JP2015027236A - Servo control system - Google Patents

Servo control system Download PDF

Info

Publication number
JP2015027236A
JP2015027236A JP2013157020A JP2013157020A JP2015027236A JP 2015027236 A JP2015027236 A JP 2015027236A JP 2013157020 A JP2013157020 A JP 2013157020A JP 2013157020 A JP2013157020 A JP 2013157020A JP 2015027236 A JP2015027236 A JP 2015027236A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
servo control
motors
fref
servo
control system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013157020A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6211336B2 (en
Inventor
寄 慎 也 酒
Shinya Sakayori
寄 慎 也 酒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP2013157020A priority Critical patent/JP6211336B2/en
Publication of JP2015027236A publication Critical patent/JP2015027236A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6211336B2 publication Critical patent/JP6211336B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a servo control system capable of suppressing amplification of switching noise even in controlling a multi-shaft motor.SOLUTION: The servo control system includes a plurality of drive sections for operating a drive mechanism and a plurality of servo control sections which are provided to meet each of the plurality of drive sections and switch supplied currents to the drive sections at carrier frequencies different from each other.

Description

本発明による実施形態は、サーボ制御システムに関する。   Embodiments according to the present invention relate to a servo control system.

サーボ制御システムにおいて、インバータは、直流電流をスイッチングしてモータへ交流電流を流し、それにより、モータを駆動させる機能を有する。このようなインバータは、電流のスイッチング時にノイズ(以下、スイッチングノイズともいう)が発生する。スイッチングノイズによる悪影響を時間的に拡散させるために、スイッチングの周波数を周期的に変化させる技術が知られている(特許文献1)。   In the servo control system, the inverter has a function of switching a direct current to flow an alternating current to the motor, thereby driving the motor. Such an inverter generates noise (hereinafter also referred to as switching noise) during current switching. A technique is known in which the switching frequency is periodically changed in order to spread the adverse effects of switching noise over time (Patent Document 1).

特開平7−099795号公報JP-A-7-099795

サーボ制御システムが多軸モータを制御する場合、複数のインバータがそれぞれに対応するモータへ供給する電流をスイッチングする。この場合、スイッチングの周波数を周期的に変化させても、複数のインバータにおいてスイッチングのタイミングが重畳する場合が生じる。スイッチングのタイミングが重畳すると、複数のインバータのスイッチングノイズが重畳し増幅されてしまう。スイッチングノイズは、サーボアンプ間の通信ラインにも影響を与えるため、スイッチングノイズが増幅されると、通信異常の原因となり得る。従って、サーボ制御システムが多軸モータを制御する場合には、スイッチングノイズの増幅を抑制することが必要となる。   When the servo control system controls a multi-axis motor, a plurality of inverters switch the current supplied to the corresponding motor. In this case, even if the switching frequency is periodically changed, the switching timing may be superimposed on a plurality of inverters. When the switching timing is superimposed, switching noises of a plurality of inverters are superimposed and amplified. Since the switching noise affects the communication line between the servo amplifiers, if the switching noise is amplified, it may cause a communication abnormality. Therefore, when the servo control system controls a multi-axis motor, it is necessary to suppress amplification of switching noise.

そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、多軸モータを制御する場合であっても、スイッチングノイズの増幅を抑制することができるサーボ制御システムを提供することである。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and is to provide a servo control system capable of suppressing amplification of switching noise even when a multi-axis motor is controlled. .

本実施形態によるサーボ制御システムは、駆動機構を動作させる複数の駆動部と、複数の駆動部のそれぞれに対応して設けられ、互いに異なるキャリア周波数で駆動部への供給電流をスイッチングする複数のサーボ制御部とを備えている。   The servo control system according to the present embodiment is provided with a plurality of driving units that operate the driving mechanism and a plurality of servos that switch the supply currents to the driving units at different carrier frequencies. And a control unit.

前記複数のサーボ制御部は、PWM制御方式で前記複数の駆動部を制御してもよい。   The plurality of servo control units may control the plurality of driving units by a PWM control method.

前記複数のサーボ制御部のキャリア周波数は、一定周波数ずつずれていてもよい。   The carrier frequencies of the plurality of servo control units may be shifted by a certain frequency.

前記複数のサーボ制御部のキャリア周波数のもととなるクロックの周波数は、前記複数のサーボ制御部の全てにおいて等しくてよい。   The frequency of the clock that becomes the carrier frequency of the plurality of servo control units may be the same in all of the plurality of servo control units.

前記複数の駆動部の数および前記複数のサーボ制御部の数がそれぞれNであり、前記複数のサーボ制御部のキャリア周波数の可変範囲がFrであり、前記複数のサーボ制御部のキャリア周波数が一定周波数Δfずつずれているとすると、
NがFr/Δfを超えていない場合、
Fk=Fref+(k−1)×Δf (式1)
尚、kは、1〜N
NがFr/Δfを超えている場合、
Fk=Fref+(k−1)×Δf
尚、kは、1〜Fr/Δf
Fk=Fref+(k−1−(Fr/Δf))×Δf
尚、kは、(Fr/Δf)+1〜N) (式2)
式1または式2が成り立つようにしてもよい。
The number of the plurality of drive units and the number of the plurality of servo control units are each N, the variable range of the carrier frequency of the plurality of servo control units is Fr, and the carrier frequency of the plurality of servo control units is constant. If the frequency is shifted by Δf,
If N does not exceed Fr / Δf,
Fk = Fref + (k−1) × Δf (Formula 1)
K is 1 to N.
When N exceeds Fr / Δf,
Fk = Fref + (k−1) × Δf
K is 1 to Fr / Δf.
Fk = Fref + (k-1- (Fr / Δf)) × Δf
K is (Fr / Δf) +1 to N) (Formula 2)
Formula 1 or Formula 2 may be satisfied.

