JPH06245561A - サーボモータの異常負荷検出制御方法 - Google Patents
サーボモータの異常負荷検出制御方法Info
- Publication number
- JPH06245561A JPH06245561A JP5045751A JP4575193A JPH06245561A JP H06245561 A JPH06245561 A JP H06245561A JP 5045751 A JP5045751 A JP 5045751A JP 4575193 A JP4575193 A JP 4575193A JP H06245561 A JPH06245561 A JP H06245561A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- servo motor
- value
- abnormal load
- detected
- flag
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
- G05B19/4062—Monitoring servoloop, e.g. overload of servomotor, loss of feedback or reference
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/16—Controlling the angular speed of one shaft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 異常負荷検出時に機械に負荷が持続してかか
らないようにする。 【構成】 オブザーバで検出する負荷トルクＴd2が設定
基準値Ｔｓ以上になると（Ｓ５，Ｓ６）、フラグＦ１を
セットする（Ｓ７）。次の周期では、フラグＦ１が
「１」でフラグＦ２が「０」であるから、エラーレジス
タＥｒに駆動方向とは逆方向の位置偏差Ａをセットしフ
ラグＦ２をセットする（Ｓ１，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ
１１，Ｓ１２）。そして、次の周期からは、エラーレジ
スタＥｒから位置のフィードバック量θを減じ、位置偏
差を求め、この位置偏差で位置・速度ループの処理を行
う（Ｓ１３，Ｓ３，Ｓ４）。位置偏差「０」になるまで
サーボモータは逆転した後停止する。その結果、機械可
動部等に負荷が持続してかからない。
らないようにする。 【構成】 オブザーバで検出する負荷トルクＴd2が設定
基準値Ｔｓ以上になると（Ｓ５，Ｓ６）、フラグＦ１を
セットする（Ｓ７）。次の周期では、フラグＦ１が
「１」でフラグＦ２が「０」であるから、エラーレジス
タＥｒに駆動方向とは逆方向の位置偏差Ａをセットしフ
ラグＦ２をセットする（Ｓ１，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ
１１，Ｓ１２）。そして、次の周期からは、エラーレジ
スタＥｒから位置のフィードバック量θを減じ、位置偏
差を求め、この位置偏差で位置・速度ループの処理を行
う（Ｓ１３，Ｓ３，Ｓ４）。位置偏差「０」になるまで
サーボモータは逆転した後停止する。その結果、機械可
動部等に負荷が持続してかからない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ロボットや工作機械
等のサーボモータを動力源とする機械において、工作機
械のカッタやロボットのアーム等のサーボモータで駆動
される可動部がワーク等の他の物体に衝突したとき等の
異常負荷を検出した時のサーボモータの制御方法に関す
る。
等のサーボモータを動力源とする機械において、工作機
械のカッタやロボットのアーム等のサーボモータで駆動
される可動部がワーク等の他の物体に衝突したとき等の
異常負荷を検出した時のサーボモータの制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】工作機械の可動部（カッタ若しくはテー
ブル等）やロボットのアーム等が障害物に衝突したと
き、これら可動部やアームを駆動するサーボモータは移
動指令に従って移動しようとして、大きなトルクを発生
する。そのため、可動部やアームの機構部を破損させる
場合がある。この衝突等を検出する方法として、外乱推
定オブザーバによって外乱トルクを推定し、この推定外
乱トルクが設定値以上になったとき、負荷異常して衝突
等が生じているものとして検出する方法が公知である。
（特開平３−１９６３１３号公報参照）。
ブル等）やロボットのアーム等が障害物に衝突したと
き、これら可動部やアームを駆動するサーボモータは移
動指令に従って移動しようとして、大きなトルクを発生
する。そのため、可動部やアームの機構部を破損させる
場合がある。この衝突等を検出する方法として、外乱推
定オブザーバによって外乱トルクを推定し、この推定外
乱トルクが設定値以上になったとき、負荷異常して衝突
等が生じているものとして検出する方法が公知である。
（特開平３−１９６３１３号公報参照）。
【０００３】図１は、位置に対し比例（Ｐ）制御を行
い、速度に対し比例，積分（ＰＩ）制御を行う工作機械
やロボット等のサーボモータ制御系において、従来実施
されていたオブザーバを用いて外乱トルクを推定し、衝
突等を検出する方法のブロック線図である。項１のＫP
は位置ループにおける比例ゲイン、項２は速度ループに
おける伝達関数で、Ｋ1 は積分定数、Ｋ2 は比例定数で
ある。また、項３，４はモータの伝達関数で、Ｋｔはト
ルク定数、Ｊはイナーシャであり、項５は速度ｖを積分
して位置θを算出する伝達関数である。また、ＴL は外
乱トルクである。なお、Ｓはラプラス演算子である。
い、速度に対し比例，積分（ＰＩ）制御を行う工作機械
やロボット等のサーボモータ制御系において、従来実施
されていたオブザーバを用いて外乱トルクを推定し、衝
突等を検出する方法のブロック線図である。項１のＫP
は位置ループにおける比例ゲイン、項２は速度ループに
おける伝達関数で、Ｋ1 は積分定数、Ｋ2 は比例定数で
ある。また、項３，４はモータの伝達関数で、Ｋｔはト
ルク定数、Ｊはイナーシャであり、項５は速度ｖを積分
して位置θを算出する伝達関数である。また、ＴL は外
乱トルクである。なお、Ｓはラプラス演算子である。
【０００４】位置指令値θｒから現在位置θのフィード
バック値を減算し、その差の位置偏差ε（＝θｒ−θ）
