JP2738163B2 - Servo motor operation method - Google Patents
Servo motor operation methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複数のサーボモータの
同期運転の切り換え方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for switching a synchronous operation of a plurality of servomotors.
【０００２】[0002]
【従来の技術】通常、サーボモータはサーボアンプと一
対で使用される。図２は独立運転されるサーボモータと
サーボアンプの従来の使用例を示す図である。図２にお
いて、サーボモータ４の回転速度は、上位コントローラ
１の速度指令器２からサーボアンプ３に与えられる速度
指令値に従う。このようなサーボモータとサーボアンプ
の組合せは、用途によっては、複数の軸を同じ速度で動
かしたい、あるいは、従側サーボモータの速度を主側サ
ーボモータの速度に合わせて動かしたい、という要求か
ら複数の組合せが使われることがある。しかし図に示し
た従来の独立運転のサーボモータを単に組合せて複数台
運転とした例を示す図３の場合は、各サーボアンプのバ
ラツキやサーボモータに加わる外乱などによって各サー
ボモータの速度が互いにずれてしまい、十分に同期した
運転をさせることは期待できなかった。そこで、図４の
ように主側サーボモータの速度フィードバック信号を直
接、従側サーボモータの速度指令とする方法が考えられ
た。図において、５は主側サーボアンプ、６は従側サー
ボアンプ、７は必要に応じて周波数を電圧に変換した
り、デジタル信号をアナログ信号に変換したりする変換
器、８は主側サーボモータ、９は従側サーボモータであ
る。この図のように、フィードバック信号と速度指令の
信号の種類が異なる時は、同じ信号にするため変換器が
用いられる。このようにすると、各サーボアンプのバラ
ツキや外乱があっても、主側サーボモータの速度に従側
サーボモータの速度を追従させることができる。２台の
モータの主従関係を固定した他の実施例に特開平２−２
３１９７８号公報に開示された方法も考えられている。
これらは、主側サーボモータと従側サーボモータの組合
せが固定された場合のものであるが、用途によっては独
立運転と同期運転を切り換えて両者を使い分けたい場合
がある。そのような場合、独立運転と、同期運転の従来
の切り換えを説明する図５のように、上位コントローラ
１内の信号出力器１１が選択信号を出力して選択器１０
に切り換え指令を与え、主側サーボモータの速度フィー
ドバック信号と、従側速度指令器２２の信号とを切り換
えて従側サーボアンプ６の速度指令とされている。ま
た、用途に応じては、特開平２−２７０５２７号公報に
開示されているように、複数モータの任意の２つを主従
関係に設定して切り換え、単独運転したり、同期運転し
たりする方法も考えられている。2. Description of the Related Art Usually, a servomotor is used in a pair with a servo amplifier. FIG. 2 is a diagram showing a conventional use example of a servo motor and a servo amplifier that are operated independently. In FIG. 2, the rotation speed of the servo motor 4 follows a speed command value given to the servo amplifier 3 from the speed command device 2 of the host controller 1. Depending on the application, such a combination of a servo motor and a servo amplifier is required in order to move a plurality of axes at the same speed, or to move the speed of a slave servo motor in accordance with the speed of a main servo motor. Multiple combinations may be used. However, in the case of FIG. 3, which shows an example in which a plurality of units are operated by simply combining the conventional independent servo motors shown in FIG. It was shifted, and it was not possible to expect a sufficiently synchronized operation. Therefore, a method has been considered in which the speed feedback signal of the main servomotor is directly used as the speed command of the slave servomotor as shown in FIG. In the figure, 5 is a main side servo amplifier, 6 is a slave side servo amplifier, 7 is a converter for converting a frequency into a voltage or a digital signal to an analog signal as required, and 8 is a main side servo motor. , 9 are slave servomotors. As shown in this figure, when the types of the feedback signal and the speed command signal are different, a converter is used to make the same signal. In this way, the speed of the main servomotor can be made to follow the speed of the main servomotor even if there is variation or disturbance in each servo amplifier. Another embodiment in which the master-slave relationship between two motors is fixed is disclosed in
The method disclosed in Japanese Patent No. 31978 is also considered.
These are the cases where the combination of the main servomotor and the slave servomotor is fixed. However, depending on the application, there is a case where it is desired to switch between the independent operation and the synchronous operation and use both of them. In such a case, as shown in FIG. 5 for explaining the conventional switching between the independent operation and the synchronous operation, the signal output device 11 in the host controller 1 outputs a selection signal and outputs the selection signal.
