JP2747804B2

JP2747804B2 - プレイバック式装置の電源装置

Info

Publication number: JP2747804B2
Application number: JP7079865A
Authority: JP
Inventors: 英彦中川; 裕司進藤
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 1998-05-06
Anticipated expiration: 2013-05-06
Also published as: JPH08251922A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプレイバック式装置の電
源装置に関する。さらに詳しくは、ロボットなどのよう
に使用電流がロボットコントローラなどの制御装置によ
り制御されているプレイバック式装置における電源変換
部の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図２に示すように、ロボット
の電源装置１においては、入力された３相交流が変換部
２で直流に変換されて出力されている。すなわち、入力
された３相交流がこの変換部２のトランジスタ群からな
るアクティブフィルタ２１により整流され、ついで電解
コンデンサ（以下、単にコンデンサという）２２により
平滑化されて出力されている。この出力される直流の電
圧が変動すると、ロボットコントローラからロボットに
指令される電流指令値が同じでも、ロボットの出力軸で
得られるトルクに変動が生じ、所望の性能が得られない
ことになる。そこで、制御回路３によりこのコンデンサ
２２間の電圧が一定になるように制御されている。すな
わち、出力側の電流値を検出して、この検出された電流
値を第５補償器３１により電圧に変換するとともに、こ
のコンデンサ２２と並列に接続されている抵抗２３の電
圧降下を検出して、この検出された電圧降下を比例器３
２によりコンデンサ間の電圧に相当するように所定倍率
で増大してコンデンサ２２間の電圧を検出し、これらの
合計値とコンデンサ２２間の設定電圧との偏差を算出
し、その偏差がゼロとなるような制御信号３３をアクテ
ィブフィルタ２１を構成しているトランジスタのベース
に入力して、コンデンサ２２間の電圧が設定値に維持さ
れるようにフィードバック制御がなされている。

【０００３】しかしながら、ロボットの動作形態によ
っては電流値が大きく変動する場合がある。かかる場
合、前記のようなフィードバック制御では電流の変動に
コンデンサ間の電圧制御が追従できず、出力端の電圧を
設定値に維持できなくなる。そのため、出力端に電圧変
動を生ずるとともに、その電圧変動に応じた電流が配電
系統から電源装置に突入する。そして、この突入する電
流の電流値が大きい場合には、配電系統の機器が損傷す
るというような問題が生ずる。

【０００４】また、出力端電圧が変動すると、前述し
たように、ロボットの出力軸が電流指令値に対して想定
されているトルクで駆動されないという問題もある。

【０００５】なお、負荷変動に伴う電源装置の直流電
圧部の電圧変動を改善するために、従来より種々提案が
なされている。例えば、特開昭６２ー１３８０７６号公
報には、電動ミシンにおけるモータの負荷変動による電
源装置の電圧変動を解消するために、指令電圧にある一
定電圧を加算して比較電圧を発生する比較電圧発生回路
と、回生電圧が比較電圧より高くなったとき回生電圧吸
収装置を動作させる比較回路を設けた電源装置が提案さ
れている。

【０００６】しかしながら、前記いずれの提案におい
ても、ロボットなどのプレイバック装置に用いられる電
源装置の改善については、何らの提案もなされていな
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、ロボットなど
のプレイバック装置に用いられても電圧変動が実用上問
題のない程度に抑制されている電源装置を提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明等者は、前記従来
技術の問題点につき鋭意研究した結果、ロボットなどの
プレイバック式装置においては、ロボットコントローラ
などのプレイバック式装置の制御装置により、電流指令
値を知ることができるので、この電流指令値をも用いて
電源変換装置のコンデンサ間の電圧を制御すれば、前記
問題点が氷解されることを見出し本発明を完成するに至
った。

【０００９】すなわち、本発明は、入力された交流を
直流に変換して出力するとともに、その出力される直流
電圧が設定値になるように制御回路により制御されてい
る電源変換部を有するロボットなどのプレイバック式装
置の電源装置において、出力端のコンデンサの電圧指令
値が、前記プレイバック式装置から入力される電流指令
値と出力端における電流検出値との偏差を電圧偏差に変
換した補償値により補償されることを特徴とする。

【００１０】

【作用】検出された出力側の電流値とロボットコントロ
ーラなどからの電流指令値との偏差が算出され、この算
出された偏差が電圧偏差に変換される。この変換された
偏差により、コンデンサ間の電圧設定値とコンデンサ間
の検出電圧との偏差が補正される。そして、この補正さ
れた偏差がゼロとなるような制御信号が制御回路により
生成され、ついでこの制御信号がアクティブフィルタを
構成しているトランジスタのベースに入力されて、コン
デンサ間の電圧が設定値に維持されるようにフィードバ
ック制御される。

【００１１】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明を実施
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。

【００１２】本発明の一実施例にかかわる電源装置の
回路図を図１に示し、同電源装置１は３相交流を直流に
変換してロボットに供給するものである。同電源装置は
図２に示す従来の電源装置１の制御回路３において、補
償器３１の入力を出力端における電流検出値に代えてロ
ボットコントローラからの電流指令値と出力端における
電流検出値との偏差としてコンデンサ間の電圧制御信号
が生成されるように改変されてなるものである。

