JPH06131053A

JPH06131053A - サーボ制御装置

Info

Publication number: JPH06131053A
Application number: JP27747592A
Authority: JP
Inventors: Eiji Sawa; 英二沢
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-10-15
Filing date: 1992-10-15
Publication date: 1994-05-13

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、マスタとスレーブ制御部とを常に組
合わせる必要性をなくしてサーボ制御対象に応じてスレ
ーブ単独でも制御でき、使用上の自由度を高する。【構成】マスタ制御部(20)からタイミング発生部(31)に
対して始動指令が発せられると、このタイミング発生部
(31)から割込み信号がマスタ制御部(20)及び少なくとも
１つのスレーブ制御部(30)に送られる。この割込み信号
を受けてマスタ制御部(20)はサーボ制御対象(1) に対し
て位置制御を実行し、又スレーブ制御部(30)は速度制御
又は電流制御のいずれか一方又は両方を実行する。従っ
て、マスタとスレーブ制御部(20,30) 間の割込み信号は
位置制御のみでよい。又、例えば位置制御が不要であれ
ば、スレーブ制御部(30)のみで速度又は電流制御のいず
れか一方又は両方が実行される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マスタ及びスレーブ制
御部により位置制御等を分担してサーボモータ等の制御
を行う多重制御ループのサーボ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３はサーボ制御装置の構成図である。
かかる装置はサーボモータ１に対して位置制御、速度制
御及び電流制御を行なう多重制御ループ構成となってい
る。すなわち、マスタ制御部としてのマスタプロセッサ
２及びスレーブ制御部としてのスレーブプロセッサ３が
設けられている。又、サーボモータ１の回転軸にはパル
スジェネレータ等の位置検出器４が連結されている。

【０００３】マスタプロセッサ２には位置制御部５及び
タイミング発生部６などが備えられている。このうち、
タイミング発生部６は、位置制御、速度制御及び電流制
御に無駄時間が生じないように各制御ループの同期を取
るための各割込み信号、つまり位置割込み信号ａ、速度
割込み信号ｂ及び電流割込み信号ｃを発生する機能を有
している。この場合、位置制御、速度制御及び電流制御
の順に高速な処理が要求されるので、各割込み信号の優
先度は、位置制御、速度制御及び電流制御の順に高く設
定されている。例えば、電流制御の割込み周期の２〜３
倍を速度制御の割込み周期とし、電流制御の割込み周期
の４〜９倍を位置制御の割込み周期としている。

【０００４】又、位置制御部５は、位置検出器４からフ
ィードバックされる位置検出信号を受け、この位置検出
信号と基準位置信号との偏差をなくす位置制御信号を作
成する機能を有している。

【０００５】一方、スレーブプロセッサ３には速度制御
部７及び電流制御部８が備えられ、互いにバス９により
接続されている。このうち速度制御部７はマスタ側の位
置制御部５とバス１０を介して接続されている。

【０００６】この速度制御部７は、位置検出器４からフ
ィードバックされる位置検出信号から速度（回転角速
度）信号を求め、この速度信号と基準速度信号との偏差
をなくす速度制御信号を作成する機能を有している。

【０００７】又、電流制御部８は、サーボモータ１に流
れる電流を検出し、そのフィードバックされる電流検出
信号と基準電流信号との偏差をなくす電流制御信号を作
成する機能を有している。

【０００８】かかる構成であれば、位置検出器４はサー
ボモータ１の軸回転位置を検出してその位置検出信号を
出力する。一方、スレーブ制御部３の電流制御部８は、
サーボモータ１に流れる電流を検出してフィードバック
するとともに位置検出器４からの位置検出信号を取り込
み、かつこの位置検出信号をバス９を通して速度制御部
７に渡す。さらに、速度制御部７は、位置検出信号を取
り込んで保持するとともにバス１０を通して位置制御部
５に渡す。

【０００９】この状態に電流制御部８は、電流割込み信
号ｃを受けると、このとき電流検出信号と基準電流信号
との偏差をなくす電流制御信号を送出する。又、速度制
御部７は、速度割込み信号ｂを受けると、このときに位
置検出信号から速度信号を求め、この速度信号と基準速
度信号との偏差をなくす速度制御信号を送出する。さら
に位置制御部５は、位置割込み信号ｃを受けると、この
ときに位置検出信号と基準位置信号との偏差をなくす位
置制御信号を送出する。しかして、サーボモータ１に対
して位置制御、速度制御及び電流制御が行われる。

