JPH0786773B2 - サ−ボモ−タ制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、１系列のサーボ制御回路を用いて複数のサ
ーボモータを選択的に制御するようにしたサーボモータ
制御方式に関する。

〔従来の技術〕

工作機械あるいは自動化装置等における数値制御や位置
決め制御などにおいて複数軸の位置決めを行う場合、各
軸毎にサーボモータが用いられる。この場合、一般的に
は、各サーボモータ毎に個別にサーボ制御回路が設けら
れる。しかし、複数軸を同時に駆動する必要のない場合
は、各軸毎に個別にサーボ制御回路を設けることは無駄
であり、コスト高であると共に装置構成が大型化すると
いう問題点が生じる。

この点に鑑みて、実開昭57−14206号公報には、１ルー
プの制御系内にそれぞれ切替選択手段を通して複数のサ
ーボモータを設け、１ループの制御系を複数のサーボモ
ータによって選択的に利用するようにしたことが示され
ている。この従来の装置では、サーボモータの位置セン
サとしてインクリメンタル型のロータリエンコーダが用
いられている。また、位置制御ループのみであり、速度
制御ループは設けられていない。また、各軸にブレーキ
は設けられていず、制御ループから切り離された軸は外
力によって容易に動いてしまう。更に、制御系のループ
ゲインは固定されており、これを各サーボモータ毎に任
意に設定できるようにはなっていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

インクリメンタル型の位置センサを用いた場合、制御系
から該位置センサを切り離したときに位置データを保持
しておくために、記憶回路を各センサ毎に設ける必要が
あった。そのため、回路構成が増すという問題点があっ
た。

従来のものでは速度制御ループが示されていないため、
いかに簡略化した構成で速度制御ループを構成するか、
ということが考えられていない。そのため、従来のもの
に速度制御ループを導入して性能を高めようとすると、
速度検出器を単純に各軸毎に設けねばならず、構成が複
雑になるという問題点がある。

また、制御ループから切り離された軸は外力によって容
易に動いてしまうため、この軸に対して重力負荷が加わ
る場合あるいは静止時に外部からトルクが加わる場合な
ど、この軸を制御ループから切り離すことはできなかっ
た。そのため、軸の移動制御を行わないものにもかかわ
らず、制御系から軸を切り離すことができないことがあ
り、制御系の有効な利用を図ることができなかった。

また、制御系のループゲインを各サーボモータ毎に任意
に設定できるようにはなっていないため、各軸が同じル
ープゲインで制御されてしまい、効率的ではなかった。

また、従来のものはセンサの断線検出手段が設けられて
いなかったため、センサに断線が生じたために位置決め
制御に異常が出た場合、その原因を即座に判定すること
はできなかった。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上述の種
々の問題点を解決することのできるサーボモータ制御方
式を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るサーボモータ制御方式は、複数のサーボ
モータと、各サーボモータ毎に設けられ、対応するサー
ボモータの位置を絶対位置にて検出する複数のアブソリ
ュート型位置センサであって、各アブソリュート型位置
センサが、巻線部と、この巻線部に対して相対的に変位
し、該巻線部における磁気抵抗をその相対位置に応じて
変化させる部材とを含み、この巻線部を位相のずれた複
数の１次交流信号によって励磁し、対応するサーボモー
タの絶対位置に対応する電気的位相ずれを持つ出力交流
信号を発生する位相シフト型位置センサからなるもの
と、１系列のサーボ制御回路と、前記サーボモータのう
ち任意の１つの制御対象サーボモータに対して、前記サ
ーボ制御回路の出力をモータ駆動信号として選択的に供
給する第１の切換え手段と、前記制御対象サーボモータ
に対応する１つの前記アブソリュート型位置センサの出
力を位置フィードバック信号として前記サーボ制御回路
に選択的に供給するためのものであって、各センサに共
通の１次交流信号源から前記１次交流信号を１つの前記
アブソリュート型位置センサに選択的に供給して該アブ
ソリュート型位置センサを検出動作可能にすると共に、
該アブソリュート型位置センサの前記出力交流信号を選
択的に取り込んで、各センサに共通の電気的位相ずれ測
定手段に与え、この電気的位相ずれ測定手段で前記出力
交流信号の前記電気的位相ずれを測定することにより該
アブソリュート型位置センサの絶対位置データを求め、
この絶対位置データを位置フィードバック信号として前
記サーボ制御回路に供給するようにする第２の切換え手
段とを具え、前記サーボモータのうち任意の１つを制御
対象サーボモータとして選択し、この制御対象サーボモ
ータの目標位置データを位置指令信号として前記サーボ
制御回路に与えると共に前記第１及び第２の切換え手段
による選択を夫々制御するようにしたことを特徴とする
ものである。

