JPH01198288A - サーボコントロール装置 - Google Patents

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、サーボコントロール装置に関するものである
。

（従来技術） 例えば最近産業用の各種自動組立装置などに多く採用さ
れているスカラロボットなどの自動機ではその操作用ア
クチュエータ部として一般に変位および角度の制御（追
値制御）が容易なサーボモータが使用されている。

そして該サーボモータは、サーボアンプ、サーボコント
ロールユニットと組合されることにより当該スカラロボ
ット等自動機のサーボコントロールシステムを構成して
いる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、従来の上記サーボコントロールシステムの構
成では、空間的に変位および回転可能な作動軸（出力軸
）を備えた上記サーボモータに対して相当本数の指令お
よびアンサーバック用のケーブルを介してセパレートし
た上で上記サーボアンプ、サーボコントロールユニット
等を接続する構造が一般的であり、上記サーボアンプお
よびサーボコントロールユニットは通常上述のような複
数のスカラロボットを多数並設した生産・組立ラインな
どでの場合には共通の中央シーケンサ内に組込まれるよ
うになっている。該中央シーケンサ内には、父上記各サ
ーボモータに対応して当該サーボモータにノイズが入る
のを防止するために必要に応じて波形整形回路等のノイ
ズ保護回路が設けられる。

従って、上記中央シーケンサの大きさが必然的に相当に
拡大され、かつ内部構造も非常に複雑なものとなる問題
があった。

また、上記スカラロボット等自動機の稼動効率を上げよ
うとすると、必然的に上記サーボモータの入出力応答速
度を高くする必要があるが、上記のように相当の距離を
相当な本数のケーブルで接続するような構成を採ったの
では、入出力信号の伝送速度が遅く、要求される高速応
答に応えきれない。特に上記のようなサーボコントロー
ルシステムで高精度な追値制御を実現しようとすると、
上記サーボモータ側からのフィードバック信号（フィー
ドバック情報）を可能な限りリアルタイムで上記コント
ロールユニット側に入力する必要があるが、上記従来の
＋１が成では相当な時定数遅れを生じる。

さらに、上記複数本の各ケーブル部および同コネクタ部
等でどうしてもノイズ（チャタリング等による）を拾い
易い。従って、上述のようなノイズ対策用の保護回路が
不可欠となる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記のような従来の問題点を解決することを
目的としてなされたもので、操作用の作動部を備えたサ
ーボアクチュエータと、該サーボアクチュエータを電気
的にサーボコントロールするサーボコントロールユニッ
トと、該サーボコントロールユニットと接続されるシー
ケンスコントロールユニットとを備えてなるサーボコン
トロール装置において、上記サーボコントロールユニッ
トを上記サーボアクチュエータと一体化するとともに上
記サーボコントロールユニットと上記シーケンスコント
ロールユニットとを光ファイバーを介して接続してなる
ものである。

（作　用） 上記本発明の問題点解決手段によると、操作用の作動部
を備えたサーボアクチュエータと、該サーボアクチュエ
ータを電気的にサーボコントロールするサーボコントロ
ールユニットと、該サーボコントロールユニットと接続
されるシーケンスコントロールユニットとを備えてなり
、上記サーボアクチュエータを上記シーケンスコントロ
ールユニットからのシーケンス信号に基きサーボコント
ロールユニットを介してサーボコントロールするように
なっているとともに、上記サーボコントロールユニット
は同等接続用のケーブルを介することなく上記サーボア
クチュエータと一体化されていて上記サーボアクチュエ
ータ側と入出力信号をリアルタイムで入出力するように
なっている。

そして、上δ己す−ボコントロールユニットは、光フア
イバーケーブルを介して上記シーケンスコントロールユ
ニットと接続されており、ノイズ信号を拾うことなく正
確にシーケンスコントロールされるようになっている。

（実施例） 第１図〜第３図は、本発明の実施例に係るサーボコント
ロール装置を示している。

先ず第１図は、同装置の要部の構成を示す電気回路図（
ブロック図）であり、図中符号ｌは例えばエンジンのシ
リンダブロックにおける鋳造成型時の砂抜き孔に対し封
孔用の枕型プラグを圧入するのに使用されるスカラロボ
ット用のサーボアクチュエータ等を構成するサーボモー
タを示している。