【００１０】しかしながら、上記構成では、タイミング
発生部６がマスタプロセッサ２に備えられているので、
速度制御又は電流制御を行なう場合、マスタプロセッサ
２とスレーブプロセッサ３とは離すことが困難で、常に
組合わせて使用しなければならない。又、マスタプロセ
ッサ２とスレーブプロセッサ３との間には、速度及び電
流割込み信号ｂ、ｃの各割込みラインが必要となる。従
って、例えばマスタとスレーブプロセッサ２、３とを離
して使用する場合には、これら割込みライン等が１本で
も少なくした方が使用しやすくなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のようにマスタと
スレーブプロセッサ２、３とは常に組合わせて使用しな
ければならず、かつマスタとスレーブプロセッサ２、３
とを離して使用する場合には各割込みライン等が１本で
も少ない方がよい。

【００１２】そこで本発明は、マスタとスレーブ制御部
とを常に組合わせる必要性をなくしてサーボ制御対象に
応じてスレーブ単独でも制御でき、使用上の自由度を高
くできる多重制御ループのサーボ制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、サーボ制御対
象に対して位置制御や電流制御等を時分割で行うサーボ
制御装置において、

【００１４】所定周期で割込み信号を発生する少なくと
も１つのタイミング発生部と、このタイミング発生部に
対して始動指令を発し、かつタイミング発生部からの割
込み信号を受けて位置制御等を実行するマスタ制御部
と、タイミング発生部からの割込み信号を受けて電流制
御等を実行する少なくとも１つのスレーブ制御部とを備
えて上記目的を達成しようとするサーボ制御装置であ
る。

【００１５】この場合、マスタ制御部は、タイミング発
生部からの割込み信号を分周したタイミングで位置制御
を実行し、又スレーブ制御部は、タイミング発生部から
の割込み信号のタイミングで電流制御を実行し、割込み
信号を分周したタイミングで速度制御を実行する。

【００１６】

【作用】このような手段を備えたことにより、マスタ制
御部からタイミング発生部に対して始動指令が発せられ
ると、このタイミング発生部から割込み信号がマスタ制
御部及び少なくとも１つのスレーブ制御部に送られる。
この割込み信号を受けてマスタ制御部はサーボ制御対象
に対して位置制御等を実行し、又スレーブ制御部は電流
制御等を実行する。この場合、位置制御、速度制御又は
電流制御は、割込み信号に基づいてその優先度の順に時
分割に実行される。従って、マスタとスレーブ制御部間
の割込み信号は位置制御のみでよい。又、例えば位置制
御が不要であれば、スレーブ制御部のみでサーボ制御対
象に対して速度又は電流制御のいずれか一方又は両方が
実行される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について図面を参
照して説明する。なお、図３と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。

【００１８】図１はサーボ制御装置の構成図である。マ
スタプロセッサ２０及びスレーブプロセッサ３０が備え
られ、このうちスレーブ制御３０にはタイミング発生部
３１が備えられている。このタイミング発生部３１は所
定周期の割込み信号を発生するもので、この割込み信号
は電流制御部８に送られると共に分周回路３２を介して
速度制御部７に送られている。この分周回路３２は、タ
イミング発生部３１からの割込み信号の周期を１／２〜
１／３に分周するものとなっている。

【００１９】一方、マスタプロセッサ２０には分周回路
２１が備えられている。この分周回路２１はタイミング
発生部３１と割込みラインを介して接続され、タイミン
グ発生部３１からの割込み信号の周期を１／４〜１／９
に分周して位置制御部５に送る機能を有している。又、
このマスタ制御部２０は、タイミング発生部３１に対し
て割込み信号を発生するための始動指令を発する機能を
有している。

【００２０】かかる構成であれば、マスタ制御部２０は
タイミング発生部３１に対して始動指令を発する。この
始動指令は、バス１０から速度制御部７を通り、さらに
バス９、電流制御部８を通ってタイミング発生部３１に
到達する。このタイミング発生部３１は、始動指令を受
けたときから所定周期の割込み信号を電流制御部８、各
分周回路３２、２１に送出する。

【００２１】このうち分周回路３２は割込み信号の周期
を１／２〜１／３に分周して速度制御部７に送り、分周
回路２１は割込み信号の周期を１／４〜１／９に分周し
て位置制御部５に送る。

