(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボコントローラと、サーボアンプと、サーボモータと、該サーボモータの作動状態を検出して上記サーボコントローラにフィードバックするフィードバック検出器とを備える複数組のサーボ制御回路を設けて、複数組のサーボ制御回路の１つをマスター側制御回路とし、他をスレーブ側サーボ制御回路とし、上記マスター側サーボ制御回路のサーボモータとスレーブ側サーボ制御回路のサーボモータを、機械的に連動させて動力伝達機構を介し１つの負荷を駆動させるようにし、且つ上記マスター側サーボ制御回路とスレーブ側サーボ制御回路の各サーボコントローラは、制御目標指示器で設定した制御目標値に負荷が追従するようにそれぞれ制御目標指示器からの制御目標値と、それぞれ対応する上記フィードバック検出器からのフィードバック値に基づいて上記各サーボアンプに指令するための指令値を計算するようにしてあり、更に、上記スレーブ側サーボ制御回路のサーボアンプの上流側位置に、マスター側のサーボコントローラによる指令値がスレーブ側サーボアンプに入力されるように切り替えたり、スレーブ側のサーボコントローラによる指令値がスレーブ側サーボアンプに入力されるように切り替えられる指令値選択器を設けて、マスター側サーボアンプには、マスター側サーボコントローラからの指令値だけが入力されるようにして、該マスター側サーボアンプはこの指令値に基づいてマスター側サーボモータへ供給される電力を制御して該制御された電力を該サーボモータに供給するようにしてあると共に、スレーブ側サーボアンプには、上記指令値選択器によりマスター側サーボコントローラ又はスレーブ側サーボコントローラのいずれか一方からの指令値が入力されるようにして、該スレーブ側サーボアンプはこの指令値に基づいてスレーブ側サーボモータへ供給される電力を制御して該制御された電力を該サーボモータに供給するようにしてあって、マスター側とスレーブ側の各サーボ制御回路に異常が発生していない通常はマスター側のサーボコントローラより指令値がマスター側サーボアンプと上記指令値選択器を介しスレーブ側サーボアンプに入力されてマスター側とスレーブ側の両サーボモータにより負荷が制御されると共に、マスター側サーボ制御回路に何らかの異常が発生した場合にマスター側のサーボモータがフリーランされてスレーブ側のサーボコントローラより指令値が上記指令値選択器を介しスレーブ側サーボアンプに入力されてスレーブ側のサーボモータにより負荷の制御を継続させ、スレーブ側サーボ制御回路に異常が発生した場合にスレーブ側のサーボモータがフリーランされてマスター側のサーボコントローラより指令値がマスター側サーボアンプに入力されてマスター側のサーボモータにより負荷の制御を継続させるようにした構成を有することを特徴とするサーボ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は負荷を駆動させるサーボ制御装置に関するもので、特に、異常が発生しても負荷が制御目標値に追従するようにサーボ制御するようにしたサーボ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
負荷として、たとえば、プレス機械のトランスファー機構を駆動するサーボ制御装置においては、サーボ制御装置の構成要素（サーボコントローラ、サーボアンプ、サーボモータ、フィードバック検出器等）に異常が発生した場合でも、金型が停止するまでトランスファー機構が金型に同期して運動しないと、金型とトランスファー機構が衝突するおそれがある。そのため、サーボ制御装置の構成要素に異常が発生した場合にもサーボ制御を継続できるようにすることが必要である。
【０００３】
