JPH07271441A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータの位置または速度指令を通信によって
入力するモータ制御装置において、通信エラーによる指
令信号の欠落を、極めて小さい軌跡誤差で補填する。 【構成】 k 回目において指令信号PCMD(k) の通信エラ
ーが発生すると、代替指令演算部２４が代替指令信号TM
PCMD(k) を生成する。通信エラーが発生した次の指令周
期k+1 においては、代替指令TMPCMD(k) と別途再送信さ
れた通信エラー発生時の指令信号PCMD(K) とに基づい
て、指令訂正部２６が、加減速処理部１４の加減速処理
用バッファBUF1(2) 及びBUF1(n) 記憶された過去の指令
信号を訂正する。k+1 回目の指令周期では、加減速演算
部１４は、訂正された過去の指令信号及び指令信号PCMD
(k+1) に基づいて加減速演算を行う。これにより、過渡
的な通信エラーが発生しても、モータを停止させること
なく正確な制御を継続でき、目標位置指令からの軌跡誤
差も最小限にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、モータの位置または
速度指令が通信によって入力されるモータ制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来技術を用いたモータ制御装
置の一例を示すブロック図であり、図５は、図４の通信
制御部１０、指令切替え部１２、加減速演算部１４にお
ける処理手順を示す図である。

【０００３】図示しない上位制御回路は、所定周期Ｔｃ
毎にモータの位置または速度の指令信号をモータ制御装
置に対して出力する回路である。そして、上位制御回路
からの指令信号（以下位置指令として説明する。）は、
通信回線を介して指令周期Ｔc 毎に通信制御部１０に入
力される（Ｓ２１）。

【０００４】通信制御部１０は、上位制御回路からの位
置指令を受信して、これを加減速演算部１４及びメモリ
３０に供給する回路である。また通信エラーが発生した
場合にはこれを検出し、所定のアラーム信号ALARM を指
令切替え部１２に出力する。k 回目の指令周期におい
て、通信制御部１０が受信した位置指令をPCMD(k) とす
ると、受信が正常であれば（Ｓ２２）、位置指令PCMD
(k) は指令切替え部１２を通して加減速演算部１４の入
力指令PC(k) となる（Ｓ２３）。

【０００５】加減速演算部１４は、加減速演算として後
述する移動平均処理を行う回路である。そして、この移
動平均処理によって、入力された入力指令PC(k) の加速
度成分を抑制し（Ｓ２５，Ｓ２６）、位置制御演算部１
６の制御目標指令としての目標位置指令PREF(k) を出力
する（Ｓ２６）。上位制御回路から送信される位置指令
PCMD(k) の加速度成分が、モータ２０が実際に出力不可
能な加速度を有している場合には、モータの制御モデル
が非線形になり安定したモータ制御が困難になってしま
う。そこで、上記加減速演算部１４は、入力指令PC(k)
の加速度成分を抑制して、常に安定したモータ制御を可
能としている。

【０００６】位置制御演算部１６は、モータ２０に取付
けられた位置センサ２２からモータの位置P(k)を読み取
り、目標位置指令PREF(k) にモータの位置P(k)を一致さ
せるべく一般に良く知られた位置制御の手法を用い、モ
ータ２０に必要な電流指令値CREF(k) を演算する。そし
て得られた電流指令値CREF(k) をインバータ１８に供給
する。

【０００７】インバータ１８は、電流指令値CREF(k) に
対応するモータ駆動電流をモータ２０に供給し、モータ
２０の位置は、目標位置指令PREF(k) に一致するように
制御される。

【０００８】一方、受信時に通信エラーが発生して通信
制御部１０が位置指令PCMD(k) を受信できなかった場合
には（Ｓ２２）、通信制御部１０は所定のアラーム信号
ALARM を指令切替え部１２に出力する。指令切替え部１
２の入力は、このアラーム信号ALARM によってメモリ３
０からの出力に切り替る。

