JP2617963B2 - 過電流に対するサーボモータ保護制御装置 - Google Patents
過電流に対するサーボモータ保護制御装置Info
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- JP2617963B2 JP2617963B2 JP63001813A JP181388A JP2617963B2 JP 2617963 B2 JP2617963 B2 JP 2617963B2 JP 63001813 A JP63001813 A JP 63001813A JP 181388 A JP181388 A JP 181388A JP 2617963 B2 JP2617963 B2 JP 2617963B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はサーボモータの保護制御装置に関し、特に過
電流に起因してサーボモータに使用されているマグネッ
トが減磁されることを防止する保護制御装置に関する。
産業用ロボットの駆動源として使用するサーボモータに
対して適用することができる。
電流に起因してサーボモータに使用されているマグネッ
トが減磁されることを防止する保護制御装置に関する。
産業用ロボットの駆動源として使用するサーボモータに
対して適用することができる。
一般にサーボモータ110を制御駆動するシステムを第
４図に示す。NC制御装置100から位置指令とサーボモー
タ110の検出器からの位置帰還信号とを取り込んだ位置
制御部102は速度制御部104に速度信号を送り、サーボモ
ータ110から速度帰還信号をも取り込んで次の電流制御
部106へ電流指令を発信し、パワーアンプ回路108から帰
還する電流帰還信号と前記電流指令とを取り込んだ電流
制御部106はパワーアンプ回路108に対してPWM信号を発
信する。これによりサーボモータ110へ駆動電流を通電
することができる。
４図に示す。NC制御装置100から位置指令とサーボモー
タ110の検出器からの位置帰還信号とを取り込んだ位置
制御部102は速度制御部104に速度信号を送り、サーボモ
ータ110から速度帰還信号をも取り込んで次の電流制御
部106へ電流指令を発信し、パワーアンプ回路108から帰
還する電流帰還信号と前記電流指令とを取り込んだ電流
制御部106はパワーアンプ回路108に対してPWM信号を発
信する。これによりサーボモータ110へ駆動電流を通電
することができる。
このパワーアンプ回路108の構成を第５図に示す。PWM
信号を受けたPWM回路110はフォトカプラ112とFET（フー
リエ変換器）114を介してパワートランジスタブリッジ1
16へ信号送信している。一方電源からはMCC（マグネチ
ックコンダクタ）118、全波整流回路120及び抵抗122を
介してパワートランジスタブリッジ116へ電流を流して
おり、更に他の抵抗124と非常用短絡回路128とを介して
サーボモータ110へ駆動電流を供給している。この場合
上記抵抗124の両端電圧をモニタすることにより実駆動
電流を電流検出回路126によって検出している。また抵
抗122の両端電圧を過電流検出回路130によってモニタす
ることにより過電流を監視している。設定電圧（電流）
を超えるとフォトカプラ112をオフする他MCC118をオフ
する。MCC118がオフされると非常時短絡回路128を短絡
させてダイナミックブレーキ作用によりサーボモータ11
0を停止させる。
信号を受けたPWM回路110はフォトカプラ112とFET（フー
リエ変換器）114を介してパワートランジスタブリッジ1
16へ信号送信している。一方電源からはMCC（マグネチ
ックコンダクタ）118、全波整流回路120及び抵抗122を
介してパワートランジスタブリッジ116へ電流を流して
おり、更に他の抵抗124と非常用短絡回路128とを介して
サーボモータ110へ駆動電流を供給している。この場合
上記抵抗124の両端電圧をモニタすることにより実駆動
電流を電流検出回路126によって検出している。また抵
抗122の両端電圧を過電流検出回路130によってモニタす
ることにより過電流を監視している。設定電圧（電流）
を超えるとフォトカプラ112をオフする他MCC118をオフ
する。MCC118がオフされると非常時短絡回路128を短絡
