WO2006114843A1

WO2006114843A1 - サーボモータの制御装置

Info

Publication number: WO2006114843A1
Application number: PCT/JP2005/006912
Authority: WO
Inventors: Tomonori Abe
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2006-11-02
Also published as: US20090079379A1; CN101156312A; JP4803175B2; CN101156312B; JPWO2006114843A1; US7642740B2

Abstract

　機械装置の運転条件、モータ負荷に応じて瞬時停電耐量、瞬時電圧降下に対する耐量をより確保すると共に、機械装置への負担の軽減や制御性能の安定化を図ることができるサーボモータの制御装置を得ることを目的としている。　母線電圧を計測し、母線電圧信号を出力する母線電圧検知手段４と、サーボモータ５に流れる電流を検出し、電流値信号を出力する電流検出手段１０と、エンコーダ５ｂから出力されたモータ軸位置信号と、位置指令と、母線電圧信号と、電流値信号とから、母線電圧が第１の設定基準電圧ＶＳ１より低い場合にサーボモータ５に与える電流を軽減させるよう母線電圧信号の母線電圧に応じて位置制御と速度制御とを切り替えて制御信号を出力する制御手段９と、制御信号に基づいて駆動電圧を出力する駆動制御手段６と、駆動電圧に基づいてサーボモータ５に対して所定の電流を出力するモータ駆動回路７とを備えた。

Description

明細書

サーボモータの制御装置

技術分野

[0001] この発明は、電源電圧低下時及び電源電圧復電時におけるサーボモータの制御装置に関するものである。背景技術

[0002] 従来の技術の例として日本国特許出願公開番号特開平 10— 124308号に記載の技術がある (特許文献 1)。

従来のサーボモータの制御装置での電源電圧低下時の制御方法に関して、ロボット本体の各関節を、各関節に付設されサーボモータによって駆動させる装置において、商用電源力も供給されるサーボモータ駆動装置電源である直流電源部の出力電圧が所定値以下に降下したときに異常信号を出力し、サーボモータを停止させ、そのときのサーボモータの停止位置を保持することにより、電源電圧が瞬間的に停電な、し異常降下した時でも各関節位置がパルスエンコーダ力もの信号に基づ、て正確に認識される技術が記載されてヽる。

[0003] 特許文献 1 :日本国特許出願公開番号特開平 2— 76697号

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] コントローラである位置決め装置等から出力された指令パルス数に応じてモータ制御を行う従来のサーボモータの制御装置では、モータを駆動する電源電圧（以下、母線電圧と呼ぶ）の低下時にあら力じめ定められた電圧以下になると異常信号を出力し、即座にモータ制御を停止することから、機械によっては所定の停止位置以外で停止してしまうことになり、機械が損傷を受ける、加工中のワークが損傷を受ける、等の弊害が発生し、問題となっていた。

[0005] また、母線電圧低下により、機械の負荷によってはモータに所定の電圧が供給できないため、コントローラ力の指令値に追従できず、指令値とモータ位置との偏差 (以下、溜りパルスと呼ぶ）が大きくなることがある。機械装置の保護のために溜りパルスの上限が決められており、その偏差量を超えた場合には、異常信号を出力してモータ駆動信号をオフにしてサーボ制御を停止する場合があった。

[0006] また、モータ運転中に瞬時の電源電圧低下が発生するが、溜りパルスの増大等による異常信号発生によりモータが停止する前に復電した場合、溜りパルスを短時間でゼロにしょうとするためにモータが急加速する場合がある。その場合、瞬時的に過大なモータ電流が流れることにより機械装置側へ過大な負担をかけるという問題があつた。

[0007] これらの問題に対し、特に半導体製造工場においては、 SEMI-F47規格のように設備の故障や負荷変動による電源電圧降下に対し、装置の動作を中断することなく維持しなければならない時間が定められており、この基準を満足するためには、外部にコンデンサユニットや無停電電源装置 (UPS)を接続する等により瞬時停電などの瞬時の電源電圧降下に対する耐量を確保する必要があった。