【０００９】メモリ３０は、前回の指令周期における位
置指令PCMD(k-1) を記憶しており、通信エラーが発生し
た場合には、指令切替え部１２を介してこの位置指令PC
MD(k-1) を、加減速演算部１４に入力指令PC(k) として
供給する。これにより入力指令PC(k) は、入力指令PC(k
-1) と同一の値となる。一旦、通信エラーが発生する
と、位置指令の速度成分が０となりモータが停止するま
での減速期間中、メモリ３０からは位置指令PCMD(k-1)
が固定的に出力され続ける（Ｓ２４）。

【００１０】次に、加減速演算部１４で実施される加減
速処理について説明する。

【００１１】加減速演算部１４では、移動平均と呼ばれ
る数学的手法を用いて加減速演算を実施する。この移動
平均化処理は、入力指令PC(k) の過去ｎ回分の平均を次
式（１）で計算することにより、加減速時定数Ｔｃ×ｎ
における加減速結果として、目標位置指令PREF(k) を出
力するものである。

【００１２】

【数１】 PREF(k) = { PC(k) + PC(k-1) + PC(k-2) + … + PC(k-n+1) } /n （１） 演算に際しては、過去ｎ回の入力指令値を格納する加減
速処理用バッファとして、指令周期毎に更新されるBUF1
(1) からBUF1(n) を使用する。この加減速処理用バッフ
ァは、入力指令PC(k) が通信制御部１０又はメモリ３０
から供給されるに伴って、そのBUF1(1) からBUF1(n) の
内容が更新されている（Ｓ２５）。なお、図５のＳ２５
では、このバッファ内容の更新についてすべてのバッフ
ァでデータの移動があるように記述してあるが、物理的
なデータの移動のないリングバッファを用いている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】モータの位置または速
度指令を通信によって入力するモータ制御装置において
は、通信エラーの発生によって過渡的に正規の指令信号
が受信できない状況が発生する。

【００１４】上位制御回路は、複数のモータ制御装置に
対し、それぞれの位置指令の位置座標が、目標とする合
成輪郭軌跡上を移動するよう同期した指令をそれぞれの
モータ制御装置に出力している。この場合に、１台のモ
ータ制御装置に通信エラーが発生すると、上述のように
メモリ３０に記憶された前回の位置指令PCMD(k-1) が固
定的に出力され、所定期間後にそのモータが停止する。

【００１５】しかしながら、通信エラーの発生しない他
方のモータはすぐには停止しないため、通信エラーの発
生によって各モータの位置座標を合成した軌跡が目標軌
跡と大きくずれてしまうという問題があった。

【００１６】これを防ぐためには通信の信頼性を向上さ
せる方法がある。ところが、通信手段の物理層自身にデ
ータの訂正機能を付加する等の対策では、装置のコスト
がアップし、更に指令信号等の転送スピードが低下する
ため、通信の信頼性向上の効果が薄れてしまう。

【００１７】一方、エラーで失われた指令データを再送
信手順により与える方法の場合、コスト、転送スピード
及び信頼性の点で優れている。しかし、複数のモータを
同期運転させるためには、正規の通信時間と、加減速演
算や位置制御演算等のデータ利用開始時間との間に、再
送信のための時間を設けておく必要がある。従って、デ
ータの転送スピードを一段と向上させないと指令応答の
無駄時間が増加する。しかし、これを満足する転送スピ
ードは、その他の処理スピードにも制限され、結局指令
信号の応答時間を短縮できず、効率のよいモータ駆動が
実行できないという問題があった。

【００１８】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、通信エラーによる指令データの欠
落を、指令信号に対する応答のムダ時間を増加させるこ
となく指令データを再送信して補間し、実際のモータの
位置座標の軌跡と目標位置座標との軌跡誤差を低減する
ことが可能なモータ制御装置を提供することを目的とす
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】通信手段を介して所定周
期で位置又は速度の指令信号が供給され、モータの位置
又は速度が前記指令信号に対応するようにモータ電流を
制御するモータ制御装置において、所定周期毎に指令信
号を受信し、通信エラー発生時にはこれを検出して前記
指令信号の再送信要求をする通信制御部と、通信エラー
発生時に、受信できなかった前記指令信号の代わりとな
る代替指令信号を生成する代替指令演算部と、受信した
前記指令信号又は前記代替指令信号、及び既に受信され
ている過去の指令信号に基づいて制御目標信号を演算し
出力する加減速演算部と、再送信された指令信号を受信
した場合に、前記代替指令信号と前記再送信された指令
信号との差に基づいて、前記加減速演算部における前記
過去の指令信号を訂正する指令訂正部とを有し、通信エ
ラーが発生した次の周期においては、次の周期の指令信
号と訂正された前記過去の指令信号とに基づいて次の周
期の制御目標信号が演算されることを特徴とする。

