JPH11262289A - Servomotor apparatus and controlling method of servomotor - Google Patents

Servomotor apparatus and controlling method of servomotor

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Publication number
JPH11262289A
JPH11262289A JP10056845A JP5684598A JPH11262289A JP H11262289 A JPH11262289 A JP H11262289A JP 10056845 A JP10056845 A JP 10056845A JP 5684598 A JP5684598 A JP 5684598A JP H11262289 A JPH11262289 A JP H11262289A
Authority
JP
Japan
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motor
speed
pause time
acceleration
servo motor
Prior art date
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Application number
JP10056845A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Kimura
真 木村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH11262289A publication Critical patent/JPH11262289A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To set the acceleration and speed of a motor, based on its heat generation and temperature. SOLUTION: A servomotor apparatus has a servo motor 1 repeating its operation and resting each command signal and a servo-controller 3 for computing the acceleration and speed of the servomotor 1. Computing by the servo- controller 3 a necessary resting time required for cooling the servomotor 1 to a predetermined temperature, the actual resting time taken to operate the servomotor 1 by the next command signal is sensed and the necessary and actual resting times are compared with each other to be computed, based on this comparison the acceleration and speed of the servomotor 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はサーボモータ装置に
関し、特に速度制御及び位置制御可能なサーボモータ装
置及びサ─ボモ─タの制御方法に関する。
The present invention relates to a servomotor device, and more particularly to a servomotor device capable of speed control and position control and a servomotor control method.

【0002】[0002]

【従来の技術】サーボモータは、記録媒体を自動的に交
換するためのオートチェンジャー、組立工場又は製造工
場にて使用される産業用ロボット、工作機械等の位置決
め装置にて使用されている。
2. Description of the Related Art Servo motors are used in automatic changers for automatically changing recording media, industrial robots used in assembly factories or manufacturing factories, and positioning devices such as machine tools.

【0003】図11を参照して従来のサーボモータの速
度制御方法の例を説明する。サーボモータは命令信号毎
に動作と休止を繰り返す。最初に第1の命令信号C1が
時刻t1 に入力される。サーボモータは、第1の命令信
号に従って、時刻t1 より回転を開始し、時刻t2 に停
止する。休止時間TB が経過した後に、時刻t3 に次の
第2の命令信号C2が入力される。サーボモータは、同
様に、第2の命令信号C2に従って、時刻t3 より回転
を開始し、時刻t4 に停止する。この様な動作が外部か
らの命令信号が入力される毎に繰り返される。
An example of a conventional servo motor speed control method will be described with reference to FIG. The servomotor repeats operation and pause for each command signal. First the first command signal C1 is input at time t 1 in. Servomotor, according to a first command signal, to start the rotation from the time t 1, the stop time t 2. After downtime T B has elapsed, the second command signal C2 of the next time t 3 is input. Servo motor, likewise, according to a second command signal C2, to start the rotation from the time t 3, and stops at time t 4. Such an operation is repeated every time an external command signal is input.

【0004】サーボモータの動作時間TA は、図示のよ
うに最初の加速期間、中間の定速期間、最後の減速期間
からなる略台形を描く。この台形の面積は仕事量を表
す。サーボモータの仕事量及び動作時間TA 後の休止時
間TB の長さは、命令信号毎に異なる。しかしながら、
加速期間における加速度及び定速期間における速度は予
め設定された固定値である。
The operating time T A of the servomotor has a substantially trapezoidal shape including an initial acceleration period, an intermediate constant speed period, and a final deceleration period as shown in the figure. The area of this trapezoid represents the amount of work. The length of the pause time T B after workload and operating time T A of the servo motor is different for each command signal. However,
The acceleration in the acceleration period and the speed in the constant speed period are fixed values set in advance.

【0005】サーボモータを安全に作動させるために
は、許容電流値を超えないように電流を流さなければな
らない。更に、サーボモータを所定の寿命まで使用する
ためには、電流の実効値が定格を超えないように作動す
る必要がある。即ち、サーボモータの速度制御では、電
流実効値が定格を超えないように、加速度及び速度が設
定されていた。
In order to operate the servomotor safely, a current must be supplied so as not to exceed an allowable current value. Further, in order to use the servomotor for a predetermined life, it is necessary to operate the motor so that the effective value of the current does not exceed the rating. That is, in the speed control of the servomotor, the acceleration and the speed are set so that the effective current value does not exceed the rating.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来、サーボモータの
寿命に関係あるパラメータとして、サーボモータの発熱
量及び温度は考慮されていなかった。しかしながら、実
際にサーボモータの寿命に関係あるパラメータはモータ
の発熱量及びモータの温度である。モータを充分冷却し
て使用すればモータの寿命は長くなり、モータの冷却が
不十分で温度が高い状態でモータを使用するとモータの
寿命が短くなる。
Heretofore, the heat value and the temperature of the servomotor have not been considered as parameters related to the life of the servomotor. However, parameters that are actually related to the life of the servomotor are the amount of heat generated by the motor and the temperature of the motor. If the motor is sufficiently cooled and used, the life of the motor is prolonged. If the motor is used in a state where the cooling of the motor is insufficient and the temperature is high, the life of the motor is shortened.

【0007】例えば、図11の例を参照すると、先ず、
動作時間TA が長い第1の命令信号が実行される。その
後の短い休止時間TB の後に、動作時間が比較的短い第
2の命令信号C2が実行される。第2の命令信号の後の
比較的長い休止時間TB の後に、第3の命令信号C3が
実行される。
For example, referring to the example of FIG. 11, first,
A first command signal having a long operation time T A is executed. After a short pause T B, a second command signal C2 having a relatively short operation time is executed. After a relatively long pause T B after the second command signal, the third command signal C3 is executed.

【0008】命令信号が何時供給されるかは一般に、不
明である。第2の命令信号は、モータが充分冷却されな
いうちに供給され、第3の命令信号はモータが充分冷却
された後に供給される。しかしながら、モータの加速度
及び速度は、モータが充分冷却されているかどうかに拘
わらず、電流実効値が定格を超えないように一定値に設
定される。従って、従来サーボモータの速度制御を効率
的に実行することはできなかった。
[0008] It is generally unknown when the command signal is provided. The second command signal is supplied before the motor is sufficiently cooled, and the third command signal is supplied after the motor is sufficiently cooled. However, regardless of whether the motor is sufficiently cooled, the acceleration and the speed of the motor are set to constant values so that the effective current value does not exceed the rating. Therefore, it has not been possible to efficiently execute the speed control of the conventional servomotor.

【0009】本発明はかかる点に鑑み、モータの発熱及
び温度に基づいてサーボモータの速度制御を行うことを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, it is an object of the present invention to control the speed of a servomotor based on the heat and temperature of the motor.

【0010】本発明はかかる点に鑑み、サーボモータの
寿命を最大化し且つ速度制御を効率的に実行することを
目的とする。
In view of the foregoing, an object of the present invention is to maximize the life of a servomotor and efficiently execute speed control.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によると、サーボ
モータ装置は、命令信号毎に動作と休止を繰り返すサー
ボモータと、サーボモータの加速度及び速度を演算する
サーボコントローラとを有し、サーボコントローラは上
記サーボモータが所定の温度まで冷却するのに必要な必
要休止時間を演算し、サーボモータが次の命令信号によ
って作動されるまでの実際の休止時間を検出し、必要休
止時間と実際の休止時間とを比較し、この比較に基づい
てサーボモータの加速度及び速度を演算するように構成
されている。
According to the present invention, a servo motor device has a servo motor that repeats operation and pause for each command signal, and a servo controller that calculates the acceleration and speed of the servo motor. Calculates the required pause time required for the servo motor to cool to a predetermined temperature, detects the actual pause time until the servo motor is activated by the next command signal, and calculates the required pause time and the actual pause time. It is configured to compare time and calculate the acceleration and speed of the servomotor based on the comparison.

