JPH0371213A - サーボ制御装置 - Google Patents

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］ この発明は例えばＮＣ工作機械等のサーボ制御装置、特
にその絶対位置検出系の異常検出に関するものである。

［従来の技術］ 第３図はＮＣ工作機械等で工具又は加工テーブル等の位
置制御を行う従来のサーボ制御装置を示すブロック図で
ある。図において、（１）はサーボ制御装置に指令され
た移動指令を解読して速度、移動量等を求める指令解読
回路、（２）は指令解読回路（１）から出力される速度
及び移動量により単位時間当りの移動パルス量を指令パ
ルスとして発生するパルス分配回路である。〈３）はパ
ルス分配回路（２〉で発生した指令パルスと位置フィー
ドバックとの差が零になるような速度指令を出力する位
置制御回路、（４）は位置制御回路（８）からの速度指
令にしたがってサーボモータ（５〉の回転速度を制御す
る速度制御回路である。（６）はサーボモータ（５）の
回転位置を検出しフィードバックパルスとして出力する
位置検出器、（７）はサーボモー夕（５〉の回転数を検
出する回転数検出器、（８〉はサーボモータ（５）の１
回転中の角度を検出する角度検出器であり、位置検出器
（６）、回転数検出器（７）及び角度検出器（８〉でサ
ーボモータ（５）の絶対位置検出器を構成している。

（９）は位置検出器（６）の出力パルスを計数するアッ
プダウンカウンタからなるフリーランカウンタ、（１５
）はフリーランカウンタ（９）の出力から位置フィード
バックパルスを発生するフィードバックパルス発生回路
、（ｌＯ〉は回転数検出器（７〉の出力パルスを計数す
るアップダウンカウンタからなる回転数カウンタである
。

（ｉｌ）は指令解読回路（１）からの基準点記憶指令に
より、基準点における回転数カウンタ（１０）の計数値
を記憶する基準回転数メモリ、（１２）は同じく基準点
記憶指令により、基準点における角度検出器（８）の出
力を記憶する基準角度メモリ、（１３）は電源断時に回
転数カウンタ（ｔＯ）と基準回転数メモリ（１１）及び
基準角度メモリ（１２）の埠を保持するバックアップ用
のバッテリである。

（１４）は基準回転数メモリ（１１）と回転数カウンタ
（１０）の出力及び基準角度メモリ（１２）と角度検出
器（８）の出力によりサーボモータ（５）の絶対位置を
求める絶対位置検出回路である。

次に、上記のように構成されたサーボ制御装置の動作を
説明する。ＮＣテープ等からサーボ制御装置に入力され
た指令は、指令解読回路（１）により解読されて速度、
移動量等が求められる。この速度、移動量等がパルス分
配回路（２〉に送られ、パルス分配回路（２）で所定の
単位時間当りの移動パルス量を算出して、位置指令パル
スとして位置制御回路（３）に出力する。位置制御回路
（３）は送られた位置指令パルスと後述する位置フィー
ドバックパルスの差分が零になるような速度指令を算出
して速度制御回路（４〉に送る。速度制御回路（４）は
送られた速度指令によりサーボモータ（５）を駆動する
。

このサーボモータ（５）と連結された位置検出器（６）
はサーボモータ（５〉の回転方向と回転角度に応じたパ
ルスを出力する。この位置検出器（６）が出力するパル
スをフリーランカウンタ（８）で計数し、フリーランカ
ウンタ（８）で計数した前回値までの累積値との差分が
フィードバックパルス発生回路（１５）で算出されてサ
ーボモータ（５）の単位時間当りの位置フィードバック
パルスとして位置制御回路（３〉に送られる。

このような制御系において、サーボモータ（５）の回転
位置を検出して制御するために座標系を確立する必要が
ある。そこで、座標系を定める場合の動作を次に説明す
る。

回転数検出器７はサーボモータ（５〉の１回転毎に、そ
の回転方向に応じた回転数パルスを回転数カウンタ（ｌ
Ｏ）に出力し、回転数カウンタ（１０）でサーボモータ
（５）の回転数を計数する。角度検出器（８）はサーボ
モータ（５〉の１回転中の角度を検出する。

