JPH09325819A - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置

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JPH09325819A
JPH09325819A JP8166919A JP16691996A JPH09325819A JP H09325819 A JPH09325819 A JP H09325819A JP 8166919 A JP8166919 A JP 8166919A JP 16691996 A JP16691996 A JP 16691996A JP H09325819 A JPH09325819 A JP H09325819A
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JP
Japan
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motor
data
rotation
position data
control device
Prior art date
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Pending
Application number
JP8166919A
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English (en)
Inventor
Takahide Nagahama
恭秀 永浜
Motonobu Sasaki
元延 佐々木
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ3の運転を開始する際に、アップダウ
ンカウンタ8のカウント値に大きな変化が生じている
と、運転を停止する。 【解決手段】 モータ運転からモータ停止に切り換えら
れる直前の多回転データを基にして求められた検査用位
置データを検査用位置データ記憶領域11aに記憶して
おき、モータ停止からモータ運転に切り換えられたとき
に、アップダウンカウンタ8からの多回転データを基に
して現在位置データを求め、該現在位置データと前記検
査用位置データとのデータ差を基にしてモータ運転を続
行するか否かを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータの多回転デ
ータ等を電子的アブソリュートエンコーダにより検出す
ることによって、モータを制御するモータ制御装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】ロボット等の産業用機械においては、回
転速度を任意に変更可能なモータにより処理対象物や加
工具を移動させて高精度に位置決めできることが望まれ
ている。従って、このような産業用機械には、通常、モ
ータの回転数および1回転内の回転角度からなる角度情
報を検出してアブソリュート形式で出力する回転角検出
器と、この回転角検出器により得られた角度情報を基に
して所定の位置に処理対象物等を移動させるようにモー
タを制御する制御装置本体とを備えたモータ制御装置が
設けられている。
【0003】ところで、従来のモータ制御装置に備えら
れた回転角検出器には、部品コスト等の観点からアブソ
リュートエンコーダの機能を電子的に構成したものが採
用されることがある。例えば特開昭64−1910号公
報には、角度情報の一つである多回転データを電子的ア
ブソリュートエンコーダにより検出して出力する構成が
開示されている。具体的には、アーム55を駆動するモ
ータ51の回転軸51aにパルス検出器52を直結し、
回転軸51aの回転に応じてパルス信号A・Bをアップ
ダウンカウンタ53に出力させることによって、パルス
信号A・Bの入力数と位相差とを基にしてアップダウン
カウンタ53のカウント値を増減させる。そして、この
カウント値を多回転データとして出力させる一方、駆動
電源がオフ状態にされたときには、バックアップ電源5
4の電力をパルス検出器52およびアップダウンカウン
タ53に供給させることによって、電源オフ時において
もカウント値を保持および更新させるようになってい
る。
【0004】これにより、上記の構成によれば、電源オ
フ時においては、通常、アーム55がオフ状態に切り換
えられる直前の姿勢に保持されるようになっているが、
何らかの外力の作用によりアーム55が移動された場合
でも、パルス検出器52からのパルス信号A・Bを受け
てアップダウンカウンタ53がカウントを継続するた
め、常にモータ51の回転数に対応した多回転データが
得られることになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、アップダウンカウンタ53が耐熱性およ
び対ノイズ性の低い集積回路からなるため、ノイズ等の
影響により誤動作してカウント値の内容を変化させる可
能性がある。そこで、誤動作を生じさせないように、配
線やコネクタ等の接続部における対ノイズ性の強化や放
熱処理等の各種の工夫が施されているが、一旦誤動作が
生じてカウント値が大きく変化すると、駆動電源がオン
