JP3252114B2 - 電動モータの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータの制御
装置に関し、特に、数値制御装置により駆動される電動
モータの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動モータの安定動作を妨げる要因とし
て、電動モータのオーバヒートやオフセット電流が知ら
れている。

【０００３】各種機械を駆動する電動モータにおいて、
電動モータを駆動すると、該電動モータは駆動電流によ
る発熱で加熱される。従来、この発熱によるオーバヒー
トを避けるために、電動モータのステータ部や電動モー
タの回転角を検出する回転角検出装置等にサーモスタッ
ト等の温度センサを取り付け、電動モータの表面温度を
測定し、測定値がしきい値を超えると、アラームを発生
させ電動モータの動作を停止させることによって、オー
バヒートを防いでいる。

【０００４】又、このオーバヒートによって電動モータ
は加熱状態とならないように、圧縮空気等による電動モ
ータの冷却（エアブロー）やファンによる電動モータの
冷却が行われている。

【０００５】又、オーバヒートによる電動モータの停止
を防ぐために、電動モータの温度に基づいて電動モータ
の稼働特性を低下させるように各種パラメータを変更す
るも行われている。

【０００６】又、例えば、ＡＣサーボモータでは、電流
ループにおいて、速度ループ等から出力される電流指令
に対して、ロータの電気角位置やモータの速度フィード
バック値から、各相の電流指令を求め出力している。こ
の各相の電流ループは、電流指令と実電流であるフィー
ドバック値が等しくなるように制御を行っている。この
フィードバック値を求める電流検出系には、オフセット
が存在する場合がある。この電流検出系のオフセット
は、電動機の動作に無関係で、電流検出系にのみかかわ
るオフセット分である。この電流オフセットは、電動機
トルクに対して電気角に依存して変化する脈動分を発生
させ、電気角の各一回転に対して一回のトルクリップル
を発生する。

【０００７】従来、この電流検出系におけるオフセット
を補償するために、電源投入時の非常停止中のモータに
電流が流れないオープンな状態において、電流検出系で
検出される値をオフセット値として求め、電流制御時に
おいて、検出された電流値からこのオフセット値を差し
引き、この値を電流フィードバックとしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の電動モータの制
御では、電動モータ側の温度や電流検出系におけるオフ
セット電流によって発生する不安定要素について、アラ
ーム，パラメータの変更，オフセット値の補償等を行
い、これによって、電動モータの動作が安定なものとな
るようにしている。

【０００９】本出願人は、電動モータの安定動作を妨げ
る要因として、電動モータに駆動電流を供給するサーボ
アンプの状態があることを見出した。サーボアンプの温
度や入力電圧の変動すると、電動モータに不安定な動作
が発生する場合があることを確認した。

【００１０】従来、このサーボアンプの状態については
全く考慮されておらず、電動モータ側の温度や電流検出
系のオフセット電流の補償を行っても、電動モータに不
安定動作が残る場合があるという問題があった。

【００１１】そこで、本発明は従来の電動モータの制御
の持つ問題点を解決し、サーボアンプの状態変化により
発する電動モータの不安定動作を改善することができる
電動モータの制御装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の電動モータの制
御装置は、サーボアンプを介して電動モータを駆動する
数値制御装置において、サーボアンプからフィードバッ
クされるサーボアンプの状態情報を入力し、該サーボア
ンプの状態情報に基づいて数値制御装置のパラメータを
変更する手段を備え、このパラメータ変更手段によって
数値制御装置のパラメータを変更し、サーボアンプの変
動に対応して電動モータの制御を行うことによって、サ
ーボアンプの状態変化により発する電動モータの不安定
動作を改善する（請求項１に対応）。

【００１３】本発明において、サーボアンプの状態情報
としては、サーボアンプの温度，サーボアンプに入力す
る入力電圧，電動モータ側から供給される回生電圧を用
いることができる（請求項２，３，４に対応）。

【００１４】又、数値制御装置のパラメータとしては、
動作速度の制御を行う速度オーバーライド，電動モータ
の加速あるいは減速の反応性を調整する加減速時定数，
電流ループでの応答性を調整する電流ループゲイン，温
度変化により変動するモータ帰還電流のオフセット値を
用いることができる。

【００１５】このうち、速度オーバーライドはサーボア
ンプの温度、及び回生電圧に依存する。速度オーバーラ
イドは、サーボアンプの温度と回生電圧に対して逆方向
に制御を行う制御特性を持ち、温度、及び回生電圧の増
加（減少）に対して、速度オーバーライドを減少（増
加）させる制御を行う（請求項５に対応）。

【００１６】加減速時定数はサーボアンプの温度と回生
電圧に対して同方向に制御を行う制御特性を持ち、サー
ボアンプの入力電圧に対して逆方向に制御を行う制御特
性を持つ。温度、及び回生電圧の増加（減少）に対し
て、加減速時定数を増加（減少）させる制御を行い、入
力電圧の増加（減少）に対して、加減速時定数を減少
（増加）させる制御を行う（請求項６に対応）。

