JPH0690584A - 電動機のトルク制御装置 - Google Patents
電動機のトルク制御装置Info
- Publication number
- JPH0690584A JPH0690584A JP4264148A JP26414892A JPH0690584A JP H0690584 A JPH0690584 A JP H0690584A JP 4264148 A JP4264148 A JP 4264148A JP 26414892 A JP26414892 A JP 26414892A JP H0690584 A JPH0690584 A JP H0690584A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- external force
- motor
- torque
- electric motor
- 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
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 産業用ロボットのハンドに作用する外力を、
検出器等を用いず、ソフトウエアアルゴリズムにより算
出する。 【構成】 電流指令値（トルク指令値）(1)により制御
される電動機(5)を流れる電動機電流(6)ｉと、エンコー
ダ(21)の出力から速度演算手段(22)で演算される回転速
度ωrを外力推定手段(23)へ入力し、 【数１】 から外力ＴLを算出し、これを電流指令値(1)に加算す
る。なお、上式において、Ｊは慣性モーメント、ＫTは
トルク定数である。
検出器等を用いず、ソフトウエアアルゴリズムにより算
出する。 【構成】 電流指令値（トルク指令値）(1)により制御
される電動機(5)を流れる電動機電流(6)ｉと、エンコー
ダ(21)の出力から速度演算手段(22)で演算される回転速
度ωrを外力推定手段(23)へ入力し、 【数１】 から外力ＴLを算出し、これを電流指令値(1)に加算す
る。なお、上式において、Ｊは慣性モーメント、ＫTは
トルク定数である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は産業用ロボット及びエ
レベーターに使用される電動機のトルクを制御する装置
に関するものである。
レベーターに使用される電動機のトルクを制御する装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の電動機のトルク制御装置を
産業用ロボットに適用したブロック線図である。図にお
いて、(1)はトルク指令値となる電流指令値、(2)は加算
器、(3)は入力に対応する信号を出力するトルク制御
器、(4)は入力信号に応じて電動機(5)に印加する電圧を
出力する電力増幅器で、電動機(5)が交流電動機であれ
ば一般的にインバータに相当する。(6)は電動機(5)に流
れる電流を加算器(2)に帰還する帰還電流、(7)は電動機
(5)により駆動されるボールねじ棒、(8)はボールねじ棒
(7)により移動する可動体、(9)は可動体(8)により力を
受ける固定体である。
産業用ロボットに適用したブロック線図である。図にお
いて、(1)はトルク指令値となる電流指令値、(2)は加算
器、(3)は入力に対応する信号を出力するトルク制御
器、(4)は入力信号に応じて電動機(5)に印加する電圧を
出力する電力増幅器で、電動機(5)が交流電動機であれ
ば一般的にインバータに相当する。(6)は電動機(5)に流
れる電流を加算器(2)に帰還する帰還電流、(7)は電動機
(5)により駆動されるボールねじ棒、(8)はボールねじ棒
(7)により移動する可動体、(9)は可動体(8)により力を
受ける固定体である。
【０００３】従来の産業用ロボットの電動機のトルク制
御装置は上記のように構成され、電流指令値(1)と帰還
電流(6)は加算器(2)へ入力され、加算器(2)は両者の偏
差を出力する。トルク制御器(3)は上記偏差に対応する
信号を出力し、電力増幅器(4)はこれに応じた電圧を電
動機(5)に印加する。これで、ボールねじ棒(7)は回転
し、可動体(8)は移動して固定体(9)を押圧する。すなわ
ち、ロボットのアーム先端のハンド（図示しない）は一
定の力Ｆでワークを把持する。
御装置は上記のように構成され、電流指令値(1)と帰還
電流(6)は加算器(2)へ入力され、加算器(2)は両者の偏
差を出力する。トルク制御器(3)は上記偏差に対応する
信号を出力し、電力増幅器(4)はこれに応じた電圧を電
動機(5)に印加する。これで、ボールねじ棒(7)は回転
し、可動体(8)は移動して固定体(9)を押圧する。すなわ
