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JP3401971B2 - デジタルサーボ装置 - Google Patents

デジタルサーボ装置

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Publication number
JP3401971B2
JP3401971B2 JP01258795A JP1258795A JP3401971B2 JP 3401971 B2 JP3401971 B2 JP 3401971B2 JP 01258795 A JP01258795 A JP 01258795A JP 1258795 A JP1258795 A JP 1258795A JP 3401971 B2 JP3401971 B2 JP 3401971B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
signal
cycle
counter
controller
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP01258795A
Other languages
English (en)
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JPH08205574A (ja
Inventor
隆 中塚
敦実 橋本
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Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP01258795A priority Critical patent/JP3401971B2/ja
Publication of JPH08205574A publication Critical patent/JPH08205574A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3401971B2 publication Critical patent/JP3401971B2/ja
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  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットアームや工作
機械を位置制御をするためのデジタルサーボ装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】第20図に従来のACサーボのブロック
図を示す。
【0003】この第20図は、3つの電動機5a,5
b,5cを制御することで、第18図に示す3軸ロボッ
トの先端位置Aの位置制御行うデジタルACサーボのブ
ロック図である。
【0004】まず、演算器1は、先端位置Aの座標Xか
ら座標Yへの移動量を電動機5a,5b,5cの回転角
に分解した位置指令を演算し、メモリ2に書込む。つぎ
に、電動機5a,5b,5cは、メモリ2に書込まれた
位置指令により制御器3a,3b,3cで電動機駆動P
WM信号を演算し、その信号に応じてスイッチング手段
であるスイッチングトランジスタ4a,4b,4cで駆
動し制御する。
【0005】このとき制御器3aは、カウンタ32aで
制御演算周期と三角搬送波を発生し、それに同期してC
PU30aで位置指令と位置フィードバック値とから位
置制御301aで速度指令を演算し、その速度指令と速
度フィードバック値とから速度制御302aで電流指令
を演算する。さらに、その電流指令と電流フィードバッ
ク値とから電流制御303aを行い電動機駆動信号を演
算し、PWM変換器31aでPWM信号に変換し出力す
る。同様に電動機5bも、位置制御301bと速度制御
302bと電流制御303bを演算するCPU30bと
カウンタ32bとPWM変換器31bとからなる制御器
3bで電動機駆動PWM信号を演算し、その信号に応じ
てスイッチングトランジスタ4bで駆動し制御する。ま
た、電動機5cも、位置制御301cと速度制御302
cと電流制御303cを演算するCPU30cとカウン
タ32cとPWM変換器31cとからなる制御器3cで
電動機駆動PWM信号を演算し、その信号に応じてスイ
ッチングトランジスタ4cで駆動し制御する。
【0006】このタイミングは、第21図に示すよう
に、演算器1で位置周期と同一の周期で演算した位置指
令をメモリ2に書込む。つぎに、制御器3a,3b,3
cは、それぞれの位置周期でフィードバックを取得し、
位置指令をメモリ2から読取り、位置制御301a,3
01b,301cを実行する。さらに、速度制御302
aは、カウンタ32aでPWM変換器31aと同期され
た電流制御303aを4回処理する間に1回処理を行
う。同様に、速度制御302bは、カウンタ32bでP
WM変換器31bと同期された電流制御303bを4回
処理する間に1回処理を行い、速度制御302cも、同
期信号で起動するカウンタ32cでPWM変換器31c
と同期された電流制御303cを4回処理する間に1回
処理を行う。また、位置制御301a,301b,30
1cは、それぞれのCPU30a,30b,30c内で
速度制御302a,302b,302c、電流制御30
3a,303b,303cの処理を行わないときに処理
を行う。
【0007】なお、特開昭62−212812号公報に
も、複数の電動機は、演算器と複数の制御器がバスライ
ンを通じてそれぞれのアクセス周期で相互に指令をアク
セスすることで、位置制御を行っていることが示されて
いる。このことは、それぞれの制御器3a,3b,3c
の位置指令、位置フィードバックの取得、制御演算周期
と演算器1での演算周期の同期をとることなく電動機5