に比例定数ＫP を乗じ、速度指令値を求め、該速度指令
値と実速度ｖとの差（速度偏差）によってＰＩ制御を行
ってトルク指令（電流指令）Ｉを求め、該トルク指令Ｉ
に基づいてモータモータ電流を制御してモータを駆動す
る。モータは速度ｖで回転し、この速度ｖを積分して位
置θが求められる。
バック値を減算し、その差の位置偏差ε（＝θｒ−θ）
に比例定数ＫP を乗じ、速度指令値を求め、該速度指令
値と実速度ｖとの差（速度偏差）によってＰＩ制御を行
ってトルク指令（電流指令）Ｉを求め、該トルク指令Ｉ
に基づいてモータモータ電流を制御してモータを駆動す
る。モータは速度ｖで回転し、この速度ｖを積分して位
置θが求められる。
【０００５】このようなサーボモータ制御系において、
外乱トルクを推定する場合、外乱推定オブザーバ６が図
１に示すように組み込まれる。外乱推定オブザーバ６の
項６２，６３のＫ3 ，Ｋ4 は外乱推定オブザーバのパラ
メータであり、項６１は実際にサーボモータに出力され
るトルク指令としての電流値Ｉに乗じるパラメータの値
でモータのトルク定数の推定値Ｋt * をイナーシャの推
定値Ｊ* で除した値である。６４は積分項である。
外乱トルクを推定する場合、外乱推定オブザーバ６が図
１に示すように組み込まれる。外乱推定オブザーバ６の
項６２，６３のＫ3 ，Ｋ4 は外乱推定オブザーバのパラ
メータであり、項６１は実際にサーボモータに出力され
るトルク指令としての電流値Ｉに乗じるパラメータの値
でモータのトルク定数の推定値Ｋt * をイナーシャの推
定値Ｊ* で除した値である。６４は積分項である。
【０００６】すなわち、速度ループ処理によって出力さ
れるトルク指令としての電流指令Ｉに項６１でモータの
トルク定数の推定値Ｋt * をイナーシャの推定値Ｊ* で
除した所定値を乗じ、この値と、検出モータ実速度ｖか
ら推定モータ速度ｖａを減じた偏差Ｖerr に設定パラメ
ータの定数Ｋ３を乗じた値（項６２）、及び上記偏差Ｖ
err を積分し定数Ｋ４を乗じた値（項６３）を加算し、
その加算値を積分して推定速度ｖａを求める（項６
４）。上記処理において、項６３の出力がモータにかか
る全外乱トルクＴd1として推定される。そして、図１に
示す外乱推定オブザーバ６においては、上記全外乱推定
値Ｔd1から、速度に比例する摩擦トルク分（ｋ・ｖ）を
減じ、さらに項６５でパラメータＪ* ／Ｋt * （Ｊ* は
イナーシャ推定値，Ｋt * はトルク定数の推定値）を乗
じて、衝突検出のための外乱推定値Ｔd2を求め、該外乱
推定値Ｔd2が設定基準値を越えた時、異常負荷が検出さ
れたとし、速度指令を「０」としてモータを急停止させ
るようにしている。なお、外乱推定オブザーバの詳細な
分析及び処理については、特開平３−１９６３１３号公
報、及び特願平４−３０６２３３号等に詳しく説明され
公知であるので、詳細な説明は省略する。
れるトルク指令としての電流指令Ｉに項６１でモータの
トルク定数の推定値Ｋt * をイナーシャの推定値Ｊ* で
除した所定値を乗じ、この値と、検出モータ実速度ｖか
ら推定モータ速度ｖａを減じた偏差Ｖerr に設定パラメ
ータの定数Ｋ３を乗じた値（項６２）、及び上記偏差Ｖ
err を積分し定数Ｋ４を乗じた値（項６３）を加算し、
その加算値を積分して推定速度ｖａを求める（項６
４）。上記処理において、項６３の出力がモータにかか
る全外乱トルクＴd1として推定される。そして、図１に
示す外乱推定オブザーバ６においては、上記全外乱推定
値Ｔd1から、速度に比例する摩擦トルク分（ｋ・ｖ）を
減じ、さらに項６５でパラメータＪ* ／Ｋt * （Ｊ* は
イナーシャ推定値，Ｋt * はトルク定数の推定値）を乗
じて、衝突検出のための外乱推定値Ｔd2を求め、該外乱
推定値Ｔd2が設定基準値を越えた時、異常負荷が検出さ
れたとし、速度指令を「０」としてモータを急停止させ
るようにしている。なお、外乱推定オブザーバの詳細な
分析及び処理については、特開平３−１９６３１３号公
報、及び特願平４−３０６２３３号等に詳しく説明され
公知であるので、詳細な説明は省略する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
行われている異常負荷の検出時のサーボモータの制御
は、速度指令を「０」としてモータを急停止させるもの
である。しかし、異常負荷を検出した際にモータにはす
でに外乱負荷を受けており、機械の変形が弾性変形の場
合、モータが異常負荷検出時にその場で停止しても、モ
ータは機械を押したまま、すなわち弾性変形を生じさせ
たまま停止することになり、機械には負荷がかかった状
態で停止し、結局刃物や機械部品等を損傷させることに
なる。そこで本発明の目的は、異常負荷検出後、機械に
負荷のかからないように制御するサーボモータの異常負
荷検出制御方法を提供することにある。
行われている異常負荷の検出時のサーボモータの制御
は、速度指令を「０」としてモータを急停止させるもの
である。しかし、異常負荷を検出した際にモータにはす
でに外乱負荷を受けており、機械の変形が弾性変形の場
合、モータが異常負荷検出時にその場で停止しても、モ
ータは機械を押したまま、すなわち弾性変形を生じさせ
たまま停止することになり、機械には負荷がかかった状
態で停止し、結局刃物や機械部品等を損傷させることに
なる。そこで本発明の目的は、異常負荷検出後、機械に
負荷のかからないように制御するサーボモータの異常負
荷検出制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、外乱推定オブ
ザーバ等を用いてサーボモータが受ける外乱トルクを推
定し、異常負荷が検出されると、サーボモータをそれま
での進行方向とは逆方向に所定量移動させて停止させ
る。特に、異常負荷検出時に所定量の位置偏差値を位置
偏差値を記憶する位置ループ制御におけるエラーレジス
タにセットし、サーボモータを逆方向に設定位置偏差分
移動させて停止させる。
ザーバ等を用いてサーボモータが受ける外乱トルクを推
定し、異常負荷が検出されると、サーボモータをそれま
での進行方向とは逆方向に所定量移動させて停止させ
る。特に、異常負荷検出時に所定量の位置偏差値を位置
偏差値を記憶する位置ループ制御におけるエラーレジス
タにセットし、サーボモータを逆方向に設定位置偏差分
移動させて停止させる。
【０００９】
【作用】オブザーバ等によって負荷異常が検出される
と、エラーレジスタに所定量の今までの進行方向とは逆
向きの位置偏差が設定される。そのため、サーボモータ