[0008] この発明は、力かる問題を解決するためになされたもので、母線電圧低下時のサーボモータの制御を母線電圧に応じてサーボモータにかける負荷が軽減されるように行うことにより、機械装置の運転条件、モータ負荷に応じて瞬時停電耐量、瞬時電圧降下に対する耐量をより確保すると共に、機械装置への負担の軽減や制御性能の安定ィ匕を図ることができるサーボモータの制御装置を得ることを目的としている。課題を解決するための手段

[0009] この発明は、交流電源から整流及び平滑化されて直流電圧となった母線電圧を計測し、母線電圧信号を出力する母線電圧検知手段と、サーボモータに流れる電流を検出し、電流値信号を出力する電流検出手段と、前記サーボモータと共に備えられたエンコーダから出力された、前記サーボモータの軸の位置の情報であるモータ軸位置信号と、位置指令と、前記母線電圧信号と、前記電流値信号とから、前記母線電圧が第 1の設定基準電圧より低い場合に前記サーボモータに与える電流を軽減させるよう前記母線電圧信号の母線電圧に応じて位置制御と速度制御とを切り替えて制御信号を出力する制御手段と、前記制御信号に基づいて駆動電圧を出力する駆動制御手段と、前記母線電圧を用いる共に、前記駆動制御手段から入力された前記駆動電圧に基づいて前記サーボモータに対して所定の電流を出力するモータ駆動回路とを備えたものである。

発明の効果

[0010] この発明は、交流電源から整流及び平滑化されて直流電圧となった母線電圧を計測し、母線電圧信号を出力する母線電圧検知手段と、サーボモータに流れる電流を検出し、電流値信号を出力する電流検出手段と、前記サーボモータと共に備えられたエンコーダから出力された、前記サーボモータの軸の位置の情報であるモータ軸位置信号と、位置指令と、前記母線電圧信号と、前記電流値信号とから、前記母線電圧が第 1の設定基準電圧より低い場合に前記サーボモータに与える電流を軽減させるよう前記母線電圧信号の母線電圧に応じて位置制御と速度制御とを切り替えて制御信号を出力する制御手段と、前記制御信号に基づいて駆動電圧を出力する駆動制御手段と、前記母線電圧を用いる共に、前記駆動制御手段から入力された前記駆動電圧に基づいて前記サーボモータに対して所定の電流を出力するモータ駆動回路とを備えたので、母線電圧低下時のサーボモータの制御を母線電圧に応じてサーボモータにかける負荷が軽減されるように制御を切り替えることにより、機械装置の運転条件、モータ負荷に応じて瞬時停電耐量、瞬時電圧降下に対する耐量をより確保すると共に、機械装置への負担の軽減や制御性能の安定ィ匕を図ることができるサーボモータの制御装置を得ることができる。図面の簡単な説明

[0011] [図 1]本発明の実施例 1のサーボモータの制御装置の構成図である。

[図 2]本発明の実施例 1のサーボモータの制御装置の制御ブロック図である。

[図 3]本発明の実施例 1のサーボモータの母線電圧低下時の制御方法を示すフローチャートである。

[図 4]本発明の実施例 1のサーボモータの制御装置における母線電圧低下時の様子を示す図である。

符号の説明

[0012] 1 交流電源、 2 整流回路、 3 平滑用コンデンサ、 4 母線電圧検知手段、 5 サーボモータ、 5a モータ部、 5b エンコーダ部、 6 駆動制御手段、 7 モータ駆動回路、 7a トランジスタ、 7b ダイオード、 8 サーボコントローラ、 9 制御手段、 9a 比較演算部、 9b メモリ、 9c 制御部、 9d 母線電圧基準値格納部、 9e 設定時間基準値格納部、 9f 溜りパルス基準値格納部、 9g 位置制御器、 9h 速度制御器、 91 制御器、 ¾ 変換器、 9k 変換器、 10 電流検出手段。

