JP4432200B2

JP4432200B2 - サーボ制御方法及び装置

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Publication number: JP4432200B2
Application number: JP2000109421A
Authority: JP
Inventors: 祐明会田
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2020-04-11
Also published as: JP2001290501A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は制御対象の駆動をサーボ制御するために用いるサーボ制御方法及び装置に関するもので、特に、制御対象の制御状態が変動しても最適なサーボ制御を継続することができるサーボ制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プレス機械のトランスファー装置等の制御対象を駆動するためのサーボ制御装置は、図５にその一例の概略を示す如く、制御目標生成器、たとえば、速度指令生成器１で生成した速度指令値ｖ_０に制御対象２が追従するように制御計算を行うサーボ制御器３と、該サーボ制御器３からのトルク指令値ｔを受けて該指令値ｔに応じた電力をサーボモータ５へ出力するサーボドライバ４と、該サーボドライバ４より電力を供給され制御対象２を駆動するサーボモータ５と、該サーボモータ５の速度ｖを検出してサーボ制御器３にフィードバックするフィードバック検出器としての速度検出器６とを備え、更に、上記サーボ制御器３を、速度指令生成器１で生成される速度指令値ｖ_０と、速度検出器６で検出したモータ５の速度ｖとを入力して両者の差を演算することにより偏差信号ｄを求める偏差演算器７と、該偏差演算器７より入力された偏差信号ｄに対して、ゲイン蓄積部９に蓄積された制御ゲインｇを使用しサーボドライバ４へ出力するトルク指令値ｔを演算する制御演算器８とからなる構成として、速度指令生成器１で生成される速度指令値ｖ_０と速度検出器６からのモータ５の速度ｖとに基づいてサーボ制御器３にてトルク指令値ｔを演算し、このトルク指令値ｔをサーボドライバ４に入力して、トルク指令値ｔに従うようにモータ５を駆動させることにより、制御対象２の速度を速度指令値ｖ_０に追従させて制御することができるようにしてある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のサーボ制御装置では、サーボ制御器３の制御演算器８で使用する制御ゲインｇはゲイン蓄積部９に一組しか蓄積されておらず、且つ該制御ゲインｇは、制御対象２のある特定の制御状態に対して最適になるようにチューニングしてあるため、負荷変動や電源変動等により制御対象２の制御状態が変化した場合には、上記制御ゲインｇは変化後の制御状態に対しては最適なゲイン設定ではなくなってしまい、このため制御対象２の最適な制御を継続することが不可能になり、制御対象２が制御目標値にうまく追従せずにオーバーシュートを生じたり、発振を生じてサーボ制御を継続することが不可能になるという問題がある。したがって、上記サーボ制御装置を、たとえば、プレス機械のトランスファー装置を駆動するサーボ制御装置として適用した場合は、該トランスファー装置がプレス機構と常時同期させて駆動する必要があり且つ可動範囲に余裕がないものであることから、制御状態の変化によりトランスファー装置が制御目標値にうまく追従せずオーバーシュートを生じるようになると、可動範囲の端部に設けられているストッパーに衝突して破損したり、又、サーボ制御の継続が不可能になる場合には、プレス機構とトランスファー装置との間の同期が不可能になって、プレス機構とトランスファー装置とが干渉して破損する虞が生じるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、負荷変動や電源変動等により制御対象の制御状態が変化しても、制御対象の最適なサーボ制御を継続することができるサーボ制御方法及び装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために制御目標生成器で生成した制御目標に制御対象が追従するように制御計算を行うサーボ制御器と、該サーボ制御器からの指令値に基づいてモータへ出力する電力を制御するサーボドライバと、該サーボドライバより電力を供給されて制御対象を駆動するモータと、該モータの作動状態を検出してサーボ制御器にフィードバックするためのフィードバック検出器とを備えて、単独で制御目標に追従するように制御対象を駆動することができるようにしてあるサーボ制御回路を複数組設け、該各サーボ制御回路のモータを連動させて１つの制御対象を駆動できるようにし、且つ上記各サーボ制御回路のサーボ制御器及び／又はサーボドライバに、値の異なる複数の制御ゲインの組を蓄積し、更に、上記各サーボ制御回路のサーボ制御器及び／又はサーボドライバに備えられる異常検出器に、他のサーボ制御回路のモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器の作動状態を監視させて、該他のサーボ制御回路のモータ、サーボドライバ又はサーボ制御器の少なくとも１つに異常が発生した場合に、異常検出器の指令により異常が発生したモータ、サーボドライバ又はサーボ制御器を備えるサーボ制御回路のモータへの電力供給を停止させるようにすると共に正常なモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器を備えるサーボ制御回路のみで制御対象の駆動を行なえるよう使用する制御ゲインの組を最適な制御ゲインの組に自動的に切り替えるようにして、正常なモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器を備えるサーボ制御回路のみで制御対象を制御目標に追従させるようにするサーボ制御方法、及び、制御目標生成器で生成した制御目標に制御対象が追従するように制御計算を行うサーボ制御器と、該サーボ制御器からの指令値に基づいてモータへ出力する電力を制御するサーボドライバと、該サーボドライバより電力を供給されて制御対象を駆動するモータと、該モータの作動状態を検出してサーボ制御器にフィードバックするためのフィードバック検出器とを備えて、単独で制御目標に追従するように制御対象を駆動することができるようにしてあるサーボ制御回路を複数組設け、該各サーボ制御回路のモータを連動させて１つの制御対象を駆動できるようにし、且つ上記各サーボ制御回路のサーボ制御器及び／又はサーボドライバに、値の異なる制御ゲインの組を別々に蓄積した複数のゲイン蓄積部を備え、更に、他のサーボ制御回路のモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器の作動状態を監視してその内の少なくとも１つに異常が発生した場合に該異常が発生したモータ、サーボドライバ又はサーボ制御器を備えるサーボ制御回路のモータへの電力供給を停止させる指令をサーボドライバに出力すると共に正常なモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器を備えるサーボ制御回路のみで制御対象の駆動を行うのに最適な制御ゲインの組を選択するよう指令をゲイン切替器ヘ出力するための異常検出器と、該異常検出器からの指令に従って使用する制御ゲインの組を切り替えるゲイン切替器とを上記各サーボ制御回路のサーボ制御器及び／又はサーボドライバに備えてなり、上記複数組のサーボ制御回路のモータ、サーボドライバ又はサーボ制御器の少なくとも１つに異常が発生した場合に、正常なモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器を備えるサーボ制御回路により制御対象の駆動を継続させるようにした構成を有するサーボ制御装置とする。
【０００７】
上記構成としてあるので、各サーボ制御回路のいずれにも異常が発生していない状態では、各サーボ制御回路により共同して制御対象が制御目標に追従するようにサーボ制御が行われる。
【０００８】
いずれかのサーボ制御回路に異常が発生した場合には、残る正常なサーボ制御回路のみにより制御対象を駆動するようになるが、この際、使用する制御ゲインを、個数の減少した正常な制御回路のモータのみで制御対象を駆動するのに最適なゲイン設定である制御ゲインに切り替えることができることから、制御対象が制御目標に追従するようにサーボ制御が継続される。
【０００９】
