JPH0923674A - サーボモータの制御方法及びサーボモータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エンコーダケーブルの断線を検出した後におけ
るモータ駆動速度制御不能状態をなくす。 【解決手段】エンコーダ信号をもとに速度制御を行うサ
ーボモータの制御方法であって、エンコーダのケーブル
の断線を検出し断線信号を出力する検出手段２３０、２
０５、２０４と、断線信号が入力されたときに、断線信
号入力後も断線信号の入力を監視し、断線信号が入力さ
れなくなりケーブルの断線が復帰した際にサーボモータ
の速度制御を続けて行う制御手段２０１、２０２、２０
３とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボット等の動作
制御に適するサーボモータの制御方法及び制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロボット等の動作制御に適したサ
ーボモータの駆動制御によれば、位置制御，速度制御，
電流制御の３つの制御ループを同時に制御する方法が最
も一般的である。即ち、図６のサーボモータＭの駆動制
御用のブロック図に示すように、サーボモータＭの出力
軸に対して直結されるか所定の増減速がされてから接続
されるエンコーダＥにおいて出力軸の回転速度検出を行
い、この検出結果のフィードバック制御により、サーボ
モータＭを速度指令に基づく所望の回転速度になるよう
に制御するようにするものであった。このために、図中
の破線で図示される位置制御部，速度制御部，電流制御
部の３つの制御ループを同時に制御して、制御結果をド
ライブ回路からの電流値をフィードバック制御しつつ、
サーボモータＭの駆動制御を行うようにしていた。

【０００３】以上のような制御系において駆動速度をエ
ンコーダからの信号から求める速度制御において、エン
コーダケーブルＥＣが断線した場合には、速度制御は当
然ながら不能となってしまう。

【０００４】このような制御不能な事態発生を防止する
ために、従来よりエンコーダ断線検出して、所望の対応
をすることが提案されている。例えば、本願出願人は、
特開昭６２−８４３０３号公報の「エンコーダケーブル
断線検出回路」において、３台の各エンコーダ付きサー
ボモータにそれぞれ接続されたエンコーダケーブルＥＣ
が断線したのを検出して断線信号を出力するようにし
て、ダイナミックブレーキなどを用いてサーボモータを
強制停止させるか、あるいは、サーボモータをフリー状
態にすることにより、速度制御不能状態を解消して事故
発生防止を図ることを提案している。

【０００５】そして、上記のようにエンコーダケーブル
の断線を検出した場合において、停止直前まで実行して
いたサーボモータ位置制御及び速度制御を直ちに放棄し
て、ダイナミックブレーキ等を用いて急停止させるよう
にしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように急制動するように構成する場合には、急激な制動
となるので余裕のある仕様のブレーキが必要となり、少
なくともこのようなブレーキを配設する分のコストアッ
プを招く問題点があった。特に、３軸分に各サーボモー
タを設けておき、各エンコーダ付きサーボモータに対し
て上記のようなブレーキを設けることはコスト的に不利
となる。

【０００７】したがって、本発明のサーボモータの制御
方法及び制御装置は上記の問題点に鑑みてなされたもの
であり、エンコーダケーブルの断線を検出した際に、上
記ブレーキ等を使用して直ちに停止せずに、エンコーダ
ケーブルの断線状態の復帰を監視し、断線状態から自然
復帰すればサーボモータの駆動制御を続行するようにし
て、コストアップを招かずに対応できることを目的とし
ている。

【０００８】即ち、エンコーダケーブルの断線を検出し
た後におけるモータ駆動速度制御不能状態をなくすこと
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明によれば、エンコーダケ
ーブルの反復曲げ運動にともなうケーブル断線状態発生
は、断線が始まる発生初期状態では断線状態がごく短い
パルス状に一時的に発生することに着目し断線状態発生
後に、断線状態をモニターしておき、エンコーダケーブ
ルの断線状態が復旧したらサーボモータの駆動制御を続
行するように働く。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施の形態
に付き、添付の図面を参照して述べると、図１は断線検
出回路周辺のサーボモータコントローラの構成図であ
り、このコントローラはロボットの動作制御に適してい
る。

【００１１】本図において、サーボモータをコントロー
ルするＣＰＵ２０１には、プログラムを記憶するＲＯＭ
２０２と、データを一時記憶するＲＡＭ２０３が接続さ
れている。また、制御対象となるべき３軸分のサーボモ
ータ２２０，２２１，２２２には、各々にエンコーダ２
２０、２２１、２２２がエンコーダケーブルを介してそ
れぞれ接続されており、断線検出回路２３０、２３１、
２３２に対して各軸毎の断線信号を出力するように構成
されている。

【００１２】以上の各断線検出回路２３０、２３１、２
３２には、入力バッファ２０５が接続されており、ＣＰ
Ｕ２０１は、この入力バッファ２０５を通して各々の断
線信号の有無を知ることができるようにしている。

【００１３】一方、オア（ＯＲ）回路２０４は、各断線
検出回路２３０、２３１、２３２と入力バッファ２０５
の間とＣＰＵ２０１の間に接続されており、各々の断線
信号の論理和を断線信号としてＣＰＵ２０１のＩＮＴ入
力に割り込み信号として入力されるように構成されてい
る。

