JP4193050B2 - サーボ駆動装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
なお、本発明の先行技術を開示した文献は、見つけることができなかった。
請求項1及び請求項12のサーボ駆動装置及びその制御方法では、他のサーボモータを駆動しかつ、ワーク及び/又はツールを重力方向に直動させるための一のサーボモータのモータ出力軸を所定の位置に保持する場合に、一のサーボモータのモータ出力軸をブレーキと一のサーボモータへの給電によるサーボロックとの両方によってロックするので、何れか一方でロックする場合に比べて信頼性が高まると共に、サーボロックのみでモータ出力軸をロックする従来のものに比べて消費電力を低減することが可能となる。
請求項2のサーボ駆動装置に備えた制御部は、制御プログラムを読み込むと、その制御プログラムに含まれる移動コマンドのパラメータに基づいて一部保持用の移動コマンドであるか否かを自動的に判別し、一部保持用と判別した移動コマンドを実行したときにブレーキにてモータ出力軸をロックするので、ブレーキオン用のコマンドを制御プログラムに組み込む手間が省かれ、制御プログラムの作成効率が向上する。
請求項3のサーボ駆動装置では、従来から用いられている制御プログラムにブレーキオンコマンドを挿入することで、本発明のサーボ駆動装置用の制御プログラムを作成することができる。
請求項4のサーボ駆動装置では、ブレーキ及びサーボロックの両方でロックされた一のサーボモータに流す電流を制限することで、一のサーボモータの発熱を抑えることができる。
請求項5のサーボ駆動装置では、一のサーボモータの出力がブレーキの保持力より小さくなるように電流制限を行うので、一のサーボモータのモータ出力軸が、目標位置からずれた位置でブレーキによりロックされたときのサーボモータの発熱を制限することができる。
請求項6のサーボ駆動装置では、従来から用いられている制御プログラムに、ダブルロックコマンドを挿入することで、本発明のサーボ駆動装置用の制御プログラムを作成することができる。
請求項7のサーボ駆動装置では、ブレーキによってロックされた一のサーボモータのモータ出力軸の位置が、所定の位置に対して予め設定された許容誤差範囲を超えてずれたことを検出するので、位置ずれがおきた状態で、サーボ駆動装置が継続して動作することを防ぐことができる。
請求項8のサーボ駆動装置では、ブレーキによりロックされたモータ出力軸が位置ずれを起こした場合に、異常報知手段が異常を報知するので、位置ずれに対する迅速な対応が可能になる。
請求項9のサーボ駆動装置では、ブレーキによってロックされたモータ出力軸が位置ずれを起こした場合、ブレーキをオフした状態で一のサーボモータのモータ出力軸を所定の位置に位置決め制御してから再度ブレーキをオンすることで、モータ出力軸の位置を許容誤差範囲内に収めることができる。
請求項10及び請求項11のサーボ駆動装置では、ブレーキによってロックされた一のサーボモータのモータ出力軸が位置ずれを起こした場合に、一のサーボモータのモータ出力軸を、ブレーキとサーボロックの両方、或いは、サーボロックのみに切り替えることで、その一のサーボモータのモータ出力軸の位置を許容誤差範囲内に収めることができる。
以下、本発明のサーボ駆動装置としてのNC切削機に係る一実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。図1に示すようにNC切削機10のボディ11には、水平方向を向いた主軸12が設けられ、この主軸12に工具13(本発明の「ツール」に相当する)が着脱可能に取り付けられている。また、NC切削機10のうちボディ11の前方には治具14が備えられ、その治具14の上面にワーク90が固定されている。
なお、ブレーキ31X,31Y,31Zの保持力(いわゆる、ブレーキトルク)は、例えば各サーボモータ30X,30Y,30Zの定格出力トルクと略同一になっている。
なお、CPU21は、ブレーキ31YによってロックされたY軸のサーボモータ30Yのモータ出力軸が、所定の位置に対して予め設定された許容誤差範囲内で位置ずれを起こした場合に、ブレーキ31Yとサーボロックの両方、或いは、サーボロックのみで、Y軸のサーボモータ30Yのモータ出力軸をロックするように構成してもよい。
本実施形態は、図4に示されている。同図に示した本実施形態のNCプログラムP2は、前記第1実施形態のNCプログラムP1に以下説明するダブルロック用補助コマンドを追加した構成になっている。
前記第1実施形態のNC切削機10では、NCプログラムP1の移動コマンドのパラメータに基づいて、それら移動コマンドがY軸保持用の移動コマンドか否かを自動判別していたが、本実施形態のNC切削機10では、図5に示すように、作業者がNCプログラムにブレーキオン用補助コマンド、ブレーキオフ用補助コマンド、ダブルロック用補助コマンドを挿入し、CPU21がこれら補助コマンドに応じて、Y軸ブレーキ及びサーボをオンオフする構成になっている。
11 ボディ
13 工具(ツール)
14 治具
21 CPU(制御部)
24 モニタ(異常報知手段)
25 スピーカ(異常報知手段)
30X X軸のサーボモータ(他のサーボモータ)
30Y Y軸のサーボモータ(一のサーボモータ)
30Z Z軸のサーボモータ(他のサーボモータ)
31X,31Y,31Z ブレーキ
90 ワーク
Claims (12)
- ワーク及び/又はツールを位置決め制御するための複数のサーボモータと、前記サーボモータのモータ出力軸をロックするためのブレーキと、前記サーボモータ及び前記ブレーキを制御する制御部と、前記複数のサーボモータ毎に設けられ、前記制御部から出力された電流指令値に応じた駆動電流を前記各サーボモータに給電する複数のサーボアンプとを備えたサーボ駆動装置において、