上記、サーボ制御装置に異常が発生した場合でもサーボ制御を継続できるようにする従来技術の１つとして、トルクマスタースレーブ方式により１つの負荷を２組のサーボアンプ及びサーボモータで駆動させるようにしたものがある。すなわち、図４に一例を示す如く、制御目標指示器１で求められた制御目標値に負荷（図示せず）が追従するように制御演算を行うサーボコントローラ３と、該サーボコントローラ３からのトルク指令値に基づいてサーボモータへ供給される電力を制御するサーボアンプ４と、該サーボアンプ４から電力を供給され負荷を駆動するサーボモータ５と、該サーボモータ５のフィードバック値を検出するためのフィードバック検出器６と、サーボコントローラ３、サーボアンプ４、サーボモータ５及びフィードバック検出器６の異常を検出して、制御目標指示器１とサーボアンプ４へ指令を送るようにしてある異常検出器７とを、一組として備え、上記サーボコントローラ３は、制御目標指示器１からの制御目標値とフィードバック検出器６からのフィードバック値とに基いてトルク指令値を計算し、該計算されたトルク指令値をサーボアンプ４へ入力し、サーボモータ５がトルク指令値に従ってトルクを発生するようにサーボアンプ４からサーボモータ５への電力制御が行われるようにしたものをマスター側サーボ制御回路２として構成し、更に、予備のために、上記と同様な構成、機能を有するサーボアンプ９と、サーボモータ１０と、両者の異常を検出して制御目標指示器１とサーボアンプ９へ指令を送る異常検出器１１とを備えたスレーブ側サーボ制御回路８を構成し、且つサーボモータ５と１０が互いに機械的に連動して負荷を駆動するように、該サーボモータ５と１０により回転させられるようにしたシャフト１２と、シャフト１２の回転を負荷に伝える動力伝達機構１３を設けて、負荷を駆動するようにしたものがある。
【０００４】
又、別な従来技術としては、特開平２−８７９８５号公報に開示されたサーボ制御装置がある。これは、図５に示す如く、交流電流をコンバータ部１５の単相整流回路１６を用いて直流電流に変換し、前記直流電流に基づいて３相ＡＣサーボモータ１７を駆動制御するＡＣサーボモータ駆動制御回路１４において、前記ＡＣサーボモータ１７の３相の電源線の中、いずれか２つの電源線と前記コンバータ部１５を構成する平滑用コンデンサ１８とを異常時において直列に接続するリレー１９，２０を備え、前記リレー１９，２０を用いてＡＣサーボモータ１７と平滑用コンデンサ１８とを直列接続することで前記平滑用コンデンサ１８に蓄積された静電エネルギを前記ＡＣサーボモータ１７に供給し固定磁界を生成することでＡＣサーボモータ１７を停止させるようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図４に示したトルクマスタースレーブ方式による方法では、サーボコントローラ３及びフィードバック検出器６は１組しか存在せず、サーボアンプ４，９はともに１つのサーボコントローラ３からトルク指令を受けている構成であることから、該サーボコントローラ３やフィードバック検出器６に異常が発生した場合には、サーボモータ５，１０はともに制御不能になり、この場合、サーボモータ５及び１０は２台ともフリーラン状態にせざるを得ないことになる。そのため、負荷が運動中に、サーボコントローラ３やフィードバック検出器６に異常が発生した場合に負荷を停止させる際に、負荷を停止させる方法としては、▲１▼摩擦力により自然に停止するのを待つ方法、▲２▼機械ブレーキの発生する制動力を用いる方法、▲３▼サーボモータ５又は１０の電機子を短絡することによるダイナミックブレーキを用いる方法のいずれかを用いる必要があるが、▲１▼の方法では、一般に、サーボモータにより駆動される負荷に働く摩擦力は小さいので負荷が大きく過走するという問題があり、▲２▼の方法では、機械ブレーキが作動するまでの時間の遅れが大きいため負荷の過走距離が長くなるという問題があり、▲３▼の方法では、ダイナミックブレーキが機械的に動作するコンタクタでオンオフされるため、該ダイナミックブレーキが動作するまでの時間遅れが大きくて負荷が過走すること、及び、サーボモータ５及び１０としては、交流モータが使用できず、直流モータしか使用できないという問題がある。又、上記▲１▼▲２▼▲３▼のいずれの方法においても、負荷がフリーラン状態となってから以降は、負荷の位置、速度制御が不可能になるという問題がある。
【０００６】
一方、図５に示したＡＣサーボモータ駆動制御回路１４では、負荷の過走は防止されるが、負荷の位置、及び、速度制御は不可能になるという問題があり、更に、ＡＣサーボモータ１７は１台しかないので、該ＡＣサーボモータ１７に異常が発生した場合には、サーボ制御不能になるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、サーボコントローラ、サーボアンプ、サーボモータ及びフィードバック検出器のいかなる部分に異常が発生した場合にも、負荷が制御目標値に追従するように制御を継続することができるサーボ制御装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、サーボコントローラと、サーボアンプと、サーボモータと、該サーボモータの作動状態を検出して上記サーボコントローラにフィードバックするフィードバック検出器とを備える複数組のサーボ制御回路を設けて、複数組のサーボ制御回路の１つをマスター側制御回路とし、他をスレーブ側サーボ制御回路とし、上記マスター側サーボ制御回路のサーボモータとスレーブ側サーボ制御回路のサーボモータを、機械的に連動させて動力伝達機構を介し１つの負荷を駆動させるようにし、且つ上記マスター側サーボ制御回路とスレーブ側サーボ制御回路の各サーボコントローラは、制御目標指示器で設定した制御目標値に負荷が追従するようにそれぞれ制御目標指示器からの制御目標値と、それぞれ対応する上記フィードバック検出器からのフィードバック値に基づいて上記各サーボアンプに指令するための指令値を計算するようにしてあり、更に、上記スレーブ側サーボ制御回路のサーボアンプの上流側位置に、マスター側のサーボコントローラによる指令値がスレーブ側サーボアンプに入力されるように切り替えたり、スレーブ側のサーボコントローラによる指令値がスレーブ側サーボアンプに入力されるように切り替えられる指令値選択器を設けて、マスター側サーボアンプには、マスター側サーボコントローラからの指令値だけが入力されるようにして、該マスター側サーボアンプはこの指令値に基づいてマスター側サーボモータへ供給される電力を制御して該制御された電力を該サーボモータに供給するようにしてあると共に、スレーブ側サーボアンプには、上記指令値選択器によりマスター側サーボコントローラ又はスレーブ側サーボコントローラのいずれか一方からの指令値が入力されるようにして、該スレーブ側サーボアンプはこの指令値に基づいてスレーブ側サーボモータへ供給される電力を制御して該制御された電力を該サーボモータに供給するようにしてあって、マスター側とスレーブ側の各サーボ制御回路に異常が発生していない通常はマスター側のサーボコントローラより指令値がマスター側サーボアンプと上記指令値選択器を介しスレーブ側サーボアンプに入力されてマスター側とスレーブ側の両サーボモータにより負荷が制御されると共に、マスター側サーボ制御回路に何らかの異常が発生した場合にマスター側のサーボモータがフリーランされてスレーブ側のサーボコントローラより指令値が上記指令値選択器を介しスレーブ側サーボアンプに入力されてスレーブ側のサーボモータにより負荷の制御を継続させ、スレーブ側サーボ制御回路に異常が発生した場合にスレーブ側のサーボモータがフリーランされてマスター側のサーボコントローラより指令値がマスター側サーボアンプに入力されてマスター側のサーボモータにより負荷の制御を継続させるようにした構成とする。
【０００９】
各サーボ制御回路のいずれにも異常が発生していない状態では、各サーボ制御回路により共同して、負荷が制御目標値に追従するようにサーボ制御が行われる。
【００１０】
いずれかのサーボ制御回路のサーボコントローラ、サーボアンプ、サーボモータ、フィードバック検出器のいずれかに異常が発生した場合には、異常が発生したサーボ制御回路においてサーボアンプからサーボモータへの電力供給を打ち切り、該サーボモータをフリーランさせることで、正常なサーボ制御回路により、負荷が制御目標値に追従するように制御が継続される。
【００１１】
したがって、いずれかのサーボ制御回路に異常が発生したときに、制御目標指示器が負荷を停止させるような制御目標値を生成するようにすると、他の正常なサーボ制御回路により制御が継続され、負荷は制御目標値に追従して停止させられるようになる。
【００１２】
更に、前記構成としてあることにより、マスター側及びスレーブ側のサーボ制御回路のいずれにも異常が発生していない状態では、マスター側及びスレーブ側の両サーボモータにより、負荷が制御目標値に追従するようにマスタースレーブ制御を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１及び図２は本発明のサーボ制御装置の実施の一形態を示すもので、サーボコントローラ３ａ，３ｂと、サーボアンプ４ａ，４ｂと、サーボモータ５ａ，５ｂと、フィードバック検出器６ａ，６ｂと、異常検出器７ａ，７ｂとを、図４に示したマスター側サーボ制御回路２と同様にそれぞれ配置構成してなる２組のサーボ制御回路を設けて、一方をマスター側サーボ制御回路２ａとし且つ他方をスレーブ側サーボ制御回路２ｂとし、上記マスター側サーボ制御回路２ａのサーボモータ５ａとスレーブ側サーボ制御回路２ｂのサーボモータ５ｂの軸を、一本のシャフト１２の両端部に連結し、該シャフト１２に動力伝達機構１３を介して図示しない１つの負荷を連結して、上記両サーボモータ５ａ及び５ｂにより負荷を、制御目標指示器１で設定した制御目標値に追従するように制御を行わせることができるようにし、更に、上記スレーブ側サーボ制御回路２ｂにおける上記サーボアンプ４ｂの上流側位置に、マスター側サーボ制御回路２ａの異常検出器７ａからの信号に応じて切替作動する指令値選択器としてのトルク指令値選択器２１を介在させた構成とし、マスター側サーボコントローラ３ａが計算したトルク指令値はマスター側サーボアンプ４ａに入力されるようにし、且つ、スレーブ側サーボアンプ４ｂには、トルク指令値選択器２１によりマスター側又はスレーブ側のサーボコントローラ３ａ又は３ｂのいずれか一方よりトルク指令値が入力されるようにする。
【００１５】
上記制御目標指示器１は、上記負荷が追従すべき制御目標値、たとえば位置目標値や速度目標値を時々刻々生成し、サーボコントローラ３ａ及び３ｂへ指示するようにしてある。又、上記フィードバック検出器６ａ及び６ｂとしては、ロータリーエンコーダ、レゾルバ又はパルスジェネレータ等によりシャフト１２の回転角やシャフト１２の回転角速度等を検出するようにしてある。上記動力伝達機構１３としては、歯車、ラック−ピニオン、チェーン、タイミングベルト等から構成されるようにしてある。
【００１６】
上記各サーボコントローラ３ａ及び３ｂは、それぞれ制御目標指示器１からの制御目標値と、それぞれ対応するフィードバック検出器６ａ，６ｂからのフィードバック値に基づいてサーボアンプ４ａ，４ｂに指令するためのトルク指令値を計算する。制御目標値とフィードバック値に基づいてトルク指令値を計算する方法としては、たとえば、制御目標値とフィードバック値が速度の場合には、ＰＩＤ制御や２自由度ＰＩＤ制御等が使用可能である。又、制御目標値とフィードバック値が位置の場合には、ＰＩＤ制御や２自由度ＰＩＤ制御により速度目標値を計算し、速度目標値と、位置フィードバック値をサーボコントローラ３ａ，３ｂ内で時間微分することにより得られる速度フィードバック値との差に比例したトルク指令値を計算する方法等がある。
【００１７】
図２は上記サーボコントローラ３ａの一例の詳細を示すもので、該サーボコントローラ３ａは、制御目標値が位置目標値であり、フィードバック値が位置フィードバック値であり、制御目標値とフィードバック値とに基づいてトルク指令値を計算する方法としてＰＩＤ制御により速度目標値を計算し、該速度目標値と、位置フィードバック値をサーボコントローラ３ａ内で時間微分することによって得られる速度フィードバック値との差に比例したトルク指令値を計算する方法を用いる場合のものを示してある。制御目標指示器１より入力される制御目標値とフィードバック検出器６ａより入力される位置フィードバック値との差、すなわち位置偏差を計算する減算器２２と、該減算器２２で算出した位置偏差を入力してＰＩＤ演算により速度目標値を計算するＰＩＤ制御器２３と、上記位置フィードバック値を時間微分して速度フィードバック値を計算する微分器２４と、上記ＰＩＤ制御器２３で得られる速度目標値と微分器２４で得られる速度フィードバック値との差、すなわち、速度偏差を算出する減算器２５と、該減算器２５で得られる速度偏差にゲインを乗じてサーボアンプ４ａに送るためのトルク指令値を計算する乗算器２６とを備えた構成とし、更に、フィードバック値の信号に異常がないかをチェックして、たとえば、信号の電圧が小さすぎたりパリティチェックの結果が不正な場合に異常と判定して異常信号を発するフィードバック値チェック器２７と、減算器２２で計算される位置偏差が過大な場合に異常と判定して異常信号を発する過大判定器２８と、減算器２５で計算される速度偏差が過大な場合に異常と判断して異常信号を発する過大判定器２９と、サーボコントローラ３ａ内の演算回路の動作を監視して、万一タイムアウトした場合に異常と判定し、異常信号を発するウォッチドッグタイマ３０とを備えた構成としてある。なお、フィードバック値チェック器２７、各過大判定器２８及び２９及びウォッチドッグタイマ３０から発せられた異常信号はすべて異常検出器７ａへ送られるようにしてある。又、サーボコントローラ３ｂも上記サーボコントローラ３ａと同様の構成としてある。
【００１８】
各サーボアンプ４ａ及び４ｂは、それぞれ対応するサーボモータ５ａ及び５ｂがトルク指令値に従ってトルクを発生させることができるように電力制御を行い、該制御された電力をそれぞれ対応するサーボモータ５ａ及び５ｂに供給するようにしてある。なお、電力制御を行う方法としては、たとえば、ベクトル制御に基づいてＩＧＢＴやパワートランジスタをオンオフしパルス幅変調（ＰＷＭ）制御を行う方法等を用いるようにする。
【００１９】
各サーボモータ５ａ及び５ｂは、それぞれ対応するサーボアンプ４ａ及び４ｂから供給される電力によりトルク指令値に従ってトルクを発生させ、シャフト１２を回転させることにより、動力伝達機構１３を介して負荷が制御目標値に追従するように駆動することができるようにしてある。
【００２０】
マスター側及びスレーブ側の各サーボ制御回路２ａ及び２ｂの各異常検出器７ａ及び７ｄは、それぞれ対応するサーボコントローラ３ａ及び３ｂ、サーボアンプ４ａ及び４ｂ、サーボモータ５ａ及び５ｂ、フィードバック検出器６ａ及び６ｂにおける異常を検出するようにしてあり、該各検出方法としては以下のようなものがある。
【００２１】
先ず、サーボコントローラ３ａ及び３ｂにおける異常の検出方法としては、たとえば、ウォッチドッグタイマ３０のタイムアウトにより演算回路の異常を検出する方法、制御目標値とフィードバック値との偏差が過大であることにより制御の異常を検出する方法、フィードバック検出器６ａ及び６ｂからの信号の電圧の過小やパリティの異常などによりフィードバック値の読み込みの異常を検出する方法等がある。
【００２２】
次に、サーボアンプ４ａ及び４ｂにおける異常の検出方法としては、たとえば、図示しないウォッチドッグタイマのタイムアウトにより演算回路の異常を検出する方法や、図示しない電力制御素子を流れる電流が過大であることを検出することにより制御ないし回路の異常を検出する方法や、図示しない電力制御素子の温度を測定し温度が過度に上昇していることを検出することにより制御ないし回路の異常を検出する方法等がある。
【００２３】
又、サーボモータ５ａ及び５ｂにおける異常の検出方法としては、たとえば、図示しないモータ本体に埋め込んだ温度センサにより温度を測定し、温度が過度に上昇していることにより制御ないし回路の異常を検出する方法等がある。
【００２４】
更に、フィードバック検出器６ａ及び６ｂにおける異常の検出方法としては、たとえば、上記各フィードバック検出器６ａ及び６ｂが光学式エンコーダを用いた形式としてあるものでは、該光学式エンコーダにおいて光量を測定し、光量が不足していれば異常と判定する方法等がある。
【００２５】
トルク指令値選択器２１は、異常が発生していない場合には、スレーブ側のサーボアンプ４ｂに、マスター側サーボコントローラ３ａよりトルク指令値が入力されるように切り替わっており、マスター側サーボ制御回路２ａに何らかの異常が発生した場合にのみ上記サーボアンプ４ｂにスレーブ側のサーボコントローラ３ｂよりトルク指令値が入力されるようにすると、マスター側及びスレーブ側のサーボ制御回路２ａ及び２ｂのいずれにも異常が発生していない状態では、マスター側のサーボコントローラ３ａによるトルク指令値がマスター側サーボアンプ４ａと、トルク指令値選択器２１を介してスレーブ側サーボアンプ４ｂに入力され、これによりマスター側及びスレーブ側の両サーボモータ５ａ及び５ｂにより、負荷が制御目標値に追従するようにトルクマスタースレーブ制御が行われる。この際、スレーブ側のサーボコントローラ３ｂにより計算されたトルク指令値は使用されない。
【００２６】
マスター側サーボ制御回路２ａのサーボコントローラ３ａ、サーボアンプ４ａ、サーボモータ５ａ、フィードバック検出器６ａのいずれかに異常が発生して、異常検出器７ａにより異常が検出された場合には、該異常検出器７ａからの信号によりマスター側サーボアンプ４ａはサーボモータ５ａへの電力供給を打ち切り、該サーボモータ５ａはフリーランさせられる。又、上記異常検出器７ａからの信号により、トルク指令値選択器２１が切り替えられ、スレーブ側サーボアンプ４ｂにスレーブ側サーボコントローラ３ｂからのトルク指令値が入力されるようになり、スレーブ側サーボ制御回路２ｂのサーボコントローラ３ｂ、サーボアンプ４ｂ、サーボモータ５ｂ、フィードバック検出器６ｂから構成される制御ループにより、負荷が制御目標値に追従するように制御が継続される。この際、トルク指令値選択器２１が切り替えられる以前から、スレーブ側のサーボコントローラ３ｂはトルク指令値の計算を行っていることから、過去の制御履歴に依存する値、たとえば、積分要素の出力等も適切な値となり、これによりトルク指令値選択器２１が切り替わる前後で、サーボアンプ４ｂへのトルク指令値は滑らかに繋がるようになる。
【００２７】
一方、スレーブ側サーボ制御回路２ｂのサーボコントローラ３ｂ、サーボアンプ４ｂ、サーボモータ５ｂ、フィードバック検出器６ｂのいずれかに発生した異常が異常検出器７ｂで検出されたときには、スレーブ側のサーボアンプ４ｂはサーボモータ５ｂへの電力供給を打ち切り、該サーボモータ５ｂはフリーランさせられる。これにより、マスター側サーボ制御回路のサーボコントローラ３ａ、サーボアンプ４ａ、サーボモータ５ａ、フィードバック検出器６ａから構成される制御ループにより負荷が制御目標値に追従するように制御が継続される。
【００２８】
したがって、上記マスター側又はスレーブ側のいずれか一方においてサーボ制御回路２ａ又は２ｂの異常が異常検出器７ａ又は７ｂで検出されたときに、制御目標指示器１が負荷を停止させるような制御目標値を生成するようにすると、マスター側又はスレーブ側のいずれか一方の正常なサーボ制御回路２ａ又は２ｂにより制御が継続されることから、負荷は制御目標値に追従して停止させられるようになる。
【００２９】
なお、上記サーボモータ５ａ又は５ｂへの電力供給を打ち切る方法としては、ＩＧＢＴやパワートランジスタのゲートを制御する信号をオフにする方法や、コンタクタを開く方法等により行うようにすればよい。
【００３０】
このように、本発明のサーボ制御装置によれば、構成要素としての、サーボコントローラ３ａ，３ｂ、サーボアンプ４ａ，４ｂ、サーボモータ５ａ，５ｂ、フィードバック検出器６ａ，６ｂのいかなる部分に異常が発生した場合にも、負荷が制御目標値に追従するようにサーボ制御を継続することができ、又、異常が発生した場合には、サーボモータ５ａ，５ｂが電気的に発生する制動力により負荷を停止させることが可能となり、負荷の暴走を防止することができる。したがって、上記サーボ制御装置を、プレス機械のトランスファー機構を駆動するサーボ制御装置として適用した場合には、たとえサーボ制御装置にいかなる異常が発生した場合であっても、金型が停止するまでトランスファー機構を金型に同期して運動させることができ、該金型とトランスファー機構が衝突することを回避することができ、更に、プレス機械のトランスファー機構の如く負荷の可動範囲が狭い場合には、異常発生時に負荷としてのトランスファー機構の過走を防止することができ、プレス機械の破損を防止することができ、該プレス機械の稼動率を高めることができる。