更に、他のサーボ制御回路のモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器の作動状態を監視するようにした異常検出器の指令により異なる値の制御ゲインの組を切り替えるときに、切り替え前と切り替え後とで対応する制御ゲインの値を滑らかに補間するようにした構成とすることにより、制御に使用する制御ゲインの値を滑らかに且つ連続的に変化させることができることから、サーボ制御器又はサーボドライバからの出力の変化を滑らかな連続したものとすることができて、トルク指令値の急変を原因として発生する虞のある機械的、電気的な損害を未然に防ぐことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明のサーボ制御方法及び装置の実施の一形態を示すもので、図５に示す如く、サーボ制御器３と、サーボドライバ４と、サーボモータ５と、速度検出器６とを備えて、速度指令生成器１で生成される速度指令値ｖ_０に追従させて制御対象２の速度を制御するようにしてある構成のサーボ制御装置における上記サーボ制御器３に代えて、速度指令生成器１からの速度指令値ｖ_０とモータ５の速度ｖとの差により偏差信号ｄを演算する偏差演算器７と、ＰＩＤ演算器１１で偏差信号ｄに対するＰＩＤ演算を行う際に用いるＰゲイン、Ｉゲイン、Ｄゲインからなる複数の、たとえば、制御対象２の想定され得る２つの制御状態のときにそれぞれ最適な制御を行うことができる２組の制御ゲインｇ１及びｇ２を個別に蓄積したゲイン蓄積部１２及び１３と、制御対象２の制御状態の変化を監視して、制御対象２が設定通り作動しているか否かを検出し、制御対象２の制御状態に応じて上記制御ゲインｇ１とｇ２のどちらを選択するかの指令をゲイン切替器１５ヘ出力する異常検出器１４と、該異常検出器１４からの指令に従って、ゲイン蓄積部１２からの制御ゲインｇ１とゲイン蓄積部１３からの制御ゲインｇ２のいずれかを選択してＰＩＤ演算器１１に入力するゲイン切替器１５と、上記偏差演算器７より入力される偏差信号ｄに対して、ゲイン切替器１５を介して入力される制御ゲインｇ１又はｇ２を使用してサーボドライバ４に出力するためのトルク指令値ｔ１又はｔ２を演算するＰＩＤ演算器１１とからなるサーボ制御器１０を用いるようにし、制御すべき時点における制御対象２の制御状態を異常検出器１４で検出して、該検出された制御状態に最適な方の制御ゲインｇ１又はｇ２を選択して使用することにより、ＰＩＤ演算器１１よりサーボドライバ４へ出力するトルク指令値の値をｔ１又はｔ２として制御対象２の制御状態の変動に応じた最適なものとし、このトルク指令値ｔ１又はｔ２に従うようにモータ５を駆動させて、制御対象２の制御状態が変化しても該制御対象２の速度が常に速度指令値ｖ_０に追従するようにする。
【００１２】
上記異常検出器１４で制御対象２の制御状態を監視する方法としては、たとえば、制御対象２の負荷変動を監視するものがある。この場合は、制御ゲインｇ１を、制御対象２の負荷が予め設定した値となる場合に最適な制御を行うことができるようにチューニングし、又、制御ゲインｇ２を、制御対象２の負荷が設定値より大きくなる場合に最適な制御を行うことができるようにチューニングして、それぞれゲイン蓄積部１２及び１３に蓄積しておくと共に、異常検出器１４を、制御対象２の負荷が設定値通りの場合には制御ゲインｇ１を選択し、又、負荷が設定値より大きな場合には制御ゲインｇ２を選択するようにゲイン切替器１５ヘ指令を出力するよう設定する。
【００１３】
又、上記速度検出器６としては、パルスジェネレータ、エンコーダ、レゾルバ、タコジェネレータ等を使用する。
【００１４】
上記構成とした本発明のサーボ制御装置により制御対象２のサーボ制御を行うと、制御対象２の負荷が設定値通りである場合は、速度指令生成器１で生成される速度指令値ｖ_０と、速度検出器６からのモータの速度ｖとに基づいてサーボ制御器１０の偏差演算器７で偏差信号ｄが演算され、ＰＩＤ演算器に入力されると共に、異常検出器１４からの指令によりゲイン切替器１５はゲイン蓄積部１２の制御ゲインｇ１を選択してＰＩＤ演算器１１に入力することから、該ＰＩＤ演算器１１では上記偏差信号ｄに対して制御ゲインｇ１を使用してトルク指令値ｔ１が演算され、このトルク指令値ｔ１に従うようにモータ５が駆動されることから、制御対象２の速度は速度指令値ｖ_０に追従するように最適に制御される。
【００１５】
上記において制御対象２の負荷が設定値より大きくなると、この変動が異常検出器１４で検出され、図１に二点鎖線で示す如く、該異常検出器１４からの指令により、ゲイン切替器１５がゲイン蓄積部１３からの制御ゲインｇ２を選択してＰＩＤ演算器１１に入力するよう切り替えられ、該ＰＩＤ演算器１１にて、偏差演算器７より入力される偏差信号ｄに対して制御ゲインｇ２を使用してトルク指令値ｔ２が演算され、該トルク指令値ｔ２に従うようにモータ５が駆動されることから、制御対象２の負荷が設定値より大きい状態であっても、制御対象２の速度は速度指令値ｖ_０に追従するように最適にサーボ制御される。
