JPS6295983A - Controller for motor - Google Patents

Controller for motor

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Publication number
JPS6295983A
JPS6295983A JP60234855A JP23485585A JPS6295983A JP S6295983 A JPS6295983 A JP S6295983A JP 60234855 A JP60234855 A JP 60234855A JP 23485585 A JP23485585 A JP 23485585A JP S6295983 A JPS6295983 A JP S6295983A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
motor
rotation
signals
drive circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP60234855A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomiaki Hosokawa
富秋 細川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP60234855A priority Critical patent/JPS6295983A/en
Publication of JPS6295983A publication Critical patent/JPS6295983A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce vibrations generated in the machine body of a robot by previously applying a fixed bias to an input to a comparator circuit outputting forward rotation and reverse rotation signals to a drive circuit. CONSTITUTION:When a command voltage Ei is applied to an input terminal 1, the signals of the forward and reverse rotation of a motor are acquired through a speed control circuit 2, a current control circuit 3 and a comparator circuit 4. The signals are transmitted over a control element such as a power transistor through a drive circuit 6 and a PWM power circuit 7. An output from a reference-voltage generating circuit 5 and an output from a fixed-bias generating circuit 38 are sent to the comparator circuit 4. When a fixed bias is transmitted at all times, the motor is supplied with prescribed forward- rotation and reverse-rotation motor currents continuously even when motor load is small and motor currents are small, thus generating torque in the motor, then reducing vibrations.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、トランジスタあるいはサイリスタから成る最
終段出力素子を用い回転制御できるようにしたサーボモ
ータ制御装置(以下、サーボアンプという)の最終段出
力素子のドライブ回路への信号の制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a final stage output element of a servo motor control device (hereinafter referred to as a servo amplifier) capable of controlling rotation using a final stage output element consisting of a transistor or a thyristor. The present invention relates to a device for controlling signals to a drive circuit.

従来の技術 従来のサーボアンプは、ドライブ回路への正回転、逆回
転信号を出力しているコンパレータの入力には、基準波
および速度フィードバック、電流フィードバックで決ま
る入力のみであった。
2. Description of the Related Art In conventional servo amplifiers, the comparator outputting forward and reverse rotation signals to the drive circuit has only inputs determined by a reference wave, velocity feedback, and current feedback.

発明が解決しようとする問題点 サーボアンプを用いてサーボモータを駆動し、ロボット
を動作させる場合、ロボットの動作速度が溶接速度(4
0crn/馴〜80 crn/min程度)などと低速
の場合、モータ電流が小さく、この場合、ロボット機械
本体に振動を生じ、溶接ロボットの場合、溶接ワイヤ先
端が振れ、溶接不良となる場合があった。
Problems to be Solved by the Invention When a servo amplifier is used to drive a servo motor to operate a robot, the operating speed of the robot is the welding speed (4
When the speed is low (about 0 crn/min to 80 crn/min), the motor current is small, and in this case, vibrations occur in the robot machine body, and in the case of welding robots, the tip of the welding wire may shake, resulting in poor welding. Ta.

また、高速の場合、ロボット各軸の動作が上から下など
と重力方向に動く場合にもモータ電流が小さくなシ、こ
の場合にもロボット機械本体に大きな振動を生じる場合
があった。
In addition, at high speeds, the motor current is small even when each axis of the robot moves in the direction of gravity, such as from top to bottom, and in this case too, large vibrations may occur in the robot machine body.

高速の場合の振動は、特に減速機構などに悪影響を与え
、バックラッシュ、ボルトの緩みなどを生じる。
Vibration at high speeds has a particularly negative effect on speed reduction mechanisms, causing backlash and bolt loosening.

なお、振動の発生状態については、ロボットの形態(平
行リンク形、独立関節形、スカラー形など)で異なる。
Note that the state of vibration generation differs depending on the robot type (parallel link type, independent joint type, scalar type, etc.).

また、各ロボットのそれぞれの軸によっても異なる。It also differs depending on each axis of each robot.