また、基準回転数メモリ（１１）と基準角度メモリ（１
２）は指令解読回路（１）から送られる基準点記憶指令
に基づき、それぞれ基準点における回転数カウンタ（１
０）の計数値と角度検出器（８）が出力する角度をあら
かじめ記憶しておく。

そして、回転数カウンタ（ｌＯ）が出力するサーボモー
タ（５）の回転数の計数値と基準回転数メモリ（１１）
に記憶された基準点における回転数と、角度検出器（８
）で検出した角度及び基準角度メモリ（１２）に記憶さ
れた基準点における角度が絶対位置検出回路（１４）に
送られる。

絶対位置検出回路（１４〉は回転数カウンタ（ｌＯ）が
出力するサーボモータ（５）の回転数と基準回転数メモ
リ（１１）に記憶された基準点の回転数との差を演算し
て、基準点からのサーボモータ（５）の回転量を求める
。さらに、角度検出器（８〉から出力するサーボモータ
（５）の１回転中の角度と基準角度メモリに記憶された
基準点の角度との差を演算して、基準点からのサーボモ
ータ（５）の角度を求める。この角度を先に求めたサー
ボモータ（５）の回転量に加算してサーボモータ（５〉
の絶対位置を検出する。この絶対位置をサーボ制御装置
の電源投入時にまず検出して指令解読回路（１）の座標
系とし、以後この座標系により直ちにサーボモータ（５
）の位置制御を行う。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のサーボ制御装置は上記のように構成されているの
で、サーボ制御装置の電源投入と同時に指令解読回路（
１）の座標系を直ちに確立することはできるが、回転数
検出器（７〉の出力パルスミスや回転数カウンタの計数
等を確認することができず、このため回転数検出器（７
）の出力パルスミスあるいは回転数カウンタの誤計数が
発生すると絶対位置がずれてしまい、正しい位置にサー
ボモータ（５）を制御することができなくなるという問
題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
のであり、回転数計数器の出力パルスミス、あるいは回
転数カウンタの誤計数が発生したときに絶対位置の異常
を出力し、その後の誤動作を未然に防止することができ
るようにしたサーボ制御装置を得ることを目的とするも
のである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るサーボ制御装置は異常検出回路を有し、
位置フィードバック量の累積値と位置検出器の１回転の
総パルス量から算出される基準点からのサーボモータの
回転量と、回転検出器により計数された基準点からの回
転量との差を演算し、演算した結果があらかじめ定めら
れた所定値を越えたときに絶対位置異常を出力する。

［作　用コ この発明においては、回転検出器により計数された基準
点からの回転量を位置検出器から得られる位置フィード
バック量の累積値から算出される回転量と比較し、対応
する両回転量が所定の許容範囲以上ずれているときに絶
対位置検出異常としてサーボ制御装置の動作を停止させ
る。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
図において、（１）〜（１５）は第３図に示した従来例
と全く同じものである。

（１Ｂ）はフィードバック発生回路（１５）で算出され
たサーボモータ（５）の単位時間当りの位置フィードバ
ックパルスを累積する累積回路、（１７）は累積回路（
１６）と回転数検出器７の出力パルスを計数した回転数
カウンタ（１０）と基準点における回転数カウンタ（１
０）の計数値を記憶した基準回転数メモリ１１からの出
力を受けて絶対位置の異常を検出する異常検出回路であ
る。

この異常検出回路（１７〉は第２図のブロック図に示す
ように、累積回路（１Ｂ）から送られる位置フィードバ
ックパルスの累積値をあらかじめメモリ（１８）に設定
された位置検出器（６〉の１回転当りの総パルス数で除
算する除算手段（１９）と、回転数カウンタ（１０）の
計数値と基準回転数メモリ１１からの基準点における回
転数カウンタ（１０）の計数値との差を演算して、基準
点からのサーボモータ（５）の回転量を算出する回転量
算出手段（２０）と、除算手段（１９）と回転量算出手
段（２０）の出力値を減算する減算手段（２１〉及び減
算手段（２１）が出力する回転差の差をあらかじめ定め
られた許容値（２２〉と比較する比較手段（２３）とか
らなる。