a,5b,5cの位置制御を行っている。
【0008】また、位置制御は、第19図に示すよう
に、位置周期ごとに位置指令と位置フィードバックとの
差分値を偏差カウンタ304で積分し、その積分値に位
置ゲイン305でKpを掛け、速度指令を算出し出力す
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このような第20図に
示す従来のデジタルACサーボ装置では、演算器1で位
置指令を演算する周期と、それぞれの制御器3a,3
b,3cの制御周期との同期をとることなく、複数の電
動機5a,5b,5cの位置制御を行っていたために、
それぞれの制御器3a,3b,3cの制御応答性のバラ
ンスを保つことは不可能であった。また、位置周期信号
により制御器3a,3b,3cと演算器1の同期をとる
とき、位置周期信号に異常が発生したときは、位置制御
301a,301b,301cを行われないために、電
動機5a,5b,5cの制御ができなかった。
【0010】本発明は、このような課題を解決するもの
で、制御応答性バランスを保ち、複数の電動機を用いた
精度の高い機械の位置制御を行い、位置周期信号が異常
時には、電動機の制御を中止することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に関わる発明は、位置周期発生器で演算器
が制御器に演算値を指令する周期と、それぞれの制御器
が位置制御する周期とを同一にする構成とした。
【0012】また、請求項2に関わる発明は、それぞれ
の制御器が制御する周期を形成するカウンタの起動を同
期信号発生器で同時に行う構成とした。
【0013】さらに、請求項3に関わる発明は、位置周
期発生器で演算器が制御器に演算値を指令する周期と、
それぞれの制御器が位置制御する周期とを同一にし、そ
れぞれの制御器が制御する周期を形成するカウンタの起
動を同期信号発生器で同時に行う構成とした。
【0014】また、請求項4に関わる発明は、それぞれ
の制御器が制御する周期を形成するカウンタを共有する
構成とした。
【0015】また、請求項5に関わる発明は、それぞれ
の制御器が電流制御周期を形成し、スイッチングトラン
ジスタにPWM信号を出力するための三角波発生カウン
タを共有する構成とした。
【0016】さらに、請求項6に関わる発明において、
三角波発生カウンタで、演算器が制御器に演算値を指令
する周期と、それぞれの制御器が位置制御する周期との
同期をとり、それぞれの制御器が電流制御周期を形成
し、スイッチングトランジスタにPWM信号を出力する
構成とした。
【0017】これに加え、請求項7に関わる発明は、位
置周期信号の周期間隔を測定することにより位置周期信
号の異常を検出する構成とした。
【0018】また、請求項8に関わる発明は、位置周期
信号の周期間隔をクロックをカウントして測定すること
により、位置周期信号の異常を検出する構成とした。
【0019】また、請求項9に関わる発明は、位置周期
信号の周期間隔を速度周期をカウントして測定すること
により、位置周期信号の異常を検出する構成とした。
【0020】また、請求項10に関わる発明は、位置周
期信号の周期間隔を電流周期をカウントして測定するこ
とにより、位置周期信号の異常を検出する構成とした。
【0021】また、請求項11に関わる発明は、演算器
とそれぞれの制御器間のデータアクセス周期を測定する
ことにより、位置周期信号の異常を検出する構成とし
た。
【0022】
【作用】請求項1に関わり発明の構成により、演算器が
制御器に演算値を指令する周期および制御器が位置制御
する周期が同一かつ同期をとることができるものであ
る。
【0023】また、請求項2に関わる発明の構成によ
り、それぞれの制御器間の同期をとることができるもの
である。
【0024】さらに、請求項3に関わる発明の構成によ
り、演算器が制御器に演算値を指令する周期および制御
器が位置制御する周期とが同一かつ同期をとることがで
き、同時にそれぞれの制御器間の同期をとることができ
るものである。
【0025】また、請求項4に関わる発明の構成によ
り、ノイズによるそれぞれの制御器のカウンタずれを発
生させることなく、常に制御器間の同期をとることがで
きるものである。
【0026】また、請求項5に関わる発明の構成によ
り、ノイズによるそれぞれの制御器のカウンタずれを発
生させることなく、常に制御器間の同期をとりながら、
スイッチングトランジスタのスイッチング周期も同期を
とることができるものである。
【0027】さらに、請求項6に関わる発明の構成によ
り、演算器が制御器に演算値を指令する周期および制御
器が位置制御する周期とが同一かつ同期をとることがで
き、同時にノイズによるそれぞれの制御器のカウンタず
れを発生させることなく、常に制御器間の同期をとりな
がら、スイッチングトランジスタのスイッチング周期も
同期をとることができるものである。
【0028】これに加え、請求項7に関わる発明の構成
により、位置周期信号の異常を検出し制御を中止するこ
とができるものである。
【0029】また、請求項8に関わる発明の構成によ
り、瞬時に位置周期信号の異常を検出し制御を中止する
ことができるものである。
【0030】また、請求項9に関わる発明の構成によ
り、小さなカウンタで、位置周期信号の異常を検出し制
御を中止することができるものである。
【0031】また、請求項10に関わる発明の構成によ
り、小さなカウンタを用いて、制御可能な最小時間で位
置周期信号の異常を検出し制御を中止することができる
ものである。
【0032】また、請求項11に関わる発明の構成によ
り、制御器の構成をかえることなく、位置周期信号の異
常を検出し制御を中止することができるものである。
【0033】
【実施例】第1図は、請求項1に関わる本発明のデジタ
ルACサーボの実施例を示すブロック図である。この第
1図は、3つの電動機5a,5b,5cを制御すること