振動が生じた場合、従来はサーボアンプの速度制御回路
、あるいは電流制御回路に使用されているoPアンプの
ゲインを変えて対応していたが、溶接速度などの低速の
場合、実験結果よりゲインを上げれば振動は小さくなる
傾向にあったが、実用上問題になる場合もあシ、一方ゲ
インを上げると高速の場合、ロボットがあらゆる姿勢で
も振動が大きくなる傾向があった。
Conventionally, when vibration occurs, it has been dealt with by changing the gain of the servo amplifier's speed control circuit or the oP amplifier used in the current control circuit, but in the case of low speeds such as welding speeds, experimental results suggest that the gain should be changed. As the gain was increased, the vibration tended to decrease, but this could sometimes be a problem in practical use.On the other hand, when the gain was increased, the vibration tended to increase even when the robot was in any position at high speeds.

本発明は、サーボアンプを用いてサーボモータを駆動し
、ロボットを動作させた場合、ロボットの機械本体に生
じる振動を極めて小さくすることができるサーボアンプ
を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to obtain a servo amplifier that can extremely reduce vibrations generated in the mechanical body of a robot when the robot is operated by driving a servo motor using the servo amplifier.

問題点を解決するための手段 本発明は、ドライブ回路への正回転、逆回転信号を出力
しているコンパレータ回路の入力に別途設けられた正回
転、逆回転同等な固定バイアスを常に与えておく固定バ
イアス発生回路を設けてなるものである。
Means for Solving the Problems In the present invention, a separately provided fixed bias equivalent to forward rotation and reverse rotation is always applied to the input of a comparator circuit that outputs forward rotation and reverse rotation signals to the drive circuit. A fixed bias generation circuit is provided.

作  用 固定バイアスを常に与えておくことによシ、モータ負荷
が小さく、モータ電流が小さい場合でも、モータに常に
一定の正回転、逆回転モータ電流を供給し、モータにト
ルクを発生させておくことにより振動を極めて小さくす
るのである。
By always applying a fixed bias, even when the motor load is small and the motor current is small, constant forward and reverse rotation motor currents are always supplied to the motor and torque is generated in the motor. This makes vibrations extremely small.

即ち、モータの出力軸にかかる負荷で流れる電流以外に
常に強制的に正回転、逆回転バランスしたモータ電流を
流し、トルクを発生させるようにしたものである。バラ
ンスしたモータ電流を流すことにより、モータ軸が回転
しながらある一定の値で拘束されておシ、モータ出力軸
の負荷変動に対して影響されKくく、瞬間的な負荷変動
に対しては動じなくなシ、振動が極めて小さくなるので
ある。
That is, in addition to the current flowing due to the load applied to the output shaft of the motor, a motor current that is balanced between forward rotation and reverse rotation is forced to flow at all times to generate torque. By flowing a balanced motor current, the motor shaft is restrained at a certain value while rotating, and is less affected by load fluctuations on the motor output shaft, and does not fluctuate against instantaneous load fluctuations. Without it, the vibration becomes extremely small.

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。Example Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

第1図は、モータ制御装置のブロック図で、入力端子1
に指令電圧Eiが与えられると、速度制御回路2.電流
制御回路3.コンパレータ回路4を経て、モータ正逆転
などの信号が得られ、ドライブ回路6で増巾されて、P
WMパワー回路7に信号が与えられ、最終出力素子であ
るパワートランジスタなどの制御素子をスイッチング制
御する。
Figure 1 is a block diagram of the motor control device, with input terminal 1
When command voltage Ei is applied to speed control circuit 2. Current control circuit 3. Signals such as motor forward/reverse signals are obtained through the comparator circuit 4, and are amplified by the drive circuit 6.
A signal is applied to the WM power circuit 7, which controls switching of a control element such as a power transistor, which is a final output element.

パワートランジスタなどの制御素子がスイッチング制御
されると、サーボモータeが正逆回転し、その正逆回転
数に比例した電圧をTGloが発生し、速度制御回路2
にフィードバックされる。
When a control element such as a power transistor is controlled by switching, the servo motor e rotates in forward and reverse directions, and TGlo generates a voltage proportional to the number of forward and reverse rotations, and the speed control circuit 2
will be given feedback.

