JP2006107241A - サーボシステムの異常検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】通常動作でも誤検出することなく、制御対象が暴走により移動範囲外に移動するのを未然に検出できるサーボシステムの異常検出装置を提供する。
【解決手段】上位機器１２から入力される位置指令パルスとサーボモータ２に設けられた位置検出手段３により出力されたフィードバックパルスから制御演算手段１０により制御量を決定し、モータ駆動手段１１によりサーボモータ２の回転量を制御するサーボシステムにおいて、位置指令パルスの正方向または負方向の積算値と許容パルスＰから移動量を演算する最大移動量演算手段６と、フィードバックパルスの積算値を演算する積算値演算手段７と、最大移動量とフィードバックパルスの積算値とを比較する比較手段８と、比較手段８の結果により制御対象の暴走を検出する異常検出手段９とを備え、最大移動量演算手段６は移動量の最大値を更新保持する。
【選択図】図１
【解決手段】上位機器１２から入力される位置指令パルスとサーボモータ２に設けられた位置検出手段３により出力されたフィードバックパルスから制御演算手段１０により制御量を決定し、モータ駆動手段１１によりサーボモータ２の回転量を制御するサーボシステムにおいて、位置指令パルスの正方向または負方向の積算値と許容パルスＰから移動量を演算する最大移動量演算手段６と、フィードバックパルスの積算値を演算する積算値演算手段７と、最大移動量とフィードバックパルスの積算値とを比較する比較手段８と、比較手段８の結果により制御対象の暴走を検出する異常検出手段９とを備え、最大移動量演算手段６は移動量の最大値を更新保持する。
【選択図】図１
Description
本発明は、位置決め制御を行うサーボシステムの異常検出に関する。
位置決め制御を行うサーボモータ制御装置では、上位機器から与えられる位置指令パルスとサーボモータに取り付けられた位置検出器により出力されるフィードバックパルスとから、サーボモータの駆動信号を生成する構成が一般的である。このようなサーボシステムには、サーボモータにより駆動される制御対象が暴走し、装置末端に衝突して装置が破損することを防止するため、暴走を検出する各種方策が実施されている。
その中で、上位機器からの位置指令パルスから演算される理論的理想誤差に対して許容される誤差の上限下限値を設定し、位置指令パルスとサーボモータのフィードバックパルスから得られる誤差信号を比較して暴走を検出する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６３−１６３９０５号公報
一般にサーボモータ制御装置は、位置指令パルスとフィードバックパルスの誤差信号を基にトルク指令を演算することでサーボモータを駆動する。この誤差信号とトルク指令の関係は、制御対象の剛性、動作パターン、要求される応答性により変化する。
位置指令パルスに基づく演算により得られる許容誤差の上限下限値と誤差信号を比較することで暴走を検出するシステムでは、サーボモータを駆動するために必要なトルク指令を演算する誤差信号が、通常動作でも許容範囲外となり誤検出する場合がある。
そのため、誤検出を考慮し、かつ暴走の発生を早期に検出することを可能とする許容誤差の範囲を設定する必要があり、許容誤差の最適な設定値は制御対象の剛性、動作パターン、要求される応答性により異なるため、設定するのが困難であった。
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、通常動作でも誤検出することなく、制御対象が暴走により移動範囲外に移動するのを未然に検出できるサーボシステムの異常検出装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、上位機器から入力される位置指令パルスとサーボモータに設けられた位置検出手段により出力されたフィードバックパルスから制御演算手段により制御量を決定し、モータ駆動手段により前記サーボモータの回転量を制御するサーボシステムにおいて、前記位置指令パルスの正方向または負方向の積算値と許容パルスから移動量を演算する最大移動量演算手段と、前記フィードバックパルスの積算値を演算する積算値演算手段と、前記最大移動量と前記フィードバックパルスの積算値とを比較する比較手段と、前記比較手段の結果により制御対象の暴走を検出する異常検出手段とを備え、前記最大移動量演算手段は移動量の最大値を更新保持することを特徴とするサーボシステムの異常検出装置である。
