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発明の名称 サーボモータ制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−74816(P2007−74816A)
公開日 平成19年3月22日(2007.3.22)
出願番号 特願2005−258800(P2005−258800)
出願日 平成17年9月7日(2005.9.7)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄
発明者 吉村 伸一
要約 課題
接続したサーボモータの最大電流値に応じて電圧利得を自動的に切り替えることができるモータ制御装置を提供する。

解決手段
サーボモータ制御装置2は、接続したサーボモータ1を識別するモータ識別手段9と、モータ電流を検出し所定の電圧利得で電圧に変換する電圧利得変換手段7a、7bと、電圧利得変換手段7a、7bにより検出した電圧をモータ電流制御に必要なデジタル値に変換するAD変換器8a、8bと、モータ識別手段9により得たモータの最大電流値に基づいて電圧利得変換手段7a、7bの電圧利得をAD変換器8a、8bの最大入力電圧になるように切り替える選択手段10とを備えている。
特許請求の範囲
【請求項1】
接続したサーボモータを識別するモータ識別手段と、モータ電流を検出し所定の電圧利得で電圧に変換する電圧利得変換手段と、前記電圧利得変換手段により検出した電圧をモータ電流制御に必要なデジタル値に変換するAD変換器と、前記モータ識別手段により得たモータの最大電流値に基づいて前記電圧利得変換手段の電圧利得をAD変換器の最大入力電圧になるように切り替える選択手段とを備えたサーボモータ制御装置。
【請求項2】
電圧利得変換手段を、モータ電流検出抵抗器と、検出した電圧を増幅するための差動アンプと、複数の利得設定抵抗器と、利得を切り替えるためのアナログスイッチとで構成した請求項1に記載のサーボモータ制御装置。
【請求項3】
選択手段は、モータ認識手段により得たモータ最大電流値に基づき電圧利得変換手段の出力電圧がAD変換器の最大入力電圧を越えない範囲で最大になるように利得設定抵抗器の中から自動選択し切り替えを行う請求項1または請求項2に記載のサーボモータ制御装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータ電流を検出し、フィードバック制御を行うサーボモータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来のサーボモータ制御装置について図を参照しながら説明する。図3において、サーボモータ31は、モータ部33とエンコーダ34で構成されている。サーボモータ制御装置32の電圧利得変換手段37aおよび電圧利得変換手段37bは、インバータ回路42から出力されるu相およびw相のモータ電流を検出して所定の電圧利得で増幅し、AD変換器38aおよびAD変換器38bにてマイコンで処理するためのデジタル値に変換し、出力電流としてモータ制御手段41にフィードバックしている。
【0003】
一般に、サーボモータを最適に制御するには、電流検出特性の分解能が極めて重要であり、モータ所要の最大電流時にA/D変換器に最大電圧を供給できるように電圧利得変換手段の電圧利得を設定することで検出分解能を高めていた。ゆえに、モータ所要の出力電流ごとに固有な電圧利得変換手段を備えたサーボモータ制御装置が存在していた。
【0004】
また、この種のサーボモータを最適に制御するには、電流検出仕様に加えて、各種モータ仕様(極数、最大回転数、慣性モーメントなど)を正しく識別し、制御装置の各種パラメータを設定して、サーボモータに適合させる必要があった。モータ仕様を識別するための情報は、モータの外郭に貼付された銘板に記載されており、サーボモータと制御装置を新たに接続する場合には、作業者が上述の銘板に記載された情報を目視で認識し、その情報に基づき各種のパラメータを設定したり、スイッチを切り替えたりしていた。
【0005】
また、他の従来例として、電流検出器として複数のタップ出力を有するCT(カレントトランス)を搭載し、タップを切り替えることで出力電流の異なるモータに対応する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
この方法では、作業者がモータの外郭に貼付された銘板に記載されているモータ情報を目視で認識し、その情報に基づきモータ仕様を識別して、タップ切替スイッチを操作する必要があった。
【特許文献1】特開2001−223126号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、従来の構成のサーボモータ制御装置では、駆動対象モータの定格出力別に最適な電圧利得変換手段を使用しなければならず、機種数が増大するという問題があった。
【0008】
また、上述のように、モータの外郭に貼付された銘板がモータ仕様を識別する唯一の情報であり、作業者が銘板を調べ、手作業でモータ制御装置のパラメータを設定して調整していたため、作業効率が悪く、更に、作業者の作業ミスによりパラメータの設定ミスが発生する恐れがあった。
【0009】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、接続したサーボモータの最大電流値に応じて電圧利得を自動的に切り替えることができるモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するために本発明は、接続したサーボモータを識別するモータ識別手段と、モータ電流を検出し所定の電圧利得で電圧に変換する電圧利得変換手段と、前記電圧利得変換手段により検出した電圧をモータ電流制御に必要なデジタル値に変換するAD変換器と、前記モータ識別手段により得たモータの最大電流値に基づいて前記電圧利得変換手段の電圧利得をAD変換器の最大入力電圧になるように切り替える選択手段とを備えたサーボモータ制御装置である。
【発明の効果】
【0011】