第２の発明は、前記第２の切換え手段で選択したアブソ
リュート型位置センサの出力に応じた位置データに基づ
き、該アブソリュート型位置センサに対応するサーボモ
ータの速度を検出する演算を行い、検出した速度データ
を速度フィードバック信号として前記サーボ制御回路に
供給する速度演算手段を更に具えたことを特徴とする。

第３の発明は、前記サーボ制御回路における制御ループ
ゲインを前記各サーボモータ毎に個別に設定するループ
ゲイン設定手段を更に具え、前記サーボモータのうち任
意の１つを制御対象サーボモータとして選択する場合に
おいて、該制御対象サーボモータに対応して前記ループ
ゲイン設定手段で設定されている制御ループゲインで前
記サーボ制御回路を動作するようにしたことを特徴とす
る。

第４の発明は、前記第２の切換え手段で選択された前記
１つの位置センサの信号に入力し、これに基づき該位置
センサにおける断線の有無を検出する断線検出手段を更
に具えたことを特徴としている。

第５の発明は、各サーボモータ毎に設けられた複数のブ
レーキと、前記制御対象サーボモータに対応する前記ブ
レーキに対して選択的にブレーキオフ信号を与え、他の
ブレーキはブレーキオンにする第３の切換え手段とを更
に具えたことを特徴としている。

〔作用〕

複数のサーボモータに対して１系列のサーボ制御回路だ
けが設けられており、また、各サーボモータ毎に、対応
するサーボモータの位置を絶対位置にて検出する複数の
アブソリュート型位置センサが設けられている。前記サ
ーボモータのうち任意の１つを制御対象サーボモータと
して選択し、この制御対象サーボモータの目標位置デー
タを位置指令信号として前記サーボ制御回路に与えると
共に、第１及び第２の切換え手段による選択を夫々制御
する。第１の切換え手段では、前記制御対象サーボモー
タに対して、前記サーボ制御回路の出力をモータ駆動信
号として選択的に供給する。第２の切換え手段では、前
記制御対象サーボモータに対応する１つの前記アブソリ
ュート型位置センサの出力を位置フィードバック信号と
して前記サーボ制御回路に選択的に供給する。こうし
て、第１及び第２の切換え手段の選択的切換えより任意
の１つのサーボモータがサーボ制御回路に選択的に接続
され、該サーボモータがサーボ制御回路により駆動制御
される。

ここで、サーボモータの位置センサとしてアブソリュー
ト型位置センサが用いられている。そのため、或る位置
センサがサーボ制御回路に選択的に接続されるとき、そ
の他の位置センサがサーボ制御回路から切り離されて
も、これらの位置センサの絶対位置データが消失してし
まうことはないため、位置データ記憶用の記憶手段を各
センサ毎に設ける必要はない。また、電源遮断があって
も各位置センサの絶対位置データが消失してしまうこと
はないので有利である。