発明を実施するための最良の形態

[0013] 発明を実施するための最良の形態を、実施例 1にて説明する。

実施例 1

[0014] 図 1は、本発明の実施例 1のサーボモータの制御装置の構成図である。

図 1において、交流電源 1からの交流電圧を整流回路 2が直流に変換している。図示上では整流回路 2は 3相交流電圧を直流に変換するためにダイオードを 2個直列を一組として 3つ並列に並べている力単相交流を直流に変換する場合は、ブリッジ整流回路で構成したり、単相交流電圧に対して数倍の電圧が必要となる場合は両波倍電圧整流回路や多段の倍電圧整流回路を構成させることが可能である。

[0015] 平滑用コンデンサ 3は、整流回路 2と並列に配線されており、整流回路 2にて整流された直流電圧を、平滑化された電圧にする。平滑用コンデンサ 3はまた、整流された直流電圧が瞬時的に電圧降下しても対応できるよう蓄電を行う。尚、平滑化された電圧を以下、母線電圧と呼ぶ。そして、この母線電圧の電圧値を検出するために母線電圧検知手段 4が備えられてヽる。

[0016] 駆動制御手段 6から出力された駆動電圧に基いて駆動するモータ駆動回路 7は平滑用コンデンサ 3と並列に配列されている。モータ駆動回路 7は、トランジスタ 7a、ダィオード 7bにより構成される。実施例 1においては、サーボモータが 3相モータの場合なので、 1組のブリッジ回路が並列に 3つ構成されることとなる。モータ駆動回路 7 出力側に接続されている 3本の配線はサーボモータ 5の各相に接続されている。サーボモータ 5はモータ部 5aと、モータ軸の位置を検出するエンコーダ 5bとより構成される。

[0017] サーボコントローラ 8から出力される機械の送り毎に相当する指令パルスや運転パターン等の位置指令は制御手段 9に入力される。制御手段 9は、位置指令に基くと共に、母線電圧検知手段 4から出力され、母線電圧の電圧値の情報である母線電圧信号と、サーボモータ 5のエンコーダ 5bから検出され、出力されるサーボモータ 5のモータ軸の位置であるモータ軸位置信号と、駆動回路 7とサーボモータ 5との間の配線力も電流検出手段 10が検出した電流値の情報である電流値信号とに基いて、位置指令とモータ軸位置信号との偏差から、サーボモータ 5を駆動させるための制御信号を出力する処理を行う。制御手段 9から出力された制御信号は駆動制御手段 6に入力される。駆動制御手段 6は、制御信号に基づいてサーボモータ 5を 3相駆動させるように各トランジスタ 7aに応じた駆動電圧を出力する。

[0018] 制御手段 9は、母線電圧信号の値によりサーボモータ 5の制御の切替えを判別する比較演算部 9aと、所定のデータを格納するメモリ 9bと、複数のサーボモータ 5の制御方法を行うことができるモータ制御部 6cとを備えている。メモリ 9bには、比較演算を行うための複数の母線電圧基準値が格納される母線電圧基準値格納部 9dと、母線電圧低下時のモータ制御を所定時間の間行う設定時間基準値を格納する設定時間基準値格納部 6eと、母線電圧低下時の位置指令値と実モータ位置との偏差の上限値等を設定した複数の溜りパルス基準値を格納する溜りパルス基準値格納部 9fを備えている。