【0012】本発明によると、モータの発熱及び温度を
考慮してモータを作動させるから、従来のように電流の
実効値が定格を超えないように加速度及び速度の設定値
を固定して作動されていた場合と比較して、モータを効
率的に作動させることができる。
According to the present invention, since the motor is operated in consideration of the heat generation and temperature of the motor, the motor is operated with the set values of the acceleration and speed fixed so that the effective value of the current does not exceed the rating as in the prior art. The motor can be operated more efficiently as compared with the case where the motor has been operated.

【0013】本発明によるサーボモータの制御方法によ
ると、サーボモータの動作が停止したときにサーボモー
タが所定の温度まで冷却するのに必要な必要休止時間を
演算することと、サーボモータが再度作動されるときサ
ーボモータの実際の休止時間を検出することと、必要休
止時間から実際の休止時間を減算して両者の偏差を求め
ることと、偏差が負のときにはサーボモータの加速度及
び速度を増加し、偏差が正のときにはサーボモータの加
速度及び速度を減少することと、を含む。
According to the servo motor control method of the present invention, the required pause time required for the servo motor to cool to a predetermined temperature when the operation of the servo motor is stopped is calculated, and the servo motor is operated again. When the actual pause time of the servomotor is detected, the actual pause time is subtracted from the required pause time to obtain a deviation between the two, and when the deviation is negative, the acceleration and speed of the servomotor are increased. Decreasing the acceleration and speed of the servomotor when the deviation is positive.

【0014】本発明のサーボモータ制御方法は、モータ
の発熱及び温度を考慮してモータを作動させるから、モ
ータの寿命を犠牲にすることなく、モータを効率的に作
動させることができる。また、直流モータ、交流モー
タ、ステップモータ等の全てのサーボモータに適用する
ことができる。
According to the servo motor control method of the present invention, the motor is operated in consideration of heat generation and temperature of the motor, so that the motor can be operated efficiently without sacrificing the life of the motor. Further, the present invention can be applied to all servo motors such as a DC motor, an AC motor, and a step motor.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1を参照して本発明の実施の形
態を説明する。本例のサーボモータ装置はサーボモータ
1とサーボモータに駆動電圧を供給するドライブ回路2
とドライブ回路に加速度及び速度信号を供給するサーボ
コントローラ3とを有する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The servo motor device of the present embodiment includes a servo motor 1 and a drive circuit 2 for supplying a drive voltage to the servo motor.
And a servo controller 3 for supplying acceleration and speed signals to the drive circuit.

【0016】サーボモータ1には、直流モータ、交流モ
ータ、ステップモータ等の様々な制御モータが含まれ
る。サーボモータは図示のように、開ループによって制
御されてよいが、通常、閉ループによって制御される。
尚、閉ループによる制御の場合は後に図2を参照して説
明する。
The servo motor 1 includes various control motors such as a DC motor, an AC motor, and a step motor. The servomotor may be controlled by an open loop as shown, but is typically controlled by a closed loop.
Note that the case of closed loop control will be described later with reference to FIG.

【0017】サーボコントローラ3は命令信号毎に、基
本的には次の5つの演算を行う。 (1)モータの電流の実効値の演算 モータの発熱量を直接計算又は計測する代わりに電流の
実効値を計測する。モータ電流の実効値の二乗はモータ
の発熱量に比例すると仮定している。 (2)必要休止時間の演算 必要休止時間とは、モータを充分冷却させるために必要
なモータの停止時間である。モータが停止した時に、モ
ータの温度が高い時には必要休止時間は長くなり、モー
タの温度が低い時には必要休止時間は短くなる。必要休
止時間を求める方法は後に詳細に説明するが、モータの
温度の代わりに、上述の電流実効値と前回までの休止時
間より求める。
The servo controller 3 basically performs the following five operations for each command signal. (1) Calculation of the effective value of the current of the motor Instead of directly calculating or measuring the calorific value of the motor, the effective value of the current is measured. It is assumed that the square of the effective value of the motor current is proportional to the heat value of the motor. (2) Calculation of required pause time The required pause time is the motor stop time required to sufficiently cool the motor. When the motor stops, the required pause time increases when the motor temperature is high, and decreases when the motor temperature is low. The method for determining the required pause time will be described in detail later. However, instead of the motor temperature, the required pause time is determined from the above-described current effective value and the previous pause time.

【0018】(3)実際の休止時間の演算 実際の休止時間はモータが停止した時点から、次の命令
信号によってモータが再度回転開始するまでの時間であ
る。この実際の休止時間は実際に計測して求められる。
(3) Calculation of actual pause time The actual pause time is the time from when the motor stops to when the motor starts to rotate again by the next command signal. The actual pause time is obtained by actually measuring.

【0019】(4)休止時間の偏差及びその積算値の演
算 必要休止時間と実際の休止時間を比較し両者の偏差を求
める。実際の休止時間が必要休止時間より大きい場合、
即ち、偏差が負の場合には、モータは充分冷却されてい
ると考えられ、逆に、実際の休止時間が必要休止時間よ
り小さい場合、即ち、偏差が正の場合には、モータは充
分冷却されていないと考えられる。
(4) Calculation of deviation of pause time and its integrated value The required pause time is compared with the actual pause time to determine the deviation between the two. If the actual pause time is greater than the required pause time,
That is, when the deviation is negative, the motor is considered to be sufficiently cooled. Conversely, when the actual pause time is shorter than the required pause time, that is, when the deviation is positive, the motor is sufficiently cooled. It is not considered to be.

【0020】更に、この偏差の積算値を演算する。所定
時間内にて偏差の積算値が負であれば、モータはその所
定時間内では概して充分冷却された状態で繰り返し使用
されたものと判定され、偏差の積算値が正であれば、モ
ータはその所定時間内では概して充分冷却されない状態
で繰り返し使用されたものと判定される。 (5)加速度及び速度の演算 必要休止時間と実際の休止時間の偏差及びその積算値に
基づいて速度及び速度を演算する。例えば、偏差の積算
値が負の場合には、モータの加速度及び速度を大きく
し、偏差の積算値が正の場合には、モータの加速度及び
速度を小さくする。
Further, an integrated value of the deviation is calculated. If the integrated value of the deviation is negative within the predetermined time, it is determined that the motor has been repeatedly used in a sufficiently cooled state within the predetermined time, and if the integrated value of the deviation is positive, the motor is activated. Within the predetermined time, it is generally determined that the battery has been repeatedly used without being sufficiently cooled. (5) Calculation of acceleration and speed The speed and speed are calculated based on the deviation between the required pause time and the actual pause time and the integrated value thereof. For example, when the integrated value of the deviation is negative, the acceleration and speed of the motor are increased, and when the integrated value of the deviation is positive, the acceleration and speed of the motor are reduced.

【0021】図2は閉ループ制御によるサーボモータ装
置の例を示す。この場合、サーボモータの回転数を検出
するためのエンコーダ4が設けられる。エンコーダ4の
出力はサーボコントローラ3にフィードバックされる。
閉ループ制御の場合、サーボコントローラ3は更に、次
の演算を行う。 (6)目標速度及び目標位置の演算 上述の演算によって得られたモータの加速度及び速度に
基づいて、目標速度及び目標位置を演算する。 (7)目標速度及び目標位置と実際の速度及び位置の偏
差の演算 上述の演算によって得られた目標速度及び目標位置とエ
ンコーダ4より出力された実際の速度及び位置より両者
の偏差を演算する。この偏差より制御値を演算し、それ
をドライブ回路2に出力する。
FIG. 2 shows an example of a servomotor device by closed loop control. In this case, an encoder 4 for detecting the rotation speed of the servomotor is provided. The output of the encoder 4 is fed back to the servo controller 3.
In the case of the closed loop control, the servo controller 3 further performs the following calculation. (6) Calculation of target speed and target position The target speed and target position are calculated based on the acceleration and speed of the motor obtained by the above calculation. (7) Calculation of deviation between target speed and target position and actual speed and position The deviation between the target speed and target position obtained by the above-described calculation and the actual speed and position output from encoder 4 is calculated. A control value is calculated from this deviation and output to the drive circuit 2.

