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JP2010193541A - Device for controlling electric motor for use in driving construction machine arm - Google Patents

Device for controlling electric motor for use in driving construction machine arm Download PDF

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JP2010193541A
JP2010193541A JP2009032473A JP2009032473A JP2010193541A JP 2010193541 A JP2010193541 A JP 2010193541A JP 2009032473 A JP2009032473 A JP 2009032473A JP 2009032473 A JP2009032473 A JP 2009032473A JP 2010193541 A JP2010193541 A JP 2010193541A
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JP
Japan
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arm
acceleration
time constant
value
deceleration
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009032473A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Kakei
浩明 加計
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.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance safety and workability with respect to a speed command by which the swiveling direction of an arm is abruptly changed in a method for driving and controlling the movement of the arm with an arm driving motor and an inverter. <P>SOLUTION: In a construction machine having an arm, the arm driving motor 6 as power for moving the arm is controlled with the inverter 7. When a control signal for operating the arm is input to the inverter 7, an acceleration and deceleration decision unit 2 determines whether the control signal is a command to accelerate the arm driving motor 6 or a deceleration command. According to the decision by the acceleration and deceleration decision unit 2, a filter constant for a filter unit 4 is set and the arm driving motor 6 is controlled based on the set filter constant. When a speed command value different in swiveling direction is input to the inverter 7, the acceleration and deceleration decision unit 2 decelerates the arm driving motor 6 and determines that the command is for acceleration after the speed of the arm driving motor 6 is zeroed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、アームを有する建設用機械で、アームを動かす動力として電動機を用い、この電動機を駆動するのにインバータを用いるシステムにおいて、このアームを動かす速度制御装置に関するものである。   The present invention relates to a speed control device that moves an arm in a system that uses an electric motor as a power for moving the arm and uses an inverter to drive the electric motor.

現在、アームを有する建設用機械、例えばショベルカーのアームを左右旋回方向に動かす動力は油圧モータで、このモータはディーゼルエンジンと油圧ポンプにより発生する高圧、大量の油で駆動する。旋回方向、速度制御は油圧ポンプと油圧モータの間に設けられたコントロールバルブにより、方向、流量を調整して行う。欠点としては、効率が悪く、高圧、大量の油を使用するため、油漏れ、火災など環境性と安全性を配慮したメンテナンスが必要となることである。   Currently, the power for moving the arm of a construction machine having an arm, such as a shovel car, in the left-right direction is a hydraulic motor, and this motor is driven by a high pressure and a large amount of oil generated by a diesel engine and a hydraulic pump. The turning direction and speed are controlled by adjusting the direction and flow rate with a control valve provided between the hydraulic pump and the hydraulic motor. Disadvantages are inefficiency, high pressure, and the use of a large amount of oil, which necessitates maintenance in consideration of environmental and safety such as oil leakage and fire.

これらの事項を解決するため、近年、小型で効率が高く、強力な電動機の出現と、これらの電動機を駆動するインバータが小型、高性能化されたことで、アームを旋回方向に動かす動力に、電動機とインバータの組合せが使用され始めた。   In order to solve these matters, in recent years, the emergence of small, highly efficient and powerful motors and the small and high performance inverters that drive these motors, the power to move the arm in the turning direction, Combinations of electric motors and inverters have begun to be used.

この電動機で駆動するアームの操作方法は、図12に示すように、操作レバー1が中央にいる状態を0とし、右に傾けた時をプラス信号、左に傾けた時をマイナス信号として旋回速度信号が出力される。このように、操作レバー1を倒すことで、旋回方向、速度調整を行うが、中央部付近では無感帯領域として遊びを設け、旋回方向の指令は操作レバー1を左右に倒す方向で指令し、旋回速度の度合いはレバーの傾きで調整する。   As shown in FIG. 12, the operating method of the arm driven by this electric motor is as follows. The operation lever 1 is set to 0 when the lever is in the center. A signal is output. In this way, the turning direction and speed are adjusted by tilting the operating lever 1, but play is provided as a dead zone area near the center, and the turning direction is commanded in the direction in which the operating lever 1 is tilted left and right. The degree of turning speed is adjusted by the tilt of the lever.

アーム制御用インバータの構成図を図13に示す。操作者が意図する動きを操作レバー1で実現できるように操作して、操作レバー1からの指令信号を、フィルタ部4に出力する。このフィルタ部4は建設機械自身の振動が操作レバー1を揺らすことにより発生する機械的振動によるノイズ除去と応答速度を調整するために備えられる。フィルタ部4はインバータ7で実現しようとする旋回方向と速度の指令信号を制御部5に出力し、この出力に応じて制御部5がアーム駆動用電動機6を駆動しアームを動かす。このフィルタ部4は加速時も減速時のどちらにも使用するので、加速時も減速時も応答速度は同じとなる。   FIG. 13 shows a configuration diagram of the arm control inverter. The operation is performed so that the movement intended by the operator can be realized by the operation lever 1, and a command signal from the operation lever 1 is output to the filter unit 4. The filter unit 4 is provided for removing noise due to mechanical vibration generated by the vibration of the construction machine itself and shaking the operation lever 1 and adjusting the response speed. The filter unit 4 outputs a turn direction and speed command signal to be realized by the inverter 7 to the control unit 5, and the control unit 5 drives the arm driving motor 6 and moves the arm in accordance with the output. Since the filter unit 4 is used for both acceleration and deceleration, the response speed is the same during acceleration and deceleration.

なお、建設用機械のアーム制御としては特許文献1、2が公知となっている。特許文献1では、電動機を制御するためにインバータを用い、このインバータのコントローラにレバーからの制御信号を入力して電動機を制御することが記載されている。また、特許文献2では、レバー信号の立ち上がりや立ち下がりで異なる応答速度となるように電動機を制御することが記載されている。   Patent Documents 1 and 2 are publicly known as arm control for construction machines. Patent Document 1 describes that an inverter is used to control an electric motor, and a control signal from a lever is input to a controller of the inverter to control the electric motor. Further, Patent Document 2 describes that the electric motor is controlled so that the response speed varies depending on the rise and fall of the lever signal.

特開2001−226077号公報JP 2001-226077 A 国際公開第2006/054581号パンフレットInternational Publication No. 2006/054541 Pamphlet

安全性、作業性、環境性を考慮し、かつ人間工学的にも良いとされるアーム旋回速度は、加速時はゆっくりとした応答で、減速時は速い応答で、かつ急激な加減速をしないことである。現状では、加速時、減速時とも同じ応答速度で、応答速度は減速時に合わせて速く設定することが多いため、微加速で動かすべき動作のところを速く動かしてしまう可能性が高く、安全性の低下と、作業性が悪いという課題がある。他に、急加速から急減速した場合は速度の時間微分による過大な力がアームにかかり、振動、騒音が発生して環境条件を悪化させるという課題がある。 Arm turning speed, which is considered good for safety, workability and environmental friendliness and ergonomics, is a slow response when accelerating, a fast response when decelerating, and no rapid acceleration / deceleration. That is. At present, the response speed is the same for both acceleration and deceleration, and the response speed is often set faster in response to the deceleration. There is a problem of lowering and poor workability. In addition, when the vehicle is suddenly decelerated from sudden acceleration, there is a problem that an excessive force due to time differentiation of the speed is applied to the arm, and vibration and noise are generated to deteriorate environmental conditions.

