JP2915180B2 - サーボモータの多軸制御コントローラ - Google Patents

サーボモータの多軸制御コントローラ

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敏明 長沢
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茂男 小林
実 古林
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複数のサーボモータを適
正に制御することができるサーボモータの多軸制御コン
トローラに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、産業界においては、溶接ロボット
および組立ロボット等の産業用ロボットが広く用いられ
ているが、これらの産業用ロボットではマニピュレータ
の軸の駆動等に、応答性が高く、且つ位置決め精度が高
いサーボモータが広汎に用いられている。
【0003】これらの複数のサーボモータを制御するた
めに、デジタルシグナルプロセッサ(以下、DSPとい
う)を含むサーボモータ制御装置が使用されている。こ
のサーボモータ制御装置では単一のDSPによって複数
のサーボモータを制御することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術に係るサーボモータ制御装置では、予め設定さ
れた制御情報が単一の定格出力のサーボモータに対する
ものであるため、定格出力の異なる複数のサーボモータ
を制御することができないという不都合がある。
【0005】さらに、同一の定格出力のサーボモータで
あっても、予め設定されたフィードバックゲインが一定
であるため、負荷が大きく異なる場合は適正な制御がで
きなくなってしまう。
【0006】本発明はこのような従来の問題点を解決す
るためになされたものであって、定格出力の異なる複数
のサーボモータを適正に制御することができ、また、複
数のサーボモータを負荷に応じて適正に制御することが
可能なサーボモータの多軸制御コントローラを提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、種類の異なるサーボモータと、該サー
ボモータの位置と電流を検出するセンサと、前記各サー
ボモータを駆動するインバータ回路とから、それぞれ構
成される各軸と、該各軸を構成する前記インバータ回路
を制御する制御回路と、該制御回路に対して軸選択情報
と、該軸選択情報により選択される軸の駆動シーケンス
情報を入力する入力手段とを備え、 前記制御回路は、前
記各軸のサーボモータ毎のフィードバックゲイン情報を
含む制御情報を記憶する制御情報記憶回路と、前記各セ
ンサから所望のセンサ出力を選択するセンサ選択回路と
を有し、 前記入力手段により前記制御回路に対して所望
の軸選択情報と該軸の駆動シーケンス情報が入力された
とき、 前記制御回路は、前記所望の軸選択情報により選
択された以外の軸の前記インバータを駆動信号の入力禁
止状態にするとともに、前記軸選択情報に対応する軸の
センサを前記センサ選択回路により選択してセンサ出力
を得、かつ選択された軸の制御情報を前記制御情報記憶
回路から読み出し、前記センサ出力と前記制御情報と前
記駆動シーケンス情報に基づく駆動信号を前記各インバ
ータに送出することを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明に係るサーボモータの多軸制御コントロ
ーラでは、制御回路は、入力手段から出力される所望の
軸選択情報と駆動シーケンス情報に基づいて、前記所望
の軸選択情報により選択された以外の軸のインバータを
駆動信号の入力禁止状態にするとともに、前記軸選択情
報に対応する軸のセンサをセンサ選択回路により選択し
てセンサ出力を得、かつ選択された軸の制御情報を制御
情報記憶回路から読み出し、前記センサ出力と前記制御
情報と前記駆動シーケンス情報に基づく駆動信号を前記
各インバータに送出する。
【0009】従って、制御回路は適正な制御情報とセン
サ情報に従って、適正なインバータ回路に接続されたサ
ーボモータを制御することができる。
【0010】
【実施例】次に、本発明に係るサーボモータの多軸制御
コントローラについて、好適な実施例を挙げ、添付の図
面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0011】図1は本発明に係るサーボモータの多軸制
御コントローラを実施するサーボモータ駆動システムの
構成を示すブロック図である。
【0012】図中、参照符号10はサーボモータ駆動シ
ステムを示す。サーボモータ駆動システム10は交流電
源12を直流に変換するコンバータ回路14と、前記直
流を高周波交流に変換するインバータ回路16a乃至1
6cと、サーボモータ18a乃至18cに通電される電
流値を検出するトロイダルコイル等からなる電流センサ
20a乃至20cと、前記サーボモータ18a乃至18
