JP2735597B2 - サーボ制御装置 - Google Patents
サーボ制御装置Info
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- JP2735597B2 JP2735597B2 JP1011517A JP1151789A JP2735597B2 JP 2735597 B2 JP2735597 B2 JP 2735597B2 JP 1011517 A JP1011517 A JP 1011517A JP 1151789 A JP1151789 A JP 1151789A JP 2735597 B2 JP2735597 B2 JP 2735597B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はサーボ制御装置に関し、数値制御装置に適用
するに好適な装置に関する。
するに好適な装置に関する。
「従来の技術」 数値制御装置等に用いられサーボモータを駆動するサ
ーボ制御装置は、一般に、位置ループの下に、速度ルー
プ，電流ループの下位（マイナー）フィードバックルー
プを備えている。
ーボ制御装置は、一般に、位置ループの下に、速度ルー
プ，電流ループの下位（マイナー）フィードバックルー
プを備えている。
従来の装置は、これら下位のフィードバックループは
それぞれ閉じたループを構成するものであった。
それぞれ閉じたループを構成するものであった。
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、各フィードバックループは、完全に閉
じられたループを構成しているため、サーボ運転中に何
らかの不具合が生じた場合、不具合がどのフィードバッ
クループから生じているか解らず、その不具合の原因が
容易に判定できないという問題点があった。
じられたループを構成しているため、サーボ運転中に何
らかの不具合が生じた場合、不具合がどのフィードバッ
クループから生じているか解らず、その不具合の原因が
容易に判定できないという問題点があった。
本発明は上記の問題点を解決するためなされたもので
あり、その目的とするところは、不具合発生時にその真
の原因の究明が容易であり、回復に要する修理時間MTTR
（Meam Time to Repair）を短縮することができるサー
ボ制御装置を提供することにある。
あり、その目的とするところは、不具合発生時にその真
の原因の究明が容易であり、回復に要する修理時間MTTR
（Meam Time to Repair）を短縮することができるサー
ボ制御装置を提供することにある。
「課題を解決するための手段」 上記の目的を達成するため、本発明では、電動機を制
御する位置ループ，速度ループ，電流ループの全てのフ
ィードバックループを動作させて前記電動機により駆動
される可動体を位置決め制御を行うサーボ制御装置にお
いて、前記位置ループ，速度ループ，電流ループの各フ
ィードバックループが正常に動作するか否か動作確認す
るための動作確認手段を備え、この動作確認手段は、前
記速度ループに所定の疑似速度指令信号を与える疑似速
度指令信号発生手段と、前記電流ループに所定の疑似電
流指令信号を与える疑似速度指令信号発生手段と、前記
速度ループへの速度指令入力を位置ループからの速度指
令の信号から切離し前記疑似速度指令信号発生手段から
の信号に切換える速度指令切換手段と、前記電流ループ
への電流指令入力を速度ループからの電流指令の信号か
ら切離し前記疑似電流指令信号発生手段からの信号に切
換える電流指令切換手段と、前記速度指令切換手段又は
電流指令切換手段に切換指令を出力する切換指示手段
と、で構成されたことを特徴とするサーボ制御装置が提
供される。
御する位置ループ，速度ループ，電流ループの全てのフ
ィードバックループを動作させて前記電動機により駆動
される可動体を位置決め制御を行うサーボ制御装置にお
いて、前記位置ループ，速度ループ，電流ループの各フ
ィードバックループが正常に動作するか否か動作確認す
るための動作確認手段を備え、この動作確認手段は、前
記速度ループに所定の疑似速度指令信号を与える疑似速
度指令信号発生手段と、前記電流ループに所定の疑似電
流指令信号を与える疑似速度指令信号発生手段と、前記
速度ループへの速度指令入力を位置ループからの速度指
令の信号から切離し前記疑似速度指令信号発生手段から
の信号に切換える速度指令切換手段と、前記電流ループ
への電流指令入力を速度ループからの電流指令の信号か
ら切離し前記疑似電流指令信号発生手段からの信号に切
換える電流指令切換手段と、前記速度指令切換手段又は
電流指令切換手段に切換指令を出力する切換指示手段
と、で構成されたことを特徴とするサーボ制御装置が提
供される。
「作用」 上記の様に構成されたサーボ制御装置では、切換指示
手段から速度指令切換手段に切換指令を出力して位置ル