【0022】図3を参照して説明する。先ず、必要休止
時間の計算方法の例を説明する。図3は命令信号毎にサ
ーボモータの回転及び停止が繰り返されたときのモータ
の温度変化の推定値を表し、横軸は時間、縦軸はモータ
の温度である。時点t1 にて第1の命令信号C1が供給
され、サーボモータ1は所定の加速度及び速度にて回転
開始する。動作時間TA 経過後、時点t2 にて停止す
る。この時、モータの温度は作動開始温度M1 から温度
2 に上昇する。
A description will be given with reference to FIG. First, an example of a method for calculating the required pause time will be described. FIG. 3 shows the estimated value of the temperature change of the motor when the rotation and stop of the servo motor are repeated for each command signal. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the motor temperature. At time t 1 is supplied first instruction signal C1, the servo motor 1 starts rotating at a predetermined acceleration and velocity. After the operation time T A has elapsed, and stops at the time t 2. At this time, the temperature of the motor rises from the operation starting temperature M 1 to a temperature M 2.

【0023】ここで、必要休止時間tB はモータの温度
が所定の低い温度M0 まで降下するのに必要な時間であ
る。この所定の温度、即ち、基準温度M0 は、必ずしも
モータの作動開始温度M1 でなくてもよい。
Here, the required pause time t B is a time required for the temperature of the motor to drop to a predetermined low temperature M 0 . This predetermined temperature, i.e., the reference temperature M 0 may not necessarily be an operation start temperature M 1 of the motor.

【0024】次に、この例では、必要休止時間tB より
短い休止時間TB 後の時点t3 に第2の命令信号C2が
供給される。この休止時間TB にてモータの温度はM2
からM3 へ下降する。休止時間TB が短いため、モータ
は充分冷却されない状態で回転開始する。従って、この
場合、モータは前回の加速度及び速度より小さい加速度
及び速度によって作動される。動作時間TA の後、時点
4 で停止する。この動作時間TA にてモータの温度は
3 からM4 に上昇する。
Next, in this example, the second command signal C2 is supplied to the time t 3 after a short rest time than the required downtime t B T B. During this pause time T B, the motor temperature becomes M 2
It descends to M 3 from. Since the pause time T B is short, the motor starts rotating without being sufficiently cooled. Therefore, in this case, the motor is operated with an acceleration and a speed smaller than the previous acceleration and the speed. After the operation time T A, and stops at time t 4. The temperature of the motor at this operating time T A is increased from M 3 to M 4.

【0025】次に、必要休止時間tB より長い休止時間
B 後の時点t5 に第3の命令信号C3が供給される。
この休止時間TB にてモータの温度はM4 からM5 へ下
降する。休止時間が長いため、モータは充分冷却された
状態で回転開始する。従って、この場合、モータは前回
の加速度及び速度より大きい加速度及び速度によって作
動される。動作時間TA の後、時点t6 で停止する。
Next, a third command signal C3 is supplied to the time t 5 after the long quiescent period T B than the required downtime t B.
During this pause time T B, the temperature of the motor falls from M 4 to M 5 . Since the idle time is long, the motor starts rotating in a sufficiently cooled state. Thus, in this case, the motor is operated at an acceleration and speed that is greater than the previous acceleration and speed. After the operation time T A, the operation stops at time t 6 .

【0026】動作時間TA におけるモータの発熱量及び
温度上昇量は、その間の電流の実効値の二乗に比例する
と仮定する。従って、例えば、第1の動作時間TA にお
けるモータの温度上昇量M2 −M1 はその間の電流の実
効値の二乗に比例し、第2の動作時間TA におけるモー
タの温度上昇量M4 −M3 はその間の電流の実効値の二
乗に比例する。電流の実効値IRMS の二乗は次の式によ
って表される。
The calorific value of the motor at the operating time T A and the temperature rise amount is assumed to be proportional to the square of the effective value in between the current. Thus, for example, a temperature rise amount M 2 -M 1 of the motor in the first operation time T A is proportional to the square of the effective value in between of the current, the temperature rise of the motor at the second operation time T A M 4 -M 3 is proportional to the square of the effective value in between the current. The square of the effective value I RMS of the current is expressed by the following equation.

【0027】[0027]

【数1】 IRMS 2 =(I1 2t+I2 2t+I3 2t+・・・・+In 2 t)/(nt) =(I1 2+I2 2+I3 2+・・・・+In 2 )/n[Number 1] I RMS 2 = (I 1 2 t + I 2 2 t + I 3 2 t + ···· + I n 2 t) / (nt) = (I 1 2 + I 2 2 + I 3 2 + ···· + I n 2 ) / n

【0028】ここにnは、動作時間TA におけるサンプ
リング回数、tは1回のサンプリング時間である。
[0028] where n is the sampling number at the operating time T A, t is one sampling time.

【0029】休止時間TB におけるモータの放熱量及び
温度下降量は、休止時間に比例すると仮定する。従っ
て、例えば、第1の休止時間TB におけるモータの温度
下降量M2 −M3 はその休止時間t3 −t2 に比例し、
第2の休止時間TB におけるモータの温度下降量M4
5 はその休止時間t5 −t4 に比例する。
The heat radiation amount and temperature drop amount of the motor at rest time T B is assumed to be proportional to the downtime. Thus, for example, a first pause time T the temperature drop amount M 2 -M 3 of the motor in B is proportional to the quiescent time t 3 -t 2,
Temperature drop amount of the motor at the second pause time T B M 4 -
M 5 is proportional to its resting time t 5 -t 4.

【0030】モータの温度は、動作時間TA 毎に上昇
し、休止時間TB 毎に下降する。従って、モータの現在
の温度は、その時点まで、動作時間TA 毎に温度上昇量
を加算し、休止時間TB 毎に温度下降量を減算すること
によって得られる。
The temperature of the motor rises every operation time T A, descends every downtime T B. Thus, the current temperature of the motor, until that time, by adding the temperature increase in each operation time T A, obtained by subtracting the temperature drop amount for each downtime T B.

【0031】本例によると、動作時間TA における温度
上昇量は、電流の実効値IRMS の二乗から得られる正の
デジタル値として表され、休止時間TB における温度下
降量は、休止時間TB の長さより得られる負のデジタル
値として表される。
According to the present embodiment, the amount of temperature rise during the operation time T A is represented as a positive digital value obtained from the square of the effective value I RMS of the current, and the amount of temperature decrease during the pause time T B is represented by the pause time T B Expressed as a negative digital value obtained from the length of B.

【0032】従って、モータの現在の温度は、その時点
まで、動作時間TA における正のデジタル量と休止時間
B における負のデジタル量を積算することによって得
られる。このデジタル量の積算値がゼロであれば、モー
タの温度は最初の温度M1 に戻っていることになる。
[0032] Thus, the current temperature of the motor, until that time, is obtained by integrating the negative digital value in the positive digital value and downtime T B at the operating time T A. If the integrated value of the digital value is zero, so that the temperature of the motor is returned to the initial temperature M 1.

【0033】必要休止時間tB は、各動作時間TA の終
了時点にて求める。先ず、動作時間TA の終了時点に、
その動作時間TA における電流の実効値の二乗を求め、
その値から温度上昇量を計算し、温度上昇量に対応した
正のデジタル量δMを求める。
The required pause time t B is obtained at the end of each operation time T A. First, at the end of the operation time T A ,
The square of the effective value of the current at the operation time T A is obtained,
The temperature rise amount is calculated from the value, and a positive digital amount δM corresponding to the temperature rise amount is obtained.

【0034】動作時間TA の終了時点におけるモータの
温度MB は、動作時間TA の開始時点におけるモータの
温度MA に温度上昇量δMを加算することによって得ら
れる。
[0034] Temperature M B of the motor at the end of the operation time T A is obtained by adding the temperature rise amount δM temperature M A of the motor at the start of the operation time T A.