本発明が目的とするところは、アームを有する建設用機械で、アームを動かす動力として電動機を用い、この電動機を駆動するのにインバータを用いるシステムにおいて、作業性、安全性、環境性を向上させるためにアーム動作の加速時、減速時の応答速度を、各時別々に調整をできるようにすることである。特に上記システムにおいて、アームの旋回方向を急激に変化させる指令に対して、アーム駆動用電動機の加速時、減速時の応答速度を、各時別々に調整できるようにすることである。   An object of the present invention is to improve workability, safety, and environmental performance in a construction machine having an arm that uses an electric motor as power for moving the arm and uses an inverter to drive the electric motor. Therefore, the response speed at the time of acceleration and deceleration of the arm operation can be adjusted separately at each time. In particular, in the system described above, the response speed at the time of acceleration and deceleration of the arm driving motor can be adjusted separately for each command in response to a command to change the turning direction of the arm abruptly.

上記目的を達成する本発明の建設機器のアーム駆動用電動機の制御装置は、アームを有する建設用機械において、前記アームを動かす電動機を制御するインバータであって、前記アームの旋回方向と速度を指令する操作レバーと、予め定められた一定間隔で、前記操作レバーの出力信号である速度指令値を検出し、前記速度指令値の変化量が予め決められた判定値より大きい場合、前記操作レバーの入力信号が前記アームを加速させる指令値か減速させる指令値かを判断する加減速判断処理部と、加速状態時用の時定数と減速状態時用の時定数が各別に設定され、前記加減速判断処理部の判断処理信号に応じて前記いずれかの時定数を選択する加速状態時用時定数、減速状態時用時定数の選択部と、前記選択された時定数信号に基づき、フィルタ出力値として前記電動機の旋回方向と速度の指令値を出力するフィルタ部とを備え、前記加減速判断処理部は、前記変化量が前記判定値より小さく、前記フィルタ出力値の符号が変化した場合、前記アームを加速すると判断し、前記予め定められた一定間隔において、前記アームの旋回方向が異なる速度指令値が入力されると、前記アームを減速すると判断することを特徴とする。   A control device for an arm drive motor of a construction machine according to the present invention that achieves the above object is an inverter that controls an electric motor that moves the arm in a construction machine having an arm, and commands the turning direction and speed of the arm. When a speed command value, which is an output signal of the operation lever, is detected at a predetermined fixed interval and a change amount of the speed command value is larger than a predetermined determination value, An acceleration / deceleration determination processing unit that determines whether the input signal is a command value for accelerating or decelerating the arm, a time constant for acceleration state, and a time constant for deceleration state are set separately, and the acceleration / deceleration Based on the time constant for acceleration state time constant and the time constant for deceleration state that select any one of the time constants according to the determination processing signal of the determination processing unit, and the time constant signal selected based on the selected time constant signal. The acceleration / deceleration determination processing unit has a change amount smaller than the determination value and a sign of the filter output value has changed. In this case, it is determined that the arm is accelerated, and it is determined that the arm is decelerated when a speed command value having a different turning direction of the arm is input at the predetermined fixed interval.

また、上記目的を達成する本発明の建設機器のアーム駆動用電動機の制御装置は、アームを有する建設用機械において、前記アームを動かす電動機を制御するインバータであって、前記アームの旋回方向と速度をパルス信号で指令する指令入力装置と、前記指令入力装置の出力信号である速度指令値を検出し、前記指令入力装置の入力信号が前記アームを加速させる指令値か減速させる指令値かを判断する加減速判断処理部と、加速状態時用の時定数と減速状態時用の時定数が各別に設定され、前記加減速判断処理部の判断処理信号に応じて前記いずれかの時定数を選択する加速状態時用時定数、減速状態時用時定数の選択部と、前記選択された時定数信号に基づき、フィルタ出力値として前記電動機の旋回方向と速度の指令値を出力するフィルタ部とを備え、前記加減速判断処理部は、前記指令入力装置からの指令が変わらず、前記フィルタ出力値の符号が変化した場合、前記アームを加速すると判断し、前記指令入力装置から、前記アームの旋回方向が異なる速度指令値が入力されると、前記アームを減速すると判断することを特徴としてもよい。   Also, the control device for the arm drive motor of the construction equipment according to the present invention that achieves the above object is an inverter that controls the motor that moves the arm in the construction machine having the arm, and the turning direction and speed of the arm A command input device for commanding a pulse signal and a speed command value that is an output signal of the command input device are detected, and it is determined whether the input signal of the command input device is a command value for accelerating or decelerating the arm. Acceleration / deceleration determination processing unit, acceleration state time constant and deceleration state time constant are set separately, and one of the time constants is selected according to the determination processing signal of the acceleration / deceleration determination processing unit Based on the time constant for acceleration state time constant and the time constant for deceleration state to be selected and the selected time constant signal, a filter that outputs a command value for the turning direction and speed of the motor as a filter output value. The acceleration / deceleration determination processing unit determines that the arm is accelerated when the command from the command input device does not change and the sign of the filter output value changes, from the command input device, When a speed command value having a different turning direction of the arm is input, it may be determined that the arm is decelerated.

なお、前記時定数は、加速時の応答速度を減速時の応答速度より遅く設定するとよい。   The time constant may be set so that the response speed during acceleration is slower than the response speed during deceleration.

したがって、以上の発明によれば、アームの動作を電動機とインバータで駆動、制御する方式において、安全性、作業性が向上する。   Therefore, according to the above invention, safety and workability are improved in the system in which the operation of the arm is driven and controlled by the electric motor and the inverter.

本発明の第1実施形態を示す構成図。The block diagram which shows 1st Embodiment of this invention. 第1実施形態の判断フロー図。FIG. 3 is a determination flowchart of the first embodiment. アーム駆動用電動機の制御例を示す構成図。The block diagram which shows the example of control of the electric motor for arm drive. アーム駆動用電動機の制御例の判断フロー図。FIG. 4 is a determination flow diagram of an example of control of an arm driving motor. 本発明の第2実施形態を示す構成図。The block diagram which shows 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態の判断フロー図。FIG. 10 is a determination flowchart of the second embodiment. フィルタ入出力波形図。Filter input / output waveform diagram. 減速時に加速状態時用時定数を選択した場合のフィルタ出力波形図。Filter output waveform diagram when the time constant for acceleration state is selected during deceleration. 加速時に減速状態時用時定数を選択した場合のフィルタ出力波形図。The filter output waveform figure at the time of selecting the time constant for the deceleration state at the time of acceleration. 入力される速度指令値と制御周期の関係図。The relationship diagram of the speed command value and control cycle which are input. 求められるフィルタ出力波形図。The required filter output waveform diagram. 操作レバー実態図と入出力関係図。Operation lever actual state diagram and input / output relationship diagram. インバータ構成図。FIG.

本願発明は、アームの動作をアーム駆動用電動機とインバータで駆動、制御する方式において、安全性、作業性を向上するため、加速時と減速時に各々専用のフィルタ定数を使用して、アーム駆動用電動機の応答性を別々に調節するものである。特に、急激にアームの旋回方向が変わる指令が入力された場合に、アーム駆動用電動機が減速する時には減速時のフィルタ定数(減速状態時用時定数)を選択し、アーム駆動用電動機の回転速度が0となった後に、加速時のフィルタ定数(加速状態時用時定数)に切り替えるようにアーム駆動用電動機を制御する。   In the present invention, the arm operation is driven and controlled by an arm drive motor and an inverter. In order to improve safety and workability, each filter is used for arm drive by using a dedicated filter constant during acceleration and deceleration. It adjusts the responsiveness of the motor separately. In particular, when a command to change the turning direction of the arm suddenly is input, when the arm drive motor decelerates, the filter constant for deceleration (time constant for deceleration state) is selected, and the rotation speed of the arm drive motor After the value becomes zero, the arm driving motor is controlled so as to switch to the filter constant during acceleration (time constant for acceleration state).