該サーボモータ！は、例えば電機子電流制御型のＤＣサ
ーボモータが採用されており、その電機子巻線側入力端
子はＤＣサーボアンプ２を介してロジックコントロール
回路３の出力端子に接続されている。そして、該ロジッ
クコントロール回路３から上記サーボアンプ２を介して
供給されるロジックコントロール信号（動作パターン信
号・・・・後述）に対応して増幅された電流制御信号（
直流電流）に応じてサーボコントロールされる。上記サ
ーボアンプ２の増幅電流信号は、また電流−トルク変換
回路４を介して制御トルク信号に変換された後上記ロジ
ックコントロール回路３にフィードバックされるように
なっており、後述する動作パターンコード記憶回路５よ
り供給される目標トルクと比較され、定トルク制御を行
うようになっている。

上記ロジックコントロール回路３は、基本人力として上
記動作パターンコード記憶回路５からの動作パターンコ
ード信号Ｇ（ｎ、ｍ）と動作パラメータ信号（Ｐ、Ｖ、
Ｒ，Ｉ）が供給されるようになっている。上記動作パタ
ーンコード記憶回路５の入力端子は、また制御コード信
号変・復調回路６の出力端子に接続されており、該制御
コード信号変・復調回路６で復調されたシーケンスコン
トロールユニット７から第１の光ファイバー１１を介し
てシリアルに転送されてくる動作パターンコード信号Ｇ
（ｎ、ｍ）及び動作パラメータ信号（Ｐ、Ｖ、Ｒ，Ｉ）
を演算に必要な所定時間記憶するマトリクス構成をもっ
た数値制御メモリとして機能するようになっている。上
記動作パターンＧとしては、例えば定トルク位置決め動
作（ｎ＝　０　、ｍ＝　０　）が設定されており、また
上記動作パラメータは、Ｐ（位置）、ｖ（速度）、Ｒ（
加減速）、■（トルク）の４種によって構成されている
。

一方、上記サーボモータ１の出力軸変位（実移′動位置
および移動速度）は、例えばメカニカルエンコーダより
なる位置検出器８でパルスコード信号の形で検出された
後に速度・位置検出回路９に入力され、速度・位置検出
信号Ｖ’　、Ｐ’　に変換されるようになっている。速
度Ｖ′は、当該制御周期内の旧位置と現位置の関係から
演算される。

この速度・位置検出信号Ｖ’　、Ｐ’は、共に先ず上述
のロジックコントロール回路３に入力されて上記動作パ
ターンコード記憶回路５の設定記憶信号（移動位置およ
び移動速度指令信号ｐ−ｖ）と比較されるとともに出力
コード記憶変換回路ＩＯにも位置信号Ｐ′のみが入力さ
れる。上記ロジックコントロール回路３は、上記動作パ
ターンコード記憶回路５の記憶信号（この場合はｐ−ｖ
）と上記速度・位置検出回路９の出力信号Ｐ′　・Ｖ′
とが等しい時には上記出力コード記憶変換回路ｌＯに完
了コード出力用又は異常指令伝達用の作動指令信号を供
給する。そして、該出力コード記憶変換回路１０は、上
記作動指令信号を受けると移動完了コード又は異常指令
信号Ｍ（ｎ、ｍ）を出力し、該移動完了コードおよび異
常指令信号を上述の制御コード信号変・復調回路６を通
して転送信号に変調した後第２の光フアイバーケーブル
１２を介してアンサーバック信号として上記シーケンス
コントロールユニットに転送入力せしめる。

この場合、以上の構成において上記ロジックコントロー
ル回路３を中心としてデータ結合された電流トルク変換
回路４、上記動作パターンコード記憶回路５、制御コー
ド信号変・復調回路６、速度・位置検出回路９、出力コ
ード記憶変換回路１０等の全体がサーボコントロールユ
ニット２０を形成しており、該サーボコントロールユニ
ット２０は、上記サーボアンプ２と共に上記サーボモー
タ１側の同筐体１００内に第２図に示すように一体的に
組込まれて構成されている。

なお、第２図において符号３１は、上記制御コード信号
変・復調回路６出力側の一対の光フアイバーケーブル用
信号コネクタであり、また３２は上記サーボアンプ２用
のＤＣ電源接続用コネクタ、３３は上記サーボコントロ
ールユニット２０のＤＣ動作電源接続用コネクタである
。