【００２０】前記加減速演算部は、前記加減速演算部に
供給された複数の前記過去の指令信号を記憶し、記憶さ
れた前記過去の指令信号と、現在の前記指令信号又は前
記代替指令信号とに基づいて移動平均化演算を行って前
記制御目標信号を出力することを特徴とする。

【００２１】前記指令訂正部は、前記加減速演算部に記
憶されている過去の複数の前記指令信号のうち、前記代
替指令信号が代用されている前記指令信号を前記再送信
された指令信号に訂正し、最も古い指令信号には前記再
送信された指令信号と前記代替指令信号との差分を付加
することを特徴とする。

【００２２】前記代替指令演算部は、ｋ回目の周期にお
いて通信エラーが発生した場合に、ｋ回目の代替指令信
号を次式によって求めることを特徴とする。 （ｋ回目の代替指令信号）＝２×（ｋ−１回目の指令信
号）−（ｋ−２回目の指令信号） 前記指令訂正部は、前記再送信された指令信号と前記代
替指令信号とに基づいて、モータの制御目標軌跡に対す
る実際の制御軌跡の軌跡誤差を求め、前記軌跡誤差が所
定値を超えたかどうかを判定することを特徴とする。

【００２３】前記軌跡誤差が所定値を超えた場合には、
モータが減速停止されることを特徴とする。

【００２４】

【作用】この発明によるモータ制御装置は指令訂正機能
を有し、過渡的な通信エラーが発生して、正規の指令信
号を受信できない場合に、代替指令演算部が指令信号の
代わりとなる代替指令信号を演算して供給する。従っ
て、モータを停止させることなく、かつ代替指令信号に
よって正確なモータ制御を継続でき、目標位置指令から
の軌跡誤差を最小限にすることができる。

【００２５】また、通信エラー発生時の指令信号であっ
て再送信された指令信号と、代替指令信号とに差がある
場合においても、次の指令周期において再送信された指
令信号に基づいて、加減速処理部の内部変数即ち過去の
指令信号が訂正される。従って、モータ制御装置の位置
座標の軌跡と目標位置座標との軌跡誤差が累積ぜずその
誤差を極めて小さく抑制することが可能である。

【００２６】更に、再送信された指令信号と代替指令信
号とに基づいて、軌跡誤差（モータの目標位置座標の軌
跡に対する実際のモータの位置座標の軌跡の軌跡誤差）
を求め、この軌跡誤差が所定値を超えた場合には、モー
タを減速停止することとした。これにより、モータの位
置座標の軌跡と目標位置座標の軌跡との軌跡誤差が許容
値を超えた状態でモータ制御が続行されることを防止で
きる。よって、極めて高いモータの位置精度が要求され
る加工条件においても確実に対応することができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。

【００２８】図１は、本発明による指令訂正機能を有す
るモータ制御装置の一実施例を示すブロック図である。
なお、既に説明した図面と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略する。

【００２９】本実施例では、代替指令演算部２４及び指
令訂正部２６が設けられている。そして、通信エラーが
発生した場合には、所定のアラーム信号ALARM が、通信
制御部１０から代替指令演算部２４と指令訂正部２６、
及び指令切替え部１２に供給される構成となっている。

【００３０】ここで、代替指令演算部２４は、通信エラ
ーが発生しアラーム信号ALARM が通信制御部１０から出
力されると、エラーによって受信できなかった指令信号
の代わりとなる代替指令信号を演算する回路である。こ
の代替指令信号は、例えばk回目の指令周期に通信エラ
ー発生した場合に、通信制御部１０が過去に受信した位
置指令PCMD(k-1) から以下に説明する方法によって求め
られる。そして、指令切替え部１２及び指令訂正部２６
に供給される。