ち、ロボットのアーム先端のハンド（図示しない）は一
定の力Ｆでワークを把持する。
【０００４】ここで、可動体(8)により一定の力Ｆで固
定体(9)を押圧し続けたい場合、ロボットでは入力装置
（図示しない）により力Ｆに相当する値を入力するよう
になっている。すると、電動機(5)には、力Ｆに相当す
る電流が流れるが、機械部には摩擦等が存在するため、
実際に可動体(8)によって発生する力は上記一定の力Ｆ
よりも小さい力となってしまう。それで、通常力Ｆより
もやや大きい値をあらかじめ入力するようにしている。
定体(9)を押圧し続けたい場合、ロボットでは入力装置
（図示しない）により力Ｆに相当する値を入力するよう
になっている。すると、電動機(5)には、力Ｆに相当す
る電流が流れるが、機械部には摩擦等が存在するため、
実際に可動体(8)によって発生する力は上記一定の力Ｆ
よりも小さい力となってしまう。それで、通常力Ｆより
もやや大きい値をあらかじめ入力するようにしている。
【０００５】図４は従来の電動機のトルク制御装置をエ
レベーターに適用したブロック線図であり、図３と同一
符号は同一又は相当部分を示す。図において、(11)は加
算器、(12)は電動機(5)で駆動されかご(13)及びつり合
おもり(14)を駆動する巻上機、(15)はかご(13)の床下に
設置され乗客、すなわちかご内荷重を検出する荷重検出
器、(16)は荷重検出器(15)の出力を電流に変換する電流
変換器である。
レベーターに適用したブロック線図であり、図３と同一
符号は同一又は相当部分を示す。図において、(11)は加
算器、(12)は電動機(5)で駆動されかご(13)及びつり合
おもり(14)を駆動する巻上機、(15)はかご(13)の床下に
設置され乗客、すなわちかご内荷重を検出する荷重検出
器、(16)は荷重検出器(15)の出力を電流に変換する電流
変換器である。
【０００６】従来のエレベーターの電動機のトルク制御
装置は上記のように構成され、電動機(5)は図３の場合
と同様に制御され、巻上機(12)を介してかご(13)及びつ
り合おもり(14)を昇降させる。この場合は、いっそう正
確に力Ｆを出力するために、荷重検出器(15)を用い、そ
の出力を電流変換器(16)により電流に変換して加算器(1
1)に正帰還し、電流指令値(1)に加算している。これ
で、かご(13)の起動時、かご内荷重の変動による乗心地
の変動を補償して、乗心地の向上を図っている。これ
は、荷重検出器(15)が必要で、高価となるため、通常高
級エレベーターにだけ適用される。
装置は上記のように構成され、電動機(5)は図３の場合
と同様に制御され、巻上機(12)を介してかご(13)及びつ
り合おもり(14)を昇降させる。この場合は、いっそう正
確に力Ｆを出力するために、荷重検出器(15)を用い、そ
の出力を電流変換器(16)により電流に変換して加算器(1
1)に正帰還し、電流指令値(1)に加算している。これ
で、かご(13)の起動時、かご内荷重の変動による乗心地
の変動を補償して、乗心地の向上を図っている。これ
は、荷重検出器(15)が必要で、高価となるため、通常高
級エレベーターにだけ適用される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の電
動機のトルク制御装置では、所望の把持力に対して機械
的な摩擦等を考慮した一定値を入力するようにしている
ため、手間が掛かり、かつ正確な把持力を発生させにく
いという問題点がある。また、荷重検出器(15)を用いて
その出力を電流指令値(1)に加算するようにしているた
め、高価になるという問題点がある。
動機のトルク制御装置では、所望の把持力に対して機械
的な摩擦等を考慮した一定値を入力するようにしている
ため、手間が掛かり、かつ正確な把持力を発生させにく
いという問題点がある。また、荷重検出器(15)を用いて
その出力を電流指令値(1)に加算するようにしているた
め、高価になるという問題点がある。
【０００８】この発明は上記問題点を解消するためにな
されたもので、正確な把持力或は駆動力を発生でき、か
つ安価に構成できるようにした電動機のトルク制御装置
を提供することを目的とする。
されたもので、正確な把持力或は駆動力を発生でき、か
つ安価に構成できるようにした電動機のトルク制御装置
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明に
係る電動機のトルク制御装置は、ロボットのハンドを駆
動する電動機の電流及び回転速度を入力してハンドに加
わる外力を算出し、これを電流値に変換して電流指令値
に加算する外力推定手段を備えたものである。