ープを速度ループ及び電流ループから切離し、疑似速度
指令信号発生手段からの指令信号を速度ループに与えて
速度ループ及び電流ループを位置ループと分離独立して
運転することができ、位置ループもしくは、速度ループ
及び電流ループのいずれの不具合かを調べることができ
る。
手段から速度指令切換手段に切換指令を出力して位置ル
ープを速度ループ及び電流ループから切離し、疑似速度
指令信号発生手段からの指令信号を速度ループに与えて
速度ループ及び電流ループを位置ループと分離独立して
運転することができ、位置ループもしくは、速度ループ
及び電流ループのいずれの不具合かを調べることができ
る。
また、切換指示手段から電流指令切換手段に切換指令
を出力して位置ループ及び速度ループを電流ループから
切離し、疑似電流指令信号発生手段からの指示信号を電
流ループに与えて電流ループを位置ループ及び速度ルー
プと分離独立して運転することができ、電流ループもし
くは、速度ループ及び位置ループのいずれかの不具合か
を調べることができる。
を出力して位置ループ及び速度ループを電流ループから
切離し、疑似電流指令信号発生手段からの指示信号を電
流ループに与えて電流ループを位置ループ及び速度ルー
プと分離独立して運転することができ、電流ループもし
くは、速度ループ及び位置ループのいずれかの不具合か
を調べることができる。
「実施例」 本発明の実施例について図面を参照し説明する。第２
図は実施例サーボ制御装置のハードウェア構成を示すブ
ロック図である。制御本体はコンピュータ１で構成さ
れ、CPU11,メモリ12,現在値カウンタ13,D/A変換器14,A/
D変換器15を備える。メモリ12はROM16,RAM17を備え、そ
の一部は電源断時にもその内容を消失せず保存するバッ
クアップRAM領域18を構成している。また、CPU11にはイ
ンターフェイス回路19を介してCRTディスプレイ装置７
及びキーボード８が接続されている。D/A変換器14の出
力は電流アンプ２に接続され、電流アンプ２はD/A変換
器14の出力信号レベルに応じてサーボモータ３を駆動す
る。サーボモータ３には無整流子モータが用いられ、PW
M制御により駆動電流が制御されトルクが制御される。
サーボモータ３の駆動電流は電流検出器５により検出さ
れ、A/D変換器15に入力されモニタされる。また、サー
ボモータ３にはパルスエンコーダ４が取付けられ、その
位置を検出する。パルスエンコーダ４の出力は波形整形
及び方向判別回路６を介して現在値カウンタ13に接続さ
れる。
図は実施例サーボ制御装置のハードウェア構成を示すブ
ロック図である。制御本体はコンピュータ１で構成さ
れ、CPU11,メモリ12,現在値カウンタ13,D/A変換器14,A/
D変換器15を備える。メモリ12はROM16,RAM17を備え、そ
の一部は電源断時にもその内容を消失せず保存するバッ
クアップRAM領域18を構成している。また、CPU11にはイ
ンターフェイス回路19を介してCRTディスプレイ装置７
及びキーボード８が接続されている。D/A変換器14の出
力は電流アンプ２に接続され、電流アンプ２はD/A変換
器14の出力信号レベルに応じてサーボモータ３を駆動す
る。サーボモータ３には無整流子モータが用いられ、PW
M制御により駆動電流が制御されトルクが制御される。
サーボモータ３の駆動電流は電流検出器５により検出さ
れ、A/D変換器15に入力されモニタされる。また、サー
ボモータ３にはパルスエンコーダ４が取付けられ、その
位置を検出する。パルスエンコーダ４の出力は波形整形
及び方向判別回路６を介して現在値カウンタ13に接続さ
れる。
本実施例では、サーボ制御はコンピュータ１内でのデ
ィジタル処理により実現するディジタルサーボを構成し
ている。
ィジタル処理により実現するディジタルサーボを構成し
ている。
第１図はその処理により実現される機能で示したサー
ボ制御装置のブロック図である。
ボ制御装置のブロック図である。
パルスエンコーダ４からの信号により加減される現在
値カウンタ13から読込まれる現在位置フィードバック値
PFBKは、目標値と付き合わされ、位置偏差εＰが計算さ
れ、RAM17に記憶される。その位置偏差εＰが増幅手段2
1によりK1倍され、速度指令VCMDが算出される。一方、
パルスエンコーダ４からの現在位置フィードバック値V
FBKは微分手段25により微分演算され、速度フィードバ
ック値VFBKが算出される。速度指令VCMDと速度フィード
バック値PFBKが付き合わされて速度偏差εｖが計算さ
れ、RAM17に記憶される。速度偏差εｖは、増幅手段22
によりK2倍されて電流指令ICMDが算出される。電流指令
ICMDはA/D変換器15を通じ増幅手段24を介して読取られ
た電流フィードバック値IFBKと付き合わされ、電流偏差
εＩが算出されRAM17に記憶される。その電流偏差εＩ