【００１６】
又、制御対象２の負荷が再び設定値通りとなった場合には、異常検出器１４からの指令により、ゲイン切替器１５が再び切り替えられ、ゲイン蓄積部１２からの制御ゲインｇ１が再びＰＩＤ演算器１１に入力されることから、ＰＩＤ演算器１１では偏差信号ｄに対して制御ゲインｇ１を使用してトルク指令値ｔ１が演算されるようになり、制御対象２の速度は速度指令値ｖ_０に追従するようになる。
【００１７】
このように、制御対象２の負荷の変動に応じて、サーボ制御器１０のＰＩＤ演算器１１で使用する制御ゲインｇ１とｇ２とを自動的に切り替えることにより、常に制御対象２の速度を速度指令生成器１で生成した速度指令値ｖ_０に追従させることができるので、制御対象２に負荷変動が生じても常に最適なサーボ制御を継続して行うことができる。
【００１８】
したがって、上記サーボ制御装置をプレス機械のトランスファー装置を駆動するサーボ制御装置に適用した場合は、制御対象２となる上記トランスファー装置の負荷が設定値より大きくなるという異常が発生したとしても、自動的に制御ゲインを切り替えて、異常の発生後に適した制御ゲインを用いて制御を行わせることができることから、引き続きトランスファー装置を速度指令生成器１からの速度指令ｖ_０に追従させて駆動することができ、上記トランスファー装置に通常装備されている異常発生時用のブレーキ装置が作動するまでの間に、サーボ制御を正常に継続しつつモータを停止させることができるので、トランスファー装置がオーバーシュートを生じて、ストッパーに衝突して破損したり、プレス機構とトランスファー装置との間の同期が不可能になってプレス機構とトランスファー装置とが干渉して破損したりする虞を防止することができ、プレス機械の安全性や稼動率を高めることができる。
【００１９】
次に、図２は本発明の実施の他の形態を示すもので、本発明のサーボ制御方法及び装置を、２台のモータで１つの制御対象を駆動させる形式の制御装置に適用したものである。
【００２０】
すなわち、偏差演算器７ｘと、ＰＩＤ演算器１１ｘと、ゲイン蓄積部１２ｘ及び１３ｘと、異常検出器１４ｘと、ゲイン切替器１５ｘとを、図１に示したサーボ制御器１０と同様にそれぞれ配置構成してサーボ制御器１０ｘを構成し、該サーボ制御器１０ｘと、サーボドライバ４ｘと、モータ５ｘと、速度検出器６ｘとを、図１に示したサーボ制御装置と同様にそれぞれ配置構成してなるサーボ制御回路Ｘを設け、又、上記サーボ制御器１０ｘと同様に、偏差演算器７ｙと、ＰＩＤ演算器１１ｙと、ゲイン蓄積部１２ｙ及び１３ｙと、異常検出器１４ｙと、ゲイン切替器１５ｙとを配置構成してサーボ制御器１０ｙを構成し、該サーボ制御器１０ｙと、サーボドライバ４ｙと、モータ５ｙと、速度検出器６ｙとを、上記サーボ制御回路Ｘと同様に配置構成してなるサーボ制御回路Ｙを設け、且つ該各サーボ制御回路Ｘ，Ｙの各サーボ制御器１０ｘ，１０ｙに速度指令生成器１で生成した速度指令値が入力されるようにすると共に、各サーボ制御回路のモータ５ｘと５ｙに一つの制御対象２を連結して、上記両モータ５ｘ，５ｙにより制御対象２を速度指令生成器１で生成された速度指令値ｖ_０に追従するように制御を行わせることができるようにし、且つ上記サーボ制御回路Ｘのサーボ制御器１０ｘの異常検出器１４ｘは、サーボ制御回路Ｙにおけるモータ５ｙの温度過大や、サーボドライバ４ｙの温度過大、電流過大、サーボ制御器１０ｙのウォッチドッグタイマ異常や速度偏差過大等を検出することにより上記モータ５ｙ、サーボドライバ４ｙ及びサーボ制御器１０ｙの異常を判断し、これらが異常と判断された場合に、ゲイン切替器１５ｘに指令を与えて、ＰＩＤ演算器１１ｘに入力される制御ゲインが、ゲイン蓄積部１２ｘからのゲインｇ１よりゲイン蓄積部１３ｘからのゲインｇ２に切り替えられるようにし、同時にサーボ制御回路Ｙのサーボドライバ４ｙにモータ５ｙへの電力の供給を停止させる指令を出力するようにさせる。
【００２１】