させてダイナミックブレーキ作用によりサーボモータ11
0を停止させる。
上記過電流検出回路130はハードウェアであるがソフ
トウェア上で過電流を監視するシステムを第６図に示
す。速度制御部104の出す電流指令を電流監視部140にお
いて予め設定してある限界電流値と比較している。この
比較はNC制御装置100とのコミュニケーション周期TP毎
に実行している。
トウェア上で過電流を監視するシステムを第６図に示
す。速度制御部104の出す電流指令を電流監視部140にお
いて予め設定してある限界電流値と比較している。この
比較はNC制御装置100とのコミュニケーション周期TP毎
に実行している。
上記第５図の場合では、ハードウェア回路によって実
電流をモニタするので非常時にリアルタイムで電流をオ
フできる。然しながら、過電流検出に用いる抵抗値のば
らつき（±10％以内が規格である。）、或いは温度上昇
に伴う抵抗値の変化等のため設定値の微調整が難しい。
また一般にサーボモータの限界電流値は機種によって異
なるので、同一パワーアンプ回路で数種類のサーボモー
タに対応出来るようにしたい場合、限界電流値の設定に
フレキシビリティが要求されるが、該要求に応えること
が困難である。
電流をモニタするので非常時にリアルタイムで電流をオ
フできる。然しながら、過電流検出に用いる抵抗値のば
らつき（±10％以内が規格である。）、或いは温度上昇
に伴う抵抗値の変化等のため設定値の微調整が難しい。
また一般にサーボモータの限界電流値は機種によって異
なるので、同一パワーアンプ回路で数種類のサーボモー
タに対応出来るようにしたい場合、限界電流値の設定に
フレキシビリティが要求されるが、該要求に応えること
が困難である。
上記第６図の場合ではソフトウェアによって実行する
ための限界電流値をパラメータ上で設定できる。従って
値の微調整並びに変更が容易である。
ための限界電流値をパラメータ上で設定できる。従って
値の微調整並びに変更が容易である。
然しながら、第６図の電流監視システムは指令電流を
監視するのであり、実際の駆動電流とは必ずしも一致し
ない。例えばサーボモータが高速回転する際には電流ル
ープの遅れが顕著になり、指令電流に対して実電流が小
さくなる。また、NC制御装置とのコミュニケーション周
期は通常10ms前後であるため、過電流であると判断して
から実際にパワーアンプ回路で電流がオフされるまで少
なくとも同程度の時間が必要となる。これはパワートラ
ンジスタの保護等には十分な応答時間であるが、サーボ
モータのマグネットの減磁の様に1ms以内で起こる現象
に対しては致命的である。
監視するのであり、実際の駆動電流とは必ずしも一致し
ない。例えばサーボモータが高速回転する際には電流ル
ープの遅れが顕著になり、指令電流に対して実電流が小
さくなる。また、NC制御装置とのコミュニケーション周
期は通常10ms前後であるため、過電流であると判断して
から実際にパワーアンプ回路で電流がオフされるまで少
なくとも同程度の時間が必要となる。これはパワートラ
ンジスタの保護等には十分な応答時間であるが、サーボ
モータのマグネットの減磁の様に1ms以内で起こる現象
に対しては致命的である。
依って本発明は過電流を正確に検出すると共に、過電
流の発生した場合には応答性良く駆動電流を遮断するこ
とを目的とする。
流の発生した場合には応答性良く駆動電流を遮断するこ
とを目的とする。
本発明の構成を第１図に示す。本図は、位置指令の信
号とサーボモータ22の回転情報に応じて電流を指令する
電流指令手段10と、該電流指令の信号を受信してPWM信
号を発生させる電流制御手段12と、該PWM信号を受信し
て前記サーボモータへ通電する駆動電流を制御する通電
制御手段14と、該駆動電流制御の信号に応じて前記サー
ボモータへ駆動電流を流す電流供給手段16と、該駆動電
流を検出する電流検出手段18と、該電流検出手段から帰
還させる電流帰還信号を受信して予め設定した限界電流
値との大小を比較すると共に該限界電流値を超えている
場合には前記PWM信号を遮断する信号を発生させる電流
監視手段20とを具備し、前記電流制御手段は前記電流指
令信号の他前記電流帰還信号を受信して前記PWM信号を
発信させる過電流に対するサーボモータ保護制御装置を
図示している。
号とサーボモータ22の回転情報に応じて電流を指令する