アブソリュート型位置センサが、巻線部と、この巻線部
に対して相対的に変位し、該巻線部における磁気抵抗を
その相対位置に応じて変化させる部材とを含み、この巻
線部を位相のずれた複数の１次交流信号によって励磁
し、サーボモータの絶対位置に対応する電気的位相ずれ
を持つ出力交流信号を発生するようにした誘導型の位相
シフト型位置センサを用いたものであり、また、前記第
２の切換え手段は、各センサに共通の１次交流信号源か
ら前記１次交流信号を１つの前記アブソリュート型位置
センサに選択的に供給して該アブソリュート型位置セン
サを検出動作可能にすると共に、該アブソリュート型位
置センサの前記出力交流信号を選択的に取り込んで、各
センサに共通の電気的位相ずれ測定手段に与え、この電
気的位相ずれ測定手段で前記出力交流信号の前記電気的
位相ずれを測定することにより該アブソリュート型位置
センサの絶対位置データを求め、この絶対位置データを
位置フィードバック信号として前記サーボ制御回路に供
給するものであるので、各サーボモータに対応する位置
センサと第２の切換え手段を結ぶ配線は、１次交流信号
と出力交流信号の配線のみとなり、配線数が少数とな
る。これに伴い、切換え手段内のスイッチング素子（例
えばFETなど）の数を少数にすることができ、極めて有
利である。

第２の発明によれば、速度演算手段が設けられており、
これにより前記第２の切換え手段で選択したアブソリュ
ート型位置センサの出力に応じた位置データに基づき、
該アブソリュート型位置センサに対応するサーボモータ
の速度を検出する演算が行われ、検出した速度データが
速度フィードバック信号として前記サーボ制御回路に供
給される。これにより、サーボ制御回路において速度制
御ループを構成することができ、サーボ制御の性能を高
めることができる。また、選択された位置データに基づ
き速度検出演算を行う構成であるため、速度演算手段は
１系列のみでよく、各軸毎に速度検出器を設ける必要が
ないため、構成が簡単である。

第３の発明によれば、前記サーボ制御回路における制御
ループゲインを前記各サーボモータ毎に個別に設定する
ループゲイン設定手段が設けられており、制御対象サー
ボモータに対応してこのループゲイン設定手段で設定さ
れている制御ループゲインで前記サーボ制御回路を動作
する。この場合、各軸に加わる負荷あるいは各軸の位置
決めに要求される精度等を考慮して、各軸に対応するサ
ーボモータ毎に制御ループゲインを個別に設定する。こ
れにより、各軸毎に適切なループゲインでサーボ制御す
ることができるようになり、極めて効率的である。

第４の発明によれば、断線検出手段を設けたことによ
り、センサの配線に断線あるいは短絡が生じた場合即座
にこれを検出することができ、位置決め制御に異常が生
じる前に停止等の適切な処置をとるようにすることがで
きる。

第５の発明によれば、各サーボモータ毎にブレーキが設
けられ、第３の切換え手段により、制御対象サーボモー
タに対応する前記ブレーキに対して選択的にブレーキオ
フ信号を与え、他のブレーキはブレーキオンにされる。
これにより、サーボ制御回路から切り離された軸にブレ
ーキをかけ、サーボ制御回路に接続された軸のブレーキ
を解除する。従って、サーボ制御回路から切り離された
軸に対して重力負荷が加わる場合あるいは静止時に外部
からトルクが加わる場合など、ブレーキにより該軸が動
かないようにすることができる。従って、軸に対する負
荷条件や外部からのトルクの有無にかかわらず、この軸
をサーボ制御回路から切り離すことができるので、１系
列のサーボ制御回路の有効な利用を図ることができる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に
説明しよう。

第１図の実施例において、ディジタルサーボ制御部11と
サーボアンプ部12とにより１系列のサーボ制御回路が構
成されている。この１系列のサーボ制御回路により、同
時には駆動されない６個の機械軸を制御する。各軸に対
応して軸駆動用のサーボモータM1〜M6が夫々設けられて
いる。サーボモータとしては、ACブラシレスモータある
いはブラシ付きモータなど、その他どのようなタイプの
モータを用いてもよい。各サーボモータM1〜M6に対応し
てその回転位置を検出するための位置センサS1〜S6が夫
々設けられている。位置センサS1〜S6は、検出対象位置
を絶対位置にて検出するアブソリュート型位置センサで
あり、一例として、誘導型の位相シフト型位置センサを
用いるとよい。また、各サーボモータM1〜M6に対応して
その回転軸にブレーキをかけるためのブレーキB1〜B6が
夫々設けられている。ブレーキB1〜B6は、電磁制御型ブ
レーキその他制御信号によって制御されるタイプのブレ
ーキである。