【００１７】電流ループゲインはサーボアンプの入力電
圧に対して逆方向に制御を行う制御特性を持ち、入力電
圧の増加（減少）に対して、電流ループゲインを減少
（増加）させる制御を行う（請求項７に対応）。

【００１８】又、モータ帰還電流のオフセット値は温度
依存性を持つ。モータ帰還電流には電動モータの温度に
よるドリフトでは、その電動モータの温度に応じた大き
さのオフセットが生じる。モータ帰還電流のオフセット
補償を、電動モータの温度に応じて設定することによっ
て、電動モータの不安定動作を改善する（請求項８に対
応）。

【００１９】本発明の電動モータの制御装置は、数値制
御装置内に備えるパラメータ変更手段に、サーボアンプ
の状態情報に対するパラメータ値を記憶する記憶手段を
設け、入力した状態情報に対応して記憶手段からパラメ
ータ値を読み出し、この読み出したパラメータ値を用い
てパラメータ変更を行う（請求項９に対応）。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。本発明の電動モータの制
御装置の構成例について図１，２の概略構成図を用いて
説明する。本発明の電動モータの制御装置は、数値制御
装置が備える電動モータの制御を数値制御装置側に設け
た制御装置により制御するものである。

【００２１】そこで、はじめに図１を用いて数値制御装
置の概略を説明する。本発明を適用したサーボモータ制
御系のブロック図である。このサーボモータ制御系の構
成は、従来のディジタルサーボ制御を行う装置と同様で
あるため、概略のみを示す。図１において、１は数値制
御装置（ＣＮＣ）であり、コンピュータ等を有する演算
処理部２，共有ＲＡＭ３，ディジタルサーボ回路４を備
える。なお、ディジタルサーボ回路４は、プロセッサ
（ＣＰＵ），ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有している。又、５は
トランジスタインバータ等を有するサーボアンプ、６は
電動モータ（ＡＣサーボモータ）、７はサーボモータの
回転と共にパルスを発生するエンコーダ及びロータ位相
を検出するロータ位置検出器である。

【００２２】上記ディジタルサーボ回路４のプロセッサ
は、演算処理部２から指令された位置指令もしくは速度
指令を共有ＲＡＭ３を介して読みとり、位置ループ処
理、及び速度ループ処理を行う。

【００２３】本発明の電動モータの制御装置は、上記数
値制御装置が備える電動モータの制御を行うものであ
り、図２はその概略をブロック図で示している。

【００２４】図２において、１０は従来の数値制御装置
１を含む数値制御装置１０であり、電動モータも制御装
置を構成する構成要素として、パラメータ変更手段１
１，パラメータ記憶手段１２を備える。パラメータ変更
手段１１は、サーボアンプ５からサーボアンプの状態情
報を入力し、その状態情報に応じて、電動モータが安定
した動作を行うようサーボアンプ５に出力する指令値を
変更する手段である。

【００２５】又、パラメータ記憶手段は、サーボアンプ
の状態情報に対応したパラメータ値あるいは補正値を記
憶しておく手段であり、パラメータ変更手段１１からの
読み出しに応じてパラメータ値あるいは補正値を出力す
る。記憶するパラメータ値あるいは補正値の記憶形式
は、データテーブルの形式，演算式等の任意の記憶形式
を用いることができる。

【００２６】サーボアンプの状態情報は、サーボアンプ
の温度，サーボアンプに供給される入力電圧，電動モー
タから供給される回生電圧等の情報とすることができ
る。又、この状態情報に応じて変更する電動モータのパ
ラメータとして、速度オーバーライド，加減速時定数，
電流ループゲイン，電流オフセットに適用することがで
きる。なお、サーボアンプの温度は、サーボアンプに設
置した温度センサによって測定することができる。

【００２７】したがって、図２の構成において、サーボ
アンプ５で得た状態情報を数値制御装置１０のパラメー
タ変更手段１１にフィードバックし、状態情報に対応し
てパラメータを変更し、変更したパラメータに対応した
指令をサーボアンプ５に送って電動モータの駆動を行
う。

【００２８】なお、本発明では、サーボアンプの温度に
よって速度オーバーライド，加減速時定数を変更し、サ
ーボアンプの回生電圧によって速度オーバーライド，加
減速時定数を変更し、サーボアンプの入力電圧によって
加減速時定数，電流ループゲインを変更することによっ
て、電動モータの動作を安定化させる。

【００２９】以下、サーボアンプの温度によって速度オ
ーバーライド，加減速時定数を変更する動作について、
図３，４，９のフローチャート及び図１０の説明図を用
いて説明し、サーボアンプの回生電圧によって速度オー
バーライド，加減速時定数を変更する動作について、図
５，６のフローチャートを用いて説明し、サーボアンプ
の入力電圧によって加減速時定数，電流ループゲインを
変更する動作について、図７，８のフローチャートを用
いて説明する。又、サーボアンプの温度に応じて電流オ
フセットの補償を行う構成及び動作を図１１の概略図，
図１２のフローチャート，及び図１３の説明図を用いて
説明する。

