JPH03235686A

JPH03235686A - モータ制御装置

Info

Publication number: JPH03235686A
Application number: JP2031270A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Mitani; 三谷　重雄; Shinobu Kake; 忍懸; Masaki Hashikawa; 橋川　正喜; Hisashi Kinoshita; 木下　久
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1991-10-21
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: JP2759698B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はロボットや工作機械のテーブル送り等に用いら
れるサーボモータの制御装置に関する。

従来の技術サーボモータに加わる負荷、たとえばＮＣ工作機械のテ
ーブルとモータ軸とを結合するカップリングやギヤ列等
が示す負荷はばらつきを持って変動する。

そこで、サーボモータの速度制御を行なうモータ側部装
置では、このような負荷のばらつきを速度制卸部の速度
ゲインを変えることにより調整している。

特にデジタル制御装置においては、デジタル人力処理を
行なうことにより、速度系のゲインを変え、負荷を所定
のモードで作動させることを可能としている。

以下、図面を参照しながら従来のモータ制御装置につい
て説明する。

第８図において、１はモータ２の速度指令を与える上位
制御装置、３はモータ２のエンコーダ４により出力され
る速度フィードバック信号と速度指令か入力される速度
制御部である。５はモータ２に電力を供給する駆動回路
、６はモータ２への供給電力を遮断する電力遮断回路、
７は外部から電力遮断回路６を動作させる非常停止スイ
ッチである。

以上のように構成されたモータ制御装置についてその動
作を説明する。

まず、上位制御装置１から所定モードでモータ２を駆動
すべく速度指令が与えられる。速度制御部３は、エンコ
ーダ４から得られる速度フィードバック信号（以下速度
ＦＢ信号と記す）と速度指令に基づき目標とのずれを修
正することの可能なトルク指令を出力する。駆動回路５
は、トルク指令に応じた電力をモータ２に供給し、これ
により速度制御がなされる二ととなる。

この場合、モータ２の負荷のばらつき、たとえば負荷域
の変動があると、速度系のループゲインが高くなるので
、ゲインを下げる調整が必要となる。

この時、デジタル速度制御装置においては、上位制御装
置１によりデジタル値によって速度ループゲインの値を
設定し、速度制御部３の速度系ゲインを変更し、最適な
ゲインになるように調整を行なっている。そして、その
際に発振が起こると、非常停止スイッチ７によりモータ
２の供給電力を遮断する。

発明が解決しようとする課題ところで、前述したように、速度制御系の調整の際に発
振が起こり、非常停止スイッチ７が押され、電力遮断回
路６が作動するには、ある一定の時間を要する。このた
め、非常スイッチ７を押しても電力遮断回路６が動作す
るまでに駆動口ＢＳ内の制御素子（たとえばパワートラ
ンジスタ）に定格を越えた電力が供給される恐れがある
。このような場合、制御素子が破壊されることとなり、
問題となっている。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり
、モータの発振時にその駆動回路の制御素子の保護を的
確に行なえるモータ制御装置を提供することを目的とす
る。

課題を解決するための手段本発明は、前記目的を達成するために、速度指令および
速度フィードバック信号の各加速度の最大値を算出する
手段と、算出された両加速度の最大値の差分が判定値以
上となる差判定回数をサンプリング時間毎に算出し、差
判定回数が発振判定値を上回るとモータの供給電力を遮
断する電力遮断制御手段とを備えたものである。

さらに、本発明における第２の発明は、電力遮断制御手
段に代えて、差判定回数を算出するとともに、その回数
が発振判定回数を上回るとモータの速度系のゲインを下
げるゲイン低減制御手段を備えたものである。

作用本発明は、前記構成によって、速度指令および速度フィ
ードバック信号の両加速度の最大値を求め、その差分が
判定値以上となる差判定回数を求め、その回数が発振判
定値を上回ったときにモータ供給電力を遮断するので、
駆動回路の保護を的確に行なうことができる。

さらに、発振判定時にモータ供給電力を遮断するのに代
えて、モータの速度系のゲインを下げるようにしても同
様な効果を得ることができる。

実施例第１図は本発明の第１の実施例の構成を示すものである
。

第１図において、１０は速度指令を出力する上位制御装
置、１１は速度指令および速度ＦＢ信号が入力される速
度制御部、１２はモータ１３に電力を供給する駆動回路
、１４はモータ供給電力を遮断する電力遮断回路、１５
はモータの回転出力に応した速度ＦＢ信号を発するエン
コーダである。

ここで、速度制御部１１は、速度指令と速度ＦＢ信号に
基づき両速度のずれを修正することの可能なトルク指令
を出力する機能の他に、加速度算出部１６および電力遮
断制御部１７としての機能を備える。すなわち、加速度
算出部１６は、速度指令ａｉの加速度ｂｉおよび速度Ｆ
Ｂ信号ｖｉの加速度ｘｉを算出した上で、各加速度の最
大値ｂＷ、ＸＭを算出して所定エリアに取り込む機能を
備えている。電力遮断制御部１７は、雨最大値ｂＪ　Ｘ
ｌｌの差分（ｘｉ＋−ｂｎ）が判定値に以上となる差判
定回数ＶｏＦをサンプリング時間Ｔ毎に算出した上で、
そのＶｏＦが発振判定値ＮＦを上回ったと判定すると、
電力遮断回路１４に遮断信号Ｓを出力する機能を備えて
いる。