誘導型の位相シフト型位置センサからなるアブソリュー
ト型の位置センサS1〜S6の一例を位置センサS1につき第
２図に示す。このような位置センサは、特開昭57−7040
6号等において公知であるため、簡単に説明する。

位置センサS1は、複数の極Ａ〜Ｄが円周方向に所定間隔
（一例として90度）で設けられたステータ13と、各極Ａ
〜Ｄによって囲まれたステータ空間内に挿入されたロー
タ14とを具えている。ロータ14は、回転角度に応じて各
極Ａ〜Ｄのリラクタンスを変化させる形状及び材質から
なり、一例として偏心円筒形である。ステータ13の各極
Ａ〜Ｄには１次コイル1A〜1D及び２次コイル2A〜2Dが夫
々巻回されている。半径方向で対向する２つの極ＡとＣ
は作動的に動作するようにコイルが巻かれ、かつ差動的
なリラクタンス変化が生じるようになっている。もう一
方の極B,Dの対も同様である。一方の極対A,Cの１次コイ
ル1A,1Cは正弦信号sinωｔで励磁され、他方の極対B,D
の１次コイル1B,1Dは余弦信号cosωｔによって励磁され
る。その結果、２次コイル2A〜2Dの合成出力Ｙとして、
基準の１次交流信号sinωｔ（またはcosωｔ）をロータ
14の回転角度θに応じた電気的位相角度だけ位相シフト
した信号Ｙ＝sin（ωｔ−θ）が得られるようにするこ
とができる。

上述のような誘導型の位相シフト型位置センサの場合、
１次交流信号sinωt,cosωｔを発生する１次交流信号源
と、出力交流信号Ｙにおける電気的位相ずれθを測定す
ることにより位置データを求める電気的位相ずれ測定手
段とを具える必要がある。この１次交流信号源と電気的
位相ずれ測定手段はセンサ信号変換部15（第１図）に設
けられている。この１次交流信号源と電気的位相ずれ測
定手段を具えたセンサ信号変換部15の一例を示すと第３
図のようである。

変換部15においては、所定の高速クロックパルスCPをカ
ウンタ16でカウントし、このカウンタ16の出力にもとづ
きサイン・コサイン発生回路17で正弦信号sinωｔと余
弦信号cosωｔを夫々発生する。これが前述の通り、１
次コイル1A,1B,1C,1Dに夫々印加される。２次コイル2A
〜2Dの出力信号Ｙ＝sin（ωｔ−θ）はゼロクロス検出
回路18に与えられ、この信号Ｙの電気位相角ゼロのタイ
ミングに同期してパルスＬが出力される。この回路18の
出力パルスＬはラッチ回路19のラッチパルスとして使用
される。ラッチ回路19は回路18から与えられたパルスＬ
の立上りに応じてカウンタ16のカウント出力をラッチす
る。カウンタ16のカウント値が１巡する期間と正弦信号
sinωｔの１周期とを同期させることができ、そうする
と、ラッチ回路19には基準交流信号sinωｔとセンサ出
力信号Ｙ＝sin（ωｔ−θ）との位相差θに対応するカ
ウント値がラッチされることになり、これがディジタル
の位置データＤθとして出力される。尚、ラッチパルス
Ｌは操作タイミングパルスとして適宜利用することがで
きる。

このセンサ信号変換部15は、各位置センサS1〜S6によっ
て共通使用される。すなわち、各位置センサS1〜S6の入
出力がセンサ切換え部21を介してセンサ信号変換部15に
選択的に接続されるようになっている。センサ切換え部
21は、各位置センサS1〜S6に対応するスイッチング素子
Ts11,Ts12,Ts13,〜Ts61,Ts62,Ts63を有しており、１つ
の制御対象サーボモータに対応する１つの位置センサの
スイッチング素子のみ選択的に導通することにより、該
１つの位置センサをセンサ信号変換部15に選択的に接続
する。１つの位置センサ（例えばS1）に対応するスイッ
チング素子（例えばTs11,Ts12,Ts13）は３個のスイッチ
ング素子からなり、この３個のスイッチング素子により
１次交流信号sinωt,cosωｔ及び出力交流信号Ｙのスイ
ッチングを夫々行う。

