JP4061845B2 - サーボシステム - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボシステムの振動抑制に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、サーボシステムは、サーボモータに取り付けたエンコーダからの位置情報をサーボドライバにフィードバックし、電流指令によりサーボモータの電流を制御している。
【０００３】
そして、サーボモータを取り付けた機器の振動を避けるため、実機運転により共振点や振動の状況を計測してゲイン設定を行い、ゲイン設定後、共振点が発生しない範囲でサーボモータを運転している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の設備機器には、高速化、高精度化が要求されており、従来のサーボシステムでは、システムの性能上では高応答性を実現できるのにもかかわらず、機器の剛性の弱さや固有の共振点の影響で応答を上げることができず、機器の動作の高応答性が実現できなかった。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、簡単な構成で機器の振動を抑制し、機器の動作の高速化、高精度化が実現できるサーボシステムを提供することを目的とする。
【０００６】
【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、位置指令・速度指令演算からトルク指令を出力し、電流ゲインで出力電流量を決め、ＰＷＭ出力で出力電流を生成してサーボモータの出力トルクを制御するサーボドライバと、サーボモータを取り付けた機器と、振動を計測する加速度計とを備え、前記加速度計を機器に設置し、前記サーボモータに加速度計の出力を入力する振動情報入力コネクタを設け、前記加速度計の出力をモータ位置情報検出用のエンコーダ情報と共にシリアルデータで前記サーボドライバに送信し、サーボドライバ内に設置されたモータ電流検出センサによる電流指令のフィードバックと、前記加速度計による振動のフィードバックとの２重のフィードバックループを用いてモータの出力トルクを制御し、前記サーボモータを取り付けた機器の振動を抑制するもので、予め実機運転による共振点を計測してサーボドライバのゲイン設定をする必要がなく、リアルタイムに機器の振動を抑制でき、機器動作の高速化を実現できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために請求項１記載の発明は、位置指令・速度指令演算からトル ク指令を出力し、電流ゲインで出力電流量を決め、ＰＷＭ出力で出力電流を生成してサーボモータの出力トルクを制御するサーボドライバと、サーボモータを取り付けた機器と、振動を計測する加速度計とを備え、前記加速度計を機器に設置し、前記サーボモータに加速度計の出力を入力する振動情報入力コネクタを設け、前記加速度計の出力をモータ位置情報検出用のエンコーダ情報と共にシリアルデータで前記サーボドライバに送信し、サーボドライバ内に設置されたモータ電流検出センサによる電流指令のフィードバックと、前記加速度計による振動のフィードバックとの２重のフィードバックループを用いてモータの出力トルクを制御するもので、予め実機運転による共振点を計測し、サーボドライバのゲイン設定をする必要がなく、リアルタイムに機器の振動を抑制でき、エンコーダケーブルを利用することでサーボモータを取り付けた機器とサーボドライバ間の配線を削減でき、簡便な設置環境を提供できる。
【０００８】
【実施例】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【０００９】
（参考実施例１）
図１において、サーボドライバ１０１は、機器である機構系１０３に取り付けたサーボモータ１０２内のエンコーダ１０９の位置情報をフィードバックすることにより、サーボモータ１０２の位置・速度を制御し機構系１０３を駆動させる。
【００１０】
サーボドライバ１０１では位置指令・速度指令演算１１０からトルクの指令を出力し、電流ゲイン１０５で出力電流量を決め、ＰＷＭ出力１０６でモータ１０８に出力する電流を生成し、モータコネクタ１１２を通じてサーボモータ１０２に供給する。そして、モータ１０８に出力される電流は、モータ電流を検出する電流センサ１０７で検知し、トルクの指令にフィードバックして電流を制御することで、サーボモータ１０２から機構系１０３に伝えるトルクをコントロールしている。
【００１１】
従来は、サーボドライバ１０１が機構系１０３の共振周波数以上の指令を出さないように、予め応答性を制限していたが、本発明では機構系１０３に設置した加速度計１０４が感知した情報を、新設した振動情報入力ポート１１１からサーボドライバ１０１にフィードバックし、フィルタ１１４において加速度計１０４の情報から振動情報のみを抜き出し、位置指令、速度指令演算１１０から出されるトルク指令に取り込み、電流のフィードバックと振動のフィードバックの２重のフィードバックにより、モータ１０８に出力する電流をリアルタイムに変化させサーボモータ１０２のトルクを制御し機構系１０３の振動を低減することができる。
