JP3712956B2 - サーボモータの制御方法 - Google Patents
サーボモータの制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3712956B2 JP3712956B2 JP2001140935A JP2001140935A JP3712956B2 JP 3712956 B2 JP3712956 B2 JP 3712956B2 JP 2001140935 A JP2001140935 A JP 2001140935A JP 2001140935 A JP2001140935 A JP 2001140935A JP 3712956 B2 JP3712956 B2 JP 3712956B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- value
- limit value
- current limit
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボモータの制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、サーボモータは、工作機械やロボットなどの動作におけるスタートやストップあるいは反転などに高い応答性が要求される分野において広く使用されている。そのようなサーボモータの制御にあっては、典型的には、被制御量(例えばモータ回転速度)がその指令値に一致するように、通常スイッチング素子からなる駆動回路にマイクロコンピュータなどから適切なPWM信号を供給する形で行われる。
【0003】
上記サーボモータの制御の一例を図2に示されるサーボシステムについて示す。図2に示されるように、サーボモータ1を制御する制御回路10には、エンコーダからの信号を処理してサーボモータ1の回転速度を検出する回転速度検出部2と、検出されたモータ回転速度と速度指令値とに基づいて電流指令値を算出する電流指令値算出部3と、モータ電流を検出する電流検出部4と、算出された電流指令値と検出されたモータ電流値とに基づいてPWM信号を決定するPWM制御部5と、PWM信号に従って動作しサーボモータ1に電流を流して駆動する駆動回路6とが設けられている。なお、駆動回路6は例えばFETやバイポーラトランジスタのような複数のスイッチング素子からなる。
【0004】
このようなサーボシステムを産業用の多軸ロボットなどに用いた場合に、例えばロボットアームが移動途中で重量物に衝当すると、上記速度指令値を維持しようとして電流指令値を上昇させることになる。その電流指令値がサーボモータ1における電流上限値(図3のImax)を許容し得る時間であって良いエラー判定時間(図3のTe)以上続いた場合には、サーボモータ1や駆動回路6(ドライバ)の保護のために、サーボモータ1を停止させるなどの異常処理を行うようにしている。
【0005】
図3に示されるように、電流指令値の出力を、電流制限値Imaxに達しない場合や電流制限値Imaxに達してもエラー判定時間Te内の場合にはそのまま続行して良い。それに対して、電流指令値が電流制限値Imaxに達した状態がエラー判定時間Te以上継続した場合には、そのエラー判定時間Te経過時に、エラーフラグを立てて電流指令値の出力を停止することにより上記異常処理を行うことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
サーボシステムにおける上記異常処理にあっては、電流制限値が高過ぎたり許容時間が長過ぎたりすると異常判定前にサーボモータやドライバが壊れてしまう。それに対して、許容時間を短くすることや電流制限値を低めに設定することでサーボモータやドライバの保護が可能である。
【0007】
しかしながら、上述した産業用多軸ロボットなどにあっては、上記異常処理によりサーボモータが瞬時に停止すると、その停止した時が動作途中の不安定な状態であった場合にはロボットの姿勢が不安定になり、その場合には異常発生後の復帰処理が煩雑化するなどの問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、サーボモータを用いたシステムの異常処理時の不安定状態を回避し得るために、本発明に於いては、モータの電流指令値を最大電流制限値にて出力する時間が所定の異常判定時間(Te)以上続いた場合には、その後の前記電流指令値を前記最大電流制限値より低くかつ前記電流指令値の出力時間経過に応じて低減する低減電流制限値により制限し、前記低減電流制限値により制限する時間が所定の判定時間(Th1・Th2)に達したら前記低減電流制限値を定格トルク電流値より小さな小電流制限値に制限し、さらに所定時間(Th3)経過後に前記電流指令値の制限を前記最大電流制限値に戻し、前記電流指令値が前記定格トルク電流値以上の場合の前記定格トルク電流値に対する電流の差分とその流れた時間との積による過大電流量が、前記電流指令値が前記小電流制限値になった場合の前記定格トルク電流値に対する電流の差分とその流れた時間との積による小電流制限量以下になるように、前記小電流制限値に制限する前記所定時間(Th3)が設定されていることとした。
【0009】
これによれば、異常判定後にも低減電流制限値による電流指令値を出力し続けることができるため、瞬時停止により例えば不安定な姿勢で停止するような弊害を回避することができると共に、障害物へ突き当たって大電流を流し続けることによりサーボモータやドライバが熱破壊してしまうなどの不都合を回避することができる。また、電流指令値の低減により、発生トルクも低下していくので、動作を停止する制御を行うような場合に安全に停止させることができる。
【0010】