, And a speed feedback signal of the main servomotor and a signal of the slave speed command unit 22 are switched to be a speed command of the slave servo amplifier 6. Further, depending on the application, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-270527, a method of setting and switching any two of a plurality of motors in a master-slave relationship, and performing independent operation or synchronous operation. Is also considered.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、図４と特開
平２−２３１９７８号公報に示された方法は、主従関係
が固定されており、単独運転と同期運転を切り換えて使
うという方法については勿論、どのようにして切り換え
るかということについて、一切示されていない。また、
図５と特開平２−２７０５２７号公報に示された方法に
は単独運転と同期運転の切り換えをする方法が示されて
いるが、単独運転から同期運転に切り換える時は、いず
れも２台のサーボモータの運転状況によっては、切り換
え前後の従側サーボモータの速度指令の大きさが大きく
異なる場合があり、切り換え直後の双方のサーボモータ
に大きなショックがかかり、回転振動が生じたり、過大
電流が流れたりして、サーボアンプやサーボモータ、サ
ーボモータを用いる装置に大きなダメージを与えること
が懸念されるという問題があった。そこで、本発明は、
これらの問題が生じることなく、単独運転と同期運転が
スムーズに切り換えられる、簡単にしてローコストな方
法を提供することを目的とする。However, the method shown in FIG. 4 and Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-231978 has a fixed master-slave relationship. No indication is given as to how to switch. Also,
FIG. 5 and the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-270527 show a method of switching between the independent operation and the synchronous operation. Depending on the operating condition of the motor, the magnitude of the speed command of the slave servo motor before and after switching may differ greatly, and a large shock will be applied to both servo motors immediately after switching, causing rotational vibration or excessive current flow. In addition, there is a problem that the servo amplifier, the servomotor, and the device using the servomotor may be seriously damaged. Therefore, the present invention
An object of the present invention is to provide a simple and low-cost method that can smoothly switch between islanding operation and synchronous operation without these problems.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、複数のサーボモータの独立運転と同期運転
を切り換えるサーボモータの運転方法において、主側サ
ーボモータの速度帰還値と従側サーボモータの速度指令
値を比較して、従側サーボモータのサーボアンプがリア
ルタイムで次のように処理することを特徴としたのであ
る。第１の処理は、主側サーボモータの速度帰還値と従
側サーボモータの速度指令値との差の絶対値が許容速度
差より大きいときは、前記従側サーボモータの速度指令
値をそのまま従側サーボモータの速度指令値とする処理
であり、第２の処理は、主側サーボモータの速度帰還値
と従側サーボモータの速度指令値との差の絶対値が前記
許容速度差より小さいか等しいときは、前記主側サーボ
モータの速度帰還値を従側サーボモータの速度指令値と
する処理である。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a method of operating a servomotor which switches between independent operation and synchronous operation of a plurality of servomotors. The servo command of the servo motor is compared, and the servo amplifier of the slave servo motor performs the following processing in real time. In the first process, when the absolute value of the difference between the speed feedback value of the main servomotor and the speed command value of the slave servomotor is larger than the allowable speed difference, the speed command value of the slave servomotor is used as it is. The second process is to determine whether the absolute value of the difference between the speed feedback value of the main servomotor and the speed command value of the slave servomotor is smaller than the allowable speed difference. If they are equal to each other, the speed feedback value of the main servomotor is used as the speed command value of the slave servomotor.
【０００５】[0005]
【作用】本発明によると、主側サーボモータの回転速度
が従側速度指令器の速度指令値に対応する回転速度とか
け離れているときは独立運転のままで同期運転に入るこ
とはなく、両者が近くなって初めて同期運転に切り換わ
る。すなわち、上位コントローラは切り換えのための選
択信号を出力することなく通常の独立運転の速度指令の
みを出力すればよく、従側サーボモータの速度が主側サ
ーボモータの速度に近づくと、独立運転から同期運転へ
自動的に切り換えられる。従って、簡単な構成にして、
複数のサーボモータの同期運転と単独運転のスムーズな
切り換えが可能となる。According to the present invention, when the rotation speed of the main-side servomotor is far from the rotation speed corresponding to the speed command value of the slave-side speed commander, synchronous operation is not performed in the independent operation. It switches to the synchronous operation only when is near. In other words, the host controller need only output the speed command of the normal independent operation without outputting the selection signal for switching, and when the speed of the slave servo motor approaches the speed of the main servo motor, the host controller starts the independent operation. Automatic switching to synchronous operation. Therefore, with a simple configuration,
Smooth switching between synchronous operation and independent operation of a plurality of servomotors is enabled.