はこの位置偏差を「０」にするように駆動されることに
なるから、今までの進行方向とは逆向きの方向に所定量
移動してサーボモータは停止する。その結果、サーボモ
ータによって駆動される機械の可動部には負荷がかから
ず、該機械可動部や、ワーク等の対象物の損傷を防止す
る。
と、エラーレジスタに所定量の今までの進行方向とは逆
向きの位置偏差が設定される。そのため、サーボモータ
はこの位置偏差を「０」にするように駆動されることに
なるから、今までの進行方向とは逆向きの方向に所定量
移動してサーボモータは停止する。その結果、サーボモ
ータによって駆動される機械の可動部には負荷がかから
ず、該機械可動部や、ワーク等の対象物の損傷を防止す
る。
【００１０】
【実施例】図２は本発明の方法を実施するサーボモータ
制御系の要部ブロック図で、１０は工作機械やロボット
を制御する制御装置で、該制御装置から移動指令，各種
制御信号が共有メモリ１１を介してディジタルサーボ回
路１２に出力される。ディジタルサーボ回路１２は、プ
ロセッサ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等で構成され、位置、速度等
のサーボ制御をディジタル的に制御し、トランジスタイ
ンバータ等で構成されるサーボアンプ１３を介して各軸
のサーボモータ１４を制御するものである。また、１５
は位置、速度を検出する位置速度検出器でサーボモータ
のモータ軸に取り付けられたパルスコーダ等で構成さ
れ、ディジタルサーボ回路１２に位置、速度フィードバ
ック信号を出力している。なお、上記図２には１軸のサ
ーボ系のみを記載しているが、各軸毎に同様な構成を有
しており、これらの構成は、従来から公知のディジタル
サーボ回路の構成と同一である。
制御系の要部ブロック図で、１０は工作機械やロボット
を制御する制御装置で、該制御装置から移動指令，各種
制御信号が共有メモリ１１を介してディジタルサーボ回
路１２に出力される。ディジタルサーボ回路１２は、プ
ロセッサ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等で構成され、位置、速度等
のサーボ制御をディジタル的に制御し、トランジスタイ
ンバータ等で構成されるサーボアンプ１３を介して各軸
のサーボモータ１４を制御するものである。また、１５
は位置、速度を検出する位置速度検出器でサーボモータ
のモータ軸に取り付けられたパルスコーダ等で構成さ
れ、ディジタルサーボ回路１２に位置、速度フィードバ
ック信号を出力している。なお、上記図２には１軸のサ
ーボ系のみを記載しているが、各軸毎に同様な構成を有
しており、これらの構成は、従来から公知のディジタル
サーボ回路の構成と同一である。
【００１１】図３は、ディジタルサーボ回路３のプロセ
ッサが位置，速度ループ処理周期毎実施する処理のフロ
ーチャートである。なお、予め、オブザーバを構成する
定数Ｋ3 、Ｋ4 、トルク定数推定値Ｋt *、イナーシャ
推定値Ｊ* 、推定摩擦トルクの係数ｋ及び異常負荷検出
のための基準値Ｔs 、異常負荷検出時のサーボモータの
戻し量Ａをディジタルサーボ回路１２内に設定してお
く。
ッサが位置，速度ループ処理周期毎実施する処理のフロ
ーチャートである。なお、予め、オブザーバを構成する
定数Ｋ3 、Ｋ4 、トルク定数推定値Ｋt *、イナーシャ
推定値Ｊ* 、推定摩擦トルクの係数ｋ及び異常負荷検出
のための基準値Ｔs 、異常負荷検出時のサーボモータの
戻し量Ａをディジタルサーボ回路１２内に設定してお
く。
【００１２】ディジタルサーボ回路１２のプロセッサ
は、位置・速度ループ処理周期毎に図３に示す処理を実
行し、まず、異常負荷が検出された時「１」にセットさ
れるフラグＦ１が「１」か否か判断し（ステップＳ
１）、異常負荷が検出されずに該フラグＦ１が「１」で
なければ、従来と同様に、制御装置１０から分配周期毎
に指令された移動指令を共有メモリ１１を介して読み取
り、ＤＤＡ処理等によって位置・速度ループ処理周期毎
の移動指令に分割した移動指令θｒから位置速度検出器
１５からの位置のフィードバック値θを減じた値を、位
置偏差を記憶するエラーレジスタＥｒに加算し、新たな
位置偏差を求める（ステップＳ２）。そして、該エラー
レジスタＥｒに記憶する位置偏差に位置ループゲインＫ
ｐを乗じて速度指令Ｖcmd を求め（ステップＳ３）、該
速度指令Ｖcmd と位置速度検出器１５で検出される速度
フィードバック値より速度ループ処理を行いトルク指令
Ｉを求め、電流ループに引き渡す（ステップＳ４）。電
流ループでは、電流ループ処理を実行しサーボモータを
駆動することになる。
は、位置・速度ループ処理周期毎に図３に示す処理を実
行し、まず、異常負荷が検出された時「１」にセットさ
れるフラグＦ１が「１」か否か判断し（ステップＳ
１）、異常負荷が検出されずに該フラグＦ１が「１」で
なければ、従来と同様に、制御装置１０から分配周期毎
に指令された移動指令を共有メモリ１１を介して読み取
り、ＤＤＡ処理等によって位置・速度ループ処理周期毎
の移動指令に分割した移動指令θｒから位置速度検出器
１５からの位置のフィードバック値θを減じた値を、位
置偏差を記憶するエラーレジスタＥｒに加算し、新たな
位置偏差を求める（ステップＳ２）。そして、該エラー
レジスタＥｒに記憶する位置偏差に位置ループゲインＫ
ｐを乗じて速度指令Ｖcmd を求め（ステップＳ３）、該
速度指令Ｖcmd と位置速度検出器１５で検出される速度
フィードバック値より速度ループ処理を行いトルク指令
Ｉを求め、電流ループに引き渡す（ステップＳ４）。電
流ループでは、電流ループ処理を実行しサーボモータを
駆動することになる。
【００１３】次に、図１にブロック線図で示す外乱推定
オブザーバ６の処理を実行し（この処理はすでに公知で
あるので説明を省略する。なお、特願平４−３０６２３
３号にその詳細な処理が記載されている）、摩擦トルク
を除去した推定外乱トルクＴd2を求める（ステップＳ
５）。該推定外乱トルクＴd2の絶対値が異常負荷を検出
するために設定されている基準値Ｔｓを越えているか否
か判断し（ステップＳ６）、越えてなければ正常として
当該位置・速度ループ処理周期の処理を終了する。すな
わち、異常負荷が検出されず、フラグＦ１がセットされ
てない間は、ステップＳ１〜Ｓ６の処理を位置・速度ル
ープ処理周期毎に繰り返し実行する。
オブザーバ６の処理を実行し（この処理はすでに公知で
あるので説明を省略する。なお、特願平４−３０６２３