本発明に先立ち、発明者らは、アーム駆動用電動機の制御装置に関する発明を行っている。その構成を図3に示す。   Prior to the present invention, the inventors have invented an arm drive motor control device. The configuration is shown in FIG.

図3に示すように、アーム(図示省略)の駆動及び制御は、操作レバー1の入力に基づいて、インバータ7がアーム駆動用電動機6を駆動及び制御することにより行われる。   As shown in FIG. 3, the arm (not shown) is driven and controlled by the inverter 7 driving and controlling the arm driving motor 6 based on the input of the operation lever 1.

アームの操作レバー1は、アームの旋回方向と速度の2条件の設定を行う。つまり、旋回方向の指令は操作レバー1を左右に倒す方向で指令し、旋回速度の度合いはレバーの傾きで調整する。例えば、右に傾けた時をプラス信号、左に傾けた時をマイナス信号として旋回速度信号が出力される。このように、操作レバー1を倒すことで、旋回方向、速度の調整を行う。なお、中央部付近では無感帯領域として遊びが設けられている。   The arm control lever 1 sets two conditions of the arm turning direction and speed. In other words, the turning direction is instructed in the direction in which the operation lever 1 is tilted left and right, and the degree of turning speed is adjusted by the inclination of the lever. For example, the turning speed signal is output with a positive signal when tilted to the right and a negative signal when tilted to the left. In this way, the turning direction and speed are adjusted by tilting the operation lever 1. In the vicinity of the center, play is provided as a dead zone region.

インバータ7は、加減速判断処理部2、加速状態時用時定数、減速状態時用時定数の選択部3(以後、時定数選択部3とする)、フィルタ部4、制御部5及びフィルタ差分演算部9(以後、演算部9とする)より構成される。   The inverter 7 includes an acceleration / deceleration determination processing unit 2, an acceleration state time constant, a deceleration state time constant selection unit 3 (hereinafter referred to as a time constant selection unit 3), a filter unit 4, a control unit 5, and a filter difference. It is comprised from the calculating part 9 (henceforth the calculating part 9).

演算部9は、図7で示すように、加速状態から減速状態に移行する過渡時において、速度指令として急加速から急減速が発せられる場合に、アーム駆動用電動機6の急加速変化を抑制して安全性を向上するために備えられる。   As shown in FIG. 7, the arithmetic unit 9 suppresses the rapid acceleration change of the arm driving motor 6 when the rapid command is issued from the sudden acceleration as the speed command in the transition from the acceleration state to the deceleration state. Provided to improve safety.

なお、図7において、実線は速度指令として急加速から急減速が発せられた場合の速度指令値を示す。一方、点線は実線で示す速度指令値が入力された際のフィルタ出力値(点線)を示す。   In FIG. 7, the solid line indicates the speed command value when sudden acceleration is issued from sudden acceleration as the speed command. On the other hand, the dotted line indicates the filter output value (dotted line) when the speed command value indicated by the solid line is input.

演算部9は、操作レバー1からの速度指令値とフィルタ部4からのフィルタ出力値との差分(フィルタ差分)を求める。この演算結果は、時定数設定部8の時定数設定に供される。   The calculation unit 9 obtains a difference (filter difference) between the speed command value from the operation lever 1 and the filter output value from the filter unit 4. This calculation result is used for time constant setting of the time constant setting unit 8.

時定数設定部8は、加減速判断処理部2と時定数選択部3から構成され、フィルタ部4のフィルタ定数設定を行う。   The time constant setting unit 8 includes an acceleration / deceleration determination processing unit 2 and a time constant selection unit 3, and sets a filter constant for the filter unit 4.

加減速判断処理部2は、演算部9と操作レバー1からの信号を受信し、加速状態の指令か減速状態の指令かの判断を行う。   The acceleration / deceleration determination processing unit 2 receives signals from the calculation unit 9 and the operation lever 1 and determines whether the command is an acceleration state command or a deceleration state command.

すなわち、速度指令値の符号とフィルタ差分の符号に基づいて、加減速判断処理部2が加速状態から減速状態への切り替えを行う。   That is, based on the sign of the speed command value and the sign of the filter difference, the acceleration / deceleration determination processing unit 2 switches from the acceleration state to the deceleration state.

時定数選択部3には、加速時用の時定数と減速時用の時定数が記憶されている。そして、加減速判断処理部2が加速か減速の判断を時定数選択部3に出力し、時定数選択部3が加速用又は減速用どちらかの時定数を選択してフィルタ部4のフィルタ定数設定を行う。   The time constant selection unit 3 stores a time constant for acceleration and a time constant for deceleration. Then, the acceleration / deceleration determination processing unit 2 outputs an acceleration / deceleration determination to the time constant selection unit 3, and the time constant selection unit 3 selects either the acceleration or deceleration time constant to select the filter constant of the filter unit 4. Set up.

したがって、アーム駆動用電動機6のスムーズな加速から減速への切り替えができ、アームに過大な力がかかることを防止する。   Therefore, the arm driving electric motor 6 can be switched from smooth acceleration to deceleration, and an excessive force is prevented from being applied to the arm.

制御部5は、フィルタ部4から旋回方向と速度指示であるフィルタ出力値が入力されると、アーム駆動用電動機6に制御信号を出力する。   The control unit 5 outputs a control signal to the arm driving motor 6 when a filter output value that is a turning direction and a speed instruction is input from the filter unit 4.

このように、アーム駆動用電動機6は、インバータ7で駆動、制御される。アーム駆動用電動機6が駆動、制御されることによりアームが駆動、制御される。以上のように構成されたものにおいて、図4のフロー図を参照してその動作を説明する。   Thus, the arm driving motor 6 is driven and controlled by the inverter 7. The arm is driven and controlled by driving and controlling the arm driving motor 6. With the configuration as described above, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップS1において、アームの速度指令が加速状態か減速状態かの判断が行われる。この判断は、操作レバー1からの速度指令値の変化量から判断される。つまり、操作レバー1から、旋回方向と速度指令値の2条件を含んだ信号が、定期的に加減速判断処理部2に送信される。   In step S1, it is determined whether the arm speed command is an acceleration state or a deceleration state. This determination is made from the amount of change in the speed command value from the operation lever 1. That is, a signal including two conditions of a turning direction and a speed command value is periodically transmitted from the operation lever 1 to the acceleration / deceleration determination processing unit 2.

加減速判断処理部2は、速度指令値から速度に関する情報のみ取り出すため、旋回方向を指示する正負の極性を絶対値演算で除去した後、速度指令値の変化量を式(1)で計算する。   Since the acceleration / deceleration determination processing unit 2 extracts only information related to the speed from the speed command value, the positive / negative polarity instructing the turning direction is removed by the absolute value calculation, and then the amount of change in the speed command value is calculated by Expression (1) .

変化量=|今回の速度指令値|−|前回の速度指令値| …(1)
また、操作レバー1が発する速度指令値は、誤差として、操作レバー1自身が受ける械的振動により生じる振動幅を含んでいる。そのため、判定値として前記振幅の1.5倍から2倍程度を適宜設定する。そして、式(1)から算出される速度指令値の変化量が設定値より大きければ、加速又は減速の速度指令がなされたと判断できるので、加減速判断処理部2での加速、減速の判断がより確実になる。なお、判定値は式(2)で算出される。
Amount of change = | current speed command value |-| previous speed command value | (1)
Further, the speed command value generated by the operation lever 1 includes, as an error, a vibration width caused by mechanical vibration that the operation lever 1 itself receives. Therefore, about 1.5 to 2 times the amplitude is appropriately set as the determination value. If the change amount of the speed command value calculated from the equation (1) is larger than the set value, it can be determined that the acceleration or deceleration speed command has been made. Become more certain. The determination value is calculated by equation (2).