本実施形態によるサーボ制御システム1、数値制御装置NCおよび駆動機構DM1〜DM3の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of the servo control system 1, numerical controller NC, and drive mechanism DM1-DM3 by this embodiment. サーボアンプAMP1の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of servo amplifier AMP1. 軸番号とキャリア周波数との対応関係の一例を示す表。The table | surface which shows an example of the correspondence of an axis number and a carrier frequency. 複数のスイッチングノイズが同じタイミングで重畳した通信信号を示す図、および、互いにタイミングのずれた複数のスイッチングノイズが重畳した通信信号を示す図。The figure which shows the communication signal on which the some switching noise was superimposed at the same timing, and the figure which shows the communication signal on which the some switching noise from which timing shifted mutually was superimposed.

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment does not limit the present invention.

図1は、本実施形態によるサーボ制御システム1、数値制御装置NCおよび駆動機構DM1〜DM3の構成の一例を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a servo control system 1, a numerical controller NC, and drive mechanisms DM1 to DM3 according to the present embodiment.

サーボ制御システム1は、サーボ制御部としてのサーボアンプAMP1〜AMP3と、駆動部としてのモータM1〜M3とを備えている。サーボアンプAMP1〜AMP3は、モータM1〜M3のそれぞれに対応して設けられている。サーボアンプAMP1〜AMP3は、数値制御装置NCから位置指令を受け、その位置指令に従って速度指令や電流指令を生成し、その速度指令や電流指令に基づいてモータM1〜M3を駆動させる。サーボアンプAMP1〜AMP3は、モータM1〜M3への供給電流をPWM(Pulse Width Modulation)制御によってスイッチングし、それにより、モータM1〜M3を駆動させる。モータM1〜M3は、それぞれサーボアンプAMP1〜AMP3から電力供給を受けて駆動機構DM1〜DM3を動作させる。尚、サーボアンプAMP1〜AMP3、モータM1〜M3および駆動機構DM1〜DM3のそれぞれの個数は、3つに限定されず、2つであっても、あるいは、4つ以上であってもよい。   The servo control system 1 includes servo amplifiers AMP1 to AMP3 as servo control units and motors M1 to M3 as drive units. The servo amplifiers AMP1 to AMP3 are provided corresponding to the motors M1 to M3, respectively. The servo amplifiers AMP1 to AMP3 receive a position command from the numerical controller NC, generate a speed command and a current command according to the position command, and drive the motors M1 to M3 based on the speed command and the current command. The servo amplifiers AMP1 to AMP3 switch the current supplied to the motors M1 to M3 by PWM (Pulse Width Modulation) control, thereby driving the motors M1 to M3. The motors M1 to M3 receive power supply from the servo amplifiers AMP1 to AMP3, respectively, and operate the drive mechanisms DM1 to DM3. The number of servo amplifiers AMP1 to AMP3, motors M1 to M3, and drive mechanisms DM1 to DM3 is not limited to three, but may be two or four or more.

モータM1〜M3には、それぞれロータリエンコーダRE1〜RE3が設けられている。ロータリエンコーダRE1〜RE3は、それぞれモータM1〜M3の軸の回転を検出し、その位置の変移を測定する。ロータリエンコーダRE1〜RE3は、モータM1〜M3の軸の位置変移をサーボアンプAMP1〜AMP3へフィードバックする。   The motors M1 to M3 are provided with rotary encoders RE1 to RE3, respectively. The rotary encoders RE1 to RE3 detect the rotation of the shafts of the motors M1 to M3, respectively, and measure the position shift. The rotary encoders RE1 to RE3 feed back the shaft position shifts of the motors M1 to M3 to the servo amplifiers AMP1 to AMP3.

駆動機構DM1〜DM3には、それぞれリニアエンコーダLE1〜LE3が設けられている。リニアエンコーダLE1〜LE3は、駆動機構DM1〜DM3の位置の変移を測定する。リニアエンコーダLE1〜LE3は、駆動機構DM1〜DM3の位置変移をサーボアンプAMP1〜AMP3へフィードバックする。   The drive mechanisms DM1 to DM3 are provided with linear encoders LE1 to LE3, respectively. The linear encoders LE1 to LE3 measure the displacement of the positions of the drive mechanisms DM1 to DM3. The linear encoders LE1 to LE3 feed back position shifts of the drive mechanisms DM1 to DM3 to the servo amplifiers AMP1 to AMP3.