[0019] 図 2は、本発明の実施例 1のサーボモータの制御装置の制御ブロック図である。

サーボコントローラ 8からの位置指令は制御部 9c内に入る。位置指令とサーボモータ 5aの軸位置を検出するエンコーダ 5bから出力され、変によって制御部 9c 内に適合するものに変換されたモータ軸位置信号との偏差は、位置制御器 9gにて所定の乗数を乗じられた後、変によって変換されたモータ軸速度信号との差分にとられ、速度偏差となる。速度偏差は速度制御器 9hによって所定の乗数を乗じられて、電流検出手段 10から検出され、変換器 ¾によって制御部 9c内に適合するものに変換された電流値との偏差を取られ、電流偏差となる。電流偏差は制御器 9iによって所定の変換が行われ、制御信号として駆動制御手段 6に出力される。駆動制御手段 6は駆動電圧を出力し、駆動回路 7に入力される。そして駆動回路 7は駆動電圧に基いて、サーボモータ 5の各相に対して、所定の電流を供給してサーボモータ 5 の制御が行われる。

その際、母線電圧信号が入力された比較演算部 9aは、その値に応じて、位置制御器 9bまたは速度制御器 9hまたは制御器 9iに対してその乗数や変換式に対する指示を行う。

[0020] 次に、母線電圧低下時の制御方法について説明する。

図 3は、本発明の実施例 1のサーボモータの母線電圧低下時の制御方法を示すフローチャートである。

[0021] それに対し、実施例 1の制御回路 9において、入力された母線電圧信号の母線電圧の低下に応じて、サーボモータ 5への制御を変更するための母線電圧基準値が複数存在し、それ力 Sメモリ 9bに記憶されている。まず、モータ制御を通常の位置制御とは異なるモータ制御を行うかを判別する電圧である第 1の設定基準電圧 VS1とモータ制御を停止する力否かを判別する第 2の設定基準電圧 VS2、電源が復電したときに通常のモータ制御へ戻すための加速制御を行うか否かを判別するための復電基準電圧 VRが母線電圧基準値として設定可能となっている。

[0022] 実施例 1における母線電圧低下時の演算部 9aの制御方法を図 3を用いて説明する。まず、母線電圧検知手段 4から検知され出力される母線電圧信号の母線電圧と第 1の設定基準電圧 VS1とを比較する（slOl)。母線電圧が第 1の設定基準電圧 V S1よりも高ければ、比較演算部 9aは位置指令に追従した通常の位置決めサーボ制御運転を行う指示を行い（sl02)、制御部 9cがその指示に基づいてサーボモータ 5 に対してモータ軸に対する位置制御をおこなう。母線電圧が第 1の設定基準電圧 VS 1よりも低ければ、比較演算部 9aは位置指令には追従せず、サーボモータ 5に対してはあら力じめ定められた回転速度でモータ定速度制御を行う指示を行い（sl03)、制御部 9cがその指示に基づいてサーボモータ 5に対して速度制御をおこなう。

[0023] 母線電圧が第 1の設定基準電圧 VS1より低かった場合にサーボモータ 5に対する制御を位置制御のままとしてしまうと、偏差が大きくなつた場合に偏差に応じてサーボモータ 5に与える電流が大きくなり、余計に母線電圧の降下を招くという現象を引き起こしてしまう。一般的には加速時にモータへ供給するエネルギーが瞬時的に定常時に比較して 200〜300%程度と大きくなる。それに対して、母線電圧が第 1の設定基準電圧 VS1より低力つた場合にサーボモータ 5に対する制御を速度制御に変更することで、サーボモータ 5の定速度制御時のモータ回転速度は、サーボモータ 5にかかる負荷と、モータ回転速度が自動的に決められるため、サーボモータ 5へ供給するェネルギ一はほぼ一定となって制御電流の上昇を抑えることができ、余計な母線電圧の瞬間的な電圧の降下を防ぐことができる。また、母線電圧の降下が早まることにより、モータ制御が不能となるまでの時間が短くなることを防ぐという効果もある。