次に前記第１実施例の動作について第２図ないし第６図
を参照して説明する。

まず、第６図に示すように、速度指令１８に対し、発振
時の速度ＦＢ倍信号９はその振幅がきわめて大きくなる
。この時の最大時間幅Ｔ（たとえば８ｍ５ｅｃ）をサン
プリング時間とし、この時間幅Ｔ内での測定時点を決定
すべくＮ個に分割し各測定値１（ｉ＝ｏ、１．・・・Ｎ
）を得る。このような条件設定に基づき、まず速度指令
ａｉおよび速度ＦＢ倍信号ら各加速度最大値ｂＭ、　ｘ
−を求める。

ここでは、第２図に示すように、測定点ｉ、ｉ十１にお
ける速度ａｉ、ａｉ＋１の差から加速度ｂｉを得る。こ
の加速度ｂｉが正で前回の測定点ｉ−１までの最大値ｂ
＋１を越えた時のみ最大値を今回のｉ［ｂｉとして更新
する。この処理は、測定点ｉ＞Ｎとなるまで、すなわち
最大時間幅Ｔが経過するまで行ない、次のサンプリング
時間Ｔにも同様な処理を繰り返す。

他方、第３図に示すように、測定点ｉ、ｉ＋１における
速度ｖｉ、ｖｉ＋１の差から加速度ｘｉを得る。そして
速度ａｉ、ａｉ＋１の場合と同様にして最大値Ｘｌｉの
更新処理を行ない、同様に各サンプリング時間Ｔ毎に最
大値Ｘ−の算出を行なつ。

次に、第４図に示すように、得られたサンプリンク時間
Ｔの間の両最大ｉｉ　ｌ）　ＭとＸｌｌを時間Ｔ経過毎
に取り込む。そして、差分（Ｘｌｌ−１）ｌｉ）が一定
の判定値に以上である時にのみ、差判定回数Ｖ。

Ｆを１増加させるカウント処理をする。

さらに第５図に示すように、差判定回数ＶｏＦが発振判
定値ＮＦを越えた場合にのみ、この速度系が発振したと
見做し、遮断信号Ｓを電力遮断回路１４に出力し、差判
定回数ＶｏＦをクリアする。この結果駆動回路１２への
電力供給が断たれ、内部の制御素子の保護が的確になさ
れることとなる。

前記第１の実施例において、電力遮断制御部１７による
機能に基づき差判定回数ＶｏＦが発振判定値ＮＦを上回
った場合にのみ電力遮断を行なっているが、これに代え
て次の手段を採っても良い。

すなわち、本発明の第２実施例においては、速度制御部
１１内に加速度算出部１６の他にゲイン低減制御部（図
示せず）を備える。このゲイン低減制御部は、差判定回
数ＶｏＦを算出した上でその回数Ｖ　ｏ　Ｆが発振判定
値ＮＦを上回った場合にのみ、第７図に示すように、速
度系のゲインパラメータを所定値だけ下げ、差判定回数
ＶＯＦをりｊ了する。この結果、速度系のゲインが下が
り、発振が阻止される。特に、本実施例の場合、モータ
を停止させなくて済み、より効率よ（調整等を行なうこ
とができる利点がある。

発明の効果以上の説明から明らかなように、本発明のモータ制御装
量によれば、速度指令と速度フィードバック信号の加速
度の最大値を比較し、その差分が規定値を上回る状態が
所定量続くと発振と見做し、モータの供給電力を遮断し
、または速度系のゲインを下げるようにしたので、駆動
回路の保護を的確に行なえるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのモータ制御装置のブ
ロック図、第２図から第５図は第１図のモータ制御装置
で用いる動作制御プログラムのフローチャート、第６図
は第１図のモータ制御装置に加わる速度指令および速度
フィードバック信号の波形図、’ｌＪ７図は本発明の他
の実施例で用いる動作制御プログラムのフローチャート
、第８図は従来のモータ制御装置のブロック図である。１０・・・上位制御装置、１１・・・速度制御部、１２
・・・駆動回路、１３・・・モータ、１４・・・電力遮
断回路、１５・・・エンコーダ、１６・・・加速度算出
部、１７・・・電力遮断制御部、ａｌ・・・速度指令、
ｂｉ・・・速度指令ａｉの加速度、ｖｉ・・・速度フィ
ードバック信号、ｘｉ・・・速度フィードバック信号ｖ
ｉの加速度、ｂト・・加速度ｂｉの最大値、Ｘト・・加
速度Ｘｉの最大値、Ｋ・・・判定値、ＶｏＦ・・・差判
定回数、ＮＦ・・・発振判定値。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）速度指令を発する上位制御装置と、モータの速度
フィードバック信号を発するエンコーダと、前記速度指
令および速度フィードバック信号との各加速度の最大値
を算出する手段と、所定サンプリング時間毎に前記両加
速度の最大値の差分が判定値以上となる差判定回数を算
出するとともに、その差判定回数が発振判定値を上回っ
たと判定されたときに、前記モータの供給電力を遮断す
る電力遮断制御手段とを備えたモータ制御装置。
（２）電力遮断制御手段に代えて、差判定回数を算出す
るとともにその差判定回数が発振判定値を上回ったと判
定されたときに、モータの速度系のゲインを下げるゲイ
ン低減制御手段を備えた請求項（１）記載のモータ制御
装置。