３号にその詳細な処理が記載されている）、摩擦トルク
を除去した推定外乱トルクＴd2を求める（ステップＳ
５）。該推定外乱トルクＴd2の絶対値が異常負荷を検出
するために設定されている基準値Ｔｓを越えているか否
か判断し（ステップＳ６）、越えてなければ正常として
当該位置・速度ループ処理周期の処理を終了する。すな
わち、異常負荷が検出されず、フラグＦ１がセットされ
てない間は、ステップＳ１〜Ｓ６の処理を位置・速度ル
ープ処理周期毎に繰り返し実行する。
【００１４】一方、ステップＳ６で推定外乱トルクＴd2
の絶対値が基準値Ｔｓを越えたことが検出されると、フ
ラグＦ１を「１」にセットする（ステップＳ７）。その
結果、次の周期では、ステップＳ１でフラグＦ１が
「１」にセットされていることが検出されるから、ステ
ップＳ８に移行し、異常負荷検出後の最初の周期か否か
を識別するフラグＦ２が「１」にセットされているか否
か判断する。このフラグＦ２は機械の駆動開始時の初期
設定で「０」にセットされているから、最初は、ステッ
プＳ８からステップＳ９に移行して、サーボモータの移
動方向を判断する。すなわち、サーボモータへ対する移
動指令θの極性によって移動方向を判断し、プラスの方
向であれば、エラーレジスタＥｒにサーボモータの戻り
量として設定された値Ａの大きさの負の値「−Ａ」を設
定する。また、マイナスの方向であれば、正の値「Ａ」
をエラーレジスタＥｒに設定する（ステップＳ１０，Ｓ
１１）。そして、負ラグＦ２を「１」にセットし（ステ
ップＳ１２）、ステップＳ３以下の処理を実行する。
の絶対値が基準値Ｔｓを越えたことが検出されると、フ
ラグＦ１を「１」にセットする（ステップＳ７）。その
結果、次の周期では、ステップＳ１でフラグＦ１が
「１」にセットされていることが検出されるから、ステ
ップＳ８に移行し、異常負荷検出後の最初の周期か否か
を識別するフラグＦ２が「１」にセットされているか否
か判断する。このフラグＦ２は機械の駆動開始時の初期
設定で「０」にセットされているから、最初は、ステッ
プＳ８からステップＳ９に移行して、サーボモータの移
動方向を判断する。すなわち、サーボモータへ対する移
動指令θの極性によって移動方向を判断し、プラスの方
向であれば、エラーレジスタＥｒにサーボモータの戻り
量として設定された値Ａの大きさの負の値「−Ａ」を設
定する。また、マイナスの方向であれば、正の値「Ａ」
をエラーレジスタＥｒに設定する（ステップＳ１０，Ｓ
１１）。そして、負ラグＦ２を「１」にセットし（ステ
ップＳ１２）、ステップＳ３以下の処理を実行する。
【００１５】その結果、エラーレジスタに記憶される位
置偏差は今までの進行方向とは逆の方向の位置偏差（逆
極性の位置偏差）が記憶されることになるから、ステッ
プＳ３で求められる速度指令Ｖcmd は、今までの進行方
向とは逆方向の速度指令となり、かつ、ステップＳ４で
求められるトルク指令Ｉも逆方向となり、サーボモータ
は逆方向に回転することになる。そして、次の処理周期
ではフラグＦ１，Ｆ２が共に「１」にセットされている
から、ステップＳ１，Ｓ８、そしてステップＳ１３に進
み、エラーレジスタＥｒから位置のフィードバック値θ
を減じ新たな位置偏差を求めステップＳ３以下の処理を
行う。以下、このステップＳ１，Ｓ８，Ｓ１３，Ｓ３〜
Ｓ６，さらにはＳ７の処理を各周期毎実施することにな
り、エラーレジスタＥｒに記憶する位置偏差の値が
「０」となった時、すなわち、サーボモータが設定量Ａ
だけ今までの進行方向とは逆方向に戻ったときサーボモ
ータは停止することになる。
置偏差は今までの進行方向とは逆の方向の位置偏差（逆
極性の位置偏差）が記憶されることになるから、ステッ
プＳ３で求められる速度指令Ｖcmd は、今までの進行方
向とは逆方向の速度指令となり、かつ、ステップＳ４で
求められるトルク指令Ｉも逆方向となり、サーボモータ
は逆方向に回転することになる。そして、次の処理周期
ではフラグＦ１，Ｆ２が共に「１」にセットされている
から、ステップＳ１，Ｓ８、そしてステップＳ１３に進
み、エラーレジスタＥｒから位置のフィードバック値θ
を減じ新たな位置偏差を求めステップＳ３以下の処理を
行う。以下、このステップＳ１，Ｓ８，Ｓ１３，Ｓ３〜
Ｓ６，さらにはＳ７の処理を各周期毎実施することにな
り、エラーレジスタＥｒに記憶する位置偏差の値が
「０」となった時、すなわち、サーボモータが設定量Ａ
だけ今までの進行方向とは逆方向に戻ったときサーボモ
ータは停止することになる。
【００１６】なお、異常負荷が検出された以後の処理周
期では、ステップＳ５〜Ｓ７の処理は必要がないので、
フラグＦ１若しくはＦ２が「１」にセットされている間
はステップＳ５〜Ｓ７の処理を行わないようにしてもよ
い。以上のようにして、異常負荷検出時には、サーボモ
ータは所定量Ａ戻って停止するから、衝突等により機械
が弾性変形していても、上記サーボモータの戻りによ
り、上記機械の弾性変形はなくなり、機械、及びサーボ
モータには異常負荷がかからない状態で停止することに
なる。
期では、ステップＳ５〜Ｓ７の処理は必要がないので、
フラグＦ１若しくはＦ２が「１」にセットされている間
はステップＳ５〜Ｓ７の処理を行わないようにしてもよ
い。以上のようにして、異常負荷検出時には、サーボモ
ータは所定量Ａ戻って停止するから、衝突等により機械
が弾性変形していても、上記サーボモータの戻りによ
り、上記機械の弾性変形はなくなり、機械、及びサーボ
モータには異常負荷がかからない状態で停止することに
なる。
【００１７】図４と図５は従来例と本願発明の比較実験
結果のデータで、図４は従来のオブザーバによって負荷
異常を検出して停止させる制御であり、図５は、異常負
荷を検出し逆方向に回転させて停止させる本発明の方法
である。図４に示す従来例では、ｔ１で異常負荷を検出
すると、サーボモータを停止させるために逆方向のトル
クが大きく（制動トルク）発生した後、正方向（今まで
の移動方向で、衝突等が生じた時の移動方向）へのトル
クがサーボモータの速度が「０」になっても発生してい
る。このことは、サーボモータで駆動される機械の可動
部が、押されたまま停止していることを意味する。
結果のデータで、図４は従来のオブザーバによって負荷
異常を検出して停止させる制御であり、図５は、異常負
荷を検出し逆方向に回転させて停止させる本発明の方法
である。図４に示す従来例では、ｔ１で異常負荷を検出
すると、サーボモータを停止させるために逆方向のトル
クが大きく（制動トルク）発生した後、正方向（今まで