で、第18図に示す3軸ロボットの先端位置Aの位置制
御を行うデジタルACサーボのブロック図である。
【0034】まず、演算器1は、先端位置Aを座標Xか
ら座標Yへの移動量を電動機5a,5b,5cの回転角
に分解した位置指令を演算し、メモリ2a,2b,2c
に書込む。つぎに、電動機5a,5b,5cは、メモリ
2a,2b,2cに書込まれた位置指令により制御器3
a,3b,3cで電動機駆動PWM信号を演算し、その
信号に応じてスイッチング手段であるスイッチングトラ
ンジスタ4a,4b,4cで駆動し制御する。さらに、
位置周期発生器6で演算器1の位置指令の書込みと制御
器3a,3b,3cの位置指令の読込みの同期をとって
いる。
【0035】このとき、制御器3aは、カウンタ32a
で制御演算周期と三角搬送波を発生し、それに同期して
CPU30aで位置指令と位置フィードバック値とから
位置制御301aで速度指令を演算し、その速度指令と
速度フィードバック値とから速度制御302aで電流指
令を演算する。さらに、その電流指令と電流フィードバ
ック値とから電流制御303aを行い電動機駆動信号を
演算し、PWM変換器31aでPWM信号に変換し出力
する。同様に電動機5bも、位置制御301bと速度制
御302bと電流制御303bを演算するCPU30b
とカウンタ32bとPWM変換器31bとからなる制御
器3bで電動機駆動PWM信号を演算し、その信号に応
じてスイッチングトランジスタ4bで駆動し制御する。
また、電動機5cも、位置制御301cと速度制御30
2cと電流制御303cを演算するCPU30cとカウ
ンタ32cとPWM変換器31cとからなる制御器3c
で電動機駆動PWM信号を演算し、その信号に応じてス
イッチングトランジスタ4cで駆動し制御する。
【0036】このタイミングは、第2図に示すように、
位置周期発生器6より発生される位置周期信号の立ち上
がり時に、演算器1で演算した位置指令をメモリ2a,
2b,2cに書込む。つぎに、位置周期信号の立ち下が
り時に制御器3a,3b,3cは、同時に位置フィード
バックを取得し、位置指令をメモリ2a,2b,2cか
ら読取り、位置制御301a,301b,301cを開
始する。
【0037】このとき、速度制御302aは、カウンタ
32aでPWM変換器31aと同期された電流制御30
3aを4回処理する間に1回処理を行う。同時に、速度
制御302bは、カウンタ32bでPWM変換器31b
と同期された電流制御303bを4回処理する間に1回
処理を行い、速度制御302cは、カウンタ32cでP
WM変換器31cと同期された電流制御303cを4回
処理する間に1回処理を行う。
【0038】また、位置制御301a,301b,30
1cは、位置周期信号の立ち下がりから次の立ち下がり
の間の、それぞれのCPU30a,30b,30c内で
速度制御302a,302b,302c、電流制御30
3a,303b,303cの処理を行わないときに処理
を行い、制御器3a,3b,3cは、位置指令と位置フ
ィードバックの取得、位置制御を同時に行って、電動機
5a,5b,5cの位置応答性バランスを同一にするこ
とにより、ロボット先端位置Aの移動精度を向上でき
る。
【0039】第3図は、請求項2に関わる本発明のデジ
タルACサーボ装置の実施例を示すブロック図である。
【0040】まず、演算器1は、先端位置Aを座標Xか
ら座標Yへの移動量を電動機5a,5b,5cの回転角
に分解した位置指令を演算し、メモリ2a,2b,2c
に書込む。つぎに、電動機5a,5b,5cは、メモリ
2a,2b,2cに書込まれた位置指令により、同期信
号発生器7でカウンタ32a,32b,32cを同時に
起動して制御器3a,3b,3cで電動機駆動PWM信
号を演算し、その信号に応じてスイッチングトランジス
タ4a,4b,4cで駆動し制御する。
【0041】この制御器3aは、カウンタ32aで制御
演算周期と三角搬送波を発生し、それに同期したCPU
30aで位置指令と位置フィードバック値とから位置制
御301aで速度指令を演算し、その速度指令と速度フ
ィードバック値とから速度制御302aで電流指令を演
算する。さらに、その電流指令と電流フィードバック値
とから電流制御303aを行い電動機駆動信号を演算
し、PWM変換器31aでPWM信号に変換し出力す
る。同様に電動機5bも、位置制御301bと速度制御
302bと電流制御303bを演算するCPU30bと
カウンタ32bとPWM変換器31bとからなる制御器
3bで電動機駆動PWM信号を演算し、その信号に応じ
てスイッチングトランジスタ4bで駆動し制御する。ま
た、電動機5cも、位置制御301cと速度制御302
cと電流制御303cを演算するCPU30cとカウン
タ32cとPWM変換器31cとからなる制御器3cで
電動機駆動PWM信号を演算し、その信号に応じてスイ
ッチングトランジスタ4cで駆動し制御する。
【0042】このタイミングは、第4図に示すように、
演算器1で位置周期と同一の周期で演算した位置指令を
メモリ2a,2b,2cに書込む。つぎに、制御器3
a,3b,3cは、それぞれの位置周期で位置フィード
バックを取得し、位置指令をメモリ2a,2b,2cか
ら読取り、位置制御301a,301b,301cを実
行する。
【0043】このとき、速度制御302aは、同期信号
で起動したカウンタ32aでPWM変換器31aと同期
された電流制御303aを4回処理する間に1回処理を
行う。同様に、速度制御302bも、同期信号で起動し
たカウンタ32bでPWM変換器31bと同期された電
流制御303bを4回処理する間に1回処理を行い、速
度制御302cも、同期信号で起動したカウンタ32c
でPWM変換器31cと同期された電流制御303cを
4回処理する間に1回処理を行う。
【0044】このことにより、速度制御302a,30
2b,302cと電流制御303a,303b,303