が増幅手段23によりK3倍され、D/A変換器14を介して電
流アンプ２に送られ、サーボモータ３が駆動される。
値カウンタ13から読込まれる現在位置フィードバック値
PFBKは、目標値と付き合わされ、位置偏差εＰが計算さ
れ、RAM17に記憶される。その位置偏差εＰが増幅手段2
1によりK1倍され、速度指令VCMDが算出される。一方、
パルスエンコーダ４からの現在位置フィードバック値V
FBKは微分手段25により微分演算され、速度フィードバ
ック値VFBKが算出される。速度指令VCMDと速度フィード
バック値PFBKが付き合わされて速度偏差εｖが計算さ
れ、RAM17に記憶される。速度偏差εｖは、増幅手段22
によりK2倍されて電流指令ICMDが算出される。電流指令
ICMDはA/D変換器15を通じ増幅手段24を介して読取られ
た電流フィードバック値IFBKと付き合わされ、電流偏差
εＩが算出されRAM17に記憶される。その電流偏差εＩ
が増幅手段23によりK3倍され、D/A変換器14を介して電
流アンプ２に送られ、サーボモータ３が駆動される。
サーボ制御システムは、上記の様に、位置ループ，速
度ループ，電流ループの３つのフィードバックループに
より構成されている。より下位のフィードバックループ
はより高い応答性を要求されるため、たとえば電流ルー
プはt1μｓ、速度ループはその数倍のt2μｓ、位置ルー
プはさらにその数倍のt3msの時間間隔で同期をとってデ
ータのサンプリングが行われ、RAM17に一旦記憶された
後、それぞれのフィードバックループの処理が行われ
る。
度ループ，電流ループの３つのフィードバックループに
より構成されている。より下位のフィードバックループ
はより高い応答性を要求されるため、たとえば電流ルー
プはt1μｓ、速度ループはその数倍のt2μｓ、位置ルー
プはさらにその数倍のt3msの時間間隔で同期をとってデ
ータのサンプリングが行われ、RAM17に一旦記憶された
後、それぞれのフィードバックループの処理が行われ
る。
本実施例では上記の処理に加え、速度指令切換手段3
1,電流指令切換手段32が付加されている。速度指令切換
手段31は増幅手段21からの速度指令VCMDと疑似速度指令
信号発生手段33からの信号とを選択し切換える手段であ
り、電流指令切換手段32は増幅手段22からの電流指令I
CMDと疑似電流指令信号発生手段34からの信号とを選択
し切換える手段である。これら速度指令切換手段31,電
流指令切換手段32は、RAM17内の所定アドレスにループ
分離の有効，無効のフラグ（パラメータ）を持ち、CPU1
1により該フラグの内容を判別して制御方式を変える処
理により実現される。たとえば、疑似速度指令信号発生
手段33はRAM17内の所定アドレスのデータにより構成
し、フラグの内容により速度指令VCMDが収容されている
RAM17のアドレスと、所定信号値が収容されているアド
レスとのいずれかをCPU11が選択して読み出し、以後の
処理を行うことにより、通常のサーボ制御あるいは下位
ループの分離単独運転が選択され実行される。疑似速度
指令信号発生手段33,疑似電流指令信号発生手段34をな
すRAM17のアドレスには、予め一定のデータを設定して
おいてもよく、また、キーボード８等からの操作によ
り、任意のデータ、即ち、任意の指令値を操作者が設定
できるようにしてもよい。また、疑似速度指令信号発生
手段33,疑似電流指令信号発生手段34は、単に一定値を
与えるのではなく、関数発生器を用いて正弦波の様に時
間的に変化するデータを与えるようにしてもよい。
1,電流指令切換手段32が付加されている。速度指令切換
手段31は増幅手段21からの速度指令VCMDと疑似速度指令
信号発生手段33からの信号とを選択し切換える手段であ
り、電流指令切換手段32は増幅手段22からの電流指令I
CMDと疑似電流指令信号発生手段34からの信号とを選択
し切換える手段である。これら速度指令切換手段31,電
流指令切換手段32は、RAM17内の所定アドレスにループ
分離の有効，無効のフラグ（パラメータ）を持ち、CPU1
1により該フラグの内容を判別して制御方式を変える処
理により実現される。たとえば、疑似速度指令信号発生
手段33はRAM17内の所定アドレスのデータにより構成
し、フラグの内容により速度指令VCMDが収容されている
RAM17のアドレスと、所定信号値が収容されているアド
レスとのいずれかをCPU11が選択して読み出し、以後の
処理を行うことにより、通常のサーボ制御あるいは下位
ループの分離単独運転が選択され実行される。疑似速度
指令信号発生手段33,疑似電流指令信号発生手段34をな
すRAM17のアドレスには、予め一定のデータを設定して
おいてもよく、また、キーボード８等からの操作によ
り、任意のデータ、即ち、任意の指令値を操作者が設定
できるようにしてもよい。また、疑似速度指令信号発生