係る電動機のトルク制御装置は、ロボットのハンドを駆
動する電動機の電流及び回転速度を入力してハンドに加
わる外力を算出し、これを電流値に変換して電流指令値
に加算する外力推定手段を備えたものである。
【００１０】また、第２の発明に係る電動機のトルク制
御装置は、エレベーターのかごを駆動する電動機の電流
及び回転速度を入力してかご内荷重を算出し、これを電
流値に変換して電流指令値に加算する外力推定手段を備
えたものである。
御装置は、エレベーターのかごを駆動する電動機の電流
及び回転速度を入力してかご内荷重を算出し、これを電
流値に変換して電流指令値に加算する外力推定手段を備
えたものである。
【００１１】
【作用】この発明の第１の発明においては、ロボットの
ハンドを駆動する電動機の電流及び回転速度からハンド
に加わる外力を算出するようにし、第２の発明において
は、エレベーターのかごを駆動する電動機の電流及び回
転速度からかご内荷重を算出するようにしたため、上記
外力及びかご内荷重はソフトウエアアルゴリズムにより
求めることが可能である。
ハンドを駆動する電動機の電流及び回転速度からハンド
に加わる外力を算出するようにし、第２の発明において
は、エレベーターのかごを駆動する電動機の電流及び回
転速度からかご内荷重を算出するようにしたため、上記
外力及びかご内荷重はソフトウエアアルゴリズムにより
求めることが可能である。
【００１２】
【実施例】実施例１．図１及び図２は、この発明の第１
の発明を産業用ロボットに適用した一実施例を示す図
で、図１はブロック線図、図２は外力推定手段のブロッ
ク線図であり、従来装置と同様の部分は同一符号で示
す。
の発明を産業用ロボットに適用した一実施例を示す図
で、図１はブロック線図、図２は外力推定手段のブロッ
ク線図であり、従来装置と同様の部分は同一符号で示
す。
【００１３】図１において、(21)は電動機(5)で駆動さ
れるエンコーダ、(22)はエンコーダ(21)の出力から回転
速度ωrを演算する速度演算手段、(23)は回転速度ωr及
び電動機(5)の帰還電流(6)ｉを入力して摩擦力等の外力
を算出しこれを電流値(23a)に変換して出力する外力推
定手段である。
れるエンコーダ、(22)はエンコーダ(21)の出力から回転
速度ωrを演算する速度演算手段、(23)は回転速度ωr及
び電動機(5)の帰還電流(6)ｉを入力して摩擦力等の外力
を算出しこれを電流値(23a)に変換して出力する外力推
定手段である。
【００１４】上記のように構成された電動機のトルク制
御装置において、電動機(5)の回転速度ωrは(1)式のよ
うに示される。
御装置において、電動機(5)の回転速度ωrは(1)式のよ
うに示される。
【００１５】
【数１】
【００１６】ここに、ＴM：電動機(5)のトルク ＴL：負荷トルク（外力） Ｊ ：慣性モーメント ＫT：トルク定数 この電動機(5)及び外力推定手段(23)をブロック線図で
表したのが図２である。なお、図２中、Ｒは電機子抵
抗、Ｌは電機子インダクタンス、Ｓはラプラス演算子、
Ｔは電動機(5)の実トルク、ＫEは電圧定数、Ｇはゲイ
ン、(24)は加算器である。
表したのが図２である。なお、図２中、Ｒは電機子抵
抗、Ｌは電機子インダクタンス、Ｓはラプラス演算子、
Ｔは電動機(5)の実トルク、ＫEは電圧定数、Ｇはゲイ
ン、(24)は加算器である。
【００１７】ここで、上記(3)式のＫTｉは電動機(5)の
トルクＴMを表し、Ｊ・ｄωr／ｄｔは電動機(5)の実ト
ルクＴを表し、負荷トルク（外力）ＴLは電動機(5)のト
ルクＴMと実トルクＴから算出できることが分かる。外
力推定手段(23)では、電動機電流ｉを入力してこれにト
ルク定数ＫTを乗じて電動機のトルクＴMを求め、回転速
度ωrを入力してこれと慣性モーメントＪから実トルク
Ｔを求める。この両者を加算器(24)で減算し、１／ＫT
を乗じて電流値(23a)に変換して図１の加算器(11)へ入
力して電流指令値(1)に加算する。これで、高精度に実
トルクＴが制御できる。なお、外力推定手段(23)のＧは
適当に個々に定めるゲインである。
トルクＴMを表し、Ｊ・ｄωr／ｄｔは電動機(5)の実ト
ルクＴを表し、負荷トルク（外力）ＴLは電動機(5)のト
ルクＴMと実トルクＴから算出できることが分かる。外
力推定手段(23)では、電動機電流ｉを入力してこれにト
ルク定数ＫTを乗じて電動機のトルクＴMを求め、回転速
度ωrを入力してこれと慣性モーメントＪから実トルク
Ｔを求める。この両者を加算器(24)で減算し、１／ＫT
を乗じて電流値(23a)に変換して図１の加算器(11)へ入
力して電流指令値(1)に加算する。これで、高精度に実
トルクＴが制御できる。なお、外力推定手段(23)のＧは