【0035】[0035]

【数2】MB =MA +δM## EQU2 ## M B = M A + δM

【0036】動作時間TA の終了時点におけるモータの
温度MB と基準温度M0 の偏差ΔMは、必要な温度降下
量である。
The deviation ΔM temperature M B and the reference temperature M 0 of the motor at the end of the operation time T A is the temperature drop required.

【0037】[0037]

【数3】ΔM=MB −M0 ## EQU3 ## ΔM = M B −M 0

【0038】必要休止時間tB は、この必要温度降下量
ΔMに比例する。次の命令信号が供給されると、実際の
休止時間TB が得られる。実際の休止時間TB と必要休
止時間tB を比較し、実際の休止時間TB が必要休止時
間tB より大きい場合には、モータは充分冷却されてい
ることになり、実際の休止時間TB が必要休止時間tB
より小さい場合には、モータは充分冷却されていないこ
とになる。
The required rest time t B is proportional to the required temperature drop ΔM. When the next command signal is supplied, the actual resting time T B is obtained. Comparing the actual downtime T B and the required downtime t B, if the actual pause is greater than the required downtime t B period T B, the motor will have been sufficiently cooled, the actual pause time T B required pause time t B
If it is smaller, the motor has not been sufficiently cooled.

【0039】次に図4を参照して、所定時間におけるモ
ータの温度の変化の傾向を検出する方法の例を説明す
る。図4は図3と同様に、モータの繰り返し運転の場合
のモータの温度の変化の例を表し、縦軸がモータの温
度、横軸が時間である。この例では、時点t1 、t3
5 にてそれぞれ命令信号C1、C2、C3が供給さ
れ、モータが作動される。時点t2 、t4 、t6 にてモ
ータが停止する。
Next, with reference to FIG. 4, an example of a method for detecting a tendency of a change in motor temperature during a predetermined time will be described. FIG. 4 shows an example of the change of the motor temperature in the case of the repetitive operation of the motor similarly to FIG. In this example, time points t 1 , t 3 ,
Each command signal C1, C2, C3 is supplied at t 5, the motor is activated. Motor is stopped at time t 2, t 4, t 6 .

【0040】図4Aに示す例では、命令信号C2、C
3、C4が供給された時点t3 、t5、t7 におけるモ
ータの温度はいずれも基準温度M0 より高い。図4Bに
示す例では、命令信号C2、C3、C4が供給された時
点t3 、t5 、t7 におけるモータの温度はいずれも基
準温度M0 より低い。図4Aに示す例のように、モータ
の作動開始時点の温度が概して基準温度M0 より高い場
合はモータの寿命にとって好ましくない。図4Bに示す
例のように、モータの作動開始時点の温度が概して基準
温度M0 より低い場合はモータの作動が効率的でないた
め経済的に好ましくない。
In the example shown in FIG. 4A, the command signals C2, C
3. The temperature of the motor at times t 3 , t 5 , and t 7 when C4 is supplied is higher than the reference temperature M 0 . In the example shown in FIG. 4B, the command signal C2, C3, C4 time t 3 when being supplied, t 5, the temperature of the motor at t 7 is lower than the reference temperature M 0 none. As in the example shown in FIG. 4A, when the temperature of the working start time of the motor is generally higher than the reference temperature M 0 is detrimental to the life of the motor. As in the example shown in FIG. 4B, when the temperature at the start of the operation of the motor is generally lower than the reference temperature M 0 , the operation of the motor is not efficient, which is not economically preferable.

【0041】図4Cに示す例では、命令信号C2、C
3、C4が供給された時点t3 、t5、t7 におけるモ
ータの温度は基準温度M0 より高い場合もあり低い場合
もある。従って、概して、モータの作動開始時点にて、
モータの温度は基準温度M0 に近い値である。好ましく
は、モータの温度が図4Cに示す例のように基準温度M
0 に近い値で作動されるように、モータの加速度及び速
度が設定される。
In the example shown in FIG. 4C, the command signals C2, C
3. The temperature of the motor at times t 3 , t 5 , and t 7 when C4 is supplied may be higher or lower than the reference temperature M 0 . Therefore, generally, at the start of operation of the motor,
Temperature of the motor is a value close to the reference temperature M 0. Preferably, the motor temperature is equal to the reference temperature M as in the example shown in FIG. 4C.
The acceleration and speed of the motor are set to operate at a value close to zero .

【0042】図5を参照してモータの加速度及び速度の
設定方法の第1の例を説明する。先ず、ステップS10
1にて必要休止時間tB と実際の休止時間TB の偏差Δ
t及びその積算値ΣΔtを求める。
Referring to FIG. 5, a first example of a method for setting the acceleration and speed of the motor will be described. First, step S10
Deviation of the actual pause time T B and required rest time t B at 1 Δ
t and its integrated value ΣΔt are obtained.

【0043】[0043]

【数4】Δt=tB −TB ΣΔt=ΣΔt+ΔtΔt = t B −T B ΣΔt = ΣΔt + Δt

【0044】この休止時間の偏差Δtが負のときは、現
時点、即ち、モータの作動を開始する時点にて、モータ
の温度が充分低いことを示し、休止時間の偏差の積算値
ΣΔtが負のときは、繰り返し作動されたモータの温度
の履歴が図4Bに示した如きであることを示す。逆に、
この休止時間の偏差Δtが正のときは、現時点、即ち、
モータの作動を開始する時点にて、モータの温度が未だ
高いことを示し、休止時間の偏差の積算値ΣΔtが正の
ときは、繰り返し作動されたモータの温度の履歴が図4
Aに示した如きであることを示す。
When the deviation Δt of the pause time is negative, it indicates that the motor temperature is sufficiently low at the present time, that is, at the time of starting the operation of the motor, and the integrated value ΣΔt of the deviation of the pause time is negative. Time indicates that the history of the temperature of the motor repeatedly operated is as shown in FIG. 4B. vice versa,
When the deviation Δt of the pause time is positive,
When the operation of the motor is started, it indicates that the temperature of the motor is still high. When the integrated value ΣΔt of the deviation of the pause time is positive, the history of the temperature of the motor repeatedly operated is shown in FIG.
A indicates that it is as shown in FIG.

【0045】休止時間の偏差の積算値ΣΔtがゼロに近
い値である場合には、繰り返し作動されたモータの温度
の履歴が図4Cに示した如きであることを示す。即ち、
繰り返し作動されたモータの作動開始時点における温度
は、平均的に基準温度に近いものであったことを示す。
When the integrated value 偏差 Δt of the deviation of the pause time is a value close to zero, it indicates that the history of the temperature of the repeatedly operated motor is as shown in FIG. 4C. That is,
This shows that the temperature at the start of operation of the motor that was repeatedly operated was close to the reference temperature on average.

【0046】ステップS102にて、この休止時間の偏
差の積算値ΣΔtが正か負かを判断する。この休止時間
の偏差の積算値ΣΔtが負のときは、ステップS103
に進み、加速度及び速度を前回の作動の場合より増加す
る。逆に、休止時間の偏差の積算値ΣΔtが正のとき
は、ステップS104に進み、加速度及び速度を前回の
作動の場合より減少する。
In step S102, it is determined whether the integrated value ΣΔt of the deviation of the pause time is positive or negative. When the integrated value ΣΔt of the deviation of the pause time is negative, step S103
To increase the acceleration and speed from the previous operation. On the other hand, when the integrated value 偏差 Δt of the deviation of the pause time is positive, the process proceeds to step S104, and the acceleration and the speed are decreased from those in the previous operation.

【0047】モータの加速度及び速度の増減は所定の増
分を1つずつ加算又は減算するインクリメンタルな方法
によって行う。ステップS105にて、こうして設定さ
れた加速度及び速度にてモータは回転される。こうし
て、休止時間の偏差の積算値ΣΔtに基づいてモータの
加速度及び速度の増減を行うため、この偏差の積算値Σ
Δtは最終的にゼロに近づく。
The increase and decrease of the acceleration and speed of the motor are performed by an incremental method of adding or subtracting predetermined increments one by one. In step S105, the motor is rotated at the acceleration and speed set as described above. In this way, the acceleration and speed of the motor are increased or decreased based on the integrated value ΣΔt of the deviation of the pause time.
Δt eventually approaches zero.

