを示している。この診断ルーチンでは、ステップＳ４５１において、所定の周期をもってアンドゲート３４に対するゲート遮断の出力状態を監視し、ステップＳ４５２で、ゲート遮断出力中、すなわちアンドゲート３４へゲートオフ信号を出力しているか否かを判別する。

ゲート遮断出力中でない場合には、ステップＳ４５３へ進み、ステップＳ４５３では、各要因信号のラッチ回路３１，３２の出力状態をチェックする。つぎに、ステップＳ４５４では、ラッチ回路３１、３２の出力状態はＣＰＵ７のゲート遮断信号出力フラグに反映し、ゲート遮断信号出力フラグがオンしていれば、ステップＳ４４５へ進んで、発生した要因のゲート遮断出力回数（ラッチ回路別にゲート遮断信号出力フラグがオンした回数）をカウントする。

つぎに、ステップＳ４５６において、ゲート遮断信号出力フラグをオフクリアし、つぎのステップＳ４５７で、ゲート遮断出力のカウント値が所定値以上に達したか否かを判別する。ゲート遮断出力のカウント値が所定値以上に達すれば、ステップＳ４５８へ進み、その許容回数を超えた要因の異常箇所（たとえば、他軸のコンバータあるいはＮＣ装置）を判定する。

なお、ステップＳ４５２において、ゲート遮断出力中である場合には、ステップＳ４５９へ進み、一定時間が経過したか否かを判別し、一定時間が経過すれば、ステップＳ４６０へ進み、ゲート遮断出力のカウント値を０にクリアする。これにより、誤差過大やフィードバック異常等の制御系異常の発生箇所がすぐに解るようになる。

図９はこの発明によるサーボ制御システムの異常検出・診断方法におけるフィードバックケーブルの配線診断ルーチンを示している。このフィードバックケーブル配線診断は、図４４に示されているフルクローズドループによるサーボ制御システムに適用したものであり、先ずステップＳ５０１において、ＮＣ装置１０が出力する位置指令値、機械端検出器１９が出力する位置フィードバック値、モータ端検出器１８が出力する速度フィードバック値、速度制御部１２が出力する電流指令値、電流フィードバック値およびそのそれぞれの極性を電源オン時から常に検出し、監視する。

つぎにステップＳ５０２では、これらの信号値がすべて所定値以上であるか否かを判別し、これらの信号値がすべて所定値以上であれば、つぎにステップＳ５０３へ進む。ステップＳ５０３では、位置フィードバック信号だけが逆極性であるか否かを判別し、位置フィードバック信号だけが逆極性となっていれば、ステップＳ５０４に進み、フィードバックケーブルの誤配線と判定する。これによりフィードバックケーブルの誤配線が自動的に的確に検出される。

図１０はこの発明によるサーボ制御システムの異常検出・診断方法におけるパラメータ設定診断ルーチンを示している。パラメータ設定診断ルーチンでは、先ずステップＳ７０１において、位置フィードバック信号の極性と位置指令の極性とが同極性であるか否かを判別し、これらの極性が等しければ、ステップＳ７０２へ進み、これらの極性が等しくない場合には、ステップＳ７０６へ進む。

ステップＳ７０２では、モータ端検出器１８のＺ相からＺ相までのパルス数をカウントし、これが設定されているモータ端検出器分解能と一致しているかを確認する。これが正しいと判別されるなら、つぎのステップＳ７０３に進み、そうでない場合にはステップＳ７０５へ進む。

ステップＳ７０３では、ある送り量の位置決めを行った場合、機械端位置検出器１９の分解能とその時のパルス数からサーボモータ８が何回転したかを算出し、一回転あたりのモータ端検出器１８のパルス数を算出する。つぎにステップＳ７０４で、この結果が実際のモータ端検出器分解能のＸ倍になっているとき、真の設定に対して（Ｘ＝ギヤ比／機械端検出器分解能／ピッチ）倍の設定誤りとなっているかを確認する。ステップＳ７０５では、モータ端検出器１８の分解能設定異常と判定する。

ステップＳ７０６では、フィードバックケーブルの誤配線と判定する。これにより、機械の立ち上げ時にフィードバック異常が発生した場合に、これが機械異常（スケール異常）であるのか、ギヤ比、機械端検出器分解能、ピッチのパラメータ設定違いなのかが区別される。

図１１はこの発明によるサーボ制御システムの異常検出・診断方法の実施に使用する電流制御部の内部構成を示している。この電流制御部は、図４４に示されている一般的なサーボ制御システムにおける電流制御部１３に相当するものであり、図４４に示されている従来の電流制御部に、３相変換部２６と、トルク算出部２７と、モータ位置算出部２８とを付加されたものである。

３相変換部２６は、ｄ、ｑ軸電流指令値を、加減速指令の最初は実際にモータ端から検出された磁極位置を初期値として用いて３相変換し、モータモデルの３相電流Ｉum、Ｉvm、Ｉwmを求める。トルク算出部２７は、３相変換部２６が出力するモデル３相電流値Ｉum、Ｉvm、Ｉwmとトルク定数ＫT とからモデル出力トルクＴemを算出する。

モータ位置算出部２８は、トルク算出部２７が出力するモデル出力トルクＴemとイナーシャのノミナル値と磁極数とを用いて、モータモデルの磁極位置θrmを算出し、以降、モータモデルにおける３相変換の３相電流値Ｉum、Ｉvm、Ｉwmと、磁極位置θrmを用いて下式によりモータモデル出力トルクＴemを算出する。

Ｔem＝√2/3・ＫT・｛−Ｉum・sinθrm−Ｉvm・sin（θrm-2π/3）
−Ｉwm・sin （θrm-2π/3）｝

このようにして算出されたモータモデル出力トルクＴemよりモータモデルの位置フィードバック値θm を取得する。そして、上述のようにして得られたモータモデルの位置フィードバック値θm と実際のモータ端位置フィードバック値θとの差を監視して、誤差過大、あるいは過負荷のアラームが起こる直前まで、この差が電流制限後でも許容範囲内にある場合には、加減速時定数不足と判別する。これにより加減速時定数不足が認識される。

また、モータモデルの位置フィードバック値θm と実際のモータ端位置フィードバック値θとの差がある許容範囲を超えたとき、ロータイナーシャや負荷イナーシャの実際と設定値との誤差が許容範囲内にあり、また誤ゲート遮断等が発生していない場合には、これを過負荷と判定する。これにより過負荷、すなわち異常負荷が存在していることが認識される。

図１２は、この発明によるサーボ制御システムの異常検出・診断方法における電流制限時の原因追求の診断ルーチンを示している。この診断ルーチンでは、先ず、ステップＳ８０１において、モータモデルの位置フィードバック値θｍを算出する。

つぎにステップＳ８０２において，誤差過大あるいは過負荷のアラームが出力されているか否かを判別し，誤差過大あるいは過負荷のアラームが出力されていれば，ステップＳ８０３へ進み，これらアラームが起こる直前まで電流制限が行われていたか否かを判別する。電流制限が行われていれば，ステップＳ８０４へ進み，モータモデルの位置フィードバック値θｍと実際のモータ端位置フィードバックθとの差が許容値以内であるか否かを判別する。モータモデルの位置フィードバック値θｍと実際のモータ端位置フィードバックθとの差が許容値以内であれば，ステップＳ８０５へ進み，加減速時定数が不足していると判定する。

これに対し，モータモデルの位置フィードバック値θｍと実際のモータ端位置フィードバックθとの差が許容値以内でない場合には，ステップＳ８０６へ進み，誤ゲート遮断等が発生していないか否かを判別する。誤ゲート遮断等が発生していなければ，ステップＳ８０７へ進み，過負荷であると判定する。