【００２２】これにより、電流制御部８は割込み信号の
周期に同期して電流制御を実行し、速度制御部７は電流
制御部８の処理周期の２倍〜３倍の周期で速度制御を実
行し、又、位置制御部５は電流制御部８の処理周期の４
倍〜９倍の周期で位置制御を実行するものとなる。

【００２３】この状態に、位置検出器４はサーボモータ
１の軸回転位置を検出してその位置検出信号を出力す
る。一方、スレーブ制御部３０の電流制御部８は、サー
ボモータ１に流れた電流を検出してフィードバックする
とともに位置検出器４からの位置検出信号を取り込み、
かつ位置検出信号をバス９を通して速度制御部７に渡
す。この速度制御部７は、位置検出信号を取り込んで保
持するとともにバス１０を通して位置制御部５に渡す。

【００２４】しかるに、電流制御部８は割込み信号を受
ける毎に電流検出信号と基準電流信号との偏差をなくす
電流制御信号を送出し、速度制御部７は割込み信号を受
ける毎に位置検出信号から速度信号を求め、この速度信
号と基準速度信号との偏差をなくす速度制御信号を送出
する。又、位置制御部５は割込み信号を受ける毎に位置
検出信号と基準位置信号との偏差をなくす位置制御信号
を送出する。これにより、サーボモータ１に対して位置
制御、速度制御及び電流制御が、同期がとれて実行され
る。

【００２５】ここで、例えばサーボモータ１に対して例
えば位置制御が不要となった場合、マスタプロセッサ２
０とスレーブプロセッサ３０とは切り離され、スレーブ
プロセッサ３０は、単独によりタイミング発生部３１か
らの割込み信号を受けてサーボモータ１に対する速度制
御及び電流制御を実行する。

【００２６】このように上記第１実施例においては、マ
スタプロセッサ２０からタイミング発生部３１に対して
始動指令を発して割込み信号を電流制御部８、速度制御
部７及び位置制御部５に対して送出し、位置制御、速度
制御及び電流制御を割込み信号に基づいてその優先度の
順に時分割に実行するようにしたので、マスタとスレー
ブ制御部２０、３０とは常に組み合わせて使用すること
はなく、例えば位置制御が不要となればスレーブプロセ
ッサ３０の単独で速度及び電流制御を実行できる。又、
マスタとスレーブ制御部２０、３０との間を１本の割込
みラインを接続するだけで、多重制御ループが形成でき
る。次に本発明の第２実施例について図２を参照して説
明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してそ
の詳しい説明は省略する。

【００２７】このサーボ制御装置は多関節マニプレータ
などに適用したもので、各サーボモータ１ａ、１ｂ、１
ｃに対して位置制御、速度制御及び電流制御を実行する
構成となっている。なお、これらサーボモータ１ａ、１
ｂ、１ｃの軸には各位置検出器４ａ、４ｂ、４ｃが連結
されている。

【００２８】このサーボ制御装置は、マスタプロセッサ
２０に対しバス４０を介して各スレーブプロセッサ３０
ａ〜３０ｃを接続した構成となっている。そして、これ
らスレーブプロセッサ３０ａ〜３０ｃに対して各位置検
出器４ａ〜４ｃが接続されている。これらスレーブプロ
セッサ３０ａ〜３０ｃは、上記スレーブプロセッサ３０
と同一構成で、但しタイミング発生部３１は省かれてい
る。

【００２９】又、タイミング発生部４１が設けられ、こ
のタイミング発生部４１から出力される所定周期の割込
み信号が各スレーブプロセッサ３０ａ〜３０ｃの電流制
御部８及び分周回路３２に送られている。又、各スレー
ブプロセッサ３０ａ〜３０ｃからは各割込みライン４２
ａ〜４２ｃが引き出され、これら割込みライン４２ａ〜
４２ｃは共通接続されてマスタプロセッサ２０の分周回
路２１に接続されている。そして、各割込みライン４２
ａ〜４２ｃには各スイッチｃ１〜ｃ３が接続され、この
うちスイッチｃ１が閉じ、他のスイッチｃ２、ｃ３は開
放されている。