cは同時に実行できる。また、位置制御301a,30
1b,301cは、それぞれのCPU30a,30b,
30c内で速度制御302a,302b,302c、電
流制御303a,303b,303cの処理を行わない
ときに処理を行う。つまり、同期信号でカウンタ32
a,32b,32cを起動することにより制御器3a,
3b,3c、速度制御、電流制御を同時に行って、電動
機5a,5b,5cの速度応答バランスを同一にするこ
とで、ロボット先端位置Aの移動速度精度を向上でき
る。
【0045】第5図は、請求項3に関わる本発明のデジ
タルACサーボ装置の実施例を示すブロック図である。
【0046】まず、位置周期発生器6と同期信号発生器
7を両方持つことにより、第6図に示すようなタイミン
グで制御を行う。まず、位置周期発生器6より発生され
る位置周期信号の立ち上がり時に、演算器1で演算した
位置指令をメモリ2a,2b,2cに書込む。つぎに、
位置周期信号の立ち下がり時に制御器3a,3b,3c
は、同時に位置フィードバックを取得し、位置指令をメ
モリ2a,2b,2cから読取り、位置制御301a,
301b,301cを開始する。
【0047】さらに、速度制御302aは、同期信号発
生器7より出力される同期信号で起動したカウンタ32
aでPWM変換器31aと同期された電流制御303a
を4回処理する間に1回処理を行う。同様に、速度制御
302bは、同期信号発生器7より出力される同期信号
で起動したカウンタ32bでPWM変換器31bと同期
された電流制御303bを4回処理する間に1回処理を
行い、速度制御302cは、同期信号発生器7より出力
される同期信号で起動したカウンタ32cでPWM変換
器31cと同期された電流制御303cを4回処理する
間に1回処理を行う。
【0048】また、位置制御301a,301b,30
1cは、位置周期信号の立ち下がりから次の立ち下がり
の間の、それぞれのCPU30a,30b,30c内で
速度制御302a,302b,302c、電流制御30
3a,303b,303cの処理を行わないときに処理
を行い、制御器3a,3b,3cは、位置指令と位置フ
ィードバックの取得、位置制御を同時に行う。
【0049】さらに、同期信号でカウンタ32a,32
b,32cを起動することにより制御器3a,3b,3
c、速度制御、電流制御を同時に行う。このため、電動
機5a,5b,5cの位置・速度応答バランスを同一に
することができ、ロボット先端位置Aの移動精度、移動
速度精度を向上できる。
【0050】第7図は、請求項4に関わる本発明のデジ
タルACサーボ装置の実施例を示すブロック図である。
【0051】まず、演算器1は、先端位置Aを座標Xか
ら座標Yへの移動量を電動機5a,5b,5cの回転角
に分解した位置指令を演算し、メモリ2a,2b,2c
に書込む。つぎに、電動機5a,5b,5cは、メモリ
2a,2b,2cに書込まれた位置指令により、カウン
タ8で同期がとられた制御器3a,3b,3cで電動機
駆動PWM信号を演算し、その信号に応じてスイッチン
グトランジスタ4a,4b,4cで駆動し制御する。
【0052】この制御器3aは、制御演算周期と三角搬
送波を発生するカウンタ8に同期してCPU30aで位
置指令と位置フィードバック値とから位置制御301a
で速度指令を演算し、その速度指令と速度フィードバッ
ク値とから速度制御302aで電流指令を演算する。さ
らに、その電流指令と電流フィードバック値とから電流
制御303aを行い電動機駆動信号を演算し、PWM変
換器31aでPWM信号に変換し出力する。同様に電動
機5bも、位置制御301bと速度制御302bと電流
制御303bを演算するCPU30bとPWM変換器3
1bとからなる制御器3bで、制御演算周期と三角搬送
波を発生するカウンタ8に同期して電動機駆動PWM信
号を演算し、その信号に応じてスイッチングトランジス
タ4bで駆動し制御する。また、電動機5cも、位置制
御301cと速度制御302cと電流制御303cを演
算するCPU30cとPWM変換器31cとからなる制
御器3cで、制御演算周期と三角搬送波を発生するカウ
ンタ8に同期して電動機駆動PWM信号を演算し、その
信号に応じてスイッチングトランジスタ4cで駆動し制
御する。
【0053】このことは、カウンタ8で制御器3a,3
b,3cの速度制御、電流制御を同時に行うことで、ノ
イズによるカウントのずれを発生させることなく、常に
電動機5a,5b,5cの速度応答バランスを同一にす
ることができ、ロボット先端位置Aの移動速度精度を向
上できる。
【0054】第8図は、請求項5に関わる本発明のデジ
タルACサーボ装置の実施例を示すブロック図である。
【0055】まず、演算器1は、先端位置Aは座標Xか
ら座標Yへの移動量を電動機5a,5b,5cの回転角
に分解した位置指令を演算し、メモリ2a,2b,2c
に書込む。つぎに、電動機5a,5b,5cは、メモリ
2a,2b,2cに書込まれた位置指令により、三角波
発生カウンタ9で同期がとられた制御器3a,3b,3
cで電動機駆動PWM信号を演算し、その信号に応じて
スイッチングトランジスタ4a,4b,4cで駆動し制
御する。
【0056】この制御器3aは、CPU30aで位置指
令と位置フィードバック値とから位置制御301aで速
度指令を演算し、その速度指令と速度フィードバック値
とから速度制御302aで電流指令を演算する。さら
に、三角波発生カウンタ9に同期して電流指令と電流フ
ィードバック値とから電流制御303aを行い電動機駆
動信号を演算し、三角波発生カウンタ9より出力される
三角搬送波によりPWM変換器31aでPWM信号に変
換し出力する。同様に電動機5bも、制御器3bのCP
U30bで、位置制御301bと速度制御302bと三
角波発生カウンタ9に同期して電流制御303bより電
動機駆動信号を演算し、三角波発生カウンタ9より出力
される三角搬送波によりPWM変換器31bでPWM信