【００３１】指令訂正部２６には、通信制御部１０から
の位置指令PCMD(k) と通信アラーム信号ALALM および代
替指令演算部２４の代替指令TMPCMD(k) が供給される。
そして、再送信された指令信号PCMD(k) を受信した場合
に、代替指令信号TMPCMD(k)と再送信された指令信号PCM
D(k) との差に基づいて、加減速演算部１４の加減速処
理用バッファの第２段BUF1(2) および最終段BUF1(n) の
内容を訂正する。

【００３２】次に、図１に示す本実施例のモータ制御装
置の指令訂正処理について、図２を用いて説明する。

【００３３】まず、上位制御回路からの位置指令PCMD
は、従来と同様に通信回線を介して指令周期Ｔc 毎に通
信制御部１０に入力される（Ｓ１）。

【００３４】いま、k 回目の指令周期において受信され
た位置指令をPCMD(k) とすると、通信エラーが発生して
おらず受信が正常であれば（Ｓ２）、指令切替え部１２
を通し、位置指令PCMD(k) が加減速演算部１４の入力指
令PC(k) となる（Ｓ３）。

【００３５】次に、通信エラーがk 回目の指令周期にお
いて発生した場合について説明する。通信エラーが発生
したk 回目の指令周期においては、通信制御部１０がこ
のエラーを検出してアラーム信号ALARM を出力し、通信
エラー信号が有効となる。一方、代替指令演算部２４は
過去の位置指令PCMD(k-1) 、PCMD(k-2) を記憶しており
次式（２）によって代替指令TMPCMD(k) を演算する（Ｓ
４）。

【００３６】

【数２】 TMPCMD(k) =2・PCMD(k-1) - PCMD(k-2) （２） 指令切替え部１２は通信エラー信号が発生している場合
には、代替指令TMPCMD(k) の出力側に接続される。そし
て、この代替指令TMPCMD(k) を入力指令PC(k)として加
減速演算部１４に供給する（Ｓ５）。このように、代替
指令信号を（２）式で求めることにより、位置指令PCMD
(k) の速度成分をF(k)としたとき、F(k)= F(k-1) が成
立していれば式（２）から代替指令TMPCMD(k) は位置指
令PCMD(k) に一致し、軌跡誤差は発生しない。従って、
過渡的に通信エラーが発生しても、位置精度よくモータ
の制御を続行することが可能となる。

【００３７】通信制御部１０は、通信エラーを検出する
と、別途上位制御回路に対し位置指令PCMD(k) の再送信
要求を行う（Ｓ６）。この再送信の要求は、次回の位置
指令PCMD(k+1) の送信が開始されるまでにその受信が完
了するようなタイミングで行われる。従って、k 回目の
他のデータ処理（Ｓ４〜Ｓ１１）に対して特に前後関係
の規定はないが、データ処理開始以降できるだけ速く再
送信要求を行うのが好ましい。

【００３８】加減速演算部１４は、入力指令PC(k) が通
信制御部１０又は代替指令演算部２４から供給されるに
伴って、その加減速処理用バッファBUF1(1) からBUF1
(n) の内容を更新（Ｓ７）する。ここで、加減速演算部
１４の加減速処理用バッファとしては、物理的なデータ
の移動のないリングバッファを用いている。

【００３９】加減速処理用バッファが更新されると、次
に前回のk-1 回目に通信エラーが発生しているかどうか
が判定され（Ｓ８）、発生していない場合には、加減速
処理用バッファにそれぞれ記憶された過去の指令信号に
基づいて全バッファの平均値を求め、位置制御演算部１
６へ位置指令PREF(k) が出力される（Ｓ１１）。

【００４０】一方、前回のk-1 回目における指令周期に
通信エラーが発生していた場合には、上述のように、予
め、通信制御部１０からの再送信要求によって再送信さ
れた前回の指令信号PCMD(k-1) が、通信制御部１０から
指令訂正部２６に出力される（Ｓ９）。ここで前回指令
PCMD(k-1) は、k 回目の処理開始までに通信制御部１０
の要求によって再送信され、受信されて通信制御部１０
の内部に記憶されていたものである。

