JPH11110048A - 位置制御サーボ装置および位置制御系のサーボ制御方法 - Google Patents
位置制御サーボ装置および位置制御系のサーボ制御方法Info
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- JPH11110048A JPH11110048A JP9265703A JP26570397A JPH11110048A JP H11110048 A JPH11110048 A JP H11110048A JP 9265703 A JP9265703 A JP 9265703A JP 26570397 A JP26570397 A JP 26570397A JP H11110048 A JPH11110048 A JP H11110048A
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Abstract
度に対し遅れ、サーボモータの現在位置と指令位置との
差異が大きくなっている状態においても、減速動作の開
始異常や不正確な位置決めが行われることを回避するこ
と。 【解決手段】 最終位置決め目標位置を示す位置指令と
位置検出手段51により検出された現在位置との差分に
応じた速度指令を生成する位置制御手段1、2と、位置
制御手段1、2が出力する速度指令が所定の加減速パタ
ーンにより示される制限速度を越えない場合には当該速
度指令を出力し、越える場合には前記加減速パターンに
より示される速度を速度指令として出力する速度制限出
力手段12とを設ける。
Description
って機械の位置を制御する位置制御サーボ装置および位
置制御系のサーボ制御方法に関するものである。
置のハードウェア構成を示している。位置制御サーボ装
置は、位置決め制御部100と、サーボ制御部200
と、サーボモータ50と、サーボモータ50の現在位置
を検出する位置検出器51とを有している。
と、システムプログラムメモリ102と、ユーザプログ
ラムメモリ103と、2ポートメモリ104とにより構
成されている。サーボ制御部200は、CPU201
と、システムプログラムメモリ202と、出力ポート2
03と、入力ポート204と、PWM電力変換部205
とにより構成されている。
04を介してサーボ制御部200に位置指令P* を出力
する。位置指令P* は指令位置を最終位置決め目標位置
まで漸進的に変化させていく指令である。この位置指令
P* は、ユーザプログラムメモリ103に格納されてい
るユーザプログラムに基づいてCPU101がシステム
プログラムメモリ102に格納されているシステムプロ
グラムを実行することにより生成され、2ポートメモリ
104に書き込まれる。
いて従来における位置制御サーボ装置を説明する。位置
制御サーボ装置は、位置決め制御部100より与えられ
る位置指令P* から位置検出器51が出力する位置フィ
ードバック信号(現在のモータ位置信号)Pを減算して
位置偏差を算出する位置偏差演算器1と、位置偏差演算
器1によって算出された位置偏差に位置ゲインKpを乗
じて速度指令V* を出力する位置制御器2と、速度指令
V* から位置検出器51が出力する位置フィードバック
信号Pを微分器52によって微分することにより得られ
る速度フィードバック信号(現在のモータ速度信号)V
を減算して速度偏差を算出する速度偏差演算器3と、速
度偏差演算器3によって算出された速度偏差に速度ゲイ
ンKvを乗じてトルク指令τ* を出力する速度制御器4
と、速度制御器4が出力するトルク指令τ* が所定値以
内になるように制限するトルク制限手段5と、PWM電
力変換部205とから構成されている。
差演算器3、速度制御器4、トルク制限手段5は、ソフ
トウェア的に構成され、システムプログラムメモリ20
2に格納されているシステムプログラムをCPU201
が実行することにより具現されるが、これらはハードウ
ェア的に構成されるようにしてもよい。
P* は指定速度に基づき一定時間間隔で漸進的に指令位
置が変化する指令であり、位置制御サーボ装置は、この
位置指令P* に基づいて常に位置偏差が零になるように
トルク指令τ* を出力し、PWM電力変換部205を介
してサーボモータ50を駆動し、位置指令P* に追従し
てサーボモータ50の位置制御(位置決め)を行う。こ
のとき、トルク制限手段5によりサーボモータ50の出
力許容トルクであるトルク制限値τL 以内にトルク指令
τ* の大きさが制限される。
と減速開始時設定速度により決定され、減速開始時にお
ける速度の切り換えは一定時間間隔で変化する指令位置
の指令ポイントにて行われる。
指令が入力された時点における指令速度から予め設定さ
れた減速時定数に基づいて減速し停止する。
サーボ装置の場合においては、位置偏差に基づいて指令
速度を算出しているため、負荷変動等の外乱によりサー
ボモータ速度が指定速度に対し遅れ、サーボモータの現
在位置と指令位置との差異が大きくなっている状態にお
いて外乱が解除されると、速度指令が過大になり、モー
タ許容回転数を超える状態になることがある。このよう
な状態になると、アラームが発生したり、目標位置に対
して行き過ぎが生じたりし、サーボモータや負荷にショ
ックを与えたりする等の問題点があった。
が指定速度に対し遅れ、サーボモータの現在位置と指令
位置との差異が大きくなっている状態において減速動作
に切換わると、直ちに停止動作に入ることができなかっ
たり、減速完了位置が不正確になり、最終位置決め位置
が不正確になるという問題点があった。
に、指令位置と現在位置とが異なっているため、次回動