また、定格トルク電流値以上の電流指令値を出力することにより過熱したサーボモータやドライバを、定格トルク電流値より小さな小電流制限値に制限することによりサーボモータの駆動を停止することなく上記過熱した分を冷却することができる。そして、冷却に十分な所定時間経過後には初期状態の電流指令値に対する制限を最大電流制限値に戻すことにより、異常による動作を繰り返すような場合でもサーボモータやドライバの熱破壊を防止することができる。
【0011】
さらに、前記電流指令値が前記定格トルク電流値以上の場合の前記定格トルク電流値に対する電流の差分とその流れた時間との積による過大電流量が、前記電流指令値が前記小電流制限値になった場合の前記定格トルク電流値に対する電流の差分とその流れた時間との積による小電流制限量以下になるように、前記小電流制限値に制限する前記所定時間(Th3)が設定されている。この場合の過大電流量とは定格トルク電流値に対してそれ以上流した部分の面積に相当し、小電流制限量とは小電流制限値で流した部分の定格トルク電流値に対する面積に相当する。このように、電流指令値が定格トルク電流値以上になって過大に流した電流量が生じた場合には、定格トルク電流値以下の小電流制限値にすると共に、その状態に制限する時間を小電流制限値による定格トルク電流値に対する電流量が過大電流量以上になるように設定することにより、定格トルク電流値以上流して過熱した分を、サーボモータやドライバの駆動を停止することなく冷却することができると共に、サーボモータの仕様違いにも同一の制御プログラムで対応でき、汎用性のある制御を構築できる。
【0012】
特に、前記低減電流制限値が、段階的に低減することにすれば、低減電流制限値と段階毎に電流指令値を出力する時間とをマップ化することができ、簡単な制御で上記目的を達成することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0014】
図1は、本発明に基づくサーボモータの制御要領を示すタイムチャートである。本発明が適用されるサーボシステムは従来例の図2で示したものと同様であって良く、その図示及び詳細な説明を省略する。また、図において、最大電流制限値Imaxは従来例と同様であって良く、また、その最大電流制限値Imaxを流し得る時間に相当する異常判定時間Teが設定されている。
【0015】
図に示されるように、電流指令値が上昇して最大電流制限値Imaxに制限された値になり、かつその最大電流制限値Imaxにて出力され続けてその出力継続時間が異常判定時間Teに達した場合には、異常な電流指令制御であると判断し、その後の電流指令値を低減電流制限値として最大電流制限値Imaxより低い第1の電流制限値Is1に制限する。
【0016】
このように、電流指令値を、異常処理で即座にモータ停止状態にするのではなく、第1の電流制限値Is1にて出力するようにすることから、異常判定後にもサーボモータ1を駆動させることができる。これにより、例えば産業用多軸ロボットにおいて不安定な状態の時に瞬時に停止してしまい、その後の復帰処理において作業し難くなることを回避することができる。
【0017】
また、図1に示されるように電流指令値を上記第1の電流制限値Is1にて出力し続ける時間が第1の判定時間Th1に達したら、第1の電流制限値Is1より低い第2の電流制限値Is2を設定し、その後の電流指令値を低減電流制限値としての第2の電流制限値Is2に制限するようにしている。
【0018】
このように、電流指令値を徐々に低減することにより、上記した瞬時停止による弊害を回避すると共に、例えばロボットアームがその移動範囲内に不意に入ってきた重量物に衝当した場合に、大電流を流し続けることによりサーボモータ1や駆動回路6(ドライバ)が熱破壊してしまうなどの不都合を回避することができる。また、電流指令値の低減により、発生トルクも低下していくので、動作を停止する制御を行うような場合に安全に停止させることができる。
【0019】
さらに、図1に示されるように電流指令値を上記第2の電流制限値Is2にて出力し続ける時間が第2の判定時間Th2に達したら、定格トルク電流値Itより低い小電流制限値としての第3の電流制限値Is3を設定し、その後の電流指令値を第3の電流制限値Is3に制限するようにしている。そして、この第3の電流制限値Is3による電流指令値を出力し続けるように制限する所定時間として第3の判定時間Th3を設定している。
【0020】
このように異常判定により電流指令値を徐々に低減しているが、定格トルク電流値It以上の電流指令値に応じて流れた過大電流によりサーボモータ1や駆動回路6(ドライバ)が過熱する。そのため、上記第3の電流制限値Is3にて制限することにより定格トルク電流値Itよりも低い電流を流して、それによりサーボモータ1の駆動を停止することなく上記過熱した分を冷却するようにしている。
【0021】
なお、この第3の判定時間Th3の長さは、図1に示されるように、電流指令値が定格トルク電流値It以上で出力されている間の面積(過大電流量)Aが、電流指令値が定格トルク電流値It以下の上記第3の電流制限値Is3で出力されている間、すなわち定格トルク電流値Itに対して不足する部分の面積(小電流制限量)B以下(A≦B)になるように設定されていて良い。
【0022】
そして、第3の電流制限値Is3にて第3の判定時間Th3が経過することにより、上記したようにサーボモータ1や駆動回路6(ドライバ)を冷却して元の状態(温度)に戻すことができるため、第3の判定時間Th3の経過時に電流指令値に対する制限を初期状態の最大電流制限値Imaxとして良い。このようにすることにより、上記したような異常による動作を繰り返すような場合でも、過大電流により過熱した分を冷却することができ、サーボモータ1や駆動回路6(ドライバ)の熱破壊を防止することができる。
【0023】
また、上記したように動作中の電流量(上記面積)の比較で良いことから、そのように設計した同一のプログラムを仕様違いのサーボモータに対しても容易に適用でき、汎用性が高い。
