JP2006187088A - モータ制御装置と制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モータパラメータをスイッチやパソコン、オペレータから編集、選択できるモータ制御装置と制御方法を提供する。
【解決手段】位置制御手段と速度制御手段からなりトルク指令を生成するモータ制御手段と、トルク指令からモータを駆動する電流を生成するモータ駆動手段と、モータパラメータから制御パラメータを生成する制御パラメータ生成手段からなるモータ制御装置において、あらかじめ複数のモータパラメータを記憶したモータパラメータ記憶手段１５と、エンコーダに記憶されたモータパラメータか、前記モータ記憶手段に蓄えられたモータパラメータかを選択するモータパラメータ選択手段１４と、モータパラメータを編集するモータパラメータ編集手段１６とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータパラメータを使用してモータを制御するモータ制御装置とその制御方法に関する。

従来のモータパラメータの設定手段には特許文献１がある。
図４は従来技術を示す制御系の要部のブロック図である。図４において１０１は数値制御装置、１０２は数値制御装置１０１のプロセッサおよびソフトウエアサーボ回路１０３のプロセッサがともにアクセスできる共有ＲＡＭ、１０３はは各軸のサーボモータの制御を行うソフトウエアサーボ回路で、プロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリで構成される。１０４はサーボアンプ、１０５はサーボモータ、１０６はサーボモータの位置、速度を検出するためのパルスコーダである。サーボアンプにはサーボアンプの種類を特定するための識別コード記憶手段が設けられ、サーボモータ５にもサーボモータの種類を特定するための識別コード記憶手段が設けられている。識別コード記憶手段はスイッチや電源が投入されると設定された信号を出力し、適合するサーボアンプとサーボモータを選択するというものである。

次に従来例の動作について説明する。電源が投入されると数値制御装置１０１はパラメータ設定指令を共有ＲＡＭ１０２に出力し、ソフトウエアサーボ回路１０３のプロセッサは共有ＲＡＭ２を介してこのパラメータ選定指令を読み取り、図のフローチャートで示す処理を開始し、サーボアンプ１０４およびサーボモータ１０５の識別コード記憶手段から識別コードを読み取り、読み取った識別コードの組み合わせか否かを判断する。適合する組み合わせであれば読み出したサ−ボモータの識別コードに対応する各パラメータをテーブルから読み取り、ソフトウエアサーボ回路のプロセッサが処理を実行するときに使用する設定メモリに設定するというものである。
特開平４−６０７０４号公報

しかしながら、従来技術ではモータパラメータはサーボモータの機種によって決定されておりモータ制御装置の外部のパソコンやオペレータ（入出力装置）からモータパラメータを変更や選択することはできない。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、モータパラメータをスイッチやパソコン、オペレータから編集、選択できるモータ制御装置と制御方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明は、位置制御手段と速度制御手段からなりトルク指令を生成するモータ制御手段と、トルク指令からモータを駆動する電流を生成するモータ駆動手段と、モータパラメータから制御パラメータを生成する制御パラメータ生成手段からなるモータ制御装置において、あらかじめ複数のモータパラメータを記憶したモータパラメータ記憶手段と、エンコーダに記憶されたモータパラメータか、モータ記憶手段に蓄えられたモータパラメータかを選択するモータパラメータ選択手段と、モータパラメータを編集するモータパラメータ編集手段とを備えるようにしたものである。
請求項２記載の本発明は、請求項１記載のモータ制御装置において、モータパラメータ編集手段は、モータ制御装置の外部に接続されたパソコンであるようにしたものである。
請求項３記載の本発明は、請求項１記載のモータ制御装置において、モータパラメータ編集手段は、モータ制御装置の外部に接続されたオペレータであるようにしたものである。
請求項４記載の本発明は、請求項１記載のモータ制御装置において、モータパラメータ選択手段は、モータ制御装置に内蔵されたスイッチであるようにしたものである。
請求項５記載の本発明は、請求項１記載のモータ制御装置において、モータパラメータ選択手段は、モータ制御装置の外部に接続されたオペレータであるようにしたものである。
請求項６記載の本発明は、請求項１記載のモータ制御装置において、モータパラメータ選択手段は、モータ外部に接続されたパソコンであるようにしたものである。
請求項７記載の本発明は、位置制御手段と速度制御手段からなりトルク指令を生成するモータ制御手段と、トルク指令からモータを駆動する電流を生成するモータ駆動手段と、モータパラメータから制御パラメータを生成する制御パラメータ生成手段からなるモータ制御方法において、あらかじめ複数のモータパラメータを記憶するステップと、実運転開始時に前記エンコーダからモータパラメータを読み出すステップと、あらかじめ記憶されたモータパラメータかエンコーダから読み出したモータパラメータのうち一つのモータパラメータを選択するステップと、選択されたモータパラメータから制御パラメータを生成するステップと、制御パラメータを使用してモータを制御するステップとを備えるようにしたものである。