の移動方向で、衝突等が生じた時の移動方向）へのトル
クがサーボモータの速度が「０」になっても発生してい
る。このことは、サーボモータで駆動される機械の可動
部が、押されたまま停止していることを意味する。
【００１８】一方、図５に示す本発明の方法では、ｔ１
で異常負荷を検出した後、サーボモータのを逆方向に回
転させる方向にトルクが発生し、速度が逆方向になり、
サーボモータの発生トルクは「０」に収束している。こ
のことは、サーボモータで駆動される機械の可動部に力
が加わった状態で停止することはなく、機械やワーク等
の対象物が保護されることを意味する。
で異常負荷を検出した後、サーボモータのを逆方向に回
転させる方向にトルクが発生し、速度が逆方向になり、
サーボモータの発生トルクは「０」に収束している。こ
のことは、サーボモータで駆動される機械の可動部に力
が加わった状態で停止することはなく、機械やワーク等
の対象物が保護されることを意味する。
【００１９】
【発明の効果】本発明においては、異常負荷発生時に、
サーボモータが逆転して停止するから、サーボモータに
よって駆動される機械の可動部には、異常負荷検出後持
続して力が加わることがなく、その結果、機械や刃物さ
らにはワーク等の対象物の破損を減少させることができ
る。
サーボモータが逆転して停止するから、サーボモータに
よって駆動される機械の可動部には、異常負荷検出後持
続して力が加わることがなく、その結果、機械や刃物さ
らにはワーク等の対象物の破損を減少させることができ
る。
【図１】サーボモータの位置・速度制御ループ及びオブ
ザーバのブロック線図である。
ザーバのブロック線図である。
【図２】本発明を実施する一実施例の制御系のブロック
図である。
図である。
【図３】同実施例におけるディジタルサーボ回路のプロ
セッサが実行する位置・速度処理におけるフローチャー
トである。
セッサが実行する位置・速度処理におけるフローチャー
トである。
【図４】オブザーバを使用した従来例の異常負荷検出時
の制御方法による実験結果データのグラフである。
の制御方法による実験結果データのグラフである。
【図５】本発明の方法による実験結果のデータのグラフ
である。
である。
６ 外乱推定オブザーバ １４ サーボモータ １５ 位置速度検出器 ＴL 外乱トルク Ｔd1 全外乱推定値 Ｔd2 速度に比例する摩擦トルク分を引いた外乱推定値
Claims (2)
- 【請求項１】 サーボモータの制御における異常負荷検
出時の制御方法において、異常負荷が検出されると、サ
ーボモータをそれまでの進行方向とは逆方向に所定量移
動させて停止させることを特徴とするサーボモータの異
常負荷検出制御方法。 - 【請求項２】 オブザーバを用いてサーボモータが受け
る外乱トルクを推定し、該外乱推定値が設定基準値以上
になることによって異常負荷を検出し、該異常負荷が検
出されると、それまでの進行方向とは逆方向の所定量の
位置偏差値を位置偏差値を記憶する位置ループ制御にお
けるエラーレジスタにセットし、サーボモータを逆方向
に設定位置偏差分移動させて停止させるサーボモータの
異常負荷検出制御方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5045751A JPH06245561A (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | サーボモータの異常負荷検出制御方法 |
| DE69410190T DE69410190T2 (de) | 1993-02-10 | 1994-02-02 | Verfahren zum erkennen und regeln einer last an einem servomotor |
| PCT/JP1994/000150 WO1994018751A1 (en) | 1993-02-10 | 1994-02-02 | Method of detecting and regulating load on servomotor |
| EP94905832A EP0639888B1 (en) | 1993-02-10 | 1994-02-02 | Method of detecting and regulating load on servomotor |
| KR1019940703405A KR0144650B1 (ko) | 1993-02-10 | 1994-02-02 | 서보모터의 이상부하 검출 제어방법 |
| KR1019940703405A KR950701156A (ko) | 1993-02-10 | 1994-09-29 | 서보모터의 이상부하 검출 제어방법 |
| US08/764,508 US6057661A (en) | 1993-02-10 | 1996-12-12 | Method of detecting an abnormal load on a servomotor and controlling the same in such an abnormal condition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5045751A JPH06245561A (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | サーボモータの異常負荷検出制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06245561A true JPH06245561A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12728015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5045751A Pending JPH06245561A (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | サーボモータの異常負荷検出制御方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6057661A (ja) |
| EP (1) | EP0639888B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06245561A (ja) |
| KR (2) | KR0144650B1 (ja) |