作時に正常に動作できないという問題点があった。
ためになされたもので、外乱が解除された際にモータ速
度が過大なることを防止し、負荷変動等の外乱によりモ
ータ速度が指定速度に対し遅れ、サーボモータの現在位
置と指令位置との差異が大きくなっている状態において
も、減速動作の開始異常や不正確な位置決めが行われる
ことを回避でき、また停止指令の入力時において次回動
作時における異常動作の発生を防止することができる位
置制御サーボ装置および位置制御系のサーボ制御方法を
得ることを目的としている。
めに、この発明による位置制御サーボ装置は、位置制御
対象物あるいはサーボモータの現在位置を検出する位置
検出手段と、サーボモータの現在速度を検出する速度検
出手段と、最終位置決め目標位置を示す位置指令と前記
位置検出手段により検出された現在位置との差分に応じ
た速度指令を生成する位置制御手段と、前記位置制御手
段が出力する速度指令が所定の加減速パターンにより示
される制限速度を越えない場合には当該速度指令を出力
し、越える場合には前記加減速パターンにより示される
速度を速度指令として出力する速度制限出力手段と、前
記速度制限出力手段が出力する速度指令と前記速度検出
手段により検出された現在速度との差分に応じたトルク
指令を生成する速度制御手段と、前記速度制御手段が出
力するトルク指令に基づいて前記サーボモータを駆動す
る駆動手段とを備えているものである。
加速時における制限速度を、次式により決定するもので
ある。 VL ={(T−T0) /Ta}・Vt+V0 * 但し、 VL :制限速度(rev/分) T :現在の時間(秒) T0 :加速処理開始時間(秒) Ta:停止状態から定格回転数までサーボモータを加速
するのに要する時間(秒) Vt:サーボモータの定格回転数(rev/分) V0 * : 加速前の指令速度(rev/分)
加減速パターンにおける減速開始位置を、前記速度検出
手段により検出されたサーボモータの現在速度から所定
の減速定数で低速領域速度まで減速するのに要する減速
距離および低速領域距離を最終位置決め目標位置から減
算して求めるものである。
減速距離を次式により決定するものである。 Sd={Np(V2 −Vc2 ) Td}/(2・60・V
t) 但し、 Sd:VからVcまで減速するのに必要な減速距離(p
ls) Np:サーボモータの一回転パルス数(pls/re
v) V :現在のサーボモータの回転数(rev/分) Td:定格回転数から停止するまでサーボモータを減速
するのに要する時間(秒) Vt:サーボモータの定格回転数(rev/分) Vc:低速領域速度(rev/分)
減速時における制限速度を、次式により決定するもので
ある。 P<Pe* - Slの範囲内 VL =√[{2・60・Vt(Pe* −P−Sl)}/
(Np・Td)]+Vc P≧Pe* −Slの範囲内 VL =Vc 但し、 VL :制限速度(rev/分) Vt :サーボモータの定格回転数(rev/分) Pe* :最終位置決め目標位置(pls) P :現在のサーボモータ位置(pls) Sl :低速領域距離(pls) Np :サーボモータの一回転パルス数(pls/re
v) Td :定格回転数から停止するまでサーボモータを減
速するのに要する時間(秒) Vc :低速領域速度(rev/分)
指令位置変更手段を有し、位置制御実行中に停止指令が
入力されサーボモータが停止した後に、前記指令位置変
更手段により前記サーボモータに対する指令位置を前記
サーボモータの実位置に変更するものである。
位置指令として、最終位置決め目標位置を示す位置指令
と、指令位置を前記最終位置決め目標位置まで漸進的に
変化させていく位置指令のいずれか一方を選択する位置
指令切換手段を有しているものである。
発明による位置制御系のサーボ制御方法は、最終位置決
め目標位置を示す位置指令と位置検出手段により検出さ
れた現在位置との差分に応じた速度指令を生成し、当該
速度指令が所定の加減速パターンにより示される制限速
度を越えない場合には当該速度指令を出力し、越える場
合には加減速パターンにより示される速度を速度指令と
して出力し、この速度指令と現在速度との差分に応じた
トルク指令を生成してサーボモータを駆動するものであ
る。
方法は、加速時における制限速度を、次式により決定す
るものである。 VL ={(T−T0 ) /Ta}・Vt+V0 * 但し、 VL :制限速度(rev/分) T :現在の時間(秒) T0 :加速処理開始時間(秒) Ta :停止状態から定格回転数までサーボモータを加
速するの要する時間(秒) Vt :サーボモータの定格回転数(rev/分) V0 * :加速前の指令速度(rev/分)
方法は、加減速パターンにおける減速開始位置を、現在
のモータ速度から所定の減速定数で低速領域速度まで減
速するのに要する減速距離および低速領域距離を最終位
置決め目標位置から減算して求めるものである。
方法は、減速距離を、次式により決定するものである。
(2・60・Vt) 但し、 Sd:VからVcまで減速するのに必要な減速距離(p
ls) Np:サーボモータの一回転パルス数(pls/re
v) V :現在のサーボモータの回転数(rev/分) Td:定格回転数から停止するまでサーボモータを減速
するのに要する時間(秒) Vt:サーボモータの定格回転数(rev/分) Vc:低速領域速度(rev/分)
方法は、減速時における制限速度を、次式により決定す
るものである。 P<Pe* −Slの範囲内 VL =√[{2・60・Vt(Pe* −P−Sl)}/