各サーボモータM1〜M6にはサーボアンプ部12の出力がパ
ワー切換え部20を介して選択的に与えられる。パワー切
換え部20は、各サーボモータM1〜M6に対応するスイッチ
ング素子Tp1〜Tp6を有しており、１つの制御対象サーボ
モータのスイッチング素子のみ選択的に導通することに
より、該制御対象サーボモータをサーボアンプ部12に選
択的に接続する。なお、１つのサーボモータ（例えばM
1）に対応するスイッチング素子（例えばTp1）の数は１
個とは限らず、モータ駆動方式に応じて適宜の複数個か
らなる。

各ブレーキB1〜B6にはブレーキ信号がブレーキ切換え部
22を介して選択的に与えられる。ブレーキ切換え部22
は、各ブレーキB1〜B6に対応するスイッチング素子Tb1
〜Tb6を有しており、１つの制御対象サーボモータに対
応する１つのブレーキのスイッチング素子のみ選択的に
導通することにより、該制御対象サーボモータに対応す
るブレーキをオフにする。制御対象サーボモータ以外の
サーボモータのブレーキのスイッチング素子は全てオフ
とし、これによりこれらのブレーキをオンとする。すな
わち、各ブレーキB1〜B6は、電源信号が与えられていな
いとき（消勢時）ブレーキが利いた状態であり、スイッ
チング素子Tb1〜Tb6を介して電源信号Vccが与えられた
とき（付勢時）ブレーキが解除される。

各切換え部20,21,22におけるスイッチング素子Tp1〜Tp
6,Ts11〜Ts63,Tb1〜Tb6としては、FET（電解効果トラン
ジスタ）のような半導体スイッチング素子を用いれば構
成が簡単になるので好ましい。しかし、他の接触式また
は無接触式スイッチング素子を用いることを排除するわ
けではない。

各切換え部20,21,22におけるスイッチング素子の切換え
を制御する切換制御信号SCSは、ディジタルサーボ制御
部11からデコーダ23に与えられる。この切換制御信号SC
Sは、１系列のサーボ制御回路に接続すべき１つのサー
ボモータつまり制御対象サーボモータを選択するサーボ
モータ選択信号であり、換言すれば、このサーボ制御回
路によって制御すべき１つの機械軸を選択する軸選択信
号である。

デコーダ23は、切換制御信号SCSをデコードし、これに
応じて各切換え部20,21,22におけるスイッチング素子Tp
1〜Tp6,Ts11〜Ts63,Tb1〜Tb6の導通／不導通を制御する
個別のスイッチングゲート信号を不々発生するものであ
る。例えば、切換制御信号SCSがサーボモータM1に対応
する機械軸を選択する場合は、各切換え部20,21,22にお
けるサーボモータM1に対応するスイッチング素子Tp1,Ts
11〜Ts13,Tb1を導通し、残りのスイッチング素子を不導
通にする個別スイッチングゲート信号を発生する。

デコーダ23から出力された個別スイッチングゲート信号
は、タイミング調整回路24を経由して対応するスイッチ
ング素子のスイッチングゲート制御入力に夫々与えられ
る。タイミング調整回路24は、モータ、センサ、ブレー
キに関するスイッチング素子の切換えタイミングを夫々
調整するものである。

ディジタルサーボ制御部11は、上位装置である中央処理
装置（CPU）25より位置決め制御に必要なデータをバス2
6を介して受け取る。バス26を介して受け取るデータと
しては、制御すべき機械軸を指示する「軸選択デー
タ」、この制御対象機械軸の目標位置（すなわちこの軸
に対応するサーボモータの目標位置）を指示する「位置
指令データ」、制御時の速度を指示する「速度命令デー
タ」などがある。ディジタルサーボ制御部11に、インテ
リジェント端末機能を持たせることにより、上位のCPU2
5よりバス26を介して受け取るデータは、上述のような
最小限のデータでよい。