電流指令手段10と、該電流指令の信号を受信してPWM信
号を発生させる電流制御手段12と、該PWM信号を受信し
て前記サーボモータへ通電する駆動電流を制御する通電
制御手段14と、該駆動電流制御の信号に応じて前記サー
ボモータへ駆動電流を流す電流供給手段16と、該駆動電
流を検出する電流検出手段18と、該電流検出手段から帰
還させる電流帰還信号を受信して予め設定した限界電流
値との大小を比較すると共に該限界電流値を超えている
場合には前記PWM信号を遮断する信号を発生させる電流
監視手段20とを具備し、前記電流制御手段は前記電流指
令信号の他前記電流帰還信号を受信して前記PWM信号を
発信させる過電流に対するサーボモータ保護制御装置を
図示している。
すなわち、本発明によれば、位置指令の信号とサーボ
モータの回転情報に応じて該サーボモータへの駆動電流
の入力を指令する電流指令信号を送出する電流指令手段
と、該電流指令信号を受信してPWM信号を後段の通電制
御手段に向けて送出する電流制御手段と、該PWM信号を
受信して前記サーボモータへ供給する駆動電流の通電量
を制御するための駆動電流制御信号を送出する通電制御
手段と、該駆動電流制御信号に応じて前記サーボモータ
へ所要量の駆動電流を供給する電流供給手段と、該駆動
電流の実電流値を検出すると共に該検出値を電流帰還信
号として送出する電流検出手段と、該電流検出手段から
の電流帰還信号を受信して予め設定した限界電流値との
大小を比較すると共に前記限界電流値を越えている場合
には前記PWM信号を遮断する信号を前記通電制御部に向
けて送出する電流監視手段とを具備し、前記電流制御手
段は前記電流指令信号の他に前記電流帰還信号をも受信
して前記PWM信号を発生、送出することを特徴とする過
電流に対するサーボモータ保護制御装置を供給して課題
を解決するようにした。
モータの回転情報に応じて該サーボモータへの駆動電流
の入力を指令する電流指令信号を送出する電流指令手段
と、該電流指令信号を受信してPWM信号を後段の通電制
御手段に向けて送出する電流制御手段と、該PWM信号を
受信して前記サーボモータへ供給する駆動電流の通電量
を制御するための駆動電流制御信号を送出する通電制御
手段と、該駆動電流制御信号に応じて前記サーボモータ
へ所要量の駆動電流を供給する電流供給手段と、該駆動
電流の実電流値を検出すると共に該検出値を電流帰還信
号として送出する電流検出手段と、該電流検出手段から
の電流帰還信号を受信して予め設定した限界電流値との
大小を比較すると共に前記限界電流値を越えている場合
には前記PWM信号を遮断する信号を前記通電制御部に向
けて送出する電流監視手段とを具備し、前記電流制御手
段は前記電流指令信号の他に前記電流帰還信号をも受信
して前記PWM信号を発生、送出することを特徴とする過
電流に対するサーボモータ保護制御装置を供給して課題
を解決するようにした。
本発明では電流監視手段によって指令電流ではなく、
実際の駆動電流を監視しているので過電流を正確に検知
できる。更に、電流監視手段の作動周期を小さくし、応
答性よく通電をオフすることができる。
実際の駆動電流を監視しているので過電流を正確に検知
できる。更に、電流監視手段の作動周期を小さくし、応
答性よく通電をオフすることができる。
第２図に本発明に係る通電流に対するサーボモータ保
護制御装置を図示している。二転鎖線30内はソフトウェ
ア制御であり、内部の矢線は処理の流れを表示したもの
である。ホストであるNC制御装置100からサーボモータ2
2の回転位置の指令32が周期TP毎に発信される。これを
図示していないRAMを介して受信すると共にサーボモー
タ22の回転位置検出器から送信される回転位置帰還信号
38を受信する位置制御部102はRAMを介して速度制御部10
4に対して速度指令信号34を送信する。これを速度制御
部104は周期Tv毎に取り込むと共に、サーボモータ22の
有する回転速度検出器から送信される回転速度帰還信号
40を受信して、電流制御部106にRAMに介して電流指令信
号36を送信する。これを電流制御部106は周期Ti毎に取
り込むと共に後述の駆動実電流検知帰還信号44をも受信
してD/A変換器98を通して、PWM回路110へPWM信号42を送
信する。
護制御装置を図示している。二転鎖線30内はソフトウェ
ア制御であり、内部の矢線は処理の流れを表示したもの