[0024] このとき、溜まりパルス基準値として設定されている第 1の溜りパルス基準値 Ptlが、比較演算部 9aの溜まりパルス量の上限として設定される。

母線電圧が第 1の設定基準電圧 VS1より低ぐサーボモータ 5を定速度制御させている場合で、サーボモータ 5のエンコーダ部 5bから出力されたモータ軸位置信号のモータ軸の位置と制御手段 9と接続されたサーボモータのコントローラである位置決め装置等の位置指令との偏差である溜りパルスと、第 1の溜りパルス基準値 Ptlとの比較を行い（sl04)、溜りパルスが第 1の溜りパルス基準値 Ptlよりも大きくなれば、比較演算部 9aはモータ運転停止処理の指示を行い（sl05)、制御部 9cがその指示に基づいてサーボモータ 5の運転を停止する。具体的には、例えば比較演算部 9aがモータ運転停止処理の指示を出力すると制御部 9c内の制御器 9iが電流偏差に対して 0を出力する処理を行う。第 1の溜りパルス基準値 Ptlよりも大きい状態のまま、母線電圧が完全に復帰した場合に、加速動作を開始してオーバーシュート等により制御対象物を破壊してしまうおそれを回避したり、過負荷によって再び母線電圧が降下して母線電圧が不安定になることを回避することができる。

[0025] 溜りパルスが第 1の溜りパルス基準値 Ptlよりも小さい場合で、更に母線電圧が降下して第 2の設定基準電圧 VS2よりも降下した場合 (sl06)、比較演算部 9aはモータ運転待機状態とする指示を行い（sl07)、制御部 9cがその指示に基づいてサーボモータ 5の運転を待機させる。

そして、比較演算部 9aは、溜りパルスと、第 1の溜りパルス基準値 Ptlとの比較を行い（sl08)、溜りパルスが第 1の溜りパルス基準値 Ptlよりも大きくなれば、比較演算部 9aはモータ運転停止処理の指示を行い（sl09)、制御部 9cがその指示に基づいてサーボモータ 5の運転を停止する。

[0026] また、 sl08にて溜りパルスが第 1の溜りパルス基準値 VS1よりも大きくならない場合、サーボモータ 5が運転待機となってからの経過時間が設定時間 tlを経過した場合（ sl lO)も、比較演算部 9aはモータ運転停止処理の指示を行い（si 11)、制御部 9cがその指示に基づ、てサーボモータ 5の運転を停止する。

設定時間 tlを経過していない場合は、ステップ 104へ戻り、状態が変わらなければ、設定時間 tlが経過するまでループを繰り返すが、母線電圧が第 2の設定基準電圧 VS2よりも高くなつた場合は、以下の処理を行う。

[0027] sl06において、母線電圧が第 2の設定基準電圧 VS2よりも高い場合、演算部 9a は、母線電圧検知手段 4により検知された母線電圧と復電基準電圧 VRとの比較を行い（S112)、母線電圧が復電基準電圧 VRよりも低ければ、モータ定速度制御を行う指示を行い（sl03)、制御部 9cがその指示に基づいてサーボモータ 5に対して速度制御をおこなう。

[0028] 母線電圧が復電基準電圧 VRよりも高ければ演算部 9aは加速制御を指示し (si 13 )、制御手段 9cは加速制御指示に基づいてサーボモータ 5に対して加速制御を行う。モータ加速制御とは、モータ軸の位置と位置指令との偏差が第 2の溜りパルス基準値 Pt2以下になるまであら力じめ定められた加速条件に従う制御であり、徐々に位置指令とモータ軸の位置との偏差を小さくするような制御である。

このモータ加速制御を継続し、溜りパルスが第 2の溜りパルス基準値 Pt2よりも小さくなった時点で、比較演算部 9aは、位置制御を行う指示を行い（si 14)、制御部 9cがその指示に基づいてサーボモータ 5に対して通常の位置制御となる位置決めサーボ運転制御御をおこなう。

[0029] 次に実際の動作における制御の様子について説明する。

図 4は、本発明の実施例 1のサーボモータの制御装置における母線電圧低下時の様子を示す図である。縦軸は母線電圧、横軸は時間を示している。

母線電圧が降下して、き、第 1の設定基準電圧 VS1よりも高、電圧で復電した場合、すなわち図 4の点線 Aに相当する場合、サーボモータ 5は位置制御を含む通常の位置決めサーボ運転制御を継続する。