一方、サーボ制御回路Ｙのサーボ制御器１０ｙの異常検出器１４ｙは、上記サーボ制御回路Ｘの異常検出器１４ｘとは逆に、サーボ制御回路Ｘにおけるモータ５ｘ、サーボドライバ４ｘ及びサーボ制御器１０ｘの異常を判断し、これらが異常と判断された場合に、ゲイン切替器１５ｙに指令を与えて、ＰＩＤ演算器１１ｙに入力される制御ゲインが、ゲイン蓄積部１２ｙからのゲインｇ１よりゲイン蓄積部１３ｙからのゲインｇ２に切り替えられるようにし、同時にサーボ制御回路Ｘのサーボドライバ４ｘにモータ５ｘへの電力の供給を停止させる指令を出力させるようにする。
【００２２】
更に、ゲイン蓄積部１２ｘと１２ｙに蓄積する制御ゲインｇ１は、通常時のサーボ制御時には、モータ５ｘ，５ｙの２台で制御対象２を駆動することになるので、モータ５ｘ又は５ｙの１台が駆動する負荷イナーシャは、制御対象２のイナーシャの半分とモータ５ｘ又は５ｙの１台分のイナーシャの和となることから、上記負荷イナーシャの作用する状態で最適な制御を行うことができるように設定し、又、ゲイン蓄積部１３ｘ及び１３ｙに蓄積する制御ゲインｇ２は、万一、サーボ制御回路Ｘ，Ｙのうちいずれか一方の回路におけるモータ５ｘ，５ｙ、サーボドライバ４ｘ，４ｙ、サーボ制御器１０ｘ，１０ｙのうち一つもしくは複数に異常が発生し、サーボドライバ４ｘ，４ｙが対応するモータ５ｘ，５ｙへの電流の供給を停止すると、残る正常なサーボ制御回路Ｘ又はＹのモータ５ｘ又は５ｙが駆動しなければならない負荷イナーシャは、制御対象２のイナーシャと、駆動するモータ５ｘ又は５ｙ自体のイナーシャと、電流供給の停止されたモータ５ｙ又は５ｘのイナーシャのすべての和となり、通常時の２倍となることから、この負荷イナーシャの作用する状態で最適な制御を行うことができるように設定しておくようにする。
【００２３】
本実施の形態によれば、正常時には、いずれの異常検出器１４ｘ，１４ｙも異常を検出しておらず、各ＰＩＤ演算器１１ｘ，１１ｙには、各ゲイン切り替え器１５ｘ，１５ｙよりゲイン蓄積部１２ｘ，１２ｙの制御ゲインｇ１が入力されることから、モータ５ｘと５ｙの２台で制御対象２を駆動するのに最適なゲイン設定において速度指令生成器１で生成される速度指令値ｖ_０に追従するように制御対象２がモータ５ｘと５ｙにより駆動される。
【００２４】
万一、サーボ制御回路Ｙのモータ５ｙ又はサーボドライバ４ｙ又はサーボ制御器１０ｙのうちの一つもしくは複数に異常が発生すると、異常検出器１４ｘは異常を検出し、サーボドライバ４ｙにモータ５ｙへの電力の供給を停止させ、同時に、ゲイン蓄積部１３ｘからの制御ゲインｇ２がＰＩＤ演算器１１ｘへ入力されるようにゲイン切替器１５ｘが切り替えられることから、モータ５ｙはトルクを発生しないようになり、モータ５ｘのみで制御対象２を駆動するようになるが、この際、ＰＩＤ演算器１１ｘで使用する制御ゲインは、モータ１台で制御対象を駆動するのに最適なゲイン設定である制御ゲインｇ２に切り替わっているので、モータ５ｘのみでも、制御対象２を速度指令生成器１で生成される速度指令値ｖ_０に追従するように制御を継続させることができる。
【００２５】
一方、サーボ制御回路Ｘのモータ５ｘ又はサーボドライバ４ｘ又はサーボ制御器１０ｘのうちの一つもしくは複数に異常が発生すると、異常検出器１４ｙは異常を検出し、サーボドライバ４ｘにモータ５ｘへの電力の供給を停止させ、同時に、ゲイン蓄積部１３ｙからの制御ゲインｇ２がＰＩＤ演算器１１ｙへ入力されるようにゲイン切替器１５ｙが切り替えられることから、モータ５ｘはトルクを発生しないようになり、モータ５ｙのみで制御対象２を駆動するようになるが、この際、ＰＩＤ演算器１１ｙで使用する制御ゲインは、モータ１台で制御対象を駆動するのに最適なゲイン設定である制御ゲインｇ２に切り替えられているので、モータ５ｙのみでも、制御対象２を速度指令生成器１で生成される速度指令値ｖ_０に追従するように制御を継続させることができる。
【００２６】
このように、一方のサーボ制御回路Ｘ又はＹの構成要素に異常が発生し、異常が発生した回路のモータ５ｘ（又は５ｙ）の駆動を停止しても、残る正常な回路のモータ５ｙ（又は５ｘ）のみにより最適な制御ゲインｇ２を用いて制御対象２のサーボ制御を継続させることができることから、サーボドライバ４ｘ，４ｙやモータ５ｘ，５ｙに異常が発生した場合でも対応することができ、したがって、上記サーボ制御装置をプレス機械のトランスファー装置を駆動するサーボ制御装置に適用した場合は、サーボ制御装置の複数のサーボ制御回路のいずれかに異常が発生したとしても、異常の発生後も引き続きトランスファー装置を速度指令生成器１からの速度指令ｖ_０に追従するよう駆動させることができることから、上記実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００２７】