(Np・Td)]+Vc P≧Pe* −Slの範囲内 VL =Vc 但し、 VL :制限速度(rev/分) Vt :サーボモータの定格回転数(rev/分) Pe* :最終位置決め目標位置(pls) P :現在のサーボモータ位置(pls) Sl :低速領域距離(pls) Np :サーボモータの一回転パルス数(pls/re
v) Td :定格回転数から停止するまでサーボモータを減
速するのに要する時間(秒) Vc :低速領域速度(rev/分)
方法は、位置制御実行中に停止指令が入力されサーボモ
ータが停止した後に、前記サーボモータに対する指令位
置を前記サーボモータの実位置に変更するものである。
方法は、位置指令として、最終位置決め目標位置を示す
位置指令と、指令位置を前記最終位置決め目標位置まで
漸進的に変化させていく位置指令のいずれか一方を選択
可能なものである。
明に係る位置制御サーボ装置および位置制御系のサーボ
制御方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に
説明するこの発明の実施の形態において、上述の従来例
と同一あるいは同等の構成部分については、上述の従来
例に付した符号と同一の符号を付してその説明を省略す
る。
システムプログラムメモリ102、ユーザプログラムメ
モリ103、2ポートメモリ104に加えて、パラメー
タメモリ105を有している。パラメータメモリ105
は、図2に示されているようなパラメータテーブルA
と、図3に示されているようなパラメータテーブルBと
を格納している。
型名により特定される所定数のサーボモータ固有パラメ
ータを記憶するパラメータテーブルであり、サーボモー
タの定格回転数を格納するエリアと、サーボモータの1
回転パルス数を格納するエリアを割り付けられている。
な各種パラメータが格納されるパラメータテーブルであ
り、通常の運転時においてサーボモータが停止している
状態から定格回転数まで加速するのに要する時間を格納
するエリアと、通常の運転時においてサーボモータが定
格回転数で回転中の状態から停止状態まで減速するのに
要する時間を格納するエリアと、停止指令を入力した場
合においてサーボモータが定格回転数で回転している状
態から停止状態まで減速するのに要する時間を格納する
エリアと、停止状態に至る直前において低速運転を行う
距離である低速領域距離を格納するエリアと、低速運転
における速度である低速領域速度を格納するエリアを割
り付けられている。
れるパラメータは減速開始位置の算出や制限速度の算出
等において使用される。
位置を示す位置指令Pe* あるいは従前の位置指令P*
と制限速度VL を2ポートメモリ104を介してサーボ
制御部200へ出力し、サーボ制御部200は現在のモ
ータ位置Pと現在のモータ速度Vを2ポートメモリ10
4を介して位置決め制御部100へ出力する。
用いてこの発明による位置決め制御装置を説明する。
11を含んでいる。位置指令切換手段11は、切換位置
aと切換位置bとに選択的に切り換わり、サーボ制御部
200へ出力する位置指令を、最終位置決め目標位置を
示す位置指令Pe* ( 以降、最終位置決め目標位置をP
e* と云うことがある)と、指令位置を最終位置決め目
標位置まで漸進的に変化させていく従前の位置指令P*
のいずれか一方を切り換える。
グラムメモリ103に格納されているユーザプログラム
に基づいてCPU101がシステムプログラムメモリ1
02に格納されているシステムプログラムを実行するこ
とにより行われる。
する速度指令V* の大きさを制限する速度制限出力手段
12が追加されている。速度制限出力手段12は、位置
決め制御部100から送られてくる制限速度VL に基づ
いてCPU201がシステムプログラムメモリ202に
格納されているシステムプログラムを実行することによ
り具現され、位置制御器2が出力する速度指令V* が所
定の加減速パターンにより示される制限速度VL を越え
ない場合には当該速度指令V* を出力し、越える場合に
は加減速パターンにより示される速度を速度指令として
出力するものである。
決め制御部100における位置指令切換手段11が切換
位置b側に切換えられた状態にあると、最終位置決め目
標位置を示す位置指令Pe* がサーボ制御部200に与
えられ、サーボ制御部200は位置ゲインKp、速度ゲ
インKv、トルク制限値τL および、位置決め制御部1
00から送られて来る位置指令Pe* および制限速度V
L に基づいてサーボモータ50が駆動されることによ
り、位置制御(位置決め)が行われる。
は、位置決めが完了する以前において位置指令Pe* と
位置フィードバック信号Pとの差分として求められる位
置偏差が過大な大きさになり、位置制御器2から過大な
速度指令V* が出力されるが、この速度指令V* は、所
定の加減速パターンにより示される速度制限値を超えな
いよう、速度制限出力手段12によって制限される。
度フィードバック信号Vとの差分として求められる速度
偏差に基づいて予め設定されたトルク制限値τL を超え
ないトルクで加速し、現在速度から所定速度まで予め設
定されたトルク制限値τL を超えないトルクで減速す
る。
加速時における制御について説明する。加速時における
制限速度(加減速パターンにより示される速度)VL
は、位置決め制御部100により、加速開始後の経過時
間(T−T0 ) 、サーボモータ50の回転数が停止状態
から定格回転数に達するまでに要する時間Ta、サーボ
モータの定格回転数Vt、および加速前の指令速度V0
* に基づき、つぎの演算式(1)によって算出される。
速するのに要する時間(秒) Vt :サーボモータの定格回転数(rev/分) V0 * : 加速前の指令速度(rev/分) であり、停止状態から定格回転数までサーボモータを加