判定値=(レバーの機械的振動によるノイズ)×1.5〜2程度 …(2)
ステップS2で今回の速度指令値が保持される。ステップS2で保持された速度指令値は、次回の変化量の計算時(式(1))に前回の速度指令値として入力される。
Judgment value = (noise due to mechanical vibration of the lever) × about 1.5 to 2 (2)
In step S2, the current speed command value is held. The speed command value held in step S2 is input as the previous speed command value at the time of calculating the next change amount (formula (1)).

ステップS3において、操作レバー1からの速度指令値とフィルタ部4からのフィルタ出力値との差(以下、フィルタ差分という)が式(3)により演算部9で算出される。   In step S <b> 3, a difference between the speed command value from the operation lever 1 and the filter output value from the filter unit 4 (hereinafter, referred to as a filter difference) is calculated by the calculation unit 9 using Equation (3).

フィルタ差分=|速度指令値|−|フィルタ出力値| …(3)
算出されたフィルタ差分は加減速判断処理部2に出力される。図7に示すように、フィルタ差分が正から負に変わる時(P点)に、加速状態から減速状態と判断することで、アーム駆動用電動機6の加速と減速のスムーズな切り替えが実現できる。
Filter difference = | Speed command value |-| Filter output value | (3)
The calculated filter difference is output to the acceleration / deceleration determination processing unit 2. As shown in FIG. 7, when the filter difference changes from positive to negative (point P), it is possible to realize smooth switching between acceleration and deceleration of the arm driving motor 6 by determining the acceleration state to the deceleration state.

ステップS4では、加減速判断処理部2が、ステップS1で算出された、速度指令値の変化量(式(1)より算出)の絶対値と判定値(式(2)より算出)の比較を行う。前記絶対値が前記判定値より大きい場合(Yの場合)、ステップS5に進み前記速度指令値がアーム駆動用電動機6を加速させる指令なのか減速させる指令なのかを判定する。一方、前記絶対値が前記判定値より小さい場合(Nの場合)、ステップS10において現在の時定数が設定される。   In step S4, the acceleration / deceleration determination processing unit 2 compares the absolute value of the speed command value change amount (calculated from equation (1)) and the determination value (calculated from equation (2)) calculated in step S1. Do. When the absolute value is larger than the determination value (in the case of Y), the process proceeds to step S5 to determine whether the speed command value is a command for accelerating or decelerating the arm driving motor 6. On the other hand, if the absolute value is smaller than the determination value (N), the current time constant is set in step S10.

ステップS5において、加減速判断処理部2が、ステップS1で算出された変化量の符号条件に、ステップS3で算出されたフィルタ差分の条件を追加して、加速状態の判断を式(4)に基づいて行う。   In step S5, the acceleration / deceleration determination processing unit 2 adds the filter difference condition calculated in step S3 to the change amount sign condition calculated in step S1, and determines the acceleration state in equation (4). Based on.

変化量>0かつフィルタ差分>0 …(4)
式(4)を満たす場合(Yの場合)は、ステップS6において、時定数選択部3が加速状態時用時定数を選択する。一方、式(4)を満たさない場合(Nの場合)は、ステップS7に移行する。
Change amount> 0 and filter difference> 0 (4)
When Expression (4) is satisfied (in the case of Y), in step S6, the time constant selection unit 3 selects a time constant for acceleration state. On the other hand, when Expression (4) is not satisfied (in the case of N), the process proceeds to step S7.

ステップS7では、加減速判断処理部2が減速状態の判断を式(5)に基づいて行う。   In step S7, the acceleration / deceleration determination processing unit 2 determines the deceleration state based on the equation (5).

変化量<0かつフィルタ差分<0 …(5)
式(5)を満たす場合(Yの場合)は、ステップS8において、時定数選択部3が減速状態時用時定数を選択する。一方、式(5)を満たさない場合(Nの場合)、ステップS9に移行し、時定数選択部3で現在設定されている時定数が選択される。
Change amount <0 and filter difference <0 (5)
When the expression (5) is satisfied (in the case of Y), in step S8, the time constant selection unit 3 selects the time constant for the deceleration state. On the other hand, when Expression (5) is not satisfied (in the case of N), the process proceeds to step S9, and the time constant currently set by the time constant selection unit 3 is selected.

ステップS11において、ステップS6、S8、S9、S10のいずれかのステップで選択された時定数が、フィルタ部4のフィルタ定数として設定される。   In step S11, the time constant selected in any one of steps S6, S8, S9, and S10 is set as the filter constant of the filter unit 4.

設定されたフィルタ定数に基づいて、フィルタ部4から制御部5に旋回方向と速度信号が入力され、アーム駆動用電動機6の加速状態時と減速状態時の応答速度が別々に制御される。   Based on the set filter constant, the turning direction and the speed signal are input from the filter unit 4 to the control unit 5, and the response speeds in the acceleration state and the deceleration state of the arm driving motor 6 are controlled separately.

上記一連の操作(S1〜S11)を制御周期とし、この制御周期を繰り返すことにより、アーム駆動用電動機6の制御が行われる。したがって、アームの作業性、安全性が向上する。   The series of operations (S1 to S11) is set as a control cycle, and the control of the arm driving motor 6 is performed by repeating this control cycle. Therefore, workability and safety of the arm are improved.

上述の構成からなるアーム駆動用電動機の制御方法の具体例を以下に示す。なお、具体例において右旋回方向を正とする。   A specific example of the control method of the arm driving electric motor having the above-described configuration is shown below. In the specific example, the right turn direction is positive.

例えば、今回の速度指令値が3000rpmで前回の速度指令値が2000rpmの場合、アーム駆動用電動機6の右方向の回転数を1000rpm増加させるように加速することが求められる。これをインバータ7で制御する場合、(1)式にそれぞれの値を代入して、
変化量=|3000|−|2000|=1000
となり、変化量>0なので加速と判断される。
For example, when the current speed command value is 3000 rpm and the previous speed command value is 2000 rpm, it is required to accelerate the arm drive motor 6 so that the right rotational speed is increased by 1000 rpm. When this is controlled by the inverter 7, each value is substituted into the equation (1),
Change amount = | 3000 | − | 2000 | = 1000
Thus, since the amount of change is> 0, it is determined that acceleration.

同様に、今回の速度指令値が−3000rpmで、前回の速度指令値が−2000rpmの場合、アーム駆動用電動機6の左方向の回転数を1000rpm増加させるように加速することが求められる。これをインバータ7で制御する場合(1)式にそれぞれの値を代入して、
変化量=|−3000|−|−2000|=1000
となり、変化量>0なので加速と判断される。
Similarly, when the current speed command value is −3000 rpm and the previous speed command value is −2000 rpm, it is required to accelerate the arm drive motor 6 so that the left rotation speed is increased by 1000 rpm. When this is controlled by the inverter 7, the respective values are substituted into the equation (1),
Change amount = | −3000 | − | −2000 | = 1000
Thus, since the amount of change is> 0, it is determined that acceleration.

このように、前回の指令と今回の指令において、旋回方向が変化しない指令に対しては、インバータ7は適切にアーム駆動用電動機6を制御できる。   As described above, the inverter 7 can appropriately control the arm driving motor 6 with respect to a command in which the turning direction does not change between the previous command and the current command.

しかし、上記構成のアーム駆動用電動機6の制御方法では、旋回方向が急激に変化する指令に対して、加速と減速を誤って判断する可能性がある。   However, in the control method of the arm driving electric motor 6 having the above-described configuration, there is a possibility that the acceleration and deceleration are erroneously determined in response to a command in which the turning direction changes rapidly.