ディジタルサーボ制御部11は、主として、位置ループ偏
差演算部28とデータ設定記憶部29を含んでいる。バス26
を介して受け取ったデータはデータバッファ27を介して
位置ループ偏差演算部28に入力される。また、センサ信
号変換部15から出力された位置データＤθが、制御対象
サーボモータの位置フィードバック信号として位置ルー
プ偏差演算部28に入力される。

位置ループ偏差演算部28における主たる機能は、通常知
られているように、バス26を介して受け取った目標の
「位置指令データ」と位置フィードバック信号としての
位置データＤθとの偏差を求め、その位置偏差に対応す
る速度指令信号を発生することである。この速度指令信
号発生のための演算はディジタルで行われる。発生した
ディジタルの速度指令信号は、D/Aコンバータ30でアナ
ログ信号に変換され、サーボアンプ部12に入力される。
なお、位置ループ偏差演算部28では、位置偏差に対応す
る速度指令信号を、例えば、第４図に示すような加減速
特性に従って発生する。

また、位置ループ偏差演算部28では、バス26を介して受
け取った「軸選択データ」に応じて前記切換制御信号SC
Sを発生し、前記デコーダ23に与える。

データ設定記憶部29は、サーボ制御に使用する各種デー
タを各軸毎（各サーボモータ毎）に個別に任意に設定
し、記憶するものである。ここで設定記憶されるデータ
は、各軸毎の「加減速時間」、各軸毎の「許容最高回転
数」、各軸毎の「位置制御ループゲイン」などである。
ここで設定記憶されたデータは、前記「軸選択データ」
に応じて、制御対象軸に対応するものが読み出され、位
置ループ偏差演算部28に与えられる。位置ループ偏差演
算部28において、上記「加減速時間」の設定データは、
第４図に示すような加減速特性カーブにおける加速時間
及び減速時間を制御するために使用される。また、上記
「許容最高回転数」の設定データは、第４図に示すよう
な加減速特性カーブにおける最高速度を制限するために
使用される。また、上記「位置制御ループゲイン」の設
定データは、位置ループ偏差演算部28における偏差演算
のループゲインを設定制御するために使用される。この
場合、各軸に加わる負荷あるいは各軸の位置決めに要求
される精度等を考慮して、各軸に対応するサーボモータ
毎に制御ループゲインを個別に設定するようにする。こ
れにより、各軸毎に適切なループゲインでサーボ制御す
ることができるようになり、制御対象軸に応じて効率的
なサーボ制御を行うことができる。

サーボアンプ部12は、公知のアナログサーボアンプ回路
からなる。このサーボアンプ部12はPID制御部31と、正
逆切換スイッチング部32と、電源部33とを含んでいる。
PID制御部31は、速度偏差に応じてモータ駆動信号を発
生するものであり、サーボアンプの主要部である。この
PID制御部31には、前記D/Aコンバータ30からアナログの
速度指令信号が入力されると共に、速度演算部34で検出
した速度データが速度フィードバック信号として入力さ
れ、両者の速度偏差に応じてモータ駆動信号を発生す
る。このPID制御部31から出力されたモータ駆動信号が
正逆切換スイッチング部32を介して前記パワー切換え部
20に与えられる。正逆切換スイッチング部32はモータの
正逆回転方向に応じたスイッチングを行うものである。

速度演算部34は、センサ信号変換部15から出力された位
置データＤθに基づき、制御対象サーボモータの速度を
検出する演算を行う。例えば、単位時間当りの位置デー
タＤθの変化分を演算し、これにより速度を検出するよ
うにすることができる。検出した速度データはD/Aコン
バータ35からアナログ信号に変換され、アナログの速度
フィードバック信号として前記PID制御部31に供給され
る。これにより、サーボ制御回路において速度制御ルー
プを構成することができ、サーボ制御の性能を高めるこ
とができる。また、センサ切換え部21で選択された位置
データに基づき速度検出演算を行う構成であるため、速
度演算部34を１系列分のみ設ければよく、各軸毎に速度
検出器を設ける必要がないため、構成が簡単である。

