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JPH0595695A - 数値制御装置 - Google Patents

数値制御装置

Info

Publication number
JPH0595695A
JPH0595695A JP25391291A JP25391291A JPH0595695A JP H0595695 A JPH0595695 A JP H0595695A JP 25391291 A JP25391291 A JP 25391291A JP 25391291 A JP25391291 A JP 25391291A JP H0595695 A JPH0595695 A JP H0595695A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
command
speed
target
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25391291A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Takeuchi
彰浩 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP25391291A priority Critical patent/JPH0595695A/ja
Publication of JPH0595695A publication Critical patent/JPH0595695A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Numerical Control (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 過負荷による軌跡のずれをなくす。 【構成】 電流指令比較部28X及び28Yが、電流指
令Imを所定の値と比較し、前者が大の場合には速度低
下指令を発する。目標速度調整部30は速度低下指令に
応じて目標速度Vobj を低下させ(Vobj ←Vobj −Δ
V)、位置指令発生部22X及び22Yに出力する。こ
れに応じて順次位置指令、速度指令、電流指令Imが発
せられ、モータ10X及び10Yの駆動電流が制御され
る。モータ10X及び10Yが目標軌跡を描くことがで
きない目標速度を、追従することができる速度まで低下
させるため、過負荷の場合でも目標軌跡を描くことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のモータを駆動し
所定の軌跡を描かせる数値制御装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】図5には、一従来例に係る数値制御装置
の構成が示されている。この図に示される装置は、X軸
のモータ10X及びY軸のモータ10Yを駆動し所定の
軌跡を描かせる装置である。この図の装置は、目標軌跡
並びにモータ10X及び10Yの目標速度パターンに基
づき位置指令を発する位置指令発生器12と、位置指令
に応じてモータ10X及び10Yを駆動するX軸制御部
14X及びY軸制御部14Yとから構成されている。
【0003】X軸制御部14Xは、位置指令及び位置フ
ィードバックに基づき速度指令を発する位置制御部16
X、速度指令及び速度フィードバックに基づき電流指令
を発する速度制御部18X、電流指令及び電流フィード
バックに基づきモータ10Xの駆動電流を制御する電流
制御部20Xを備えており、さらに、モータ10Xの駆
動電流を検出する電流検出部22X、モータ10Xの挙
動を位置として検出する位置検出部24X、検出された
位置を速度に変換する位置‐速度変換部26Xを備えて
いる。電流検出部22Xにより検出される電流は電流制
御部20Xにフィードバックされ、位置検出部24Xに
より検出される位置は位置‐速度変換部26Xに入力さ
れるとともに位置制御部16Xにフィードバックされ、
位置‐速度変換部26Xにより得られる速度は速度制御
部18Xにフィードバックされる。すなわち、位置、速
度及び電流の3個のフィードバックループが構成されて
いる。
【0004】同様に、Y軸制御部14Yは、位置制御部
16Y、速度制御部18Y、電流制御部20Y、電流検
出部22Y、位置検出部24Y、位置‐速度変換部26
Yから構成されている。
【0005】この実施例の動作について、図6に示され
るような円弧軌跡を描かせる例で説明する。すなわち、
図6の円弧軌跡を目標軌跡とし、図7のような接線速度
パターンを目標速度パターンとしてモータ10X及び1
0Yを駆動しようとした場合、位置指令発生器12は目
標軌跡及び目標速度パターンに基づきX,Yそれぞれに
ついて位置指令を発し、X軸制御部14X及びY軸制御
部14Yに供給する。ここでは目標軌跡が円弧軌跡であ
るため、X,Yの位置指令は図8及び図9にそれぞれ示
されるX,Yの目標軌跡に対応する値、すなわち次の式
の値となる。ただし、VXYは接線速度、Rは半径であ
る。
【0006】 X=Rsin(VXYt/R) Y=Rcos(VXYt/R) X軸制御部14X及びY軸制御部14Yにおいては、上
述した位置、速度及び電流の3個のフィードバックルー
プにより、モータ10X及び10Yの駆動が制御され
る。すなわち、モータ10X及び10Yは、図5の装置
の制御の下、駆動対象物(負荷)を駆動する。このよう
な駆動は、目標軌跡の終了点(目標位置)に達するまで
繰り返される。なお、以上の動作において、位置指令、
速度指令、電流指令、電流発生が同時に実行される場合
もある。
【0007】この実施例においては、許容最大電流より
大きい電流でモータ10X,10Yが駆動されるのを防
ぐため、電流制御部20X及び20Yが図10のように
