JPH04312378A - Detecting system for load torque of motor controller - Google Patents

Detecting system for load torque of motor controller

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Publication number
JPH04312378A
JPH04312378A JP3077982A JP7798291A JPH04312378A JP H04312378 A JPH04312378 A JP H04312378A JP 3077982 A JP3077982 A JP 3077982A JP 7798291 A JP7798291 A JP 7798291A JP H04312378 A JPH04312378 A JP H04312378A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
current
load torque
torque
detector
Prior art date
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Pending
Application number
JP3077982A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Okano
明彦 岡野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP3077982A priority Critical patent/JPH04312378A/en
Publication of JPH04312378A publication Critical patent/JPH04312378A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To calculate a load torque accurately from a load current applied to a motor. CONSTITUTION:A speed detector 3 which generates a speed feedback, a current detector 4 which detects a current applied to a motor 2 and a subtractor 6 which subtracts acceleration according to the output of a differentiator 5 which generates an acceleration by differentiating the speed feedback signal and the current detection signal are provided.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、モータの制御装置に関
し、特に、工作機械を駆動するスピンドルモータやサー
ボモータの負荷トルクの検出方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control device, and more particularly to a method for detecting load torque of a spindle motor or servo motor that drives a machine tool.

【0002】0002

【従来の技術】工作機械には、そのテーブルを駆動する
サーボモータと刃物や被工作物を駆動するスピンドルモ
ータを備えている。工作機械の一例としてマシニングセ
ンタがある。マシニングセンタは、そのスピンドル先端
に取り付けられた刃物が被工作物を切削することにより
加工する。刃物が摩耗すると切削トルクが変動し、負荷
トルクの変動として表れる。この刃物の摩耗管理や交換
時期を管理するために、モータの負荷トルク監視が不可
欠となっている。
2. Description of the Related Art Machine tools are equipped with a servo motor that drives the table thereof and a spindle motor that drives the cutter and workpiece. A machining center is an example of a machine tool. A machining center processes a workpiece by cutting it with a blade attached to the tip of its spindle. When the blade wears, the cutting torque fluctuates, which appears as a fluctuation in the load torque. Monitoring the motor load torque is essential in order to manage wear and replacement timing of these blades.

【0003】図3は従来におけるこの種のモータ制御装
置のブロック図である。速度制御器1は、電流検出器4
からの電流フィードバック信号によって構成されたマイ
ナーループを含み、速度検出器3からの速度フィードバ
ック信号によって速度ループを構成する。
FIG. 3 is a block diagram of a conventional motor control device of this type. The speed controller 1 includes a current detector 4
The speed feedback signal from the speed detector 3 forms a speed loop.

【0004】モータ2は、速度制御器1からの出力電流
によって駆動される。速度検出器3は、モータ2に直結
され、モータ2の速度を直接検出する。電流検出器4は
、モータ2に流れる電流を検出するものであり、トルク
に比例する電流、即ちトルク電流の検出器である。交流
モータの場合には、ベクトル制御などによって、電流を
演算によって直流値に変換したトルク電流を表す。
The motor 2 is driven by the output current from the speed controller 1. The speed detector 3 is directly connected to the motor 2 and directly detects the speed of the motor 2. The current detector 4 detects the current flowing through the motor 2, and is a current proportional to torque, that is, a torque current detector. In the case of an AC motor, it represents the torque current obtained by converting the current into a DC value using vector control or the like.

【0005】いま、速度制御器1に速度指令が与えられ
ると、モータ2に電流が流れモータ2は回転を始める。 この時モータのトルク電流は電流検出器4によって検出
され、速度制御器1にフィードバックされると同時に、
負荷トルク監視に使用される。
[0005] Now, when a speed command is given to the speed controller 1, current flows to the motor 2 and the motor 2 starts rotating. At this time, the torque current of the motor is detected by the current detector 4 and fed back to the speed controller 1, and at the same time,
Used for load torque monitoring.

【0006】ここで、モータの運動方程式を考えてみる
[0006] Let us now consider the equation of motion of the motor.

【0007】[0007]

【数1】T=J・dω/dt+TL ただし、Tはモータが発生するトルク、ωはモータの角
加速度 Jはモータと負荷の慣性モーメントの総和TL は負荷
トルク
[Equation 1] T = J・dω/dt+TL Where, T is the torque generated by the motor, ω is the angular acceleration of the motor, J is the sum of the inertia moments of the motor and the load, TL is the load torque

【数2】I=T/KT ただし、Iはトルク電流、KT はトルク定数数1式は
、加速度成分と負荷トルク成分の和がモータのトルクと
なることを示している。数2式は、モータトルクとトル
ク電流が比例することを示している。
[Formula 2] I=T/KT where I is the torque current and KT is the torque constant.Equation 1 shows that the sum of the acceleration component and the load torque component is the motor torque. Equation 2 shows that motor torque and torque current are proportional.

【0008】数1式、数2式が示すように、モータのト
ルク電流と出力トルクは比例関係にあるために、モータ
のトルク電流を監視することで負荷トルク監視を行って
いた。
As shown by Equations 1 and 2, the torque current of the motor and the output torque are in a proportional relationship, so load torque has been monitored by monitoring the torque current of the motor.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のモータ制御装置は、モータのトルク電流をその
まま負荷トルク監視として使用しているために、モータ
の加速時、減速時にその加速度に起因する負荷電流が加
算され、正しい負荷トルクが検出できないという欠点が
ある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, since the conventional motor control device described above uses the torque current of the motor as it is to monitor load torque, the load caused by the acceleration when the motor accelerates or decelerates. The drawback is that current is added and correct load torque cannot be detected.