【００３０】図３のフローチャートを用いて、サーボア
ンプの温度によって速度オーバーライドを変更する動作
を説明する。数値制御装置１０は図示しない入力手段を
介して、速度オーバーライドのパラメータを変更するか
否かの判定に用いる温度設定値を入力し、パラメータ記
憶手段１２等に記憶する（ステップＳ１）。パラメータ
変更手段１１は、サーボアンプ５に設置された温度セン
サ等の温度測定手段から、サーボアンプ５の温度情報を
入力し（ステップＳ２）、ステップＳ１で記憶しておい
た温度設定値との比較を行う（ステップＳ３）。

【００３１】前記ステップＳ３の比較処理において、サ
ーボアンプの温度が設定値よりも高い場合には、サーボ
アンプが加熱状態にあると判定して、サーボアンプ５に
送る指令速度のオーバーライドを下げる処理を行う。こ
の処理は、パラメータ変更手段１１において、サーボア
ンプの温度に応じたオーバーライド値あるいはオーバー
ライド値の補正値をパラメータ記憶手段１２から読み出
し、この読み出した値を用いてオーバーライド値を変更
することによって行うことができる（ステップＳ４）。

【００３２】又、サーボアンプの温度にかかわらず、あ
らかじめ定めた一定のオーバーライド値あるいは補正値
を用いてオーバーライド値を変更することもできる。

【００３３】前記ステップＳ３の比較処理において、サ
ーボアンプの温度が設定値よりも低い場合には、サーボ
アンプの温度は正常状態にあると判定して、サーボアン
プ５に送る指令速度のオーバーライドを１００％に戻す
処理を行う。この処理は、パラメータ変更手段１１にお
いて行うことができる（ステップＳ５）。

【００３４】図４のフローチャートを用いて、サーボア
ンプの温度によって加減速時定数を変更する動作を説明
する。

【００３５】数値制御装置１０は図示しない入力手段を
介して、加減速時定数のパラメータを変更するか否かの
判定に用いる温度設定値を入力し、パラメータ記憶手段
１２等に記憶する（ステップＳ１１）。パラメータ変更
手段１１は、サーボアンプ５に設置された温度センサ等
の温度測定手段から、サーボアンプ５の温度情報を入力
し（ステップＳ１２）、ステップＳ１で記憶しておいた
温度設定値との比較を行う（ステップＳ１３）。

【００３６】前記ステップＳ１３の比較処理において、
サーボアンプの温度が設定値よりも高い場合には、サー
ボアンプが加熱状態にあると判定して、サーボアンプ５
に送る指令速度の加減速時定数を上げる処理を行う。こ
の処理は、パラメータ変更手段１１において、サーボア
ンプの温度に応じた加減速時定数の値あるいは加減速時
定数の補正値をパラメータ記憶手段１２から読み出し、
この読み出した値を用いて加減速時定数の値を変更する
ことによって行うことができる（ステップＳ１４）。

【００３７】又、サーボアンプの温度にかかわらず、あ
らかじめ定めた一定の加減速時定数の値あるいは補正値
を用いて加減速時定数の値を変更することもできる。

【００３８】前記ステップＳ１３の比較処理において、
サーボアンプの温度が設定値よりも低い場合には、サー
ボアンプの温度は正常状態にあると判定して、サーボア
ンプ５に送る指令速度の加減速時定数を元の値に戻す処
理を行う。この処理は、パラメータ変更手段１１におい
て行うことができる（ステップＳ１５）。

【００３９】図５のフローチャートを用いて、サーボア
ンプの回生電圧によって速度オーバーライドを変更する
動作を説明する。なお、この動作は、サーボアンプの温
度による速度オーバーライドの変更とほぼ同様である。

【００４０】数値制御装置１０は図示しない入力手段を
介して、速度オーバーライドのパラメータを変更するか
否かの判定に用いる回生電圧設定値を入力し、パラメー
タ記憶手段１２等に記憶する（ステップＳ２１）。パラ
メータ変更手段１１は、サーボアンプ５において、電動
モータ側で発生してサーボアンプ５側に戻される回生電
圧情報を入力し（ステップＳ２２）、ステップＳ２１で
記憶しておいた回生電圧設定値との比較を行う（ステッ
プＳ２３）。

【００４１】前記ステップＳ２３の比較処理において、
サーボアンプに対する回生電圧が設定値よりも高い場合
には、サーボアンプは過電圧の状態にあると判定して、
サーボアンプ５に送る指令速度のオーバーライドを下げ
る処理を行う。この処理は、パラメータ変更手段１１に
おいて、回生電圧に応じたオーバーライド値あるいはオ
ーバーライド値の補正値をパラメータ記憶手段１２から
読み出し、この読み出した値を用いてオーバーライド値
を変更することによって行うことができる（ステップＳ
２４）。