手段33,疑似電流指令信号発生手段34は、単に一定値を
与えるのではなく、関数発生器を用いて正弦波の様に時
間的に変化するデータを与えるようにしてもよい。
作動について説明する。通常の運転時は速度指令切換
手段31,電流指令切換手段32は増幅手段側21,22に切換え
られ、位置，速度及び電流の３つのフィードバックルー
プによる閉ループ制御が行われる。
手段31,電流指令切換手段32は増幅手段側21,22に切換え
られ、位置，速度及び電流の３つのフィードバックルー
プによる閉ループ制御が行われる。
調整運転時には、キーボード８からフラグを設定操作
することにより、下位ループの単独分離運転が実行され
る。すなわち、キーボード８は切換指示手段をなす。た
とえば、第１の指令信号切換手段31を切換えることによ
り、位置フィードバック信号PFBKが切離され、疑似速度
指令信号発生手段33からの一定の速度指令信号による速
度ループの単独運転が行われる。また、第２の信号切換
手段32を切換えることにより、位置フィードバック信号
PFBK及び速度フィードバック信号IFBKの両者が切離さ
れ、疑似電流指令信号発生手段34からの一定電流指令信
号による電流ループの単独運転が行われる。
することにより、下位ループの単独分離運転が実行され
る。すなわち、キーボード８は切換指示手段をなす。た
とえば、第１の指令信号切換手段31を切換えることによ
り、位置フィードバック信号PFBKが切離され、疑似速度
指令信号発生手段33からの一定の速度指令信号による速
度ループの単独運転が行われる。また、第２の信号切換
手段32を切換えることにより、位置フィードバック信号
PFBK及び速度フィードバック信号IFBKの両者が切離さ
れ、疑似電流指令信号発生手段34からの一定電流指令信
号による電流ループの単独運転が行われる。
この様な、下位ループの単独分離運転により、容易に
異常箇所の判別をすることができる。たとえば、通常の
サーボ制御による運転を行ったところ、軸が不安定にな
りハンチングを起こしたとする。このとき、速度指令切
換手段31により位置フィードバックを外し、速度ループ
の単独運転をしてみる。それでもなおハンチングを生じ
た場合は、電流指令切換手段32により速度フィードバッ
クを外し、電流ループの単独運転をする。それでもやは
りハンチングを生じている場合は、電流ループ内に不具
合箇所が存在すると判定できる。従って、電流フィード
バック信号の接触不良等を調査することにより、容易に
不良原因を発見することができる。
異常箇所の判別をすることができる。たとえば、通常の
サーボ制御による運転を行ったところ、軸が不安定にな
りハンチングを起こしたとする。このとき、速度指令切
換手段31により位置フィードバックを外し、速度ループ
の単独運転をしてみる。それでもなおハンチングを生じ
た場合は、電流指令切換手段32により速度フィードバッ
クを外し、電流ループの単独運転をする。それでもやは
りハンチングを生じている場合は、電流ループ内に不具
合箇所が存在すると判定できる。従って、電流フィード
バック信号の接触不良等を調査することにより、容易に
不良原因を発見することができる。
また、サーボ異常時だけではなく調整運転時に、単独
運転により各フィードバックのゲイン（電流ゲイン，速
度ゲイン，位置ゲイン）の限界値を調べることも容易に
なり、ゲインの整定をより適用機械に適合したものとす
ることもできる。
運転により各フィードバックのゲイン（電流ゲイン，速
度ゲイン，位置ゲイン）の限界値を調べることも容易に
なり、ゲインの整定をより適用機械に適合したものとす
ることもできる。
本実施例における動作確認手段は、疑似速度指令信号
発生手段33、疑似電流指令信号発生手段34、速度指令切
換手段31,電流指令切換手段32及びキーボード（切換指
示手段）８より構成される。
発生手段33、疑似電流指令信号発生手段34、速度指令切
換手段31,電流指令切換手段32及びキーボード（切換指
示手段）８より構成される。
本発明の適用は前記実施例の様にデジタルサーボに限
定されるものではなく、従来のアナログ方式のサーボ制
御装置にも適用できることは明らかである。
定されるものではなく、従来のアナログ方式のサーボ制
御装置にも適用できることは明らかである。
「発明の効果」 本発明は、以下説明した様に構成され、速度指令切換
手段によって位置ループを速度ループ及び電流ループか
ら切離し、疑似速度指令信号発生手段からの指令信号を
速度ループに与えて速度ループ及び電流ループを位置ル
ープと分離独立して運転することができる。
手段によって位置ループを速度ループ及び電流ループか
ら切離し、疑似速度指令信号発生手段からの指令信号を
速度ループに与えて速度ループ及び電流ループを位置ル
ープと分離独立して運転することができる。
また、電流指令切換手段によって位置ループ及び速度