電流検出回路8は、サーボモータ9と直列に接続されて
おシ、直流電流の大きさに比例した電圧を発生し、電流
制御回路3にフィードバックされる。
The current detection circuit 8 is connected in series with the servo motor 9 and generates a voltage proportional to the magnitude of the DC current, which is fed back to the current control circuit 3.

コンパレータ回路4には基準電圧発生回路5の出力と点
線で囲まれた固定バイアス発生回路38の出力が与えら
れている。
The comparator circuit 4 is supplied with the output of the reference voltage generation circuit 5 and the output of a fixed bias generation circuit 38 surrounded by a dotted line.

また、PWMパワー回路7には、DC電源回路11より
、直流電圧が供給されている。
Further, a DC voltage is supplied to the PWM power circuit 7 from a DC power supply circuit 11.

コンパレータ回路4の詳細は第2図を参照して説明する
。またドライブ回路6の説明は第3図を参照して説明す
る。さらに、PWMパヲー回路7とDC電源回路11の
詳細は第4図を参照して説明する。
Details of the comparator circuit 4 will be explained with reference to FIG. Further, the drive circuit 6 will be explained with reference to FIG. Furthermore, details of the PWM power circuit 7 and the DC power supply circuit 11 will be explained with reference to FIG.

第2図において、コンパレータ14,15(7)出力は
、トランジスタ16〜19に与えられ、ホトカプラ20
〜23の一次側を制御する。抵抗40゜41は、固定バ
イアス発生回路38の出力をコンパレータ14,15に
与えるために設けたものである。
In FIG. 2, the outputs of comparators 14 and 15 (7) are applied to transistors 16 to 19, and photocoupler 20
~23 primary side is controlled. The resistors 40.degree. and 41 are provided to provide the output of the fixed bias generation circuit 38 to the comparators 14 and 15.

次に、第3図について説明すると、第3図は、パワート
ランジスタ7の一素子のみのドライブ回路を示したもの
で、24はホトカブ720の二次側受光素子で、この受
光素子24の出力により、トランジスタ26がONし、
トランジスタ26がONすると、トランジスタ27はO
FF  L、トランジスタ26はONし、パワートラン
ジスタにベース電流を供給する。
Next, referring to FIG. 3, FIG. 3 shows a drive circuit for only one element of the power transistor 7. Reference numeral 24 is a secondary side light receiving element of a photocube 720, and the output of this light receiving element 24 is , the transistor 26 turns on,
When transistor 26 turns on, transistor 27 turns on
FF L, transistor 26 turns on and supplies base current to the power transistor.

第4図について説明すると、ab、ec、adの回路構
成は、6aと全く同じく、第2図のホトカプラ21の信
号でドライブ回路6bが、ホトカプラ22の信号でドラ
イブ回路6Cが、ホトカプラ23の信号でドライブ回路
6dが制御され、パワートランジスタ34〜37をスイ
ッチング制御し、モータ9を正逆回転させる。34〜3
7は7リーホイリングダイオードである。
Explaining FIG. 4, the circuit configurations of ab, ec, and ad are exactly the same as 6a, and the drive circuit 6b receives the signal from the photocoupler 21 in FIG. The drive circuit 6d is controlled to control switching of the power transistors 34 to 37, and rotate the motor 9 in forward and reverse directions. 34-3
7 is a 7-Lee wheeling diode.

第5図は、コンパレータ回路4K、信号12゜13のみ
の入力が与えられた場合のコンパレータ回路4の出力を
示したもので、42は、電流制御回路3の出力でフィー
ドバック電圧である信号12の極性を逆にしだものであ
る。
FIG. 5 shows the output of the comparator circuit 4 when only the input of the signal 12 and 13 is given to the comparator circuit 4K. 42 is the output of the current control circuit 3 and the feedback voltage of the signal 12. The polarity is reversed.

bは第2図のホトカプラ2oのドライブ信号、即ち、第
4図のドライブ回路6aの出力を示す。
b indicates the drive signal of the photocoupler 2o in FIG. 2, that is, the output of the drive circuit 6a in FIG. 4.

