JPH0415807A

JPH0415807A - サーボ機構の制御装置

Info

Publication number: JPH0415807A
Application number: JP11946590A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Takeuchi; 彰浩竹内
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1990-05-09
Filing date: 1990-05-09
Publication date: 1992-01-21

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】し産業上の利用分野］本発明はサーボモータによって移動位置を制御するサー
ボ機構の制御装置に関する。

し従来の技術１従来、サーボ機構の制御装置は、特開平１−１２１１４
５号公報に示されているように、被位置制御対象を所定
位置に移動するためのサーボモータをサーボアンプによ
って駆動している。サーボアンプは、被位置制御対象の
位置指令信号を入力して、被位置制御対象か位置指令信
号に対応した位置になるように、サーボモータを常時位
置制御する。

「発明か解決しようとする課題１しかしながら、従来のサーボ機構の制御装置は、被位置
制御対象を所定位置に保持する間、および目標位置に移
動する間の別なく常時サーボモータをサーボアンプによ
って駆動するものであったため、モータが実際に回転し
ない間もサーポモータ（電力を供給し続けるものであっ
た。このため、被位置制御対象を移動していないにも拘
らず電力が消費され、消費電力が徒に増大したり、この
電力消費による発熱の放熱を考慮する必要があるという
問題があった。しかし、サーボ機構への電力供給を停止
すると、被位置制御対象の不斉移動に対応することがで
きなかった。

本発明は上記課題を解決することにより、装置の電力消
費を低減することのできるサーボ機構の制御装置の提供
を目的とする。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するための手段として、本発明のサーボ
機構の制御装置は、第１図に例示するように、被位置制
御対象を所定位置に移動可能とするための１または複数
の可動部位と、該可動部位の可動位置を検出する位置検
出センサと、上記可動部位に設けられたサーボモータと
を備えたサーボ機構の制御装置において、上記可動部位
の個々に設けられた各軸ブレーキ装置と、停止時に上記
サーボモータへの給電を停止し、該サーボモータが駆動
する可動部位のブレーキ装置を作動させて、該可動部位
を所定位置に停止させるブレーキ作動制御手段と、上記
サーボモータへの給電が停止されると、可動部位におけ
る実際の移動量を上記位置検出センサから入力し、該実
際の移動量が予め設定された許容範囲をはずれた場合に
、位置異常信号を出力する異常信号出力手段とを備えた
ことを要旨とする。

［作用］本発明のサーボ機構の制御装置は、ブレーキ作動制御手
段によって、サーボモータへの給電か停止され、ブレー
キ装置が作動される。又、この状態において、可動部位
が所定位置に停止された状態で、位置検出センサが検出
した可動部位の実際の移動量か、予め設定された許容範
囲をはずれると、異常信号出力手段が位置異常信号を出
力する。

これにより、被位置制御対象を所定位置に停止する場合
には、サーボモータへの給電が停止され、しかも可動部
位が所定位置に停止していることが監視される。したが
って、停止時に無駄な給電がなされない。しかも、不斉
移動が検出できるので、不斉移動に対応できる。

［実施例］次に、本発明のサーボ機構の制御ｌ装置の一実施例を説
明する。

第２図は本実施例の数値制御加工設備の制御装置１のブ
ロック図を示す。制御装置１は、設備コントローラ３と
、ＮＣコントローラ５と、Ｘ、Ｙ。

Ｚ軸サーボアンプ１１．１２．１３と、Ｘ、Ｙ。

Ｚ軸す−小モータ２１，２２．２３と、Ｘ、Ｙ。

Ｚ軸ブレーキ装置３１．３２．３３とを備えている。制
御装置１は、図示しない３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸〉型ＮＣ加
工装置を予め設定された手順に基づいて作動させるもの
である。

設備コントローラ３は、シーケンサ等のプログラムコン
トローラを主要部とする構成を有する。

設備コントローラ３は、非常停止指令やプログラム実行
指令等の指令信号をＮＣコントローラ５に出力する。

ＮＣコントローラ５は、下記第１表に例示するようなプ
ログラムや後述する第３図のブレーキ作動処理および第
４図のサーボ機構異常処理のプログラムを記憶しており
、設備コントローラ３か５の指令信号に基づいて、予め
記憶したプログラムに則って、制御信号をＸ、Ｙ、Ｚ軸
サーボアンプ１１．１２．１３に出力する。

