JPH03215178A - サーボモータの保護方法 - Google Patents

サーボモータの保護方法

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JPH03215178A
JPH03215178A JP2009431A JP943190A JPH03215178A JP H03215178 A JPH03215178 A JP H03215178A JP 2009431 A JP2009431 A JP 2009431A JP 943190 A JP943190 A JP 943190A JP H03215178 A JPH03215178 A JP H03215178A
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JP
Japan
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temperature
servo motor
magnet
servo
coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009431A
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English (en)
Inventor
Nobutoshi Torii
信利 鳥居
Susumu Ito
進 伊藤
Masayuki Hamura
羽村 雅之
Tamotsu Sakai
保 酒井
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.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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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〕 本発明は低温下で使用されるサーボモータの保護方法に
関し、特に冷凍庫内等の低温下で使用される産業用ロボ
ットのサーボモータの保護方法に関する。
〔従来の技術〕
産業用ロボットは省力化の有力な手段として、産業上の
広い分野で広く使用されている。これらの分野は通常の
温度状態のみならず、高温あるいは低温下でも使用され
るようになりつつある。
このうち、冷凍庫等の低温下で使用される産業用ロボッ
トにおいては、磁石の減磁という問題がある。すなわち
、温度が低下することにより、減磁電流の限界値が低下
し、常温状態では安全なサーボモータの電機子電流によ
って減磁が発生する。
これらの問題を解決するために、以下のような手段が行
われている。
第1は別途加熱用のヒータを設けて、サーボモータの温
度を上昇させて、サーボモータを常に常温状態で使用す
る方式である。
第2は減磁電流値の温度特性の良い材質の磁石を使用す
ることである。
第3は低温下で使用するサーボモータの電流値を安全な
値に制限して、低トルクで使用する方式である。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、第1の方式ではサーボモータ毎にヒータが必要
であり、産業用ロボット等の多数のサーボモータを使用
し、かつ簡素な構造が要求される分野には採用できない
し、構造も複雑になり、コスト的な負担も大きい。
第2の方式では産業用ロボットのようにサーボモータの
数が多く、コスト的な負担が大きい。
第3の方式では発生トルクが低く、動作速度が低下し、
かつ産業用ロボットの可搬重量も低下する。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、特
別なヒータ等を使用しないでサーボモータを保護するサ
ーボモータの保護方法を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は通常の運転状態では発生トル
クの制限をしないサーボモータの保護方法を提供するこ
とである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では上記課題を解決するために、低温下で使用さ
れる産業ロボット等のサーボモータの保護方法において
、前記サーボモータのコイルあるいは磁石の温度を所定
の周期で検出し、前記温度が所定の温度以下のときは、
一定時間前記サーボモータに疑似外乱トルクを与えて、
前記磁石あるいは前記コイルの温度を上昇させることを
特徴とするサーボモータの保護方法が、提供される。
また、低温下で使用される産業ロボット等のサーボモー
タの保護方法において、前記サーボモータのコイルある
いは磁石の温度を所定の周期で検出し、前記温度が所定
の温度以下のときは、前記サーボモータへのトルク指令
値を制限することを特徴とするサーボモータの保護方法
が、提供される。
〔作用〕
サーボモータのコイルあるいは磁石の温度を一定周期で
測定する。この温度が所定の温度以下のときは、サーボ