サーボアンプAMP1〜AMP3は、ロータリエンコーダRE1〜RE3およびリニアエンコーダLE1〜LE3からのフィードバックを受けて、駆動機構DM1〜DM3またはモータM1〜M3の位置を補正するために位置の測定値を補正した後に、速度指令を生成する。さらに、サーボアンプAMP1〜AMP3は、その速度指令に基づいてモータM1〜M3を駆動させる。このように、サーボ制御システム1は、数値制御装置NCから位置指令に従って駆動機構DM1〜DM3を所望の位置に移動させるように機能する。   Servo amplifiers AMP1 to AMP3 receive feedback from the rotary encoders RE1 to RE3 and the linear encoders LE1 to LE3, and then correct the position measurement values to correct the positions of the drive mechanisms DM1 to DM3 or the motors M1 to M3. Generate a speed command. Further, the servo amplifiers AMP1 to AMP3 drive the motors M1 to M3 based on the speed command. Thus, the servo control system 1 functions to move the drive mechanisms DM1 to DM3 to a desired position in accordance with the position command from the numerical controller NC.

さらに、サーボアンプAMP1〜AMP3は、通信線CLによって互いに通信可能に接続されている。   Further, the servo amplifiers AMP1 to AMP3 are communicably connected to each other via a communication line CL.

図2は、サーボアンプAMP1の構成の一例を示すブロック図である。尚、サーボアンプAMP2、AMP3の構成は、サーボアンプAMP1の構成と同様でよいので、その詳細な説明は省略する。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the servo amplifier AMP1. Note that the configuration of the servo amplifiers AMP2 and AMP3 may be the same as the configuration of the servo amplifier AMP1, and therefore detailed description thereof is omitted.

サーボアンプAMP1は、インバータ2と、電源3と、バッファ4と、CPU5と、発振器11とを備えている。インバータ2は、電源3とモータM1と間に設けられており、電源3からの電力をスイッチングする。インバータ2は、CPU5からバッファ4を介してパルス信号を受け、そのパルス信号(パルス幅)に従ってスイッチング動作を行う。即ち、インバータ2のスイッチングは、PWM方式で制御される。   The servo amplifier AMP1 includes an inverter 2, a power supply 3, a buffer 4, a CPU 5, and an oscillator 11. The inverter 2 is provided between the power source 3 and the motor M1, and switches power from the power source 3. The inverter 2 receives a pulse signal from the CPU 5 via the buffer 4 and performs a switching operation according to the pulse signal (pulse width). That is, the switching of the inverter 2 is controlled by the PWM method.

CPU5は、制御部6と、シーケンサ8と、記憶部10とを備えている。制御部6は、位置指令およびフィードバックされた測定値から電流指令をシーケンサ8に出力する。シーケンサ8は、記憶部10に格納された所定のキャリア周波数に基づいてパルス信号を発生する。パルス信号は、インバータ2をスイッチング制御するためにインバータ2へ送られる。   The CPU 5 includes a control unit 6, a sequencer 8, and a storage unit 10. The control unit 6 outputs a current command to the sequencer 8 from the position command and the measured value fed back. The sequencer 8 generates a pulse signal based on a predetermined carrier frequency stored in the storage unit 10. The pulse signal is sent to the inverter 2 for switching control of the inverter 2.

記憶部10は、軸番号およびキャリア周波数を格納する。軸番号は、サーボアンプAMP1に対応するモータM1に固有の番号であり、他のモータM2、M3と区別するために設定されている。ここで、キャリア周波数は、軸番号に応じて設定されている。軸番号とキャリア周波数との対応関係については後述する。   The storage unit 10 stores the axis number and the carrier frequency. The axis number is a number unique to the motor M1 corresponding to the servo amplifier AMP1, and is set to be distinguished from the other motors M2 and M3. Here, the carrier frequency is set according to the axis number. The correspondence between the axis number and the carrier frequency will be described later.

発振器11は、サーボアンプAMP1のキャリア周波数のもととなるクロック信号を生成する。クロック信号の周波数は、複数のサーボアンプAMP1〜AMP3の全てにおいて等しい。   The oscillator 11 generates a clock signal that is a source of the carrier frequency of the servo amplifier AMP1. The frequency of the clock signal is the same in all of the plurality of servo amplifiers AMP1 to AMP3.

次に、本実施形態によるサーボ制御システム1の動作を説明する。   Next, the operation of the servo control system 1 according to the present embodiment will be described.

まず、数値制御装置NCからの位置指令を受けて、制御部6は、位置指令に従って速度指令および電流指令を算出し、その電流指令をシーケンサ8に入力する。   First, upon receiving a position command from the numerical controller NC, the control unit 6 calculates a speed command and a current command according to the position command, and inputs the current command to the sequencer 8.

シーケンサ8は、電流指令に応じたデューティ比で、インバータ2をスイッチングするように制御信号を出力する。このとき、シーケンサ8は、発振器11のクロックに基づいて、記憶部10に格納されたキャリア周波数を有するPWMキャリアを発生する。シーケンサ8は、PWMキャリアに基づいてパルス信号を発生する。   The sequencer 8 outputs a control signal so as to switch the inverter 2 at a duty ratio corresponding to the current command. At this time, the sequencer 8 generates a PWM carrier having a carrier frequency stored in the storage unit 10 based on the clock of the oscillator 11. The sequencer 8 generates a pulse signal based on the PWM carrier.