例えば、今回の速度指令値が3000rpm(右旋回を正とする)で前回の速度指令値が−2000rpmの場合、アーム駆動用電動機6は右旋回方向の動きが減速し、アーム駆動電動機6の回転速度が0になった後に、左旋回方向に加速されることが求められる。これをインバータ7で制御する場合(1)式にそれぞれの値を代入して、
変化量=|3000|−|−2000|=1000
となり、変化量>0なので加速と判断される。したがって、図8に示すように、インバータ7では、一律に加速と判断されてしまう。
For example, when the current speed command value is 3000 rpm (right turn is positive) and the previous speed command value is −2000 rpm, the arm drive motor 6 decelerates the right turn direction and the arm drive motor 6 After the rotation speed becomes zero, acceleration in the left turn direction is required. When this is controlled by the inverter 7, the respective values are substituted into the equation (1),
Change amount = | 3000 | − | −2000 | = 1000
Thus, since the amount of change is> 0, it is determined that acceleration. Therefore, as shown in FIG. 8, the inverter 7 is uniformly determined to accelerate.

同様に、今回の速度指令値が2000rpm(右旋回を正とする)で前回の速度指令値が−3000rpmの場合、求められるアーム駆動用電動機6の動きは、右旋回方向の動きが減速し、アーム駆動電動機6の回転速度が0になった後に、左旋回方向に加速されることである。これをインバータ7で制御する場合(1)式にそれぞれの値を代入して、
変化量=|2000|−|−3000|=−1000
となり、変化量<0なので減速と判断される。したがって、図9に示すように、インバータ7では、一律に減速と判断されてしまう。
Similarly, when the current speed command value is 2000 rpm (right turn is positive) and the previous speed command value is −3000 rpm, the required movement of the arm driving motor 6 is reduced in the right turn direction. Then, after the rotational speed of the arm drive motor 6 becomes zero, it is accelerated in the left turning direction. When this is controlled by the inverter 7, the respective values are substituted into the equation (1),
Change amount = | 2000 | − | −3000 | = −1000
Since the change amount is less than 0, it is determined that the vehicle is decelerating. Therefore, as shown in FIG. 9, the inverter 7 is uniformly determined to decelerate.

つまり、今回の速度指令値と前回の速度指令値の絶対値の差に基づいて一律の時定数が選択されるので、アーム駆動用電動機6の回転速度が0になった後に時定数を切り替えることができない。   That is, since a uniform time constant is selected based on the difference between the absolute value of the current speed command value and the previous speed command value, the time constant is switched after the rotational speed of the arm driving motor 6 becomes zero. I can't.

このような問題は、レバー操作による入力の場合さほど問題とならない。なぜならば、図10に示すように、レバーの動作は、インバータ7がサンプリングする制御周期より極めて遅いため、図10の矢印Bで示すように、制御周期内で急激に旋回方向が変化する入力が行われることはほとんど無いためである。   Such a problem is not so serious in the case of input by lever operation. This is because, as shown in FIG. 10, the operation of the lever is much slower than the control cycle sampled by the inverter 7, and therefore, as shown by the arrow B in FIG. This is because there is little to be done.

しかし、レバー操作を使用するシステムにおいても、システムの都合上、速度制御周期が遅くなり、制御周期内で急激に旋回方向が変化する指令が入力されると、上述の問題が生じる。また、左と右の旋回指令用のボタン信号(ホイストの操作ボタンのようなもの)に、強弱のみの指令(例えば、高速指令又は低速指令)しか無い装置(指令入力装置)では、パルス的な信号が入力されるので、上述の問題が生じやすい。   However, even in a system that uses lever operation, the speed control cycle becomes slow for the convenience of the system, and the above-mentioned problem occurs when a command for suddenly changing the turning direction within the control cycle is input. In addition, in a device (command input device) in which the left and right turn command button signals (such as hoist operation buttons) have only strong and weak commands (for example, high-speed commands or low-speed commands), they are pulse-like. Since a signal is input, the above-described problem is likely to occur.

本発明は、上記問題を勘案して、図11に示すように、アーム駆動用電動機6の回転速度が0に近づく時は、減速状態時用時定数を使用し、アーム駆動用電動機6の回転速度が増加する場合は、加速状態時用時定数を使用するようにアーム駆動用電動機6を制御する。以下、具体的な実施形態を挙げて詳細に説明する。   In consideration of the above problems, the present invention uses the time constant for deceleration state when the rotational speed of the arm driving motor 6 approaches 0 as shown in FIG. When the speed increases, the arm driving motor 6 is controlled to use the time constant for the acceleration state. Hereinafter, specific embodiments will be described in detail.

(実施形態1)
本発明の第1実施形態に係るアーム駆動用電動機の制御方法を実現する構成図を図1に示す。アーム(図示省略)の駆動、制御は、操作レバー1の入力に基づいてインバータ7がアーム駆動用電動機6を駆動、制御することにより行われる。図3のアーム駆動用電動機6の制御方法を実現する構成と同じ構成については、同符号を付し詳細な説明を省略する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a block diagram for realizing the arm driving motor control method according to the first embodiment of the present invention. The arm (not shown) is driven and controlled when the inverter 7 drives and controls the arm driving motor 6 based on the input of the operation lever 1. The same components as those for realizing the control method of the arm driving motor 6 in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

本発明は、図3に記載のアーム駆動用電動機6の制御を実現する構成において、加減速判断処理部2が、制御周期内で旋回方向が異なる指令が入力されたことを検出する機能を備えたことを特徴としている。以下、加減速判断処理部2の機能について具体的に説明する。   The present invention has a function of detecting that an instruction having a different turning direction is input within the control cycle in the configuration for realizing the control of the arm driving motor 6 shown in FIG. It is characterized by that. Hereinafter, the function of the acceleration / deceleration determination processing unit 2 will be described in detail.

加減速判断処理部2は、今回の速度指令値と前回の速度指令値の積(符号判断値)を計算し、算出された値の正負を判断する。つまり、加減速判断処理部2は、操作レバー1から前回の速度指令値と今回の速度指令値で旋回方向の異なる速度指令値が入力されたことを検出する。   The acceleration / deceleration determination processing unit 2 calculates the product (sign determination value) of the current speed command value and the previous speed command value, and determines whether the calculated value is positive or negative. That is, the acceleration / deceleration determination processing unit 2 detects that a speed command value having a different turning direction is input from the operation lever 1 between the previous speed command value and the current speed command value.

例えば、右旋回の速度指令値の符号を正とすると、左旋回の速度指令値の符号は負で表される。したがって、前回の速度指令値と今回の速度指令値で旋回方向が異なる速度指令値が入力されると、符号判断値の符号は必ずは負となる。ゆえに、符号判断値の符号を検出することで、前回の速度指令値と今回の速度指令値で旋回方向の異なる速度指令値が入力されたことを検出することができる。   For example, if the sign of the right turn speed command value is positive, the sign of the left turn speed command value is negative. Therefore, when a speed command value having a different turning direction is input between the previous speed command value and the current speed command value, the sign of the sign determination value is always negative. Therefore, by detecting the sign of the sign determination value, it is possible to detect that a speed command value having a different turning direction is input between the previous speed command value and the current speed command value.

加減速判断処理部2は、符号判断値(今回の速度指令値と前回の速度指令値の積)が負の場合、必ず「減速」と判断する。その後、フィルタ出力値の符号を検出して、フィルタ出力値の符号が変化した場合(旋回方向が変化した場合)に「加速」と判断する。加減速判断処理部2の判断に基づき、時定数選択部3で時定数が選択される。   The acceleration / deceleration determination processing unit 2 always determines “deceleration” when the sign determination value (product of the current speed command value and the previous speed command value) is negative. Thereafter, the sign of the filter output value is detected, and “acceleration” is determined when the sign of the filter output value changes (when the turning direction changes). Based on the determination of the acceleration / deceleration determination processing unit 2, the time constant selection unit 3 selects a time constant.