号に変換する。その信号に応じてスイッチングトランジ
スタ4bで駆動し制御する。また、電動機5cも、制御
器3cのCPU30cで、位置制御301cと速度制御
302cと三角搬送波を発生する三角波発生カウンタ9
に同期して電流制御303cより電動機駆動信号を演算
し、三角波発生カウンタ9より出力される三角搬送波に
よりPWM変換器31cでPWM信号に変換する。その
信号に応じてスイッチングトランジスタ4cで駆動し制
御する。
【0057】このタイミングは、第9図に示すように、
演算器1で位置周期と同一の周期で演算した位置指令を
メモリ2a,2b,2cに書込む。つぎに、制御器3
a,3b,3cは、それぞれの位置周期でフィードバッ
クを取得し、位置指令をメモリ2a,2b,2cから読
取り、位置制御301a,301b,301cを実行す
る。
【0058】さらに、速度制御302aは、三角波発生
カウンタ9より出力される三角搬送波のピーク点からピ
ーク点の間に演算処理される電流制御303aを4回処
理する間に1回処理を行い、PWM変換器31aとの同
期も行っている。同時に、速度制御302bも、三角波
発生カウンタ9より出力される三角搬送波のピーク点か
らピーク点の間に演算処理される電流制御303bを4
回処理する間に1回処理を行い、PWM変換器31bと
の同期も行っている。また、速度制御302cも、三角
波発生カウンタ9より出力される三角搬送波のピーク点
からピーク点の間に演算処理される電流制御303cを
4回処理する間に1回処理を行い、PWM変換器31c
との同期も行っている。このとき、位置制御301a,
301b,301cは、それぞれのCPU30a,30
b,30c内で速度制御302a,302b,302
c、電流制御303a,303b,303cの処理を行
わないときに処理を行う。
【0059】このため、三角波発生カウンタ9で、速度
制御302a,302b,302cと電流制御303
a,303b,303cを同時に実行できるので、ノイ
ズによるカウントのずれを発生させることなく、常に電
動機5a,5b,5cの速度応答性を同一にすることが
でき、ロボット先端位置Aの移動速度精度を向上でき
る。
【0060】第10図は、請求項6に関わる本発明のデ
ジタルACサーボ装置の実施例を示すブロック図であ
る。
【0061】まず、演算器1は、先端位置Aを座標Xか
ら座標Yへの移動量を電動機5a,5b,5cの回転角
に分解した位置指令を演算し、メモリ2a,2b,2c
に書込む。つぎに、電動機5a,5b,5cは、メモリ
2a,2b,2cに書込まれた位置指令により、カウン
タ8で同期がとられた制御器3a,3b,3cで電動機
駆動PWM信号を演算し、その信号に応じてスイッチン
グトランジスタ4a,4b,4cで駆動し制御する。こ
のとき、三角波発生カウンタ9より発生する三角搬送波
で演算器1の位置指令の書込みと制御器3a,3b,3
cの位置指令の読込みの同期をとっている。
【0062】この制御器3aは、CPU30aで位置指
令と位置フィードバック値とから位置制御301aで速
度指令を演算し、その速度指令と速度フィードバック値
とから速度制御302aで電流指令を演算する。さら
に、三角波発生カウンタ9に同期して電流指令と電流フ
ィードバック値とから電流制御303aを行い電動機駆
動信号を演算し、三角波発生カウンタ9より出力される
三角搬送波によりPWM変換器31aでPWM信号に変
換し出力する。同様に電動機5bも、制御器3bのCP
U30bで、位置制御301bと速度制御302bと三
角波発生カウンタ9に同期して電流制御303bより電
動機駆動信号を演算し、三角波発生カウンタ9より出力
される三角搬送波によりPWM変換器31bでPWM信
号に変換する。その信号に応じてスイッチングトランジ
スタ4bで駆動し制御する。また、電動機5cも、制御
器3cのCPU30cで、位置制御301cと速度制御
302cと三角搬送波を発生する三角波発生カウンタ9
に同期して電流制御303cより電動機駆動信号を演算
し、三角波発生カウンタ9より出力される三角搬送波に
よりPWM変換器31cでPWM信号に変換する。その
信号に応じてスイッチングトランジスタ4cで駆動し制
御する。
【0063】このタイミングは、第11図に示すよう
に、PWM変換器31aとの同期をとりながら、速度制
御302aは、三角波発生カウンタ9より出力される搬
送波のピーク点からピーク点の間に演算処理される電流
制御303aを4回処理する間に1回処理を行い、位置
制御301aは、電流制御303aを8回処理する間に
1回処理を行う。同様に、PWM変換器31bとの同期
をとりながら、速度制御302bは、三角波発生カウン
タ9より出力される搬送波のピーク点からピーク点の間
に演算処理される電流制御303bを4回処理する間に
1回処理を行い、位置制御301bは、電流制御303
bを8回処理する間に1回処理を行う。また、PWM変
換器31cとの同期をとりながら、速度制御302c
は、三角波発生カウンタ9より出力される搬送波のピー
ク点からピーク点の間に演算処理される電流制御303
cを4回処理する間に1回処理を行い、位置制御301
cは、電流制御303cを8回処理する間に1回処理を
行う。
【0064】このとき、位置制御301a,301b,
301cは、それぞれのCPU30a,30b,30c
内で速度制御302a,302b,302c、電流制御
303a,303b,303cの処理を行わないときに
処理を行う。三角波発生器9より発生される三角搬送波
の最小点を演算器1でカウントし、4+4n回目に位置
指令をメモリ2a,2b,2cに書込む。つぎに、制御
器3a,3b,3cは、三角搬送波の最小点をカウント
して4n回目に、位置フィードバックを取得し、位置指
令をメモリ2a,2b,2cから読取り、位置制御30
1a,301b,301cを開始する。
【0065】このため、位置制御、位置指令、位置フィ