状態に切り換えられたときに、このカウント値である多
回転データを基にして制御装置本体がモータ51を制御
するため、アーム55が予想外の動作によりオペレータ
や設備機器に接触する危険性がある。また、このアーム
55が接触する危険性は、電源オフ時にアーム55が大
きく移動された場合にも、大きく変化したカウント値で
ある多回転データを基にして制御装置本体がモータ51
を制御するため、同様に生じることになる。
【0006】従って、本発明は、モータ51の運転を開
始する際に、アップダウンカウンタ53のカウント値に
大きな変化が生じていると、運転を停止することができ
るモータ制御装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、モータの1回転内角度データおよび多回
転データを検出し、少なくとも前記多回転データをモー
タ停止時にメモリに格納しておくことによって、モータ
運転時に該メモリの多回転データをアブソリュート形式
で出力する角度検出手段と、前記角度検出手段からの1
回転内角度データおよび多回転データを基にして前記モ
ータを制御する制御装置本体とを有したモータ制御装置
において、前記制御装置本体は、モータ運転からモータ
停止に切り換えられる直前の多回転データを基にして求
められた検査用位置データを記憶する検査用位置データ
記憶手段と、モータ停止からモータ運転に切り換えられ
たときに、前記角度検出手段からの多回転データを基に
して現在位置データを求め、該現在位置データと前記検
査用位置データとのデータ差を基にしてモータ運転を続
行するか否かを判定する運転開始判定手段とを有してい
ることを特徴としている。
【0008】これにより、モータ停止からモータ運転に
切り換えられたときに、角度検出手段からの多回転デー
タを基にして現在位置データを求め、現在位置データと
検査用位置データとのデータ差を基にしてモータ運転を
続行するか否かを判定するため、角度検出手段の多回転
データが誤動作により大きく変化していた場合には、モ
ータ運転を自動的またはオペレータの判断により中止さ
せることができる。従って、モータに接続されたアーム
等が予想外の動作によりオペレータや設備機器に接触す
ることを防止できるため、高い安全性を得ることができ
る。
【0009】ここで、上述のモータ停止とは、駆動電源
がオフ状態にされたり、サーボ動作が終了されることに
よって、モータのサーボ動作が解除された状態のことで
ある。また、モータ運転とは、モータに対する駆動電源
がオン状態にされたり、モータに対するサーボ動作が開
始されることによって、モータに対して電力が供給可能
にされた状態のことである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1ないし
図2に基づいて以下に説明する。本実施の形態に係るモ
ータ制御装置は、図1に示すように、モータ3の回転数
および1回転内の回転角度からなる角度情報を検出する
角度検出部1(角度検出手段)と、角度検出部1からの
角度情報を基にしてモータ3を制御する制御装置本体2
とを有している。モータ3は、回転軸3aが前面から背
面にかけて貫設されており、前面側に突設された回転軸
3aには、図示しない処理対象物や加工具を移動させる
アーム4が固設されている。一方、背面側に突設された
回転軸3aには、1回転(360°)内の絶対角を検出
するレゾルバ5と、1回転毎に2系統のパルス信号A・
Bを回転方向に対応した正逆の位相差で出力するパルス
エンコーダ6とが設けられている。
【0011】上記のレゾルバ5は、変換器7に接続され
ており、変換器7は、レゾルバ5からの検出信号を2進
数に変換して1回転内角度データとしてシリアル送信す
るようになっている。一方、パルスエンコーダ6は、ア
ップダウンカウンタ8に接続されている。アップダウン
カウンタ8は、回転軸3aの回転数をカウント値として
記憶するカウントレジスタと、正逆の位相差で入力され
るパルス信号A・Bを基にして回転軸3aの回転方向を
検出する回転方向検出部と、パルス信号A・Bの入力毎
に回転方向に応じてカウントレジスタのカウント値を増
減させる回転数計数部と、カウントレジスタのカウント
値を読出信号の受信時に多回転データとして送信する送
信部とを有している。そして、これらの各部を有したア
ップダウンカウンタ8は、上述のパルスエンコーダ6と
共に、大容量のコンデンサ等のバックアップ電源9に接
続されており、バックアップ電源9は、駆動電源がオフ
状態にされたときに、パルスエンコーダ6およびアップ
ダウンカウンタ8に電力を供給することによって、電源
オフ時においてもカウント値を保持および更新させるよ
うになっている。
【0012】上記の構成を有した角度検出部1は、信号
ケーブルを介して制御装置本体2に接続されている。制
御装置本体2は、角度検出部1とでデータを送受信する
I/O部10と、各種のデータを更新可能に記憶するR
AM部11と、図2の制御処理ルーチン等の各種の処理
プログラムが格納されたROM部12と、これらの処理
プログラムを実行する演算部13(運転開始判定手段)
とを有している。RAM部11には、検査用位置データ
記憶領域11a(検査用位置データ記憶手段)および現
在位置データ記憶領域11bが形成されている。検査用