速するのに要する時間Taと、サーボモータの定格回転
数Vtは、パラメータテーブルA、Bより取得すること
ができる。
る。(現在時間Tと加速処理開始時間T0 の差分)と
(サーボモータの定格回転数までの加速時間Ta)との
比率にサーボモータの定格回転数Vtを掛けることによ
り、加速処理開始時間T0 から現在時間Tまでの速度上
昇分が求められる。この速度上昇分に加速前における指
令速度V0 を加算することにより、現在時間Tにおける
制限速度VL が得られる。
であるから、式(1)の演算式は制限速度VLが加速後
の指令速度V1 * 以下の場合、すなわちVL ≦V1 * の
条件下で成立する。通常の加減速パターンにおいては、
始めに定加速を行い、予め設定された加速後の指令速度
V1 * に達すると、位置決め制御部100は、制限速度
VL を指令速度V1 * にし、指令速度V1 * による定速
運転状態に移行するものである。
最終位置決め目標位置に停止させる際の一連の処理につ
いて説明する。図5は最終位置決め目標位置への位置決
めにおいて減速開始位置の算出、および減速時における
制限速度VL をリアルタイムに算出する際において位置
決め制御部100が処理するフローを示している。
00から2ポートメモリ104を介して位置決め制御部
100に送られてくる現在のモータ速度Vと、現在のモ
ータ位置Pを認知する(ステップS10,ステップS2
0)。
開始位置Pdとの比較を行う(ステップS30)。サー
ボモータの現在位置が前回実行されたステップS50に
おいて算出された減速開始位置Pdを超えていない場合
には(ステップS30否定)、減速距離Sdと減速開始
位置Pdを演算する(ステップS40,ステップS5
0)。
算出する。すなわち、 Sd={Np(V2 −Vc2 ) Td}/(2・60・Vt) ・・・(2) 但し、 Sd:VからVcまで減速するに必要な減速距離(pl
s) Np:サーボモータの一回転パルス数(pls/re
v) V :現在のサーボモータの回転数(rev/分) Td:定格回転数から停止するまでサーボモータを減速
するのに要する時間(秒) Vt:サーボモータの定格回転数(rev/分) Vc:低速領域速度(rev/分) であり、定格回転数から停止するまでサーボモータを減
速するのに要する時間Tdと、サーボモータの定格回転
数Vtと、低速領域速度Vcと、サーボモータの一回転
パルス数Npは、パラメータテーブルA、Bより取得す
ることができる。
いる状態から停止するまで減速するのに要する時間Td
は単位を分に合わせると、Td/60である。
る。定減速度で減速しているので、現在のサーボモータ
の回転数Vから低速領域速度Vcまで減速するのに要す
る時間[(Td/60)・{(V−Vc)/Vt}]
に、速度の変化分(V−Vc)を乗じ、2で割ったもの
と、この時間[(Td/60)・{(V−Vc)/V
t}]に、低速領域速度Vcを乗じたものとを加算する
ことにより、VからVcまで減速するに必要な減速距離
{(Td/60)・(V2 −Vc2 ) /2・Vt}(単
位:rev)が求められる。この減速距離にモータ1回
転におけるパルス数Npを乗じることにより減速距離S
d(単位:pls)が得られる。
より算出される。すなわち、 Pd=Pe* −Sd−Sl ・・・(3) 但し、 Pd :減速開始位置(pls) Pe* :最終位置決め目標位置(pls) Sd :減速距離(pls) Sl :低速領域距離(pls) であり、低速領域距離Slは、パラメータテーブルBよ
り取得することができる。減速開始位置Pdは、最終位
置決め目標位置Pe* から式(2)による減速距離Sd
とパラメータ設定の低速領域距離Slを差し引くことに
より算出される。
たステップS50において算出された減速開始位置Pd
を超えている場合には(ステップS30肯定)、減速時
用の制限速度(速度制限値)VL を算出する(ステップ
S60)。
(5)により算出する。すなわち、 P<Pe* −Slの範囲内 VL =√[{2・60・Vt(Pe* −P−Sl)} /(Np・Td)]+Vc ・・・(4) P≧Pe* −Slの範囲内 VL =Vc ・・・(5) 但し、 VL :制限速度(rev/分) Vt :サーボモータの定格回転数(rev/分) Pe* :最終位置決め目標位置(pls) P :現在のサーボモータ位置(pls) Sl :低速領域距離(pls) Np :サーボモータの一回転パルス数(pls/re
v) Td :定格回転数から停止するまでサーボモータを減
速するのに要する時間(秒) Vc :低速領域速度(rev/分) であり、定格回転数Vtから停止するまでサーボモータ
を減速するのに要する時間Tdと、サーボモータの定格
回転数Vtと、低速領域距離Slと、サーボモータの一
回転パルス数Npは、パラメータテーブルA、Bより取
得することができる。
速距離は最終位置決め目標位置Pe * から現在のモータ
位置および低速領域距離Slを減じた(Pe* −P−S
l)になるので、式(2)を変形した式V=√[(2・
60・Vt・Sd)/(Np・Td)]+Vcにおい
て、Sdを(Pe* −P−Sl)に、VをVL にそれぞ
れ置き換えることにより式(4)が得られる。
終位置決め目標位置Pe* から低速領域距離Slを差し
引いた位置に到達するまで、すなわち、(P<Pe* −
Sl)の範囲内では、式(4)により算出されるが、到
達後、すなわち、(P≧Pe * −Sl)の範囲内では、
式(5)に示されるように低速領域速度Vcになる。
た後において、現在のモータ位置Pと最終位置決め目標