【００１２】
（参考実施例２）
図２において、機構系１０３に設置した加速度計１０４が感知する情報を振動情報入力ポート１１１からサーボドライバ１０１にフィードバックし、フィルタ１１４において加速度計１０４の情報から振動情報のみを抜き出し、その情報量に応じて可変電流ゲイン２０１の値を動的に変化させ、トルク指令を増幅する値を変化させる。振動が発生した場合、ＰＷＭ出力１０６を経てモータ１０８に出力する電流を変化させたゲインで制御することにより、サーボモータ１０２から出力されるトルクをリアルタイムに変化させ、機構系１０３の振動を抑制することができる。
【００１３】
（実施例１）
図３において、サーボモータ１０２内のエンコーダ１０９からの位置情報の伝達はシリアル通信でエンコーダコネクタ１１３よりサーボドライバ１０１へフィードバックする。このとき、機構系１０３に設置した加速度計１０４からのデータをサーボモータ１０２に新設した振動情報入力コネクタ３０１に入力し、送信データ処理３０２でエンコーダ１０９が出力する位置データと共にシリアル通信データに変換し、サーボドライバ１０１のエンコーダコネクタ１１３へ位置・振動情報として送信する。
【００１４】
すなわち、サーボドライバ１０１の振動情報入力ポートは不要となり、代わりにサーボモータ１０２に設けた振動情報入力コネクタ３０１が振動情報の入力ポートとなり、加速度計１０４とサーボドライバ１０１間の配線を不要にできる。
【００１５】
サーボドライバ１０１は、位置情報・振動情報をそれぞれの制御処理に使用してサーボモータ１０２を制御し機構系１０３を動作させる。
【００１６】
（参考実施例３）
図４において、サーボモータ１０２は、機構系１０３と機械的に締結され、機構系１０３に発生した振動はサーボモータ１０２にも伝達される。したがって、サーボモータ１０２内部に加速度計４０１を設置し、機構系１０３で発生した振動をサーボモータ１０２で検出する。
【００１７】
したがって、実施例１に比べて機器に設置した加速度計からサーボモータまでの配線を省略できる。
【００１８】
送信データ処理３０２においては、エンコーダ１０９で検出したサーボモータ１０２の位置情報と加速度計４０１の振動情報とを、シリアル通信データに変換してエンコーダコネクタ１１３へ位置・振動情報として送信する。
【００１９】
サーボドライバ１０１は、位置情報・振動情報をそれぞれの制御処理に使用しサーボモータ１０２を制御し機構系１０３を動作させる。
【００２０】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、サーボモータに加速度計の出力を入力する振動情報入力コネクタを設け、振動情報とエンコーダの位置情報とをシリアルデータでサーボドライバに送信することにより、加速度計とサーボドライバとを直接配線する必要がなく、容易に設置できる。
【００２１】
このように、簡単な構成で機器の振動を抑制し、機器の動作の高速化、高精度化が実現できるサーボシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考実施例１におけるサーボシステムの電流指令補正のブロック図
【図２】 本発明の参考実施例２におけるサーボシステムの可変電流ゲインのブロック図
【図３】 本発明の実施例１におけるサーボシステムの構成図
【図４】 本発明の参考実施例３におけるサーボシステムの構成図
【符号の説明】
１０１ サーボドライバ
１０２ サーボモータ
１０３ 機構系（機器）
１０４、４０１ 加速度計
１０５ 電流ゲイン
１０７ 電流センサ（モータ電流検出センサ）
１１０ 位置指令、速度指令演算
１１１ 振動情報入力ポート
１１４ フィルタ
２０１ 可変電流ゲイン
３０１ 振動情報入力コネクタ

Claims (1)

  1. 位置指令・速度指令演算からトルク指令を出力し、電流ゲインで出力電流量を決め、ＰＷＭ出力で出力電流を生成してサーボモータの出力トルクを制御するサーボドライバと、サーボモータを取り付けた機器と、振動を計測する加速度計とを備え、前記加速度計を機器に設置し、前記サーボモータに加速度計の出力を入力する振動情報入力コネクタを設け、前記加速度計の出力をモータ位置情報検出用のエンコーダ情報と共にシリアルデータで前記サーボドライバに送信し、サーボドライバ内に設置されたモータ電流検出センサによる電流指令のフィードバックと、前記加速度計による振動のフィードバックとの２重のフィードバックループを用いてモータの出力トルクを制御し、前記サーボモータを取り付けた機器の振動を抑制するサーボシステム。
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