JPH06261574A - サーボモータの制御装置 - Google Patents

サーボモータの制御装置

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Publication number
JPH06261574A
JPH06261574A JP5048143A JP4814393A JPH06261574A JP H06261574 A JPH06261574 A JP H06261574A JP 5048143 A JP5048143 A JP 5048143A JP 4814393 A JP4814393 A JP 4814393A JP H06261574 A JPH06261574 A JP H06261574A
Authority
JP
Japan
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signal
command signal
speed command
pulse
change
Prior art date
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Pending
Application number
JP5048143A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichi Shirai
成一 白井
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信号出力手段からの目標位置指令信号の出力
が故障により急激に停止したときに、制御対象に急激な
変化を与えずにサーボモータを停止させる。 【構成】 パルスコントローラ11からパルス列指令が
出力されると、そのパルス列指令は、パルス指令カウン
タ12aによりカウントされ、このカウント値は制御周
期Δt毎に読み出されて演算部12bに入力される。そ
して、演算部12bにより、パルス指令カウンタ12a
のカウント値とフィードバック信号PFBとの間の偏差
ΔVが演算され、位置制御ゲイン部12cによりその演
算結果にゲインが乗ぜられて速度指令信号Xが作成され
る。そして、変化率制限ブロック12dは、速度指令信
号Xの単位時間当たりの変化率を演算すると共に、その
演算結果を所定値と比較し、その演算結果が所定値より
大きい場合には、パルスコントローラ11が故障してい
ると判断して速度指令信号Xを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットのアーム,N
C工作機械等の制御対象の駆動源となるサーボモータを
制御して前記制御対象の位置決め制御を行うためのサー
ボモータの制御装置において、特に、前記制御対象の目
標位置を示す目標位置指令信号を出力する信号出力手段
の故障を検出するための機能に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばロボットのアームの位置決め制御
を行うには、一般にフィードバック制御が採用されてい
る。この制御方式は、前記アームの目標位置と現在位置
との偏差に基づいて速度指令信号を作成すると共に、こ
の速度指令信号によって前記アームの駆動源であるサー
ボモータを制御する方式であり、この種サーボモータの
制御装置には、従来より、図4に示すようなものが供さ
れている。
【0003】即ち、この制御装置は、信号出力手段であ
るパルスコントローラ1とモータコントローラ2とを備
えたものであり、パルスコントローラ1は、図5の
(b)に示すような制御対象の目標位置を示す目標位置
指令信号を、図5の(a)に示すようなパルス列指令と
して出力するように構成されている。そして、パルスコ
ントローラ1からのパルス列指令は、モータコントロー
ラ2のパルス指令カウンタ2aによりカウントされる。
【0004】一方、図5の(b)に示すような制御対象
の現在位置は、例えばサーボモータの回転量として検出
され、モータコントローラ2の演算部2bにフィードバ
ック信号PFBとして与えられるようになっている。そ
して、制御周期Δt毎に読み出されたパルス指令カウン
タ2aのカウント値と前記フィードバック信号PFBと
の間の偏差(ΔV)を演算部2bにより演算し、信号作
成手段である位置制御ゲイン部2cにより、その演算結
果に一定のゲインを乗じると、図5の(c)に示すよう
な速度指令信号SRFが作成される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来では、断線等によりパルスコントローラ1が時刻T1
において故障し、パルスコントローラ1からのパルス列
指令の出力が急激に停止したとすると、図5の(b)に