位置Pe* との比較を行い(ステップS70)、一致す
れば(ステップS70肯定)、速度制限値VL を0にし
て(ステップS80)、サーボモータを停止させる。
照してサーボモータが最終位置決め目標位置Pe* まで
位置決めされる以前に、停止指令が入力された場合の処
理について説明する。図6は最終位置決め目標位置への
位置決め以前に停止指令が入力された場合に、これをリ
アルタイムに処理する際の位置決め制御部100の処理
フローを示している。
の有無を判別し(ステップS100)、入力があれば、
サーボ制御部200から2ポートメモリ104を介して
位置決め制御部100に送られてくる現在のモータ速度
Vと、現在のモータ位置Pを認知する(ステップS11
0,ステップS120)。
(6)により算出する。すなわち、 Ve= √[{2・60・Vt(St−(P−Ps))} /(Np・Ts)] St=(Np・Vs2 ・ Ts)/(2・60・Vt) ・・・(6) 但し、 Ve:停止入力後制限速度(rev/分) St:停止時必要減速距離(pls) Ve:停止入力後制限速度(rev/分) Nd:サーボモータの一回転パルス数(pls/re
v) Vs:停止入力時モータ速度(rev/分) Ts:停止入力時において、定格回転数から停止するま
でサーボモータを減速するのに要する時間(秒) Vt:サーボモータの定格回転数(rev/min) P :現在のモータ位置(pls) Ps:停止入力時のモータ位置 であり、停止入力時モータ速度VsはステップS110
で検出された停止入力時におけるモータ速度Vであり、
停止入力時のモータ位置PsはステップS120で検出
された停止入力時におけるモータ位置Pであり、サーボ
モータの一回転パルス数Ndと、停止入力時において、
定格回転数から停止するまでサーボモータを減速するの
に要する時間Tsと、サーボモータの定格回転数Vt
は、パラメータテーブルA、Bより取得することができ
る。
かの判定を行い(ステップS140)、サーボモータが
動作中の場合には終了ステップに進む。サーボモータが
停止していれば、つぎの動作に入る際に備えて(この停
止指令動作モードが解除され、つぎの動作に入る際に備
えて)、サーボモータの指令位置がサーボモータの現在
位置になるように指令位置の変更を行う(ステップS1
50)。
り、サーボモータが停止状態になったのを確認した後、
上述のように、次回の動作に備えてサーボモータの指令
位置がサーボモータの実位置となるように指令位置が変
更される。この指令位置を変更することにより、残って
いる位置偏差が0になる。指令位置を変更する位置変更
手段は現在のサーボモータ位置Pに基づき、位置決め制
御部100のCPU101がシステムプログラムを実行
することにより具現される。
置決めを行う場合について説明したが、位置指令切換手
段11を切り換える(切換位置a側)ことにより、通常
の位置指令P* による制御、すなわち、従来技術のよう
に指令位置が逐次与えられる位置制御ができることは云
うまでもない。
明による位置制御サーボ装置によれば、位置制御手段に
よって最終位置決め目標位置を示す位置指令と位置検出
手段により検出された現在位置との差分に応じた速度指
令を生成し、速度制限出力手段によって位置制御手段が
出力する速度指令が所定の加減速パターンにより示され
る制限速度を越えない場合には当該速度指令を出力し、
越える場合には加減速パターンにより示される速度を速
度指令として出力し、速度制御手段によって速度制限出
力手段が出力する速度指令と速度検出手段により検出さ
れた現在速度との差分に応じたトルク指令を生成し、駆
動手段によって速度制御手段が出力するトルク指令に基
づいてサーボモータを駆動するから、負荷変動等の外乱
によりモータ速度が指定速度に対し遅れ、サーボモータ
の現在位置と指令位置との差異が大きくなっている状態
において外乱が解除された場合においても、速度は加減
速パターンにより指定される速度を越えないように制御
され、速度の過大化によるアラームの発生や装置の破損
等を防止できると共に、サーボモータを位置決め目標位
置にスムーズに停止できる効果が得られる。
れば、加速時における制限速度VLを、VL ={(T−
T0 ) /Ta}・Vt+V0 * による演算式により決定
するから、加速時における制限速度VL が過不足なく適
切に設定されると云う効果が得られる。
れば、加減速パターンにおける減速開始位置を、速度検
出手段により検出されたサーボモータの現在速度から所
定の減速定数で低速領域速度まで減速するのに要する減
速距離および低速領域距離を最終位置決め目標位置から
減算して求めるから、負荷変動等の外乱によりモータ速
度が指定速度に対し遅れ、サーボモータの現在位置と指
令位置との差異が大きくなっている状態においても、減
速動作の開始異常や減速完了位置の不正確さを防止でき
る効果が得られ、また、低速領域が確保され、最終位置
決め目標位置停止時におけるサーボモータおよび負荷に
かかるショックを軽減でき、正確な位置決めができると
云う効果も得られる。
れば、減速距離Sdを、Sd={Np(V2 −Vc2 )
Td}/(2・60・Vt)による演算式により決定す
るから、減速距離Sdが過不足なく、適切に設定され、
サーボモータの現在位置と指令位置との差異が大きくな
っている状態においても、減速動作の開始異常や減速完
了位置の不正確さを防止できる効果が得られ、また、低
速領域が確保され、最終位置決め目標位置停止時におけ
るサーボモータおよび負荷にかかるショックを軽減で
き、正確な位置決めができると云う効果も得られる。
れば、減速時における制限速度VLを、P<Pe* −S