【００４２】又、回生電圧にかかわらず、あらかじめ定
めた一定のオーバーライド値あるいは補正値を用いてオ
ーバーライド値を変更することもできる。

【００４３】前記ステップＳ２３の比較処理において、
回生電圧が設定値よりも低い場合には、サーボアンプの
電圧は正常状態あるいは指令速度をそのまま送ることが
できる状態にあると判定して、サーボアンプ５に送る指
令速度のオーバーライドを１００％に戻す処理を行う。
この処理は、パラメータ変更手段１１において行うこと
ができる（ステップＳ２５）。

【００４４】図６のフローチャートを用いて、サーボア
ンプの回生電圧によって加減速時定数を変更する動作を
説明する。なお、この動作は、サーボアンプの回生電圧
による速度オーバーライドの変更とほぼ同様である。

【００４５】数値制御装置１０は図示しない入力手段を
介して、加減速時定数のパラメータを変更するか否かの
判定に用いる回生電圧設定値を入力し、パラメータ記憶
手段１２等に記憶する（ステップＳ３１）。パラメータ
変更手段１１は、サーボアンプ５において、電動モータ
側で発生してサーボアンプ５側に戻される回生電圧情報
を入力し（ステップＳ３２）、ステップＳ３１で記憶し
ておいた回生電圧設定値との比較を行う（ステップＳ３
３）。

【００４６】前記ステップＳ３３の比較処理において、
サーボアンプに対する回生電圧が設定値よりも高い場合
には、サーボアンプは過電圧の状態にあると判定して、
サーボアンプ５に送る指令速度の加減速時定数を上げる
処理を行う。この処理は、パラメータ変更手段１１にお
いて、回生電圧に応じた加減速時定数の値あるいは加減
速時定数の補正値をパラメータ記憶手段１２から読み出
し、この読み出した値を用いて加減速時定数を変更する
ことによって行うことができる（ステップＳ３４）。

【００４７】又、回生電圧にかかわらず、あらかじめ定
めた一定の加減速時定数の値あるいは補正値を用いて加
減速時定数を変更することもできる。

【００４８】前記ステップＳ３３の比較処理において、
回生電圧が設定値よりも低い場合には、サーボアンプの
電圧は正常状態あるいは指令速度をそのまま送ることが
できる状態にあると判定して、サーボアンプ５に送る指
令速度の加減速時定数を元に戻す処理を行う。この処理
は、パラメータ変更手段１１において行うことができる
（ステップＳ３５）。

【００４９】図７のフローチャートを用いて、サーボア
ンプへの入力電圧によって加減速時定数と電流ループゲ
インを変更する動作を説明する。

【００５０】数値制御装置１０は図示しない入力手段を
介して、加減速時定数及び電流ループゲインのパラメー
タを変更するか否かの判定に用いる入力電圧設定値を入
力し、パラメータ記憶手段１２等に記憶する（ステップ
Ｓ４１）。パラメータ変更手段１１は、サーボアンプ５
に供給される入力電圧情報を入力し（ステップＳ４
２）、ステップＳ４１で記憶しておいた入力電圧設定値
との比較を行う（ステップＳ４３）。

【００５１】前記ステップＳ４３の比較処理において、
サーボアンプへの入力電圧が設定値よりも低い場合に
は、サーボアンプは低電圧の状態にあると判定して、サ
ーボアンプ５に送る指令速度の加減速時定数及び電流ル
ープゲインを上げる処理を行う。この処理は、パラメー
タ変更手段１１において、入力生電圧に応じた加減速時
定数の値あるいは加減速時定数の補正値、電流ループゲ
インの値あるいは電流ループゲインの補正値をパラメー
タ記憶手段１２から読み出し、この読み出した値を用い
て加減速時定数及び電流ループゲインを変更することに
よって行うことができる（ステップＳ４４）。

【００５２】又、入力電圧にかかわらず、あらかじめ定
めた一定の加減速時定数の値あるいは補正値、電流ルー
プゲインの値あるいは電流ループゲインの補正値を用い
て加減速時定数及び電流ループゲインを変更することも
できる。

【００５３】前記ステップＳ４３の比較処理において、
入力電圧が設定値よりも高い場合には、サーボアンプの
電圧は高電圧状態にあると判定して、サーボアンプ５に
送る指令速度の加減速時定数及び電流ループゲインを下
げる処理を行う。この処理は、パラメータ変更手段１１
において行うことができる（ステップＳ４５）。

【００５４】なお、前記処理では、加減速時定数と電圧
ループゲインを共に変更する例を示しているが、いずれ
か一方を変更することによって、電動モータの動作を安
定化させることもできる。

【００５５】図８のフローチャートを用いて、サーボア
ンプへの入力電圧によって加減速時定数と電流ループゲ
インを変更する別の動作を説明する。この動作例は、入
力電圧の設定値を２つ設けるものである。