なお，ステップＳ８０３で，電流制限が行われていないと判別された場合には，ステップＳ８０９へ進み，モータモデルの負荷イナーシャの設定値を調査する。この診断ルーチンにより，加減速時定数の適合性の診断と過負荷判定とが行われる。

この発明によるサーボ制御システムの自動適正化方法は、図４３に示されているような一般的なサーボ制御システムにて実施されるものであり、アンプ電源投入時には、セミクローズドループ方式とフルクローズドループ方式のうち、常にセミクローズドループ方式でモータ端検出器１８からのフィードバック信号により位置制御を行う。この時に、機械端検出器１９からのフィードバック信号も同時に処理し、モータ端検出器１８による累積移動距離と極性が一致しているかをチェックする。そして極性が一致している場合には、フルクローズドループ方式による位置制御に移行し、これに対し、極性が逆の場合には、機械端検出器１９で累積させた位置情報を反転させてシステム停止させることなくフルクローズドループ方式による位置制御へ自動的に移行する。

図１３はこの発明によるサーボ制御システムの自動適正化方法における位置制御方式自動切換ルーチンを示している。ステップＳ１００１では、電源投入直後のため、セミクローズドループ方式による位置制御を実行する。

つぎのステップＳ１００２では、ＮＣ装置１０からの位置指令による累積移動距離が所定値に達した（たとえば、１ｍｍ）か否か、換言すれば指定移動距離が機械端検出器１９の極性判定距離に達したか否かを判別する。ＮＣ装置１０からの位置指令による累積移動距離が所定値に達すれば、ステップＳ１００２へ進む。ステップＳ１００３では、フルクローズドループ側の累積フィードバック位置と指令累積位置の符号を比較し、換言すれば、機械端検出器１９の位置フィードバック量と位置指定の極性とが一致しているか否かをチェックする。極性が一致していればステップＳ１００５へ進み、極性が一致していなければ、ステップＳ１００４へ進む。

ステップＳ１００４では、機械端検出器１９で生成された累積フィードバック量を反転する。ステップＳ１００５では、今までに移動した分のフィードバック信号をフルクローズドループ側に切り替え、セミクローズドループ方式による位置制御よりフルクローズドループ方式による位置制御へ変更する。

これによりシステム起動時に機械端検出器１９の位置フィードバック量と位置指定の極性とが一致していなくても、その極性に関するシステム状態が自動的に適正化され、システムダウンすることなく稼働を続行することができる。

上述のように、自動判別した機械端検出器１９のフィードバック逆極性を、不揮発性メモリに記憶し、次回の電源投入時には初回から正しいフィードバック極性をもって位置制御を行うこともできる。ただし、バックラッシュなどの機械要素により、セミクローズドループ方式ではある程度の誤差を含んでいる可能性があるので、切り換えにフィルタ、たとえば、１次遅れを加えることが好ましい。

この発明によるサーボ制御システムの自動適正化方法は、電源投入時から機械端検出器１９を使用したフルクローズドループ方式による位置制御を実行し、モータ端検出器１８によるフィードバック量との誤差がある一定値以上開いた場合に、機械端検出器１９の現在までのフィードバック量を逆転させることで、システム状態を自動的に適正化することもできる。

図１４はこの発明によるサーボ制御システムの自動適正化方法における極性自動反転ルーチンを示している。ステップＳ１１０１では、電源投入直後に、通常通り、クローズドループ方式による位置制御モードを形成する。つぎのステップＳ１１０２では、フルクローズドループ側フィードバック位置ＰMAとセミクローズドループ側フィードバック位置ＰMOとの差が予め設定されているフルクローズドループ式フィードバック逆極性判定値ＣERに達し、しかも互いの符号が異なっているか否かをチェックする。その差が判定値ＣERに達し、しかも互いの符号が異なっていれば、ステップＳ１１０３へ進む。

ステップＳ１１０３では、フルクローズドループ側の累積フィードバック位置を反転し、これより以降の移動距離は逆極性として処理する。これにより、この場合も、システム起動時に機械端検出器１９の位置フィードバック量の極性が逆になっても、その極性に関するシステム状態が自動的に適正化され、システムダウンすることなく稼働を続行できることができる。この場合も自動判別した機械端検出器１９のフィードバック逆極性を、不揮発性メモリに記憶することで、次回の電源投入時には初回から正しいフィードバック極性をもって位置制御を行うこともできる。

図１５はこの発明によるサーボ制御システムの自動適正化方法の実施に使用するデュアルフィードバック制御方式のサーボ制御システムを示している。このサーボ制御システムは、モータ端検出器１８によるフィードバック位置と機械端検出器１９によるフィードバック位置との誤差に一次遅れのフィルタをかける制御部３５を有しており、制御部３５の出力が実際の位置フィードバック量として使用される。

このデュアルフィードバック制御は、静的にはフルクローズドループ方式で、モータ端検出器１８と機械端検出器１９の誤差をある時定数をもって追従する制御方式で、低剛性な機械に適用される制御方式である。

図１６は上述のデュアルフィードバック制御方式のサーボ制御システムにおける極性自動反転ルーチンを示している。ステップＳ１２０１では、電源投入直後に、デュアルフィードバック制御を形成する。この時の１次遅れフィルタの時定数は通常のパラメータ設定値より大きく設定しておく。

つぎのステップＳ１２０２では、フルクローズドループ側フィードバック位置ＰMAとセミクローズドループ側フィードバック位置ＰMOとの差が予め設定されているフルクローズドループ式フィードバック逆極性判定値ＣERに達し、しかも互いの符号が異なっているか否かをチェックする。その差が判定値ＣERに達し、しかも互いの符号が異なっていれば、ステップＳ１２０３へ進む。ステップＳ１２０３では、フルクローズドループ側の累積フィードバック位置を反転し、これより以降の移動距離は逆極性として処理する。

つぎのステップＳ１２０４では、デュアルフィードバック制御の１次遅れフィルタ時定数をパラメータ設定値に戻し、運転を続行する。これにより、この場合も、システム起動時に機械端検出器１９の位置フィードバック量の極性が逆になっても、その極性に関するシステム状態が自動的に適正化され、システムダウンすることなく稼働を続行できることができる。この場合も自動判別した機械端検出器１９のフィードバック逆極性を、不揮発性メモリに記憶することで、次回の電源投入時には初回から正しいフィードバック極性をもって位置制御を行うこともできる。

図１７はこの発明によるサーボ制御システムの自動適正化方法の実施に使用するサーボ制御システムの実施例を示している。このサーボ制御システムは、速度制御部１２が演算した電流指令の最大値をクランプする制御部３６を含んでいる。

図１８はこの発明によるサーボ制御システムの自動適正化方法における加減速時の時定数適正化ルーチンを示している。先ず、ステップＳ１５０１では、現在、早送り中であるか否かを判別する。早送り中であれば、ステップＳ１５０２へ進み、電流指令値Ｉｎをサンプリングする。この電流指令値Ｉｎのサンプリングは早送り中一定周期（最大数ｍｓ毎）で行う。

つぎにステップＳ１５０３では、サンプリングした電流指令値の絶対値｜Ｉｎ｜と今回の早送り中における前回までにサンプリングした電流指令の最大値Ｉｐを比較する。｜Ｉｎ｜の方が大きい場合には、ステップＳ１５０４へ進み、最大値Ｉｐを今回の｜Ｉｎ｜に変更する。

つぎにステップＳ１５０５では、今回の早送りが終了したか否かを判別する。ここで云う早送り中とは、１回の移動全時間とする。早送りが終了した場合には、ステップＳ１５０６に進み、終了していない場合にはサンプリング周期後にステップＳ１５０２に戻り、つぎの電流指令値Ｉｎをサンプリングする。ステップＳ１５０６では、サーボアンプ等のモータ駆動装置が出力できる最大電流Ｉｍａｘに対する今回の早送りにおける電流指令の最大値Ｉｐの比率βを下式により演算する。