本発明のサーボシステムの異常検出装置によれば、上位装置から入力される位置指令の
正方向または負方向の積算値に許容パルスを加えた許容移動範囲を演算し、最大値を更新保持しながら暴走検出を行うため、通常動作でも許容範囲外と誤検出することなく、制御対象が暴走により移動範囲外に移動したことを検出することができる。
正方向または負方向の積算値に許容パルスを加えた許容移動範囲を演算し、最大値を更新保持しながら暴走検出を行うため、通常動作でも許容範囲外と誤検出することなく、制御対象が暴走により移動範囲外に移動したことを検出することができる。
上位機器から入力される位置指令パルスとサーボモータに設けられた位置検出手段により出力されたフィードバックパルスから制御演算手段により制御量を決定し、モータ駆動手段により前記サーボモータの回転量を制御するサーボシステムにおいて、前記位置指令パルスの正方向または負方向の積算値と許容パルスから移動量を演算する最大移動量演算手段と、前記フィードバックパルスの積算値を演算する積算値演算手段と、前記最大移動量と前記フィードバックパルスの積算値とを比較する比較手段と、前記比較手段の結果により制御対象の暴走を検出する異常検出手段とを備え、前記最大移動量演算手段は移動量の最大値を更新保持することを特徴とするサーボシステムの異常検出装置である。
図１において、サーボシステムにおけるサーボモータ制御装置１は、上位機器１２から入力される位置指令パルスと、サーボモータ２に設けられた位置検出手段３から入力されるフィードバックパルスを制御演算手段１０により演算し、制御量を元にモータ駆動手段１１でサーボモータ２を駆動することで制御対象４の位置決め制御を行う点は従来と同じである。また、その他の従来と同様な構成については省略している。
ここで、サーボモータ制御装置１内に設けた異常検出装置について説明するが、上位機器からの位置指令パルスが制御対象の移動範囲内であることを前提としている。
本発明の異常検出装置は、位置指令パルスの積算値を演算する位置指令パルス積算値演算手段５と、位置指令パルス積算値と許容パルスから最大移動量を演算する最大移動量演算手段６と、サーボモータ２に設けられた位置検出手段３から出力されるフィードバックパルスの積算値を演算するフィードバックパルス積算値演算手段７と、最大移動量とフィードバックパルス積算値を比較する比較手段８と、フィードバックパルス積算値が最大移動量を外れた場合に異常を検出する異常検出手段９とで構成される。
ここで、異常検出装置の判定シーケンスについてフローチャートおよび図１を併用して説明する。図２は異常検出のメインシーケンスである。
図２において、サーボモータ２の駆動が開始されるとシーケンスが開始され、まず、初期化処理１３と許容パルスＰのセットが実行される。許容パルスＰはあらかじめ任意の値を設定する。初期化処理１３は、設定値の変更時など以前に設定されていた最大移動量をクリアすることで新たな正方向最大移動量および負方向最大移動量を保持させるための処理である。
次に、上位機器１２から入力される位置指令パルスから位置指令パルス積算値演算手段５としての位置指令積算値演算１５により位置指令積算値Ｓｃｍｄを得る。位置指令積算値から最大移動量演算手段６としての最大移動量更新処理１６については後で詳細に説明するが、正方向最大移動量Ｍｐおよび負方向最大移動量Ｍｎを更新し最大移動量を保持する。
次に、サーボモータ２に設けられた位置検出手段３から入力されるフィードバックパルスからフィードバックパルス積算値演算手段７としてのフィードバックパルス積算値演算１７が実行され、フィードバックパルス積算値Ｓｆｂを得る。得られたフィードバックパルス積算値Ｓｆｂを比較手段８としての比較処理１８で、正方向最大移動量Ｍｐおよび負
方向最大移動量Ｍｎと比較し、正方向最大移動量Ｍｐより大、または負方向最大移動量Ｍｎより小となる場合に「Ｙｅｓ」、それ以外では「Ｎｏ」とする。
方向最大移動量Ｍｎと比較し、正方向最大移動量Ｍｐより大、または負方向最大移動量Ｍｎより小となる場合に「Ｙｅｓ」、それ以外では「Ｎｏ」とする。