示すように、以後、目標位置は一定値に固定される。す
ると、図5の(c)に示すように、目標位置と現在位置
との偏差(ΔV)、即ち速度指令信号SRFはT1 から
T2 の短時間で0になるため、サーボモータに急制動が
かかり、制御対象(ロボットのアーム等)に急激な変化
を与えてしまうことになる。
【0006】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、信号出力手段からの目標位置指令信
号の出力が故障により急激に停止した場合でも、制御対
象に急激な変化を与えずにサーボモータを停止させるこ
とができるサーボモータの制御装置を提供することであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、制御対象の駆
動源となるサーボモータを制御して前記制御対象の位置
決め制御を行うためのサーボモータの制御装置におい
て、前記制御対象の目標位置を示す目標位置指令信号を
出力する信号出力手段と、この信号出力手段から出力さ
れた目標位置指令信号と前記制御対象の現在位置を示す
フィードバック信号との間の偏差に基づいて前記サーボ
モータを制御する速度指令信号を作成する信号作成手段
と、速度指令信号の単位時間当たりの変化率を演算する
と共に、その演算結果に基づいて該信号作成手段からの
速度指令信号を補正する信号補正手段とを具備したとこ
ろに特徴を有する。
【0008】この場合、速度指令信号の単位時間当たり
の変化率の演算結果を所定値と比較すると共に、その演
算結果が所定値より小さい場合には速度指令信号を補正
せず、その演算結果が所定値より大きくなった場合には
速度指令信号を補正するように、信号補正手段を構成す
ると良い。
【0009】
【作用】請求項1記載の手段によれば、信号出力手段に
よる目標位置指令信号の出力が故障により急激に停止す
ると、目標位置指令信号とフィードバック信号との間の
偏差、ひいては、信号作成手段から出力される速度指令
信号の単位時間当たりの変化率に異変が生じる。従っ
て、信号補正手段により、速度指令信号の単位時間当た
りの変化率を演算・監視しておけば、前記信号出力手段
の故障を検出することができると共に、信号出力手段の
故障を検出した場合には、サーボモータが穏やかに停止
するように、信号作成手段から出力される速度指令信号
を適宜補正すれば良い。
【0010】請求項2記載の手段によれば、信号補正手
段は、速度指令信号の単位時間当たりの変化率の演算結
果を所定値と比較し、その演算結果が所定値より小さい
場合には、信号出力手段は正常に動作していると判断し
て速度指令信号を補正せず、その演算結果が所定値より
大きくなった場合には、信号出力手段が故障していると
判断して速度指令信号を補正する。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし図3に
基づいて説明する。まず、図1において、制御対象とし
てのロボットのアームを駆動するサーボモータ(図示せ
ず)は、信号出力手段であるパルスコントローラ11
と、マイクロコンピュータおよびその周辺機器を主体に
構成されたモータコントローラ12とを備えたサーボモ
ータの制御装置により制御されるようになっている。ま
た、このとき、前記アームの位置は、回転量検出器(図
示せず)により前記サーボモータの回転量として検出さ
れ、モータコントローラ12(後述する演算部12b)
にフィードバック信号PFBとして与えられるようにな
っている。
【0012】以下、パルスコントローラ11およびモー
タコントローラ12について詳述する。まず、パルスコ
ントローラ11は、図2の(b)に示すような制御対象
の目標位置を示す目標位置指令信号を、図2の(a)に
示すようなパルス列指令として出力するように構成され
ている。そして、パルスコントローラ11からのパルス
列指令は、モータコントローラ12のパルス指令カウン
タ12aによりカウントされると共に、そのカウント値
は、制御周期Δt毎に読み出されて演算部12bに入力
されるようになっている。
【0013】一方、サーボモータの回転量として検出さ
れた図2の(b)に示すような制御対象の現在位置は、
前記演算部12bにフィードバック信号PFBとして入
力される。そして、演算部12bは、制御周期Δt毎に
読み出されたパルス指令カウンタ12aのカウント値と
フィードバック信号PFBとの間の偏差(ΔV)を演算
し、信号作成手段である位置制御ゲイン部12cは、そ
の演算結果に一定のゲインを乗じることにより、速度指
令信号Xを作成する。
【0014】また、信号補正手段である変化率制限ブロ
ック12dは、位置制御ゲイン部12cにより作成され
た速度指令信号Xの単位時間当たりの変化率を演算する