【0024】
なお、本図示例では低減電流制限値を段階的に下げたが、段階的に下げることに限られるものではなく、所定の関数に基づいて低下させるようにしても良く、例えば曲線状に低減させる場合には低電流制限値の切り替わり時のトルク変動を無くした円滑な制御を行うことができる。
【0025】
【発明の効果】
このように本発明によれば、異常判定後にも低減電流制限値による電流指令値を出力し続けることができるため、瞬時停止により例えば不安定な姿勢で停止するような弊害を回避することができると共に、障害物へ突き当たって大電流を流し続けることによりサーボモータやドライバが熱破壊してしまうなどの不都合を回避することができる。また、電流指令値の低減により、発生トルクも低下していくので、動作を停止する制御を行うような場合に安全に停止させることができる。
【0026】
また、定格トルク電流値以上の電流指令値を出力することにより過熱したサーボモータやドライバを、定格トルク電流値より小さな小電流制限値に制限することによりサーボモータの駆動を停止することなく上記過熱した分を冷却することができると共に、冷却に十分な所定時間経過後には初期状態の電流指令値に対する制限を最大電流制限値に戻すことにより、異常による動作を繰り返すような場合でもサーボモータやドライバの熱破壊を防止することができる。
【0027】
また、定格トルク電流値を基準として、それぞれの電流制限値とその流した時間との積による両面積の比較において小電流制限値による面積の方が大きくなるように、小電流制限値に制限する時間を設定することにより、定格トルク電流値以上流して過熱した分を、サーボモータやドライバの駆動を停止することなく冷却することができると共に、サーボモータの仕様違いにも同一の制御プログラムで対応でき、汎用性のある制御を構築できる。
【0028】
特に、低減電流制限値が段階的に低減することによれば、低減電流制限値と段階毎に電流指令値を出力する時間とをマップ化することができ、簡単な制御で上記目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づくサーボモータの制御要領を示すタイムチャート。
【図2】サーボシステムの概略を示すブロック図。
【図3】従来のサーボモータの制御要領を示すタイムチャート。
【符号の説明】
1 サーボモータ
2 回転速度検出部
3 電流指令値算出部
4 電流検出部
5 PWM制御部
6 駆動回路
10 制御回路
Claims (2)
- モータの電流指令値を最大電流制限値にて出力する時間が所定の異常判定時間(Te)以上続いた場合には、その後の前記電流指令値を前記最大電流制限値より低くかつ前記電流指令値の出力時間経過に応じて低減する低減電流制限値により制限し、前記低減電流制限値により制限する時間が所定の判定時間(Th1・Th2)に達したら前記低減電流制限値を定格トルク電流値より小さな小電流制限値に制限し、さらに所定時間(Th3)経過後に前記電流指令値の制限を前記最大電流制限値に戻し、
前記電流指令値が前記定格トルク電流値以上の場合の前記定格トルク電流値に対する電流の差分とその流れた時間との積による過大電流量が、前記電流指令値が前記小電流制限値になった場合の前記定格トルク電流値に対する電流の差分とその流れた時間との積による小電流制限量以下になるように、前記小電流制限値に制限する前記所定時間(Th3)が設定されていることを特徴とするサーボモータの制御方法。 - 前記低減電流制限値が、段階的に低減することを特徴とする請求項1に記載のサーボモータの制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001140935A JP3712956B2 (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | サーボモータの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001140935A JP3712956B2 (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | サーボモータの制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002335685A JP2002335685A (ja) | 2002-11-22 |
JP3712956B2 true JP3712956B2 (ja) | 2005-11-02 |
Family
ID=18987454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001140935A Expired - Fee Related JP3712956B2 (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | サーボモータの制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3712956B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5007512B2 (ja) * | 2006-03-03 | 2012-08-22 | 日産自動車株式会社 | 車両用操舵制御装置 |
JP2010119268A (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-27 | Toyota Motor Corp | インバータの異常検出装置および異常検出方法 |
JP5574623B2 (ja) * | 2009-05-25 | 2014-08-20 | 三菱重工業株式会社 | ファンモータの回転異常検知方法および装置 |