以上のように構成されたものにおけるアーム駆動用電動機6の制御方法を図2に示すフロー図を参照して詳細に説明する。図4に示したフローと同じステップには同一符号を付し、詳細な説明を省略する。   A method for controlling the arm driving motor 6 having the above-described configuration will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. The same steps as those in the flow shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

ステップS1において、操作レバー1からの旋回方向と速度の2条件を含んだ信号が定期的に加減速判断処理部2に送信される。加減速判断処理部2は、式(1)に基づいて速度指令値の変化量を計算する。   In step S <b> 1, a signal including two conditions of the turning direction and speed from the operation lever 1 is periodically transmitted to the acceleration / deceleration determination processing unit 2. The acceleration / deceleration determination processing unit 2 calculates the change amount of the speed command value based on the equation (1).

ステップS2で今回の速度指令値がセーブされる。   In step S2, the current speed command value is saved.

ステップS3において、演算部9がフィルタ差分を式(3)に基づいて算出し、算出されたフィルタ差分が加減速判断処理部2に出力される。   In step S <b> 3, the calculation unit 9 calculates the filter difference based on the equation (3), and the calculated filter difference is output to the acceleration / deceleration determination processing unit 2.

ステップS4では、加減速判断処理部2が、ステップS1で算出された、速度指令値の変化量(式(1)より算出)の絶対値と判定値(式(2)より算出)の比較を行う。   In step S4, the acceleration / deceleration determination processing unit 2 compares the absolute value of the speed command value change amount (calculated from equation (1)) and the determination value (calculated from equation (2)) calculated in step S1. Do.

前記絶対値が前記判定値より大きい場合(Yの場合)、ステップS12に進み、加減速判断処理部2に、アームを急激に旋回させる指令が入力されたかどうかを判定する。一方、前記絶対値が前記判定値より小さい場合(Nの場合)、ステップS14に進み、フィルタ出力値の符号変化を検出する。   When the absolute value is larger than the determination value (in the case of Y), the process proceeds to step S12, and it is determined whether or not a command for suddenly turning the arm is input to the acceleration / deceleration determination processing unit 2. On the other hand, when the absolute value is smaller than the determination value (in the case of N), the process proceeds to step S14, and a sign change of the filter output value is detected.

ステップS12では、加減速判断処理部2が式(6)により符号判断値を算出する。   In step S12, the acceleration / deceleration determination processing unit 2 calculates a sign determination value using Equation (6).

符号判断値=(前回の速度指令値)×(今回の速度指令値) …(6)
ステップS13では、ステップS12で算出された該符号判断値の正負を検出する。ここで、「左旋回の速度指令値(負)×右旋回の速度指令値(正)=符号判断値(負)」、「右旋回の速度指令値(正)×左旋回の速度指令値(負)=符号判断値(負)」であるので、符号判断値の符号が負の場合、前回の速度指令値と今回の速度指令値で旋回方向指令が異なると判断できる。
Sign judgment value = (previous speed command value) × (current speed command value) (6)
In step S13, the sign determination value calculated in step S12 is detected. Here, “left turn speed command value (negative) × right turn speed command value (positive) = sign judgment value (negative)”, “right turn speed command value (positive) × left turn speed command” Since “value (negative) = sign determination value (negative)”, if the sign of the sign determination value is negative, it can be determined that the turning direction command is different between the previous speed command value and the current speed command value.

ステップS13で符号判断値が負であると検出された場合(Nの場合)、前回の速度指令値と今回の速度指令値の旋回方向指令が異なると判断される。この場合、必ずアーム駆動用電動機6の回転速度は「減速」となるので、ステップS7、ステップS8を経て時定数選択部3で減速状態時用時定数が選択される。   If it is detected in step S13 that the sign determination value is negative (in the case of N), it is determined that the previous speed command value and the current speed command value are different in the turning direction command. In this case, since the rotational speed of the arm driving motor 6 is always “decelerated”, the time constant selecting unit 3 selects the time constant for the deceleration state through steps S7 and S8.

一方、ステップS13において、符号判断値の符号が正の場合(Yの場合)は、図4のフローで示した本発明に先立った発明と同様にステップS5に移行し、加減速判断処理部2が、操作レバー1からの速度指令がアーム駆動用電動機6を加速させる指令であるのか減速させる指令であるのかの判断を行うので、ここでは説明を省略する。   On the other hand, if the sign of the sign determination value is positive (Y) in step S13, the process proceeds to step S5 in the same manner as the invention prior to the present invention shown in the flow of FIG. However, since it is determined whether the speed command from the operation lever 1 is a command for accelerating the arm driving motor 6 or a command for decelerating, the description is omitted here.

ステップS4で、前記絶対値が前記判定値より小さい場合(Nの場合)、ステップS14においてフィルタ出力値の符号の判定を行う。フィルタ出力値の符号変化があった場合(Nの場合)、ステップS6に進み加速時用時定数が選択される。一方、フィルタ出力値の符号変化が無い場合(Yの場合)、ステップS10において時定数選択部3が現在の時定数を選択する。   In step S4, if the absolute value is smaller than the determination value (N), the sign of the filter output value is determined in step S14. If there is a change in the sign of the filter output value (in the case of N), the process proceeds to step S6 and the acceleration time constant is selected. On the other hand, when there is no sign change in the filter output value (in the case of Y), the time constant selection unit 3 selects the current time constant in step S10.

ステップS11において、ステップS6、S8、S9、S10のいずれかのステップで選択された時定数がフィルタ部4のフィルタ定数として設定される。   In step S11, the time constant selected in any of steps S6, S8, S9, and S10 is set as the filter constant of the filter unit 4.

上記一連の操作(S1〜S14)を制御周期とし、この制御周期を繰り返すことにより、アーム駆動用電動機6の制御が行われる。   The series of operations (S1 to S14) is set as a control cycle, and the control of the arm driving motor 6 is performed by repeating this control cycle.

このように、旋回方向が異なる指令が入力された場合において、アーム駆動用電動機6の回転速度を「減速」とし、ステップS14において、アーム駆動電動機6の回転速度が0となった後に、アーム駆動用電動機6の回転速度を「加速」と切り替えることができる。   As described above, when a command with a different turning direction is input, the rotational speed of the arm drive motor 6 is set to “decelerate”, and after the rotational speed of the arm drive motor 6 becomes 0 in step S14, the arm drive is performed. The rotation speed of the motor 6 can be switched to “acceleration”.

(実施形態2)
本発明の第2実施形態の構成を図5に示す。図5に示すように、本発明の第2実施形態は、図1に記載のアーム駆動用電動機6の制御方法を実現する構成において、インバータ7の構成を簡略したものである。したがって、旋回方向が急激に変化する指令が入力されても加速時は加速時用時定数を選択し、減速時は減速時用時定数を選択してアーム駆動用電動機6を制御することができる。
(Embodiment 2)
The configuration of the second embodiment of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 5, in the second embodiment of the present invention, the configuration of the inverter 7 is simplified in the configuration for realizing the control method of the arm driving motor 6 shown in FIG. 1. Therefore, even if a command for suddenly changing the turning direction is input, the acceleration time constant can be selected during acceleration and the deceleration time constant can be selected during deceleration to control the arm driving motor 6. .