lの範囲内では、VL =√[{2・60・Vt(Pe*
−P−Sl)}/(Np・Td)]+Vcなる演算式に
より、P≧Pe* −Slの範囲内では、VL =Vcによ
る演算式により決定するから、減速時における制限速度
VL が過不足なく適切に設定されると云う効果が得られ
る。
れば、位置制御実行中に停止指令が入力されサーボモー
タが停止した後に、指令位置変更手段によりサーボモー
タに対する指令位置をサーボモータの実位置に変更する
から、つぎの動作時における異常動作の発生を防止でき
ると云う効果が得られる。
れば、位置指令切換手段により、位置指令として、最終
位置決め目標位置を示す位置指令と、指令位置を最終位
置決め目標位置まで漸進的に変化させていく位置指令の
いずれか一方を選択することができるから、指令位置を
最終位置決め目標位置まで漸進的に変化させていく通常
の位置指令による動作もでき、装置の適用範囲を拡大で
きると云う効果が得られる。
方法よれば、最終位置決め目標位置を示す位置指令と位
置検出手段により検出された現在位置との差分に応じた
速度指令を生成し、当該速度指令が所定の加減速パター
ンにより示される制限速度を越えない場合には当該速度
指令を出力し、越える場合には加減速パターンにより示
される速度を速度指令として出力し、この速度指令と現
在速度との差分に応じたトルク指令を生成してサーボモ
ータを駆動するから、負荷変動等の外乱によりモータ速
度が指定速度に対し遅れ、サーボモータの現在位置と指
令位置との差異が大きくなっている状態において外乱が
解除された場合においても、速度は加減速パターンによ
り指定される速度を越えないように制御され、速度の過
大化によるアラームの発生や装置の破損等を防止できる
と共に、サーボモータを位置決め目標位置にスムーズに
停止できる効果が得られる。
方法によれば、加速時における制限速度VL を、VL =
{(T−T0 ) /Ta}・Vt+V0 * による演算式に
より決定するから、加速時における制限速度VL が過不
足なく適切に設定されると云う効果が得られる。
方法によれば、加減速パターンにおける減速開始位置
を、サーボモータの現在速度から所定の減速定数で低速
領域速度まで減速するのに要する減速距離および低速領
域距離を最終位置決め目標位置から減算して求めるか
ら、負荷変動等の外乱によりモータ速度が指定速度に対
し遅れ、サーボモータの現在位置と指令位置との差異が
大きくなっている状態においても、減速動作の開始異常
や減速完了位置の不正確さを防止できる効果が得られ、
また、低速領域が確保され、最終位置決め目標位置停止
時におけるサーボモータおよび負荷にかかるショックを
軽減でき、正確な位置決めができると云う効果も得られ
る。
方法位置によれば、減速距離Sdを、Sd={Np(V
2 −Vc2 ) Td}/(2・60・Vt)による演算式
により決定するから、減速距離Sdが過不足なく、適切
に設定され、サーボモータの現在位置と指令位置との差
異が大きくなっている状態においても、減速動作の開始
異常や減速完了位置の不正確さを防止できる効果が得ら
れ、また、低速領域が確保され、最終位置決め目標位置
停止時におけるサーボモータおよび負荷にかかるショッ
クを軽減でき、正確な位置決めができると云う効果も得
られる。
方法によれば、減速時における制限速度VL を、P<P
e* −Slの範囲内では、VL =√[{2・60・Vt
(Pe* −P−Sl)}/(Np・Td)]+Vcなる
演算式により、P≧Pe* −Slの範囲内では、VL =
Vcによる演算式により決定するから、減速時における
制限速度VL が過不足なく適切に設定されると云う効果
が得られる。
方法によれば、位置制御実行中に停止指令が入力されサ
ーボモータが停止した後に、サーボモータに対する指令
位置をサーボモータの実位置に変更するから、つぎの動
作時における異常動作の発生を防止できると云う効果が
得られる。
方法によれば、位置指令として、最終位置決め目標位置
を示す位置指令と、指令位置を最終位置決め目標位置ま
で漸進的に変化させていく位置指令のいずれか一方を選
択することができるから、指令位置を最終位置決め目標
位置まで漸進的に変化させていく通常の位置指令による
動作もでき、装置の適用範囲を拡大できると云う効果が
得られる。
実施の形態を示すハードウェア構成図である。
実施の形態を示すブロック図である。
使用されるサーボモータ固有のパラメータが格納される
パラメータテーブルを示す説明図である。
使用される位置決め処理に関するパラメータが格納され
るパラメータテーブルを示す説明図である。
における最終位置決め目標位置への減速時の処理を示す
フロー図である。
における停止指令入力時の処理を示すフロー図である。
ェア構成図である。
を示すブロック図である。
算器,4 速度制御器,5 トルク制限手段,11 位
置指令切換手段,12 速度制限出力手段,50,サー
ボモータ,51 位置検出器,100 位置決め制御
部,200 サーボ制御部,205 PWM電力変換
部。
Claims (14)
- 【請求項1】 位置制御対象物あるいはサーボモータの
現在位置を検出する位置検出手段と、 サーボモータの現在速度を検出する速度検出手段と、 最終位置決め目標位置を示す位置指令と前記位置検出手
段により検出された現在位置との差分に応じた速度指令
を生成する位置制御手段と、 前記位置制御手段が出力する速度指令が所定の加減速パ
ターンにより示される制限速度を越えない場合には当該
速度指令を出力し、越える場合には前記加減速パターン
により示される速度を速度指令として出力する速度制限