【0048】第1の方法は、モータの作動が比較的規則
的である場合、例えば、実際の休止時間TB の変動が比
較的が少なく、休止時間の偏差Δt及び偏差の積算値Σ
Δtが比較的小さい場合では問題が無い。しかしなが
ら、モータの作動が不規則であり、特に実際の休止時間
B が時々極めて長くなる場合には問題である。
The first method, if the operation of the motor is relatively regular, for example, the actual pause fluctuation time T B is less relatively, the integrated value of the deviation Δt and deviations downtime Σ
There is no problem when Δt is relatively small. However, an irregular operation of the motor, a problem in the case of particularly actual resting time T B at times extremely long.

【0049】図6を参照して説明する。この例では、図
示のように、命令信号C1に対する動作時間TA が時点
2 にて終了し、次の命令信号C2が時点t4 にて供給
される。実際の休止時間TB は必要休止時間tB より十
分長い。この場合、休止時間の偏差Δtは負の絶対値が
大きい値となる。このような動作が繰り返されると、休
止時間の偏差の積算値ΣΔtは負の絶対値が大きい値と
なる。
Description will be made with reference to FIG. In this example, as shown, operation time T A for the instruction signal C1 is completed at time t 2, the next command signal C2 is supplied at time t 4. Actual pause time T B is sufficiently longer than the required rest time t B. In this case, the pause time deviation Δt has a large negative absolute value. When such an operation is repeated, the integrated value ΣΔt of the deviation of the pause time becomes a value having a large negative absolute value.

【0050】従って、この積算値ΣΔtに基づいて加速
度及び速度を演算すると、加速度及び速度の値が非常に
大きくなり、モータが過負荷となる。
Therefore, when the acceleration and the speed are calculated based on the integrated value ΣΔt, the values of the acceleration and the speed become very large, and the motor is overloaded.

【0051】上述の議論では、破線にて示すように、モ
ータの温度は休止時間TB の長さに比例して下降すると
仮定している。しかしながら、モータの温度は、実際に
は、実線にて示すように、休止時間TB に比例して下降
していない。例えば、休止時間TB がある値より大きく
なると、モータの温度は初期温度M1 に近づき一定とな
る。
[0051] In the above discussion, as indicated by a broken line, it is assumed that the temperature of the motor is lowered in proportion to the length of the pause time T B. However, the temperature of the motor, in fact, as shown by the solid line, not lowered in proportion to the pause time T B. For example, when greater than a certain value downtime T B, the temperature of the motor becomes constant approaches the initial temperature M 1.

【0052】従って、休止時間の偏差の積算値ΣΔtに
制限値を設ける必要がある。偏差の積算値ΣΔtがこの
制限値を超えた場合には、一定と仮定して、加速度及び
速度を演算する。
Therefore, it is necessary to set a limit value for the integrated value ΣΔt of the deviation of the pause time. When the integrated value 偏差 Δt of the deviation exceeds the limit value, the acceleration and the speed are calculated on the assumption that the values are constant.

【0053】図7を参照してモータの加速度及び速度の
設定方法の第2の例を説明する。これは第1の方法を改
良したものである。先ず、ステップS201にて必要休
止時間tB と実際の休止時間TB の偏差Δt及びその積
算値ΣΔtを求め、次にステップS202にて、この休
止時間の偏差の積算値ΣΔtが正か負かを判断する。こ
こまでは図5の第1の例と同様である。
A second example of the method for setting the acceleration and speed of the motor will be described with reference to FIG. This is an improvement of the first method. First, a deviation Δt and the integrated value ΣΔt actual downtime T B requires downtime t B at step S201, then in step S202, the integrated value ΣΔt of the deviation of the dwell time is positive or negative Judge. Up to this point, it is the same as in the first example of FIG.

【0054】ステップS202にて、休止時間の偏差の
積算値ΣΔtが負のときは、モータは平均的に充分冷却
された状態で繰り返し作動されており、ステップS20
3に進む。ステップS203にて、偏差の積算値ΣΔt
が所定の制限期間−Lを超えたか否かを判断する。制限
期間−Lは例えば、−30分又は−1時間であってよ
い。
In step S202, when the integrated value 偏差 Δt of the deviation of the pause time is negative, the motor is repeatedly operated in a state where the motor is sufficiently cooled on average, and step S20 is performed.
Proceed to 3. In step S203, the integrated value of the deviation ΣΔt
Is determined to have exceeded a predetermined limit period -L. The time limit -L may be, for example, -30 minutes or -1 hour.

【0055】偏差の積算値ΣΔtが所定の制限期間−L
を超えた場合には、図6を参照して説明したように、実
際の休止時間TB が必要休止時間tB より十分長い場合
が起きたと判断される。従ってステップS204に進
み、偏差の積算値ΣΔtを制限期間−Lに置き換える。
The integrated value 偏差 Δt of the deviation is equal to a predetermined limit period -L
If it exceeds, as described with reference to FIG. 6, it is determined that when the actual is than long enough required downtime t B downtime T B occurs. Therefore, the process proceeds to step S204, and the integrated value 偏差 Δt of the deviation is replaced with the limit period -L.

【0056】この場合、ステップS205に進み、置き
換えられた制限期間−Lに基づいて加速度及び速度が演
算される。加速度及び速度は第1の設定値に設定され
る。第1の設定値は、モータを、想定される平均的な動
作で連続的に作動したとき、電流の実効値が定格より大
きくなるように、選択される。
In this case, the process proceeds to step S205, where the acceleration and the speed are calculated based on the replaced limit period -L. The acceleration and the speed are set to a first set value. The first set value is selected such that the effective value of the current is greater than the rating when the motor is operated continuously at the assumed average operation.

【0057】ステップS203にて、偏差の積算値ΣΔ
tが所定の制限期間−Lを超えていないと判断される
と、ステップS206に進み、偏差の積算値ΣΔtに基
づいて加速度及び速度が演算される。モータの加速度及
び速度は第2の設定値に設定される。第2の設定値は、
モータを、想定される平均的な動作で連続的に作動した
とき、電流の実効値が定格より僅かに小さくなるよう
に、選択される。
In step S203, the integrated value of the deviation ΣΔ
If it is determined that t does not exceed the predetermined limit period -L, the process proceeds to step S206, and the acceleration and the speed are calculated based on the integrated value 偏差 Δt of the deviation. The acceleration and speed of the motor are set to a second set value. The second set value is
The rms value of the current is selected to be slightly less than the rating when the motor is operated continuously at the expected average operation.

【0058】ステップS202にて、休止時間の偏差の
積算値ΣΔtが正のときは、モータは平均的に充分冷却
されていない状態で繰り返し作動されている。モータの
加速度及び速度は第3の設定値に設定される。第3の設
定値は、モータを、想定される平均的な動作で連続的に
作動したとき、電流の実効値が定格より確実に小さくな
るように、選択される。
In step S202, when the integrated value 偏差 Δt of the deviation of the pause time is positive, the motor is repeatedly operated in an averagely not sufficiently cooled state. The acceleration and speed of the motor are set to a third set value. The third set value is selected to ensure that the effective value of the current is less than the rating when the motor is operated continuously at the assumed average operation.

【0059】図8を参照して、本発明による直流モータ
装置の例を説明する。本例の直流モータ装置は、サーボ
モータとしてPWM制御による直流モータを使用した例
である。本例の直流モータ装置はPWM制御による直流
モータ11と直流モータ11の回転を検出するための回
転検出装置、例えば、エンコーダ12と直流モータにパ
ルス電圧信号を供給するドライブ回路13とサーボコン
トローラ20とを有する。サーボコントローラ20はP
WM信号発生器21とCPU22とハードカウンタ23
とメモリ24とを有する。尚、サーボコントローラ20
に命令信号及び各種の設定信号を供給するための上位コ
ンピュータ31が接続されている。
Referring to FIG. 8, an example of a DC motor device according to the present invention will be described. The DC motor device of the present embodiment is an example in which a DC motor based on PWM control is used as a servo motor. The DC motor device of the present embodiment includes a DC motor 11 by PWM control and a rotation detecting device for detecting rotation of the DC motor 11, for example, an encoder 12, a drive circuit 13 for supplying a pulse voltage signal to the DC motor, and a servo controller 20. Having. Servo controller 20 is P
WM signal generator 21, CPU 22, and hard counter 23
And a memory 24. The servo controller 20
Is connected to a host computer 31 for supplying command signals and various setting signals.