cの回転量を検出するアブソリュートタイプのエンコー
ダからなる位置センサ22a乃至22cとを備える。
【0013】さらに、サーボモータ駆動システム10は
前記電流センサ20a乃至20cおよび位置センサ22
a乃至22cのセンサ情報を読み取り、前記インバータ
回路16a乃至16cにサーボモータ18a乃至18c
を制御するための信号を導出するコントロール回路24
と、このコントロール回路24にサーボモータ18a乃
至18cの回転速度および変位位置等からなる制御情
報、および駆動するサーボモータ18a乃至18cを選
択する選択情報等を供給するティーチングボックス26
とから構成される。
【0014】図2にコントロール回路24の構成ブロッ
ク図を示す。
【0015】コントロール回路24は、I/O28と、
制御演算部としてのDSP30と、このDSP30の制
御下にインバータ回路16a乃至16cを選択するイン
バータ選択回路32と、制御プログラムを記憶するRO
M34と、制御中のデータ等を一時的に記憶するRAM
36とを備える。
【0016】さらに、コントロール回路24は前記電流
センサ20a乃至20cおよび位置センサ22a乃至2
2c等のセンサから所望のセンサ出力を選択するアナロ
グマルチプレクサからなるセンサ選択回路38と、この
センサ選択回路38から出力される値をデジタル値に変
換するA/D変換回路40とを含み、且つ定格出力の異
なる夫々のサーボモータ18a乃至18cの最適な制御
情報をルックアップテーブル(以下、LUTという)と
して記憶する制御情報記憶回路42とを備える。
【0017】この場合、制御情報記憶回路42はサーボ
モータ18a乃至18cのフィードバックゲイン情報
と、過電流異常および過負荷異常等の異常検出レベル等
からなる制御情報を記憶する。
【0018】以上のように構成されるサーボモータ駆動
システム10によって、ティーチングボックス26から
供給された、例えば、所定の定格出力からなるサーボモ
ータ18aを選択する情報に従ってサーボモータ18a
に適正な制御を施す作用効果を、図1乃至図3を参照し
ながら以下詳細に説明する。
【0019】図示しない外部の装置によって、フィード
バックゲイン情報と、過電流異常および過負荷異常等の
異常検出レベル等からなる制御情報がLUTとして制御
情報記憶回路42に予め記憶されている。
【0020】ティーチングボックス26を用いて入力さ
れたサーボモータ18aを選択する選択情報はI/O2
8を介してDSP30に読み取られ(ステップS3
1)、このサーボモータ18aを示す情報に基づいてD
SP30は、制御情報記憶回路42に予め記憶されてい
るサーボモータ18aの制御情報を示すLUTを読み取
り(ステップS32)、さらに、アナログマルチプレク
サからなるセンサ選択回路38に対して制御信号を出力
して、サーボモータ18aの電流センサ20aおよび位
置センサ22aを選択するとともに、インバータ選択回
路32にインバータ回路16aを選択する選択信号Sを
出力する(ステップS33)。
【0021】前記選択信号Sによって、インバータ選択
回路32に選択されたインバータ回路16aは、DSP
30から出力される駆動信号Dに基づいてサーボモータ
18aを駆動することが可能となり、他のインバータ回
路16bおよび16cは前記駆動信号Dを入力すること
ができない、いわゆる、入力禁止状態となる。
【0022】次いで、DSP30はティーチングボック
ス26から入力されてRAM36に記憶された複数の位
置情報等からなるサーボモータ18aの駆動シーケンス
情報を読み取り(ステップS34)、この駆動信号Dを
インバータ回路16a乃至16cに対して出力するた
め、前記ステップS33によって選択されたインバータ
回路16aのみが駆動信号Dを読み取って、この駆動信
号Dによってインバータ回路16aはサーボモータ18
aを駆動する(ステップS35)。
【0023】ステップS35によってサーボモータ18
aが駆動されると、インバータ回路16aから出力され
る駆動電流Iaを電流センサ20aが読み取り、前記読
み取られた駆動電流Iaはセンサ選択回路38に入力さ
れる。
【0024】センサ選択回路38は、ステップS33に
おいて電流センサ20aを選択しているため、電流セン
サ20aが検出した駆動電流IaはA/D変換回路40
に入力されてデジタル値に変換される。この駆動電流I
aはDSP30に読み取られ、制御情報記憶回路42か
ら読み取られたフィードバックゲイン情報に基づいて制
御演算に使用される。
【0025】一方、サーボモータ18aに配設された位
置センサ22aが検出したサーボモータ18aの回転量
情報Paは電流センサ情報と同様に、センサ選択回路3
8およびA/D変換回路40を経由してDSP30に読
み取られ、サーボモータ18aのフィードバック制御が
行われる。
【0026】RAM36から読み取った駆動シーケンス
情報が全て終了すると(ステップS36)、DSP30
は選択信号Sの出力を停止することにより、インバータ
回路16a乃至16cを入力禁止状態とする(ステップ
S37)。