次に、上記のように構成されたサーボ制御装置の動作を
説明する。

まず、サーボ制御装置に電源が投入されると、回転数カ
ウンタ（１０）の計数値と基準回転数メモリ（１１）に
記憶された基準点の回転数と角度検出器（８〉で検出し
たサーボモータ（５）の角度及び基準角度メモリ〈１２
〉に記憶された基準点の角度を用い絶対位置検出回路（
１４）でサーボモータ（５〉の絶対位置を検出する。次
に、累積回路（１Ｂ）の位置フィードバックパルスの累
積値は検出された絶対位置にプリセットされる。

この状態でサーボモータ（５）が駆動され位置検出器（
８）から出力パルスが出力されると累積回路（ｔ６〉の
位置フィードバックパルス累積値は順次更新され、サー
ボモータ（５〉の駆動時の絶対位置を示す。この位置フ
ィードバックパルス累積値を異常検出回路（１７）に送
り、除算手段（１９）で位置検出器（６）の１回転当り
の総パルス数で除算すると、その商が基準点からのサー
ボモータ（５）の回転量が得られる。

また、回転数検出器（７〉で検出した回転数の回転数カ
ウンタ（１０）による計数値から基準回転数メモリ（１
１）に記憶された基準点の計数値を回転量の算出手段（
２０）で減数することにより、基準点からのサーボモー
タ（５）の回転量が得られる。

そこで、除算手段（１９）から送られる位置検出器（６
）の出力パルスに基くサーボモータ（５）の回転量との
差を減算手段（２１）で算出する。この減算手段（２１
）で算出した両回転量の差を比較手段（２３）であらか
じめ定められた許容値（２２〉と比較する。この両回転
量の差が許容値（２２〉を越えていると、位置検出器（
６）と回転数検出器（７）のいずれかの出力パルスある
いは回転数カウンタ（ｌＯ〉等の計数値に計数誤りが発
生していることから、異常検出回路（１７）からパルス
分配回路〈２〉に絶対位置検出異常信号を出力する。パ
ルス分配回路〈２）は絶対位置検出異常信号を受けると
位置制御回路（３）に送っていた指令パルスの出力を停
止して、サーボモータ（５）の駆動を停止する。

なお、上記実施例においては基準回転数メモリ（１１）
と基準角度メモリ（１２）を設けた場合について説明し
たが、回転数カウンタを基準点設定時にプリセットし、
基準角度を一定値に固定すると、上記各メモリがなくて
も上記実施例と同様な作用を奏することができる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したように、位置検出器からの出力
パルスで得られるサーボモータの回転量と回転数検出器
の出力パルスから得られるサーボモータの回転量とを比
較し、両回転量の差があらかじめ定めた許容範囲を越え
たときに絶対位置検出異常としてサーボモータの駆動を
停止させるようにしたので、簡単な構成で絶対位置検出
器の誤動作を検出することができるとともに、サーボモ
ータの誤動作を未然に防止することができ、サーボ制御
装置の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は上記実施例の異常検出回路を示すブロック図、第３図
は従来例を示すブロック図である。 〈１）・・・指令解読回路、（２）・・・パルス分配回
路、（３〉・・・位置制御回路、（４）・・・速度制御
回路、（５）・・・サーボモータ、（６）・・・位置検
出器、（７）・・・回転数検出器、（８）・・・角度検
出器、（９）・・・フリーカウンタ、（１０）・・・回
転数カウンタ、（１１）・・・基準回転数メモリ、（１
２）・・・基準角度メモリ、（１３）・・・バッテリ、
（１４）・・・絶対位置検出回路、（１５）・・・フィ
ードバックパルス発生回路、（１６）・・・累積回路、
（１７）・・・異常検出回路。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 サーボモータの位置を検出する位置検出器、回転数を検
   出する回転数検出器、及び１回転中の角度を検出する角
   度検出器からなる絶対位置検出器を有し、絶対位置検出
   器で基準点からの絶対位置を検出するとともに位置検出
   器で検出した位置により位置フィードバック量を算出し
   て位置制御を行うサーボ制御装置において、 位置フィードバック量の累積値と位置検出器の１回転の
   総パルス量から算出される基準点からのサーボモータの
   回転量と、回転検出器により計数された基準点からのサ
   ーボモータの回転量との差を演算し、演算した結果があ
   らかじめ定められた所定値を越えたときに絶対位置異常
   を出力する異常検出回路を備えたことを特徴とするサー
   ボ制御装置。