【００１４】以上の構成において、制御が開始される
と、図２の断線検出時のＣＰＵ２０１の処理手順を示し
たフローチャートにおいて、制御が開始されるとステッ
プＳ１００の“エンコーダ断線割り込み”処理が開始さ
れて、上記のＯＲ回路２０４からの出力がＣＰＵ２０１
のＩＮＴ入力に入力されたかどうかをモニターして、入
力された場合であって、断線発生の兆候があると、ステ
ップＳ１０１に進み、断線フラグをセットする。

【００１５】また、図３、図４、図５の各フローチャー
トは、各軸の速度制御を示したものであって、各々異な
ったタスクで動作するものであり、同様に制御するため
に、図３に示されるステップＳ１１０の“第１軸速度制
御”処理と、図４に示されるステップＳ１２０の“第２
軸速度制御”処理と、図５に示されるステップＳ１３０
の“第３軸速度制御”処理が異なったタスクで動作され
るように構成されている。

【００１６】以上のように各軸の制御は略共通に行われ
るので、図３の“第１軸速度制御”を例にとって説明す
ると、ステップＳ１１０に続く、ステップＳ１１２で
は、断線フラグの有無のチェックをおこなう。即ち、図
２の割り込み処理において、ステップＳ１０１におい
て、断線フラグがセットされていなければ、ステップＳ
１１１に進み、“通常の第１軸速度制御”の処理を実行
する。

【００１７】一方、ステップＳ１１２において、断線フ
ラグがセットされていると判断されると、ステップＳ１
１３において、上記の入力バッファ２０５におけるバッ
ファ状態により、第１軸断線状態を判別する。また、ス
テップＳ１１３において第１軸断線信号が「オフ」であ
ると判断されると、ステップＳ１１４に進み、“断線時
の第１軸速度制御”を実行する。

【００１８】この“断線時の第１軸速度制御”時におい
ては、エンコーダによる速度制御を続けることになる
が、この速度制御を速度指令値＝０で実行すれば、サー
ボモータをブレーキ等使用することなく正常に停止する
ことができることになる。一方、ステップＳ１１３で第
１軸断線信号が「オン」であると判断されれば、ステッ
プＳ１１５の“第１軸速度制御放棄”を実行し、速度制
御を放棄する。

【００１９】上記の方法で、エンコーダケーブルが断線
した場合でも、ステップＳ１１３の断線チェックで、断
線状態から復帰している場合には、速度制御による制動
が可能となる。

【００２０】以上と同様に、第２軸と、第３軸のサーボ
モータの駆動制御を行うようにして、特に、エンコーダ
線の断線状態において、制御不能状態を解消するために
高価なブレーキ類を設ける必要がなくなる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エンコーダケーブルに断線が発生しても、断線が修復し
た場合、高い確率で、速度制御を続けることができ、し
かも速度制御による制動をも可能にできるものである。

【００２２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のサーボモータコントローラの
構成図である。

【図２】エンコーダ断線処理の割り込み制御フローチャ
ートである。

【図３】第１軸のサーボモータ制御のフローチャートで
ある。

【図４】第２軸のサーボモータ制御のフローチャートで
ある。

【図５】第３軸のサーボモータ制御のフローチャートで
ある。

【図６】従来のサーボモータ制御のブロック図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンコーダ信号をもとに速度制御を行う
   サーボモータの制御方法であって、 前記エンコーダ信号からエンコーダケーブルの断線を検
   出し、 該エンコーダケーブルの断線を検出した後に、該エンコ
   ーダケーブルの断線状態からの復帰を監視し、 該エンコーダケーブルの断線状態が復帰された際に、前
   記サーボモータの速度制御を行うことを特徴とするサー
   ボモータの制御方法。
2. 【請求項２】 前記エンコーダケーブルの断線状態が復
   帰された際の前記サーボモータの速度制御は前記エンコ
   ーダ信号による速度制御を継続して行うことを特徴とす
   る請求項１に記載のサーボモータの制御方法。
3. 【請求項３】 前記エンコーダケーブルの断線状態が復
   帰された際の前記サーボモータの速度制御は速度指令信
   号を「ゼロ」に設定して行う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方法。
4. 【請求項４】 前記サーボモータは軸方向にロボットア
   ームを移動するために用いられる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方法。
5. 【請求項５】 エンコーダ信号をもとに速度制御を行う
   サーボモータの制御装置であって、 前記エンコーダのエンコーダケーブルの断線を検出し、
   断線信号を発生する検出手段と、 前記検出手段から断線信号を入力しない際には通常のエ
   ンコーダ信号による速度制御を行い、断線信号を入力し
   た際には断線信号入力後にも前記検出手段からの断線信
   号を監視し、該断線信号が入力されなくなり前記エンコ
   ーダケーブルの断線状態が復帰された際に、前記サーボ
   モータの速度制御を行う制御手段と、 を備えたことを特徴とするサーボモータの制御方法。