本発明のサーボモータ制御装置によれば、接続したサーボモータの最大電流値に応じて電圧利得変換手段の電圧利得を自動的に切り替えて電流検出分解能を高めることができるので、異なる定格出力のサーボモータを精度良く制御することができ、大幅に機種数を削減することができる。また、作業者の設定ミスを回避することができるので、モータに不適切な大電流を流す危険を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
接続したサーボモータを識別するモータ識別手段と、モータ電流を検出し所定の電圧利得で電圧に変換する電圧利得変換手段と、前記電圧利得変換手段により検出した電圧をモータ電流制御に必要なデジタル値に変換するAD変換器と、前記モータ識別手段により得たモータの最大電流値に基づいて前記電圧利得変換手段の電圧利得をAD変換器の最大入力電圧になるように切り替える選択手段とを備え、前記選択手段は、モータ認識手段により得たモータ最大電流値に基づき電圧利得変換手段の出力電圧がAD変換器の最大入力電圧を越えない範囲で最大になるように利得設定抵抗器の中から自動選択し切り替えを行うサーボモータ制御装置である。
【実施例1】
【0013】
以下、本発明の実施例1について、図面を参照して説明する。
【0014】
図1において、サーボモータ1は、モータ部3とエンコーダ4とモータ情報を記憶したメモリー5と通信手段6aを有しており、通信回線を介してエンコーダ情報およびモータ仕様情報をサーボモータ制御装置2に伝送する。
【0015】
サーボモータ制御装置2は、通信手段6bでエンコーダ情報およびモータ仕様情報を受信し、エンコーダ情報はモータ制御手段11に、モータ情報はモータ識別手段9に伝達する。インバータ回路12は、直流電圧をPWM変調して交流信号(u相,v相,w相)を出力し、電圧利得変換手段7aおよび電圧利得変換手段7bはそれぞれu相およびw相のモータ電流を検出して所定の電圧利得で増幅する。
【0016】
増幅された出力電圧は、AD変換器8aおよびAD変換器8bにてマイコンで処理するためのデジタル値に変換され、モータ制御手段11に出力電流としてフィードバックされる。
【0017】
一方、モータ識別手段9は、サーボモータ1から読み取ったモータ仕様情報からモータ最大電流値を選択手段10に伝達する。選択手段10は、マイコンで構成されており、上述のモータ最大電流値を用いて電圧利得変換手段7a、7bで増幅される出力電圧を算出し、その結果がAD変換器8a,8bの最大入力電圧を越えない範囲で最大になる電圧利得を選定して切替信号で出力電圧を切り替える。
【0018】
ここで、電圧利得変換手段7aの具体的な構成について図2を用いて説明する。電圧利
得変換手段7bも同様であり、説明は省略する。
【0019】
図2において、アナログスイッチ27は、発光ダイオードのON/OFFを切り替えることで作動アンプ25aもしくは作動アンプ25bのいずれか一方に出力を切り替えることができる。この発光ダイオードのON/OFF切り替えは、選択手段10の切替信号により制御される。差動アンプ25aはモータ電流検出抵抗器20aで検出した電圧を増幅する。その利得(増幅率)は利得設定抵抗器21a〜24aで決定される。分圧抵抗器28および分圧抵抗器29は、モータ電流がゼロの時に、差動アンプ25aの出力が中位電圧になるように設定する。例えば、モータ最大電流が10Aで、AD変換器8aの入力電圧範囲が0〜5Vの場合には、モータ電流検出抵抗器20aを5mΩとし、増幅率を50に設定し、分圧抵抗28と分圧抵抗29は10kΩとする。これにより、差動アンプ25aの出力は、モータ電流がゼロの時には2.5Vとなり、モータ電流が−10Aで0V、モータ電流が+10Aで5Vを出力する。
【0020】
一方、差動アンプ25bは、モータ電流検出抵抗器20aとモータ電流検出抵抗器20bで検出した電圧を増幅する。その利得(増幅率)は利得設定抵抗器21b〜24bで決定される。例えば、モータ電流検出抵抗器20bを5mΩとし、増幅率を50と設定した場合、差動アンプ25bの出力は、モータ電流が−5Aで0V、モータ電流が+5Aで5Vを出力する。
【0021】
選択手段10は、サーボモータ制御装置2に接続されたサーボモータ1の最大電流値が9Aの場合には、制御信号を切り替えて、作動動アンプ25aの出力をAD変換器8aに供給する。また、接続されたサーボモータ1の最大電流値が5A以下の場合には制御信号を切り替えて作動動アンプ25bの出力をAD変換器8aに供給する。
【0022】
なお、実施例1ではモータの2相電流を検出する方式を示したが、3相すべての電流を検出する方式にすれば、モータ減磁限界電流(過電流)保護回路を兼ねることができる。
【0023】
このように、接続したサーボモータの最大電流値に応じて電圧利得変換手段の電圧利得を自動的に切り替えて電流検出分解能を高めることができるので、異なる定格出力のサーボモータを精度良く制御することができ、サーボモータ制御装置の機種数を削減することができる。また、接続したサーボモータのモータ仕様を自動的に認識するので、作業者の設定ミスを回避することができ、モータに不適切な大電流を流す危険を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【0024】
本発明のサーボモータ制御装置は、モータ電流を検出し、フィードバック制御を行う一般産業機器などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の実施例1のモータ制御装置における要部のブロック図
【図2】本発明の実施例1における電圧利得変換手段の詳細図
【図3】従来例を示すモータ制御装置の要部ブロック図
【符号の説明】
【0026】
1 サーボモータ
2 サーボモータ制御装置
4 エンコーダ
5 メモリー
6a、6b 通信手段
7a、7b 電圧利得変換手段
8a、8b AD変換器
9 モータ識別手段
10 選択手段
11 モータ制御手段
12 インバータ回路




 

 


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