【0010】本発明は従来の上記実情に鑑みてなされた
ものであり、従って本発明の目的は、従来の技術に内在
する上記欠点を解消することを可能としたモータ制御装
置の新規な負荷トルク検出方式を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and therefore, an object of the present invention is to provide a novel load torque for a motor control device that makes it possible to eliminate the above-mentioned drawbacks inherent in the conventional technology. The objective is to provide a detection method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るモータ制御装置の負荷トルク検出方式
は、速度フィードバックを発生する速度検出器と、モー
タに流れる電流を検出する電流検出器とを含むモータの
制御装置であって、速度検出器から加速度を発生する微
分手段と、前記電流検出器からの信号と前記微分手段か
ら発生する出力の差を計算する減算手段とを備えて構成
される。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a load torque detection method for a motor control device according to the present invention includes a speed detector that generates speed feedback, and a current detector that detects the current flowing through the motor. A motor control device comprising: a differentiating means for generating acceleration from a speed detector; and a subtracting means for calculating a difference between a signal from the current detector and an output generated from the differentiating means. configured.

【0012】0012

【実施例】次に、本発明をその好ましい一実施例につい
て図面を参照して具体的に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a preferred embodiment of the present invention will be specifically explained with reference to the drawings.

【0013】図1は本発明の一実施例を示すブロック構
成図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【0014】図1を参照するに、図3と同等な部分は同
一の符号により示されている。図1の図3と異なる部分
について述べれば、図1に示された本発明の一実施例に
は、図3の速度検出器3からの出力を微分し加速度を算
出する微分器5と、この微分器5の出力と電流検出器4
の出力の差を求める減算器6が設けられている。
Referring to FIG. 1, parts equivalent to those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals. Regarding the parts of FIG. 1 that are different from FIG. 3, the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes a differentiator 5 that differentiates the output from the speed detector 3 of FIG. Output of differentiator 5 and current detector 4
A subtracter 6 is provided for determining the difference between the outputs of .

【0015】図2に本実施例の動作タイミングチャート
を示す。速度指令が図2に示すように入力されると、速
度制御器1からモータ2に電流が流れ、モータ2が回転
する。速度検出器3からは、速度指令に追従する形で信
号aが出力される。信号aを受けて微分器5からは、そ
の微分結果が信号bとして出力される。信号bは速度の
微分であり、加速度を表している。信号bは減算器6に
入力される。
FIG. 2 shows an operation timing chart of this embodiment. When a speed command is input as shown in FIG. 2, current flows from the speed controller 1 to the motor 2, causing the motor 2 to rotate. The speed detector 3 outputs a signal a following the speed command. Upon receiving the signal a, the differentiator 5 outputs the differentiation result as a signal b. Signal b is a differential of velocity and represents acceleration. Signal b is input to subtracter 6.

【0016】一方、電流検出器4からのモータ電流信号
cが減算器6に入力され、信号bと信号cの差が信号d
として出力される。
On the other hand, the motor current signal c from the current detector 4 is input to the subtracter 6, and the difference between the signals b and c is the signal d.
is output as

【0017】いま、モータ2に間欠的な負荷トルクが加
わったことを仮定すると、モータ2には、信号cに示す
ごとく、間欠的な電流と加減速時の加速度に起因する電
流が加算された電流が流れる。しかしながら、この電流
には加速度に起因する電流が含まれている。そこで加速
度成分である信号bを減算することにより、負荷トルク
のみが信号dのように出力されるのである。
Now, assuming that an intermittent load torque is applied to the motor 2, an intermittent current and a current due to acceleration during acceleration/deceleration are added to the motor 2, as shown in signal c. Current flows. However, this current includes a current caused by acceleration. Therefore, by subtracting signal b, which is the acceleration component, only the load torque is output as signal d.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータの加減速時に発生する加速度成分をトルク電流か
ら減算することにより、モータが負荷に与えている純粋
な負荷トルクを算出できるという効果が得られる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
By subtracting the acceleration component generated during acceleration and deceleration of the motor from the torque current, it is possible to calculate the pure load torque that the motor is applying to the load.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の一実施例を示すブロック構成図である
FIG. 1 is a block configuration diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の動作を示すタイミングチャ
ートである。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of an embodiment of the present invention.

【図3】従来例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…速度制御器 2…モータ 3…速度検出器 4…電流検出器 5…微分器 6…減算器 1...Speed controller 2...Motor 3...Speed detector 4...Current detector 5...Differentiator 6...Subtractor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  速度フィードバックを発生する速度検
出器と、モータに流れる電流を検出する電流検出器とを
含むモータの制御装置であって、前記速度検出器から加
速度を発生する微分手段と、前記電流検出器からの信号
と前記微分手段から発生する出力の差を計算する減算出
段とを含むことを特徴とするモータ制御装置の負荷トル
ク検出方式。
1. A motor control device comprising: a speed detector that generates speed feedback; and a current detector that detects a current flowing through the motor; A load torque detection method for a motor control device, comprising a subtraction stage for calculating a difference between a signal from a current detector and an output generated from the differentiating means.
JP3077982A 1991-04-10 1991-04-10 Detecting system for load torque of motor controller Pending JPH04312378A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995009479A1 (en) * 1993-09-30 1995-04-06 Atsushi Watanabe Robot control apparatus for monitoring robot load

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995009479A1 (en) * 1993-09-30 1995-04-06 Atsushi Watanabe Robot control apparatus for monitoring robot load
US5587635A (en) * 1993-09-30 1996-12-24 Fanuc Ltd. Robot control apparatus for monitoring load on robot

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