第１表に示すプログラムが行番号Ｎ１００から順次ＮＣ
コントローラ５によって処理されると、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の
目標位置Ｐｉ　（＋＝１．２．３゜４．５）は、第５図
に示すように移動される。これら目標位＠Ｐｉは、Ｘ、
Ｙ、Ｚ軸サーボアンプ１１．１２．１３に制御信号とし
て出力される。

Ｘ、Ｙ、Ｚ軸サーボアンプ１１，１２．１３は、ＮＣコ
ントローラ５からの制御信号に基づいて、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸
サーボモータ２１，２２．２３を駆動する。又、Ｘ、Ｙ
、Ｚ軸サーボアンプ１１，１２．１３には、ＮＣコント
ローラ５からの制御信号に基づいて、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸ブレ
ーキ装置３１゜３２．３３への通電を１オン」又は「オ
フ」にする回路が設けられている。

Ｘ、Ｙ、Ｚ軸サーボモータ２１．２２．２３は、Ｘ、Ｙ
、Ｚ軸サーボアンプ１１．１２．１３によって駆動され
る図示しないサーボモータ部と、図示しないＸ、Ｙ、Ｚ
軸の移動位置を検出するＸ。

Ｙ、Ｚ軸位置センサ部とを有している。位置センサ部の
検出したＸ、Ｙ、Ｚ軸の移動位置は、Ｘ。

Ｙ、Ｚ軸サーボアンプ１１，１２．１３およびＮＣコン
トローラ５に伝達される。

Ｘ、Ｙ、Ｚ軸ブレーキ装置３１，３２．３３は、バネの
付勢力によってＸ、Ｙ、Ｚ軸の移動を防止するものであ
る。このＸ、Ｙ、Ｚ軸ブレーキ装置３１．３２．３３は
、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸サーボアンプ１１．１２．１３から給電
されると、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸のブレーキを解除し、一方給電
が停止するとＸ。

Ｙ、Ｚ軸の移動を防止する。なお、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸ブレー
キ装置３１．３２．３３は、−設面に知られているもの
であり、ここでは説明を省略する。

次に、第３図のブレーキ作動処理を説明する。

ブレーキ作動処理は、ＮＣコントローラ５内の図示しな
いマイクロコンピュータによって所定時間毎に実行され
る。なお、第３図のブレーキ作動処理は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸
毎に個々に実行されるものである。ここでは、Ｘ軸に関
する例を述べる。ブレーキ作動処理では、まず非常停止
か否を判断する（ステップ１００．以下単に５１００と
記す）。

非常停止との判断は、設備コントローラ３からＮＣコン
トローラ５に非常停止信号が出力された場合に行なわれ
る。非常停止信号は、図示しない非常停止押ボタンが押
された場合等に出力される。

非常停止と判断した場合には、次にＸ軸ブレーキ装置３
１を作動させるとともに、Ｘ軸サーボモータ２１の機能
を停止させる（Ｓ１１０）。Ｘ軸ブレーキ装置３１の作
動は、ＮＣコントローラ５からＸ軸サーボアンプ１１に
Ｘ軸ブレーキ装置３１への通電を停止させる信号を出力
することにより実行される。Ｘ軸サーボモータ２１の機
能の停止は、ＮＣコントローラ５からＸ軸サーボアンプ
１１にＸ軸サーボモータ２１への電力の供給を停止させ
る信号を出力することにより実行される。