モータに疑似外乱指令を与え、コイルに電流を流し、コ
イル及び磁石の温度を上昇させる。コイル及び磁石の温
度が上昇した後に通常の運転を行う。
また、一定周期でコイルあるいは磁石の温度を測定し、
温度が一定値以下のときは指令トルク値、すなわち電機
子電流を制限する。この制御は一定周期で行うので、運
転状態が続行すれば、磁石及びコイルの温度は上昇し、
一定時間後にはトルク指令値の制限は解除され、通常の
トルクで運転ができる。すなわち、トルク制限を受ける
のは運転開始時のみで、通常の運転時は低温下でのトル
ク制限はなくなる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第4図は本発明を実施するためのサーボモータ゛の制御
系のブロック図である。通常はプロセッサ1は位置指令
Pcを出力する。加算器2は位置指令Pcと実際の実位
置Pとの差である位置偏差Epを出力する。位置偏差E
pにポジションゲインKp3を掛け、速度指令Vcが出
力される。加算器4は速度指令Vcと実速度Vとの差で
ある速度偏差EVを出力する。
速度偏差Evに速度ゲインKv5を掛けた値と、速度偏
差EvにフィードフォワードゲインK1を掛けて積分し
た値の差であるトルク指令Tcが加算器7によって出力
される。加算器8はトルク指令Tcと模擬外乱トルク指
令Tgの和のトルク指令Tを出力する。トルク指令Tに
トルク定数Kt9を掛けるとサーボモータ10への電流
指令値が求められる。
サーボモータ10には位置検出用のパルスコーダが内蔵
されており、このパルスコーダから実速度Vが加算器4
に帰還される。また、実速度Vは積分器11で積分され
、実位置Pが求められて、加算器2に帰還される。
また、サーボモータ10の磁石あるいはコイルの温度T
 e m pが測定されてプロセッサ1に送られる。プ
ロセッサはこの温度T e m pを予め定められた所
定値と比較し、それより低いときは模擬外乱トルク指令
Tgを出力し、位置指令Pcをオフし、さらにフィード
フォワード・ループの積分ゲインK1を0にする。この
模擬外乱トルクTgは定格トルクの50〜80%とする
。勿論、これらの値はサーボモータの容量、使用する温
度条件、サーボモータの減磁電流等によって決定される
この結果、サーボモータ11には模擬外乱トルクTgの
み与えられ、実際の動きはないが、一定の電流が流れ、
磁石及びコイルの電流が上昇する。
温度が所定の温度以上になれば、模擬外乱トルク指令T
gはオフされ、位置指令Pcがプロセッサ1から出力さ
れ、フィードフォワード・ループの積分ゲインK1も通
常の値に戻される。
また、他の方法として、プロセッサ・1がサーボモータ
11の磁石あるいはコイルの温度T e m pが所定
の温度より低いときに、破線で示すように、トルク制限
回路12を設け、トルクを十T1〜Tlの範囲に制限す
るようにする。これによって、運転開始時はサーボモー
タの磁石及びコイルの温度は低いので、トルクは抑えら
れるが、一定時間運転すると磁石及びコイルの温度は上
昇し、通常のトルクで運転することができる。
第1図は本発明の第1の実施例のフローチャートである
。図において、Sに続く数値はステップ番号を示す。
〔S1〕サーボモータの磁石あるいはコイルの温度T 
e m pを測定し、所定の温度Txと比較し、Txよ
り小ならS2へ、そうでなければS3へ進む。
〔S2〕模擬外乱トルクTgを求める。
〔S3〕模擬外乱トルクTgは0とする。
〔S4〕第4図の加算器8に模擬外乱トルクTgを出力
する。
第2図は本発明の第2の実施例のフローチャートである
。第1図との相違点は模擬外乱トルクTgを与えた場合
にサーボモータ11の動きを抑えるために、位置指令P
c及びフィードフォワード・ループの積分ゲインK1を
0にしていることである。 (S13) 第3図は本発明の第3の実施例のフローチャートである
[S21:]サーボモータの磁石あるいはコイルの温度
T e m pを測定し、所定の温度Txと比較し、T
xより小ならS22へ、そうでなければS24へ進む。
〔S22〕制限トルクT1を求める。
[S23:]}ルクの制限範囲を十T1〜一T1のとす
る。
[S24:]}ルク制限範囲は通常のトルク制限範囲と
する。
[S25:l}ルク制限範囲をトルク制限回路12に与
える。
このような処理を一定時間ごとに繰り返せば、運転開始
時はトルク制限されるが、運転によりサーボモータ11
の磁石及びコイルの温度が上昇すれば、通常のトルクで
運転できる。しかもこれはロボット制御装置内で自動的
に行われる。
第5図は本発明を実施するためのロボット制御装置の概
略のブロック図である。ロボット制御装置にはプロセッ
サボード31があり、プロセッサボード31にはプロセ
ッサ3 1 a,ROM3 l b,RAM3 1 c
がある。プロセッサ31aはROM3lbに格納された
システムプログラムに従って、ロボット制御装置30全
体を制御する。先に説明したサーボモータを保護するた
めのプログラムもこのシステムプログラムに含められる
。プロセッサ31aは第4図のプロセッサ1に対応する
RAM31cには各種のデータが格納され、所定の温度