である。ホストであるNC制御装置100からサーボモータ2
2の回転位置の指令32が周期TP毎に発信される。これを
図示していないRAMを介して受信すると共にサーボモー
タ22の回転位置検出器から送信される回転位置帰還信号
38を受信する位置制御部102はRAMを介して速度制御部10
4に対して速度指令信号34を送信する。これを速度制御
部104は周期Tv毎に取り込むと共に、サーボモータ22の
有する回転速度検出器から送信される回転速度帰還信号
40を受信して、電流制御部106にRAMに介して電流指令信
号36を送信する。これを電流制御部106は周期Ti毎に取
り込むと共に後述の駆動実電流検知帰還信号44をも受信
してD/A変換器98を通して、PWM回路110へPWM信号42を送
信する。
一方、電源からMCC（マグネチックコンダクタ）118、
全波整流回路120、パワートランジスタブリッジ116、電
流検出用抵抗124、及び非常時短絡回路128を介してサー
ボモータ22へ駆動電流46を供給している。上述のPWM回
路110はフォトカプラ112とFET（フーリエ変換器）114を
介してパワートランジスタブリッジ116を通過する電流
を制御する。
全波整流回路120、パワートランジスタブリッジ116、電
流検出用抵抗124、及び非常時短絡回路128を介してサー
ボモータ22へ駆動電流46を供給している。上述のPWM回
路110はフォトカプラ112とFET（フーリエ変換器）114を
介してパワートランジスタブリッジ116を通過する電流
を制御する。
電流検出用抵抗124を介して電流検出回路126によって
駆動実電流46を検出し、A/D変換器96を介して電流制御
部106に電流検知帰還信号44を送ると共に電流監視部28
にも入力させる。この電流監視部28の処理フローを第３
図に示す。この処理は時間割り込みルーチン50によって
速度制御部104の出力する電流指令信号36をRAMを介して
電流制御部106取り込むのと同一の周期Tiにて行なわれ
る。ステップ52において駆動電流値ｉを取り込み、ステ
ップ54において取り込み電流値ｉが予め設定してある電
流限界値i0を超えているか否かを判定する。限界値i0以
下であるならばリターンする。超えていればステップ56
において電流制御部106が出力するPWM信号をオフすると
共にMCC118をオフする指令を出す。更にはNC制御装置10
0ヘアラーム表示の指令を出す。
駆動実電流46を検出し、A/D変換器96を介して電流制御
部106に電流検知帰還信号44を送ると共に電流監視部28
にも入力させる。この電流監視部28の処理フローを第３
図に示す。この処理は時間割り込みルーチン50によって
速度制御部104の出力する電流指令信号36をRAMを介して
電流制御部106取り込むのと同一の周期Tiにて行なわれ
る。ステップ52において駆動電流値ｉを取り込み、ステ
ップ54において取り込み電流値ｉが予め設定してある電
流限界値i0を超えているか否かを判定する。限界値i0以
下であるならばリターンする。超えていればステップ56
において電流制御部106が出力するPWM信号をオフすると
共にMCC118をオフする指令を出す。更にはNC制御装置10
0ヘアラーム表示の指令を出す。
NC制御信号100から位置制御部102のルーチンへ位置指
令36を割り込ませる周期Tpは通常100ms程度であり、速
度制御部104のルーチンが速度指令34を取り込む周期TV
は例えばTP/8であり1ms程度である。また電流制御部106
のルーチンが電流指令36を取り込む周期Tiは例えばTV/4
であり、250μｓ程度である。電流監視部28のルーチン
が電流検知帰還信号44を取り込み過電流状態か否かを判
定する周期もTiである。従って、過電流が流れ始めてか
らその過電流状態を示す電流検知帰還信号44を取り込む
までの最大時間はTiであり、PWMをオフする指令を出し
てから実際に電流値が零となるまでは数μｓ程度の時間
遅れで済む。このため過電流状態になってから通電をオ
フするまでは数百μｓであり、サーボモータ22内のマグ
ネットの減磁を回避することができる。更にステップ56
においてはMCC118のオフ指令と、NC制御装置100ヘアラ
ーム指令をも出している。MCC118は反応が遅く、実際に
電源がオフとなるまでの時間は数十msを要する。このMC