同様に、Cはホトカプラ22、ドライブ回路6c、dは
ホトカプラ23、ドライブ回路ad。
Similarly, C is a photocoupler 22 and a drive circuit 6c, and d is a photocoupler 23 and a drive circuit ad.

eはホトカプラ21、ドライブ回路6bへの信号を示す
e indicates a signal to the photocoupler 21 and the drive circuit 6b.

第6図については、コンパレータ回路4に、信号12.
13のみの入力が与えられた場合、フィードバック電圧
である信号12が零ボルトの場合を示したものである。
6, comparator circuit 4 has signals 12.
This figure shows a case where the feedback voltage signal 12 is zero volts when only 13 inputs are given.

即ちモータ駆動電流が流れていない場合である。That is, this is a case where the motor drive current is not flowing.

第7図は、フィードバック電圧12が零ポルトの状態で
、固定バイアス発生回路38の出力39ヲ与えた場合の
ホトカプラドライブ信号およびドライブ回路信号を示し
たものであり、フィードバック電話12が零ボルトの状
態でもモータ駆動電流が流れている。43は信号39の
極性を逆にしたものである。
FIG. 7 shows the photocoupler drive signal and the drive circuit signal when the output 39 of the fixed bias generation circuit 38 is applied when the feedback voltage 12 is at zero voltage, and when the feedback voltage 12 is at zero voltage. However, the motor drive current is flowing. 43 is the signal 39 with the polarity reversed.

以上のようにコンパレータ回路4の入力に、固定バイア
スを常に与えておくようにしたことにより、バランスし
たモータ電流を流すこととなり、モータ軸が拘束され、
モータ出力軸が、負荷変動に対して影響されに<<、振
動が極めて小さくなる。
By constantly applying a fixed bias to the input of the comparator circuit 4 as described above, a balanced motor current flows, and the motor shaft is restrained.
The motor output shaft is not affected by load fluctuations, and vibration is extremely small.

第7図におけるタイミングでの第4図の最終段出力素子
の制御順番は、第7図より明らかなように、6c、ad
−+6a、6cm5ea、6b−+6d。
As is clear from FIG. 7, the control order of the final stage output elements in FIG. 4 at the timing in FIG. 7 is 6c, ad
-+6a, 6cm5ea, 6b-+6d.

6b=再び、sc、adとなり、本実施例では、従来の
モータ、駆動方法が最終段出力素子OFF 時のモータ
回訓エネルギーを吸収できるスイッチング制御方法をそ
のまま採用でき、しかもフィードバンク電圧が零ボルト
、即ち、モータ電流が零あるいはフィードバック電圧が
小さい、即ち、モータ電流が小さい場合でもバランスし
たモータ電流を流すことができるので、振動を極めて小
さくすることができる。
6b = sc and ad again, and in this embodiment, the conventional motor and driving method can directly adopt the switching control method that can absorb the motor training energy when the final stage output element is OFF, and the feed bank voltage is zero volts. That is, even when the motor current is zero or the feedback voltage is small, that is, even when the motor current is small, a balanced motor current can be passed, so that vibrations can be extremely reduced.

なお、第6図のフィードバック電圧がない場合の制御順
番は、6a、6C46d、6b−再び6a、8cとなっ
て、モータ駆動電流は流れず、負荷変動があった場合、
振動を生じやすい。
In addition, the control order when there is no feedback voltage in FIG. 6 is 6a, 6C, 46d, 6b - 6a, 8c again, and the motor drive current does not flow, and if there is a load fluctuation,
Prone to vibration.

固定バイアスを得る方法としては、第7図は、第1図の
基準波発生回路ε内の信号を利用して、基準波と同じ周
波数の固定バイアスを与える構成を用いたが、前述のご
とく、振動の発生状態については、ロボットの形態、ま
た各ロボットの各軸によって異なるので、それぞれに応
じた固定バイアスの周波数とバイアスの大きさを可変で
きるようにしておき、設定すればよい。
As a method for obtaining a fixed bias, in FIG. 7, a configuration is used in which a signal in the reference wave generation circuit ε of FIG. 1 is used to provide a fixed bias of the same frequency as the reference wave, but as described above, Since the state of vibration generation differs depending on the form of the robot and each axis of each robot, the frequency and magnitude of the fixed bias may be made variable and set accordingly.