【００４１】次に、指令訂正部２６は、加減速処理用バ
ッファのうちの２段目BUF1(2) 、即ち前回の代替指令TM
PCMD(k-1) によって代替された指令信号（入力指令PC(k
-1)）と、最も過去の指令信号である最終段BUF1(n) の
指令信号を以下のように訂正する（Ｓ１０）。

【００４２】まず、２段目BUF1(2) は、式（３）のよう
に再送信された前回指令信号PCMD(k-1) に訂正される。

【００４３】

【数３】 BUF1(2) = PCMD(k-1) （３） また、最終段BUF1(n) の指令信号には、前回の代替指令
TMPCMD(k-1) と再送信された前回指令信号PCMD(k-1) と
の差分が付加されて式（４）のように訂正される。

【００４４】

【数４】 BUF1(n) = BUF1(n) - TMPCMD(k-1) + PCMD(k-1) （４） 加減速処理用バッファの内容が訂正後、加減速演算部１
４は全バッファの平均値を求め、これを位置制御演算部
１６へ目標位置指令PREF(k) として出力する（Ｓ１
１）。ここで、加減速処理用バッファの総和の計算を、
前回の総和を記憶し今回の差分のみ加算すればその処理
時間を短縮することができる。

【００４５】以上のように、k-1 回目に通信エラーが発
生した場合に、加減速処理用バッファのうちの２段目BU
F1(2) と、最も過去の指令信号である最終段BUF1(n) の
指令信号を訂正することにより、k 回目の処理において
加減速演算部１４から出力される目標位置指令PREF(k)
の値は、実質的には変化しない。

【００４６】更に、前回の代替指令TMPCMD(k-1) と再送
信された前回指令信号PCMD(k-1) との差分を、最も過去
の最終段BUF1(n) に付加することにより、k+1 回目には
この差分はバッファから消去される。従って、k+1 回目
の処理以降は通信エラーがなかったとした場合における
バッファの内容と同一となり、目標位置指令からの軌跡
誤差を最小限にすることができる。

【００４７】指令訂正部２６では、更に後述する方法に
よって、代替指令TMPCMD(k-1) と再送信された位置指令
PCMD(k-1) に基づいて、推定される軌跡誤差の最大値Δ
lmaxを演算する。

【００４８】そして、この軌跡誤差の最大値Δlmaxが所
定の値を超えると、これを判定して通信制御部１０を介
して上位制御回路に送信する。

【００４９】目標位置指令PREF(k) が演算によって求め
られ、位置制御演算部１６に出力されると、位置制御演
算部１６は、モータ２０に取付けられた位置センサー２
２からモータの位置P(k)を読み取る。そして、目標位置
指令PREF(k) にモータの位置P(k)を一致させるべく一般
的な位置制御によりモータに必要な電流指令値CREF(k)
を演算し、得られた電流指令値CREF(k) をインバータ１
８に供給する。

【００５０】インバータ１８は、電流指令値CREF(k) に
対応するモータ駆動電流をモータ２０に供給し、モータ
２０の位置は、目標位置指令PREF(k) に一致するように
制御される。

【００５１】このように、本実施例によれば、過渡的な
通信エラーの発生があった場合においても、制御を継続
することができる。

【００５２】なお、本実施例では位置指令として絶対座
標を用いたが、位置の増分指令または速度指令を与える
場合においても、その積分値を本実施例の位置指令に置
き換えれば同様にして機能を実現できる。

【００５３】次に、本発明のモータ制御装置において、
通信エラー発生時に生ずる目標位置座標とモータの位置
座標との軌跡誤差について評価する。ここで、２台のモ
ータ制御装置の位置がそれぞれ直交しＸ、Ｙ座標に取る
ことができるとする。

【００５４】いま、指令位置PCMD(k) が図３に示す式
（５）の直線上を、加減速時定数Ｔｃ×ｎより長い時
間、一定速度Ｆで移動し、モータ位置P(k)がこれに追従
する場合を考える（但し、指令周期Ｔｃ、移動平均項数
ｎ）。

【００５５】

【数５】Y = X ・tan θ （５） このときのモータ位置P(k)の両軸の位置座標をPx(k) 、
Py(k) とし、P(k)から式（５）の直線に下ろした垂線の
長さΔl(k)を軌跡誤差と定義する。すると、図３から目
標位置座標の軌跡に対する軌跡誤差Δl(k)は次式（６）
で表される。