センサ信号変換部15とセンサ切換え部21との間にセンサ
断線検出部36が設けられている。このセンサ断線検出部
36は、センサ切換え部21によって現在選択されている１
つの位置センサ（S1〜S6のいずれか）に生じた断線ある
いは短絡を検出するものである。この場合の断線あるい
は短絡の検出方式としては、各配線の電圧レベルあるい
は電流を監視することにより行ってもよいし、特願昭61
−244103号に示されたように各配線における交流信号の
位相に基づき検出するようにしてもよい。センサ断線検
出部36により断線あるいは短絡が検出された場合、断線
・短絡検出信号を位置ループ偏差演算部28に与える。位
置ループ偏差演算部28では、この断線・短絡検出信号が
与えられたとき、自己の判断により、若しくは上位装置
CPU25の命令により、制御対象サーボモータの一時停止
等の適切な処置をとる。このように、位置センサに断線
あるいは短絡が生じた場合即座にこれを検出することが
でき、位置決め制御に異常が生じる前に、停止等の適切
な処置をとるようにすることができる。

なお、位置制御ループゲインを各サーボモータ毎に個別
に設定する機能、あるいは断線・短絡検出機能、あるい
はブレーキ機能の特徴に関しては、位置センサS1〜S6を
アブソリュート型位置センサに限定する必要はなく、イ
ンクリメンタル型位置センサであってもよい。

また、位置センサは回転型のセンサに限らず、リニア型
のセンサであってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、１系列のサー
ボ制御回路を複数のサーボモータで選択的に共有してコ
ストの節約と装置構成の小型化を節約する場合におい
て、各サーボモータの位置センサとしてアブソリュート
型位置センサを用いるようにしたので、位置センサがサ
ーボ制御回路から切り離されたときに備えて位置データ
記憶用の記憶手段を各センサ毎に設ける必要がなくな
り、構成が一層簡単になる。また、電源遮断があっても
各位置センサの絶対位置データが消失してしまうことは
ないので有利である。しかも、このアブソリュート型位
置センサを誘導型の位相シフト型位置センサとすれば、
切換え手段を経由する配線数が少数となり、これに伴
い、切換え手段内のスイッチング素子の数を少数にする
ことができ、構成の縮小化及びコストの点で極めて有利
である。

さらに、この発明によれば、制御対象サーボモータに対
応して選択された位置データに基づき速度検出演算を行
うことにより速度データを求める構成であるため、速度
演算手段は１系列のみでよく、各軸毎に速度検出器を設
ける必要がないため、構成が簡単である。

また、各軸に対応するサーボモータ毎に制御ループゲイ
ンを個別に設定するようにしたため、各軸毎に適切なル
ープゲインでサーボ制御することができるようになり、
制御対象軸に応じて効率的なサーボ制御を行うことがで
きるようになる、という優れた効果を奏する。

また、位置センサに断線あるいは短絡が生じた場合即座
にこれを検出することができるので、これにもとづき、
位置決め制御に異常が生じる前に、停止等の適切な処置
をとるようにすることができる、という優れた効果を奏
する。

