JPS61147785A

JPS61147785A - サ−ボモ−タ駆動装置

Info

Publication number: JPS61147785A
Application number: JP59269359A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Tasaka; 田坂　吉朗
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1984-12-19
Filing date: 1984-12-19
Publication date: 1986-07-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の分野）この発明は、ＮＣやロボット等に使われるサーボモータ
の駆動装置に関する。

（発明の概要）この発明に係るサーボモータ駆動装置は、サーボモータ
の駆動電源として非安定化直流電源を用い、サーボルー
プゲインが一定となるようにサーボモータ駆動回路に与
える駆動指令を演算算出する際に、非安定化直流電源の
電源電圧の変動を適宜サンプリングし、モータ駆動回路
が制御供給する駆動電流を電源電圧の変動に応じて補正
し、これによって電源電圧の変動があってもサーボルー
プゲインは一定となるようにし、外部から与えられる指
令通りにサーボモータを駆動できるようにしたものであ
る。

（従来技術とその問題点）ＮＣやロボット等で使用されるサーボモータの駆動装置
は、マイクロコンピュータと、このマイクロコンピュー
タから出力される駆動指令に基づいてサーボモータに供
給する駆動電流を制御するサーボモータ駆動回路とを基
本的に備える。

マイクロコンピュータは、主制御装置から入力される電
流指令と前記駆動電流との偏差からサーボループゲイン
が一定となるような前記駆動指令を演算算出する。

これによって、主制御装置から与えられる指令通りにサ
ーボモータを駆動しようとするものである。

ところで、この種サーボモータ駆動装置においては、原
価低減を図る意味で、モータの駆動電源に非安定化直流
電源を使用する場合が往々にしである。

この場合、非安定化直流電源の出力電圧にはりプルが存
在ＩＪ１これは電源電圧の変動を意味するので、ループ
ゲインの変動をきたしサーボモータに指令通りの電流を
供給できないという問題があった。

（発明の目的）この発明は、駆動電源として非安定化直流電源を用いた
場合において、電源電圧の変動があってもサーボループ
ゲインは常に一定となるようにすることを目的とする。

（発明の構成と効果）上記目的を達成するために、この発明に係るサーボモー
タ駆動装置は、サーボモータの駆動電源となる非安定化
直流電源と、駆動指令に基づいて、前記非安定化直流電
源から前記サーボモータに供給する駆動電流を制御する
サーボモータ駆動回路と、前記駆動電流値と前記非安定
化直流電源の出力電圧値とを帰還入力とし、この帰還入
力と外部から与えられる制御指令とから前記駆動指令を
演算算出する演算手段とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、演算手段によって駆動指令を演算算
出する際に、非安定化直流電源の電圧変動を加味するよ
うにしたので、非安定化直流電源を使用した場合におい
ても、サーボループゲインを常に一定とすることができ
、サーボモータを外部からの制御指令通りに駆動するこ
とができる。

このように、非安定化直流電源によって、支障なくサー
ボモータを駆動することができるので、安価な駆動電源
を用いることができ、原価の低減を図ることができると
いう効果が得られる。

（実施例の説明）第１図はこの発明の一実施例に係るサーボモータ駆動装
置を示す。

この駆動装置は、サーボモータ１の駆動電源となる非安
定化直流電源２と、図示しない主制御装置から電流指令
Ｃが所定の周期で入力されるマイクロコンピュータ３と
、マイクロコンピュータ３が出力する駆動指令ｄに基づ
いて非安定化直流電源２からサーボモータ１に供給する
駆動電流を制御するサーボモータ駆動回路４と、差動ア
ンプ５と、マルチプレクサ６及びアナログ−ディジタル
変換器（Ａ／Ｄ）７とを基本的に備える。

非安定化直流電源２は、交流電源２１を全波整流するダ
イオードブリッジ２２と、ダイオードブリッジ２２の整
流出力を平滑するコンデンサ２３とからなり、出力され
る直流電圧すは、第２図に示すように、交流電圧ａの２
倍の周波数で脈動する鋸波状の波形となる。

この非安定化直流電源電圧すがサーボモータ駆動回路４
とマルチプレクサ６の一方の入力ポートＢに与えられる
。

サーボモータ駆動回路４は、ＰＷＭ回路４１とＦＥＴブ
リッジ回路４２とからなる。

ＰＷＭ回路４１は駆動指令ｄの内容に応じて、パルス幅
の異なる４つのパルス信号を発生し、これをＦＥＴブリ
ッジ回路４２の対応するＦＥＴのゲート信号としている
。

ＦＥＴブリッジ回路４２は、ＰＷＭ回路４１よりの駆動
パルスを受けて、サーボモータ１に供給する駆動電流及
びその電流方向を制御する。

ＦＥＴブリッジ回路４２の各辺を流れる電流は抵抗Ｒ，
Ｒで電圧変換され、これらの電流検出電圧は差動アンプ
５に入力される。

差動アンプ５は２つの電流検出電圧の差を所定レベルま
で増幅し、これをマルチプレクサ６の他方の入力ポート
Ａに与える。

マルチプレクサ６はマイクロコンピュータ３よりの切替
指令ｅを受けて、２つの入力ポートＡ。

Ｂのいずれか一方の入力を選択し、これをＡ／Ｄ７に出
力する。

Ａ／Ｄ７はマルチプレクサ６から出力されるアナログ電
圧を一定のディジタル信号に変換してこれを帰還入力で
としてマイクロコンピュータ３に出力する。

マイクロコンピュータ３は、電流指令Ｃと帰還人力ｆか
ら前記駆動指令ｄを演算算出する演算手段の機能を備え
る。

つまり、マイクロコンピュータ３においては、所定の周
期で入力される電流指令Ｃを受けて、マルチプレクサ６
に入力ポートＡを選択する切替指令ｅを与え、サーボモ
ータ１の駆動状況を監視するとともに、電流指令Ｃの入
力周期とは別の周期でマルチプレクサ６に対し入力ポー
トＢを選択する切替指令ｅを出力し、非安定化直流電源
電圧すの変動状況を監視し、サーボモータ１を駆動する
サーボ演算に電源電圧の変動を加味することによって、
サーボループゲインが一定となるようにしているのであ
る。