JP5855339B2 (ja) * | 2010-11-22 | 2016-02-09 | ローム株式会社 | モータドライバ及びこれを用いた車両 |
JP6149479B2 (ja) * | 2013-04-12 | 2017-06-21 | 株式会社リコー | モータ制御装置、画像形成装置、モータシステム、モータ制御方法及びプログラム |
KR20140126851A (ko) * | 2013-04-23 | 2014-11-03 | 서울대학교산학협력단 | 전류 제한 장치가 있는 서보 제어기의 무튜닝 비선형 제어 방법 |
JP6060068B2 (ja) * | 2013-11-28 | 2017-01-11 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | モーター駆動装置及び画像形成装置 |
JP7397638B2 (ja) | 2019-11-28 | 2023-12-13 | キヤノン株式会社 | モータ制御装置及び画像形成装置 |
-
2001
- 2001-05-11 JP JP2001140935A patent/JP3712956B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002335685A (ja) | 2002-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3695023B2 (ja) | 電気自動車の過負荷防止装置 | |
JP3274377B2 (ja) | 負荷短絡故障の検出方法及びその装置と電動パワーステアリング装置 | |
JP2000324893A (ja) | 電動機制御装置 | |
JP3712956B2 (ja) | サーボモータの制御方法 | |
EP2256567A1 (en) | Actuator position control system | |
JPH10210790A (ja) | 電力変換器の過熱保護装置、その機能を有する電気自動車のインバータ制御装置およびインバータ冷却装置 | |
JP2006223037A (ja) | モータ制御装置とその制御方法 | |
JP2008131722A (ja) | パワー素子過熱保護装置 | |
US8195374B2 (en) | Control device for motor that drives a vehicle | |
JPH1120718A (ja) | 電気式パワーステアリング制御装置及びそのモータ電流制御方法 | |
WO1998035273A1 (en) | Method for operating controller for controlling industrial machine provided with processor | |
US10088828B2 (en) | Controlling load ratio induced shut-down conditions in numerical control devices | |
JPH09179623A (ja) | 数値制御による機械装置の制御方法および装置 | |
JP2000202885A (ja) | 射出成形機の電動機制御方法および装置 | |
JP2006049411A (ja) | パワー素子接合部の温度上昇を推定し、監視する方法及び装置 | |
JP6158881B2 (ja) | インバータの保護方法に特徴を有するモータの制御方法 | |
US20050007058A1 (en) | Spindle motor drive controller | |
JP2001037289A (ja) | サーボモータおよび多関節ロボットの異常負荷検出制御方法 | |
JPH11228043A (ja) | エレベータ制御用モータの冷却制御装置およびその冷却制御プログラムを記録した記録媒体 | |
JP3556779B2 (ja) | サーボモータのオーバーシュート防止方法 | |
JPH1080055A (ja) | モータのオーバヒート抑制制御方法 | |
JPH10277887A (ja) | 位置検出器異常時の電動機制御方法 | |
JP2006174611A (ja) | サーボアンプとその保護方法 | |
JP2003005836A (ja) | 自己保護機能付き駆動装置 | |
JP2000255443A (ja) | 車両の電動サーボステアリング出力段の最大損失出力の低減方法及びその装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050125 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050325 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050419 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050617 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050627 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050726 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050818 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080826 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090826 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |