(57)【要約】【課題】両モータの停止時相対回転位置のずれ量を短時間に補正することができるサーボモータ制御装置を提供する。【解決手段】被加工物を動作制御する２個のサーボモータの駆動中に両モータへの電力の供給が突然遮断され両モータのブレーキ機構の制動差によって両モータの停止時の回転位置にずれが発生したときにこのずれを補正する手段を有するサーボモータ制御装置において、両モータへの電力の供給が再開されたときは両モータの停止時回転位置を検出する検出手段と、検出された両モータの停止時回転位置に基づいて両モータの停止時回転位置間の差である停止時相対回転位置を算出しこの停止時相対回転位置と予め定められた初期設定相対回転位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、ずれ量が零になるように両モータのいずれか一方又は両方を自動的に回転駆動させる補正駆動手段とを備えている。【選択図】図１
2006154942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を動作制御する２個のサーボモータの駆動中に両モータへの電力の供給が突然遮断され両モータのブレーキ機構の制動差によって両モータの停止時の回転位置にずれが発生したときにこのずれを補正する手段を有するサーボモータ制御装置において、
両モータへの電力の供給が再開されたときは両モータの停止時回転位置を検出する検出手段と、
前記検出された両モータの停止時回転位置に基づいて両モータの停止時回転位置間の差である停止時相対回転位置を算出しこの停止時相対回転位置と予め定められた初期設定相対回転位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、
前記ずれ量が零になるように両モータのいずれか一方又は両方を自動的に回転駆動させる補正駆動手段とを備えることを特徴とするサーボモータ制御装置。
【請求項２】
前記ずれ量が予め定められたしきい値を超えているときにのみ前記補正駆動手段へ移行する判別手段を備えることを特徴とする請求項１記載のサーボモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の前記初期設定相対回転位置が被加工物の種類に応じて予め定められることを特徴とする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、サーボモータを複数個用いて、１つの被加工物を動作制御するための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、１つの被加工物を複数のサーボモータによって動作制御する場合、モータが制御状態にあるときに被加工物がねじれることを低減するために、複数のサーボモータの位置指令の補正を行って同期制御する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような１つの被加工物を複数のサーボモータによって動作制御する場合、サーボモータへの電力の供給が、停電等によって突然遮断されると、サーボモータが非制御状態に成って停止する。このときの回転位置を以下、停止時回転位置という。この場合、サーボモータのブレーキ機構の制動性能に従って停止するために、それぞれのモータにおいて、非制御状態に成ってから停止するまでの回転距離が異なるために、被加工物にねじれが生じる。
【０００４】
ねじれが発生すると、被加工物の剛性が高い場合は、複数のモータの何れかに被加工物のねじれによる負荷が掛かるために、サーボモータ制御装置がモータの動作制御を正確に行うことができなくなる。また、モータの減速装置を損傷する場合がある。そして、被加工物の剛性が低い場合は、被加工物に大きなねじれが発生している可能性が有るために、ねじれが生じたままサーボモータの駆動を再開すると、被加工物の加工結果に悪影響を与えることになる。
【０００５】
このねじれの原因である複数のサーボモータの停止時回転位置間に発生するずれを補正する方法を、図４乃至図７を参照して説明する。
【０００６】
図４は、２個のサーボモータによって１つの被加工物を動作制御して、溶接を行う溶接用ロボットの一般的な構成を示す図である。同図において、第１ポジショナ１及び第２ポジショナ２に被加工物３が取付けられ、両ポジショナ１及び２には、第１サーボモータＭ１及び第２サーボモータＭ２がそれぞれ内蔵されている。サーボモータ制御装置４からの動作制御信号ＳＭ１及びＳＭ２が、両モータＭ１及びＭ２にそれぞれ入力されて、被加工物３の回転動作が制御される。