ードバックの取得も同時に実行でき、位置制御301
a,301b,301cと速度制御302a,302
b,302cと電流制御303a,303b,303c
を同時に実行できるので、ノイズによるカウントのずれ
の発生もなく、常に電動機5a,5b,5cの位置・速
度応答バランスを同一にすることができ、ロボット先端
位置Aの移動精度、移動速度精度を向上できる。
【0066】第12図は、請求項7に関わる本発明のデ
ジタルACサーボ装置の実施例を示すブロック図であ
る。上記で説明した位置周期発生器6を備えたデジタル
ACサーボ装置では、一定周期の矩形波の位置周期信号
が制御器3a,3b,3cに入力し、その立ち下がり時
に、第19図に示す位置制御処理を行うために、信号が
変化しないときは、常に一定の速度指令しか演算されな
い。
【0067】このため制御器3aは、周期間隔計測器3
3aで位置周期信号の間隔を計測し、設定時間以上位置
周期信号が変化しない場合は、異常検出器34aで異常
検出し、電動機5aの駆動を速やかに中止する。同様
に、制御器3bも周期間隔計測器33b、異常検出器3
4bを備え、設定時間以上位置周期信号が変化しない場
合は、異常を検出して電動機5bの駆動を速やかに中止
する。また、制御器3cも周期間隔計測器33c、異常
検出器34cを備え、設定時間以上位置周期信号が変化
しない場合は、異常を検出して電動機5bの駆動を速や
かに中止する。
【0068】第13図は、請求項8に関わる本発明のデ
ジタルACサーボ装置の実施例を示すブロック図であ
る。上記で説明した位置周期発生器6を備えたデジタル
ACサーボ装置では、一定周期の矩形波の位置周期信号
が制御器3a,3b,3cに入力し、その立ち下がり時
に、第19図に示す位置制御処理を行うために、信号が
変化しないときは、常に一定の速度指令しか演算されな
い。
【0069】このため、制御器3aは、クロック330
aと第14図に示すタイミングでクロック330aより
出力されるクロックでカウントアップし、位置周期信号
の立ち下がりにカウントクリアを行うカウンタ331a
よりなる周期間隔計測器33aで位置周期信号の間隔を
計測し、設定カウンタ値以上になると位置周期信号が変
化しないと判断して、異常検出器34aに異常検出信号
を出力して、電動機5aの駆動を速やかに中止する。同
様に、制御器3bも、クロック330bと第14図に示
すタイミングでクロック330bより出力されるクロッ
クでカウントアップし、位置周期信号の立ち下がりにカ
ウントクリアを行うカウンタ331bよりなる周期間隔
計測器33b、設定カウンタ値以上になると位置周期信
号が変化しないと判断して、異常検出器34bに異常検
出信号を出力して、電動機5bの駆動を速やかに中止す
る。また、制御器3cも、クロック330cと第14図
に示すタイミングでクロック330cより出力されるク
ロックでカウントアップし、位置周期信号の立ち下がり
にカウントクリアを行うカウンタ331cよりなる周期
間隔計測器33c、設定カウンタ値以上になると位置周
期信号が変化しないと判断して、異常検出器34cに異
常検出信号を出力して、電動機5cの駆動を速やかに中
止する。
【0070】第15図は、請求項9に関わる本発明のデ
ジタルACサーボ装置の実施例を示すブロック図であ
る。上記で説明した位置周期発生器6を備えたデジタル
ACサーボ装置では、一定周期の矩形波の位置周期信号
が制御器3a,3b,3cに入力し、その立ち下がり時
に、第19図に示す位置制御処理を行うために、信号が
変化しないときは、常に一定の速度指令しか演算されな
い。
【0071】このため、制御器3aは、速度制御302
aを実行するごとにカウントアップし、位置周期信号の
立ち下がりにカウントクリアを行う速度周期カウンタ3
32aよりなる周期間隔計測器33aで位置周期信号の
間隔を計測し、設定カウンタ値以上になると位置周期信
号が変化しないと判断して、異常検出器34aに異常検
出信号を出力して、電動機5aの駆動を速やかに中止す
る。同様に、制御器3bも、速度制御302bを実行す
るごとにカウントアップし、位置周期信号の立ち下がり
にカウントクリアを行う速度周期カウンタ332bより
なる周期間隔計測器33b、設定カウンタ値以上になる
と位置周期信号が変化しないと判断して、異常検出器3
4bに異常検出信号を出力して、電動機5bの駆動を速
やかに中止する。また、制御器3cも、速度制御302
cを実行するごとにカウントアップし、位置周期信号の
立ち下がりにカウントクリアを行う速度周期カウンタ3
32cよりなる周期間隔計測器33c、設定カウンタ値
以上になると位置周期信号が変化しないと判断して、異
常検出器34cに異常検出信号を出力して、電動機5c
の駆動を速やかに中止する。
【0072】第16図は、請求項10に関わる本発明の
デジタルACサーボ装置の実施例を示すブロック図であ
る。上記で説明した位置周期発生器6を備えたデジタル
ACサーボ装置では、一定周期の矩形波の位置周期信号
が制御器3a,3b,3cに入力し、その立ち下がり時
に、第19図に示す位置制御を行うために、信号が変化
しないときは、常に一定の速度指令しか演算されない。
【0073】このため、制御器3aは、電流制御303
aを実行するこどにカウントアップし、位置周期信号の
立ち下がりにカウントクリアを行う速度周期カウンタ3
33aよりなる周期間隔計測器33aで位置周期信号の
間隔を計測し、設定カウンタ値以上になると位置周期信
号がが変化しないと判断して、異常検出器34aに異常
検出信号を出力して、電動機5aの駆動を速やかに中止
する。同様に、制御器3bも、電流制御303bを実行
するごとにカウントアップし、位置周期信号の立ち下が
りにカウントクリアを行う電流周期カウンタ333bよ
りなる周期間隔計測器33b、設定カウンタ値以上にな
ると位置周期信号が変化しないと判断して、異常検出器