比較処理１８において「Ｙｅｓ」の場合は、異常とみなし異常検出手段９としての異常検出時処理１９に移る。「Ｎｏ」の場合は、位置指令パルス積算値演算１５に戻り以上の動作を繰り返す。なお、異常検出処理ではサーボモータ２に対する通電を遮断するが、ブザー、ランプ等の警告器を動作させてもよい。
ここで、最大移動量更新処理１６の詳細シーケンスについて図を用いて説明する。図３において、位置指令積算値演算１５で得られた位置指令積算値Ｓｃｍｄを比較処理２０により０と比較し、０より大の場合は「Ｙｅｓ」、同値または小となる場合「Ｎｏ」とする。
比較処理２０の結果が「Ｙｅｓ」すなわちサーボモータ２が正方向に駆動している場合、正方向最大移動量Ｍｐと、位置指令積算値Ｓｃｍｄに許容パルスＰを加えた値（Ｓｃｍｄ＋Ｐ）とを比較処理２３で比較し、Ｓｃｍｄ＋Ｐが正方向最大移動量Ｍｐより大となる場合は「Ｙｅｓ」、同値または小となる場合は「Ｎｏ」とする。
比較処理２３の結果が「Ｙｅｓ」の場合は正方向最大移動量ＭｐをＳｃｍｄ＋Ｐで更新し、「Ｎｏ」の場合は更新を行わない。
比較処理２０の結果が「Ｎｏ」すなわちサーボモータが停止している若しくは負方向に駆動している場合も同様に、負方向最大移動量Ｍｎと、位置指令積算値Ｓｃｍｄから許容パルスＰを減じた値（Ｓｃｍｄ−Ｐ）とを比較処理２１で比較し、位置指令積算値Ｓｃｍｄ−Ｐが正方向最大移動量Ｍｐより小となる場合は「Ｙｅｓ」、同値または大となる場合は「Ｎｏ」とする。そして、比較処理２１の結果が「Ｙｅｓ」の場合は負方向最大移動量Ｍｎを位置指令積算値Ｓｃｍｄ−Ｐで更新し、「Ｎｏ」の場合は更新を行わない。
なお、図２、図３に示すシーケンスのフローを実現する例として、実施例１のようにマイコンに代表される汎用演算処理装置のプログラムにより実現するのが一般的であるが、ロジック回路により実現してもよい。
このように、サーボモータ制御装置内に設けた異常検出装置により、正方向最大移動量Ｍｐおよび負方向最大移動量Ｍｎを更新し最大移動量を保持するため、通常動作で誤検出することなく、制御対象が暴走により移動範囲外に移動するのを未然に検出することができる。
本発明のサーボシステムの異常検出装置は、限られた範囲内でワークを位置決め制御する用途に有用である。
１ サーボモータ制御装置
２ サーボモータ
３ 位置検出手段
４ 制御対象
５ 位置指令パルス積算値演算手段
６ 最大移動量演算手段
７ フィードバックパルス積算演算手段
８ 比較手段
９ 異常検出手段
１０ 制御演算手段
１１ モータ駆動手段
１２ 上位機器
Ｐ 許容パルス
２ サーボモータ
３ 位置検出手段
４ 制御対象
５ 位置指令パルス積算値演算手段
６ 最大移動量演算手段
７ フィードバックパルス積算演算手段
８ 比較手段
９ 異常検出手段
１０ 制御演算手段
１１ モータ駆動手段
１２ 上位機器
Ｐ 許容パルス
Claims (2)
- 上位機器から入力される位置指令パルスとサーボモータに設けられた位置検出手段により出力されたフィードバックパルスから制御演算手段により制御量を決定し、モータ駆動手段により前記サーボモータの回転量を制御するサーボシステムにおいて、前記位置指令パルスの正方向または負方向の積算値と許容パルスから移動量を演算する最大移動量演算手段と、前記フィードバックパルスの積算値を演算する積算値演算手段と、前記最大移動量と前記フィードバックパルスの積算値とを比較する比較手段と、前記比較手段の結果により制御対象の暴走を検出する異常検出手段とを備え、前記最大移動量演算手段は移動量の最大値を更新保持することを特徴とするサーボシステムの異常検出装置。
- 異常検出手段はフィードバックパルスの積算値が最大値移動量を超えたとき暴走を検出する請求項１に記載のサーボシステムの異常検出装置。
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| CN110661233B (zh) * | 2019-09-25 | 2020-10-30 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 伺服转台防飞车系统 |
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