JPS637183A

JPS637183A - サ−ボモ−タ制御装置

Info

Publication number: JPS637183A
Application number: JP61150441A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Akiba; 秋葉　宏
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-06-26
Filing date: 1986-06-26
Publication date: 1988-01-13

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明はロボットアーム等を移動させるサーボモータ制
御装置に関する。

（従来の技術）ロボットアーム等のサーボモータ制御装置は位置制御部
、速度制御部および電流増幅部の各３部分に分けること
ができ、上位装置からロボットアームの指令（目標）位
置が入力されると位置制御部によりこの指令位置とロボ
ットアームの現在位置信号との偏差が演算し求められ、
この偏差を指令速度として速度制御部に送出する。なお
、現在位置信号はロボットアームに設けられたエンコー
ダの出力を用いている。そして、速度制御部は指令速度
信号を受けると、この指令速度信号と現在位置信号を変
換して求めた現在位置信号との偏差を演算し求めてこれ
をトルク指令信号として電流制御部に送出する。この電
流制御部ではトルク指令信号を所定の増幅度で増幅して
サーボモータに送ってロボットアームを目標位置に移動
させている。ところで、以上のような制御動作を８ビツ
トのマイクロコンピュータを用いて行なうと演算処理時
間が足りなくなり、これ以上の演算処理は実行できない
状態となる。

ところで、サーボモータの制御をより安定にかつ高精度
に制御する方法として適応制御を適用することが考えら
れる。ところが、適応制御を適用するには制御対象つま
りサーボモータの特性変化に応じてサーボモータ制御装
置自体の制御定数を変更する演算処理をさらに付加しな
ければならず、８ビツトのマイクロコンピュータで対応
できなくなってしまう。

（発明が解決しようとする問題点）以上のように適応制御を適用しようとすると、より高性
能のマイクロコンピュータを使用しなければならず、マ
イクロコンピュータの性能を変更せずにより安定したか
つ高精度のサーボモータあり御ができる装置が望まれて
いる。

そこで本発明は上記問題点を解決するために、サーボモ
ータ制御の演算処理の負担を軽減できてより安定でかつ
高精度の制御ができるサーボモータ制ｍ装置を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成〕（問題点を解決するための手段）本発明は、ロボットアーム等に対する指令位置信号から
指令速度信号を求めて電流制御部を通してロボットアー
ムを移動するサーボモータに供給するサーボモータ制御
装置において、指令速度信号と現在速度信号とを比較し
、この比較結果からアナログのトルク指令信号を求めて
電流制御部における電流増幅度を可変する電流自動可変
手段を備えて上記目的を達成しようとするサーボモータ
制ｍ装置である。

（作用）このような手段を備えたことにより、例えば指令位置信
号が指令速度信号に変換され、又現在位置信号が現在速
度信号に変換されてこれら指令速度信号と現在速度信号
との偏差に比例して電流制御部におけるアナログのトル
ク指令信号に対する電流増幅度が可変される。

（実施例）以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図はサーボモータ制御装置の構成図であって、位置
制１ａＩ３ｉｏ、速度制御部２０および電流制御部３０
から構成されている。位置制御部１０は制御対象として
のロボットアーム４０に対する指令位置信号ｍａとロボ
ットアーム４０の現在位置信号ｌｌ１ｂとの偏差を偏差
器１）で求めて偏差カウンタ１２へ送り、この偏差カウ
ンタ１２のカウント値を指令速度信号「ａとして速度制
御部２０に送出するものとなっている。なお、現在位置
信号ｍｂは、ロボットアーム４０がサーボモータ４１の
駆動により移動した実際の位置を検出するパルスエンコ
ーダ４２のパルス出力を後述する電流自動可変手段５０
における現在位置カウンタ５１のカウント出力を採用し
ている。速度制御部２０は、指令速度信号ｆａをＤ／Ａ
　（ディジタル／アナログ）変換部２１によりアナログ
変換して偏差器２２に送り、−方、パルスエンコーダ４
２のパルス出力をＦ／Ｖ（周波数／電圧）変換部２３に
より電圧信号に変換して偏差器２２へ送っている。そし
て、この偏差器２２の偏差出力が速度アンプ２４に送ら
れ、この速度アンプ２４により速度偏差をなくすように
つまり速度に追従するように積分処理を行なってトルク
指令信号ｔａを電流制御部３０に送る構成となっている
。Ｎ流制御部３０はトルク指令信号【ａどうりの電流を
サーボモータ４１に供給するもので、トルク指令信号ｔ
ａは偏差器３１を通って電流アンプ３２に送られるよう
になっている。この電流アンプ３２はアナログスイッチ
３３のオン・オフにより増幅度が可変となる構成となっ
ている。