【００５６】

【数６】 Δl(k) = Py(k)cos θ - Px(k)sin θ （６） 両モータ制御装置の位置制御が理想的に実施されていた
とすると、位置指令PCMD(k) とモータ位置P(k)は移動平
均処理の入出力とみなすことができる。ここで、移動平
均処理は積分演算であるため入出力間には線形性が保証
される。従って、線形関数である式（５）上の位置指令
PCMD(k) に対しモータ位置P(k)も同様に式（５）の線上
を移動する。

【００５７】いま指令周期m においてＸ軸用のモータ制
御装置のみに通信エラーが発生し、位置指令PCMDx(k)が
受信できなかったものとする。

【００５８】従来のモータ制御装置では、通信エラー発
生とともにＸ軸の位置指令はPCMDx(m-1)に固定される。
一方、Ｘ軸の通信エラー発生が上位制御回路に伝達さ
れ、Ｙ軸の位置指令の出力が停止するのは、最短でも次
回のm+1 の指令周期になる。このため指令周期m 以降に
おいてＸ軸に式（７）に示すPCMDx(m-1)とPCMDx(m ）の
指令誤差ΔPCMDx(m)が継続的に発生することとなる。

【００５９】

【数７】 ΔPCMDx(m)= PCMDx(m-1) - PCMDx(m）= F ・cos θ・Tc （７） 加減速時間が経過した指令周期m+n 以降において、上記
式（７）から次式（８）の関係が成立する。

【００６０】

【数８】 Px(k) = Px(m) - F ・cos θ・Tc ， Py(k) = Py(m) （８） ここで、Px(m) 、Py(m) は、式（５）を満足するので、
式（６）に式（８）の関係を代入して整理すると、次式
（９）が得られる。

【００６１】

【数９】 Δl(k) = F ・cos θ・sin θ・Tc （９） ここで、式（９）をθについて微分して推定される軌跡
誤差（モータの目標位置座標の軌跡に対する実際の位置
座標の軌跡の軌跡誤差）の最大値を求めると式（１０）
の様になる。

【００６２】

【数１０】 Δlmax = F・Tc/2 （１０） ( k > m-1 θ= π/4 + p・π/2 p=0 、1 、2 、・・・) 一方、指令訂正機能を有する本発明のモータ制御装置に
おいては、通信エラー発生した指令周期m において、指
令信号の速度成分がF から０になったかどうかで初めて
結果が変化する。即ち、位置指令PCMD(k) の速度成分を
F(k)としたとき、F(m) = F(m-1) が成立していれば、式
（２）から代替指令TMPCMD(m) がPCMD(m) に一致するた
め、軌跡誤差は発生しない。

【００６３】F(m-1)＝F かつ F(m) ＝０の場合を検討す
ると以下のようになる。

【００６４】まず、指令周期m における指令信号PCMDx
(k)に含まれる指令誤差は式（１１）で表される。

【００６５】

【数１１】 ΔPCMDx(m ）= ( TMPCMD(m) - PCMDx(m) ) / n = F ・cos θ・Tc / n （１１） 次に、指令周期m+1 において式（３）、（４）の関係で
加減速処理用バッファの内容が訂正されるため、指令誤
差ΔPCMDx(m+1)は式（１２）となる。

【００６６】

【数１２】 ΔPCMDx(m+1 ）= -F・cos θ・Tc / n （１２） 指令周期m+1 以降については、加減速処理用バッファの
内容が、全て正規の指令信号に一致するため誤差は発生
しない。式（１１）、（１２）から、従来と同様に推定
される軌跡誤差量の最大値Δlmaxを求めると次式（１
３）のようになる。

【００６７】

【数１３】 Δlmax = F・Tc/2n ( k = m,m+1 θ= π/4 + p・π/2 p=0 、1 、2 、・・・) （１３） 式（８）と式（１０）から、本発明によるモータ制御装
置で発生すると推定される軌跡誤差量の最大値が １ /
n に低減されていることがわかる。n の値は、一般に
１０程度はとられるため軌跡誤差は大幅に減少する。