動作する。この図に示されるように、電流制御部20X
及び20Yは、電流指令を速度制御部18X又は18Y
から受け取った後(100)、電流指令Imがモータ1
0X又は10Yの許容最大電流Imaxより大きいか否
かを判断し(102)、大きい場合にのみ電流指令Im
を許容最大電流Imaxに制限し(104)、電流指令
Imに基づきモータ10X又は10Yの駆動電流を制御
する(106)。
【0008】このような電流指令Imの制限を行うと、
結果として、モータ10X又は10Yの駆動制御に遅れ
が発生する。この実施例においては、軌跡のずれが所定
値以上となった場合に、異常動作と判断され、モータ1
0X及び10Yの駆動が中止される。図11に示される
ように、位置制御部16Xは、位置指令の値(指令位
置)と位置フィードバックの値(現在位置)との差を求
め(200)、求められた差である位置偏差が設定され
ている許容値以下であるか否かを判断し(202)、こ
の条件が満たされない場合には異常と判断してその旨の
表示及びモータ10X及び10Yの駆動を中止する(2
04)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の数値制御装置に
おいては、電流制限による軌跡のずれを監視し、上述の
ように異常動作と見なして駆動を停止する処理を実行し
ていた。しかし、例えば負荷が大きくなりモータの最大
推力より大きな推力が必要となると、やはり軌跡がずれ
てしまう。また、軌跡のずれを検出できても、当該ずれ
を修正することは出来ない。
【0010】図6に示されるような円弧軌跡を目標軌跡
としている場合において、モータの駆動中に負荷変動等
が生じると、位置指令に対する遅れが発生し、この遅れ
を回復するための必要推力がモータの最大発生トルクよ
り大きくなる。すると、例えばX軸のモータに関して考
えた場合、図12(A)において実線で示されるような
軌跡となり、破線の指令に対し、図12(B)に示され
る偏差だけずれる。このとき、図11に示される動作に
よって、ある時間、モータの駆動電流が制限される(図
12(C))。この結果、実際の軌跡は図13に示され
るように円弧とは大きく異なるものとなる。
【0011】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、負荷変動等による
軌跡のずれを防止することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、各モータへの電流指令を所定の設
定電流と比較する複数の電流指令比較部と、比較の結果
電流指令が設定電流より大きい場合には目標速度を低減
させ、各モータへの電流指令を設定電流以下に調整する
目標速度調整部と、を備えることを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明においては、電流指令が所定の設定電
流、例えばモータの許容最大電流と比較される。この結
果前者が大の場合には前者が後者以下となるよう、目標
速度が調整される。このように、過負荷等により追従が
困難になる場合であっても、目標速度が低減される結
果、追従を確保し目標軌跡を描くことが可能になる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、図5乃至図13に示される従来
例と同様の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
【0015】図1には、本発明の一実施例に係る数値制
御装置の構成が示されている。この装置は、X軸制御部
14X及びY軸制御部14Yにそれぞれ電流指令比較部
28X及び28Yを付加し、位置指令発生器12を目標
速度調整部30並びに位置指令発生部32X及び32Y
を含む構成とした装置である。
【0016】電流指令比較部28X及び28Yは、それ
ぞれ、モータ10X又は10Yの許容最大電流Imax
以下に設定された電流値と電流指令Imとを比較し、後
者が前者より大きい場合速度低下指令を発する。目標速
度調整部30は、位置指令発生部32X又は32Yに目
標速度を与える一方、電流指令比較部28X及び28Y
の出力を監視し、速度低下指令が発せられた場合には目
標速度を一定量ΔVずつ減らす。位置指令発生部32X
及び32Yは、目標速度調整部30からの目標速度V
obj び所定の目標軌跡に基づき対応する軸の位置指令を
発する。また、電流制御部20X及び20Yは、速度低
下指令が発せられているときにのみ、モータ10X又は
10Yについて従来と同様の駆動電流制御を行う。
【0017】すなわち、この実施例の特徴とするところ
は、電流指令Imが設定電流を越えようとしたときに目
標速度Vobj を漸次低減するようにした点である。
【0018】図2には、この実施例の動作が示されてい
る。この図はX軸についての説明であるが、Y軸につい
ても同様となる。この図に示されるように、初期的に
は、目標速度Vobj が最高速度Vmに設定される(30
0)。次に、位置指令発生部32Xは、この目標速度V
obj に基づき位置指令を発生させる(302)。目標軌
跡が図6のようなものである場合、発生式は以下のよう
な式である。
【0019】X=Rsin(Vobj t/R) 位置制御部16Xは、この位置指令及び位置検出部24
Xからの位置フィードバックに基づき、速度指令を発す
る(304)。さらに、速度制御部18Xは、速度指令
及び位置‐速度変換部26Xを介する速度フィードバッ
クに基づき電流指令Imを発する(306)。このと
き、電流指令Imが所定の設定電流より大きいか否かが
電流指令比較部28Xにより判定される(308)。電
流指令比較部28Xは、大きい場合には速度低下指令を
発し、目標速度調整部30がこれに応じて目標速度V
obj をΔVだけ低下させる(310)。すなわち、 Vobj ←Vobj −ΔV となる。こののち、ステップ302に戻る。