| DE (1) | DE69410190T2 (ja) |
| WO (1) | WO1994018751A1 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000052286A (ja) * | 1998-07-31 | 2000-02-22 | Yaskawa Electric Corp | ロボットの制御装置 |
| US6298283B1 (en) | 1999-03-26 | 2001-10-02 | Fanuc Ltd. | Industrial robot |
| EP2199037A2 (en) | 2008-12-10 | 2010-06-23 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot system and control method |
| JP2011208956A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Hitachi Ltd | 電動機のトルク推定システム及びその推定方法 |
| WO2011162007A1 (ja) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | 新東工業株式会社 | 電動シリンダの制御方法及び電動シリンダの制御システム |
| JP2016153156A (ja) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | ファナック株式会社 | 外力に応じてロボットを退避動作させる人間協調ロボットシステム |
| JP2016153155A (ja) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | ファナック株式会社 | ロボットを退避動作させる人間協調ロボットシステム |
| CN105983967A (zh) * | 2015-03-23 | 2016-10-05 | 发那科株式会社 | 具有检测与物体或人的接触的功能的机器人控制装置 |
| WO2019138703A1 (ja) * | 2018-01-10 | 2019-07-18 | ソニー株式会社 | 制御装置、制御方法及びプログラム |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08249008A (ja) * | 1995-03-09 | 1996-09-27 | Toyota Motor Corp | 等価回路参照型制御装置と制御方法 |
| KR100459694B1 (ko) * | 1998-04-08 | 2005-04-06 | 삼성전자주식회사 | 모터 토크 상수 측정방법 |
| JP2000277039A (ja) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Toshiba Corp | 画像表示装置およびその製造方法 |
| JP3459973B2 (ja) * | 1999-10-22 | 2003-10-27 | 川崎重工業株式会社 | 駆動制御方法および駆動制御装置 |
| JP2002001633A (ja) * | 2000-06-19 | 2002-01-08 | Murata Mach Ltd | 異常負荷検知機能を備えた加工機 |
| JP2003236787A (ja) * | 2002-02-18 | 2003-08-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 駆動制御方法および駆動制御装置 |
| JP3820232B2 (ja) * | 2003-05-02 | 2006-09-13 | 日精樹脂工業株式会社 | 射出成形機の型締制御方法 |
| FR2878460B1 (fr) * | 2004-11-29 | 2008-06-13 | Comau Systemes France Sa | Procede de commande d'une machine-outil notamment a des fins de reglage et de securisation des operations de chargement d'outils et logiciel permettant de le mettre en oeuvre |
| US7627440B2 (en) * | 2007-08-28 | 2009-12-01 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Inertia and load torque estimating method and apparatus |
| JP4335286B2 (ja) * | 2008-02-08 | 2009-09-30 | ファナック株式会社 | 部品保護機能を備えたロボット制御装置及びロボット制御方法 |
| TW200943016A (en) * | 2008-04-10 | 2009-10-16 | Wen-Liang Wang | Control system for servo-type location/force detection and operation |
| JP5815780B2 (ja) * | 2014-03-19 | 2015-11-17 | ファナック株式会社 | 異常負荷発生時加工面を保護できるモータ制御装置 |
| JP6848845B2 (ja) * | 2017-12-15 | 2021-03-24 | オムロン株式会社 | サーボモータの負荷状態診断装置及び負荷状態診断方法 |
| DE102021000741A1 (de) | 2020-03-03 | 2021-09-09 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg | Verfahren zum Betreiben einer Maschine und Anlage zur Durchführung des Verfahrens |
| CN113037141A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-25 | 深圳市微秒控制技术有限公司 | 一种伺服电机重力负载启动防跌落方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS544514B2 (ja) * | 1973-04-19 | 1979-03-07 | ||