具体的な回路構成は第２図に示す如くであって、アナロ
グスイッチ３３の各スィッチ５１〜Ｓ口にそれぞれ大抵
抗値から小抵抗値となるよう配置された各抵抗Ｒ１〜Ｒ
ｎが接続され、これら抵抗Ｒ１〜Ｒｎを共通接続して抵
抗Ｒａを介して演算増幅器Ｑの一入力端子に接続してい
る。−方、各スイッチＳ１〜ｓｎを共通接続して演算増
幅器Ｑの出力端子に接続しである。そして、電流アンプ
３２から出力される電流はパワー増幅部３４を通してサ
ーボモータ４１に供給されるようになっている。なお、
サーボモータ４１に供給される電流ｔｂが検出されて偏
差器３１にフィードバックされている。

さて、電流自動可変手段５０は指令位置信号ｍａを指令
速度信号に変換し又現在位置信＠ｌｂを現在速度信号に
変換し、これら指令速度信号と現在速度信号との偏差を
求め、この偏差に比例してアナログのトルク指令信号ｔ
ａに対する電流増幅度を可変する機能を持ったものであ
る。つまり、この電流自動可変手段５ｏは、指令位置信
号＋＋＋ａおよび現在位置信号ｍｂによりロボットアー
ム４０の動作変化に応じてサーボモータ制御装置におけ
る制御定数つまり電流アンプ３２の電流増幅度を自動可
変する適応動作信号を送出する機能となっている。

具体的な構成は次の通りである。すなわち、指令位置信
号１ａを指令速度信号に変換して偏差器５２に送る指令
速度変換部５１と、現在位置カウンタ５１からの現在位
置信号ｍｂを現在速度信号に変換して偏差器５２に送出
する現在速度変換部５３と、偏差器５２の（ｇ差出力を
バイナリ信号に変換してこのバイナリ信号を適応動作信
号Ｒとしてアナログスイッチ３３に送出するバイナリ変
換部５４とから構成されている。なお、偏差器５２の偏
差出力が大きい場合にはＮ流アンプ３２の増幅度は高く
なり、偏差出力が小さい場合には電流アンプ３２の増幅
度は低くなる。ところで、第１図におけるＡ部分つまり
位置制御部１０および電流自動可変手段５０はマイクロ
コンピュータによりプログラム処理される構成となって
おり、−方のＢ部分はハードウェアにより構成されてい
る。従って、マイクロコンピュータの演算処理は位置制
御部１０と電流自動可変手段５０の各機能となっている
。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。指令位置信号ｍａが位置制御部１０に取り込まれると
ともにパルスエンコーダ４２のパルス出力が現在位置カ
ウンタ５１によりカウントされてそのカウント値が現在
位置信号ａ＋ｂとして位置ＩＩＩｗＪ部１０に取り込ま
れる。この位置制御部１０は指令位置信号１ａと現在位
置信号ｉｂとの偏差を偏差カウンタ１２によりカウント
してそのカウント値を指令速度信号ｆａとして速度制御
部２０に送出する。この速度制御部２０は指令速度信号
ｆａをアナログに変換しかつパルスエンコーダ４２のパ
ルス出力の周波数を電圧信号に変換してこれら指令速度
信号と現在速度信号ｒｂとの偏差を求める。そして、こ
の偏差に応じて速度アンプ２４によりアナログのトルク
指令信号【ａが求められて電流制叩部３０に送られる。