【０００７】
また、ティーチペンダント５からロボット制御装置６に動作指令信号ＳＲが入力されて、ロボット制御装置６からの動作制御信号ＳＲｃがマニピュレータ７に入力される。これによって、マニピュレータ７の先端に取付けられた溶接用トーチ８の先端位置が制御されて、被加工物３の溶接が行われる。サーボモータ制御装置４は、ロボット制御装置６内に設けられる場合もある。
【０００８】
図５は、従来技術のサーボモータ制御装置４と両ポジショナ１及び２に内蔵された両モータＭ１及びＭ２との間のそれぞれの信号の流れを説明するためのブロック図である。同図において、商用電源９からサーボモータ制御装置４へ電力Ｅが供給される。サーボモータ制御装置４から両ポジショナ１及び２に内蔵された両サーボモータＭ１及びＭ２へ動作制御信号ＳＭ１及びＳＭ２がそれぞれ入力される。また、両モータＭ１及びＭ２のそれぞれの回転位置信号Ｐ１及びＰ２が、サーボモータ制御装置４へそれぞれフィードバックされる。そして、両モータＭ１及びＭ２が同期制御されて、被加工物３が動作制御される。
【０００９】
図６は、従来技術の両モータへの電力の供給が突然遮断されたときに、両モータの停止時回転位置のずれを補正する方法を説明するフローチャート図である。また、図７は、従来技術の両モータの停止時回転位置のずれを補正するときの両モータの回転位置を示す図である。
【００１０】
両モータＭ１及びＭ２を同期制御して被加工物３の搬送作業又は加工作業等を行うために、図７（Ａ）に示すように、両モータＭ１及びＭ２に基準となる回転位置Ｐ１ａ及びＰ２ａがそれぞれ予め設定され、これらの初期設定回転位置Ｐ１ａ及びＰ２ａが、サーボモータ制御装置４に記憶されている。また、両モータＭ１及びＭ２の停止時回転位置を、上記の初期設定回転位置Ｐ１ａ及びＰ２ａに、それぞれ戻すタスクプログラムが予め作成されている。
【００１１】
両モータＭ１及びＭ２に被加工物３がねじれの無い状態で取付けられ、両モータＭ１及びＭ２が同期制御されている間は、図７（Ａ）に示すように、被加工物３は、ねじれの無い状態を維持している。
【００１２】
しかし、図６のステップＳ１において、両モータＭ１及びＭ２の駆動中に停電等が発生して、サーボモータ制御装置４への電力の供給が突然遮断される。
【００１３】
そして、ステップＳ２において、両モータＭ１及びＭ２への動作制御信号ＳＭ１及びＳＭ２が停止して、両モータＭ１及びＭ２は、それぞれのブレーキ機構の制動性能に従って停止する。この結果、図７（Ｂ）に示すように、第１サーボモータＭ１は、初期設定回転位置Ｐ１ａから停止時回転位置Ｐ１ｂまで移動して停止し、第２サーボモータは、初期設定回転位置Ｐ２ａから停止時回転位置Ｐ２ｂまで移動して停止する。両モータＭ１及びＭ２の停止するまでの回転距離が異なるために、被加工物３にねじれが発生する。
【００１４】
その後、図６のステップ３において、サーボモータ制御装置４への電力の供給が再開された後に、ステップＳ４において、両モータＭ１及びＭ２の停止時回転位置Ｐ１ｂ及びＰ２ｂを、初期設定回転位置Ｐ１ａ及びＰ２ａへそれぞれ戻すタスクプログラムを起動し、図７（Ｃ）に示すように、第１サーボモータＭ１が、停止時回転位置Ｐ１ｂから初期設定回転位置Ｐ１ａまで移動して停止し、第２サーボモータが，停止時回転位置Ｐ２ｂから初期設定回転位置Ｐ２ａまで移動して停止する。この結果、両モータＭ１及びＭ２が、初期設定回転位置Ｐ１ａ及びＰ２ａにそれぞれ戻るために、被加工物３のねじれが補正される。
【特許文献１】特開平１１−３０５８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように、従来技術の両モータＭ１及びＭ２の停止時回転位置Ｐ１ｂ及びＰ２ｂのずれを補正する方法は、両モータＭ１及びＭ２の停止時回転位置Ｐ１ｂ及びＰ２ｂを、初期設定回転位置Ｐ１ａ及びＰ２ａへ戻すタスクプログラムを起動させている。この場合、両モータＭ１及びＭ２の停止時回転位置Ｐ１ｂ及びＰ２ｂが、初期設定回転位置Ｐ１ａ及びＰ２ａから遠く離れた位置のときは、停止時回転位置Ｐ１ｂ及びＰ２ｂから初期設定回転位置Ｐ１ａ及びＰ２ａへ戻すのに時間が掛かる。また、ねじれた状態が長時間継続されるために、その間、被加工物に負荷が掛かる。