機能,この変化率の演算結果に基づいて速度指令信号X
を補正してサーボモータに出力する機能,サーボモータ
に出力された速度指令信号SRFを順次記憶する機能等
を備えている。
【0015】次に上記構成の作用について説明する。ま
ず、パルスコントローラ11から図2の(a)に示すよ
うなパルス列指令が出力されると、そのパルス列指令
は、パルス指令カウンタ12aによりカウントされ、こ
のカウント値は制御周期Δt毎に読み出されて演算部1
2bに入力される。次に、演算部12bにより、パルス
指令カウンタ12aのカウント値とフィードバック信号
PFBとの間の偏差(ΔV)が演算され、位置制御ゲイ
ン部12cによりその演算結果に一定のゲインが乗ぜら
れて速度指令信号Xが作成され、この速度指令信号X
は、変化率制限ブロック12dに入力される。
【0016】例えば、最初の速度指令信号SRFが
「0」であった場合、変化率制限ブロック12dは、制
御周期Δt後の速度指令信号Xと前記速度指令信号SR
Fである「0」とから、図3のステップS1に示すよう
な演算を行い、速度指令信号の単位時間当たりの変化率
Aを演算する。
【0017】次に、変化率制限ブロック12dは、制御
対象に急激な変化を与えずにサーボモータを停止させる
ことができる所定値たる変化率Amaxを読み出し、ス
テップS2において、変化率Amaxと前記演算結果A
とを比較する。この変化率Amaxは、サーボモータや
制御対象の種類に応じて予め変化率制限ブロック12d
に記憶されたものであり、制御対象の位置決めを行う通
常運転時における変化率より大に設定されている。従っ
て、パルスコントローラ11が正常にパルス列指令を出
力している状態では、A≦Amaxという関係になるの
で、変化率制限ブロック12dは、ステップS2でNO
と判断してステップS3に移行し、速度指令信号Xに補
正を加えず、この値をそのまま速度指令信号SRFとし
てサーボモータに出力する。
【0018】而して、変化率制限ブロック12dは、1
制御周期Δtだけ以前の速度指令信号SRFを順次記憶
し、この速度指令信号SRFと位置制御ゲイン部12c
により作成された最新の速度指令信号Xとから、速度指
令信号の単位時間当たりの変化率Aを演算することによ
り、パルスコントローラ11が正常であるか否かを検出
し、正常であれば、速度指令信号Xに補正を加えず速度
指令信号SRFとしてサーボモータへ出力するといった
一連の動作を繰返す。
【0019】また、サーボモータが正転中にパルスコン
トローラ11が故障し、パルスコントローラ11からの
パルス列指令の出力が時刻T1 において急激に停止した
とすると、図2の(b)に示すように、以後、目標位置
が一定値に固定される。すると、目標位置と現在位置と
の偏差(ΔV)が急激に小さくなり、ステップS1にお
いて、Aが大きくなるため、ステップS2において、A
>Amaxという関係になる。
【0020】従って、変化率制限ブロック12dは、ス
テップS2でYESと判断してステップS4に移行す
る。そして、変化率制限ブロック12dは、ステップS
4において、位置制御ゲイン部12cからの速度指令信
号Xの正負を判断する。この場合、サーボモータが正転
中のため、演算部12bにより演算された信号は、正転
信号であるプラスの値になっている。従って、演算部1
2bによる演算結果にゲインを乗じて作成された速度指
令信号Xもプラスとなり、変化率制限ブロック12d
は、ステップS4において、NOと判断してステップS
5に移行し、所定の演算を行って、速度指令信号Xを
(SRF−Amax・Δt)と補正する。
【0021】上記一連の動作を繰返すうち、制御対象の
現在位置が目標位置を追越すと、演算部12bにより演
算される演算結果は、逆転信号であるマイナスの値にな
る。従って、位置制御ゲイン部12cからの速度指令信
号Xもマイナスとなり、変化率制限ブロック12dは、
ステップS4において、YESと判断してステップS6
に移行し、速度指令信号Xを補正する。そして、ステッ
プS1,S2,S4,S6を繰返すうち、ステップS6
で、 0←X+Amax・Δt になると、速度指令信号SRFの出力がなくなり、サー
ボモータ、ひいては、制御対象が緩やかに停止する。
【0022】上記実施例によれば、パルスコントローラ
11からのパルス列指令の出力が故障により急激に停止
すると、パルス列指令とフィードバック信号PFBとの
間の偏差(ΔV)が急激に小さくなり、位置制御ゲイン
部12cから出力される速度指令信号Xの単位時間当た
りの変化率の絶対値Aが所定値Amaxより大きくな
る。従って、制御対象に急激な変化を与えずにサーボモ
ータを停止させることができる変化率Amaxを予め設
定しておき、変化率制限ボックス12dにより、速度指
令信号Xの変化率Aを演算すると共に、予め設定された