【００５６】数値制御装置１０は図示しない入力手段を
介して、加減速時定数及び電流ループゲインのパラメー
タを変更するか否かの判定に用いる入力電圧の第１，第
２設定値を入力し、パラメータ記憶手段１２等に記憶す
る。なお、第１，第２設定値は、正常状態での入力電圧
に対して低い値を第１設定値とし、高い値を第２設定値
とする（ステップＳ５１）。パラメータ変更手段１１
は、サーボアンプ５において、サーボアンプ５に供給さ
れる入力電圧情報を入力し（ステップＳ５２）、ステッ
プＳ５１で記憶しておいた入力電圧設定値との比較を行
う（ステップＳ５３）。

【００５７】前記ステップＳ５３の比較処理において、
サーボアンプへの入力電圧が第１設定値よりも低い場合
には、サーボアンプは低電圧の状態にあると判定して、
サーボアンプ５に送る指令速度の加減速時定数及び電流
ループゲインを上げる処理を行う。この処理は、パラメ
ータ変更手段１１において、入力生電圧に応じた加減速
時定数の値あるいは加減速時定数の補正値、電流ループ
ゲインの値あるいは電流ループゲインの補正値をパラメ
ータ記憶手段１２から読み出し、この読み出した値を用
いて加減速時定数及び電流ループゲインを変更すること
によって行うことができる（ステップＳ５４）。

【００５８】又、入力電圧にかかわらず、あらかじめ定
めた一定の加減速時定数の値あるいは補正値、電流ルー
プゲインの値あるいは電流ループゲインの補正値を用い
て加減速時定数及び電流ループゲインを変更することも
できる。

【００５９】前記ステップＳ５３の比較処理において、
入力電圧が第２設定値よりも高い場合には、サーボアン
プの電圧は高電圧状態にあると判定して、サーボアンプ
５に送る指令速度の加減速時定数及び電流ループゲイン
を下げる処理を行う。この処理は、パラメータ変更手段
１１において行うことができる（ステップＳ５５）。

【００６０】又、前記ステップＳ５３の比較処理におい
て、入力電圧が第１設定値と第２設定値の間にある場合
には、サーボアンプの電圧は正常状態にあると判定し
て、サーボアンプ５に送る指令速度の加減速時定数及び
電流ループゲインを元の定常値に戻す下げる処理を行
う。この処理は、パラメータ変更手段１１において行う
ことができる（ステップＳ５６）。

【００６１】なお、前記処理では、加減速時定数と電圧
ループゲインを共に変更する例を示しているが、いずれ
か一方を変更することによって、電動モータの動作を安
定化させることもできる。

【００６２】図９は、サーボアンプの温度によって速度
オーバーライド，加減速時定数を変更する動作をより詳
細に説明するためのフローチャートであり、図１０はそ
のための説明図である。

【００６３】図９のフローチャートにおいて、処理に使
用するフラグＦ１，Ｆ２を「０」に初期設定し（ステッ
プＳ６１）、数値制御装置１０は図示しない入力手段を
介して、速度指令のオーバーライド値及び加減速時定数
のパラメータを変更するか否かの判定に用いるサーボア
ンプの温度の第１設定値Ｔ１，第２設定値Ｔ２を入力
し、パラメータ記憶手段１２等に記憶する。なお、第
１，第２温度設定値Ｔ１，Ｔ２は、正常状態での温度に
対して低い値を第１設定値Ｔ１とし、高い値を第２設定
値Ｔ２とする（ステップＳ６２）。パラメータ変更手段
１１は、サーボアンプ５に設置された温度センサ等の温
度測定手段から、サーボアンプ５の温度Ｔｐを入力する
（ステップＳ６３）。

【００６４】次に、フラグＦ１が「１」にセットされて
いるか否か判断する（ステップＳ６４）。なお、このフ
ラグＦ１及び後述するフラグＦ２は制御装置に電源が投
入された時の初期設定で「Ｏ」に設定されている。該フ
ラグＦ１が「１」でなければ、サーボアンプがオーバヒ
ートするおそれが温度として設定された第１の設定値Ｔ
１とサーボアンプの温度Ｔｐを比較し、温度Ｔｐが第１
設定値Ｔ１以下であれば、フラグＦ２（前述したように
このフラグＦ２も初期設定で「Ｏ」にセットされてい
る）が「１」か判断し（ステップＳ６Ｂ）、「１」でな
ければ、当該周期の処理を終了する。以後の処理周期で
は、ステップＳ６３で求めた温度Ｔｐが第１設定値Ｔ１
以下である限りステップＳ６１〜Ｓ６５、ステップＳ６
Ｂの処理を実行する。

【００６５】モ一タ温度が上昇し、ステップＳ６３の温
度Ｔｐが第１設定値Ｔ１より大きくなると、ステップＳ
６５からステップＳ６６に移行し、フラグＦ１を
「１」、フラグＦ２を「Ｏ」にセットし、オーバーライ
ド値Ａ，加減速時定数Ｂ、を調整する。オーバーライド
値Ａによってサーボアンプの上昇温度を調整する方法が
選択されている場合には、このオーバーライド値Ａを設
定値△Ａだけ減少させる。又、加減速時定数Ｂによって
サーボアンプの上昇温度を調整する方法が選択されてい
る場合には、この加減速時定数Ｂを設定値△Ｂだけ長く
する（ステップＳ６７）。なお、これらのパラメータ
（オーバーライド値Ａ，加減速時定数Ｂ）は、調整前に
おいて動作開始時に初期設定された値、もしくは動作プ
ログラムで設定された値に保持されている。