次いで、図３は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１に示したものと同様な構成としてあるサーボ制御装置におけるサーボ制御器１０において、ＰＩＤ演算器１１に入力される制御ゲインを切り替えるために、異常検出器１４からの指令に基づいてゲイン蓄積部１２からの制御ゲインｇ１と、ゲイン蓄積部１３からの制御ゲインｇ２とで切り替えるようにしたゲイン切替器１５を用いることに代えて、異常検出器１４からＰＩＤ演算器１１に入力すべき制御ゲインの切り替えが指示されると、制御ゲインｇ１からｇ２、又は、ｇ２からｇ１への切り替えを行うと共に、切り替え前のゲインの値と切り替え後のゲインの値との間を滑らかに補間し、補間した値をＰＩＤ演算器１１で使用する制御ゲインとして出力することができる補間器１６を用いるようにしたものである。
【００２８】
上記補間器１６による補間方法としては、たとえば、図４に示す如く、切り替え前のゲインｇ１の値と切り替え後のゲインｇ２の値とを直線的に補間するようにするか、又は多項式やスプライン曲線で補間するようにしてもよい。
【００２９】
その他は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【００３０】
本実施の形態によれば、ＰＩＤ制御器１１に入力される制御ゲインの値を滑らかに変化させることができることから、ＰＩＤ制御器１１からサーボドライバ４ヘ出力されるトルク指令値ｔ１からｔ２又はｔ２からｔ１への変化を滑らかに連続させることができ、トルク指令値の急変を原因として発生する虞のある機械的、電気的な損害を未然に防ぐことができる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、上記各実施の形態はいずれも制御対象２をＰＩＤ制御するものとして示したが、ＰＩＤ制御に代えてフィードフォワード等の他の制御方法を用いる場合に適用してもよいこと、又、制御目標値としては速度指令生成器１で生成される速度指令値ｖ_０を用いるものを示したが、位置指令生成器やトルク指令生成器等の他の制御目標生成器により生成される位置やトルク等の他の制御目標値を用いる場合に適用してもよいこと、更に、図示してないが、サーボ制御器１０，１０ｘ，１０ｙに備えたゲイン蓄積部１２，１２ｘ，１２ｙ及び１３，１３ｘ，１３ｙと、異常検出器１４，１４ｘ，１４ｙと、ゲイン切替器１５，１５ｘ，１５ｙをサーボドライバ４，４ｘ，４ｙに設けて、制御状態に応じて、サーボ制御器１０，１０ｘ，１０ｙ、又は、サーボドライバ４，４ｘ，４ｙの一方、あるいは双方で制御に使用する制御ゲインを切り替えるようにしてもよいこと、切り替えを行うために準備する制御ゲインは２組であったが、３組以上の制御ゲインを準備して、制御対象２の状態の変化に応じて切り替えることも可能であること、図１では、制御方法として、制御対象２の負荷の値により制御状態が正常か否かを検出し、検出結果に対応して制御ゲインｇ１，ｇ２の切り替えを行うものを示したが、速度が低いときと高いときを別々の状態として検出し、速度が低いときにはギアのバックラッシュ等の非線形要素の影響を避けるために制御ゲインを低くし、速度が高いときには制御偏差を小さくするために制御ゲインを高くする、といった制御方法を採用してもよいこと、図２では、本発明のサーボ制御方法及び装置を、２台のモータ５ｘ，５ｙにより一つの制御対象２を駆動させる形式の制御装置に適用したものを示したが、３台以上のモータを使用して一つの制御対象を駆動する形式の制御装置に適用してもよいこと、又、図２におけるゲイン切り替え器１５ｘ，１５ｙの代わりに、図３に示した如き補間器１６を採用するようにしてもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のサーボ制御方法及び装置によれば、制御目標生成器で生成した制御目標に制御対象が追従するように制御計算を行うサーボ制御器と、該サーボ制御器からの指令値に基づいてモータへ出力する電力を制御するサーボドライバと、該サーボドライバより電力を供給されて制御対象を駆動するモータと、該モータの作動状態を検出してサーボ制御器にフィードバックするためのフィードバック検出器とを備えて、単独で制御目標に追従するように制御対象を駆動することができるようにしてあるサーボ制御回路を複数組設け、該各サーボ制御回路のモータを