34bに異常検出信号を出力して、電動機5bの駆動を
速やかに中止する。また、制御器3cも、電流制御30
3cを実行するこどにカウントアップし、位置周期信号
の立ち下がりにカウントクリアを行う電流周期カウンタ
333cよりなる周期間隔計測器33c、設定カウンタ
値以上になると位置周期信号が変化しないと判断して、
異常検出器34cに異常検出信号を出力して、電動機5
cの駆動を速やかに中止する。
【0074】第17図は、請求項11に関わる本発明の
デジタルACサーボ装置の実施例を示すブロック図であ
る。上記で説明した位置周期発生器6を備えたデジタル
ACサーボ装置では、一定周期の矩形波の位置周期信号
が制御器3a,3b,3cに入力し、その立ち下がり時
に、第19図に示す位置制御処理を行うために、信号が
変化しないときは、位置制御処理を行うことなく常に一
定の速度指令しか演算されない。このため演算器1が位
置指令をメモリ2aに書込んだ後に、位置制御301a
が処理を行いメモリ2aに移動量を書込むアクセス時間
をアクセス周期測定器10で計測し、設定時間以上アク
セスがない場合は、演算器で異常と判断し、電動機5a
の駆動を速やかに中止する。同様に位置制御301bが
処理を行いメモリ2bに移動量を書込むアクセス時間を
アクセス周期測定器10で計測し、設定時間以上アクセ
スがない場合は、演算器で異常と判断し、電動機5bの
駆動を速やかに中止する。位置制御301cが処理を行
いメモリ2cに移動量を書込むアクセス時間をアクセス
周期測定器10で計測し、設定時間以上アクセスがない
場合は、演算器で異常と判断し、電動機5cの駆動を速
やかに中止する。
【0075】
【発明の効果】以上のように、請求項1に関する本発明
によれば、演算器と制御器間の同期をとることができ、
制御器間の位置制御応答バランスを保つことができるた
め、ロボットの先端軌跡精度を向上することができる優
れた効果を奏するものである。
【0076】また、請求項2に関する本発明によれば、
それぞれの制御器間の同期をとることができ、制御器間
の速度制御応答性バランスを保つことができるため、ロ
ボットの先端移動速度変動を抑えることができる優れた
効果を奏するものである。
【0077】また、請求項3に関する本発明によれば、
演算器とそれぞれの制御器間の同期をとることができ、
制御器間の制御バランスを保つことができるため、ロボ
ットの移動速度変動を抑え、先端軌跡精度の向上するこ
とができる優れた効果を奏するものである。
【0078】また、請求項4、請求項5に関する本発明
によれば、ノイズによるカウントずれが発生しても、制
御器間の速度制御応答性バランスを保つことができるた
め、ノイズの影響を受けることなく、ロボットの先端移
動速度変動を抑えることができる優れた効果を奏するも
のである。
【0079】また、請求項6に関する本発明によれば、
ノイズによるカウントずれが発生しても、演算器とそれ
ぞれの制御器間の同期をとることができ、制御器間の制
御バランスを保つことができるため、ノイズの影響を受
けることなく、ロボットの移動速度変動を抑え、先端軌
跡精度の向上することができる優れた効果を奏するもの
である。
【0080】これに加え、請求項7に関する本発明によ
れば、位置周期信号の周期間隔を測定することにより、
位置周期信号の異常時には、電動機の制御を中止するこ
とができる優れた効果を奏するものである。
【0081】また、請求項8に関する本発明によれば、
瞬時に位置周期信号の異常を検出し、電動機の制御を中
止することができる優れた効果を奏するものである。
【0082】また、請求項9に関する本発明によれば、
小さなカウンタで位置周期信号の異常を検出し、電動機
の制御を中止することができる優れた効果を奏するもの
である。
【0083】また、請求項10に関する本発明によれ
ば、小さなカウンタで位置周期信号の異常を検出し、制
御可能な最小時間で電動機の制御を中止することができ
る優れた効果を奏するものである。
【0084】また、請求項11に関する本発明によれ
ば、制御器の構成を変えることなく位置周期信号の異常
時には、制御可能な最小時間で電動機の制御を中止する
ことができる優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に関わる本発明のデジタルACサーボ
装置の実施例の構成を示すブロック図
【図2】請求項1に関わる本発明のデジタルACサーボ
装置の実施例のタイミングを示す図
【図3】請求項2に関わる本発明のデジタルACサーボ
装置の実施例の構成を示すブロック図
【図4】請求項2に関わる本発明のデジタルACサーボ
装置の実施例のタイミングを示す図
【図5】請求項3に関わる本発明のデジタルACサーボ
装置の実施例の構成を示すブロック図
【図6】請求項3に関わる本発明のデジタルACサーボ
装置の実施例のタイミングを示す図
【図7】請求項4に関わる本発明のデジタルACサーボ
装置の実施例の構成を示すブロック図
【図8】請求項5に関わる本発明のデジタルACサーボ
装置の実施例の構成を示すブロック図
【図9】請求項5に関わる本発明のデジタルACサーボ
装置の実施例のタイミングを示す図
【図10】請求項6に関わる本発明のデジタルACサー
ボ装置の実施例の構成を示すブロック図
【図11】請求項6に関わる本発明のデジタルACサー
ボ装置の実施例のタイミングを示す図
【図12】請求項7に関わる本発明のデジタルACサー
ボ装置の実施例の構成を示すブロック図
【図13】請求項8に関わる本発明のデジタルACサー
ボ装置の実施例の構成を示すブロック図
【図14】請求項8に関わる本発明のデジタルACサー
ボ装置の実施例のタイミングを示す図
【図15】請求項9に関わる本発明のデジタルACサー
ボ装置の実施例の構成を示すブロック図
【図16】請求項10に関わる本発明のデジタルACサ
ーボ装置の実施例の構成を示すブロック図