また、各軸に対応してブレーキを設け、サーボ制御回路
から切り離された軸にブレーキをかけ、サーボ制御回路
に接続された軸のブレーキを解除するようにブレーキ切
換え制御するようにしたので、サーボ制御回路から切り
離された軸に対して重力負荷が加わる場合あるいは静止
時に外部からトルクが加わる場合など、ブレーキにより
該軸が動かないようにすることができる。従って、軸に
対する負荷条件や外部からのトルクの有無にかかわら
ず、この軸をサーボ制御回路から切り離すことができる
ので、１系列サーボ制御回路の有効利用を図ることがで
きる、という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るサーボモータ制御方式の一実施
例を示すブロック図、 第２図は同実施例における位置センサの一例を示す正面
略図、 第３図は同実施例におけるセンサ信号変換部の一例を示
すブロック図、 第４図は同実施例における位置偏差に応じた速度指令カ
ーブの一例を示すグラフ、である。 M1〜M6……サーボモータ、S1〜S6……位置センサ、B1〜
B6……ブレーキ、11……ディジタルサーボ制御部、12…
…サーボアンプ部、20……パワー切換え部、21……セン
サ切換え部、22……ブレーキ切換え部、28……位置ルー
プ偏差演算部、29……データ設定記憶部、34……速度演
算部、35……センサ断線検出部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯貝 一雄 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−101071（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−123012（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−256816（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−706（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−176102（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−196405（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−138008（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−11740（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のサーボモータと、 各サーボモータ毎に設けられ、対応するサーボモータの
   位置を絶対位置にて検出する複数のアブソリュート型位
   置センサであって、各アブソリュート型位置センサが、
   巻線部と、この巻線部に対して相対的に変位し、該巻線
   部における磁気抵抗をその相対位置に応じて変化させる
   部材とを含み、この巻線部を位相のずれた複数の１次交
   流信号によって励磁し、対応するサーボモータの絶対位
   置に対応する電気的位相ずれを持つ出力交流信号を発生
   する位相シフト型位置センサからなるものと、 １系列のサーボ制御回路と、 前記サーボモータのうち任意の１つの制御対象サーボモ
   ータに対して、前記サーボ制御回路の出力をモータ駆動
   信号として選択的に供給する第１の切換え手段と、 前記制御対象サーボモータに対応する１つの前記アブソ
   リュート型位置センサの出力を位置フィードバック信号
   として前記サーボ制御回路に選択的に供給するためのも
   のであって、各センサに共通の１次交流信号源から前記
   １次交流信号を１つの前記アブソリュート型位置センサ
   に選択的に供給して該アブソリュート型位置センサを検
   出動作可能にすると共に、該アブソリュート型位置セン
   サの前記出力交流信号を選択的に取り込んで、各センサ
   に共通の電気的位相ずれ測定手段に与え、この電気的位
   相ずれ測定手段で前記出力交流信号の前記電気的位相ず
   れを測定することにより該アブソリュート型位置センサ
   の絶対位置データを求め、この絶対位置データを位置フ
   ィードバック信号として前記サーボ制御回路に供給する
   ようにする第２の切換え手段と を具え、前記サーボモータのうち任意の１つを制御対象
   サーボモータとして選択し、この制御対象サーボモータ
   の目標位置データを位置指令信号として前記サーボ制御
   回路に与えると共に前記第１及び第２の切換え手段によ
   る選択を夫々制御するようにしたサーボモータ制御方
   式。
2. 【請求項２】前記第２の切換え手段で選択したアブソリ
   ュート型位置センサの出力に応じた位置データに基づ
   き、該アブソリュート型位置センサに対応するサーボモ
   ータの速度を検出する演算を行い、検出した速度データ
   を速度フィードバック信号として前記サーボ制御回路に
   供給する速度演算手段を更に具えた特許請求の範囲第１
   項に記載のサーボモータ制御方式。
3. 【請求項３】前記サーボ制御回路における制御ループゲ
   インを前記各サーボモータ毎に個別に設定するループゲ
   イン設定手段を更に具え、制御対象サーボモータに対応
   して前記ループゲイン設定手段で設定されている制御ル
   ープゲインで前記サーボ制御回路を動作するようにした
   特許請求の範囲第１項に記載のサーボモータ制御方式。
4. 【請求項４】前記第２の切換え手段で選択された前記１
   つの位置センサの信号を入力し、これに基づき該位置セ
   ンサにおける断線あるいは短絡の有無を検出する断線検
   出手段を更に具えた特許請求の範囲第１項に記載のサー
   ボモータ制御方式。
5. 【請求項５】各サーボモータ毎に設けられた複数のブレ
   ーキと、前記制御対象サーボモータに対応する前記ブレ
   ーキに対して選択的にブレーキオフ信号を与え、他のブ
   レーキはブレーキオンにする第３の切換え手段とを更に
   具えた特許請求の範囲第１項に記載のサーボモータ制御
   方式。