出力手段と、 前記速度制限出力手段が出力する速度指令と前記速度検
出手段により検出された現在速度との差分に応じたトル
ク指令を生成する速度制御手段と、 前記速度制御手段が出力するトルク指令に基づいて前記
サーボモータを駆動する駆動手段と、 を備えたことを特徴とする位置制御サーボ装置。 - 【請求項2】 加速時における制限速度を、次式により
決定することを特徴とする請求項1に記載の位置制御サ
ーボ装置。 VL ={(T−T0 ) /Ta}・Vt+V0 * 但し、 VL :制限速度(rev/分) T :現在の時間(秒) T0 :加速処理開始時間(秒) Ta :停止状態から定格回転数までサーボモータを加
速するのに要する時間(秒) Vt :サーボモータの定格回転数(rev/分) V0 * : 加速前の指令速度(rev/分) - 【請求項3】 加減速パターンにおける減速開始位置
は、前記速度検出手段により検出されたサーボモータの
現在速度から所定の減速定数で低速領域速度まで減速す
るのに要する減速距離および低速領域距離を最終位置決
め目標位置から減算して求めることを特徴とする請求項
1または2に記載の位置制御サーボ装置。 - 【請求項4】 減速距離を、次式により決定することを
特徴とする請求項3に記載の位置制御サーボ装置。 Sd={Np(V2 −Vc2 ) Td}/(2・60・V
t) 但し、 Sd:VからVcまで減速するのに必要な減速距離(p
ls) Np:サーボモータの一回転パルス数(pls/re
v) V :現在のサーボモータの回転数(rev/分) Td:定格回転数から停止するまでサーボモータを減速
するのに要する時間(秒) Vt:サーボモータの定格回転数(rev/分) Vc:低速領域速度(rev/分) - 【請求項5】 減速時における制限速度を、次式により
決定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つ
に記載の位置制御サーボ装置。 P<Pe* −Slの範囲内 VL =√[{2・60・Vt(Pe* −P−Sl)}/
(Np・Td)]+Vc P≧Pe* −Slの範囲内 VL =Vc 但し、 VL :制限速度(rev/分) Vt :サーボモータの定格回転数(rev/分) Pe* :最終位置決め目標位置(pls) P :現在のサーボモータ位置(pls) Sl :低速領域距離(pls) Np :サーボモータの一回転パルス数(pls/re
v) Td :定格回転数から停止するまでサーボモータを減
速するのに要する時間(秒) Vc :低速領域速度(rev/分) - 【請求項6】 指令位置変更手段を有し、位置制御実行
中に停止指令が入力されサーボモータが停止した後に、
前記指令位置変更手段により前記サーボモータに対する
指令位置を前記サーボモータの実位置に変更することを
特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の位置制
御サーボ装置。 - 【請求項7】 位置指令として、最終位置決め目標位置
を示す位置指令と、指令位置を前記最終位置決め目標位
置まで漸進的に変化させていく位置指令のいずれか一方
を選択する位置指令切換手段を有していることを特徴と
する請求項1〜6のいずれか一つに記載の位置制御サー
ボ装置。 - 【請求項8】 最終位置決め目標位置を示す位置指令と
位置検出手段により検出された現在位置との差分に応じ
た速度指令を生成し、当該速度指令が所定の加減速パタ
ーンにより示される制限速度を越えない場合には当該速
度指令を出力し、越える場合には加減速パターンにより
示される速度を速度指令として出力し、この速度指令と
現在速度との差分に応じたトルク指令を生成してサーボ
モータを駆動することを特徴とする位置制御系のサーボ
制御方法。 - 【請求項9】 加速時における制限速度を、次式により
決定することを特徴とする請求項8に記載の位置制御系
のサーボ制御方法。 VL ={(T−T0) /Ta}・Vt+V0 * 但し、 VL :制限速度(rev/分) T :現在の時間(秒) T0 :加速処理開始時間(秒) Ta :停止状態から定格回転数までサーボモータを加
速するのに要する時間(秒) Vt :サーボモータの定格回転数(rev/分) V0 * :加速前の指令速度(rev/分) - 【請求項10】 加減速パターンにおける減速開始位置
は、現在のモータ速度から所定の減速定数で低速領域速
度まで減速するのに要する減速距離および低速領域距離
を最終位置決め目標位置から減算して求めることを特徴
とする請求項8または9に記載の位置制御系のサーボ制
御方法。 - 【請求項11】 減速距離を、次式により決定すること
を特徴とする請求項10に記載の位置制御系のサーボ制
御方法。 Sd={Np(V2 −Vc2 ) Td}/(2・60・V
t) 但し、 Sd:VからVcまで減速するのに必要な減速距離(p
ls) Np:サーボモータの一回転パルス数(pls/re
v) V :現在のサーボモータの回転数(rev/分) Td:定格回転数から停止するまでサーボモータを減速
するのに要する時間(秒) Vt:サーボモータの定格回転数(rev/分) Vc:低速領域速度(rev/分) - 【請求項12】 減速時における制限速度を、次式によ
り決定することを特徴とする請求項8〜11のいずれか
一つに記載の位置制御系のサーボ制御方法。 P<Pe* −Slの範囲内 VL =√[{2・60・Vt(Pe* −P−Sl)}/
(Np・Td)]+Vc P≧Pe* −Slの範囲内 VL =Vc 但し、 VL :制限速度(rev/分) Vt :サーボモータの定格回転数(rev/分) Pe* : 最終位置決め目標位置(pls) P :現在のサーボモータ位置(pls) Sl :低速領域距離(pls) Np :サーボモータの一回転パルス数(pls/re