β＝Ｉｐ／Ｉｍａｘ
理想的な出力比率をαとし、次回の早送り加減速における出力比率を理想的出力比率αに近づけるために、今回の早送り時定数Ａと、理想的出力比率α、比率βに基づいて次回早送り時定数Ｂの演算を下式により行う。

Ｂ＝Ａ・β／α＝Ａ・（Ｉｐ／Ｉｍａｘ・α）
この演算結果により得られた加減速時定数ＢをＡに代入し、この時定数で次回の加減速を行う。これにより加減速が行われる毎に、リアルタイムで最適加減速時定数が演算され、加減速時定数が自動的に適正化され、機械の負荷変動にシステムの安定性が左右されない加減速運転を実現する。なお、アンバンランス軸など、運動方法により負荷が異なる場合には、運動方向により電流指令値の大きい方を基準に時定数を決定する必要がある。

また、通常は、機械的な負荷の変化は、それほど大きな変化を示さないから、数回〜数十回の加減速最大値の平均値か、ピーク値に基づいて加減速時定数を決定してもよい。さらに、朝一番の電源投入時に機械の潤滑性が悪く、最も負荷が大きい場合が多いから、電源投入時の時定数は、大きめ、たとえば、Ｉmax の５０％程度にしておき、自動的に時定数を詰めて行くことも考えられる。

図１９、図２０は、アンバランス軸など、運動方向により必要トルクが異なる場合に好適な時定数適正化ルーチンを示している。先ず、ステップＳ１６０１では、現在、早送り中であるか否かを判別する。早送り中であれば、ステップＳ１６０２へ進み、早送りの方向を判別する。＋方向の早送り中の場合にはステップＳ１６０３に進む。これに対し＋方向の早送り中でない場合には−方向の早送りであるから、ステップＳ１６１１へ進む。ステップＳ１６０３では、電流指令値Ｉｎをサンプリングする。この電流指令値Ｉｎのサンプリングは早送り中一定周期（最大数ｍｓ毎）で行う。

つぎにステップＳ１６０４では、サンプリングした電流指令値の絶対値｜Ｉｎ｜と今回の早送り中における前回までにサンプリングした電流指令の最大値Ｉｐ＋を比較する。｜Ｉｎ｜の方が大きい場合には、ステップＳ１６０５へ進み、最大値Ｉｐ＋を今回の｜Ｉｎ｜に変更する。

つぎにステップＳ１６０６では、今回の早送りが終了したか否かを判別する。ここで云う早送り中も１回の移動全時間とする。早送りが終了した場合には、ステップＳ１６０７に進み、終了していない場合にはサンプリング周期後にステップＳ１６０３に戻り、つぎの電流指令値Ｉｎをサンプリングする。ステップＳ１６０７では、サーボアンプ等のモータ駆動装置が出力できる最大電流Ｉｍａｘに対する今回の早送りにおける電流指令の最大値Ｉｐ＋の比率βを下式により演算する。

β＝（Ｉｐ＋）／Ｉｍａｘ
理想的な出力比率をαとし、次回の早送り加減速における出力比率を理想的出力比率αに近づけるために、今回の早送り時定数Ａ＋と、理想的出力比率α、比率βに基づいて次回早送り時定数Ｂ＋の演算を下式により行う。

（Ｂ＋）＝（Ａ＋）・β／α＝（Ａ＋）｛（Ｉｐ＋）／Ｉｍａｘ・α）｝
この演算結果により得られた加減速時定数Ｂ＋をＡ＋に代入し、この時定数で次回の＋方向の加減速を行う。またステップＳ１６０９では、電流指令値Ｉｎをサンプリングする。この電流指令値Ｉｎのサンプリングも早送り中一定周期（最大数ｍｓ毎）で行う。

つぎにステップＳ１６１０では、サンプリングした電流指令値の絶対値｜Ｉｎ｜と今回の早送り中における前回までにサンプリングした電流指令の最大値Ｉｐ−を比較する。｜Ｉｎ｜の方が大きい場合には、ステップＳ１６１１へ進み、最大値Ｉｐ−を今回の｜Ｉｎ｜に変更する。

つぎにステップＳ１６１２では、今回の早送りが終了したか否かを判別する。ここで云う早送り中も１回の移動全時間とする。早送りが終了した場合には、ステップＳ１６１３に進み、終了していない場合にはサンプリング周期後にステップＳ１６０９に戻り、つぎの電流指令値Ｉｎをサンプリングする。ステップＳ１６１３では、サーボアンプ等のモータ駆動装置が出力できる最大電流Ｉｍａｘに対する今回の早送りにおける電流指令の最大値Ｉｐ−の比率βを下式により演算する。

β＝（Ｉｐ−）／Ｉｍａｘ
理想的な出力比率をαとし、次回の早送り加減速における出力比率を理想的出力比率αに近づけるために、今回の早送り時定数Ａ−と、理想的出力比率α、比率βに基づいて次回早送り時定数Ｂ−の演算を下式により行う。

（Ｂ−）＝（Ａ−）・β／α＝（Ａ−）｛（Ｉｐ−）／Ｉｍａｘ・α）｝
この演算結果により得られた加減速時定数Ｂ−をＡ−に代入し、この時定数で次回の−方向の加減速を行う。これにより加減速が行われる毎に、リアルタイムで、運動方向毎の最適加減速時定数が個別に演算され、各運動方向の加減速時定数がそれぞれ個別に自動的に適正化され、機械の負荷変動にシステムの安定性が左右されない加減速運転を実現する。この結果、今までアンバランス軸の上昇に必要なトルクで加減速時定数が決まっていたものが、下降時に小さくでき、加工時間の短縮できる。

機械駆動においては、摩擦力により加速と減速とで、出力トルクが異なり、時定数の最適値が加速と減速とで相違するから、この実施例１０では加減速時定数の自動適正化を加速と減速とで分けて行う。

図２１、図２２は加減速時定数の自動適正化を加速と減速とで分けて行う場合の時定数適正化ルーチンを示している。先ず、ステップＳ１７０１では、現在、早送り中であるか否かを判別する。早送り中であれば、ステップＳ１７０２へ進み、ステップＳ１７０２では速度変化の変化より加速中であるか否かを判別する。加速中であれば、ステップＳ１７０４へ進み、そうでない場合にはステップＳ１７０３へ進む。

ステップＳ１７０３では速度変化の変化より減速中であるか否かを判別する。減速中の場合にはステップＳ１７０９に進も、そうでない場合はステップＳ１７０１に戻る。ステップＳ１７０４では、電流指令値Ｉｎをサンプリングする。この電流指令値Ｉｎのサンプリングは早送り中一定周期で行う。

つぎにステップＳ１７０５では、サンプリングした電流指令値の絶対値｜Ｉｎ｜と今回の早送り中における前回までにサンプリングした電流指令の最大値Ｉｐａを比較する。｜Ｉｎ｜の方が大きい場合には、ステップＳ１７０６へ進み、最大値Ｉｐａを今回の｜Ｉｎ｜に変更する。

つぎにステップＳ１７０７では、今回の早送り加速が終了したか否かを判別する。早送り加速が終了した場合には、ステップＳ１７０８に進み、終了していない場合にはサンプリング周期後にステップＳ１７０４に戻り、つぎの電流指令値Ｉｎをサンプリングする。ステップＳ１７０８では、サーボアンプ等のモータ駆動装置が出力できる最大電流Ｉｍａｘに対する今回の早送りにおける電流指令の最大値Ｉｐａの比率βを下式により演算する。