【００６６】オーバーライド値Ａを減少させれば、サー
ボアンプに送られる速度指令の値が減少し、加減速時定
数Ｂを長くすれば、モータの加減速時にモータに流れる
電流が減少する。

【００６７】オーバーライド値Ａを減少させたり、加減
速時定数Ｂを長くすることによって、サーボアンプに流
れる電流が低下し、サーボアンプの温度は低下する。

【００６８】こうして、ステップＳ６７で、サーボアン
プ温度が低下する方向にオーバーライド値，加減速時定
数のパラメータを調整する。次の周期では、フラグＦ１
が「１」にセットされているから、ステップＳ６４から
ステップＳ６８に移行し、ステップＳ６３のサーボアン
プ温度Ｔｐが第２設定値Ｔ２以下か判断する。この第２
設定値Ｔ２は第１設定値Ｔ１より低い温度（Ｔ１＞Ｔ
２）に設定され、サーボアンプ温度を低下する方向に調
整する状態から、上昇させる方向に調整する状態にパラ
メータを切り替える設定値である。

【００６９】ステップＳ６８でサーボアンプ温度Ｔｐが
第２設定値Ｔ２以下になっていなければ、ステップＳ６
７に進み、サーボアンプ温度を低下させる方向にパラメ
ータを調整して、当該周期の処理を終了する。

【００７０】次の周期以降は、ステップＳ６３のサーボ
アンプ温度Ｔｐが第２設定値Ｔ２以下になっていない限
り、ステップＳ６１〜Ｓ６４，Ｓ６８，Ｓ６７の処理を
実行しステップＳ６７でサーボアンプ温度を低下させる
方向にパラメータを順次変える。

【００７１】パラメータがサーボアンプ温度を低下させ
る方向に変更された結果、サーボアンプ温度は低下し、
サーボアンプ温度Ｔｐも低下して第２設定値Ｔ２以下に
なると、ステップＳ６８からステップＳ６９に移行しフ
ラグＦ１を「０」、フラグＦ２を「１」にセットし、パ
ラメータをサーボアンプ温度が上昇する方向に調整する
（ステップＳ６Ａ）。

【００７２】オーバーライド値Ａを設定量△Ａ’だけ増
加させるか、加減速時定数Ｂを設定量△Ｂ’だけ減少さ
せるか、の選択された１つ以上の調整をして当該周期の
処理を終了する。なお、各パラメータの設定調整量はモ
ータ温度を低下させる方向の場合と上昇させる方向の場
合とで同一でもよい。すなわち、△Ａ＝△Ａ’、△Ｂ＝
△Ｂ’としてもよい。

【００７３】次の周期からは、フラグＦ１が「０」、フ
ラグＦ２が「１」にセットされているため、ステップＳ
６１〜Ｓ６５に進み、サーボアンプ温度Ｔｐが第１設定
値Ｔ１以下かを判断し。以下であれば、ステップＳ６Ｂ
に進んでフラグＦ２が「１」か判断する。このとき、フ
ラグＦ２は「１」にセットされているため、ステップＳ
６Ａに進み、パラメータをサーボアンプ温度を上昇させ
る方向に調整する。ステップＳ６１〜Ｓ６５，Ｓ６Ｂ，
Ｓ６Ａの処理を各周期毎に実行し、サーボアンプ温度を
上昇する方向に少しずつ調整する。その結果、サーボア
ンプ温度が上昇すると共にサーボアンプ温度Ｔｐも上昇
し、サーボアンプ温度Ｔｐが第１設定値Ｔ１を超える
と、ステップＳ６５からステップＳ６６に進み、フラグ
Ｆ１を「１」、フラグＦ２を「Ｏ」にセットし、サーボ
アンプ温度が低下する方向にパラメータを調整する（ス
テップＳ６７）。

【００７４】そして次の周期からは、フラグＦ１が
「１」にセットされているため、ステップＳ６１〜Ｓ６
４，Ｓ６８，Ｓ６７の処理を各周期毎に行い、サーボア
ンプ温度が低下する方向に徐々にパラメータを調整す
る。その結果、サーボアンプ温度が低下すると共に、サ
ーボアンプ温度Ｔｐが第２設定値Ｔ２以下になると、フ
ラグＦ１を「０」、フラグＦ２を「１」にセットし、モ
ータ温度が上昇する方向にパラメータを調整する。