【００１６】
本発明は、両モータの停止時相対回転位置のずれ量を短時間に補正することができるサーボモータ制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、第１の発明は、
被加工物を動作制御する２個のサーボモータの駆動中に両モータへの電力の供給が突然遮断され両モータのブレーキ機構の制動差によって両モータの停止時の回転位置にずれが発生したときにこのずれを補正する手段を有するサーボモータ制御装置において、
両モータへの電力の供給が再開されたときは両モータの停止時回転位置を検出する検出手段と、
前記検出された両モータの停止時回転位置に基づいて両モータの停止時回転位置間の差である停止時相対回転位置を算出しこの停止時相対回転位置と予め定められた初期設定相対回転位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、
前記ずれ量が零になるように両モータのいずれか一方又は両方を自動的に回転駆動させる補正駆動手段とを備えることを特徴とするサーボモータ制御装置である。
【００１８】
第２の発明は、
前記ずれ量が予め定められたしきい値を超えているときにのみ前記補正駆動手段へ移行する判別手段を備えることを特徴とする第１の発明に記載のサーボモータ制御装置である。
【００１９】
第３の発明は、
第１の発明に記載の前記初期設定相対回転位置が被加工物の種類に応じて予め定められることを特徴とするサーボモータ制御装置である。
【発明の効果】
【００２０】
第１の発明及び第３の発明のサーボモータ制御装置は、被加工物を動作制御する２個のサーボモータの駆動中に両モータへの電力の供給が突然遮断され両モータのブレーキ機構の制動差によって両モータの停止時の回転位置にずれが発生したときにこのずれを補正する手段を有するサーボモータ制御装置において、両モータへの電力の供給が再開されたときは両モータの停止時回転位置を検出する検出手段と、検出された両モータの停止時回転位置に基づいて両モータの停止時回転位置間の差である停止時相対回転位置を算出しこの停止時相対回転位置と予め定められた初期設定相対回転位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、ずれ量が零になるように両モータのいずれか一方又は両方を自動的に回転駆動させる補正駆動手段とを備えている。
【００２１】
この結果、従来技術のように、両モータＭ１及びＭ２の停止時回転位置Ｐ１ｂ及びＰ２ｂを、初期設定回転位置Ｐ１ａ及びＰ２ａへ戻すタスクプログラムを起動させる必要が無く、両モータの停止時回転位置が、初期設定回転位置から遠く離れている場合でも、ずれを補正するための両モータの回転距離が短いので、短時間に、両モータの停止時相対回転位置のずれ量を補正することができる。また、被加工物に負荷が掛かっているねじれの状態の期間が、著しく短縮される。
【００２２】
第２の発明のサーボモータ制御装置は、第１の発明に記載のサーボモータ制御装置において、停止時相対回転位置のずれ量が予め定められたしきい値を超えているときにのみ補正駆動手段へ移行する判別手段を備えている。この結果、第１の発明のサーボモータ制御装置が有する効果に加えて、加工作業の効率化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［実施の形態１］
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
サーボモータ制御装置と両ポジショナに内蔵された両モータとの間の信号の流れを説明するためのブロック図は、図５に示した従来技術のブロック図と同じであるので、説明を省略する。以下、本発明のサーボモータ制御装置の従来技術と異なる処理を、詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態１のサーボモータ制御装置の動作を説明するためのフローチャート図であり、図２は、本発明のサーボモータ制御装置によって両モータの停止時相対回転位置のずれを補正するときの両モータの回転位置を示す図である。
【００２５】
両モータＭ１及びＭ２を同期制御して被加工物３の搬送作業又は加工作業等を行うために、図２（Ａ）に示すように、両モータＭ１及びＭ２に基準となる回転位置Ｐ１ａ及びＰ２ａがそれぞれ予め設定され、これらの初期設定回転位置Ｐ１ａ及びＰ２ａが、サーボモータ制御装置４に記憶されている。