【0060】直流モータ11には様々な負荷が接続され
るが、ここではロボットアームが接続されていると仮定
する。ロボットアームは上位コンピュータ31に記憶さ
れている移動計画又は移動手順に従って移動する。従っ
て、先ず上位コンピュータ31よりロボットアームを移
動すべき命令信号が適当なインターフェースを介してサ
ーボコントローラ20のCPU22に供給される。勿
論、CPU22に手動入力による命令信号が供給される
ように構成されてもよい。
Various loads are connected to the DC motor 11, but it is assumed here that a robot arm is connected. The robot arm moves according to a movement plan or a movement procedure stored in the host computer 31. Accordingly, first, a command signal for moving the robot arm is supplied from the host computer 31 to the CPU 22 of the servo controller 20 via an appropriate interface. Of course, the CPU 22 may be configured to be supplied with a command signal by manual input.

【0061】一方、エンコーダ12は、直流モータ11
の回転量を検出し、パルス信号をハードカウンタ23に
供給する。ハードカウンタ23はエンコーダ12より供
給されたパルスを計数し、それを積算し、保持する。
On the other hand, the encoder 12
, And supplies a pulse signal to the hard counter 23. The hard counter 23 counts the pulses supplied from the encoder 12, accumulates the pulses, and holds the count.

【0062】本例によると、このエンコーダ12による
回転量の検出及びハードカウンタ23による計数及び積
算は常時、即ち、直流モータ11が回転している時も停
止している時も、時々刻々行われる。従って、ハードカ
ウンタ12は常に直流モータ11の現時点の回転位置を
保持している。例えば、ロボットアームが停止命令によ
って停止している時にその自重によって僅かに移動する
ことがある。その場合、直流モータ11の軸も僅かに回
転するが、ハードカウンタ23は常に、現時点の直流モ
ータ11の正確な回転位置を保持している。
According to the present embodiment, the detection of the amount of rotation by the encoder 12 and the counting and integration by the hard counter 23 are performed constantly, that is, both when the DC motor 11 is rotating and stopped. . Therefore, the hard counter 12 always holds the current rotational position of the DC motor 11. For example, when the robot arm is stopped by a stop command, the robot arm may slightly move due to its own weight. In this case, the axis of the DC motor 11 also slightly rotates, but the hard counter 23 always keeps the accurate rotational position of the DC motor 11 at the present time.

【0063】CPU22は、上位コンピュータ31から
の命令信号と直流モータ11の現在位置に基づいて、直
流モータ11の所要回転速度を求める。更に所要回転速
度を得るために必要なPWM値を求め、それをPWM信
号発生器21に供給する。PWM信号発生器21は、P
WM値よりPWM信号を生成し、それをドライブ回路1
3に供給する。ドライブ回路13は図9に示す如きパル
ス状の電圧信号を生成し、直流モータ11に供給する。
The CPU 22 determines the required rotational speed of the DC motor 11 based on the command signal from the host computer 31 and the current position of the DC motor 11. Further, a PWM value necessary for obtaining the required rotation speed is obtained, and the obtained PWM value is supplied to the PWM signal generator 21. The PWM signal generator 21 outputs P
A PWM signal is generated from the WM value, and is generated by the drive circuit 1
Supply 3 The drive circuit 13 generates a pulse-shaped voltage signal as shown in FIG.

【0064】図9を参照して説明する。図9は直流モー
タ11に供給されるパルス状の電圧信号の波形を示す。
図9Aに示すように、正のパルス幅T1 と負のパルス幅
2が等しい電圧信号が供給されると、直流モータ11
は停止する。図9Bに示すように、正のパルス幅T1
負のパルス幅T2 より大きい電圧信号が供給されると、
直流モータ11は正方向に回転する。図9Cに示すよう
に、正のパルス幅T1が負のパルス幅T2 より小さい電
圧信号が供給されると、直流モータ11は逆方向に回転
する。
A description will be given with reference to FIG. FIG. 9 shows a waveform of a pulse-like voltage signal supplied to the DC motor 11.
As shown in FIG. 9A, when a voltage signal having the same positive pulse width T 1 and negative pulse width T 2 is supplied, the DC motor 11
Stops. As shown in FIG. 9B, when a voltage signal in which the positive pulse width T 1 is larger than the negative pulse width T 2 is supplied,
The DC motor 11 rotates in the forward direction. As shown in FIG. 9C, the positive pulse width T 1 is negative pulse width T 2 is less than the voltage signal is supplied, the DC motor 11 is rotated in the reverse direction.

【0065】直流モータ11の回転速度は、正のパルス
幅T1 と負のパルス幅T2 の差ΔT=T1 −T2 又はデ
ューティ比T1 /T2 の関数として変化する。パルス幅
の差ΔTが正で且つその絶対値が大きい場合には、直流
モータ11は正方向に高速度にて回転し、パルス幅の差
ΔTが正で且つその絶対値が小さい場合には、直流モー
タ11は正方向に低速度にて回転する。逆に、パルス幅
の差ΔTが負で且つその絶対値が大きい場合には、直流
モータ11は負方向に高速度にて回転し、パルス幅の差
ΔTが負で且つその絶対値が小さい場合には、直流モー
タ11は負方向に低速度にて回転する。
[0065] Rotation speed of the DC motor 11 varies as a positive function of the difference ΔT = T 1 -T 2 or duty ratio T 1 / T 2 of the pulse width T 1 and a negative pulse width T 2. When the pulse width difference ΔT is positive and its absolute value is large, the DC motor 11 rotates at a high speed in the positive direction, and when the pulse width difference ΔT is positive and its absolute value is small, The DC motor 11 rotates at a low speed in the forward direction. Conversely, when the pulse width difference ΔT is negative and its absolute value is large, the DC motor 11 rotates at a high speed in the negative direction, and when the pulse width difference ΔT is negative and its absolute value is small. , The DC motor 11 rotates at a low speed in the negative direction.

【0066】このようにPWM制御による直流モータを
使用する場合、ロボットアーム等の負荷が停止している
ときでも、即ち、直流モータ11が回転していないとき
でも、直流モータ11には図9Aに示す如きデューティ
比T1 /T2 =1の電圧が印加され、従って、常に電流
が流れている。また、停止中に負荷が自重によって移動
しないように、直流モータ11にデューティ比T1 /T
2 が1より僅かに大きいパルス電圧を印加する場合もあ
る。従って、直流モータ11の停止時にも、電力が消費
され、直流モータ11内で熱が発生する。
When a DC motor under PWM control is used as described above, even when the load on the robot arm or the like is stopped, that is, even when the DC motor 11 is not rotating, the DC motor 11 has the configuration shown in FIG. 9A. a voltage of such a duty ratio T 1 / T 2 = 1 indicates an applied, therefore, is always current. The DC motor 11 is provided with a duty ratio T 1 / T so that the load does not move by its own weight during the stop.
In some cases, a pulse voltage where 2 is slightly larger than 1 is applied. Therefore, even when the DC motor 11 is stopped, power is consumed and heat is generated in the DC motor 11.