発明の効果 以上のように本発明によれば、簡単な構成で振動を小さ
くでき、ロボット機械本体アームに振動の大きさを検出
する。高価な加速度センサなどを取り付けて制御し、振
動を小さくしようとする必要はなく、安価に確実に制御
できる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, vibration can be reduced with a simple configuration, and the magnitude of vibration can be detected in the arm of the robot machine body. There is no need to attach and control expensive acceleration sensors to reduce vibrations, and the control can be done inexpensively and reliably.

また、最終段出力素子がパワートランジスタが2個、あ
るいは、サイリスタでも適用できる。さらにACサーボ
モータのサーボアンプにも適用できるので、極めて有用
である。
Further, the final stage output element may be two power transistors or a thyristor. Furthermore, it is extremely useful because it can be applied to a servo amplifier for an AC servo motor.

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

第1図は本発明の一実施例を示すモータ制御装置のブロ
ック図、第2図は同装置のコンパレータ回路の回路図、
第3図は同装置のドライブ回路の回路図、M4図は同装
置のPWMパワー回路とDC電源回路の回路図、第6図
〜第7図は同装置の要部の信号波形図である。 2・・−・・・速度制御回路、3・・・・・・電流制御
回路、4・・・・・・コンパレータ回路、5・・・・・
基準波発生回路、6・・・・ドライブ回路、7・・・・
・PWMノぐワー回路、8・・・・・電流検出回路、9
・・・・・モータ、38・・・・・・固定バイアス発生
回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名N 
z 図 (コ                  5Nえジ4
 ζさζ αさ (社4 I!2!8;     ご    こ    どU) 城
FIG. 1 is a block diagram of a motor control device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a comparator circuit of the same device,
FIG. 3 is a circuit diagram of the drive circuit of the same device, FIG. M4 is a circuit diagram of the PWM power circuit and DC power supply circuit of the same device, and FIGS. 6 to 7 are signal waveform diagrams of the main parts of the same device. 2... Speed control circuit, 3... Current control circuit, 4... Comparator circuit, 5...
Reference wave generation circuit, 6... Drive circuit, 7...
・PWM nozzle circuit, 8...Current detection circuit, 9
...Motor, 38...Fixed bias generation circuit. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person N
z figure (ko 5Nage 4
ζsaζ αsa (sha 4 I! 2! 8; Goko Do U) Castle

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] トランジスタあるいはサイリスタなどの制御素子を用い
てモータを制御するモータ制御装置において、前記制御
素子のドライブ回路と、前記ドライブ回路への正回転、
逆回転信号を出力しているコンパレータ回路と、前記コ
ンパレータ回路の入力に基準波および速度フィードバッ
ク、電流フィードバックで決まる入力以外に、別途正回
転、逆回転同等な固定バイアスを常に与える固定バイア
ス発生回路とを具備したモータ制御装置。
In a motor control device that controls a motor using a control element such as a transistor or a thyristor, a drive circuit for the control element, a forward rotation to the drive circuit,
A comparator circuit that outputs a reverse rotation signal, and a fixed bias generation circuit that always applies a fixed bias equivalent to forward rotation and reverse rotation to the input of the comparator circuit, in addition to the input determined by the reference wave, speed feedback, and current feedback. A motor control device equipped with
JP60234855A 1985-10-21 1985-10-21 Controller for motor Pending JPS6295983A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103780195A (en) * 2014-02-25 2014-05-07 迈柯唯医疗设备(苏州)有限公司 Alternating-current/direct-current motor positive and reverse rotation control circuit in common use

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CN103780195A (en) * 2014-02-25 2014-05-07 迈柯唯医疗设备(苏州)有限公司 Alternating-current/direct-current motor positive and reverse rotation control circuit in common use

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