JPH02193581A

JPH02193581A - サーボ制御装置

Info

Publication number: JPH02193581A
Application number: JP1011517A
Authority: JP
Inventors: Isamu Yokoe; 横江　勇; Toshio Takano; 寿男高野
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1990-07-31
Anticipated expiration: 2013-04-02
Also published as: JP2735597B2

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】「産業上の利用分野」本発明はザ・−水制御装置に関し１、数値制御装置に適
用するに好適な装置に関する。

「従来の技術」数値制御装置等に用いられサーボモータを駆動するサー
ボ制御装置は、一般に、位置ループの下に、速度ループ
、電流ループの下位（マイナ・−）フィードバックルー
プを備えているい従来の装置は７これら下位のフィードバックループはそ
れぞれ閉じたループを構成するものであった。

「発明が解決しようとする課題」しかしながら、各フィードバックループは、完全に閉じ
られたループを構成１．ているため、サーボ運転中に何
らかの不具合が生じた場合、不具合がどのフィードバッ
クループから生じているか解らず、その不具合の原因が
容易に判定できないという問題点があった。

本発明は上記の問題点を解決するためなされたものであ
り、その目的とするところは、不具合発生時にその真の
原因の究明が容易であり、回復に要する修理時間Ｍ　Ｔ
　Ｔ　Ｒ（Ｍｅａｎ　Ｔｉｅｓ　ｔｏ　Ｒｅｐａｉｒ）
を短縮することができるサーボ制御装置を提供すること
にある。

「課題を解決するための手段」上記の目的を達成するため、本発明では、位置ループ、
速度ループ、電流ループの各フィードバックループを有
するサーボ制御装置において、前記各フィードバックル
ープに所定の指令信号を与える所定信号発生手段と、下
位フィードバックループへの指令入力を上位フィードバ
ックループからの出力信号から切離し前記所定信号発生
手段からの信号に切換える指令信号切換手段と、その指
令信号切換手段に切換指令を出力する切換指示手段と、
を備えることを特徴とするサーボ制御装置が提供される
。

「作用」上記の様に構成されたサーボ制御装置では、切換指示手
段から指令信号切換手段に切換指令を出力することによ
り、下位フィードバックループを上位のフィードバック
信号の影響から切離し、所定信号発生手段からの指令信
号により分離独立して単独運転をすることができる。従
って、たとえば、所定の指令信号として一定値を下位ル
ープに与えて単独分離運転し、そのときのサーボの挙動
を調べることにより容易に当該下位ループに異常がある
か否かを調査することができる。

「実施例」本発明の実施例について図面を参照し説明する。

第２図は実施例サーボ制御装置のハードウェア構成を示
すブロック図である。制御本体はコンピュータ１で構成
され、ＣＰＵＩＩ、メモリ１２．現在値カウンタ１３．
Ｄ／Ａ変換器１４．Ａ／Ｄ変換器１５を備える。メモリ
１２はＲＯＭ１６．ＲＡＭ１７を備え、その一部は電源
断時にもその内容を消失せず保存するバックアツプＲＡ
Ｍ領域１８を構成している。また、ＣＰＵＩＩにはイン
ターフェイス回路１９を介してＣＲＴデイスプレィ装置
７及びキーボード８が接続されている。Ｄ／Ａ変換器１
４の出力は電流アンプ２に接続され、電流アンプ２はＤ
／Ａ２換器１４の出力信号レベルに応じてサーボモータ
３を駆動する。サーボモータ３には無整流子モータが用
いられ、ＰＷＭ制御により駆動電流が制御されトルクが
制御される。

サーボモータ３の駆動電流は電流検出器５により検出さ
れ、Ａ／Ｄ変換器１５に入力されモニタされる。また、
サーボモータ３にはパルスエンコーダ４が取付けられ、
その位置を検出する。パルスエンコーダ４の出力は波形
整形及び方向判別回路６を介して現在値カウンタ１３に
接続される。

本実施例では、サーボ制御はコンピュータ１内でのディ
ジタル処理により実現するディジタルサーボを構成して
いる。

第１図はその処理により実現される機能で示したサーボ
制御装置のブロック図である。

パルスエンコーダ４からの信号により加減される現在値
カウンタ１３から読込まれる現在位置フィードバック値
Ｐ　Ｆｌｌは、目標値と付き合わされ、位置偏差ε、が
計算され、ＲＡＭ１７に記憶される。その位置偏差ε、
が増幅手段２１によりに６倍され、速度指令Ｖ　（ｌ　
Ｎ　ｏが算出される。一方、パルスエンコーダ４からの
現在位置フィードバック値Ｐ２．８は微分手段２５によ
り微分演算され、速度フィードバック値■、□が算出さ
れる。速度指令Ｖ６Ｎ１１と速度フィードバック値Ｖｒ
ａ＊が付き合わされて速度偏差ε、が計算され、ＲＡＭ
１７に記憶される。速度偏差ε、は、増幅手段２２によ
りＫ。

倍されて電流指令Ｉｃｘ。が算出される。電流指令Ｉ　
ＯＨＤはＡ／Ｄ変換器１５を通じ増幅手段２４を介して
読取られた電流フィードバック値Ｉ　ｒａｇと付き合わ
され、電流偏差ε！が算出されＲＡＭ１７に記憶される
。その電流偏差ε、が増幅手段２３によりに５倍され、
Ｄ／Ａ変換器１４を介して電流アンプ２に送られ、サー
ボモータ３が駆動される。