【0020】従って、当初、電流指令Imが所定の設定
電流より大きかった場合でも、上記の動作の繰り返しに
よって、電流指令Imが設定電流以下となる。電流指令
比較部28Xにより電流指令Imが設定電流以下である
と判定された場合には、電流制御部20Xによるモータ
10Xの駆動電流制御に移る(312)。
【0021】言い換えれば、電流制御部20Xは、電流
指令Imが設定電流以下に制限された状態で、モータ1
0Xの駆動電流を制御する。こののち、時間変数tを更
新し(314)、ステップ300に戻る。
【0022】図3には、この実施例における目標速度調
整部30の構成が示されている。この図に示されるよう
に、目標速度調整部30は、電流指令比較部28X及び
28Yからの速度低下指令を入力し目標速度Vobj を調
整する演算部34を備えており、この演算部34におけ
る処理に用いる諸量を記憶するメモリとして最大速度保
存メモリ36、目標速度保存メモリ38、減速量保存メ
モリ40を備えている。演算部34は、速度低下指令を
入力する機能を有する速度低下指令受け取り部42と、
ステップ310の演算を行う機能を有する目標速度低下
計算部44と、調整した目標速度Vobj を位置指令発生
部32X及び32Yに出力する機能を有する目標速度送
出部46と、を有している。
【0023】図4には、この目標速度調整部30の動作
の流れが示されている。この図に示されるように、ま
ず、前述のステップ300に対応するように、最大速度
保存メモリ36から最高速度Vmが読み出され演算部3
4により目標速度Vobj に設定される(400)。次
に、この目標速度Vobj は目標速度送出部46により位
置指令発生部32X及び32Yに出力され、かつ目標速
度保存メモリ38に記憶される(402)。さらに、速
度低下指令受け取り部42により電流指令比較部28X
及び28Yから速度低下指令が受け取られているか否か
が判定される(404)。受け取られていなければ、ス
テップ402に戻る。いずれかの電流指令比較部から速
度低下指令が受け取られている場合には、ステップ40
2において送出した目標速度Vobj に対応する電流指令
Imが設定電流を越えている状態であるため(30
8)、ステップ310に係る演算が、目標速度低下計算
部44により実行される(406)。この演算は、目標
速度保存メモリ38に記憶されている目標速度Vobj
び減速量保存メモリ40に記憶されているΔVに基づ
き、実行される。このようにして低下させた目標速度V
obj も目標速度送出部46により位置指令発生部32X
及び32Yに出力され、かつ目標速度保存メモリ38に
記憶される。この後、ステップ402に戻る。
【0024】このように、本実施例によれば、所定の目
標軌跡を描くことができない目標速度Vobj を追従でき
る速度まで低下させるようにしているため、実際の軌跡
を目標軌跡に近付けることができる。すなわち、過負荷
によって軌跡が崩れるなどの不具合がなくなる。
【0025】さらに、本実施例によれば、目標軌跡に追
従できかつ最高の速度となるよう自動的に目標速度V
obj が設定されるため、予め最高速度Vmを高めに設定
しておけば、サイクルタイムが最短となると共に、調整
工数が低減する。
【0026】加えて、最大推力の小さいモータを用いた
場合でも、目標軌跡に追従できる。このようにより小型
のモータを使用できるため、モータの負荷と人間とが接
触した場合、安全な推力に低減でき、安全性がより向上
する。さらには、モータの小型化によるコストダウンも
可能である。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電流指令Imを設定電流と比較し目標速度を調整するよ
うにしたため、過負荷等の場合でも目標軌跡に追従し、
合成軌跡のずれの発生を防止できる。さらには、目標速
度が自動調整されるため、目標速度の設定に係る工数が
低減する。また、モータの推力を小さくできるため、安
全性の向上及びコストダウンが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る数値制御装置の全体構
成を示すブロック図である。
【図2】この実施例の全体動作を示すフローチャートで
ある。
【図3】この実施例における目標速度調整部の構成を示
すブロック図である。
【図4】この実施例における目標速度調整部の動作を示
すフローチャートである。
【図5】一従来例に係る数値制御装置の全体構成を示す
ブロック図である。
【図6】目標軌跡の一例を示す図である。
【図7】目標速度パターンの一例を示す図である。
【図8】X軸の目標軌跡の一例を示す図である。
【図9】Y軸の目標軌跡の一例を示す図である。
【図10】この従来例における電流制御部の動作を示す
フローチャートである。
【図11】この従来例における異常停止動作を示すフロ
ーチャートである。
【図12】この従来例における過負荷等による軌跡のず
れを示す図であり、(A)は実際のX軸軌跡と目標軌跡
とのずれを、(B)は偏差を、(C)は電流値を、それ
ぞれ示す図である。
【図13】この従来例における実際の軌跡を示す図であ
る。
【符号の説明】
10X,10Y モータ 12 位置指令発生器 14X X軸制御部 14Y Y軸制御部 16X,16Y 位置制御部 18X,18Y 速度制御部 20X,20Y 電流制御部 22X,22Y 電流検出部 24X,24Y 位置検出部 26X,26Y 位置‐速度変換部 28X,28Y 電流指令比較部 30 目標速度調整部 32X,32Y 位置指令発生部 34 演算部 36 最大速度保存メモリ 38 目標速度保存メモリ 40 減速量保存メモリ 42 速度低下指令受け取り部 44 目標速度低下計算部 46 目標速度送出部 Vobj 目標速度 Vm 最高速度 ΔV 目標速度の減速量