【0067】再び図8を参照する。CPU22は、電流
の実効値、必要休止時間、実際の休止時間、必要休止時
間と実際の休止時間の偏差及び加速度及び速度を演算
し、この加速度及び速度に基づいて目標回転速度及び目
標回転位置を演算する。更に、この目標回転速度及び目
標回転位置とエンコーダ12より出力された現在の回転
速度及び回転位置との偏差を求め、この偏差に基づいて
PWM値を演算する。PWM値はPWM信号発生器21
に供給される。
Referring back to FIG. The CPU 22 calculates the effective value of the current, the required pause time, the actual pause time, the deviation between the required pause time and the actual pause time, the acceleration and the speed, and calculates the target rotational speed and the target rotational position based on the acceleration and the speed. Calculate. Further, a deviation between the target rotation speed and the target rotation position and the current rotation speed and the rotation position output from the encoder 12 is obtained, and a PWM value is calculated based on the deviation. The PWM value is calculated by the PWM signal generator 21.
Supplied to

【0068】ここでは、電流の実効値から必要休止時間
B を求める方法の例を説明する。先ず電流の実効値の
二乗を求める。電流の実効値の二乗はハードカウンタ2
3の出力から得られる直流モータ11の回転速度より求
める。所定のサンプリング周期毎に次の式によって表さ
れる制御パラメータui を求める。
Here, an example of a method of obtaining the required pause time t B from the effective value of the current will be described. First, the square of the effective value of the current is obtained. The square of the effective value of the current is a hard counter 2
3 is obtained from the rotation speed of the DC motor 11 obtained from the output. Determining a control parameter u i which is expressed by the following equation at every predetermined sampling period.

【0069】[0069]

【数5】ui =u−KE i [Number 5] u i = u-K E w i

【0070】ここにuは図8に示すようにCPU22か
らPWM信号発生器21に供給されるPWM値、KE
モータの逆起電圧定数、wi は直流モータ11の回転速
度であり、制御パラメータui はデジタル値によって表
される。この制御パラメータui に変換係数kD を乗算
することによって電流値Ii が得られる。
[0070] Here the PWM value u is supplied from CPU22, as shown in FIG. 8 to the PWM signal generator 21, K E is back electromotive force constant of the motor, w i is the rotation speed of the DC motor 11, the control parameter u i is represented by a digital value. The current value I i is obtained by multiplying the conversion factor k D to the control parameter u i.

【0071】[0071]

【数6】 Ii =kD i =(1/512)(E/R)ui I i = k D u i = (1/512) (E / R) u i

【0072】ここに、Eはモータの駆動電圧、Rはモー
タ等の内部抵抗である。数値512はデジタル値を電流
値に変換するための変換率である。この電流値Ii を数
1の式に代入することによって電流の実効値の二乗が得
られる。
Here, E is the drive voltage of the motor, and R is the internal resistance of the motor or the like. Numerical value 512 is a conversion rate for converting a digital value into a current value. The square of the effective value of the current is obtained by substituting the current value I i in Expression 1.

【0073】[0073]

【数7】 IRMS 2 =(kD 2 /nA )(u1 2+u2 2+u3 2+・・・・+un 2 ) =(kD 2 /nA )US S =(u1 2+u2 2+u3 2+・・・・+un 2 Equation 7] I RMS 2 = (k D 2 / n A) (u 1 2 + u 2 2 + u 3 2 + ···· + u n 2) = (k D 2 / n A) U S U S = ( u 1 2 + u 2 2 + u 3 2 + ···· + u n 2)

【0074】ここにnA は、動作時間TA におけるサン
プリング回数である。1つの命令信号から次の命令信号
までの時間、即ち、動作時間TA と必要休止時間tB
合計時間において、電流の実効値が定格電流を超えない
ものとする。必要休止時間tB におけるサンプリング回
数をnB とすると、次の式が成り立つ。
Here, n A is the number of times of sampling during the operation time T A. It is assumed that the effective value of the current does not exceed the rated current during the time from one command signal to the next command signal, that is, the total time of the operation time T A and the required pause time t B. Assuming that the number of times of sampling at the required pause time t B is n B , the following equation holds.

【0075】[0075]

【数8】nA +nB =(kD /IT 2 Equation 8] n A + n B = (k D / I T) 2 U S

【0076】ここにIはモータの定格電流値であ
る。モータの電流実効値がモータの定格電流値を超えな
いように制御すれば、モータの所定の寿命は確保され
る。必要休止時間tB は、1回のサンプリング時間をt
として、次の式によって求められる。
[0076] here I T is the rated current value of the motor. If the control is performed so that the effective current value of the motor does not exceed the rated current value of the motor, a predetermined life of the motor is ensured. The required pause time t B is one sampling time t
Is obtained by the following equation.

【0077】[0077]

【数9】 tB =nB t=[(kD /IT 2 S −nA ]tEquation 9] t B = n B t = [ (k D / I T) 2 U S -n A] t

【0078】必要休止時間tB が大きいと、左辺の制御
パラメータui の二乗の和US の値を大きくすることが
できる。逆に、実際の休止時間TB が必要休止時間tB
より大きいと、モータに流れる電流の実効値は定格電流
値IT より小さくなる。
When the required pause time t B is long, the value of the sum of squares U S of the control parameters u i on the left side can be increased. On the contrary, the actual pause time T B is necessary pause time t B
Larger than, the effective value of the current flowing through the motor becomes smaller than the rated current I T.

【0079】図10を参照して、本発明による直流モー
タ装置の他の例を説明する。本例の直流モータ装置も、
サーボモータとしてPWM制御による直流モータを使用
した例である。本例の直流モータ装置は、図8の直流モ
ータ装置と比べて、CPU22とPWM信号発生器21
の間にデジタル信号のPWM値をアナログ信号のPWM
値に変換するためのDA変換器は25が設けられ、ドラ
イブ回路13の出力電流iがPWM信号発生器21の入
力側に電流帰還されている点が異なり、それ以外の構成
は図8の直流モータ装置と同様であってよい。
Referring to FIG. 10, another example of the DC motor device according to the present invention will be described. The DC motor device of this example is also
This is an example in which a DC motor based on PWM control is used as a servomotor. The DC motor device of this example is different from the DC motor device of FIG.
Between the digital signal PWM value and the analog signal PWM value.
The difference is that a DA converter 25 for converting into a value is provided, and the output current i of the drive circuit 13 is fed back to the input side of the PWM signal generator 21. It may be the same as the motor device.

【0080】同様に、デジタルの制御パラメータvi
変換係数kF を乗算することによって電流値が得られ
る。
Similarly, a current value is obtained by multiplying the digital control parameter v i by the conversion coefficient k F.

【0081】[0081]

【数10】Ii =kF i =(5/1024)KDRi Equation 10] I i = k F v i = (5/1024) K DR v i

【0082】変換係数kF は電流帰還のゲインKDRと変
換率5/1024の積である。変換率はデジタル値を電
流値に変換するための比率である。例えば、数値102
4は5ボルトに相当する。この電流値Ii を数1の式に
代入することによって電流の実効値の二乗が得られる。
The conversion coefficient k F is the product of the current feedback gain K DR and the conversion rate 5/1024. The conversion ratio is a ratio for converting a digital value to a current value. For example, the numerical value 102
4 corresponds to 5 volts. The square of the effective value of the current is obtained by substituting the current value I i in Expression 1.

【0083】[0083]

【数11】 IRMS 2 =(kF 2 /nA )(u1 2+u2 2+u3 2+・・・・+un 2 ) =(kF 2 /nA )US S =(u1 2+u2 2+u3 2+・・・・+un 2 Equation 11] I RMS 2 = (k F 2 / n A) (u 1 2 + u 2 2 + u 3 2 + ···· + u n 2) = (k F 2 / n A) U S U S = ( u 1 2 + u 2 2 + u 3 2 + ···· + u n 2)

【0084】ここにnA は、動作時間TA におけるサン
プリング回数である。同様に、必要休止時間tB におけ
るサンプリング回数をnB とすると、次の式が成り立
つ。
Here, n A is the number of samplings during the operation time T A. Similarly, assuming that the number of samplings at the required pause time t B is n B , the following equation holds.

【0085】[0085]

【数12】nA +nB =(kF /IT 2 S Equation 12] n A + n B = (k F / I T) 2 U S

【0086】ここにIT はモータの定格電流値である。
必要休止時間tB は、1回のサンプリング時間をtとし
て、次の式によって求められる。
[0086] here I T is the rated current value of the motor.
The required pause time t B is obtained by the following equation, where one sampling time is t.