【００３０】かかる構成であれば、マスタ制御部２０は
タイミング発生部３１に対して始動指令を発する。この
始動指令はバス４０から各スレーブプロセッサ３０ａ〜
３０ｃのうちスレーブプロセッサ３０ａを通ってタイミ
ング発生部４１に到達する。このタイミング発生部４１
は、始動指令を受けたときから所定周期の割込み信号を
各スレーブプロセッサ３０ａ〜３０ｃに送出する。これ
らスレーブプロセッサ３０ａ〜３０ｃでは、上記同様に
電流制御部８が割込み信号の周期に同期して電流制御を
実行し、速度制御部７が電流制御部８の処理周期の２倍
〜３倍の周期で速度制御を実行する。

【００３１】これと共に割込み信号はスイッチｃ１を通
してマスタプロセッサ２０に送られ、このマスタプロセ
ッサ２０では位置制御部５が電流制御部８の処理周期の
４倍〜９倍の周期で位置制御を実行する。これにより、
各サーボモータ１ａ〜１ｃに対して位置制御、速度制御
及び電流制御が同期がとれて行われる。

【００３２】このように上記第２実施例においては、マ
スタプロセッサ２０に対して各スレーブプロセッサ３０
ａ〜３０ｃを接続し、タイミング発生部４１から各スレ
ーブプロセッサ３０ａ〜３０ｃ及びマスタプロセッサ２
０に割込み信号を送出するようにしたので、上記第１実
施例と同様に、例えば位置制御が不要となれば各スレー
ブプロセッサ３０ａ〜３０ｃの単独で各サーボモータ１
ａ〜１ｃに対する速度及び電流制御ができる。又、マス
タとスレーブ制御部２０、３０との間を１本の割込みラ
インで接続するだけで、各サーボモータ１ａ〜１ｃに対
する多重制御ループが形成できる。又、スレーブプロセ
ッサ３０ａ、３０ｂ…が複数であってもタイミング発生
部４１は１つでよく、その始動も１回だけ始動指令を与
えるだけでよく、この後はマスタプロロセッサ２０及び
各スレーブプロセッサ３０ａ〜３０ｃにおけるディジタ
ル処理により各制御タイミング誤差はほとんど生じな
い。

【００３３】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよ
い。例えば、スレーブプロセッサ３０ａ、３０ｂ…が複
数設けられた場合、タイミング発生部４１は、いずれか
１つのスレーブプロセッサ３０ａ、３０ｂ…内に設けて
もよく、又は各スレーブプロセッサ３０ａ、３０ｂ…に
設けてもよい。

【００３４】又、速度制御及び位置制御は、割込み信号
の分周信号に従って行なうのでなく、電流制御の処理回
数をカウントし、このカウント値が例えば「２」〜
「３」となった場合に速度制御を実行し、カウント値
「４」〜「９」となった場合に位置制御を実行するよう
にしてもよい。さらに、サーボ制御対象に応じてマスタ
プロセッサ２０で位置制御及び速度制御を行ない、スレ
ーブプロセッサ３０で電流制御を行なうようにしてもよ
い。又、サーボ制御対象はサーボモータ１に限ることは
ない。

【００３５】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、マ
スタとスレーブ制御部とを常に組合わせる必要性をなく
してサーボ制御対象に応じてスレーブ単独でも制御で
き、使用上の自由度を高くできる多重制御ループのサー
ボ制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるサーボ制御装置の第１実施例を
示す構成図。

【図２】本発明に係わるサーボ制御装置の第２実施例を
示す構成図。

【図３】従来装置の構成図。

【符号の説明】

１…サーボモータ、４…位置検出器、５…位置制御部、
７…速度制御部、８…電流制御部、２０…マスタプロセ
ッサ、２１，３２…分周回路、３０…スレーブプロセッ
サ、３１…タイミング発生部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サーボ制御対象に対して位置制御や電流
制御等を時分割で行うサーボ制御装置において、所定周期で割込み信号を発生する少なくとも１つのタイ
ミング発生部と、このタイミング発生部に対して始動指
令を発し、かつ前記タイミング発生部からの割込み信号
を受けて前記位置制御等を実行するマスタ制御部と、前
記タイミング発生部からの割込み信号を受けて前記電流
制御等を実行する少なくとも１つのスレーブ制御部とを
具備したことを特徴とするサーボ制御装置。
【請求項２】前記マスタ制御部は、タイミング発生部
からの割込み信号を分周したタイミングで位置制御を実
行する請求項１記載のサーボ制御装置。
【請求項３】前記スレーブ制御部は、タイミング発生
部からの割込み信号のタイミングで電流制御を実行し、
前記割込み信号を分周したタイミングで速度制御を実行
する請求項１記載のサーボ制御装置。