[0030] 尚、第 1の設定基準電圧は、サーボモータ 5が最大負荷で使用される場合でも通常の位置決め制御が可能な電圧の値に設定される。つまりサーボモータ 5の負荷が最大となった場合でも通常の位置決め制御が可能な電圧の値に設定されれば、実際に電圧降下が発生しても溜まりパルスの急激な増加または減少は発生せず、制御上影響ないからである。よって、第 1の設定基準電圧 VS1は、実際に使用されるシステムにおいて想定される負荷によって異なる。一般的に、例えば、サーボモータ 5の最大負荷が、定格負荷の 300%程度であった場合、第 1の設定基準電圧 VS1は正常時の母線電圧の 85%程度に設定される。

[0031] 更に母線電圧が降下し、第 1の設定基準電圧 VS1以下となり、かつ第 2の設定基準電圧 VS2以上で復電した場合、すなわち図 4の点線 Bに相当する場合、溜りパルスが第 1の溜りパルス基準値 Ptl以下であれば、母線電圧が復電基準電圧 VRになるまでは定速度制御を行う。更に母線電圧が復電基準電圧 VR以上となった時点で徐々に指令値とモータ位置との偏差を小さくするようなモータ加速制御を行い、溜りパルスが第 2の溜りパルス基準値 Pt2以下となった時点で位置制御を含めた位置制御を含む通常の位置決めサーボ運転制御を再開する。

[0032] 尚、復電基準電圧 VRはサーボモータ 5の加速制御を始めたときにサーボモータ 5 にかかる電流によって母線電圧が降下した際に、その降下分を考慮しても第 1の設定基準電圧 VS1を下回らない値に設定される。すなわち、サーボモータ 5の加速制御によって仮にサーボモータ 5が最大負荷で使用される場合でも、母線電圧が通常の位置決め制御が可能な電圧の値を確保して、れば、溜まりパルスの急激な増加または減少は発生せず、制御上影響ないからである。従って、一般に母線電圧の降下が母線電圧に対して 15%程度になる場合を考慮して、正常時の母線電圧と同程度に設定される場合がある。

[0033] また、第 1の溜まりパルス基準値 Ptlは、サーボモータ 5に対して定速度制御を行つている場合において、例えば溜まりパルスが第 1の溜まりパルス基準値 Ptl以内となつて加速制御を行った場合に、溜まりパルスが第 2の溜まりパルス基準値 Pt2以内に収束可能である値に設定される。したがって、第 1の溜まりパルス基準値 Ptlはシステムの諸条件、特に加速制御の設定加速度等に依存する。

また、第 2の溜まりパルス基準値 Pt2は、サーボモータ 5に対して加速制御を行っている場合において、例えば、第 2の溜まりパルス基準値 Pt2以下となって位置制御を含む通常の位置決めサーボ運転制御を再開した場合に、その溜まりパルスの値やその時の速度、加速度力決定される制御乗数によってサーボモータ 5に供給される電流値が、その前後で大きく変更されず、その電流変動幅が所定範囲内となる値に設定されている。

[0034] 更に母線電圧が低下し、第 2の設定基準電圧 VS2以下となった場合、第 2の設定基準電圧 VS2以下となった時点力設定時間 tl以内で第 2の設定基準電圧 VS2以上に復電した場合、すなわち図 4の Cに該当する場合、溜りパルスが第 1の溜りパルス基準値 Ptl以下であれば母線電圧が復電基準電圧 VRになるまでは定速度制御を行う。更に母線電圧が上昇して復電基準電圧 VR以上となった時点で徐々に指令値とモータ位置との偏差を小さくするようなモータ加速制御を行、、溜りパルスが第 2 の溜りパルス基準値 Pt2以下となった時点で位置制御を含む通常の位置決めサーボ運転制御を再開する。しかし、所定時間 tl以内で母線電圧が第 2の設定基準電圧 VS2以上にならない場合、すなわち図 4の Dに該当する場合は、制御を停止する。