【図17】請求項11に関わる本発明のデジタルACサ
ーボ装置の実施例の構成を示すブロック図
【図18】3軸ロボットの構成を示すブロック図
【図19】位置制御の構成を示すブロック図
【図20】従来のデジタルACサーボ装置の構成を示す
ブロック図
【図21】従来のデジタルACサーボ装置の実施例のタ
イミングを示す図
【符号の説明】
1 演算器 2,2a,2b,2c メモリ 3a,3b,3c 制御器 4a,4b,4c スイッチングトランジスタ 5a,5b,5c 電動機 6 位置周期発生器 7 同期信号発生器 8,32a,32b,32c,331a,331b,3
31c カウンタ 9 三角波発生カウンタ 10 アクセス周期測定器 11a,11b,11c アーム 12 固定台 30a,30b,30c CPU 31a,31b,31c PWM変換器 33a,33b,33c 周期間隔計測器 34a,34b,34c 異常検出器 301a,301b,301c 位置制御 302a,302b,302c 速度制御 303a,303b,303c 電流制御 330a,330b,330c クロック 332a,332b,332c 速度周期カウンタ 333a,333b,333c 電流周期カウンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−82390(JP,A) 特開 平6−14578(JP,A) 特開 平5−344779(JP,A) 特開 平5−68392(JP,A) 特開 平7−20914(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 5/50

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の電動機を用いてそれぞれを位置制
    御することで機械を目標場所に移動させるデジタルサー
    ボ装置において、複数の電送機と、機械を目標場所に移
    動させるため、前記複数の電動機の回転角を演算する演
    算器と、その演算結果より個々の電動機を位置制御する
    複数の制御器を有し、それらの制御器が位置制御する周
    演算器が制御器に演算値を指令する周期同一かつ
    同期をとらせるため前記演算器と各制御器に信号を出力
    する位置周期信号発生手段を設けたデジタルサーボ装
    置。
  2. 【請求項2】 複数の電動機を用いてそれぞれを位置制
    御することで機械を目標場所に移動させるデジタルサー
    ボ装置において、複数の電動機と、機械を目標場所に移
    動させるため、前記複数の電動機の回転角を演算する演
    算器と、その演算結果より個々の電動機を位置・速度・
    電流制御する複数の制御器と、それぞれの制御器が位置
    ・速度・電流制御するための制御周期を発生する複数の
    カウンタを有し、それらカウンタを同一のタイミングで
    起動する信号をそれぞれのカウンタに出力する同期信号
    発生手段を設けたデジタルサーボ装置。
  3. 【請求項3】 制御器が位置・速度・電流制御するため
    制御周期を発生する複数のカウンタと、その制御周期
    で位置・速度・電流制御する複数の制御器と、それらの
    カウンタを同一タイミングで起動する信号をそれぞれの
    カウンタに出力する同期信号発生手段を設けた請求項1
    記載のデジタルサーボ装置。
  4. 【請求項4】 複数の電動機を用いてそれぞれを位置制
    御することで機械を目標場所に移動させるデジタルサー
    ボ装置において、複数の電動機と、機械を目標場所に移
    動させるため、前記複数の電動機の回転角を演算する演
    算器と、その演算結果より個々の電動機を位置・速度・
    電流制御する複数の制御器と、それぞれの制御器に接続
    し、位置・速度・電流制御するため共通の制御周期を
    発生するカウンタを設けたデジタルサーボ装置。
  5. 【請求項5】 複数の電動機を駆動する複数のスイッチ
    ング手段と、それぞれのスイッチング手段に出力する信
    号を形成するための搬送波を発生し、それぞれの制御器
    を同期させるカウンタを設けた請求項4記載のデジタル
    サーボ装置。
  6. 【請求項6】 演算器にカウンタを接続し、スイッチン
    グ手段に出力する信号を形成するための搬送波を発生す
    るカウンタの周期に同期して、位置・速度・電流制御す
    る制御器と、機械を目標場所に移動させるための電動機
    の回転角を演算して制御器に指令する演算器とを有する
    請求項5記載のデジタルサーボ装置。
  7. 【請求項7】 位置周期信号発生器から出力される信号
    の周期間隔を測定する周期間隔計測器と、前記周期間隔
    計測器からの信号から設定時間以上の信号変化が検出で
    きないときに、電動機を停止する異常検出器を設けた
    求項1記載のデジタルサーボ装置。
  8. 【請求項8】 周期間隔計測器はクロックをカウントす
    るカウンタで構成した請求項7記載のデジタルサーボ装
    置。
  9. 【請求項9】 周期間隔計測器は速度制御回をカウン
    トするカウンタで構成した請求項7記載のデジタルサー
    ボ装置。
  10. 【請求項10】 周期間隔計測器を電流制御回数をカウ
    ントするカウンタで構成した請求項7記載のデジタルサ
    ーボ装置。
  11. 【請求項11】 制御器として、位置周期信号発生器に
    同期してメモリアクセスを行う制御器を用い、制御器
    位置指令をメモリアクセスした後、設定時間以上応答が
    ないとき異常検出を行うアクセス周期測定手段を有する
    請求項1記載のデジタルサーボ装置。
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