アーム(図示省略)の駆動、制御は、操作レバー1の入力に基づいてインバータ7がアーム駆動用電動機6を駆動、制御することにより行われる。図1のアーム駆動用電動機6の制御方法を実現する構成と同じ構成については、同符号を付し詳細な説明を省略する。   The arm (not shown) is driven and controlled by driving and controlling the arm driving motor 6 by the inverter 7 based on the input of the operation lever 1. The same components as those for realizing the control method of the arm driving motor 6 in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

インバータ7は、加減速判断処理部2、時定数選択部3、フィルタ部4、及び制御部5より構成される。   The inverter 7 includes an acceleration / deceleration determination processing unit 2, a time constant selection unit 3, a filter unit 4, and a control unit 5.

第2実施形態における制御方法では、加減速判断処理部2は、操作レバー1の速度指令値が入力されると、速度指令値の変化量の符号変化に基づいて、入力信号がアーム駆動用電動機6を加速させる信号なのか、減速させる信号なのかを判断する。つまり、式(7)に当てはまる場合は加速状態、式(8)に当てはまる時は減速状態であると判断する。   In the control method according to the second embodiment, when the speed command value of the operation lever 1 is input, the acceleration / deceleration determination processing unit 2 outputs the input signal based on the sign change of the change amount of the speed command value. 6 is judged whether it is a signal for accelerating or decelerating. That is, it is determined that the acceleration state is satisfied when the expression (7) is satisfied, and the deceleration state is satisfied when the expression (8) is satisfied.

変化量>0 …(7)
変化量<0 …(8)
以上のように構成されたものにおけるアーム駆動用電動機6の制御方法を図6に示すフロー図を参照して詳細に説明する。図2に示したフローと同じステップには同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
Change amount> 0 (7)
Amount of change <0 (8)
A control method of the arm driving motor 6 having the above-described configuration will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. The same steps as those in the flow shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

ステップS1において、操作レバー1からの旋回方向と速度の2条件を含んだ信号が定期的に加減速判断処理部2に送信される。加減速判断処理部2は、式(1)に基づいて速度指令値の変化量を計算する。   In step S <b> 1, a signal including two conditions of the turning direction and speed from the operation lever 1 is periodically transmitted to the acceleration / deceleration determination processing unit 2. The acceleration / deceleration determination processing unit 2 calculates the change amount of the speed command value based on the equation (1).

次に、ステップS2で今回の速度指令値がセーブされる。   Next, the current speed command value is saved in step S2.

ステップS4では、加減速判断処理部2が、ステップS1で算出された、速度指令値の変化量(式(1)より算出)の絶対値と判定値(式(2)より算出)の比較を行う。前記絶対値が前記判定値より大きい場合(Yの場合)、ステップS12に進み、前回の速度指令値と今回の速度指令値の旋回方向が異なる指令が入力されたかどうかを判定する。一方、前記絶対値が前記判定値より小さい場合(Nの場合)、ステップS14に進み、フィルタ出力値の符号変化を検出する。   In step S4, the acceleration / deceleration determination processing unit 2 compares the absolute value of the speed command value change amount (calculated from equation (1)) and the determination value (calculated from equation (2)) calculated in step S1. Do. When the absolute value is larger than the determination value (in the case of Y), the process proceeds to step S12, and it is determined whether or not a command having a different turning direction between the previous speed command value and the current speed command value is input. On the other hand, when the absolute value is smaller than the determination value (in the case of N), the process proceeds to step S14, and a sign change of the filter output value is detected.

ステップS12では、加減速判断処理部2が式(6)により符号判断値を算出する。   In step S12, the acceleration / deceleration determination processing unit 2 calculates a sign determination value using Equation (6).

ステップS13では、ステップ12で算出された符合判断値の正負を検出する。符号判断値が負であると検出され場合(Nの場合)、前回の速度指令値と今回の速度指令値の旋回方向が異なると判断できる。この場合、必ずアーム駆動用電動機6の回転速度は「減速」となるため、ステップS8で時定数選択部3が減速状態時用時定数を選択する。一方、符号判断値の符号が正の場合(Yの場合)、ステップS15で、加減速判断処理部2は速度指令値の変化量の符号を判断する。該変化量の符号が正の場合(Yの場合)、ステップS6で時定数選択部3が加速状態時用時定数を選択する。また、該変化量の符号が負の場合(Nの場合)、ステップS8で時定数選択部3が減速状態時用時定数を選択する。   In step S13, the sign judgment value calculated in step 12 is detected. When it is detected that the sign determination value is negative (in the case of N), it can be determined that the turning direction of the previous speed command value and the current speed command value are different. In this case, since the rotational speed of the arm drive motor 6 is always “decelerate”, the time constant selector 3 selects the time constant for the deceleration state in step S8. On the other hand, when the sign of the sign determination value is positive (in the case of Y), the acceleration / deceleration determination processing unit 2 determines the sign of the change amount of the speed command value in step S15. When the sign of the amount of change is positive (in the case of Y), in step S6, the time constant selection unit 3 selects an acceleration state time constant. If the sign of the amount of change is negative (N), the time constant selection unit 3 selects the time constant for deceleration state in step S8.

ステップS4で、前記絶対値が前記判定値より小さい場合(Nの場合)、ステップS14においてフィルタ出力値の符号の判定を行う。フィルタ出力値の符号変化があった場合(Nの場合)、ステップS6に進み加速時用時定数が選択される。一方、フィルタ出力値の符号変化が無い場合(Yの場合)、ステップS10において時定数選択部3が現在の時定数を選択する。   In step S4, if the absolute value is smaller than the determination value (N), the sign of the filter output value is determined in step S14. If there is a change in the sign of the filter output value (in the case of N), the process proceeds to step S6 and the acceleration time constant is selected. On the other hand, when there is no sign change in the filter output value (in the case of Y), the time constant selection unit 3 selects the current time constant in step S10.

上記一連の操作(S1〜S15)を制御周期とし、この制御周期を繰り返すことにより、アーム駆動用電動機6の制御が行われる。   The series of operations (S1 to S15) is set as a control cycle, and the control of the arm driving motor 6 is performed by repeating this control cycle.

このように、旋回方向が異なる指令が入力された場合において、アーム駆動用電動機6の回転速度を「減速」とし、ステップS14において、アーム駆動電動機6の回転速度が0となった後に、アーム駆動用電動機6の回転速度を「加速」と切り替えることができる。   As described above, when a command with a different turning direction is input, the rotational speed of the arm drive motor 6 is set to “decelerate”, and after the rotational speed of the arm drive motor 6 becomes 0 in step S14, the arm drive is performed. The rotation speed of the motor 6 can be switched to “acceleration”.

したがって、第2実施形態によれば、より簡単な構成で本発明のアーム駆動用電動機6の制御ができる。   Therefore, according to the second embodiment, the arm driving motor 6 of the present invention can be controlled with a simpler configuration.

以上第1、第2実施形態で示した本発明のアーム駆動用電動機の制御方法によれば、加速状態時と減速状態時のインバータの応答速度を別々に調節する制御が実現できる。特に、旋回方向を急激に変化させる指令に対しても、アーム駆動用電動機が加速する時には加速状態時用時定数を選択し、アーム駆動用電動機が減速する時には減速状態時用時定数を選択することができ、アームの作業性、安全性が向上する。   As described above, according to the control method of the arm drive motor of the present invention shown in the first and second embodiments, it is possible to realize the control for separately adjusting the response speed of the inverter in the acceleration state and in the deceleration state. In particular, for a command to change the turning direction abruptly, the time constant for acceleration state is selected when the motor for driving the arm accelerates, and the time constant for deceleration state is selected when the motor for driving the arm decelerates. This improves the workability and safety of the arm.