[0035] 尚、第 2の設定基準電圧 VS2は、サーボモータ 5が定格負荷で定速度制御することが可能な電圧の値に設定される。第 2の設定基準電圧 VS2は、システムの諸条件によって異なるが、サーボモータ 5に対して、必要以上の電流を与えないと共に、サーボモータ 5が所定の定速度が確保できる値となる。一般的には、第 2の設定基準電圧 VS2は、母線電圧の 65%程度に設定される。

[0036] 尚、図 2において、基本的な位置速度制御の場合について比較演算部 9aが、その値に応じて、位置制御器 9bまたは速度制御器 9hまたは制御器 9iに対してその乗数や変換式に対する指示を行う場合、例えば定速度制御にする場合は、位置制御器 9 g内の制御乗数を 0にしてもよいし、制御器 9iで電流偏差を直接所定値に変更してしまうなど様々な処理方法がある。待機や停止については直接、制御器 9iにて所定値に変更することが最も直接的であると思われる。加速制御については、制御器 9iにて所定値を設定する場合や、速度制御器 9hの制御乗数にて、その出力が所定の値が出力されるような計算式を適用してもよぐ様々な適用が考えられる。

[0037] このように構成された位置決めサーボ制御装置においては、電源電圧降下時に母線電圧に応じてモータ制御を変えることができ、サーボモータ 5へ供給する母線電圧の降下を最小限に抑制することが可能となり、瞬時停電耐量ゃ瞬時電圧降下時に対する耐量を外付けのコンデンサユニットや無停電電源装置 (UPS)を接続することなく確保することが容易となることから、機械装置全体の低コストィ匕が達成可能となる。

[0038] 従って、実施例 1によれば、交流電源 1から整流及び平滑化されて直流電圧となつた母線電圧を計測し、母線電圧信号を出力する母線電圧検知手段 4と、サーボモータ 5に流れる電流を検出し、電流値信号を出力する電流検出手段 10と、サーボモータ 5と共に備えられたエンコーダ 5bから出力された、サーボモータ 5の軸の位置の情報であるモータ軸位置信号と、位置指令と、母線電圧信号と、電流値信号とから、母線電圧が第 1の設定基準電圧 VS1より低い場合にサーボモータ 5に与える電流を軽減させるよう母線電圧信号の母線電圧に応じて位置制御と速度制御とを切り替えて制御信号を出力する制御手段 9と、制御信号に基づいて駆動電圧を出力する駆動制御手段 6と、母線電圧を用いる共に、駆動制御手段 6から入力された駆動電圧に基づいてサーボモータ 5に対して所定の電流を出力するモータ駆動回路 7とを備えたので、母線電圧低下時のサーボモータ 5の制御を母線電圧に応じて任意に変更することにより、機械装置の運転条件、モータ負荷に応じて瞬時停電耐量、瞬時電圧降下に対する耐量をより確保すると共に、機械装置への負担の軽減や制御性能の安定ィ匕を図ることができるサーボモータの制御装置を得ることができる。

[0039] 実施例 1によれば、このように構成された位置決めサーボ制御装置においては、電源電圧降下時に母線電圧に応じてモータ制御を変えることができ、モータへ供給する母線電圧の降下を最小限に抑制することが可能となり、瞬時停電耐量ゃ瞬時電圧降下時に対する耐量を外付けのコンデンサユニットや無停電電源装置 (UPS)を接続することなく確保することが容易となることから、機械装置全体の低コストィ匕が達成可能となる。