本発明によると、モータパラメータをスイッチやパソコン、オペレータから編集、選択できるモータ制御装置と制御方法を提供できる。

以下、本発明の具体的実施例について、図に基づいて説明する。

図１は、本発明のモータ制御装置の構成を示すブロック図である。図１において、１はモータ制御装置、２はモータ、３はモータ位置を検出するエンコーダ、４はモータ制御装置の外部に接続されたモータパラメータ編集手段である。さらに、１１はモータ制御手段、１２はモータ駆動手段、１３は制御パラメータ生成手段、１４はモータパラメータ選択手段、１５はモータパラメータ記憶手段、１６はモータパラメータ編集手段である。
次に動作について説明する。モータパラメータはモータの定格電流、最大電流、定格回転数、最大回転数、抵抗、インダクタンス、慣性モーメントなどで構成されており、モータパラメータ記憶手段１４は、製造時に、あらかじめ容量範囲が相当する複数のモータパラメータを記憶しておく。次に、実運転の電源投入時に、エンコーダ３から読み出したモータパラメータかモータパラメータ記憶手段１５に記憶された複数のモータパラメータかを選択して制御パラメータ生成手段１２に出力する。制御パラメータ生成手段１２は、あらかじめ設定されている制御ゲインとモータパラメータから速度制御比例ゲインや電流制御比例ゲインなどの制御パラメータを生成し、モータ制御手段１１、モータ駆動手段１２に記憶する。モータ制御手段１１は位置制御手段と速度制御手段からなり、位置制御手段は上位システムから与えられる位置指令とエンコーダ３のモータ位置の位置偏差に位置制御比例ゲインを乗算して速度指令を生成する。速度制御手段は、速度指令と位置の制御周期差分から得られた速度の速度偏差を速度制御比例ゲインを乗算してトルク指令１を生成する。さらにトルク指令１を制御周期時間積分し速度制御積分時定数で除算してトルク指令２を生成する。さらに、トルク指令１とトルク指令２を加算してトルク指令とする。モータ駆動手段１２は、トルク指令を位置の関数で変換して電流指令を生成し、電流指令と電流の電流偏差に電流制御比例ゲインを乗算して電圧指令１を生成、さらに電圧指令１を制御周期時間積分して電流制御積分時定数で除算して電圧指令２を生成する。さらに、電圧指令１と電流指令２を加算して電圧指令を生成し、パルス幅変調してスイッチングパワーデバイスを動作させてモータを駆動する。

次に、本発明の具体的な構成を図２を用いて説明する。図２において、１はモータ制御装置、２はモータ、３はエンコーダ、５は電源である。また、１７はパワー部、１８は制御部である。さらに、制御部１８は１９のマイクロコンピュータ、２０のＥＥＰＲＯＭ、２１の設定用スイッチ、２２の表示部、２３のＬＳＩ、２４のＲＯＭ、２５のＲＡＭ、２６のパソコンインタフェース、２７のオペレータインタフェース、２８の入出力インタフェースで構成される。次に動作について説明する。ＲＯＭ２４、ＥＥＰＲＯＭ２０にはあらかじめ複数のモータパラメータを記憶しておき、電源投入時やシステムリセット時に設定用スイッチ２１の設定でＥＥＰＲＯＭ２０に記憶されたモータパラメータを選択する。設定用スイッチ２１の設定により、スイッチ、パソコン、オペレータで、ＲＯＭ２４、ＥＥＰＲＯＭ２０上のモータパラメータを選択する。電源５を投入時、またはシステムリセット時などの初期処理などに設定用スイッチ２１の設定を読込みその設定内容に対応したモータパラメータをＲＯＭ２４、ＥＥＰＲＯＭ２０からＲＡＭ２５に転送する。設定スイッチ２１の設定によりＲＯＭ２４、ＥＥＰＲＯＭ２０に記憶されたモータパラメータとエンコーダ部１２から転送されたモータパラメータかの選択をする。また設定用スイッチ２１を用いる代わりにＥＥＰＲＯＭ２０を利用することも可能である。このようにして、エンコーダ３からのモータパラメータ以外のモータパラメータを設定スイッチ２１により選択することができる。