| JPS5719483A (en) * | 1980-07-09 | 1982-02-01 | Hitachi Ltd | Automatic door operator |
| JPS57144638A (en) * | 1981-02-26 | 1982-09-07 | Koichiro Kitamura | Protective device for automatic tool changing device |
| ZA847740B (en) * | 1983-10-12 | 1985-05-29 | Byrne & Davidson Ind Ltd | Obstruction detection means |
| JPS60230204A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-15 | Toyoda Mach Works Ltd | 可動体移動制御装置における保安装置 |
| JPS61143803A (ja) * | 1984-12-17 | 1986-07-01 | Toshiba Corp | ロボツトの制御装置 |
| JPH0773861B2 (ja) * | 1985-04-26 | 1995-08-09 | ファナック株式会社 | サーボモータで駆動される射出成形機の駆動制御方法 |
| JPS6294251A (ja) * | 1985-10-17 | 1987-04-30 | Toshiba Mach Co Ltd | 位置制御装置 |
| ATE65980T1 (de) * | 1987-06-30 | 1991-08-15 | Inventio Ag | Istwertgeber fuer den lageregelkreis eines aufzugsantriebes. |
| US4933800A (en) * | 1988-06-03 | 1990-06-12 | Yang Tai Her | Motor overload detection with predetermined rotation reversal |
| JP2665984B2 (ja) * | 1989-12-26 | 1997-10-22 | ファナック株式会社 | 外乱推定オブザーバによる衝突検出方法 |
| US5304906A (en) * | 1989-12-26 | 1994-04-19 | Fanuc Ltd. | Collision detecting method using an observer |
| US5218282A (en) * | 1990-03-22 | 1993-06-08 | Stanley Home Automation | Automatic door operator including electronic travel detection |
| JP2871993B2 (ja) * | 1993-03-31 | 1999-03-17 | 日本電気株式会社 | サーボモータの位置制御装置 |
-
1993
- 1993-02-10 JP JP5045751A patent/JPH06245561A/ja active Pending
-
1994
- 1994-02-02 KR KR1019940703405A patent/KR0144650B1/ko active
- 1994-02-02 EP EP94905832A patent/EP0639888B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-02-02 DE DE69410190T patent/DE69410190T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-02-02 WO PCT/JP1994/000150 patent/WO1994018751A1/ja active IP Right Grant
- 1994-09-29 KR KR1019940703405A patent/KR950701156A/ko not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-12-12 US US08/764,508 patent/US6057661A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000052286A (ja) * | 1998-07-31 | 2000-02-22 | Yaskawa Electric Corp | ロボットの制御装置 |
| US6298283B1 (en) | 1999-03-26 | 2001-10-02 | Fanuc Ltd. | Industrial robot |
| US8423189B2 (en) | 2008-12-10 | 2013-04-16 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot system and control method |
| EP2199037A2 (en) | 2008-12-10 | 2010-06-23 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot system and control method |
| JP2010137312A (ja) * | 2008-12-10 | 2010-06-24 | Yaskawa Electric Corp | ロボットシステムおよび制御方法 |
| JP2011208956A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Hitachi Ltd | 電動機のトルク推定システム及びその推定方法 |
| JP2012006048A (ja) * | 2010-06-25 | 2012-01-12 | Sintokogio Ltd | 電動シリンダの制御方法及び電動シリンダの制御システム |
| CN102574351A (zh) * | 2010-06-25 | 2012-07-11 | 新东工业株式会社 | 电动缸的控制方法以及电动缸的控制系统 |