【００６８】本発明においては、指令訂正部２６が、代
替指令TMPCMD(m) と再送信された位置指令PCMD(m) に基
づいて、この式（１３）に示される軌跡誤差の最大値Δ
lmaxを演算する。そしてこの軌跡誤差の最大値Δlmaxが
所定の値を超えると、これを判定し、通信制御部１０を
介して上位制御回路に送信する。

【００６９】上位制御回路は、この軌跡誤差の最大値Δ
lmaxが所定の値を超えた場合には、各軸のモータ制御装
置に対する位置指令をホールドしてモータ動作を停止す
ることができる。これによって、モータの位置座標の軌
跡と目標位置座標との軌跡誤差が許容値を超えた状態で
モータ制御が続行されることを防止できる。従って、極
めて高いモータの位置精度が要求される加工条件におい
ても確実に対応することができる。

【００７０】また、軌跡誤差が発生するのは、指令信号
の速度成分が変化したタイミングで通信エラーが起こっ
た場合のみである。そして、一般に加減速演算部１４
は、カスケード接続される場合が多く、後段の加減速演
算によって連続する周期に異符号であらわれる誤差がさ
らに平均化されて減少することにより、その軌跡誤差は
極めて小さく抑制することができるという顕著な効果を
有することが明らかである。

【００７１】なお、本実施例においては、加減速演算と
して移動平均処理を例にとって説明したがこれには限ら
ず、指数加減速処理であってもよい。指数加減速処理を
用いた場合におけるエラー訂正処理について以下に説明
する。

【００７２】指数加減速処理においては、位置制御演算
部１６に出力される目標位置指令PREF(k) は、次式（１
４）で表される。式（１４）からも明らかなように、指
数加減速処理によれば前回のPREF(k-1) のみを記憶して
おけば演算が可能であり、また演算量が少ないという効
果を有する。

【００７３】

【数１４】 PREF(k) = PREF(k-1) + Ke ×｛ PC(k)-PREF(k-1) } （１４） ここでkeは時定数の逆数となる係数である。

【００７４】式（１４）で得られる目標位置指令をPREF
(k)'として、k-1 回目に通信エラーがあったとする。通
信エラー発生時における代替指令信号TMPCMD(K-1) は、
移動平均処理と同様に式（２）によって生成する。この
場合に、指令訂正部２６は、k-2 回目における位置制御
演算部１６への目標位置指令PREF(k-2) と、再送信され
たPCMD(k-1) を式（１４）に代入し、式（１５）によっ
て前回の目標位置指令PREF(k-1) を求める。

【００７５】

【数１５】 PREF(k-1) = PREF(k-2) + Ke ×｛ PC(k-1)-PREF(k-2) } （１５） そして、式（１５）で得られた前回のPREF(k-1) を加減
速演算部１４に出力し、加減速演算部１４に記憶された
PREF(k-1)'を、この正しい前回のPREF(k-1) に訂正す
る。更に、k 回目の指令周期における加減速演算処理に
際して、加減速演算部１４は、訂正されたPREF(k-1) の
値を用いて式（１４）に示される指数加減速演算を実行
する。

【００７６】このように指数加減速処理によっても、モ
ータを停止させることなく、かつ代替指令信号によって
正確な制御を継続でき、目標位置指令からの軌跡誤差を
最小限にすることができる。

【００７７】また、通信エラー発生時の再送信された指
令信号と、代替指令信号とに差があっても、次の指令周
期では再送信された正規の指令信号に基づいて、過去の
指令信号を訂正し演算処理を行う。従って、モータ制御
装置の位置座標の軌跡と目標位置座標の軌跡との軌跡誤
差が累積ぜず、その誤差を極めて小さく抑制することが
可能である。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、過渡的な通信エラ
ーが発生して、正規の指令信号を受信できない場合に、
代替指令演算部が、指令信号の代わりとなる代替指令信
号を演算して供給する。従って、モータを停止させるこ
となく、かつ代替指令信号によって正確な制御を継続で
き、目標位置からの軌跡誤差を最小限にすることができ
る。