1…操作レバー
2…加減速判断処理部
3…加速状態時用時定数、減速状態時用時定数の選択部(時定数選択部)
4…フィルタ部
5…制御部
6…アーム駆動用電動機(電動機)
7…インバータ
8…フィルタ時定数設定部
9…フィルタ差分演算部(演算部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Operation lever 2 ... Acceleration / deceleration judgment processing part 3 ... Time constant for acceleration state, time constant selection part for deceleration state (time constant selection part)
4 ... Filter unit 5 ... Control unit 6 ... Electric motor for arm drive (electric motor)
7 ... Inverter 8 ... Filter time constant setting unit 9 ... Filter difference calculation unit (calculation unit)

Claims (7)

アームを有する建設用機械において、前記アームを動かす電動機を制御するインバータであって、
前記アームの旋回方向と速度を指令する操作レバーと、
予め定められた一定間隔で、前記操作レバーの出力信号である速度指令値を検出し、前記速度指令値の変化量が予め決められた判定値より大きい場合、前記操作レバーの入力信号が前記アームを加速させる指令値か減速させる指令値かを判断する加減速判断処理部と、
加速状態時用の時定数と減速状態時用の時定数が各別に設定され、前記加減速判断処理部の判断処理信号に応じて前記いずれかの時定数を選択する加速状態時用時定数、減速状態時用時定数の選択部と、
前記選択された時定数信号に基づき、フィルタ出力値として前記電動機の旋回方向と速度の指令値を出力するフィルタ部とを備え、
前記加減速判断処理部は、
前記変化量が前記判定値より小さく、前記フィルタ出力値の符号が変化した場合、前記アームを加速すると判断し、
前記予め定められた一定間隔において、前記アームの旋回方向が異なる速度指令値が入力されると、前記アームを減速すると判断する
ことを特徴とした建設機器のアーム駆動用電動機の制御装置。
In a construction machine having an arm, an inverter that controls an electric motor that moves the arm,
An operating lever for commanding the turning direction and speed of the arm;
When a speed command value, which is an output signal of the operation lever, is detected at a predetermined fixed interval, and the amount of change in the speed command value is greater than a predetermined determination value, the input signal of the operation lever is An acceleration / deceleration determination processing unit for determining whether the command value is for accelerating or decelerating,
A time constant for acceleration state and a time constant for deceleration state are set separately, and one of the time constants for acceleration state is selected according to the determination processing signal of the acceleration / deceleration determination processing unit, The time constant selection part for deceleration state,
Based on the selected time constant signal, a filter unit that outputs a command value of the turning direction and speed of the motor as a filter output value,
The acceleration / deceleration determination processing unit
When the change amount is smaller than the determination value and the sign of the filter output value changes, it is determined that the arm is accelerated,
A control device for an electric motor for driving an arm of construction equipment, wherein a speed command value having a different turning direction of the arm is inputted at a predetermined interval, and the arm is judged to decelerate.
前記時定数は、加速時の応答速度を減速時の応答速度より遅く設定する
ことを特徴とした請求項1に記載の建設機器のアーム駆動用電動機の制御装置。
2. The control apparatus for an arm drive motor of a construction equipment according to claim 1, wherein the time constant is set so that a response speed at the time of acceleration is slower than a response speed at the time of deceleration.
前記選択部は、前記操作レバーの操作による変化量の絶対値が前記判定値より大の時に前記変化量の符号を判断し、
前記変化量が0より大の時に加速状態時用時定数を選択し、前記変化量が0より小の時に減速状態時用時定数を選択し、
前記変化量の絶対値が前記判定値より小の時に現在の時定数を選択する
ことを特徴とした請求項1又は請求項2に記載の建設機器のアーム駆動用電動機の制御装置。
The selection unit determines the sign of the change amount when the absolute value of the change amount by the operation of the operation lever is larger than the determination value,
When the amount of change is greater than 0, select a time constant for acceleration state; when the amount of change is less than 0, select a time constant for deceleration state;
3. The control device for an arm drive motor for a construction machine according to claim 1, wherein the current time constant is selected when the absolute value of the change amount is smaller than the determination value.
前記インバータは、前記速度指令値と前記フィルタ出力値との差分を求めるフィルタ差分演算部を備え、
算出されたフィルタ差分が前記加減速判断処理部に入力され、時定数切換時の判断に利用される
ことを特徴とした請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載の建設機器のアーム駆動用電動機の制御装置。
The inverter includes a filter difference calculation unit that calculates a difference between the speed command value and the filter output value,
4. The construction equipment according to claim 1, wherein the calculated filter difference is input to the acceleration / deceleration determination processing unit and is used for determination at the time constant switching time. 5. Control device for arm drive motor.
前記選択部は、前記操作レバーの操作による変化量の絶対値が前記判定値より大の時、前記変化量>0でかつ前記フィルタ差分>0の時加速状態時用時定数を選択し、
前記変化量及び前記フィルタ差分が0より小の時に減速状態時用時定数を選択する
ことを特徴とした請求項4に記載の建設機器のアーム駆動用電動機の制御装置。
The selection unit selects an acceleration state time constant when the absolute value of the amount of change due to operation of the operation lever is greater than the determination value, and when the amount of change is greater than 0 and the filter difference is greater than 0.
5. The control device for a motor for driving an arm of construction equipment according to claim 4, wherein a time constant for deceleration state is selected when the change amount and the filter difference are smaller than zero.
前記判定値は、操作レバーの機械的振動によるノイズの1.5〜2.0倍の範囲であることを特徴とした請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載の建設機器のアーム駆動用電動機の制御装置。   The construction value according to any one of claims 1 to 5, wherein the determination value is in a range of 1.5 to 2.0 times noise due to mechanical vibration of the operation lever. Arm drive motor control device. アームを有する建設用機械において、前記アームを動かす電動機を制御するインバータであって、
前記アームの旋回方向と速度をパルス信号で指令する指令入力装置と、
前記指令入力装置の出力信号である速度指令値を検出し、
前記指令入力装置の入力信号が前記アームを加速させる指令値か減速させる指令値かを判断する加減速判断処理部と、
加速状態時用の時定数と減速状態時用の時定数が各別に設定され、前記加減速判断処理部の判断処理信号に応じて前記いずれかの時定数を選択する加速状態時用時定数、減速状態時用時定数の選択部と、
前記選択された時定数信号に基づき、フィルタ出力値として前記電動機の旋回方向と速度の指令値を出力するフィルタ部とを備え、
前記加減速判断処理部は、
前記指令入力装置からの指令が変わらず、前記フィルタ出力値の符号が変化した場合、前記アームを加速すると判断し、
前記指令入力装置から、前記アームの旋回方向が異なる速度指令値が入力されると、前記アームを減速すると判断する
ことを特徴とした建設機器のアーム駆動用電動機の制御装置。
In a construction machine having an arm, an inverter that controls an electric motor that moves the arm,
A command input device for commanding the turning direction and speed of the arm with a pulse signal;
Detecting a speed command value that is an output signal of the command input device,
An acceleration / deceleration determination processing unit for determining whether an input signal of the command input device is a command value for accelerating or decelerating the arm;
A time constant for acceleration state and a time constant for deceleration state are set separately, and the time constant for acceleration state is selected according to the determination processing signal of the acceleration / deceleration determination processing unit, The time constant selection part for deceleration state,
Based on the selected time constant signal, a filter unit that outputs a command value of the turning direction and speed of the motor as a filter output value,
The acceleration / deceleration determination processing unit
If the command from the command input device does not change and the sign of the filter output value changes, it is determined that the arm is accelerated,
A control device for an electric motor for driving an arm of construction equipment, wherein when a speed command value having a different turning direction of the arm is inputted from the command input device, the arm is judged to decelerate.
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