Txも格納されている。RAM31cの一部は不揮発性
メモリとして構成されており、動作プログラム等は不揮
発性メモリ部分に格納されている。プロセッサボード3
1はバス39に結合されている。
ディジタルサーボ制御回路32はバス39に結合され、
プロセッサボード31からの指令によって、サーボアン
ブ33を経由して、サーボモータ51、52、53、5
4、55及び56を駆動する。これらのサーボモータは
ロボット1に内蔵され、ロボット1の各軸を動作させる
。なお、各サーボモータ51〜56の温度はサーボアン
プ33、ディジタルサーボ制御回路32を経由して、プ
ロセッサ31aに送られる。第4図のサーボ制御系の温
度による制御以外の制御の大部分はこのディジタルサー
ボ制御回路32によって行われる。
シリアルポート34はバス39に結合され、表示器付き
教示損作盤57、その他のRS232機器58と接続さ
れている。表示器付き教示操作盤は各種のデータの人力
に使用する。また、シリアルポートにはCRT36aが
接続されており、CRT36には各軸の位置等が表示さ
れる。
ディジタルI/035には摸作パネル36bが接続され
ている。また、ディジタルI/035及びアナログI/
037を経由してデータ等が出力される。また、大容量
メモリ38にはティーチングデータ、使用中以外のデー
タ等が格納される。
上記の説明でサーボモータの保護方法をロボットを対象
に説明したが、これ以外の機器に使用されるサーボモー
タでも同様に適用できることは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明では、サーボモータの磁石等
の温度を測定して、模擬外乱トルクを与えるようにした
ので、磁石等の温度を単にサーボモータの制御系のみの
制御で上昇させることができ、特別のヒータ等を必要と
せず、また、特別高価な材質の磁石を使用する必要もな
い。
また、磁石等の温度が低い間のみトルクを制限するよう
にしたので、一定時間後は通常のトルクで運転できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例のフローチャート、 第2図は本発明の第2の実施例のフローチャート、 第3図は本発明の第3の実施例のフローチャート、 第4図は本発明を実施するためのサーボモータの制御系
のブロック図、 第5図は本発明を実施するためのロボット制御装置の概
略のブロック図である。 1  − プロセッサ 3 −− ポジションゲイン(Kp) 5゛ ゜ 速度ゲイン(Kv) 6−゛′゛積分ゲイン(k1) 9゜・ ゜゛・ トルク定数(Kt) 11  −  サーボモータ 3 1 a−一−プロセッサ 51〜56−サーボモータ Tg−・・−・−−一模擬外乱トルク Temp  一 磁石あるいはコイルの温度T1   
一 制限トルク

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)低温下で使用される産業ロボット等のサーボモー
    タの保護方法において、 前記サーボモータのコイルあるいは磁石の温度を所定の
    周期で検出し、 前記温度が所定の温度以下のときは、一定時間前記サー
    ボモータに疑似外乱トルクを与えて、前記磁石あるいは
    前記コイルの温度を上昇させることを特徴とするサーボ
    モータの保護方法。
  2. (2)前記疑似外乱トルクを与えるときに、前記サーボ
    モータの制御系の位置指令及びフィードフォワードの積
    分ゲインを0にすることを特徴とする請求項1記載のサ
    ーボモータの保護方法。
  3. (3)前記疑似外乱トルクは所定の周波数の正弦波であ
    ることを特徴とする請求項1記載のサーボモータの保護
    方法。
  4. (4)低温下で使用される産業ロボット等のサーボモー
    タの保護方法において、 前記サーボモータのコイルあるいは磁石の温度を所定の
    周期で検出し、 前記温度が所定の温度以下のときは、前記サーボモータ
    へのトルク指令値を制限することを特徴とするサーボモ
    ータの保護方法。
JP2009431A 1990-01-18 1990-01-18 サーボモータの保護方法 Pending JPH03215178A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006094590A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Mitsuba Corp モータ制御方法及びモータ制御システム
KR100652441B1 (ko) * 2005-10-28 2006-12-01 삼성전자주식회사 적응적 비회기를 이용한 스핀들 모터 구동 방법 및 그 장치
CN103326664A (zh) * 2012-03-19 2013-09-25 日立空调·家用电器株式会社 电动机控制装置及利用其的电动机驱动装置、压缩机、冷冻装置、空气调节器、以及电动机控制方法

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