v) Td :定格回転数から停止するまでサーボモータを減
速するのに要する時間(秒) Vc :低速領域速度(rev/分) - 【請求項13】 位置制御実行中に停止指令が入力され
サーボモータが停止した後に、前記サーボモータに対す
る指令位置を前記サーボモータの実位置に変更すること
を特徴とする請求項8〜12のいずれか一つに記載の位
置制御系のサーボ制御方法。 - 【請求項14】 位置指令として、最終位置決め目標位
置を示す位置指令と、指令位置を前記最終位置決め目標
位置まで漸進的に変化させていく位置指令のいずれか一
方を選択可能なことを特徴とする請求項8〜13のいず
れか一つに記載の位置制御系のサーボ制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26570397A JP3352612B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 位置制御サーボ装置および位置制御系のサーボ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26570397A JP3352612B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 位置制御サーボ装置および位置制御系のサーボ制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11110048A true JPH11110048A (ja) | 1999-04-23 |
JP3352612B2 JP3352612B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=17420845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26570397A Expired - Lifetime JP3352612B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 位置制御サーボ装置および位置制御系のサーボ制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3352612B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7642739B2 (en) | 2004-02-26 | 2010-01-05 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Device and method for controlling motor |
US7660211B2 (en) | 2006-06-13 | 2010-02-09 | Sony Corporation | Servo control apparatus, servo control method, optical disc apparatus and video camera recorder |
WO2013084933A1 (ja) * | 2011-12-07 | 2013-06-13 | Thk株式会社 | リニアモータ装置、リニアモータ装置の制御方法 |
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-
1997
- 1997-09-30 JP JP26570397A patent/JP3352612B2/ja not_active Expired - Lifetime
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---|---|---|---|---|
US7642739B2 (en) | 2004-02-26 | 2010-01-05 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Device and method for controlling motor |
US7660211B2 (en) | 2006-06-13 | 2010-02-09 | Sony Corporation | Servo control apparatus, servo control method, optical disc apparatus and video camera recorder |
WO2013084933A1 (ja) * | 2011-12-07 | 2013-06-13 | Thk株式会社 | リニアモータ装置、リニアモータ装置の制御方法 |
JP2013141386A (ja) * | 2011-12-07 | 2013-07-18 | Thk Co Ltd | リニアモータ装置、及び制御方法 |
US9318984B2 (en) | 2011-12-07 | 2016-04-19 | Thk Co., Ltd. | Linear motor device and method for controlling linear motor device |
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JP3352612B2 (ja) | 2002-12-03 |
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