一方、非常停止でないと判断した場合には（Ｓ１００）
、次に軸移動中か否かを判断する（Ｓ１２０）。軸移動
中の判断は、ＮＣコントローラ５内に記憶されている図
示しないＸ、Ｙ、Ｚ軸サーボアンプ制御処理ルーチンに
よって、Ｘ軸サーボアンプ１１に、Ｘ軸の目標位置Ｐｉ
Ｘを変更制御する制御信号が出力されているかによって
行なわれる。すなわち、Ｘ軸サーボアンプ１１が、Ｘ軸
サーボモータ２１を実際に駆動して位置を変更している
場合に、軸移動中と判断される。軸移動中であれば、次
にブレーキ解除するとともに、サーボ機能動作処理を行
なう（Ｓ１３０）。ブレーキ解除は、ＮＣコントローラ
５からＸ軸サーボアンプ１１にＸ軸ブレーキ装置３］へ
の通電信号を出力することにより実行される。サーボ機
能動作は、ＮＣコントローラ５からＸ軸サーボアンプ１
１にＸ軸サーボアンプ２１への電力供給信号を出力する
ことにより実行される。

非常停止中でなく、かつ軸移動中でない場合には（Ｓ１
００．Ｓｌ　２０＞　、次に現在位置と次の目標位置Ｐ
ｉｘとか同じか否かを判断する（Ｓ１４０）。現在位置
と次の目標位置Ｐｉｘとが同じであれば、すなわち現在
実行中の行番号〈第１表参照〉のＸ軸の目標位置Ｐｉｘ
が次に実行予定の行番号の目標位置Ｐｉｘと同一であれ
ば、既述したブレーキ作動処理（Ｓ１１０）に移行する
。一方、現在位置ＰｉＸと次の目標位置ＰｉＸとか相異
している場合には、既述したブレーキ解除処理（Ｓ１３
０）に移行する。上）ホしたように、例えば第１表に示
すプログラムが順次処理されるとともに、第３図のブレ
ーキ作動処理が実行されると、各ブレーキ装置３１，３
２．３３は、第１表のブレーキ動作の欄に示すようにブ
レーキが動作する。したがって、目標位置ＰｉＸが変化
しない場合には、Ｘ軸サーボモータ２］とＸ軸ブレーキ
装置３１への電力供給か停止され、これらの電力消費が
防止される。

次に、第４図のサーボ機構異常処理を説明する。

サーボ機構異常処理は、ＮＣコントローラ５内の図示し
ないマイクロコンピュータによって所定時間毎に実行さ
れる。なお、第４図のサーボ機構異常処理は、Ｘ、Ｙ、
Ｚ軸筒に個々に実行されるものである。ここでは、Ｘ軸
に関する例を述べる。

サーボ機構異常処理では、まず、第３図のブレーキ作動
処理によって、５１１０によりサーボ機能を停止し、ブ
レーキを作動する処理が実行されているか判断する（３
２００＞。Ｓｌ　３０の処理が実行され、５１１０の処
理が実行されていなげれば、本ルーチンを一旦終了する
。一方、５１１０の処理が実行されていると判断した場
合には、軸が許容範囲外かを判断する（３２１０＞。こ
こでは、第６図に示すように、現在の目標位置Ｐ＋ｘに
対して、Ｘ軸の実際の位置が許容差パラメータＰＸを越
えて偏移したかを判断するものである。許容差パラメー
タｐｘの値は、設備の諸元や加工作業の内容に基づいて
適宜変更する。又、許容差パラメータＰｘは、設備コン
トローラ３を介して、又は直接所定値がＮＣコントロー
ラ５に入力される。

軸が許容範囲外でなければ、そのまま本ルーチンを一旦
終了する。一方、軸か許容範囲外であれば、次に、軸移
動の停止処理を行なう（Ｓ２２０＞。軸移動の停止処理
は、Ｘ軸以外に対して行なう。

つまり、Ｙ軸およびＺ軸に対して、既述した５１１０と
同様にブレーキ作動およびサーボ機能停止処理を実行す
る。次いで、ＮＣ異常信号を出力する（３２３０＞。Ｎ
Ｃ異常信号は、ＮＣコントローラ５から設備コントロー
ラ３に対して出力され、ＮＣ異常表示のデータ及び動作
中にあける動作中断等のインタロツタ信号とされる。

以上に説明した数値制御加工設備の制御装置１は、軸を
移動しない場合には、軸移動を行なうサーボモータへの
電力供給を停止し、この軸の現在位置をブレーキ装置に
よって保持する。したがって、軸の移動か停止されてい
る間は、サーボモータおよびブレーキ装置への電力供給
か停止される。