連動させて１つの制御対象を駆動できるようにし、且つ上記各サーボ制御回路のサーボ制御器及び／又はサーボドライバに、値の異なる複数の制御ゲインの組を蓄積し、更に、上記各サーボ制御回路のサーボ制御器及び／又はサーボドライバに備えられる異常検出器に、他のサーボ制御回路のモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器の作動状態を監視させて、該他のサーボ制御回路のモータ、サーボドライバ又はサーボ制御器の少なくとも１つに異常が発生した場合に、異常検出器の指令により異常が発生したモータ、サーボドライバ又はサーボ制御器を備えるサーボ制御回路のモータへの電力供給を停止させるようにすると共に正常なモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器を備えるサーボ制御回路のみで制御対象の駆動を行なえるよう使用する制御ゲインの組を最適な制御ゲインの組に自動的に切り替えるようにして、正常なモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器を備えるサーボ制御回路のみで制御対象を制御目標に追従させるようにする方法及び装置としてあるので、各サーボ制御回路のいずれにも異常が発生していない状態では、各サーボ制御回路により共同して制御対象が制御目標に追従するようにサーボ制御を行うことができる。又、複数のサーボ制御回路のうち、いずれかのサーボ制御回路の構成要素に異常が発生した場合には、残る正常なサーボ制御回路により制御対象を駆動するようになるが、この際、使用する制御ゲインを、正常な制御回路のモータのみで制御対象を駆動するのに最適なゲイン設定である制御ゲインに切り替えることができることから、制御対象を制御目標に追従するように制御を継続させることができる。したがって、上記サーボ制御装置をプレス機械のトランスファー装置を駆動するサーボ制御装置に適用した場合は、サーボ制御装置の複数のサーボ制御回路のいずれかに異常が発生したとしても、異常の発生後も引き続きトランスファー装置を制御目標値に追従するように駆動させることができるという優れた効果を発揮する。更に、他のサーボ制御回路のモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器の作動状態を監視するようにした異常検出器の指令により異なる値の制御ゲインの組を切り替えるときに、切り替え前と切り替え後とで対応する制御ゲインの値を滑らかに補間するようにした構成とすることにより、制御に使用する制御ゲインの値を滑らかに且つ連続的に変化させることができることから、サーボ制御器又はサーボドライバからの出力の変化を滑らかな連続したものとすることができて、トルク指令値の急変を原因として発生する虞のある機械的、電気的な損害を未然に防ぐことができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサーボ制御方法及び装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】本発明の実施の他の形態を示す概要図である。
【図３】本発明の実施の更に他の形態を示す概要図である。
【図４】図３の実施の形態の補間器における制御ゲインの補間方法の一例を示すもので、（イ）はＰゲインの変化を、（ロ）はＩゲインの変化を、（ハ）はＤゲインの変化をそれぞれ示す図である。
【図５】従来のサーボ制御装置の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
１速度指令生成器（制御目標生成器）
２制御対象
４，４ｘ，４ｙサーボドライバ
５，５ｘ，５ｙサーボモータ（モータ）
６，６ｘ，６ｙ速度検出器（フィードバック検出器）
１０，１０ｘ，１０ｙサーボ制御器
１２，１２ｘ，１２ｙゲイン蓄積部
１３，１３ｘ，１３ｙゲイン蓄積部
１４，１４ｘ，１４ｙ異常検出器
１５，１５ｘ，１５ｙゲイン切替器
１６補間器
Ｘ，Ｙサーボ制御回路
ｖ_０速度指令値（制御目標）
ｇ，ｇ１，ｇ２制御ゲイン
ｔ，ｔ１，ｔ２トルク指令値（指令値）

Claims