C118がオフされた後にサーボモータ22の各相の巻線を非
常時短絡回路128によって短絡させ、上記PWMオフ指令に
よる電流遮断後のサーボモータ22の楕走をダイナミック
ブレーキの作用によって停止させる。上記MCC118がオフ
されることによりパワートランジスタの保護も可能とな
る。一方アラーム指令は、マイコン30とNC制御装置100
とのコミュニケーション周期TPが十ms程度であること、
並びにNC制御装置内のシステムに基づきランプ点燈等の
アラーム表示は遅れる。然しながら既にサーボモータ22
への過電流はPWMオフ指令により数百μｓの遅れ時間内
でオフされているため特に問題はなく十分である。
令36を割り込ませる周期Tpは通常100ms程度であり、速
度制御部104のルーチンが速度指令34を取り込む周期TV
は例えばTP/8であり1ms程度である。また電流制御部106
のルーチンが電流指令36を取り込む周期Tiは例えばTV/4
であり、250μｓ程度である。電流監視部28のルーチン
が電流検知帰還信号44を取り込み過電流状態か否かを判
定する周期もTiである。従って、過電流が流れ始めてか
らその過電流状態を示す電流検知帰還信号44を取り込む
までの最大時間はTiであり、PWMをオフする指令を出し
てから実際に電流値が零となるまでは数μｓ程度の時間
遅れで済む。このため過電流状態になってから通電をオ
フするまでは数百μｓであり、サーボモータ22内のマグ
ネットの減磁を回避することができる。更にステップ56
においてはMCC118のオフ指令と、NC制御装置100ヘアラ
ーム指令をも出している。MCC118は反応が遅く、実際に
電源がオフとなるまでの時間は数十msを要する。このMC
C118がオフされた後にサーボモータ22の各相の巻線を非
常時短絡回路128によって短絡させ、上記PWMオフ指令に
よる電流遮断後のサーボモータ22の楕走をダイナミック
ブレーキの作用によって停止させる。上記MCC118がオフ
されることによりパワートランジスタの保護も可能とな
る。一方アラーム指令は、マイコン30とNC制御装置100
とのコミュニケーション周期TPが十ms程度であること、
並びにNC制御装置内のシステムに基づきランプ点燈等の
アラーム表示は遅れる。然しながら既にサーボモータ22
への過電流はPWMオフ指令により数百μｓの遅れ時間内
でオフされているため特に問題はなく十分である。
以上の説明から明らかな様に本発明によれば、サーボ
モータに流れる実際の駆動電流の値を検出して、過電流
が流れている場合には数百μｓという応答性により電流
をオフすることができるのでマグネットの減磁が回避さ
れる。従ってサーボモータ、並びに該サーボモータを使
用するロボットの信頼性が向上する。
モータに流れる実際の駆動電流の値を検出して、過電流
が流れている場合には数百μｓという応答性により電流
をオフすることができるのでマグネットの減磁が回避さ
れる。従ってサーボモータ、並びに該サーボモータを使
用するロボットの信頼性が向上する。
第１図は本発明の基本構成図、 第２図は本発明の実施例を示す図、 第３図は第２図の電流監視部ルーチンの流れ図、 第４図は従来の１例としてのサーボモータ駆動制御シス
テム図、 第５図は第４図のパワーアンプ回路図、 第６図は他の従来型サーボモータ駆動制御システム図。 22……サーボモータ、 28……電流監視部ルーチン、 30……マイコン、32……位置指令、 34……速度指令、36……電流指令、 38……回転位置帰還信号、 40……回転速度帰還信号、42……PWM信号、 44……電流検出帰還信号、100……NC制御装置、 118……MCC、 128……非常時短絡回路。
テム図、 第５図は第４図のパワーアンプ回路図、 第６図は他の従来型サーボモータ駆動制御システム図。 22……サーボモータ、 28……電流監視部ルーチン、 30……マイコン、32……位置指令、 34……速度指令、36……電流指令、 38……回転位置帰還信号、 40……回転速度帰還信号、42……PWM信号、 44……電流検出帰還信号、100……NC制御装置、 118……MCC、 128……非常時短絡回路。
Claims (4)
- 【請求項１】位置指令の信号とサーボモータの回転情報
に応じて該サーボモータへの駆動電流の入力を指令する