適当に個々に定めるゲインである。
【００１８】実施例２．エレベーターに適用した場合も
実施例１と同様にして外力を算出することができる。こ
の場合の負荷トルク（外力）ＴLはかご(13)内荷重に相
当し、図４に示す荷重検出器(15)を用いる必要がなく、
外力推定手段(23)により算出が可能であり、荷重検出器
(15)を設置した場合と同等の制御が可能となり、乗心地
が向上する。
実施例１と同様にして外力を算出することができる。こ
の場合の負荷トルク（外力）ＴLはかご(13)内荷重に相
当し、図４に示す荷重検出器(15)を用いる必要がなく、
外力推定手段(23)により算出が可能であり、荷重検出器
(15)を設置した場合と同等の制御が可能となり、乗心地
が向上する。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したとおりこの発明の第１の発
明では、ロボットのハンドを駆動する電動機の電流及び
回転速度からハンドに加わる外力を算出するようにし、
第２の発明では、エレベーターのかごを駆動する電動機
の電流及び回転速度からかご内荷重を算出するようにし
たので、上記外力及びかご内荷重はソフトウエアアルゴ
リズムにより求めることが可能であり、装置を安価に構
成できるとともに、制御精度を向上することができる効
果がある。
明では、ロボットのハンドを駆動する電動機の電流及び
回転速度からハンドに加わる外力を算出するようにし、
第２の発明では、エレベーターのかごを駆動する電動機
の電流及び回転速度からかご内荷重を算出するようにし
たので、上記外力及びかご内荷重はソフトウエアアルゴ
リズムにより求めることが可能であり、装置を安価に構
成できるとともに、制御精度を向上することができる効
果がある。
【図１】この発明の実施例１を示すブロック線図。
【図２】図１の外力推定手段のブロック線図。
【図３】従来の電動機のトルク制御装置を産業用ロボッ
トに適用したブロック線図。
トに適用したブロック線図。
【図４】従来の電動機のトルク制御装置をエレベーター
に適用したブロック線図。
に適用したブロック線図。
１ 電流指令値 ５ 電動機 １３ かご ２３ 外力推定手段 ｉ 電動機電流 ωr 回転速度
Claims (2)
- 【請求項１】 ロボットのハンドを駆動する電動機に、
電流指令値に応じた電圧を印加して上記ハンドに上記電
流指令値に対応する把持力を発生させる装置において、
上記電動機の電流及び回転速度を入力して上記ハンドに
加わる外力を算出しこれを電流値に変換して上記電流指
令値に加算する外力推定手段を備えたことを特徴とする
電動機のトルク制御装置。 - 【請求項２】 エレベーターのかごを駆動する電動機
に、電流指令値に応じた電圧を印加して上記電流指令値
に応じたトルクで上記かごを駆動する装置において、上
記電動機の電流及び回転速度を入力して上記かご内の乗
客による荷重を算出しこれを電流値に変換して上記電流
指令値に加算する外力推定手段を備えたことを特徴とす
る電動機のトルク制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4264148A JPH0690584A (ja) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | 電動機のトルク制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4264148A JPH0690584A (ja) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | 電動機のトルク制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0690584A true JPH0690584A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=17399133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4264148A Pending JPH0690584A (ja) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | 電動機のトルク制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0690584A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6320338B1 (en) * | 1998-04-08 | 2001-11-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of estimating motor torque constant |