【０００６】[0006]
【実施例】２台のサーボモータを用いた場合の本発明の
一実施例を図１に示す。図において、８は主側サーボモ
ータ、９は主側サーボモータ８と同期運転したり、独立
運転したりする従側サーボモータ、５は主側サーボモー
タ８を駆動する主側サーボアンプ、６は従側サーボモー
タ９を駆動する従側サーボアンプ、２１は主側サーボア
ンプ５に速度指令を与える主側速度指令器、２２は従側
サーボアンプ６に速度指令を与える従側速度指令器、１
は主側速度指令器２１と従側速度指令器２２を備えた上
位コントローラである。主側サーボアンプ５は主側速度
指令器２１のコマンドと主側サーボモータ８の速度フィ
ードバックパルスを入力すると、それぞれ指令速度と回
転速度に換算して比較し、両者が一致するように主側サ
ーボモータ８に電流を供給し、制御する。従側サーボア
ンプ６は、従側速度指令器２２のコマンドとして出力さ
れる指令速度Ｖ1 と主側サーボモータ８の速度フィード
バックパルスとして検出された回転速度Ｖ2 を受けて、
いずれかを速度指令Ｖ0 として取り込む。そして、その
速度指令と従側サーボモータ９の速度フィードバックパ
ルスから換算される回転速度を比較して、両者が一致す
るよう従側サーボモータ９に電流を供給し、制御する。
図では、２台のサーボモータの速度フィードバック信号
がパルス列であり、２つの速度指令器の出力がコマンド
となっていてデジタル信号が用いられているが、いずれ
もアナログ信号となるハードウェア構成を用いてもなん
ら構わない。従側サーボアンプ６から見た指令速度Ｖ1
と回転速度Ｖ2 は従側サーボアンプ６のソフトウェアで
処理されて切り換えられる。その切り換えは次の式に従
って行われる。すなわち、許容速度差をΔＶとすると、 ｜Ｖ1 −Ｖ2 ｜＞ΔＶ のとき Ｖ0 ＝Ｖ1 ・・・・・・（１） ｜Ｖ1 −Ｖ2 ｜≦ΔＶ のとき Ｖ0 ＝Ｖ2 ・・・・・・（２） として、速度指令の切り換えを行うのである。ここにお
いて、許容速度差ΔＶは、これを従側サーボモータの速
度指令にステップ状に加えても、２台のサーボモータに
ショックがかからない程度の量である。このようにする
と、２台のサーボモータが単独運転中に回転速度が近づ
くと、それまでＶ1 がＶ0 とされていた状態を変えて、
Ｖ2 がＶ0 とされて同期運転に入るので、従側サーボモ
ータにショックがかかることなく、主側サーボモータ８
に追従してなめらかな同期運転に移行することができ
る。また同期運転中に、負荷が大きくなるなどして、Ｖ
2 とＶ1 の差が大きくなると、Ｖ1 がＶ0 に切り換えら
れて無理な運転をすることなく、単独運転へスムーズに
移行できて、従側サーボモータにかかるショックを回避
することができる。以上、２台のサーボモータの単独運
転と同期運転の切り換えをする運転方法について述べ
た。３台以上のサーボモータの切り換えを行う場合、前
記主側サーボモータを１台目、前記従側サーボモータを
２台目とすると、１台目と２台目の前記関係を、２台目
と３台目、３台目と４台目、・・・というように当ては
めていけばよく、同様の効果が得られる。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention in which two servomotors are used. In the drawing, reference numeral 8 denotes a main servomotor, 9 denotes a slave servomotor that operates synchronously with the main servomotor 8 or operates independently, 5 denotes a main servo amplifier that drives the main servomotor 8, and 6 denotes a main servomotor. A slave servo amplifier for driving the slave servo motor 9, a main speed commander 21 for giving a speed command to the main servo amplifier 5, a slave speed commander 22 for giving a speed command to the slave servo amplifier 6, 1
Is a higher-level controller including a main-side speed commander 21 and a slave-side speed commander 22. When the main-side servo amplifier 5 receives the command of the main-side speed commander 21 and the speed feedback pulse of the main-side servomotor 8, the main-side servo amplifier 5 converts the command speed into the commanded speed and compares them with the rotational speed. A current is supplied to the motor 8 for control. The slave servo amplifier 6 receives the command speed V 1 output as a command of the slave speed commander 22 and the rotation speed V 2 detected as a speed feedback pulse of the main servo motor 8,
Incorporate either as a speed command V 0. Then, the speed command is compared with the rotation speed converted from the speed feedback pulse of the slave servo motor 9, and a current is supplied to the slave servo motor 9 so that the two match, and the control is performed.