そして、インバータ2は、このパルス信号に基づいてオン/オフスイッチングし、電源からの電力をモータM1へ供給する。   Then, the inverter 2 performs on / off switching based on this pulse signal, and supplies power from the power source to the motor M1.

ここで、複数のサーボアンプAMP1〜AMP3が複数のモータM1〜M3を同じキャリア周波数で制御した場合、複数のサーボアンプAMP1〜AMP3のスイッチングノイズが重畳することがある。例えば、サーボアンプAMP1〜AMP3のスイッチングノイズは、通信線CLを伝搬する信号に重畳する場合がある。この場合、3つのサーボアンプAMP1〜AMP3のスイッチングノイズが重畳するため、そのスイッチングノイズは、非常に大きく増幅されてしまう。スイッチングノイズが大きいと、サーボアンプAMP1〜AMP3は、通信線CLを伝搬する信号を誤って検出する可能性が高まり、通信異常となる。   Here, when the plurality of servo amplifiers AMP1 to AMP3 control the plurality of motors M1 to M3 at the same carrier frequency, switching noises of the plurality of servo amplifiers AMP1 to AMP3 may be superimposed. For example, the switching noise of the servo amplifiers AMP1 to AMP3 may be superimposed on a signal propagating through the communication line CL. In this case, since the switching noises of the three servo amplifiers AMP1 to AMP3 are superimposed, the switching noise is greatly amplified. If the switching noise is large, the servo amplifiers AMP1 to AMP3 are more likely to erroneously detect a signal propagating through the communication line CL, resulting in a communication abnormality.

そこで、本実施形態によるサーボ制御システム1の複数のサーボアンプAMP1〜AMP3は、互いに異なるキャリア周波数でモータM1〜M3への供給電流をスイッチングするように構成される。   Therefore, the plurality of servo amplifiers AMP1 to AMP3 of the servo control system 1 according to the present embodiment are configured to switch supply currents to the motors M1 to M3 at different carrier frequencies.

図3(A)および図3(B)は、軸番号とキャリア周波数との対応関係の一例を示す表である。図3(A)および図3(B)を参照して、本実施形態によるキャリア周波数の設定について説明する。図3(A)および図3(B)の表では、モータは、M1〜M16の16軸設けられており、それぞれのモータM1〜M16に対するキャリア周波数Fc(kHz)が表示されている。尚、これらの表は、予め設定されており、記憶部10に格納されている。また、モータM1〜M16に対応するサーボアンプは、それぞれAMP1〜AMP16とする。   FIGS. 3A and 3B are tables showing an example of the correspondence between axis numbers and carrier frequencies. With reference to FIG. 3 (A) and FIG. 3 (B), the setting of the carrier frequency by this embodiment is demonstrated. 3A and 3B, 16 motors M1 to M16 are provided, and the carrier frequency Fc (kHz) for each motor M1 to M16 is displayed. These tables are preset and stored in the storage unit 10. The servo amplifiers corresponding to the motors M1 to M16 are AMP1 to AMP16, respectively.

図3(A)に示す表では、クロック周波数に基づいて生成された基準キャリア周波数Frefが5kHzである。クロック周波数は、全ての軸(モータM1〜M16、サーボアンプAMP1〜AMP16)に対して共通であり、従って、基準キャリア周波数Frefも全ての軸に対して等しく共通である。キャリア周波数Fcの可変範囲(レンジ)Frは、5.0kHz〜6.0kHzである。キャリア周波数Fcの可変幅Δfは、0.1kHzである。即ち、モータM1〜M16のキャリア周波数Fcは、可変範囲Frの間で可変幅Δfずつずれるように設定されている。例えば、図3(A)では、モータM1〜M10のキャリア周波数Fcは、5.0kHz、5.1kHz、5.2kHz・・・5.9kHz、並びに、モータM11〜M16のキャリア周波数Fcは、5.0kHz、5.1kHz、5.2kHz・・・5.5kHzと設定されている。   In the table shown in FIG. 3A, the reference carrier frequency Fref generated based on the clock frequency is 5 kHz. The clock frequency is common to all axes (motors M1 to M16, servo amplifiers AMP1 to AMP16), and therefore the reference carrier frequency Fref is equally common to all axes. The variable range (range) Fr of the carrier frequency Fc is 5.0 kHz to 6.0 kHz. The variable width Δf of the carrier frequency Fc is 0.1 kHz. That is, the carrier frequencies Fc of the motors M1 to M16 are set so as to shift by a variable width Δf between the variable ranges Fr. For example, in FIG. 3A, the carrier frequencies Fc of the motors M1 to M10 are 5.0 kHz, 5.1 kHz, 5.2 kHz... 5.9 kHz, and the carrier frequencies Fc of the motors M11 to M16 are 5. It is set to 0.0 kHz, 5.1 kHz, 5.2 kHz... 5.5 kHz.

このようにキャリア周波数Fcを設定することによって、モータM1〜M10のキャリア周波数Fcは、可変幅Δf(0.1kHz)ずつずれているので、モータM1〜M10のスイッチングノイズは重畳しない。また、モータM11〜M16のキャリア周波数Fcも、可変幅Δf(0.1kHz)ずつずれているので、モータM11〜M16のスイッチングノイズは重畳しない。   By setting the carrier frequency Fc in this way, the carrier frequencies Fc of the motors M1 to M10 are shifted by a variable width Δf (0.1 kHz), so that the switching noises of the motors M1 to M10 are not superimposed. Further, since the carrier frequencies Fc of the motors M11 to M16 are also shifted by the variable width Δf (0.1 kHz), the switching noise of the motors M11 to M16 is not superimposed.

尚、モータM1〜M6のキャリア周波数は、モータM11〜M16のキャリア周波数とそれぞれ等しいので、モータM1〜M6のスイッチングノイズは、モータM11〜M16のスイッチングノイズとそれぞれ重畳する可能性がある。しかし、多数の軸(M1〜M16およびAMP1〜AMP16)のキャリア周波数を限られた可変範囲Fr内において割り振るためには、2つ軸のスイッチングノイズが重複することを許容せざるを得ない場合もある。2つのスイッチングノイズの重複であれば、互いに及ぼし合う影響(増幅率)は小さく、サーボアンプAMP1〜AMP16間の通信異常は発生しない。   Since the carrier frequencies of the motors M1 to M6 are equal to the carrier frequencies of the motors M11 to M16, the switching noises of the motors M1 to M6 may overlap with the switching noises of the motors M11 to M16, respectively. However, in order to allocate the carrier frequencies of a large number of axes (M1 to M16 and AMP1 to AMP16) within the limited variable range Fr, it may be necessary to allow the switching noises of the two axes to overlap. is there. If the two switching noises overlap, the influence (amplification factor) exerted on each other is small, and no communication abnormality occurs between the servo amplifiers AMP1 to AMP16.

さらに、モータM1〜M16がM1〜M16の順番に配列されている場合、キャリア周波数の等しいモータM1とモータM11との間には、9個のモータM2〜M10が配置されている。従って、モータM1とモータM11とのスイッチングノイズは、互いに及ぼし合う影響(増幅率)が小さいと言える。モータM2とM12との関係、モータM3とM13との関係、モータM4とM14との関係、モータM5とM15との関係、モータM6とM16との関係は、モータM1とモータM11との関係と同様である。   Further, when the motors M1 to M16 are arranged in the order of M1 to M16, nine motors M2 to M10 are arranged between the motor M1 and the motor M11 having the same carrier frequency. Therefore, it can be said that the switching noise between the motor M1 and the motor M11 has a small influence (amplification factor) on each other. The relationship between the motors M2 and M12, the relationship between the motors M3 and M13, the relationship between the motors M4 and M14, the relationship between the motors M5 and M15, and the relationship between the motors M6 and M16 are the relationship between the motor M1 and the motor M11. It is the same.

図3(B)に示す表では、クロック周波数に基づいて生成された基準キャリア周波数Frefが10kHzである。クロック周波数は、全ての軸(モータM1〜M16、サーボアンプAMP1〜AMP16)に対して共通であり、従って、基準キャリア周波数Frefも全ての軸に対して等しく共通である。キャリア周波数Fcの可変範囲(レンジ)Frは、9.0kHz〜10.0kHzである。キャリア周波数Fcの可変幅Δfは、0.1kHzである。即ち、モータM1〜M16のキャリア周波数Fcは、可変範囲Frの間で可変幅Δfずつずれるように設定されている。例えば、図3(B)では、モータM1〜M10のキャリア周波数Fcは、9.0kHz、9.1kHz、9.2kHz・・・9.9kHz、並びに、モータM11〜M16のキャリア周波数Fcは、9.0kHz、9.1kHz、9.2kHz・・・9.5kHzと設定されている。   In the table shown in FIG. 3B, the reference carrier frequency Fref generated based on the clock frequency is 10 kHz. The clock frequency is common to all axes (motors M1 to M16, servo amplifiers AMP1 to AMP16), and therefore the reference carrier frequency Fref is equally common to all axes. The variable range (range) Fr of the carrier frequency Fc is 9.0 kHz to 10.0 kHz. The variable width Δf of the carrier frequency Fc is 0.1 kHz. That is, the carrier frequencies Fc of the motors M1 to M16 are set so as to shift by a variable width Δf between the variable ranges Fr. For example, in FIG. 3B, the carrier frequencies Fc of the motors M1 to M10 are 9.0 kHz, 9.1 kHz, 9.2 kHz, 9.9 kHz, and the carrier frequencies Fc of the motors M11 to M16 are 9 These are set to 0.0 kHz, 9.1 kHz, 9.2 kHz, and 9.5 kHz.

このようにキャリア周波数Fcを設定することによって、モータM1〜M10のキャリア周波数Fcは、可変幅Δf(0.1kHz)ずつずれているので、モータM1〜M10のスイッチングノイズは重畳しない。また、モータM11〜M16のキャリア周波数Fcも、可変幅Δf(0.1kHz)ずつずれているので、モータM11〜M16のスイッチングノイズは重畳しない。   By setting the carrier frequency Fc in this way, the carrier frequencies Fc of the motors M1 to M10 are shifted by a variable width Δf (0.1 kHz), so that the switching noises of the motors M1 to M10 are not superimposed. Further, since the carrier frequencies Fc of the motors M11 to M16 are also shifted by the variable width Δf (0.1 kHz), the switching noise of the motors M11 to M16 is not superimposed.

尚、図3(B)に示す例においても、モータM1〜M6のスイッチングノイズは、モータM11〜M16のスイッチングノイズとそれぞれ重畳する可能性がある。しかし、上述の通り、2つのスイッチングノイズの重複であれば、サーボアンプAMP1〜AMP16間の通信異常は発生せず、かつ、軸の配置から互いに与える影響を抑制することができる。   In the example shown in FIG. 3B, the switching noises of the motors M1 to M6 may overlap with the switching noises of the motors M11 to M16, respectively. However, as described above, if the two switching noises overlap, no communication abnormality occurs between the servo amplifiers AMP1 to AMP16, and the influence on each other from the arrangement of the axes can be suppressed.

本実施形態は以下のように一般化することができる。   This embodiment can be generalized as follows.

軸数(モータの数、サーボアンプの数)がN(Nは自然数)であり、キャリア周波数の可変範囲がFr(Fref〜Fref+Fr)であり、サーボアンプのキャリア周波数がそれぞれ一定周波数Δfずつずれているものとする。   The number of axes (the number of motors and the number of servo amplifiers) is N (N is a natural number), the variable range of the carrier frequency is Fr (Fref to Fref + Fr), and the carrier frequency of the servo amplifier is shifted by a certain frequency Δf. It shall be.

NがFr/Δfを超えていない場合、モータM〜Mの各キャリア周波数F〜Fは、それぞれFref、Fref+Δf、Fref+2×Δf・・・Fref+(N−1)×Δfとすればよい。即ち、式1が成り立つ。
Fk(k=1〜N)=Fref+(k−1)×Δf (式1)
尚、である。
If N does not exceed Fr / Δf, the carrier frequencies F 1 to F N of the motors M 1 to MN are Fref, Fref + Δf, Fref + 2 × Δf... Fref + (N−1) × Δf, respectively. Good. That is, Formula 1 is established.
Fk (k = 1 to N) = Fref + (k−1) × Δf (Formula 1)
In addition,

NがFr/Δfを超えている場合、モータM〜Mの各キャリア周波数F〜Fは、それぞれFref、Fref+Δf、Fref+2×Δf・・・Fref+Fr−(Fr/Δf)、Fref、Fref+Δf、Fref+2×Δf・・・とすればよい。即ち、式2が成り立つ。
Fk(k=1〜Fr/Δf)=Fref+(k−1)×Δf
Fk(k=(Fr/Δf)+1〜N)=Fref+(k−1−(Fr/Δf))×Δf (式2)
If N is greater than Fr / Delta] f, the motor M 1 ~M each carrier frequencies F 1 of the N to F N are each Fref, Fref + Δf, Fref + 2 × Δf ··· Fref + Fr- (Fr / Δf), Fref, Fref + Δf , Fref + 2 × Δf... That is, Formula 2 is established.
Fk (k = 1 to Fr / Δf) = Fref + (k−1) × Δf
Fk (k = (Fr / Δf) +1 to N) = Fref + (k−1− (Fr / Δf)) × Δf (Formula 2)

Nが2×Fr/Δfを超えている場合、モータM〜Mの各キャリア周波数F〜Fは、それぞれFref、Fref+Δf、Fref+2×Δf・・・Fref+Fr−(Fr/Δf)、Fref、Fref+Δf、Fref+2×Δf・・・Fref+Fr−(Fr/Δf)、Fref、Fref+Δf、Fref+2×Δf・・・とすればよい。 When N exceeds 2 × Fr / Δf, the carrier frequencies F 1 to F N of the motors M 1 to MN are Fref, Fref + Δf, Fref + 2 × Δf... Fref + Fr− (Fr / Δf), Fref, respectively. Fref + Δf, Fref + 2 × Δf... Fref + Fr− (Fr / Δf), Fref, Fref + Δf, Fref + 2 × Δf.

このように各軸のキャリア周波数F〜Fを設定することによって、複数のスイッチングノイズが重複することを可及的に抑制することができる。尚、キャリア周波数が高いとサーボアンプにおける発熱が大きくなる。従って、キャリア周波数として、可変範囲Frの上限値付近の周波数を用いることはできだけ避けることが好ましい。 By setting the carrier frequencies F 1 to F N for each axis in this way, it is possible to suppress as much as possible a plurality of switching noises from overlapping. When the carrier frequency is high, heat generation in the servo amplifier increases. Therefore, it is preferable to avoid as much as possible the frequency near the upper limit value of the variable range Fr as the carrier frequency.

以上のように本実施形態によるサーボ制御システム1の複数のサーボアンプは、互いに異なるキャリア周波数で複数のモータへの供給電流をスイッチングする。これにより、複数のサーボアンプのスイッチングノイズのタイミングが互いにずれ、複数のスイッチングノイズが互いに重畳することを可及的に抑制することができる。即ち、サーボ制御システム1は、多軸モータを制御する場合であっても、スイッチングノイズの増幅を抑制することができる。その結果、通信線CLを伝搬する信号等に重畳するスイッチングノイズが低減し、正確な通信を確保することができる。   As described above, the plurality of servo amplifiers of the servo control system 1 according to the present embodiment switches the supply current to the plurality of motors at different carrier frequencies. Thereby, the timings of the switching noises of the plurality of servo amplifiers are shifted from each other, and the overlapping of the plurality of switching noises can be suppressed as much as possible. That is, the servo control system 1 can suppress amplification of switching noise even when controlling a multi-axis motor. As a result, switching noise superimposed on a signal propagating through the communication line CL is reduced, and accurate communication can be ensured.

例えば、図4(A)は、複数のスイッチングノイズが同じタイミングで重畳した通信信号を示す図である。図4(B)は、互いにタイミングのずれた複数のスイッチングノイズが重畳した通信信号を示す図である。図4(A)では、複数のスイッチングノイズによってノイズが増幅されている。このため、通信信号に大きなノイズが発生している。従って、通信信号が誤って検出されるおそれが高い。これに対し、図4(B)では、本実施形態によるサーボ制御システム1のように複数の軸のインバータ2のスイッチングのタイミングが互いにずれている。このため、スイッチングノイズが分散され、スイッチングノイズは増幅されない。従って、通信信号に重畳するスイッチングノイズが小さく、通信信号は比較的正確に伝達され得る。   For example, FIG. 4A is a diagram illustrating a communication signal in which a plurality of switching noises are superimposed at the same timing. FIG. 4B is a diagram illustrating a communication signal on which a plurality of switching noises having different timings are superimposed. In FIG. 4A, noise is amplified by a plurality of switching noises. For this reason, a large noise is generated in the communication signal. Therefore, there is a high possibility that the communication signal is erroneously detected. In contrast, in FIG. 4B, the switching timings of the inverters 2 of a plurality of axes are shifted from each other as in the servo control system 1 according to the present embodiment. For this reason, switching noise is dispersed and switching noise is not amplified. Therefore, the switching noise superimposed on the communication signal is small, and the communication signal can be transmitted relatively accurately.

1…サーボ制御システム、NC…数値制御装置、DM1〜DM3…駆動機構、AMP1〜AMP3…サーボアンプ、M1〜M3…モータ、RE1〜RE3…ロータリエンコーダ、LE1〜LE3…リニアエンコーダ、2…インバータ、3…電源、4…バッファ、5…CPU、11…発振器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Servo control system, NC ... Numerical control device, DM1-DM3 ... Drive mechanism, AMP1-AMP3 ... Servo amplifier, M1-M3 ... Motor, RE1-RE3 ... Rotary encoder, LE1-LE3 ... Linear encoder, 2 ... Inverter, 3 ... power supply, 4 ... buffer, 5 ... CPU, 11 ... oscillator

Claims (5)

駆動機構を動作させる複数の駆動部と、
前記複数の駆動部のそれぞれに対応して設けられ、互いに異なるキャリア周波数で前記駆動部への供給電流をスイッチングする複数のサーボ制御部とを備えたサーボ制御システム。
A plurality of drive units for operating the drive mechanism;
A servo control system comprising a plurality of servo control units provided corresponding to each of the plurality of drive units and switching supply currents to the drive units at different carrier frequencies.
前記複数のサーボ制御部は、PWM制御方式で前記複数の駆動部を制御することを特徴とする請求項1に記載のサーボ制御システム。   The servo control system according to claim 1, wherein the plurality of servo control units control the plurality of drive units by a PWM control method. 前記複数のサーボ制御部のキャリア周波数は、一定周波数ずつずれていることを特徴とする請求項1に記載のサーボ制御システム。   The servo control system according to claim 1, wherein carrier frequencies of the plurality of servo control units are shifted by a certain frequency. 前記複数のサーボ制御部のキャリア周波数のもととなるクロックの周波数は、前記複数のサーボ制御部の全てにおいて等しいことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のサーボ制御システム。   4. The servo according to claim 1, wherein a frequency of a clock that is a base of a carrier frequency of the plurality of servo control units is the same in all of the plurality of servo control units. 5. Control system. 前記複数の駆動部の数および前記複数のサーボ制御部の数がそれぞれNであり、前記複数のサーボ制御部のキャリア周波数の可変範囲がFrであり、前記複数のサーボ制御部のキャリア周波数が一定周波数Δfずつずれているとすると、
NがFr/Δfを超えていない場合、
Fk=Fref+(k−1)×Δf (式1)
尚、kは、1〜N
NがFr/Δfを超えている場合、
Fk=Fref+(k−1)×Δf
尚、kは、1〜Fr/Δf
Fk=Fref+(k−1−(Fr/Δf))×Δf
尚、kは、(Fr/Δf)+1〜N) (式2)
式1または式2が成り立つことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のサーボ制御システム。
The number of the plurality of drive units and the number of the plurality of servo control units are each N, the variable range of the carrier frequency of the plurality of servo control units is Fr, and the carrier frequency of the plurality of servo control units is constant. If the frequency is shifted by Δf,
If N does not exceed Fr / Δf,
Fk = Fref + (k−1) × Δf (Formula 1)
K is 1 to N.
When N exceeds Fr / Δf,
Fk = Fref + (k−1) × Δf
K is 1 to Fr / Δf.
Fk = Fref + (k-1- (Fr / Δf)) × Δf
K is (Fr / Δf) +1 to N) (Formula 2)
The servo control system according to any one of claims 1 to 4, wherein Formula 1 or Formula 2 is established.
JP2013157020A 2013-07-29 2013-07-29 Servo control system Active JP6211336B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013157020A JP6211336B2 (en) 2013-07-29 2013-07-29 Servo control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013157020A JP6211336B2 (en) 2013-07-29 2013-07-29 Servo control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015027236A true JP2015027236A (en) 2015-02-05
JP6211336B2 JP6211336B2 (en) 2017-10-11