また、符号１ａは、上記サーボモータｌの操作用作動軸
を示している。

なお、以上の構成において上記サーボモータＩを例えば
何等かの加工テーブルを備えたＮＣ型自動機にも使用で
きるようにしようとする場合には、当該加工テーブルを
複数種の送り速度で駆動制御することが必要となるが、
そのような場合には例えば第３図に示すような各々速度
値（上記動作パラメータＶ）を異にする動作モード信号
を形成して当該サーボモータのトルク制御を行うように
すればよい。

（発明の効果） 本発明は、以上に説明したように、操作用の作動部を備
えたサーボアクチュエータと、該サーボアクチュエータ
を電気的にサーボコントロールするサーボコントロール
ユニットと、該サーボコントロールユニットと接続され
るシーケンスコントロールユニットとを備えてなるサー
ボコントロール装置において、上記サーボコントロール
ユニットを上記サーボアクチュエータと一体化するとと
もに上記サーボコントロールユニットと上記シーケンス
コントロールユニットとを光ファイバーを介して接続し
たことを特徴とするものである。

すなわち、上記本発明の構成では１、操作用の作動部を
備えたサーボアクチュエータと、該サーボアクチュエー
タを電気的にサーボコントロールするサーボコントロー
ルユニットと、該サーボコントロールユニットと接続さ
れるシーケンスコントロールユニットとを備えてなり、
上記サーボアクチュエータを上記シーケンスコントロー
ルユニットからのシーケンス信号に基きサーボコントロ
ールユニットを介してサーボコントロールするようにな
っているとともに、上記サーボコントロールユニットは
同等接続用のケーブルを介することなく上記サーボアク
チュエータと一体化されていて上記サーボアクチュエー
タ側と入出力信号をリアルタイムで入出力するようにな
っている。

そして、上記サーボコントロールユニットは、光フアイ
バーケーブルを介して上記シーケンスコントロールユニ
ットと接続されており、ノイズ信号を拾うことなく正確
にシーケンスコントロールされるようになっている。

従って、上記本発明の構成によると、従来のものと異な
り、サーボアクチュエータ側とサーボコントロールユニ
ット側とが入出力共に略リアルタイムでデータ結合され
ることになり、極めて高速応答性の高い高精度なサーボ
コントロールシステムを実現することができるようにな
る。

また、サーボコントロールユニットと外部側シーケンス
コントロールユニットとが光フアイバーケーブルで接続
される結果、上記構成と合せて内外部共にノイズを拾わ
ない構成となり、動作上の信頼性が大きく向上するとと
もにノイズ保護回路が不要になる。

さらに、電源ケーブルを除いて従来の殆んどの接続ケー
ブルが不要となるので、構造がシンプルとなりメンテナ
ンスも容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係るサーボコントロール装
置の電気回路図、第２図は、同装置の筐体部外観正面図
、第３図は、同装置の送りモード信号のパターン図であ
る。 １・・・・・サーボモータ ２・・・・・サーボアンプ ３・・・・・ロジックコントロール回路５・・・・・動
作パターンコード記憶回路６・・・・・制御コード信号
変・復調回路７・・・・・シーケンスコントローラ ８・・・・・位置検出器 ９・・・・・速度位置検出回路 １０・・・・出力コード記憶変換回路 １１・・・・第１の光フアイバーケーブル１２・・・・
第２の光ファイバーケーブル／　　：サーボモータ ２　　：サーボアンプ ３　　：ロジックコントロール回路 よ　　：動作パターンフード記噴回路 ６：１１１褐コード信号変・復調回路 ７　　ニジ−ケンスコントローラ ｒ　　：位置検出器 ９　　：速度位置検出同語 １０　：出力コード記ｔｔ２変換回路 ／／：慎／の光フアイバーケーブル ／２　；第２の尤ファイバーケーブル 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、操作用の作動部を備えたサーボアクチュエータと、
   該サーボアクチュエータを電気的にサーボコントロール
   するサーボコントロールユニットと、該サーボコントロ
   ールユニットと接続されるシーケンスコントロールユニ
   ットとを備えてなるサーボコントロール装置において、
   上記サーボコントロールユニットを上記サーボアクチュ
   エータと一体化するとともに上記サーボコントロールユ
   ニットと上記シーケンスコントロールユニットとを光フ
   ァイバーを介して接続したことを特徴とするサーボコン
   トロール装置。