【００７５】次の周期からは、フラグＦ１が「Ｏ」でフ
ラグＦ２が「１」にセットされているため、ステップＳ
６１〜Ｓ６５，Ｓ６Ｂ，Ｓ６Ａの処理を行い、モータ温
度が上昇する方向に調整する処理を繰り返し実行し各パ
ラメータを徐々にサーボアンプ温度が上昇する方向に変
更する。

【００７６】以上のように、処理が実行され、サーボア
ンプ温度Ｔｐが第１設定値Ｔ１を超えると、サーボアン
プ温度を低下させる方向にパラメータを順次調整し（オ
ーバーライド値Ａを△だけ順次低下させるか、加減速時
定数Ａを△Ａだけ順次長くする）、サーボアンプ温度Ｔ
ｐが第２設定値Ｔ２以下になると、逆にサーボアンプ温
度が上昇する方向にパラメータを順次調整する。その結
果、サーボアンプ温度Ｔｐは第１、第２設定値Ｔ１，Ｔ
２間に保持されるようにパラメータ調整が行われ、サー
ボアンプ温度の上昇による電動モータの動作不安定を防
止することができる。

【００７７】数値制御装置が複数個の電動モータ及びサ
ーボアンプを備える場合、電動モータの内、最もサーボ
アンプの温度変化が大きいものについて、上記処理を行
うことも、全てのサーボアンプ対して処理を行うことも
できる。

【００７８】全てのサーボアンプ対して処理を行う場合
には、ステップＳ６１〜Ｓ６３の処理を各サーボアンプ
について行い、ステップＳ６４でフラグが「０」である
ときには、全てのサーボアンプの温度Ｔｐが各サーボア
ンプ毎に設定されている第１設定値Ｔ１以下かを判断
し、全てが第１設定値Ｔ１以下の場合には、ステップＳ
６Ｂに移行し、１つでも第１設定値Ｔ１を超えている場
合には、ステップＳ６６に移行する。

【００７９】又、ステップＳ６８の判断は、全てのサー
ボアンプ温度Ｔｐが各サーボアンプ毎に設定されている
第２設定値Ｔ２以下になったときステップＳ６９に移行
させ、１つでも第２設定値Ｔ２以下でなければ、ステッ
プＳ６７に移行させる。

【００８０】又、上記例では、電源を投入した直後にお
いては、サーボアンプ温度Ｔｐが第１設定値Ｔ１を超え
るまで、パラメータ（オーバーライド値Ａ，加減速時定
数Ｂ）を初期設定のままとしたが、この間においても、
パラメータ調整を行うことができる。

【００８１】この場合には、フラグＦ２及びステップＳ
６Ｂの処理は不要であり、ステップＳ６６及びステップ
Ｓ６９の処理もフラグＦ１を「１」または「０」にセッ
トする処理となる。そして、ステップＳ６５で「ＹＥ
Ｓ」と判断されたときには、ステップＳ６Ａに移行させ
る。

【００８２】サーボアンプ温度Ｔｐが第１設定値Ｔ１以
下である場合には、ステップＳ６Ａに移行して、モータ
温度上昇方向にパラメータ調整を行い、サーボアンプ温
度Ｔｐが第１設定値Ｔ１を超える場合には、ステップＳ
６６に移行してフラグＦ１を「１」にセットし、サーボ
アンプ温度が低下する方向にパラメータを調整し、サー
ボアンプ温度Ｔｐが第２設定値Ｔ２以下になるまで各周
期毎に、サーボアンプ温度が低下する方向にパラメータ
を調整する（ステップＳ６１〜Ｓ６４，Ｓ６８，Ｓ６
７）。サーボアンプ温度Ｔｐが第２設定値Ｔ２以下にな
ると、フラグＦ１を「０」にセットし、サーボアンプ温
度Ｔｐが第１設定値Ｔ１になるまでサーボアンプ温度が
上昇する方向にパラメータを調整する。以下、この動作
を繰り返す。

【００８３】又、サーボアンプの温度調整を行うパラメ
ータとして、上記例ではオーバーライド値，加減速時定
数を用いているが、最高速度，動作停止時間等、サーボ
アンプの温度上昇に関係する要因であって、制御できる
ものがあれば、同様に適用することができる。

【００８４】本発明の電動モータの制御装置において、
図１１はサーボアンプの温度に応じて電流オフセットの
補償を行う構成を説明するための概略図である。図１１
において、サーボアンプ５は図示しない数値制御装置が
備える電流ループ１４からの指令に基づいて電動モータ
Ｍを駆動する。

【００８５】一般に、電流制御中で使用される電流帰還
では、そのフィードバックデータ中に、モータの帰還電
流以外にＡ／Ｄ変換器や絶縁アンプなどの電子機器のオ
フセットデータが含まれている。このオフセットデータ
はモータの回転むらの要因となる。

【００８６】本発明の電動モータの制御装置は、数値制
御装置内にオフセット補償手段１３を備え、このオフセ
ット補償手段１３によってオフセット電流補償を行う。
本発明のオフセット補償手段１３は、温度−オフセット
データを格納する温度−オフセットデータ記憶手段１
２’と、温度−オフセットデータ記憶手段１２’から得
られたオフセットデータに基づいてオフセット値を求め
るオフセット算出手段１１’を備え、サーボアンプ５か
らの温度情報を用いて、オフセット補償を行う。