位置データ記憶領域11aには、モータ3のサーボ動作
が解除されるモータ停止直前の位置データが検査用位置
データとして書き込まれるようになっている。また、現
在位置データ記憶領域11bには、モータ3のサーボ動
作時における位置データが現在位置データとして書き込
まれるようになっている。そして、演算部13は、モー
タ運転時に制御処理ルーチンを実行したとき、アップダ
ウンカウンタ8からカウント値を読み取って現在位置デ
ータを求めた後、この現在位置データと検査用位置デー
タとを比較し、両位置データの差が所定値以下のときに
サーボ動作を開始するようになっている。
【0013】上記の構成において、モータ制御装置の動
作について説明する。尚、以降の説明においては、角度
検出部1がX軸、Y軸、Z軸、および旋回軸にそれぞれ
設けられているものとする。
【0014】先ず、駆動電源がオフ状態の期間において
は、各軸のモータ3に対する電力供給が停止されると共
に、モータ3やアーム4がロックされ、停止する直前の
姿勢に保持されることになる。この際、角度検出部1
は、バックアップ電源9が電力をパルスエンコーダ6お
よびアップダウンカウンタ8に供給しており、電力供給
を受けたアップダウンカウンタ8は、カウント値を保持
していると共に、パルスエンコーダ6からのパルス信号
A・Bによりカウント値を増減可能にされている。これ
により、アーム4が何らかの外力により強制的に移動さ
れた場合でも、この移動に伴ってモータ3の回転軸3a
が回転し、回転軸3aに接続されたパルスエンコーダ6
からパルス信号A・Bがアップダウンカウンタ8に出力
されるため、角度検出部1は、アーム4の移動後の姿勢
に対応したカウント値をアップダウンカウンタ8におい
て保持することになる。
【0015】一方、制御装置本体2は、駆動電源がオン
状態に切り換えられたり、オペレータからモータ3に対
するサーボ動作を開始するように指令されることによっ
て、モータ3に対する電力供給が可能にされたモータ運
転の状態に切り換えられたときに、図2の制御処理ルー
チンを実行することになる。即ち、I/O部10から読
出信号をアップダウンカウンタ8に送信し、アップダウ
ンカウンタ8からカウント値を多回転データ(θ1,θ
2,θ3,θ4)として送信させて読み取る(S1)。
そして、これらの多回転データ(θ1,θ2,θ3,θ
4)を基にして現在位置データ(X1,Y1,Z1,θ
41)を算出し、RAM部11の現在位置データ記憶領
域11bに格納する(S2)。
【0016】この後、サーボ動作が解除される直前の位
置データである検査用位置データ(X0,Y0,Z0,
θ40)をRAM部11の検査用位置データ記憶領域1
1aから読み出し(S3)、検査用位置データ(X0,
Y0,Z0,θ40)から現在位置データ(X1,Y
1,Z1,θ41)を減算することによって、各軸につ
いてのデータ差(X0−X1,Y0−Y1,Z0−Z
1,θ40−θ41)を算出する(S4)。そして、各
データ差(X0−X1,Y0−Y1,Z0−Z1,θ4
0−θ41)とズレ許容値(5mm,5mm,5mm,
0.5°)とを比較し、各データ差がズレ許容値よりも
大きな値であるか否かを判定する(S5)。
【0017】全データ差がズレ許容値以下であれば(S
5,NO)、停止期間中において姿勢に殆ど変化がな
く、アップダウンカウンタ8にもノイズ等による誤動作
が生じなかったと認識し、現在位置データを検査用位置
データとして検査用位置データ記憶領域11aに格納し
た後(S6)、モータ3に対するサーボ動作を開始する
(S7)。一方、少なくとも1つのデータ差がズレ許容
値よりも大きければ(S5,YES)、停止期間中にお
いて姿勢が大きく変化したか、アップダウンカウンタ8
に誤動作が生じたと認識し、異常である旨を位置ズレ警
報によりオペレータに報知する(S8)。そして、オペ
レータがアーム4の姿勢等を確認し、処理を続行しても
支障がないと判断した場合には(S9,YES)、現在
位置データを検査用位置データとして検査用位置データ
記憶領域11aに格納した後(S6)、モータ3に対す
るサーボ動作を開始する(S7)。一方、オペレータが
処理を続行しないと判断した場合には(S9,NO)、
角度検出部1等に対する駆動電源をオフ状態等にする故
障処理を行った後(S10)、本ルーチンを終了する。
【0018】次に、S7において、サーボ動作を開始す
ると、オペレータにより動作手順を入力する教示処理を
行ったり、教示処理により入力された動作手順に従って
動作するプレイバック処理を行う(S11)。そして、
これらの処理が終了すると、サーボ動作を終了し(S1
2)、現在位置データを検査用位置データとして検査用
位置データ記憶領域11aに格納した後(S13)、本
ルーチンを終了する。
【0019】尚、本実施形態においては、サーボ動作が
終了した場合に、現在位置データを検査用位置データと
して格納するようになっているが、S8のプレイバック
処理等の実行中に駆動電源がオフ状態に切り換えられた
場合においても、現在位置データを検査用位置データと
して格納されるようになっていることが望ましい。
【0020】また、本実施形態においては、多回転デー
タのみをパルスエンコーダ6およびアップダウンカウン