【００２６】
両モータＭ１及びＭ２に被加工物３がねじれの無い状態で取付けられ、両モータＭ１及びＭ２が同期制御されている間は、図２（Ａ）に示すように、被加工物３は、ねじれの無い状態を維持している。
【００２７】
しかし、図１のステップＳ１において、両モータＭ１及びＭ２の駆動中に停電等が発生して、サーボモータ制御装置４への電力の供給が突然遮断される。
【００２８】
そして、ステップＳ２において、両モータＭ１及びＭ２への動作制御信号ＳＭ１及びＳＭ２が停止して、両モータＭ１及びＭ２は、それぞれのブレーキ機構の制動性能に従って停止する。この結果、図２（Ｂ）に示すように、第１サーボモータＭ１は、初期設定回転位置Ｐ１ａから停止時回転位置Ｐ１ｂまで移動して停止し、第２サーボモータは、初期設定回転位置Ｐ２ａから停止時回転位置Ｐ２ｂまで移動して停止する。両モータＭ１及びＭ２の停止するまでの回転距離が異なるために、被加工物３にねじれが発生する。
【００２９】
その後、図１のステップ３において、サーボモータ制御装置４への電力の供給が再開された後に、ステップＳ４において、サーボモータ制御装置４が、図２（Ｂ）に示す両モータＭ１及びＭ２の停止時回転位置Ｐ１ｂ及びＰ２ｂを、それぞれ検出する。
【００３０】
ステップＳ５において、上記の検出された両モータＭ１及びＭ２の停止時回転位置Ｐ１ｂ及びＰ２ｂから、両モータＭ１及びＭ２の停止時回転位置Ｐ１ｂ及びＰ２ｂ間の差である停止時相対回転位置（Ｐｂ＝Ｐ１ｂ−Ｐ２ｂ）を算出する。
【００３１】
ステップＳ６において、上記の停止時相対回転位置Ｐｂと予め定められた初期設定相対回転位置（Ｐａ＝Ｐ１ａ−Ｐ２ａ）とのずれ量（ΔＰ＝Ｐｂ−Ｐａ）を算出する。
【００３２】
ステップＳ７において、ずれ量ΔＰが零になる第２サーボモータの目標回転位置（Ｐ２ｃ＝Ｐｂ＋ΔＰ）を算出する。
【００３３】
ステップＳ８において、第２サーボモータＭ２に、目標回転位置Ｐ２ｃまで回転させる動作制御信号が入力されて、図２（Ｃ）に示すように、第２サーボモータＭ２が、停止時回転位置Ｐ２ｂから目標回転位置Ｐ２ｃに回転駆動して、停止時相対回転位置のずれが補正される。停止時相対回転位置のずれを補正するときに、両モータＭ１又はＭ２のいずれを回転駆動させるかは、予め設定しておく。また、両モータＭ１又はＭ２のいずれか一方を回転駆動させる代わりに、両方のモータＭ１及びＭ２を回転駆動させても良い。
【００３４】
それぞれのポジショナ１、２には、被加工物３を取付けるための治具が固定されている。この固定された治具に取付けられる被加工物３の形状が異なるときは、上述した初期設定相対回転位置Ｐａは、その形状に対応して予め定められる。
【００３５】
上述したステップＳ１乃至Ｓ８によって、両モータＭ１及びＭ２の停止時相対回転位置Ｐｂのずれ量ΔＰを補正することができる。この結果、従来技術のように、両モータＭ１及びＭ２の停止時回転位置Ｐ１ｂ及びＰ２ｂを、初期設定回転位置Ｐ１ａ及びＰ２ａへ戻すタスクプログラムを起動させる必要が無く、両モータＭ１及びＭ２の停止時回転位置Ｐ１ｂ及びＰ２ｂが、初期設定回転位置Ｐ１ａ及びＰ２ａから遠く離れている場合でも、ずれを補正するための両モータＭ１及びＭ２の回転距離が短いので、短時間に、両モータＭ１及びＭ２の停止時相対回転位置Ｐｂのずれ量ΔＰを補正することができる。また、被加工物に負荷が掛かっているねじれの状態の期間が、著しく短縮される。
【００３６】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２のサーボモータ制御装置の動作を説明するためのフローチャート図である。同図において、ステップＳ１乃至Ｓ６とステップ７及び８とは、図１の同符号を付したステップ同じであるので、説明を省略する。以下、点線で示したステップ９について説明する。
【００３７】
ステップＳ９において、停止時相対回転位置Ｐｂのずれ量ΔＰが、予め定められたしきい値Ｔ１を超えているかどうかを判別する。このしきい値Ｔ１は、被加工物３の材質や品質の程度等によって、予め設定される。停止時相対回転位置Ｐｂのずれ量ΔＰが、予め定められたしきい値Ｔ１を超えているときは、ステップ７に移行する。停止時相対回転位置Ｐｂのずれ量ΔＰが予め定められたしきい値Ｔ１を超えていないときは、ずれ量ΔＰを補正するフローを終了する。
【００３８】