【００１３】つまり、この電源装置１に入力された３
相交流は、変換部２のトランジスタ群からなるアクティ
ブフィルタ２１により直流に整流され、ついでコンデン
サ２２により平滑化されて出力端Ｐ，Ｎから出力され
る。このアクティブフィルタ２１により整流された電流
の電圧は、制御回路３に入力されているＰＮ間コンデン
サ電圧設定値にしたがって生成される制御電流３３が、
トランジスタのベースに入力されてトランジスタを制御
することにより設定値になるようにされている。

【００１４】そして、ロボットが動作中においては、
ロボットコントローラからの電流指令値（以下、単にロ
ボット電流指令値という）が、この制御回路３に入力さ
れる。この入力されたロボット電流指令値は、別途入力
されている出力端における電流検出値により減算処理さ
れて、それとの偏差が算出される。この算出された偏差
は、第５補償器３１により電圧偏差に変換される。

【００１５】この算出された電圧偏差および別途検出
されているコンデンサ２２間電圧検出値とが、ＰＮコン
デンサ間電圧設定値から減算処理されて、電圧設定値に
対する偏差が算出される。この算出された偏差はローパ
スフィルタ３４により高周波成分が除去され、ついで比
例器３５により所定倍率で増幅された後、分岐されて第
１乗算器３６および第２乗算器３７に入力される。

【００１６】この第１乗算器３６においては、例えば
配電系統のＲ相の相電圧成分と前記偏差との乗算がなさ
れて前記偏差がＲ相と同期させられ、また第２乗算器３
７においては、例えば配電系統のＴ相の相電圧成分と前
記偏差との乗算がなされて前記偏差がＴ相と同期させら
れる。そして、第１乗算器３６において配電系統のＲ相
の相電圧成分と同期させられた電圧偏差は、第１補償器
３８により電流偏差に変換されて配電系統のＲ相におい
て検出された電流値との偏差（第１偏差）が算出され、
また第２乗算器３７において配電系統のＴ相と同期させ
られた電圧偏差は、第２補償器３９により電流偏差に変
換されて配電系統のＴ相において検出された電流値との
偏差（第２偏差）が算出される。この第１偏差および第
２偏差は、それぞれ第３補償器４０および第４補償器４
１により電圧偏差に変換され、この変換されたぞれぞれ
の偏差にＲ相の相電圧成分およびＴ相の相電圧成分が加
算され、ついで比例器４２，４３により所定倍率に増幅
された後、ＰＷＭ回路４４に入力される。

【００１７】ＰＷＭ回路４４においては、この入力さ
れた第１偏差および第２偏差に基づいて、その偏差を解
消するためのトランジスタのベースへの制御電流３３が
生成される。そして、この生成された制御電流３３がト
ランジスタのベースに入力され、それによりトランジス
タの出力が制御されてコンデンサ２２間の電圧が設定値
に維持される。

【００１８】なお、図１において、符号３２は検出さ
れた部分電圧降下をコンデンサ２２間電圧に換算するた
めの比例器を示す。

【００１９】このように、本実施例では、ロボットコ
ントローラからのロボット電流指令値と出力端における
電流検出値との偏差も用いてＰＮ間コンデンサ電圧を制
御しているので、ロボットにおける負荷変動を考慮した
制御がなされる。そのため、ロボットの負荷変動による
配電系統の電流変動を実用上問題のない程度に抑制でき
る。また、ＰＮ間コンデンサ電圧を設定値に維持できる
ので、ロボットの出力軸のトルクと電流指令値との対応
関係を一定とすることができる。また、入力される電源
は３相交流に限定されるものではなく、単相交流とされ
てもよい。

【００２０】以上、本発明を実施例に基づいて説明し
てきたが、本発明はかかる実施例のみに限定されるもの
ではなく、種々改変が可能である。例えば本実施例では
負荷がロボットとされているが、負荷はロボットに限定
されるものではなく、プレイバック式装置であればいか
なるものとされてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
電源装置の出力端電圧を一定にできるので、電源装置へ
の配電系統からの突入電流を実質上問題のない程度に低
減でき、その突入電流による配電系統の損傷を防止でき
るという優れた効果が得られる。

【００２２】また、負荷変動による電源装置の出力端
の電圧低下を抑制できるので、負荷における電流指令値
とトルクとの対応関係を一定に維持できるという効果も
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電源装置の回路図であ
る。

【図２】従来のロボットの電源装置の回路図である。

【符号の説明】

１電源装置２変換部２１アクティブフィルタ２２電解コンデンサ２３抵抗３制御回路３１，３８，３９，４０，４１補償器３２，３５，４２，４３比例器３３制御信号３４ローパスフィルタ３６第１乗算器３７第２乗算器４４ＰＷＭ回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された交流を直流に変換して出力す
るとともに、その出力される直流電圧が設定値になるよ
うに制御回路により制御されている電源変換部を有する
プレイバック式装置の電源装置において、出力端のコンデンサの電圧指令値が、前記プレイバック
式装置から入力される電流指令値と出力端における電流
検出値との偏差を電圧偏差に変換した補償値により補償
されることを特徴とするプレイバック式装置の電源装
置。
【請求項２】前記プレイバック式装置がロボットとさ
れてなることを特徴とする請求項１記載のプレイバック
式装置の電源装置。