一方、電流自動可変手段５０において指令速度変換部５
１は指令位置信号ｍａを受けて指令速度信号に変換し、
これと同時に現在速度変換部５３は現在位置カウンタ５
１からの現在位置信号ａ＋ｂを受けて現在速度信号に変
換する。そして、これら変換された指令速度信号と現在
位置信号との偏差が偏差器５２において求められてバイ
ナリコード変換部５４に送出される。かくして、このバ
イナリコード変換部５４からはロボットアーム４ｏの移
動変化に応じた適応動作信＠Ｒがアナログスイッチ３３
に送出される。なお、この適応動作信号Ｒは指令位置信
号ｌｌ１ａと同期して送出される。これにより、偏差器
５２の偏差出力が大きければ、アナログスイッチ３３の
うち高抵抗を接続するスイッチ３１〜ｓｎが閉じて電流
アンプ３２の増幅度が高くなる。また、偏差器５２の偏
差出力が小さければ、アナログスイッチ３３のうち低抵
抗を接続するスイッチＳ１〜ｓｎが閉じて電流アンプ３
２の増幅度が低くなる。従って、トルク指令ｔａに応じ
た電流が容易に得られてパワー増幅部３４に送られ、こ
のパワー増幅部３４からサーボモータ４１を駆動するに
必要な電流レベルに増幅されてサーボモータ４１に供給
される。かくして、ロボットアーム４０は指令位置信号
に従って移動する。

このように上記一実施例においては、指令位置信号ｌｌ
１ａを指令速度信号に変換し、又現在位置信号Ｉｌｂを
現在速度信号に変換してこれら指令速度信号と現在速度
信号との偏差に比例して電流制御部３０におけるアナロ
グのトルク指令信号【ａに対する電流増幅度を演算して
求めて可変する構成としたので、サーボモータ制御！ｌ
Ｉ装置の開園定数とするトルク指令の電流増幅度を可変
する適応制御が適用できてサーボモータ４１の駆動を安
定にかつ高精度に制御できる。そして、電流制御部３０
をハードウェア構成とすることでマイクロコンピュータ
による演算処理を位置制御部１０および電流自動可変手
段５０の各玄能だけで済み、マイクロコンピュータが８
ビツトのものでも十分使用できる。

従って°、８ビツトのマイクロコンピュータを高性能の
ものに変更せずに適応制御をサーボモータ４１の制御に
適用できる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、上
記一実施例では指令速度と現在速度との偏差を無くす方
向で電流アンプ３２の増幅度を可変しているが、速度に
変えて指令位置と現在位置との偏差により電流アンプ３
２の増幅度を可変するように構成してもよい。

［発明の効果］以上詳記したように本発明によれば、サーボモータ制御
の演算処理の負担を軽減できてより安定でかつ高精度の
開開ができるサーボモータ制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるサーボモータ制御装置の一実施
例を示す構成図１、第２図は′Ｒ電流制御部一部具体的
な構成図である。１０・・・位置制御部、２０・・・速度制御部、３０・
・・電流制御部、３２・・・電流アンプ、３３・・・ア
ナログスイッチ、４ｏ・・・ロボットアーム、４１・・
・サーボモータ、４２・・・パルスエンコーダ、５０・
・・電流自動可変手段、５１・・・指令速度変換部、５
３・・・現在速度変換部、５４・・・バイナリコード変
換部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ロボットアーム等に対する指令位置信号から指令
速度信号を求めて電流制御部を通して前記ロボットアー
ムを移動するサーボモータに供給するサーボモータ制御
装置において、前記指令速度信号と現在速度信号とを比
較し、この比較結果からアナログのトルク指令信号を求
めて前記電流制御部における電流増幅度を可変する電流
自動可変手段を具備したことを特徴とするサーボモータ
制御装置。
（２）電流自動可変手段は、指令位置信号を指令速度信
号に変換し又現在位置信号を現在速度信号に変換してこ
れら指令速度信号と現在速度信号との偏差を求め、この
偏差に比例して前記電流制御部における電流増幅度を可
変する適応動作信号を送出する特許請求の範囲第（１）
項記載のサーボモータ制御装置。