サーボ制御システムは、上記の様に、位置ループ、速度
ループ、電流ループの３つのフィードバックループによ
り構成されている。より下位のフィードバックループは
より高い応答性を要求されるため、たとえば電流ループ
はｔｌｐｓ、速度ループはその数倍のｔａｐｓ、位置ル
ープはさらにその数倍のｊ：３ＩＩｌｚの時間同上て゛
同期をとってデー・夕のサンプリングが行わ１−１Ｒ，
ＡＭ１７に一旦記憶された後、それぞれのフィードバッ
クループの処理が行われる。

本実施例では上記の処理に加え、２つの指令信号切換手
段３１．３２が刊加されている。第）の指令信号切換手
段３】は増幅手段２１からの速度指令Ｖ、。と所定信号
発生手段３３からの信号どを選択し切換える手段であり
、第２の指令信号切換手段３２は増幅手段２２からの電
流指令Ｉ。。

と所定信号発生手段３４かへの信号とを１４択し切換え
る手段である。これら２つの指令信号切換手段３１．３
２は、ＲＡＭ１７内の所定アドレスにループ分離の有効
。無効のフラグ（パラメータ）を持ち、ＣＰＵＩＩによ
り該フラグの内容を判別して制御方式を変える処理によ
り実現される。たとえば、所定信号発生手段３３はＲＡ
Ｍ１７内の所定アドレスのデータにより構成し、フラグ
の内容により速度指令Ｖ、−，，Ｉｎが収容されている
Ｒ、ＡＭ１７のアドレスと、所定ｆＡ号値が収容されて
いる”アドレスとのいｆ）１．かをＣＰＵ１．１が列伝
して纜み出し、以猜の処理を行うことにより、３！常の
サーボ制御あるいは下位ループの分離単独運転が選択さ
れ実行される３所定信号発生手段３３．３４をなすＲＡ
Ｍ１７のアドレスには７、予め一定のデータを設定１−
でおいてらよく、また、キーボード８等からの操作によ
り、任意のデータ、即ち、任意の指令値を操作者が設定
できるようにしてもよい、また、所定信号発生手段３３
．３４は、単に一定値を与えるのではなく、関数発生器
を用いて正弦波の様に時間的に変化するデータを与える
ようにしてもよいい作動について説明する２通常の運転時は８指令信号切換
手段３１．３２は増幅手段側２１．２２に切換えられ、
位置、速度及び電流の３つのフィードバックループによ
る閏ループ制復が行われる。

調整運転時には、キーボード８からフラグを設定操作す
ることにより、下位ループの単独分離運転が実行される
。ずなわぢ、キーボード８は切換指示手段をなす。たど
えば、第１の指令信号切換手段３１を切換えることによ
り、位置フィードバック信号Ｐ□７が切離され、所定信
号発生手段３３からの一定の速度指令信号による速度ル
ープの単独運転が行われる。また、第２の信号切換手段
３２を切換えることにより、位置フィードバック信号Ｐ
Ｆ□及び速度フィードバック信号Ｉ　Ｆｌｌｌｌの両者
が切離され、所定信号発生手段３４からの一部電流指令
信り・による電流ループの単独運転が行われるやこの様な、下位ループの単独分離運転（こより、容易に
異常箇所の判別をすることができる。たとえば、通常の
サーボ制御にＪ：る運転を行ったところ、軸が不安定に
なりハンチングを起こしたとする。このとき、第１の指
令信号切換手段３１により位置フィードバックを外し、
速度ループの単独運転をしてみる。それでもなおハンチ
ングを生じた場合は、第２の指令信号切換手段３４によ
り速度フィードバックを外し、電流ループの単独運転を
する。それでもやはりハンチングを生じている場合は、
電流ループ内に不具合箇所が存在すると判定できる。従
って、電流フィードバック信号の接触不良等を調査する
ことにより１．容易に不良原因を発見することができる
。

また、サーボ異常時だけではなく調整運転時に、単独運
転により各フィードバックのゲイン（電流ゲイン、速度
ゲイン、位置ゲイン）の限界値を調べることも容易にな
り、ゲインの整定をより適用機械に適合したものとする
。二ともできる。

本発明の適用は前記実施例の様にデジタルサーボに限定
されるものではなく、従来のアナログ方式のサーボ制御
装置にも適用できることは明らかである。

「発明の効果」本発明は、以上説明した横に構成さ′ｔ１４下位フィー
ドバックループによる単独運転を可能とする手段を儒え
るものであるから、不具合発生時の異常原因となってい
る箇所を容易に発見することができ、平均修理時間（Ｍ
ＴＴＲ）を極めて短くすることができるという効果があ
る。また、適用機械により適合したフィードバックゲイ
ンの整定か可能になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はサーボ制御装置
の構成を示すブロック図、第２図はハードウェア構成を
示すブロック図である。１１０．コンピュータ、　２９０．電流アンプ、　３゜
０．サーボモータ、　４０６．パルスエンコーダ、５０
１．電流検出器、　８９０．キーボード（切換指示手段
）、　１２．、、メモリ、　１７．、、ＲＡＭ、３１．
３２．、、指令信号切換手段、　３３．３４．。、所定信号発生手段。

Claims

【特許請求の範囲】位置ループ、速度ループ、電流ループの各フィードバッ
クループを有するサーボ制御装置において、前記各フィードバックループに所定の指令信号を与える
所定信号発生手段と、下位フィードバックループへの指令入力を上位フィード
バックループからの出力信号から切離し前記所定信号発
生手段からの信号に切換える指令信号切換手段と、その指令信号切換手段に切換指令を出力する切換指示手
段と、を備えることを特徴とするサーボ制御装置。