【0027】以上のステップS31乃至S37の繰り返
しにより、定格出力の異なるサーボモータ18a乃至1
8cはDSP30の制御下に駆動される。
【0028】以上説明したように本実施例によれば、テ
ィーチングボックス26から出力されるサーボモータ1
8aを選択する情報に基づいてDSP30は、予め記憶
されたサーボモータ18aの制御情報を制御情報記憶回
路42から読み取るとともに、インバータ選択回路32
を制御して選択されたサーボモータ18aを駆動するイ
ンバータ回路16aを選択し、且つ、センサ選択回路3
8を制御してサーボモータ18aに配設された電流セン
サ20aおよび位置センサ22aを選択することによ
り、異なる定格出力のサーボモータを定格トルクおよび
定格回転数等の基本的な性能を維持する適正な状態で制
御することができる。
【0029】さらに、電流センサ20aによって検出さ
れたサーボモータ18aを駆動する電流の値によってD
SP30は、制御情報記憶回路42に予め設定されたフ
ィードバックゲインを制御することにより、同一の定格
出力のサーボモータであって負荷が著しく異なる場合で
あっても、適正な電流制御を行うことが可能となる。
【0030】また、複数のサーボモータを単一のコント
ロール回路24とコンバータ回路14とによって制御す
ることができるため、サーボモータ駆動システム10の
小型化を実現することができる。
【0031】
【発明の効果】本発明に係るサーボモータの多軸制御コ
ントローラでは、適正な制御情報とセンサ情報に従っ
て、所定のインバータ回路に接続された複数種類のサー
ボモータを制御回路は適正に制御でき、また、負荷の異
なる複数のサーボモータを負荷に応じて適正に制御する
ことができる。
【0032】従って、定格出力の異なる複数のサーボモ
ータ、および負荷の異なる複数のサーボモータを単一の
コントローラで制御することが可能となるため、サーボ
モータ制御システムの小型化を遂行することができると
ともに、製作費の低減化を実現するという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るサーボモータの多軸制御コントロ
ーラを実施するサーボモータ駆動システムの構成を示す
ブロック図である。
【図2】図1に示すサーボモータ駆動システムにおける
コントロール回路の構成を示すブロック図である。
【図3】図1に示す実施例においてサーボモータを制御
する制御フローチャートである。
【符号の説明】
10…サーボモータ駆動システム 14…コンバータ回路 16a〜16c…インバータ回路 18a〜18c…サーボモータ 20a〜20c…電流センサ 22a〜22c…位置センサ 24…コントロール回路 30…DSP 32…インバータ選択回路 38…センサ選択回路 42…制御情報記憶回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 茂男 埼玉県狭山市新狭山1−10−1 ホンダ エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 古林 実 埼玉県狭山市新狭山1−10−1 ホンダ エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−22103(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05B 19/18 G05B 19/19 G05D 3/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】種類の異なるサーボモータと、該サーボモ
    ータの位置と電流を検出するセンサと、前記各サーボモ
    ータを駆動するインバータ回路とから、それぞれ構成さ
    れる各軸と、 該各軸を構成する前記インバータ回路を制御する制御回
    路と、 該制御回路に対して軸選択情報と、該軸選択情報により
    選択される軸の駆動シーケンス情報を入力する入力手段
    を備え、 前記制御回路は、 前記各軸のサーボモータ毎のフィードバックゲイン情報
    を含む制御情報を記憶する制御情報記憶回路と、 前記各センサから所望のセンサ出力を選択するセンサ選
    択回路と を有し、 前記入力手段により前記制御回路に対して所望の軸選択
    情報と該軸の駆動シーケンス情報が入力されたとき、 前記制御回路は、前記所望の軸選択情報により選択され
    た以外の軸の前記インバータを駆動信号の入力禁止状態
    にするとともに、前記軸選択情報に対応する軸のセンサ
    を前記センサ選択回路により選択してセンサ出力を得、
    かつ選択された軸の制御情報を前記制御情報記憶回路か
    ら読み出し、前記センサ出力と前記制御情報と前記駆動
    シーケンス情報に基づく駆動信号を前記各インバータに
    送出する ことを特徴とするサーボモータの多軸制御コン
    トローラ。
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