電流指令信号を送出する電流指令手段（102,104）と、 該電流指令信号を受信してPWM信号を後段の通電制御手
段に向けて送出する電流制御手段（106）と、 該PWM信号を受信して前記サーボモータへ供給する駆動
電流の通電量を制御するための駆動電流制御信号を送出
する通電制御手段（110,112,114）と、 該駆動電流制御信号に応じて前記サーボモータへ所要量
の駆動電流を供給する電流供給手段（118,120,116）
と、 該駆動電流の実電流値を検出すると共に該検出値を電流
帰還信号として送出する電流検出手段（124,126）と、 該電流検出手段からの電流帰還信号を受信して予め設定
した限界電流値との大小を比較すると共に前記限界電流
値を越えている場合には前記PWM信号を遮断する信号を
前記通電制御部に向けて送出する電流監視手段（28）
と、 を具備し、前記電流制御手段は前記電流指令信号の他に
前記電流帰還信号をも受信して前記PWM信号を発生、送
出することを特徴とする過電流に対するサーボモータ保
護制御装置。 - 【請求項２】前記電流供給手段がサーボモータの動力線
を短絡させる短絡回路を有し、前記PWM信号が遮断され
たとき、非常時として該短絡回路を作動させるように構
成されている特許請求の範囲第１項記載の過電流に対す
るサーボモータ保護制御装置。 - 【請求項３】前記サーボモータが回転角度検出器と回転
速度検出器とを有し、前記電流指令手段が前記位置指令
信号と前記回転角度位置検出器の発信する位置帰還信号
とを受信して速度指令を発信する位置制御手段と、該速
度指令信号と前記回転速度検出器の発信する速度帰還信
号とを受信して前記電流指令信号を発信する速度制御手
段とを有して成る特許請求の範囲第１項又は第２項の過
電流に対するサーボモータ保護制御装置。 - 【請求項４】前記電流監視手段は、前記電流帰還信号を
1ms以下の周期で取り込み、該周期毎に前記PWM信号を遮
断するか否かの判断指令を行う特許請求の範囲第１項の
過電流に対するサーボモータ保護制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63001813A JP2617963B2 (ja) | 1988-01-09 | 1988-01-09 | 過電流に対するサーボモータ保護制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63001813A JP2617963B2 (ja) | 1988-01-09 | 1988-01-09 | 過電流に対するサーボモータ保護制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01185125A JPH01185125A (ja) | 1989-07-24 |
| JP2617963B2 true JP2617963B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=11512007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63001813A Expired - Fee Related JP2617963B2 (ja) | 1988-01-09 | 1988-01-09 | 過電流に対するサーボモータ保護制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2617963B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001028893A (ja) * | 1999-07-12 | 2001-01-30 | Fanuc Ltd | モータ制御装置 |
| JP6340913B2 (ja) * | 2014-05-21 | 2018-06-13 | 日産自動車株式会社 | 制御装置及び制御方法 |
-
1988
- 1988-01-09 JP JP63001813A patent/JP2617963B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH01185125A (ja) | 1989-07-24 |
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