タ8からなる電子的アブソリュートエンコーダにより検
出して出力するようになっているが、1回転内角度デー
タも多回転データと共に電子的アブソリュートエンコー
ダにより検出して出力するようになっていても良い。ま
た、検査用位置データがロボットの座標系に変換された
データではなく、各軸単位のデータすなわち(θ10,
θ20,θ30,θ40)の形で保管し、比較する現在
位置データも当然これに相当する(θ11,θ21,θ
31,θ41)であるのでも良い。
【0021】また、本実施形態においては、モータ停止
に切り換えられる直前の多回転データを基にして検査用
位置データを求めて記憶しておき、モータ運転に切り換
えられたときに、多回転データを基にして現在位置デー
タを求め、現在位置データと検査用位置データとのデー
タ差を基にしてモータ運転を続行するか否かを判定する
一連の処理を制御処理ルーチンからなるソフトウエアに
より行うようになっているが、これに限定されることは
ない。即ち、モータ停止に切り換えられる直前の多回転
データを基にして求められた検査用位置データを記憶す
る検査用位置データ記憶部と、モータ運転に切り換えら
れたときに、多回転データを基にして現在位置データを
求め、現在位置データと検査用位置データとのデータ差
を基にしてモータ運転を続行するか否かを判定する運転
開始判定部とに上記一連の処理を区分し、これらの各部
をハードウエアロジック回路により構成しても良い。
【0022】
【発明の効果】本発明は、モータの1回転内角度データ
および多回転データを検出し、少なくとも前記多回転デ
ータをモータ停止時にメモリに格納しておくことによっ
て、モータ運転時に該メモリの多回転データをアブソリ
ュート形式で出力する角度検出手段と、前記角度検出手
段からの1回転内角度データおよび多回転データを基に
して前記モータを制御する制御装置本体とを有したモー
タ制御装置において、前記制御装置本体は、モータ運転
からモータ停止に切り換えられる直前の多回転データを
基にして求められた検査用位置データを記憶する検査用
位置データ記憶手段と、モータ停止からモータ運転に切
り換えられたときに、前記角度検出手段からの多回転デ
ータを基にして現在位置データを求め、該現在位置デー
タと前記検査用位置データとのデータ差を基にしてモー
タ運転を続行するか否かを判定する運転開始判定手段と
を有している構成である。これにより、モータ停止から
モータ運転に切り換えられたときに、角度検出手段から
の多回転データを基にして現在位置データを求め、現在
位置データと検査用位置データとのデータ差を基にして
モータ運転を続行するか否かを判定するため、角度検出
手段の多回転データが誤動作により大きく変化していた
場合には、モータ運転を自動的またはオペレータの判断
により中止させることができる。従って、モータに接続
されたアーム等が予想外の動作によりオペレータや設備
機器に接触することを防止できるため、高い安全性を得
ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】モータ制御装置のブロック図である。
【図2】制御処理ルーチンのフローチャートである。
【図3】従来のモータ制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
1 角度検出部 2 制御装置本体 3 アーム 4 アーム 5 レゾルバ 6 パルスエンコーダ 7 変換器 8 アップダウンカウンタ 9 バックアップ電源 10 I/O部 11 RAM部 11a 検査用位置データ記憶領域 11b 現在位置データ記憶領域 12 ROM部 13 演算部
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 H02P 5/00 H02P 5/00 U

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータの1回転内角度データおよび多回
    転データを検出し、少なくとも前記多回転データをモー
    タ停止時にメモリに格納しておくことによって、モータ
    運転時に該メモリの多回転データをアブソリュート形式
    で出力する角度検出手段と、 前記角度検出手段からの1回転内角度データおよび多回
    転データを基にして前記モータを制御する制御装置本体
    とを有したモータ制御装置において、 前記制御装置本体は、 モータ運転からモータ停止に切り換えられる直前の多回
    転データを基にして求められた検査用位置データを記憶
    する検査用位置データ記憶手段と、 モータ停止からモータ運転に切り換えられたときに、前
    記角度検出手段からの多回転データを基にして現在位置
    データを求め、該現在位置データと前記検査用位置デー
    タとのデータ差を基にしてモータ運転を続行するか否か
    を判定する運転開始判定手段とを有していることを特徴
    とするモータ制御装置。
JP8166919A 1996-06-05 1996-06-05 モータ制御装置 Pending JPH09325819A (ja)

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