| WO2011162007A1 (ja) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | 新東工業株式会社 | 電動シリンダの制御方法及び電動シリンダの制御システム |
| US8749180B2 (en) | 2010-06-25 | 2014-06-10 | Sintokogio, Ltd. | Method for controlling an electric cylinder and a control system for the electric cylinder |
| JP2016153156A (ja) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | ファナック株式会社 | 外力に応じてロボットを退避動作させる人間協調ロボットシステム |
| JP2016153155A (ja) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | ファナック株式会社 | ロボットを退避動作させる人間協調ロボットシステム |
| US9737989B2 (en) | 2015-02-20 | 2017-08-22 | Fanuc Corporation | Human cooperation robot system in which robot is caused to perform retreat operation |
| US9827681B2 (en) | 2015-02-20 | 2017-11-28 | Fanuc Corporation | Human cooperation robot system in which robot is caused to perform retreat operation depending on external force |
| CN105983967A (zh) * | 2015-03-23 | 2016-10-05 | 发那科株式会社 | 具有检测与物体或人的接触的功能的机器人控制装置 |
| JP2016179510A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | ファナック株式会社 | 物または人との接触を検知する機能を有するロボット制御装置 |
| US9776328B2 (en) | 2015-03-23 | 2017-10-03 | Fanuc Corporation | Robot control apparatus having function of detecting contact with object or person |
| WO2019138703A1 (ja) * | 2018-01-10 | 2019-07-18 | ソニー株式会社 | 制御装置、制御方法及びプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1994018751A1 (en) | 1994-08-18 |
| DE69410190T2 (de) | 1998-09-03 |
| EP0639888A4 (en) | 1996-02-21 |
| KR950701156A (ko) | 1995-02-20 |
| EP0639888A1 (en) | 1995-02-22 |
| KR0144650B1 (ko) | 1998-10-01 |
| EP0639888B1 (en) | 1998-05-13 |
| US6057661A (en) | 2000-05-02 |
| DE69410190D1 (de) | 1998-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH06245561A (ja) | サーボモータの異常負荷検出制御方法 | |
| US5440213A (en) | Collision detecting method using an observer | |
| US5493192A (en) | Abnormal load detection method | |
| JP2665984B2 (ja) | 外乱推定オブザーバによる衝突検出方法 | |
| WO1991009358A1 (en) | Servo motor control method | |
| JP2875646B2 (ja) | バックラッシ加速補正装置 | |
| JP2000052286A (ja) | ロボットの制御装置 | |
| JPH06339292A (ja) | 外乱負荷推定による力制御方法 | |
| JP4240517B2 (ja) | サーボモータおよび多関節ロボットの異常負荷検出制御方法 | |
| JP2870482B2 (ja) | サーボモータの位置制御方法および制御装置 | |
| JPH06131050A (ja) | サーボモータで駆動される可動部の衝突検出方法 | |
| JPH04242406A (ja) | 推定外乱による衝突検出方法 | |
| EP0604663A1 (en) | Method for estimating inertia and disturbance torque, and method for detecting abnormal load | |
| JPH10277887A (ja) | 位置検出器異常時の電動機制御方法 | |
| JPH10105247A (ja) | サーボモータのオーバーシュート防止方法 | |
| JPH06292379A (ja) | 異常負荷時のトルクリミット変更方法 | |
| JPH06289917A (ja) | 推定外乱負荷トルクによるサーボモータ制御方法 | |
| JP2000099105A (ja) | 負荷機械の制御方法 | |
| JP2008253132A (ja) | サーボモータおよび多関節ロボットの異常負荷検出制御方法 | |
| JPH03246708A (ja) | サーボモータの加速度フィードバック制御方式 | |
| JP3197898B2 (ja) | サーボモータの制御方式 | |
| JPH07261845A (ja) | サーボモータの位置決め制御装置 | |
| JP3163832B2 (ja) | モータ制御装置 | |
| JP2001071235A (ja) | 数値制御装置 | |
| JPH06214656A (ja) | 制振要素を持つスライディングモード制御方法 |