[0040] また、電源電圧状態や機械負荷に応じて定速度制御領域、停止領域を設定することが可能となり、機械装置への負担の軽減や安定した制御性能の維持が容易となる

[0041] 更に、復電基準電圧が設定可能であること、復電時におけるモータ加速制御が機械負荷、運転条件に応じて設定可能であることから、機械装置側への負担の軽減や安定した制御性能の維持が容易となる。

[0042] 尚、実施例 1では、図 2において、基本的な位置速度制御の場合について説明しているが、例えば、フィードフォワード制御が含まれていたりしていた場合は、比較演算部 9aがそのフィードフォワード項の制御器に対しても指示を与えてもよい。

産業上の利用可能性

この発明に係るサーボモータの制御装置は、瞬時的に電源電圧が低下した際のサーボモータの制御につ、て、安定性が必要な場合に適して、る。

Claims

請求の範囲

[1] 交流電源から整流及び平滑化されて直流電圧となった母線電圧を計測し、母線電圧信号を出力する母線電圧検知手段と、サーボモータに流れる電流を検出し、電流値信号を出力する電流検出手段と、前記サーボモータと共に備えられたエンコーダ力出力された、前記サーボモータの軸の位置の情報であるモータ軸位置信号と、位置指令と、前記母線電圧信号と、前記電流値信号とから、前記母線電圧が第 1の設定基準電圧より低い場合に前記サーボモータに与える電流を軽減させるよう前記母線電圧信号の母線電圧に応じて位置制御と速度制御とを切り替えて制御信号を出力する制御手段と、前記制御信号に基づいて駆動電圧を出力する駆動制御手段と、前記母線電圧を用いる共に、前記駆動制御手段から入力された前記駆動電圧に基づいて前記サーボモータに対して所定の電流を出力するモータ駆動回路とを備えたことを特徴とするサーボモータの制御装置。

[2] 前記制御手段は、前記母線電圧検知手段から検知された前記母線電圧が、前記第 1の設定基準電圧より大きいか否かを判断すると共に、前記母線電圧が前記第 1の設定基準電圧より低く設定されている第 2の設定基準電圧より高いか否かを判断する比較演算部と、前記第 1の設定基準電圧より大きい場合は、位置制御を行い、前記第 1の設定基準電圧より低ぐ第 2の設定基準電圧より高ければ定速度制御を行う制御部とを備えたことを特徴とする請求項 1に記載のサーボモータの制御装置。

[3] 前記比較演算部は、前記母線電圧が前記第 2の設定基準電圧より小さくなる力否か、前記母線電圧が第 2の設定基準電圧より小さヽまま設定時間を経過したカゝ否カゝ及び前記設定時間以内に母線電圧が第 2の設定基準電圧より大きくなる力否かを判断し、前記制御部は、前記母線電圧が前記第 2の設定基準電圧より小さい場合は前記サーボモータを待機状態とする制御を行ヽ、前記母線電圧が第 2の設定基準電圧より小さ!/ヽまま設定時間を経過した場合は、前記サーボモータを停止する制御を行ヽ、前記所定時間内に母線電圧が第 2の設定基準電圧より大きくなつた場合は、定速度制御を行うことを特徴とする請求項 2に記載のサーボモータの制御装置。

[4] 前記比較演算部は、前記母線電圧が第 1の設定基準電圧よりも高く設定された復電基準電圧よりも大きいか否かを判断し、前記制御部は、前記母線電圧が第 1の設定基準電圧よりも高く設定された復電基準電圧よりも大きい場合は、所定の加速度で、前記サーボモータの軸の位置と前記位置指令情報の偏差を縮小させる方向に、前記サーボモータを加速制御すると判断することを特徴とする請求項 2に記載のサーボモータの制御装置。

前記制御部が、前記サーボモータに対して前記加速制御を行った結果、前記サーボモータの軸位置信号のモータ軸の位置と前記位置指令のとの偏差が所定の値以下となった場合は、前記制御部は、前記位置指令情報に基づく位置制御を行うことを特徴とする請求項 4に記載のサーボモータの制御装置。