第３図はマイクロコンピュータ３がサーボ演算を行なう
際のフィードバックループのブロック図である。

ここで、Ｋ１はソフトウェアのゲイン、に２は電源電圧
す、負荷抵抗Ｒ及びＰＷＭ回路４１の分解能によって決
まるゲイン、またに３は差動アンプ５．Ａ／Ｄ７の分解
能によって決まるゲインである。

ループゲインＧは定常的には、Ｇ＝に１・Ｋ２／Ｈ−Ｋｌ・Ｋ２・Ｋ３　　（１）とな
る。また定常偏差ＰはＰ＝１／（１＋Ｇ＞　　　　　　　　　　　（２＞で表
わされる。

以上の式から明らかなように、非安定化直流電源２を用
いる場合においては、電源電圧すに変動があるので、ゲ
インに２が変化し、従って定常偏差Ｐも電源電圧Ｂの変
動に伴って変化することになり、サーボモータ１の駆動
内容が電流指令Ｃの内容と一致しないことになる。

ところで、（１）式から明らかなように、ループゲイン
Ｇを一定にするには、Ｋ１・Ｋ２＝ＣＯＮＳＴ、　　　　　　　　　（３）と
いう関係を満足していれば良いということが解る。

そこで、この発明においては、電源電圧すの変動すなわ
ちゲインに２の状況に応じてソフトウェアゲインに１を
補正するようにし、（３）の条件を満足するようにした
のである。

これによって、定常偏差Ｐを一定とし、サーボモータ１
を流れる電流を電源電圧の変動にかかわらず電流指令Ｃ
に従ったものにできるのである。

次に、第４図に従ってマイクロコンピュータ３の動作を
説明する。

第４図に示すフローチャートは、通常のサーボ演算処理
のルーチン（ステップ４００〜ステツプ４３０）と非安
定化直流電源２を用いたことによるゲイン補正のルーチ
ン（ステップ４４０〜ステツプ４６０）とが示されてい
る。

ステップ（４００）では、所定の周期で入力される電流
指令Ｃに応答してマルチプレクサ６に切替指令ｅを発し
、マルチプレクサ６の入力ポートをＡチャネルに切替さ
せる。

すると、マルチプレクサ６の出力には差動アンプ５の出
力が現われ、これがＡ／Ｄ７に入力される。

ステップ（４１０）では、Ａ／Ｄ７の出力値ｆを実際値
（帰還入力）として読取る。すなわち、サーボモータ１
の実際の駆動電流値が読取られる。

ステップ（４２０）では、電流指令Ｃと実際値ｆの偏差
を求める。

ステップ（４３０）では、ステップ（４２０）のルーチ
ンで求めた偏差にソフトウェアゲインに１を乗じ、これ
を駆動指令ｄとして、ＰＷＭ回路４１に出力する。

これによって、サーボモータ１は所定の駆動状態にされ
る。

以上が通常のサーボ演算処理のルーチンである。

このサーボ演算処理のルーチンに引続いて、ステップ（
４４０）以降のゲイン補正ルーチンが実行される。

ステップ（４４０）では、マルチプレクサ６に切替指令
ｅを発し、マルチプレクサ６の入力ポートを８チヤネル
側に切替させる。

すると、マルチプレクサ６の出力には非安定化直流電源
２の電源電圧すが現われる。

ステップ（４５０）では、Ａ／Ｄ７の出力値ｆ帰還入力
としてを読取る。すなわち、電源電圧すの変動状況が読
取られる。

ステップ（４６０）では、Ａ／Ｄ７の出力値ｆに基づい
て、Ｋ１・Ｋ２＝ＣＯＮＳＴの条件を満たすに２を求め
、これを新たなソフトウェアゲインに１とし、ステップ
（４００）に戻る。

これによって、ループゲインＧは一定となされ、その結
果定常備差Ｐも一定となるのである。

なお、電源電圧の変動周期はサーボ演算処理の周期に比
べてかなり大きいので、図に示したフローでもって充分
に電源電圧の変化を捕えることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るサーボモータ駆動装
置を示す溝成図、第２図は非安定化直流電源の特性を示
す図、第３図はサーボループの態様を示す特性図、第４
図は実施例装置の動作を示すフローチャートである。１・・・サーボモータ２・・・非安定化直流電源３・・・マイクロコンピュータ４・・・サーボモータ駆動回路ａ・・・交流電源電圧ｂ・・・非安定化直流電源電圧Ｃ・・・電流指令ｄ・・・駆動指令立石電機株式会社第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）サーボモータの駆動電源となる非安定化直流電源
と、駆動指令に基づいて、前記非安定化直流電源から前記サ
ーボモータに供給する駆動電流を制御するサーボモータ
駆動回路と、前記駆動電流値と前記非安定化直流電源の出力電圧値と
を帰還入力とし、この帰還入力と外部から与えられる制
御指令とから前記駆動指令を演算算出する演算手段とを
備えたことを特徴とするサーボモータ駆動装置。