前記制御部は、前記ワーク及び/又はツールを重力方向に直動させるための一のサーボモータのモータ出力軸を所定の位置に保持した状態で、他のサーボモータを駆動して前記ワーク及び/又はツールを移動するときに、前記一のサーボモータのモータ出力軸を前記ブレーキと前記一のサーボモータへの給電によるサーボロックとの両方によってロックするように構成されたことを特徴とするサーボ駆動装置。 - 前記制御部は、前記サーボモータの出力に係る変位量又は目標位置をパラメータとした移動コマンドを含む制御プログラムを実行し、前記移動コマンドに基づいて前記ワーク及び/又はツールを位置決め制御すると共に、
前記各移動コマンドが、前記一のサーボモータのモータ出力軸を所定の位置に保持した状態で、他のサーボモータを駆動する一部保持用の移動コマンドであるか否かを前記パラメータに基づいて判別して、前記一部保持用と判別された移動コマンドを実行するときに、前記ブレーキにて前記一のサーボモータのモータ出力軸をロックするように構成されたことを特徴とする請求項1に記載のサーボ駆動装置。 - 前記制御部は、前記サーボモータの出力に係る変位量又は目標位置をパラメータとした移動コマンドと、指定された何れかの一のサーボモータに対する前記ブレーキをオンするブレーキオンコマンドとを含む制御プログラムを読み込み、
前記移動コマンドに基づいて前記ワーク及び/又はツールを位置決め制御すると共に、前記ブレーキオンコマンドに基づいて、前記一のサーボモータのモータ出力軸を前記ブレーキによりロックするように構成されたことを特徴とする請求項1に記載のサーボ駆動装置。 - 前記制御部は、前記ブレーキ及びサーボロックの両方によって前記モータ出力軸がロックされた前記一のサーボモータへの給電に対して電流制限を行うように構成されたことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のサーボ駆動装置。
- 前記制御部は、前記一のサーボモータの出力が前記ブレーキの保持力より小さくなるように前記電流制限を行うように構成されたことを特徴とする請求項4に記載のサーボ駆動装置。
- 前記制御部は、前記サーボモータの出力に係る変位量又は目標位置をパラメータとした移動コマンドと、何れかの一のサーボモータのモータ出力軸に対して前記ブレーキ及び前記サーボロックの両方のロックを行うためのダブルロックコマンドとを含む制御プログラムを読み込み、
前記移動コマンドに基づいて前記ワーク及び/又はツールを位置決め制御すると共に、前記ダブルロックコマンドに基づいて、前記一のサーボモータのモータ出力軸を前記ブレーキ及びサーボロックの両方でロックするように構成されたことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のサーボ駆動装置。 - 前記制御部は、前記ブレーキによってロックされた前記一のサーボモータのモータ出力軸の位置ずれを検出するように構成されたことを特徴とする請求項1乃至6に記載のサーボ駆動装置。
- 異常を報知するための異常報知手段を設け、
前記制御部は、前記ブレーキによってロックされた前記一のサーボモータのモータ出力軸が位置ずれを起こしたときに前記異常報知手段を作動させるように構成されたことを特徴とする請求項7に記載のサーボ駆動装置。 - 前記制御部は、前記ブレーキによってロックされた前記一のサーボモータのモータ出力軸が、所定の位置に対して予め設定された許容誤差範囲内で位置ずれを起こした場合に、前記ブレーキをオフした状態で前記一のサーボモータのモータ出力軸を前記所定の位置に位置決め制御してから再度前記ブレーキをオンするように構成されたことを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載のサーボ駆動装置。
- 前記制御部は、前記ブレーキによってロックされた前記一のサーボモータのモータ出力軸が、所定の位置に対して予め設定された許容誤差範囲内で位置ずれを起こした場合に、前記ブレーキと前記サーボロックの両方、或いは、前記サーボロックのみで、前記一のサーボモータのモータ出力軸をロックするように構成されたことを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載のサーボ駆動装置。
- ワーク及び/又はツールを位置決め制御するための複数のサーボモータと、前記サーボモータのモータ出力軸をロックするためのブレーキと、前記サーボモータ及び前記ブレーキを制御する制御部と、前記複数のサーボモータ毎に設けられ、前記制御部から出力された電流指令値に応じた駆動電流を前記各サーボモータに給電する複数のサーボアンプとを備えたサーボ駆動装置において、
前記制御部は、前記ワーク及び/又はツールを重力方向に直動させるための一のサーボモータのモータ出力軸を所定の位置に保持した状態で、他のサーボモータを駆動して前記ワーク及び/又はツールを移動するときに、前記ブレーキにより前記一のサーボモータのモータ出力軸をロックすると共に、その一のサーボモータのモータ出力軸が、所定の位置に対して予め設定された許容誤差範囲内で位置ずれを起こした場合に、前記ブレーキと前記サーボロックの両方、或いは、前記サーボロックのみで、前記一のサーボモータのモータ出力軸をロックするように構成されたことを特徴とするサーボ駆動装置。 - 複数のサーボモータによってワーク及び/又はツールを位置決め制御するサーボ駆動装置の制御方法において、
前記ワーク及び/又はツールを重力方向に直動させるための一のサーボモータのモータ出力軸を所定の位置に保持した状態で、他のサーボモータを駆動して前記ワーク及び/又はツールを移動する場合に、前記一のサーボモータのモータ出力軸をブレーキとサーボロックとの両方によってロックするように構成されたことを特徴とするサーボ駆動装置の制御方法。
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