β＝（Ｉｐａ）／Ｉｍａｘ
理想的な出力比率をαとし、次回の早送り加減速における出力比率を理想的出力比率αに近づけるために、今回の早送り時定数Ａａと、理想的出力比率α、比率βに基づいて次回早送り時定数Ｂａの演算を下式により行う。

（Ｂａ）＝（Ａａ）・β／α＝（Ａａ）｛（Ｉｐａ）／Ｉｍａｘ・α）｝
この演算結果により得られた加速時定数ＢａをＡａに代入し、この時定数で次回の早送り加速を行う。またステップＳ１７０９では、電流指令値Ｉｎをサンプリングする。この電流指令値Ｉｎのサンプリングも早送り中一定周期で行う。

つぎにステップＳ１７１０では、サンプリングした電流指令値の絶対値｜Ｉｎ｜と今回の早送り中における前回までにサンプリングした電流指令の最大値Ｉｐ−を比較する。｜Ｉｎ｜の方が大きい場合には、ステップＳ１７１１へ進み、最大値Ｉｐｂを今回の｜Ｉｎ｜に変更する。

つぎにステップＳ１７１２では、今回の早送りが終了したか否かを判別する。早送りが終了した場合には、ステップＳ１７１３に進み、終了していない場合にはサンプリング周期後にステップＳ１７０９に戻り、つぎの電流指令値Ｉｎをサンプリングする。ステップＳ１７１３では、サーボアンプ等のモータ駆動装置が出力できる最大電流Ｉｍａｘに対する今回の早送りにおける電流指令の最大値Ｉｐｂの比率βを下式により演算する。

β＝（Ｉｐｂ）／Ｉｍａｘ
理想的な出力比率をαとし、次回の早送り加減速における出力比率を理想的出力比率αに近づけるために、今回の早送り時定数Ａｂと、理想的出力比率α、比率βに基づいて次回早送り時定数Ｂｂの演算を下式により行う。

（Ｂｂ）＝（Ａｂ）・β／α＝（Ａｂ）｛（Ｉｐｂ）／Ｉｍａｘ・α）｝
この演算結果により得られた減速時定数ＢｂをＡｂに代入し、この時定数で次回の早送り減速を行う。これにより加減速が行われる毎に、リアルタイムで、加速、減速毎の最適加減速時定数が個別に演算され、加速時の時定数と減速の時定数とがそれぞれ個別に自動的に適正化され、機械の負荷変動にシステムの安定性が左右されない加減速運転を実現する。

図２３〜２７は加減速時定数の自動適正化を運動方向および加速と減速とで分けて行う時定数適正化ルーチンを示している。

ステップＳ１８０１では、早送りであるか否かを判別する。早送り中でない場合はステップＳ１８０１に戻り、早送り中の場合はステップＳ１８０２ａ〜１８０２ｄに進む。ステップＳ１８０２ａ〜１８０２ｄでは、早送りがつぎの４種類のうちのどれであるかを特定する。すなわちステップＳ１８０２ａでは、＋方向の加速であるか否かを判別し、＋方向の加速の場合はステップＳ１８０３へ進む。

ステップＳ１８０２ｂでは、−方向の加速であるか否かを判別し、−方向の加速の場合はステップＳ１８１３へ進む。ステップＳ１８０２ｃでは、＋方向の減速であるか否かを判別し、＋方向の減速の場合はステップＳ１８２３へ進む。ステップＳ１８０２ｄでは、−方向の減速であるか否かを判別し、−方向の減速の場合はステップＳ１８３３へ進む。ステップＳ１８０３では、電流指令値Ｉｎを早送り中一定周期でサンプリングする。

つぎにステップＳ１８０４では、サンプリングした電流指令値の絶対値｜Ｉｎ｜と今回の早送り中における前回までにサンプリングした電流指令の最大値Ｉｐ＋ａを比較する。｜Ｉｎ｜の方が大きい場合には、ステップＳ１８０５へ進み、Ｉｐ＋ａ値を今回の｜Ｉｎ｜に変更する。

つぎにステップＳ１８０６では、今回の早送りが終了したか否かを判別する。早送りが終了した場合には、ステップＳ１８０７に進み、終了していない場合にはサンプリング周期後ステップＳ１８０３に戻り、つぎの電流指令値Ｉｎをサンプリングする。ステップＳ１８０７では、サーボアンプ等のモータ駆動装置が出力できる最大電流Ｉｍａｘに対する今回の電流指令の最大値Ｉｐ＋ａの比率βを下式により演算する。

β＝（Ｉｐ＋ａ）／Ｉｍａｘ
理想的な出力比率をαとし、次回の早送り加減速における出力比率をαに近づけるために、今回の早送り時定数Ａ＋ａと、理想出力比率α、比率βに基づいて次回早送り時定数Ｂ＋ａの演算を行う。

（Ｂ＋ａ）＝（Ａ＋ａ）・β／α
＝（Ａ＋ａ）・｛（Ｉｐ＋ａ）／Ｉｍａｘ・α｝
この演算結果により得られた加減速時定数（Ｂ＋ａ）を（Ａ＋ａ）に代入し、この時定数で次回の早送り＋方向加速指令を作成する。ステップＳ１８１３では、電流指令値Ｉｎを早送り中一定周期でサンプリングする。

つぎにステップＳ１８１４では、サンプリングした電流指令値の絶対値｜Ｉｎ｜と今回の早送り中における前回までにサンプリングした電流指令の最大値Ｉｐ−ａを比較する。｜Ｉｎ｜の方が大きい場合には、ステップＳ１８１５へ進み、Ｉｐ−ａ値を今回の｜Ｉｎ｜に変更する。

つぎにステップＳ１８１６では、今回の早送りが終了したか否かを判別する。早送りが終了した場合には、ステップＳ１８１７に進み、終了していない場合にはサンプリング周期後ステップＳ１８１３に戻り、つぎの電流指令値Ｉｎをサンプリングする。ステップＳ１８１７では、サーボアンプ等のモータ駆動装置が出力できる最大電流Ｉｍａｘに対する今回の電流指令の最大値Ｉｐ−ａの比率βを下式により演算する。

β＝（Ｉｐ−ａ）／Ｉｍａｘ
理想的な出力比率をαとし、次回の早送り加減速における出力比率をαに近づけるために、今回の早送り時定数Ａ−ａと、理想出力比率α、比率βに基づいて次回早送り時定数Ｂ−ａの演算を行う。

（Ｂ−ａ）＝（Ａ−ａ）・β／α
＝（Ａ−ａ）・｛（Ｉｐ−ａ）／Ｉｍａｘ・α｝
この演算結果により得られた加減速時定数（Ｂ−ａ）を（Ａ−ａ）に代入し、この時定数で次回の早送り＋方向減速指令を作成する。ステップＳ１８２３では、電流指令値Ｉｎを早送り中一定周期でサンプリングする。

つぎにステップＳ１８２４では、サンプリングした電流指令値の絶対値｜Ｉｎ｜と今回の早送り中における前回までにサンプリングした電流指令の最大値Ｉｐａを比較する。｜Ｉｎ｜の方が大きい場合には、ステップＳ１８２５へ進み、Ｉｐ＋ｄ値を今回の｜Ｉｎ｜に変更する。

つぎにステップＳ１８２６では、今回の早送りが終了したか否かを判別する。早送りが終了した場合には、ステップＳ１８２７に進み、終了していない場合にはサンプリング周期後ステップＳ１８２３に戻り、つぎの電流指令値Ｉｎをサンプリングする。ステップＳ１８２７では、サーボアンプ等のモータ駆動装置が出力できる最大電流Ｉｍａｘに対する今回の電流指令の最大値Ｉｐｄの比率βを下式により演算する。

β＝（Ｉｐ＋ｄ）／Ｉｍａｘ
理想的な出力比率をαとし、次回の早送り加減速における出力比率をαに近づけるために、今回の早送り時定数Ａ＋ｄと、理想出力比率α、比率βに基づいて次回早送り時定数Ｂ＋ｄの演算を行う。

（Ｂ＋ｄ）＝（Ａ＋ｄ）・β／α
＝（Ａ＋ｄ）・｛（Ｉｐ＋ｄ）／Ｉｍａｘ・α｝
この演算結果により得られた加減速時定数（Ｂ＋ｄ）を（Ａ＋ｄ）に代入し、この時定数で次回の早送り＋方向減速指令を作成する。ステップＳ１８３３では、電流指令値Ｉｎを早送り中一定周期でサンプリングする。

つぎにステップＳ１８３４では、サンプリングした電流指令値の絶対値｜Ｉｎ｜と今回の早送り中における前回までにサンプリングした電流指令の最大値Ｉｐ−ｄを比較する。｜Ｉｎ｜の方が大きい場合には、ステップＳ１８３５へ進み、Ｉｐ−ｄ値を今回の｜Ｉｎ｜に変更する。

つぎにステップＳ１８３６では、今回の早送りが終了したか否かを判別する。早送りが終了した場合には、ステップＳ１８３７に進み、終了していない場合にはサンプリング周期後ステップＳ１８３３に戻り、つぎの電流指令値Ｉｎをサンプリングする。ステップＳ１８３７では、サーボアンプ等のモータ駆動装置が出力できる最大電流Ｉｍａｘに対する今回の電流指令の最大値Ｉｐ−ｄの比率βを下式により演算する。

β＝（Ｉｐ−ｄ）／Ｉｍａｘ
理想的な出力比率をαとし、次回の早送り加減速における出力比率をαに近づけるために、今回の早送り時定数Ａ−ｄと、理想出力比率α、比率βに基づいて次回早送り時定数Ｂ−ｄの演算を行う。

（Ｂ−ｄ）＝（Ａ−ｄ）・β／α
＝（Ａ−ｄ）・｛（Ｉｐ−ｄ）／Ｉｍａｘ・α｝
この演算結果により得られた加減速時定数（Ｂ−ｄ）を（Ａ−ｄ）に代入し、この時定数で次回の早送り−方向減速指令を作成する。これにより加減速が行われる毎に、リアルタイムで、加速、減速と運動方向毎の最適加減速時定数が演算され、摩擦量を含めた機械負荷変動にシステムの安定性を左右されない加減速運転を実現する。

加減速時の時定数が適正化されても、電流指令値が制限値に達すると、サーボ制御による位置の追従誤差が理想値よりも遅れ、速度のオーバーシュートが起こったり、誤差過大アラームなどが発生し、システムダウンする可能性がある。このことに対策として、早送り加減速中の誤差過大幅判定値を可変にし、誤差過大アラームを発生しにくくする。

図２８は誤差過大幅判定値変更ルーチンを示している。ステップＳ１９０１では、誤差過大幅判定値ＤODを標準値ＤB とする。すなわち、ＤOB＝ＤB とする。ＤB の決定方法は、通常、早送り最高速度中（定常状態）に発生する理想ドループ量の５０％程度を目安としている。

ステップＳ１９０２では、Ｃ装置が出力する単位時間当たり位置指令値の変化量により早送り加減速中であるか否かを判別する。早送り加減速中の場合にはステップＳ１９０３に進み、そうでない場合には、ステップＳ１９０１に戻る。ステップＳ１９０３では、誤差過大判定幅ＤOD＝ＤB ・ａとする。ａは加減速時誤差過大幅許容係数で、ａ＞１、通常は２程度に設定する。

つぎにステップＳ１９０４では、現在の指令入力に対する理想ドループ量（位置偏差量）Ｄｉを演算する。つぎにステップＳ１９０５では、実際の現時点でのドループ量Ｄを検出する。つぎにステップＳ１９０６では、理想ドループＤｉと実ドループ量Ｄの差ｂを演算する。

つぎにステップＳ１９０７では、実ドループ誤差ｂの絶対値がＤODを超えているか否かを判別する。超えていない場合には一定時間経過後にステップＳ１９０１に戻り、超えている場合はステップＳ１９０８へ進む。ステップＳ１９０８では、誤差過大アラームを発生し、非常停止状態にしてＮＣリセットを待つ。ステップＳ１９０９では、ＮＣ装置（実際は作業者のインプット）からアラームリセット要求があるか否かを判別し、アラームリセット要求があれば、ステップＳ１９１０へ進む。ステップＳ１９１０では、非常停止状態を解除し、ステップＳ１９０１に戻る。これにより過速度アラーム発生が起こり難く、信頼性の高いサーボ制御システムとなる。

加減速時定数が適正化されたにもかかわらず、電流指令が制限値に達してしまったことに起因してサーボ制御の位置の追従誤差が理想値よりも遅れ、このことにより速度のオーバーシュートが起こったり、誤差過大アラームなどが発生し、システムダウンしてしまう場合には、出力電流（出力トルク）が最大値に達し、速度のオーバーシュートが発生することを免れない。

通常、サーボモータの仕様最大回転数に対して１．２倍程度の速度で回転した場合、過速度アラームが発生し、システムの保護を行っているため、機械の負荷が増大または急変してこのようなモードに入ると、アラームが発生する。この様な場合に対処するために、早送り加減速中のみ過速度アラーム判定値ＶOSを変更し、このアラームが発生しないようにする。

図２９は過速度アラーム判定値変更ルーチンを示している。ステップＳ２００１では、過速度アラーム判定モータ回転数ＶOSを標準値ＶB とする。通常ＶB は使用しているモータの最高回転数の１．２倍程度が妥当である。

つぎにステップＳ２００４では、実際のモータ回転数Ｖを検出する。つぎにステップＳ２００５では、実モータ回転数Ｖが過速度アラーム判定値ＶOSを超えているか否かを判別する。超えていない場合には一定時間経過後にステップＳ２００１に戻り、超えている場合にはステップＳ２００６へ進む。

ステップＳ２００６では、過速度アラームを発生し、非常停止状態にし、ＮＣリセットを待つ。ステップＳ２００７では、ＮＣ装置（実際は作業者のインプット）からアラームリセット要求があるか否かを判別し、アラームリセット要求があれば、ステップＳ２００８へ進む。ステップＳ２００８では、非常停止状態を解除し、ステップＳ２００１に戻る。これにより過速度アラーム発生が起こり難く、信頼性の高いサーボ制御システムとなる。

図３０はこの発明によるサーボ制御システムの自動適正化方法の実施に使用するサーボ制御システムの実施例を示している。このサーボ制御システムは、位置制御部１１が演算した速度指令の最大値をクランプする制御部３７を含んでいる。これにより、電流制限に達した場合でも、速度指令を一定値Ｖ_MAX （モータ最高回転数１．２倍程度）でクランプすることにより、オーバーシュート量を抑えることができる。

この実施例では、早送り加減速中のみ速度指令をクランプする事によりオーバーシュート量を抑え、加速度の大きな指令に対する追従性を犠牲にせず、高速の切削などに影響を与えないようにする。

図３１はこの実施例における速度指令クランプルーチンを示している。先ずステップＳ２２０１では、速度指令のクランプを解除する。つぎにステップＳ２２０２では、ＮＣ装置が出力する単位時間当たりの位置指令の変化量により早送り加減速中であるか否かを判別する。加減速中の場合にはステップＳ２２０３へ進み、そうでない場合にはステップＳ２２０１に戻る。

ステップＳ２２０３では、早送り加減速中のため速度指令の最大クランプ値をＶ_MAX とする。ステップＳ２２０４では、位置制御により演算された速度指令がＶ_MAX を超えているか否かを判別する。速度指令がＶ_MAX を超えた場合にはステップＳ２２０５へ進み、ステップＳ２２０５では、速度指令の絶対値をＶ_MAX として出力し、ステップＳ２２０１へ戻る。

これにより、加減速中のみ速度指令の最高速度を一定値でクランプすることが行われ、早送り加減速時の時定数の設定が小さかったり、異常負荷の影響でサーボアンプの最大出力トルクに達する様な場合でも、オーバーシュートが起こり難くなる。

この実施例では、電流指令値が電流制限に達した場合にのみ速度指令をクランプする。図３２はこの実施例における速度指令クランプルーチンを示している。ステップＳ２３０１では、速度指令のクランプを解除し、つぎにステップＳ２３０２では、電流指令値Ｉｎをサンプリングする。

つぎにステップＳ２３０３では、電流指令値Ｉｎが電流制限値に達しているか否かを判別する。電流指令値Ｉｎが電流制限値に達している場合にはステップＳ２３０４に進み、達していない場合にはステップＳ２３０５へ進む。ステップＳ２３０４では、速度指令の最大クランプ値をＶ_MAX とする。

ステップＳ２３０５では、位置制御により演算された速度指令がＶ_MAX を超えているか否かを判別する。速度指令がＶ_MAX を超えた場合にはステップＳ２３０６へ進み、ステップＳ２３０６では、速度指令の絶対値をＶ_MAX として出力し、ステップＳ２３０１へ戻る。

これにより早送り加減速時の時定数の設定が小さかったり、異常負荷の影響でサーボアンプの最大出力トルクに達する様な場合でもオーバーシュートが起こり難く、安定で信頼性の高いサーボ制御システムが得られる。

この実施例では、早送り加速中に、電流指令値が電流制限に達した場合の速度クランプ機能を更に発展させ、速度指令としてオーバーシュートさせる分の位置ドループ量を間引き、減速開始点から減速時定数に分配加算する。

図３３はこの実施例の動作フローを示している。ステップＳ２４０１では、早送り中であるか否かを判別する。早送り中の場合はステップＳ２４０２に進み、そうでない場合はステップＳ２４０１に戻る。ステップＳ２４０２では、電流指令値が電流制限に達しているか否かを判別する。電流指令値が電流制限に達している場合にはステップＳ２４０３へ進み、そうでない場合はステップＳ２４０１へ戻る。

ステップＳ２４０３では、速度指令をモータ最高回転数Ｖ_MOでクランプする。そしてＶ_MOから位置ループゲインを演算して得られる最大位置ドループ量Ｄ_MAX と実ドループ量Ｄとを比較し、超えている部分の位置ドループＤ_ER部分を位置指令から間引く処理を加速中行い、減速を待つ。ステップＳ２４０４では、減速であるか否かを判別し、減速が開始されると、ステップＳ２４０５へ進む。ステップＳ２４０５では、減速が開始された瞬間から間引かれた位置指令分Ｄ_ERを減速時にたし込む。このように制御された速度指令と電流指令の関係は図３４に示されている。

これにより早送り加減速時の時定数の設定が小さかったり、異常負荷の影響でサーボアンプの最大出力トルクに達する様な場合でもオーバーシュートが起こり難く、安定で信頼性の高いサーボ制御システムが得られる。

この実施例では、早送り加速中に電流指令値が電流制限値に達した場合、単位時間当たりの位置指令（指令速度）を減速させることにより、オーバーシュートの発生しにくく、誤差過大アラームになり難いようにする。なお、複数軸の補間運転の際には全軸に対し軌跡がずれないように本動作を行う。

図３５はこの実施例の動作フローを示している。ステップＳ２５０１では、早送り中であるか否かを判別する。早送り中の場合はステップＳ２５０２に進み、そうでない場合はステップＳ２５０１に戻る。ステップＳ２５０２では、電流指令値が電流制限値に達しているか否かを判別する。電流指令値が電流制限値に達していれば、ステップＳ２５０３へ進む。

ステップＳ２５０３では、ＮＣ装置の内部に設定されたサーボモデルの電流指令が電流制御値レベル以上にならないように単位時間あたりの位置指令の変化量を制限する。すなわち、位置指令を間引くことを行う。電流制御が解除されれば、その時点で間引きによる不足分の位置指令をある時定数をもって、あるいは時間分配にて与え、絶対位置を合わせる。これによりオーバーシュートの発生しにくく、誤差過大アラームになり難くなる。

この実施例では、異常負荷の影響で早送り中にサーボアンプの最大出力トルクに達する様な場合、その間のみ全軸の位置ループゲインを低下させて誤差過大などが発生しないようにする。

図３６はこの実施例の動作フローを示している。なお、一般的に加速の方が減速時よりも必要トルクが大きいから、ここでは加速時に絞って説明する。ステップＳ２６０１では、早送り中であるか否かを判別する。早送り中である場合にはステップＳ２６０２へ進む。ステップＳ２６０２では、電流指令値が電流制限値に達しているか否かを判別する。電流指令値が電流制限値に達していれば、ステップＳ２６０３へ進む。

ステップＳ２６０３では、ドループ量が理想値よりも大きな値となり、ＮＣ装置がサーボアンプ制御部の電流制限に達した軸の位置ループゲインを下げて行き電流制限が解除された時点で、位置ループゲインをこの早送り中、固定、または一定速度運転に達すれば、徐々に元の値に戻す。これにより、異常負荷の影響で早送り中にサーボアンプの最大出力トルクに達するような場合、その間のみ全軸の位置ループゲインを低下させてサーボ系の動きが緩やかになり、誤差過大などの発生が起こることなく稼働を続行することができる。

この実施例では、早送り中に異常負荷の影響によってサーボアンプの最大出力トルクに達した場合、全軸の位置ループゲインをある時定数で低減し、電流制限が解除された時点の位置ループゲインで、この変化を終了し、移動が終わるまで同一ゲインにより制御する。次回の運転では、上述の加減速時定数適正化により早送り時定数が変更されるため、元の設定位置ループゲインにより移動を開始する。

図３７はこの実施例の動作フローを示している。一般的に加速の方が減速時よりも必要トルクが大きいので、ここでも加速時に絞って説明する。ステップＳ２７０１では、早送り中であるか否かを判別する。早送り中である場合にはステップＳ２７０２へ進む。

ステップＳ２７０２では、電流指令値が電流制限値に達しているであるか否かを判別する。電流指令値が電流制限値に達していれば、ステップＳ２７０３へ進む。ステップＳ２７０３では、ドループ量が理想値よりも大きな値となり、ＮＣ１０はサーボアンプ制御部の電流制限に達した軸の位置ループゲインをある時定数をもって低減し、電流制限が解除された時点で位置ループゲインをこの早送り中、固定、または一定速度運転に達すれば、徐々に元の値に上げる。これにより誤差過大アラームが発生することなくシステムの稼働を続行することができる。

この実施例では、早送り中、異常負荷の影響によってサーボアンプの最大出力トルクに達した場合、速度指令がＶ＝モータ定格回転数相当＋α（αは、モータ定格回転数の２％程度）の値としたときの位置ループゲインを現在のドループ量から演算し、常に速度指令がＶの値を超えないようにする。

図３８はこの実施例の動作フローを示している。一般的に加速の方が減速時よりも必要トルクが大きいので、ここでも加速時に絞って説明する。ステップＳ２８０１では、早送り中であるか否かを判別する。早送り中であれば、ステップＳ２８０２へ進む。

ステップＳ２８０２では、電流指令値が電流制限値に達しているか否かを判別する。電流指令値が電流制限値に達すれば、ステップＳ２８０３へ進む。ステップＳ２８０３では、ドループ量が理想値よりも大きな値となり、ＮＣ装置がサーボアンプ制御部の電流制限になった軸の位置ループゲインＫｐを次式により計算される値に低減し、電流制限値が解除された時点で位置ループゲインＫｐをこの早送り中、固定、または一定速度運転に達すると、徐々に元の値に上げる。

Ｋｐ＝（モータの定格回転数＋α）／６０・Ｄ
Ｄはドループ量である。

これにより、この実施例でも誤差過大アラームが発生することなく、システムの稼働を続行することができる。

位置フィードバックに用いる検出器の絶対位置化や高分解能化の進展にともないＩ／Ｆの方法も多種多様になっており、これらのあらゆる検出器に対応するためには受信ラインを極力併用する必要がある。

この実施例では、３種類の異なる検出器Ｉ／Ｆに対応した受信ラインとサーボパラメータによる検出器の設定に頼らず自ら取り付けられた検出器の種類を電源投入時に自動判別し、パラメータで指定された検出器タイプと実際に接続されている検出器が異なる場合にはパラメータ異常アラームを発生する。

図３９の左側はフィードバック検出回路例を示している。このフィードバック検出回路は、パルス出力の位置、速度制御要ＡＢＺ相＋同期モータの初期磁極用ＵＶＷ相を有するインクリメンタル検出器と、初期的に絶対位置をシリアル通信で送受信（ＲＱとＤＴ）し、その後の交信をＡ、Ｂ、Ｚ相で行う絶対位置検出器と、常に絶対位置データをシリアル通信（ＲＱとＤＴのみ）で行う検出器の３種類の入出力回路を共用する回路である。

図３９において、左側上からのＡ相、Ｂ相、Ｚ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の差動入力である。この例ではＵ相とＲＱ（シリアルデータリクエスト）、Ｖ相とＤＴ（シリアルデータライン）を兼用している。

このフィードバック検出回路は、差動レシーバ１７１ａ〜１７１ｆと、差動の入力が接続されている事を検出するイクスクルシブ回路１７２ａ〜１７２ｆと、ＡＢＺ相パルスにより計数されるインクリメンタルカウンタ（フィードバック量作成カウンタ）１７３と、シリアル通信のうちリクエスト部分をサポートするシリアルリクエストＩ／Ｆ回路１７４と、検出器からのデータを格納する受信バッファ（シリアルデータ受信Ｉ／Ｆ回路）１７５と、初期磁極用ＵＶＷ相の状態を観察するＵＶＷ相リードポート１７６と、各相の無信号状態を観察するための各相無信号状態リードポート１７７とを有している。なお、イクスクルシブ回路には、図４０に示されているように、終端抵抗が接続されているため、イクスクルシブ回路はオープン状態では必ず出力が１となる。

図３９の右側は３種類の検出器が接続された場合のリードポート１７７の状態を示している。シリアル検出器リクエストラインのドライバイネーブルラインは、電源投入時にはディーゼブルにしておき、６個の入力状態を検出器が正常だとすると、図３９の右側に示されているような情報が得られる。この情報とＮＣ装置より送られてくる検出器型名パラメータを照合し、相違する場合はパラメータ異常アラームを発生させる。

図４１はこのパラメータ異常診断ルーチンを示している。先ず、ステップＳ２９０１では、全相入力ラインと設定し、つぎのステップＳ２９０２では、無信号状態を調べる。

つぎにステップＳ２９０３では、無信号状態により接続されている検出器を判定する。ステップＳ２９０４では、検出器型名を示すパラメータと接続されている検出器を照合する。ステップＳ２９０５では、検出器型名を示すパラメータと接続されている検出器とが一致しているか否かを判別する。一致しない場合には、ステップＳ２９０６へ進み、パラメータ異常アラームを発生させシステムダウンさせる。これにより、パラメータで指定された検出器タイプと実際に接続されている検出器が異なる場合にはパラメータ異常アラームが発生し、不具合発生時の原因追求が容易に行われるようになる。

この実施例では、上述の自動判別によってパラメータで指定された検出器と異なる場合には、実際に接続された検出器のＩ／Ｆに切り換え、検出器の接続状態を自動的に適正化する。

図４２はこの実施例の動作フローを示している。先ず、ステップＳ３００１では、全相入力ラインと設定し、つぎのステップＳ３００２では、無信号状態を調べる。つぎにステップＳ３００３では、無信号状態により接続されている検出器を判定する。

ステップＳ３００４では、検出器型名を示すパラメータと接続されている検出器を照合する。ステップＳ３００５では、検出器型名を示すパラメータと接続されている検出器とが一致しているか否かを判別する。一致しない場合には、ステップＳ３００６へ進み、接続されていると判断される検出器のＩ／Ｆに送受信部設定を合わせる。これによりパラメータ設定にミスがあっても無信号等のアラームを発生させることなく検出器に合わせた検出回路が構成され、システムが正常に動作する。

以上のように、本発明にかかるサーボ制御システムの異常検出・診断方法および自動適正化方法、並びにサーボ制御システムの異常検出・診断装置および自動適正化装置は、工作機械、ロボット等を制御する数値制御装置等に有用である。

サーボモータ駆動装置の一実施例を示すブロック線図である。 モータ出力端子の結線診断ルーチンを示すフローチャートである。 誤結線の判定結果を示す説明図である。 誤結線の判定結果を示す説明図である。 モータ出力端子およびコンバータ母線の接続診断に使用する相電圧検出ルーチンを示すフローチャートである。 モータ出力端子の接続診断ルーチンを示すフローチャートである。 コンバータ母線の接続診断ルーチンを示すフローチャートである。 電流制御部のゲート制御回路を示すブロック線図である。 ゲート遮断発生要因の診断ルーチンを示すフローチャートである。 フィードバックケーブルの配線診断ルーチンを示すフローチャートである。 パラメータ設定診断ルーチンを示すフローチャートである。 電流制御部の内部構成を示すブロック線図である。 電流制御時の原因追求の診断ルーチンを示すフローチャートである。 位置制御方式自動切換ルーチンを示すフローチャートである。 極性自動反転ルーチンを示すフローチャートである。 デュアルフィードバック制御方式のサーボ制御システムを示すブロック線図である。 デュアルフィードバック制御方式のサーボ制御システムにおける極性自動反転ルーチンを示すフローチャートである。 サーボ制御システムの実施例を示すブロック線図である。 時定数適正化ルーチンの一実施例を示すフローチャートである。 時定数適正化ルーチンの他の実施例を示すフローチャートである。 時定数適正化ルーチンの他の実施例を示すフローチャートである。 時定数適正化ルーチンのもう一つの実施例を示すフローチャートである。 時定数適正化ルーチンのもう一つの実施例を示すフローチャートである。 時定数適正化ルーチンの他のもう一つの実施例を示すフローチャートである。 時定数適正化ルーチンの他のもう一つの実施例を示すフローチャートである。 時定数適正化ルーチンの他のもう一つの実施例を示すフローチャートである。 時定数適正化ルーチンの他のもう一つの実施例を示すフローチャートである。 時定数適正化ルーチンの他のもう一つの実施例を示すフローチャートである。 誤差過大判定値変更ルーチンを示すフローチャートである。 過速度アラーム判定値変更ルーチンを示すフローチャートである。 サーボ制御システムの一実施例を示すブロック線図である。 速度指令クランプルーチンの一実施例を示すフローチャートである。 速度指令クランプルーチンの他の実施例を示すフローチャートである。 速度・位置制御ルーチンの一実施例を示すフローチャートである。 速度指令と電流指令との関係を示すグラフである。 速度・位置制御ルーチンの他の実施例を示すフローチャートである。 速度・位置制御ルーチンのもう一つの実施例を示すフローチャートである。 速度・位置制御ルーチンの他の一つの実施例を示すフローチャートである。 速度・位置制御ルーチンの他のもう一つの実施例を示すフローチャートである。 フィードバック検出回路例および３種類の検出器が接続された場合のリードポートの状態を示す図である。 イクスクルシブ回路の一例を示す回路図である。 パラメータ異常診断ルーチンを示すフローチャートである。 検出器の接続状態自動適正化ルーチンを示すフローチャートである。 サーボ制御システムにて使用される一般的なサーボモータ駆動装置を示すブロック線図である。 一般的なサーボ制御システムを示すブロック線図である。 ＡＣサーボモータの電流制御部を示すブロック線図である。

符号の説明

１ ３相交流電源，２ 整流回路，３ 平滑コンデンサ，４ 半導体スイッチング回路，５ 電流検出部，６ Ａ／Ｄ変換器，７ ＣＰＵ，８ ＡＣサーボモータ，９ａ、９ｂ、９ｃ 電圧検出回路，１０ ＮＣ装置，１１ 位置制御部，１２ 速度制御部，１３ 電流制御部，１５ 減速歯車，１６ 送りねじ，１７ テーブル，１８ モータ端検出器，１９ 機械端検出器，２０ 速度制御部２１ リミッタ，２２ ｄ−ｑ座標変換部 ２３ａ、２３ｂ 電流制御器，２４ ３相変換部，２５ ＰＷＭ変調部，２６ ３相変換部，２７ トルク算出部，２８ モータ位置算出部，２９ 過電流検出器，３０、３１、３２ ラッチ回路，３３、３４ アンドゲート ３５、３６、３７ 制御部，１７１ａ〜１７１ｆ 差動レシーバ，１７２ａ〜１７２ｆ イクスクルシブ回路，１７３ インクリメンタルカウンタ（フィードバック量作成カウンタ），１７４ シリアルリクエストＩ／Ｆ回路，１７５ 受信バッファ（シリアルデータ受信Ｉ／Ｆ回路），１７６ ＵＶＷ相リードポート，１７７ 各相無信号状態リードポート。

Claims (8)

1. 位置指令値と位置フィードバック値との偏差により速度指令を作成し、該作成した速度指令と速度フィードバック値との偏差により電流指令を作成し、該作成した電流指令と電流指令フィードバック値との偏差によりサーボモータを駆動制御するとともに、前記速度制御部から出力される電流指令を所定の電流制限値でクランプするサーボモータ制御方法において、
   早送り加速中である場合は、前記電流指令値が前記所定の電流制限値でクランプされているか否かを判別する第１ステップと、
   前記電流指令値が所定の電流制限値でクランプされている場合は、位置指令を間引くことにより単位時間当たりの位置指令の変化を制限する第２のステップと、
   前記クランプ解除後、前記間引きによる不足分の位置指令を前記位置指令に加算する第３ステップと、
   を備えることを特徴とするサーボモータ制御方法。
2. 位置指令値と位置フィードバック値との偏差により速度指令を作成し、該作成した速度指令と速度フィードバック値との偏差により電流指令を作成し、該作成した電流指令と電流指令フィードバック値との偏差によりサーボモータを駆動制御するとともに、前記速度制御部から出力される電流指令を所定の電流制限値でクランプするサーボモータ制御方法において、
   早送り中である場合は、前記電流指令値が前記所定の電流制限値でクランプされているか否かを判別する第１ステップと、
   前記電流指令値が所定の電流制限値でクランプされている場合は、位置ループゲインを減少させる第２のステップと、
   前記クランプ解除後、所定の定速度運転に達すれば、位置ループゲインを徐々に元の値まで増加させる第３ステップと、
   を備えることを特徴とするサーボモータ制御方法。
3. 前記第２のステップでは、前記位置ループゲインを所定の時定数をもって減少させることを特徴とする請求項２に記載のサーボモータ制御方法。
4. 位置指令値と位置フィードバック値との偏差により速度指令を作成し、該作成した速度指令と速度フィードバック値との偏差により電流指令を作成し、該作成した電流指令と電流指令フィードバック値との偏差によりサーボモータを駆動制御するとともに、前記速度制御部から出力される電流指令を所定の電流制限値でクランプするサーボモータ制御方法において、
   早送り中である場合は、前記電流指令値が前記所定の電流制限値でクランプされているか否かを判別する第１ステップと、
   前記電流指令値が所定の電流制限値でクランプされている場合は、現在の位置偏差およびモータの定格回転数から速度指令をモータ定格回転数相当としたときの位置ループゲイン値を求め、該求めた位置ループゲイン値まで位置ループゲインを減少させる第２のステップと、
   前記クランプ解除後、所定の定速度運転に達すれば、位置ループゲインを徐々に元の値まで増加させる第３ステップと、
   を備えることを特徴とするサーボモータ制御方法。
5. 位置指令値と位置フィードバック値との偏差により速度指令を作成する位置制御部と、該作成した速度指令と速度フィードバック値との偏差により電流指令を作成する速度制御部と、該作成した電流指令と電流指令フィードバック値との偏差によりサーボモータを駆動制御する電流制御部とを備えるサーボモータ制御装置において、
   前記速度制御部から出力される電流指令を所定の電流制限値でクランプする第１の制御部と、
   早送り加速中である場合は、前記電流指令値が前記第１の制御部によって前記所定の電流制限値でクランプされているか否かを判別し、前記電流指令値が所定の電流制限値でクランプされている場合は、位置指令を間引くことにより単位時間当たりの位置指令の変化を制限するとともに、前記クランプ解除後、前記間引きによる不足分の位置指令を前記位置指令に加算する第２の制御手段と、
   を備えることを特徴とするサーボモータ制御装置。
6. 位置指令値と位置フィードバック値との偏差により速度指令を作成する位置制御部と、該作成した速度指令と速度フィードバック値との偏差により電流指令を作成する速度制御部と、該作成した電流指令と電流指令フィードバック値との偏差によりサーボモータを駆動制御する電流制御部とを備えるサーボモータ制御装置において、
   前記速度制御部から出力される電流指令を所定の電流制限値でクランプする第１の制御部と、
   早送り中である場合は、前記電流指令値が前記第１の制御部によって前記所定の電流制限値でクランプされているか否かを判別し、前記電流指令値が所定の電流制限値でクランプされている場合は、位置ループゲインを減少させるとともに、前記クランプ解除後、所定の定速度運転に達すれば、位置ループゲインを徐々に元の値まで増加させる第２の制御部と、
   を備えることを特徴とするサーボモータ制御装置。
7. 前記第２の制御部は、前記位置ループゲインを所定の時定数をもって減少させることを特徴とする請求項６に記載のサーボモータ制御装置。
8. 位置指令値と位置フィードバック値との偏差により速度指令を作成する位置制御部と、該作成した速度指令と速度フィードバック値との偏差により電流指令を作成する速度制御部と、該作成した電流指令と電流指令フィードバック値との偏差によりサーボモータを駆動制御する電流制御部とを備えるサーボモータ制御装置において、
   前記速度制御部から出力される電流指令を所定の電流制限値でクランプする第１の制御部と、
   早送り中である場合は、前記電流指令値が前記第１の制御部によって前記所定の電流制限値でクランプされているか否かを判別し、前記電流指令値が所定の電流制限値でクランプされている場合は、現在の位置偏差およびモータの定格回転数から速度指令をモータ定格回転数相当としたときの位置ループゲイン値を求め、該求めた位置ループゲイン値まで位置ループゲインを減少させるとともに、前記クランプ解除後、所定の定速度運転に達すれば、位置ループゲインを徐々に元の値まで増加させる第２の制御部と、
   を備えることを特徴とするサーボモータ制御装置。

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