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 目標速度及び目標軌跡に応じて複数のモ
    ータのそれぞれについて位置指令を発する位置指令発生
    器と、位置指令及び位置フィードバックに基づき各モー
    タについて速度指令を発する複数の位置制御部と、速度
    指令及び速度フィードバックに基づき各モータについて
    電流指令を発する複数の速度制御部と、電流指令及び電
    流フィードバックに基づき各モータの駆動電流を制御す
    る複数の電流制御部と、各モータの位置、速度及び電流
    をそれぞれ対応する位置制御部、速度制御部及び電流制
    御部にフィードバックする手段と、を備え、複数のモー
    タによる合成軌跡が目標軌跡を描くよう当該複数のモー
    タの駆動電流を制御する数値制御装置において、 各モータへの電流指令を所定の設定電流と比較する複数
    の電流指令比較部と、 比較の結果電流指令が設定電流より大きい場合には目標
    速度を低減させ、各モータへの電流指令を設定電流以下
    に調整する目標速度調整部と、 を備えることを特徴とする数値制御装置。
JP25391291A 1991-10-01 1991-10-01 数値制御装置 Pending JPH0595695A (ja)

Priority Applications (1)

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JP25391291A JPH0595695A (ja) 1991-10-01 1991-10-01 数値制御装置

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001071903A1 (fr) 2000-03-17 2001-09-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Systeme de commande numerique
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