変化率Amaxと比較すれば、パルスコントローラ11
の故障を簡単に検出することができる。
【0023】しかも、変化率制限ブロック12dは、位
置制御ゲイン部12cから出力される速度指令信号Xを
補正する機能も備えているので、パルスコントローラ1
1の故障を検出した場合には、速度指令信号Xの値を補
正することで、サーボモータに出力される速度指令信号
SRFの変化率を比較的小さい値にすることが可能とな
り、その結果、制御対象に急激な変化を与えずにサーボ
モータを停止させることができる。
【0024】尚、上記実施例においては、図3のステッ
プS6で、 0←X+Amax・Δt となり、制御対象が緩やかに停止する構成としたが、A
max値の選択しだいでは、ステップS5で、 0←SRF−Amax・Δt となり、制御対象の現在位置が目標位置を追越していな
い状態で、制御対象を緩やかに停止させることもでき
る。また、図3のステップS6(あるいはS5)で速度
指令信号SRFを所定値まで減速した後、所定の減速レ
ートでサーボモータを減速させる減速制御に移行するこ
とにより、制御対象を緩やかに停止させる構成としても
良い。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のサーボモータの制御装置によれば、信号作成手段から
出力される速度指令信号の単位時間当たりの変化率を演
算する信号補正手段を設けたので、信号補正手段によ
り、速度指令信号の単位時間当たりの変化率を演算・監
視しておけば、前記信号出力手段の故障を検出すること
ができる。しかも、信号補正手段は、信号作成手段から
の速度指令信号を補正する機能も備えているので、信号
出力手段の故障を検出した場合には、速度指令信号の値
を補正することで、制御対象に急激な変化を与えずにサ
ーボモータを停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を概略的に示すブロック図
【図2】(a)はパルス列指令を示す図、(b)は制御
対象の目標位置および現在位置を示す図、(c)は速度
指令信号を示す図
【図3】変化率制限ブロックによる制御内容を示すフロ
ーチャート
【図4】従来例を示す図1相当図
【図5】図2相当図
【符号の説明】
11はパルスコントローラ(信号出力手段)、12cは
位置制御ゲイン(信号作成手段)、12dは変化率制限
ブロック(信号補正手段)を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御対象の駆動源となるサーボモータを
    制御して前記制御対象の位置決め制御を行うためのもの
    において、 前記制御対象の目標位置を示す目標位置指令信号を出力
    する信号出力手段と、 この信号出力手段から出力された目標位置指令信号と前
    記制御対象の現在位置を示すフィードバック信号との間
    の偏差に基づいて前記サーボモータを制御する速度指令
    信号を作成する信号作成手段と、 この信号作成手段から出力される速度指令信号の単位時
    間当たりの変化率を演算すると共に、その演算結果に基
    づいて該信号作成手段からの速度指令信号を補正する信
    号補正手段とを具備してなるサーボモータの制御装置。
  2. 【請求項2】 信号補正手段は、速度指令信号の単位時
    間当たりの変化率の演算結果を所定値と比較すると共
    に、その演算結果が所定値より小さい場合には速度指令
    信号を補正せず、その演算結果が所定値より大きくなっ
    た場合には速度指令信号を補正するように構成されてい
    ることを特徴とする請求項1記載のサーボモータの制御
    装置。
JP5048143A 1993-03-09 1993-03-09 サーボモータの制御装置 Pending JPH06261574A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009524769A (ja) * 2006-01-28 2009-07-02 ロールス・ロイス・ピーエルシー アクチュエータ装置及びアクチュエータの作動方法
JP2010081772A (ja) * 2008-09-29 2010-04-08 Sanyo Electric Co Ltd モータ駆動装置、モータ駆動システム及び電動車
US8736213B2 (en) 2010-06-07 2014-05-27 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Motor position controller

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