Family

ID=52491478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013157020A Active JP6211336B2 (en) 2013-07-29 2013-07-29 Servo control system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6211336B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017122420A1 (en) * 2016-01-12 2017-07-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 In-vehicle device control method and in-vehicle control device
CN107819417A (en) * 2016-08-29 2018-03-20 湖南中车时代电动汽车股份有限公司 More motor integrated manipulator Support Capacitor capacity calculation methods
WO2021079832A1 (en) * 2019-10-24 2021-04-29 株式会社デンソー Control system for electric moving body

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02211092A (en) * 1989-02-08 1990-08-22 Hitachi Ltd Pwm power converter
JP2004312922A (en) * 2003-04-09 2004-11-04 Toyota Motor Corp Power convertor controller
JP2008054911A (en) * 2006-08-31 2008-03-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor driving device of washing drying machine
JP2009089550A (en) * 2007-10-02 2009-04-23 Nissan Motor Co Ltd Power conversion device and power conversion method
JP2010279111A (en) * 2009-05-27 2010-12-09 Denso Corp Switching apparatus
WO2011135687A1 (en) * 2010-04-28 2011-11-03 トヨタ自動車株式会社 Device for controlling electric motor
JP2012157171A (en) * 2011-01-26 2012-08-16 Denso Corp Onboard electric system
JP2013059181A (en) * 2011-09-07 2013-03-28 Denso Corp Power conversion device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02211092A (en) * 1989-02-08 1990-08-22 Hitachi Ltd Pwm power converter
JP2004312922A (en) * 2003-04-09 2004-11-04 Toyota Motor Corp Power convertor controller
JP2008054911A (en) * 2006-08-31 2008-03-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Motor driving device of washing drying machine
JP2009089550A (en) * 2007-10-02 2009-04-23 Nissan Motor Co Ltd Power conversion device and power conversion method
JP2010279111A (en) * 2009-05-27 2010-12-09 Denso Corp Switching apparatus
WO2011135687A1 (en) * 2010-04-28 2011-11-03 トヨタ自動車株式会社 Device for controlling electric motor
JP2012157171A (en) * 2011-01-26 2012-08-16 Denso Corp Onboard electric system
JP2013059181A (en) * 2011-09-07 2013-03-28 Denso Corp Power conversion device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017122420A1 (en) * 2016-01-12 2017-07-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 In-vehicle device control method and in-vehicle control device
CN108476007A (en) * 2016-01-12 2018-08-31 日立汽车系统株式会社 The control method and on-vehicle control apparatus of mobile unit
JPWO2017122420A1 (en) * 2016-01-12 2018-11-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 In-vehicle device control method and in-vehicle controller
CN107819417A (en) * 2016-08-29 2018-03-20 湖南中车时代电动汽车股份有限公司 More motor integrated manipulator Support Capacitor capacity calculation methods
CN107819417B (en) * 2016-08-29 2020-01-14 湖南中车时代电动汽车股份有限公司 Method for calculating supporting capacitor capacity for multi-motor integrated controller
WO2021079832A1 (en) * 2019-10-24 2021-04-29 株式会社デンソー Control system for electric moving body
JP2021069203A (en) * 2019-10-24 2021-04-30 株式会社デンソー Control system for electric mobile body

Also Published As

Publication number Publication date
JP6211336B2 (en) 2017-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6211336B2 (en) Servo control system
JP5648722B1 (en) Linear motor system
JP2013027105A (en) Motor driving circuit and motor driving system
JP2011211892A (en) Motor driving apparatus
EP2933512A1 (en) Magnetic bearing arrangement and method of operating a magnetic bearing arrangement
US11340578B2 (en) Machine control system, machine controller, and vibration suppression command generation method
EP4228149A1 (en) Pulse width modulated control of servo
JP5280190B2 (en) Magnetic bearing control device
JP2012196091A (en) Motor driving current amplifier, motor driving device, driving method of the same, and motor driving system
JP2013183631A (en) Motor driving circuit, motor driving apparatus having the same, and motor driving method
JP2011130533A (en) Drive unit of stepping motor and drive method
JP2015233372A (en) Control method of multi-coil ac motor
JP6173612B2 (en) Rotation angle detection device and rotation angle detection method
JP6391489B2 (en) Motor control device
JP2018194457A (en) Motor driving device
JPH1132499A (en) Motor controller
JP2015089193A (en) Inverter control device
JP2018045484A (en) Positioning controller
JP6232579B2 (en) Motor drive device
JP2020010481A (en) Electric motor control device for home appliance device
JP2005348548A (en) Inverter device
JP2008092721A (en) Synchronous motor control device
JP5236038B2 (en) Drive control device for brushless motor
JP6943132B2 (en) Inverter
JP6291181B2 (en) Oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160411

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170210

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170215

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170323

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170815

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170913

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6211336

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350