上述したしきい値Ｔ１よりもさらに大きいしきい値を設けて、このしきい値を超えたときに被加工物３のねじれが異常に大きいと判別して、異常信号を出力して作業者へ通知するようにしても良い。
【００３９】
上述したように、本発明の実施の形態２のサーボモータ制御装置は、停止時相対回転位置Ｐｂのずれ量ΔＰが、予め定められたしきい値Ｔ１を超えているときにのみ、補正駆動手段へ移行する判別手段を備えているので、実施の形態１のサーボモータ制御装置が有する効果に加えて、加工作業の効率化を図ることができる。
【００４０】
上述した本発明のサーボモータ制御装置は、被加工物を２台のポジショナに取付けて動作制御する場合を説明したが、本発明は、この場合に限定されるものではない。本発明は、例えば、２本の柱状の支持部材に２台のサーボモータをそれぞれ取付け、これらのサーボモータ間に可動部を取付けて、動作制御する場合にも適用することができる。また、４本の柱状の支持部材に４台のサーボモータをそれぞれ取付け、これらのサーボモータに平面状の移動部材を取付けて、動作制御する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１のサーボモータ制御装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図２】本発明のサーボモータ制御装置によって両モータの停止時相対回転位置のずれを補正するときの両モータの回転位置を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２のサーボモータ制御装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図４】２個のサーボモータによって１つの被加工物を動作制御して、溶接を行う溶接用ロボットの一般的な構成を示す図である。
【図５】従来技術のサーボモータ制御装置４と両ポジショナ１及び２に内蔵された両モータＭ１及びＭ２との間のそれぞれの信号の流れを説明するためのブロック図である。
【図６】従来技術の両モータへの電力の供給が突然遮断されたときに、両モータの停止時の回転位置のずれを補正する方法を説明するフローチャート図である。
【図７】従来技術の両モータの停止時の回転位置のずれを補正するときの両モータの回転位置を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１            第１ポジショナ
２            第２ポジショナ
３            被加工物
４            サーボモータ制御装置
５            ティーチペンダント
６            ロボット制御装置
７            マニピュレータ
８            溶接用トーチ
９            商用電源
Ｅ            電力
Ｍ１            第１サーボモータ
Ｍ２            第２サーボモータ
Ｐ１            第１サーボモータの回転位置信号
Ｐ１ａ            第１サーボモータの予め定められた設定回転位置
Ｐ１ｂ            第１サーボモータの停止時回転位置
Ｐ２            第２サーボモータの回転位置信号
Ｐ２ａ            第２サーボモータの予め定められた設定回転位置
Ｐ２ｂ            第２サーボモータの停止時回転位置
Ｐ２ｃ            第２サーボモータの目標回転位置
Ｐａ            設定相対回転位置
Ｐｂ            停止時相対回転位置
ＳＭ１            動作制御信号
ＳＭ２            動作制御信号
ＳＲ            動作指令信号
ＳＲｃ            動作制御信号
Ｔ１            しきい値
ΔＰ            停止時相対回転位Ｐｂのずれ量
【図１】
2006154942.tif 000003
【図２】
2006154942.tif 000004
【図３】
2006154942.tif 000005
【図４】
2006154942.tif 000006
【図５】
2006154942.tif 000007
【図６】
2006154942.tif 000008
【図７】
2006154942.tif 000009