図３は本発明の制御装置の制御方法を示すフローチャートである。この処理を図３に示す。図３において、ステップＳＴ１では制御装置が実運転前にあらかじめ複数のモータパラメータを記憶しておく。ステップＳＴ２は電源投入、またはシステムリセットである。ステップＳＴ３では、エンコーダからモータパラメータを読み出す。ステップＳＴ４ではこれらのモータパラメータから一つのモータパラメータを選択する。ステップＳＴ５では選択するモータパラメータを使用して制御パラメータを生成する。ステップＳＴ６はこれらの制御パラメータを使用して実運転を開始する。

次にモータパラメータの変更について説明する。まず、パソコンインターフェース２６にパソコンを接続する。次にエンコーダ３から読み込んだモータパラメータか、または設定用スイッチ２１によって選択されたモータパラメータをＲＡＭ２５に格納しパソコンによって編集、変更する。編集、変更されたモータパラメータは再び、ＥＥＰＲＯＭ２０に記憶させる。モータパラメータは、オペレータインタフェース２７にオペレータを接続することによってもパソコン同様に編集、変更できる。

本発明のモータ制御装置は、モータパラメータをスイッチやパソコン、オペレータから編集、選択できるので、モータ特性の劣化や、制御特性の微調整が可能となり、一般産業機械などへの適用が期待できる。

本発明のモータ制御装置の構成を示すブロック図。 本発明の具体的なハードウエア構成を示すブロック図。 本発明の制御方法を示すフローチャート。 従来例の構成を示すブロック図。

符号の説明

１ モータ制御装置
２ モータ
３ エンコーダ
４ 第２のモータパラメータ編集手段
５ 電源
１１ モータ制御手段
１２ モータ駆動手段
１３ 制御パラメータ生成手段
１４ モータパラメータ選択手段
１５ モータパラメータ記憶手段
１６ モータパラメータ編集手段
１７ パワー部
１８ 制御部
１９ マイクロコンピュータ
２０ ＥＥＰＲＯＭ
２１ 設定用スイッチ
２２ 表示部
２３ ＬＳＩ
２４ ＲＯＭ
２５ ＲＡＭ
２６ パソコンインタフェース
２７ オペレータインタフェース
２８ 入出力インタフェース

Claims (7)

1. 位置制御手段と速度制御手段からなりトルク指令を生成するモータ制御手段と、前記トルク指令からモータを駆動する電流を生成するモータ駆動手段と、モータパラメータから制御パラメータを生成する制御パラメータ生成手段からなるモータ制御装置において、
   あらかじめ複数のモータパラメータを記憶したモータパラメータ記憶手段と、
   エンコーダに記憶されたモータパラメータか、前記モータ記憶手段に蓄えられたモータパラメータかを選択するモータパラメータ選択手段と、
   前記モータパラメータを編集するモータパラメータ編集手段と、
   を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記モータパラメータ編集手段は、モータ制御装置の外部に接続されたパソコンであることを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
3. 前記モータパラメータ編集手段は、モータ制御装置の外部に接続されたオペレータであることを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
4. 前記モータパラメータ選択手段は、モータ制御装置に内蔵されたスイッチであることを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
5. 前記モータパラメータ選択手段は、モータ制御装置の外部に接続されたオペレータであることと特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
6. 前記モータパラメータ選択手段は、モータ外部に接続されたパソコンであることを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
7. 位置制御手段と速度制御手段からなりトルク指令を生成するモータ制御手段と、前記トルク指令からモータを駆動する電圧を生成するモータ駆動手段と、モータパラメータから制御パラメータを生成する制御パラメータ生成手段からなるモータ制御方法において、
   あらかじめ複数のモータパラメータを記憶するステップと、
   実運転開始時に前記エンコーダからモータパラメータを読み出すステップと、
   あらかじめ記憶されたモータパラメータかエンコーダから読み出したモータパラメータのうち一つのモータパラメータを選択するステップと、
   選択されたモータパラメータから制御パラメータを生成するステップと、
   前記制御パラメータを使用してモータを制御するステップと、
   を備えたことを特徴とするモータ制御方法。

Images