これにより、サーボモータおよびブレーキ装置による電
力消費量か低減される。この結果、省エネルギーを達成
できる。又、サーボモータやブレキ装置にあける発熱量
か少なくなるので、これらに接続されている機械要素の
熱膨張が少なくなる。

すなわち、位置決め精度か向上する。

しかも、これらサーボモータやブレーキ装置に電力供給
を停止している間は、サーボアンプによって消費される
電力が低減される。そのうえ、サーボアンプは、単位時
間当りの電力消費の減少により、発熱量が低減される。

この結果、熱の影響が少なくなるので、サーボアンプの
電子素子の集積度を高くして、小型化を図ることができ
る。又、サーボアンプを収容する制御盤の放熱面積を減
少させることができ、制御盤の小型化を達成することが
できる。

軸移動を停止している場合に、軸の現在位置をブレーキ
装置による付勢力で保持し、このブレーキ装置による保
持の結果を監視して、軸が切削負荷等の加工作業の外力
によって不斉に移動されたかを判断している。又、この
判断結果に基づいて、各軸の移動を停止させ、軸か不斉
に移動したままでの加工作業の続行を阻止している。し
たがって、加工作業の精度を保持することができるとい
う優れた効果を奏する。しかも、軸の不斉移動を外部に
表示することから、加工作業の続行が停止されたままで
長時間放置されることかなくなる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものでなく本発
明の要旨を変更しない範囲で種々な態様の実施が可能で
ある。例えば、サーボモータは、回転式や直線移動式を
用いることができる。又、電気式に代えて、空気圧、油
圧式でもよい。あるいは、ＮＣ加工装置に代えてマニプ
レータに用いることも可能である。

［発明の効果］本発明のサーボ機構の制御装置は、可動部位を所定位置
に停止させるために、サーボモータへの給電を停止し、
かつブレーキ装置を作動させている場合に、この可動部
位が予め設定された許容範囲をはずれて実際に移動する
と、これを知らせる位置異常信号が出力される。これに
より、可動部位を所定位置に停止している場合に、可動
部位か不斉に移動したことを知って、対応することがで
きる。したかつて、省エネルギや発熱量の低減効果と熱
に対しても位置決め精度や位置の保持能力の高いサーボ
機構の制御装置を提供することができるという極めて優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のサーボ機構の制ｉＩｌ装置の基本的構
成を例示する構成図、第２図は実施例の制御装置の構成
を示すブロック図、第３図はブレーキ作動処理のフロー
チャート、第４図はサーボ機構異常処理のフローチャー
ト、第５図は軸移動の説明図、第６図は許容差パラメー
タの説明図である。１・・・制御装置　　　３・・・設備コントローラ５・
・・ＮＧコントローラ１１・・・Ｘ軸サーボアンプ１２・・・Ｙ軸サーボアンプ１３・・・Ｚ軸サーボアンプ２１・・・Ｘ軸サーボモータ２２・・・Ｙ軸サーボモータ２３・・・Ｚ軸サーボモータ３１・・・Ｘ軸ブレーキ装置３２・・・Ｙ軸ブレーキ装置３３・・・Ｚ軸ブレーキ装置

Claims

【特許請求の範囲】１　被位置制御対象を所定位置に移動可能とするための
１または複数の可動部位と、該可動部位の可動位置を検
出する位置検出センサと、上記可動部位に設けられたサ
ーボモータとを備えたサーボ機構の制御装置において、上記可動部位の個々に設けられた各軸ブレーキ装置と、停止時に上記サーボモータへの給電を停止し、該サーボ
モータが駆動する可動部位のブレーキ装置を作動させて
、該可動部位を所定位置に停止させるブレーキ作動制御
手段と、上記サーボモータへの給電が停止されると、可動部位に
おける実際の移動量を上記位置検出センサから入力し、
該実際の移動量が予め設定された許容範囲をはずれた場
合に、位置異常信号を出力する異常信号出力手段とを備えたことを特徴とするサーボ機構の制御装置。