| WO2019102672A1 (ja) * | 2017-11-21 | 2019-05-31 | ソニー株式会社 | センサ装置及びセンシング方法 |
| CN111542794A (zh) * | 2018-01-03 | 2020-08-14 | 高通股份有限公司 | 基于检测到的有效载荷的存在性的、机器人式运载工具的可调整的对象避开接近度门限 |
-
1992
- 1992-09-08 JP JP4264148A patent/JPH0690584A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6320338B1 (en) * | 1998-04-08 | 2001-11-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of estimating motor torque constant |
| WO2019102672A1 (ja) * | 2017-11-21 | 2019-05-31 | ソニー株式会社 | センサ装置及びセンシング方法 |
| JPWO2019102672A1 (ja) * | 2017-11-21 | 2020-12-03 | ソニー株式会社 | センサ装置及びセンシング方法 |
| US11298823B2 (en) | 2017-11-21 | 2022-04-12 | Sony Corporation | Sensor device and sensing method |
| CN111542794A (zh) * | 2018-01-03 | 2020-08-14 | 高通股份有限公司 | 基于检测到的有效载荷的存在性的、机器人式运载工具的可调整的对象避开接近度门限 |
| CN111542794B (zh) * | 2018-01-03 | 2023-06-30 | 高通股份有限公司 | 基于检测到的有效载荷的存在性的、机器人式运载工具的可调整的对象避开接近度门限 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000219445A (ja) | エレベ―タシステムのレベリング制御装置 | |
| JPWO2008099470A1 (ja) | エレベータ装置 | |
| JP2018131283A (ja) | ウインチ制御装置及びクレーン | |
| KR0186121B1 (ko) | 엘리베이터의 진동보상을 위한 속도 제어장치 | |
| JP4771078B2 (ja) | モータ制御装置 | |
| JPH0690584A (ja) | 電動機のトルク制御装置 | |
| JP2663526B2 (ja) | アクチュエータの制御装置 | |
| JP2000094371A (ja) | ロボットの最短時間制御装置 | |
| JP2810246B2 (ja) | 駆動制御装置 | |
| US5414333A (en) | Speed control apparatus for elevators using variable voltage and variable frequency control | |
| JP3385310B2 (ja) | 直流電気車の制御装置 | |
| JPH06321440A (ja) | エレベーターの制御装置 | |
| JP3314657B2 (ja) | パワーアシスト付き助力アーム | |
| JPH11292411A (ja) | エレベーターの速度制御装置 | |
| JPH05155352A (ja) | 電動式パワーステアリング装置 | |
| JP3782846B2 (ja) | ロープ巻き上げ式エレベータの速度制御装置 | |
| JP2782254B2 (ja) | 電動式パワー・ステアリング装置 | |
| JP4581537B2 (ja) | 電動パワーステアリング装置 | |
| JPH0378643B2 (ja) | ||
| JP4268698B2 (ja) | クレーン走行装置及びクレーン走行装置用インバータ | |
| JPH0796423B2 (ja) | エレベータの制御装置 | |
| JP2785398B2 (ja) | 電動式パワー・ステアリング装置 | |
| JP4568998B2 (ja) | 誘導電動機の制御装置 | |
| JPH05250029A (ja) | 産業用ロボット | |
| JP2024041086A (ja) | ロボット制御装置及びロボット制御方法 |