ループを電流ループから切離し、疑似電流指令信号発生
手段からの指令信号を電流ループに与えて電流ループを
位置ループ及び速度ループと分離独立して運転すること
ができる。
ループを電流ループから切離し、疑似電流指令信号発生
手段からの指令信号を電流ループに与えて電流ループを
位置ループ及び速度ループと分離独立して運転すること
ができる。
従って、不具合発生時に位置ループ、速度ループ及び
電流ループを分離独立して運転し、このときの各ループ
の状態を調べれば、異常原因となっている箇所を容易に
発見することができ、平均修理時間（MTTR）を極めて短
くすることができるという効果がある。また、適用機械
により適合したフィードバックゲインの整定が可能にな
る。
電流ループを分離独立して運転し、このときの各ループ
の状態を調べれば、異常原因となっている箇所を容易に
発見することができ、平均修理時間（MTTR）を極めて短
くすることができるという効果がある。また、適用機械
により適合したフィードバックゲインの整定が可能にな
る。
図面は本発明の実施例を示し、第１図はサーボ制御装置
の構成を示すブロック図、第２図はハードウェア構成を
示すブロック図である。 １……コンピュータ、２……電流アンプ、３……サーボ
モータ、４……パルスエンコーダ、 ５……電流検出器、８……キーボード（切換指示手
段）、12……メモリ、17……RAM、 31,32……指令信号切換手段、33,34……所定信号発生手
段。
の構成を示すブロック図、第２図はハードウェア構成を
示すブロック図である。 １……コンピュータ、２……電流アンプ、３……サーボ
モータ、４……パルスエンコーダ、 ５……電流検出器、８……キーボード（切換指示手
段）、12……メモリ、17……RAM、 31,32……指令信号切換手段、33,34……所定信号発生手
段。
Claims (1)
- 【請求項１】電動機を制御する位置ループ，速度ルー
プ，電流ループの全てのフィードバックループを動作さ
せて前記電動機により駆動される可動体を位置決め制御
を行うサーボ制御装置において、 前記位置ループ，速度ループ，電流ループの各フィード
バックループが正常に動作するか否か動作確認するため
の動作確認手段を備え、この動作確認手段は、 前記速度ループに所定の疑似速度指令信号を与える疑似
速度指令信号発生手段と、 前記電流ループに所定の疑似電流指令信号を与える疑似
速度指令信号発生手段と、 前記速度ループへの速度指令入力を位置ループからの速
度指令の信号から切離し前記疑似速度指令信号発生手段
からの信号に切換える速度指令切換手段と、 前記電流ループへの電流指令入力を速度ループからの電
流指令の信号から切離し前記疑似電流指令信号発生手段
からの信号に切換える電流指令切換手段と、 前記速度指令切換手段又は電流指令切換手段に切換指令
を出力する切換指示手段と、 で構成されることを特徴とするサーボ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1011517A JP2735597B2 (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | サーボ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1011517A JP2735597B2 (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | サーボ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02193581A JPH02193581A (ja) | 1990-07-31 |
| JP2735597B2 true JP2735597B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=11780192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1011517A Expired - Lifetime JP2735597B2 (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | サーボ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2735597B2 (ja) |
-
1989
- 1989-01-19 JP JP1011517A patent/JP2735597B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02193581A (ja) | 1990-07-31 |
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