【００８７】図１２は、オフセット補償の動作を説明す
るためのフローチャートである。サーボアンプの温度に
対する電流オフセットデータを求めると、図１３に示す
ような関係が得られる。この関係は、サーボアンプの温
度から電流オフセットデータを求めることを示しいる。
そこで、あらかじめ、サーボアンプの温度と電流オフセ
ットデータと間の特性を測定し、温度−オフセットデー
タ記憶手段１２’に記憶しておく。なお、前記特性は、
データテーブルの形式や演算式の形式等の任意の形式で
記憶しておくことができる（ステップＳ７１）。

【００８８】サーボアンプ５から温度情報を求め、求め
た温度情報を温度−オフセットデータ記憶手段１２’に
入力し（ステップＳ７２）、温度情報に対応するオフセ
ットデータを読み出す（ステップＳ７３）。

【００８９】オフセット補償手段１３は、読み出したオ
フセットデータを用いてオフセット値を算出し、電流ル
ープの帰還電流から除くことによって、電流オフセット
の補償を行う（ステップＳ７４）。

【００９０】上記の電流オフセット補償によれば、オフ
セットデータを、モータ帰還電流を０にすることなくリ
アルタイムで求めることができ、帰還電流のオフセット
補償を時間遅れが生じることなく行うことができる。

【００９１】なお、上記構成において、サーボアンプの
情報を監視し、該値があらかじめ設定した設定値を超え
た場合に異常と判定し、数値制御装置に異常信号等を送
って警報を発することができる。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電動モー
タの制御装置によれば、サーボアンプの状態変化により
発する電動モータの不安定動作を改善することができ
る。又、サーボアンプの温度，入力電圧，回生電圧等を
測定することによって、速度オーバーライド，加減速時
定数，電流ループゲイン、電流オフセットを調整するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動モータの制御装置の構成例を説明
するための概略構成図である。

【図２】本発明の電動モータの制御装置の概略を説明す
るためのブロック図である。

【図３】本発明の電動モータの制御装置により、サーボ
アンプの温度で速度オーバーライドを変更する動作を説
明するためのフローチャートである。

【図４】本発明の電動モータの制御装置により、サーボ
アンプの温度で加減速時定数を変更する動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図５】本発明の電動モータの制御装置により、サーボ
アンプの回生電圧でオーバーライドを変更する動作を説
明するためのフローチャートである。

【図６】本発明の電動モータの制御装置により、サーボ
アンプの回生電圧で加減速時定数を変更する動作を説明
するためのフローチャートである。

【図７】本発明の電動モータの制御装置により、サーボ
アンプの入力電圧で加減速時定数，及び電流ループゲイ
ンを変更する動作を説明するためのフローチャートであ
る。

【図８】本発明の電動モータの制御装置により、サーボ
アンプの入力電圧で加減速時定数，及び電流ループゲイ
ンを変更する動作を説明するためのフローチャートであ
る。

【図９】本発明の電動モータの制御装置により、サーボ
アンプの温度で速度オーバーライド及び加減速時定数を
変更する動作を説明するためのフローチャートである。

【図１０】本発明の電動モータの制御装置により、サー
ボアンプの温度で速度オーバーライド及び加減速時定数
を変更する設定値を説明するための図である。

【図１１】本発明の電動モータの制御装置により、サー
ボアンプの温度に応じて電流オフセットの補償を行う構
成の概略図である。

【図１２】本発明の電動モータの制御装置により、サー
ボアンプの温度に応じて電流オフセットの補償を行うフ
ローチャートである。

【図１３】本発明の電動モータの制御装置により、サー
ボアンプの温度に応じて電流オフセットの補償を行う説
明図である。

【符号の説明】

１、１０ 数値制御装置 ２ 演算処理部 ３ 共有メモリ ４ ディジタルサーボ回路 ５ サーボアンプ ６ 電動モータ １１ パラメータ変更手段 １１’ オフセット算出手段 １２ パラメータ記憶手段 １２’ 温度−オフセットデータ記憶手段 １３ オフセット補償手段 １４ 電流ループ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 19/404 H02P 5/41

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータへ駆動電流を供給するサーボ
   アンプへの入力指令を制御する電動モータの制御装置に
   おいて、前記制御装置は前記サーボアンプの温度、入力
   電圧または回生電圧の各情報を入力し、該入力情報に基
   づきモータ制御のための制御変数を変更し、変更された
   制御変数に基づいて前記サーボアンプへの入力指令を制
   御することを特徴とする電動モータの制御装置。
2. 【請求項２】 前記モータ制御のための制御変数は、速
   度オーバーライド、加減速時定数、電流ループゲイン、
   またはモータ帰還電流のオフセット値であることを特徴
   とする、請求項１記載の電動モータの制御装置。