In the figure, the speed feedback signals of the two servomotors are pulse trains, the outputs of the two speed commanders are commands, and digital signals are used. It doesn't matter. Command speed V 1 viewed from slave side servo amplifier 6
And the rotation speed V 2 are processed by software of the slave servo amplifier 6 and switched. The switching is performed according to the following equation. That is, assuming that the allowable speed difference is ΔV, V 0 = V 1 when | V 1 −V 2 |> ΔV (1) V 0 = V when | V 1 −V 2 | ≦ ΔV The switching of the speed command is performed as 2 (2). Here, the allowable speed difference ΔV is such an amount that no shock is applied to the two servomotors even if the allowable speed difference ΔV is added stepwise to the speed command of the slave servomotor. In this way, when the rotation speeds approach during the two servo motors are operating independently, the state in which V 1 has been set to V 0 is changed,
Since V 2 enters the synchronized operation is a V 0, without consuming shock detail side servo motor, a main-side servo motor 8
, And the operation can be shifted to a smooth synchronous operation. In addition, during synchronous operation, V
When the difference between the 2 and V 1 is increased, it is possible to V 1 is without unreasonable driving is switched to V 0, it can smoothly transition to isolated operation, to avoid the shock applied to the detail side servo motor. The operation method for switching between the independent operation and the synchronous operation of the two servomotors has been described above. When switching three or more servomotors, if the main servomotor is the first and the slave servomotor is the second, the relationship between the first and second servomotors is The third unit, the third unit and the fourth unit, and so on may be applied, and the same effect can be obtained.
【０００７】[0007]
【発明の効果】上記のように、サーボアンプの２入力が
パルス信号となっているものについては、ソフトウェア
で処理しているため、切り換え方はサーボモータの仕様
に応じてソフトウェアの変更をするだけでよい。また、
上位コントローラは、従側サーボモータの速度指令を主
側サーボモータの回転速度に近づけるだけで自動的に同
期運転に切り換えられるので、いつでも独立運転として
の制御を行っていればよく、サーボアンプとのやり取り
が簡単にすむという効果もある。As described above, since the two signals of the servo amplifier are pulse signals, the signals are processed by software, so that the switching method is performed only by changing the software according to the specifications of the servo motor. Is fine. Also,
The upper-level controller can automatically switch to synchronous operation only by bringing the speed command of the slave servo motor closer to the rotation speed of the main servo motor. There is also an effect that the exchange is easy.
【図１】本発明の一実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the present invention.
【図２】従来のサーボモーアとサーボアンプの使用例を
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of use of a conventional servo mower and servo amplifier.
【図３】従来の独立運転の他の実施例を説明する図であ
る。FIG. 3 is a diagram illustrating another embodiment of the conventional independent operation.
【図４】従来の同期運転を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional synchronous operation.
【図５】独立運転と同期運転の従来の切り換えを説明す
る図である。FIG. 5 is a diagram illustrating conventional switching between independent operation and synchronous operation.
１ 上位コントローラ ２ 速度指令器 ３ サーボアンプ ４ サーボモータ ５ 主側サーボアンプ ６ 従側サーボアンプ ７ 変換器 ８ 主側サーボモータ ９ 従側サーボモータ １０ 選択器 １１ 信号出力器 ２１ 主側速度指令器 ２２ 従側速度指令器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper controller 2 Speed commander 3 Servo amplifier 4 Servo motor 5 Main-side servo amplifier 6 Subordinate-side servo amplifier 7 Converter 8 Main-side servomotor 9 Subordinate-side servomotor 10 Selector 11 Signal output device 21 Main-side speed commander 22 Slave commander
Claims (1)
を切り換えるサーボモータの運転方法において、主側サ
ーボモータの速度帰還値と従側サーボモータの速度指令
値を比較して、従側サーボモータのサーボアンプがリア
ルタイムで以下のように処理することを特徴とするサー
ボモータの運転方法。 （１）主側サーボモータの速度帰還値と従側サーボモー
タの速度指令値との差の絶対値が許容速度差より大きい
ときは、前記従側サーボモータの速度指令値をそのまま
従側サーボモータの速度指令値とする。 （２）主側サーボモータの速度帰還値と従側サーボモー
タの速度指令値との差の絶対値が前記許容速度差より小
さいか等しいときは、前記主側サーボモータの速度帰還
値を従側サーボモータの速度指令値とする。In a method of operating a servomotor for switching between independent operation and synchronous operation of a plurality of servomotors, a speed feedback value of a main servomotor is compared with a speed command value of a slave servomotor, and a slave servomotor is controlled. A servo amplifier operating in real time as follows. (1) When the absolute value of the difference between the speed feedback value of the main servomotor and the speed command value of the slave servomotor is larger than the allowable speed difference, the speed command value of the slave servomotor is used as it is. Speed command value. (2) When the absolute value of the difference between the speed feedback value of the main servomotor and the speed command value of the slave servomotor is smaller than or equal to the allowable speed difference, the speed feedback value of the main servomotor is set to the slave side. This is the speed command value of the servo motor.
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Family Applications (1)
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