【0087】[0087]

【数13】 tB =nB t=[(kF /IT 2 S −nA ]tEquation 13] t B = n B t = [ (k F / I T) 2 U S -n A] t

【0088】以上、本発明の実施の形態について詳細に
説明してきたが、本発明は上述の例に限ることなく本発
明の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得る
ことは当業者にとって容易に理解されよう。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, it will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described examples and can adopt various other configurations without departing from the gist of the present invention. Will be easy to understand.

【0089】[0089]

【発明の効果】本発明によると、サーボモータが充分冷
却されているか否かによって次の作動の回転加速度及び
回転速度が設定されるから、サーボモータを効率的に作
動させることができる利点を有する。
According to the present invention, since the rotational acceleration and the rotational speed of the next operation are set depending on whether or not the servo motor is sufficiently cooled, there is an advantage that the servo motor can be operated efficiently. .

【0090】本発明によると、サーボモータの発熱量及
び温度を考慮して次の作動の回転加速度及び回転速度が
設定されるからサーボモータの寿命を長く保持すること
ができる利点を有する。
According to the present invention, since the rotational acceleration and rotational speed of the next operation are set in consideration of the heat generation amount and temperature of the servo motor, there is an advantage that the life of the servo motor can be maintained long.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるサーボモータ装置の例を説明する
ための説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an example of a servomotor device according to the present invention.

【図2】本発明によるサーボモータ装置の他の例を説明
するための説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining another example of the servomotor device according to the present invention.

【図3】サーボモータの運転サイクルと温度の関係を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an operation cycle of a servomotor and a temperature.

【図4】サーボモータの温度の変化の状態を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a state of a change in temperature of a servomotor.

【図5】加速度及び速度を演算する過程の第1の例を示
す流れ図である。
FIG. 5 is a flowchart showing a first example of a process of calculating acceleration and speed.

【図6】休止時間が長い場合のサーボモータの温度の変
化の状態を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a state of a change in the temperature of a servomotor when a pause time is long.

【図7】加速度及び速度を演算する過程の第2の例を示
す流れ図である。
FIG. 7 is a flowchart showing a second example of the process of calculating the acceleration and the speed.

【図8】本発明による直流モータ装置の例を示す説明図
である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a DC motor device according to the present invention.

【図9】サーボモータ装置の駆動電圧波形を示す波形図
である。
FIG. 9 is a waveform diagram showing a drive voltage waveform of the servo motor device.

【図10】本発明による直流モータ装置の他の例を示す
説明図である。
FIG. 10 is an explanatory view showing another example of the DC motor device according to the present invention.

【図11】モータの回転速度の変化を示す説明図であ
る。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a change in rotation speed of a motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1‥‥サーボモータ、2‥‥ドライブ回路、3‥‥サー
ボコントローラ、11‥‥直流モータ、12‥‥エンコ
ーダ、13‥‥ドライブ回路、20‥‥サーボコントロ
ーラ、21‥‥PWM信号発生器、22‥‥CPU、2
3‥‥ハードカウンタ、24‥‥メモリ、25‥‥DA
変換器、31‥‥上位コンピュータ
1 servo motor, 2 drive circuit, 3 servo controller, 11 DC motor, 12 encoder, 13 drive circuit, 20 servo controller, 21 PWM signal generator, 22 ‥‥ CPU, 2
3 hard counter, 24 memory, 25 DA
Converter, 31 、 host computer

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 命令信号毎に動作と休止を繰り返すサー
ボモータと、該サーボモータの加速度及び速度を演算す
るサーボコントローラとを有し、上記サーボコントロー
ラは上記サーボモータが所定の温度まで冷却するのに必
要な必要休止時間を演算し、上記サーボモータが次の命
令信号によって作動されるまでの実際の休止時間を検出
し、上記必要休止時間と上記実際の休止時間とを比較
し、該比較に基づいて上記サーボモータの加速度及び速
度を演算するように構成されていることを特徴とするサ
ーボモータ装置。
1. A servo motor that repeats operation and pause for each command signal, and a servo controller that calculates acceleration and speed of the servo motor, wherein the servo controller cools the servo motor to a predetermined temperature. The required pause time is calculated, the actual pause time until the servo motor is operated by the next command signal is detected, the required pause time is compared with the actual pause time, and the comparison is performed. A servo motor device configured to calculate an acceleration and a speed of the servo motor based on the servo motor.
【請求項2】 上記必要休止時間から上記実際の休止時
間を減算して両者の偏差を求め、該偏差の積算値が負の
とき、上記加速度及び速度を前回の動作時の加速度及び
速度より増加し、上記偏差の積算値が正のとき、上記加
速度及び速度を前回の作動時より減少することを特徴と
する請求項1記載のサーボモータ装置。
2. The difference between the required pause time and the actual pause time is subtracted to obtain a deviation between the two. When the integrated value of the deviation is negative, the acceleration and the speed are increased from the acceleration and the speed in the previous operation. 2. The servo motor device according to claim 1, wherein when the integrated value of the deviation is positive, the acceleration and the speed are reduced from the previous operation.
【請求項3】 上記偏差の積算値が負のとき、上記偏差
の積算値が所定の制限値を超えたときには、上記制限値
に基づいて上記加速度及び速度を前回の動作時の加速度
及び速度より増加するように構成されていることを特徴
とする請求項2記載のサーボモータ装置。
3. When the integrated value of the deviation is negative, and when the integrated value of the deviation exceeds a predetermined limit value, the acceleration and the speed based on the limit value are changed from the acceleration and the speed in the previous operation. 3. The servo motor device according to claim 2, wherein the servo motor device is configured to increase.
【請求項4】 上記サーボコントローラは上記サーボモ
ータの動作中に供給された電流の実効値を演算し、該電
流の実効値に基づいて上記必要休止時間を演算すること
を特徴とする請求項1記載のサーボモータ装置。
4. The system according to claim 1, wherein said servo controller calculates an effective value of a current supplied during operation of said servomotor, and calculates said required pause time based on the effective value of said current. The servomotor device according to the above.
【請求項5】 上記実際の休止時間が上記必要休止時間
より長い時、上記加速度及び速度を前回の動作時の加速
度及び速度より増加し、上記実際の休止時間が上記必要
休止時間より短い時、上記加速度及び速度を前回の作動
時より減少することを特徴とする請求項1記載のサーボ
モータ装置。
5. When the actual pause time is longer than the required pause time, the acceleration and speed are increased from the acceleration and speed of the previous operation, and when the actual pause time is shorter than the required pause time, 2. The servo motor device according to claim 1, wherein the acceleration and the speed are reduced from the previous operation.
【請求項6】 サーボモータの動作が停止したときに上
記サーボモータが所定の温度まで冷却するのに必要な必
要休止時間を演算することと、上記サーボモータが再度
作動されるとき上記サーボモータの実際の休止時間を検
出することと、上記必要休止時間から上記実際の休止時
間を減算して両者の偏差を求めることと、上記偏差が負
のときには上記サーボモータの加速度及び速度を増加
し、上記偏差が正のときには上記サーボモータの加速度
及び速度を減少することと、を含むサーボモータの制御
方法。
6. Calculating a required pause time required for the servo motor to cool to a predetermined temperature when the operation of the servo motor is stopped, and calculating the pause time when the servo motor is operated again. Detecting the actual pause time, subtracting the actual pause time from the required pause time to obtain a deviation between the two, and increasing the acceleration and speed of the servo motor when the deviation is negative, Reducing the acceleration and speed of the servo motor when the deviation is positive.
【請求項7】 上記必要休止時間は、上記サーボモータ
の動作が停止したときに動作中の電流の実効値を演算
し、該電流の実効値を使用して求めることを特徴とする
請求項6記載のサーボモータの制御方法。
7. The required pause time is obtained by calculating an effective value of a current in operation when the operation of the servomotor is stopped, and using the effective value of the current. The control method of the servomotor described in the above.
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