【００７９】また、通信エラー発生時の指令信号であっ
て再送信された指令信号と、代替指令信号とに差がある
場合においても、次の制御周期において再送信された正
規指令信号に基づいて、加減速処理部の内部変数即ち過
去の指令信号を訂正される。従って、モータ制御装置の
位置座標の軌跡と指令位置座標の軌跡との軌跡誤差が累
積ぜずその誤差を極めて小さく抑制することが可能であ
る。

【００８０】更に、再送信された指令信号と代替指令信
号とに基づく軌跡誤差を求め、この軌跡誤差が所定値を
越えた場合には、モータを減速停止させることとした。
これにより、モータ制御装置の位置座標の軌跡と指令位
置座標との軌跡誤差が許容値を超えた状態でモータ制御
が続行されることを防止できる。よって、極めて高いモ
ータの位置精度が要求される加工条件においても確実に
対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るモータ制御装置の回路の
例を示すブロック図である。

【図２】図１のモータ制御装置における訂正処理手順を
示す図である。

【図３】軌跡誤差量を説明する図である。

【図４】従来のモータ制御装置の回路の例を示すブロッ
ク図である。

【図５】図４のモータ制御装置におけるデータ処理手順
を示す図である。

【符号の説明】

１０ 通信制御部 １２ 指令切替え部 １４ 加減速演算部 １６ 位置制御演算部 １８ インバータ ２０ モータ ２２ 位置センサ ２４ 代替指令演算部 ２６ 指令訂正部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｄ 13/62 Ｅ Ｈ０２Ｐ 5/00 Ｕ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信手段を介して所定周期で位置又は速
   度の指令信号が供給され、モータの位置又は速度が前記
   指令信号に対応するようにモータ電流を制御するモータ
   制御装置において、 所定周期毎に指令信号を受信し、通信エラー発生時には
   これを検出して前記指令信号の再送信を要求をする通信
   制御部と、 通信エラー発生時に、受信できなかった前記指令信号の
   代わりとなる代替指令信号を生成する代替指令演算部
   と、 受信した前記指令信号又は前記代替指令信号、及び既に
   受信されている過去の指令信号に基づいて制御目標信号
   を演算し出力する加減速演算部と、 再送信された指令信号を受信した場合に、前記代替指令
   信号と前記再送信された指令信号との差に基づいて、前
   記加減速演算部における前記過去の指令信号を訂正する
   指令訂正部とを有し、 通信エラーが発生した次の周期においては、次の周期の
   指令信号と訂正された前記過去の指令信号とに基づいて
   次の周期の制御目標信号が演算されることを特徴とする
   モータ制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のモータ制御装置におい
   て、 前記加減速演算部は、 前記加減速演算部に供給された複数の前記過去の指令信
   号を記憶し、 記憶された前記過去の指令信号と、現在の前記指令信号
   又は前記代替指令信号とに基づいて移動平均化演算を行
   って前記制御目標信号を出力することを特徴とするモー
   タ制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のモータ制御装置におい
   て、 前記指令訂正部は、 前記加減速演算部に記憶されている過去の複数の前記指
   令信号のうち、 前記代替指令信号が代用されている前記指令信号を前記
   再送信された指令信号に訂正し、 最も古い指令信号には前記再送信された指令信号と前記
   代替指令信号との差分を付加することを特徴とするモー
   タ制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１及び請求項２及び請求項３のい
   ずれか１つに記載のモータ制御装置において、 前記代替指令演算部は、ｋ回目の周期において通信エラ
   ーが発生した場合に、ｋ回目の代替指令信号を次式によ
   って求めることを特徴とするモータ制御装置。 （ｋ回目の代替指令信号）＝２×（ｋ−１回目の指令信
   号）−（ｋ−２回目の指令信号）
5. 【請求項５】 請求項１及び請求項２及び請求項３のい
   ずれか１つに記載のモータ制御装置において、 前記指令訂正部は、前記再送信された指令信号と前記代
   替指令信号とに基づいて、モータの制御目標軌跡に対す
   る実際の制御軌跡の軌跡誤差を求め、 前記軌跡誤差が所定値を超えたかどうかを判定すること
   を特徴とするモータ制御装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のモータ制御装置におい
   て、 前記軌跡誤差が所定値を超えた場合には、モータが減速
   停止されることを特徴とするモータ制御装置。