制御目標生成器で生成した制御目標に制御対象が追従するように制御計算を行うサーボ制御器と、該サーボ制御器からの指令値に基づいてモータへ出力する電力を制御するサーボドライバと、該サーボドライバより電力を供給されて制御対象を駆動するモータと、該モータの作動状態を検出してサーボ制御器にフィードバックするためのフィードバック検出器とを備えて、単独で制御目標に追従するように制御対象を駆動することができるようにしてあるサーボ制御回路を複数組設け、該各サーボ制御回路のモータを連動させて１つの制御対象を駆動できるようにし、且つ上記各サーボ制御回路のサーボ制御器及び／又はサーボドライバに、値の異なる複数の制御ゲインの組を蓄積し、更に、上記各サーボ制御回路のサーボ制御器及び／又はサーボドライバに備えられる異常検出器に、他のサーボ制御回路のモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器の作動状態を監視させて、該他のサーボ制御回路のモータ、サーボドライバ又はサーボ制御器の少なくとも１つに異常が発生した場合に、異常検出器の指令により異常が発生したモータ、サーボドライバ又はサーボ制御器を備えるサーボ制御回路のモータへの電力供給を停止させるようにすると共に正常なモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器を備えるサーボ制御回路のみで制御対象の駆動を行なえるよう使用する制御ゲインの組を最適な制御ゲインの組に自動的に切り替えるようにして、正常なモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器を備えるサーボ制御回路のみで制御対象を制御目標に追従させるようにすることを特徴とするサーボ制御方法。
他のサーボ制御回路のモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器の作動状態を監視するようにした異常検出器の指令により異なる値の制御ゲインの組を切り替えるときに、切り替え前と切り替え後とで対応する制御ゲインの値を滑らかに補間するようにした請求項１記載のサーボ制御方法。
制御目標生成器で生成した制御目標に制御対象が追従するように制御計算を行うサーボ制御器と、該サーボ制御器からの指令値に基づいてモータへ出力する電力を制御するサーボドライバと、該サーボドライバより電力を供給されて制御対象を駆動するモータと、該モータの作動状態を検出してサーボ制御器にフィードバックするためのフィードバック検出器とを備えて、単独で制御目標に追従するように制御対象を駆動することができるようにしてあるサーボ制御回路を複数組設け、該各サーボ制御回路のモータを連動させて１つの制御対象を駆動できるようにし、且つ上記各サーボ制御回路のサーボ制御器及び／又はサーボドライバに、値の異なる制御ゲインの組を別々に蓄積した複数のゲイン蓄積部を備え、更に、他のサーボ制御回路のモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器の作動状態を監視してその内の少なくとも１つに異常が発生した場合に該異常が発生したモータ、サーボドライバ又はサーボ制御器を備えるサーボ制御回路のモータへの電力供給を停止させる指令をサーボドライバに出力すると共に正常なモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器を備えるサーボ制御回路のみで制御対象の駆動を行うのに最適な制御ゲインの組を選択するよう指令をゲイン切替器ヘ出力するための異常検出器と、該異常検出器からの指令に従って使用する制御ゲインの組を切り替えるゲイン切替器とを上記各サーボ制御回路のサーボ制御器及び／又はサーボドライバに備えてなり、上記複数組のサーボ制御回路のモータ、サーボドライバ又はサーボ制御器の少なくとも１つに異常が発生した場合に、正常なモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器を備えるサーボ制御回路により制御対象の駆動を継続させるようにした構成を有することを特徴とするサーボ制御装置。
他のサーボ制御回路のモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器の作動状態を監視するようにした異常検出器からの指令に従って出力する制御ゲインの組を切り替えるためのゲイン切替器に代えて、他のサーボ制御回路のモータ、サーボドライバ及びサーボ制御器の作動状態を監視するようにした異常検出器からの指令に従って制御ゲインの組を切り替えると共に切り替え前と切り替え後の間の制御ゲインの値を滑らかに補間して連続した制御ゲインを出力できる補間器を用いるようにした請求項３記載のサーボ制御装置。