【００３１】
又、本装置を構成する電気回路は、リレー接点等の経年劣化する部品を使用せずに構成することができることから、長期間にわたり安定して動作させることができる。
【００３２】
次に、図３は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１及び図２に示したものと同様な構成としてあるマスター側サーボ制御回路２ａと、図１及び図２に示したスレーブ側サーボ制御回路と同様な構成としてある３組のサーボ制御回路２ｂ，２ｃ，２ｄを設けて、該４組のサーボ制御回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを互いに機械的に連動させて、図示しない１つの負荷を、制御目標指示器１で設定した制御目標値に追従するように制御を行わせるようにしたものである。
【００３３】
上記各スレーブ側サーボ制御回路２ｂ，２ｃ，２ｄに設けた各トルク指令値選択器２１は、以下のように構成されている。サーボ制御回路２ｂに設けたトルク指令値選択器２１は、異常検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出していない場合にはサーボコントローラ３ａからのトルク指令値を、異常検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出している場合にはサーボコントローラ３ｂからのトルク指令値を選択し、サーボアンプ４ｂへ出力する。サーボ制御回路２ｃに設けたトルク指令値選択器２１は、異常検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出していない場合にはサーボコントローラ３ａからのトルク指令値を、異常検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出しており且つ異常検出器７ｂがサーボ制御回路２ｂの異常を検出していない場合にはサーボコントローラ３ｂからのトルク指令値を、異常検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出しており且つ異常検出器７ｂがサーボ制御回路２ｂの異常を検出している場合にはサーボコントローラ３ｃからのトルク指令値を選択し、サーボアンプ４ｃへ出力する。サーボ制御回路２ｄに設けたトルク指令値選択器２１は、異常検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出していない場合にはサーボコントローラ３ａからのトルク指令値を、異常検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出しており且つ異常検出器７ｂがサーボ制御回路２ｂの異常を検出していない場合にはサーボコントローラ３ｂからのトルク指令値を、異常検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出しており且つ異常検出器７ｂがサーボ制御回路２ｂの異常を検出しており且つ異常検出器７ｃがサーボ制御回路２ｃの異常を検出していない場合にはサーボコントローラ３ｃからのトルク指令値を、異常検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出しており且つ異常検出器７ｂがサーボ制御回路２ｂの異常を検出しており且つ異常検出器７ｃがサーボ制御回路２ｃの異常を検出している場合にはサーボコントローラ３ｄからのトルク指令値を選択し、サーボアンプ４ｄへ出力する。
【００３４】
なお、３１はスレーブ側サーボモータ５ｃ及び５ｄの軸を両端部に接続したシャフト、３２はシャフト１２と３１を機械的に連動させて図示しない負荷を駆動させるための動力伝達装置であり、該動力伝達機構３２は、図示しない歯車、ラック−ピニオン、チェーン、タイミングベルト等から構成されるようにしてある。
【００３５】
その他、図１に示したものと同一のものには同一符号が付してあり、且つスレーブ側サーボ制御回路２ｃ及び２ｄの各構成要素には対応する構成要素の符号のアルファベットをｃ又はｄに替えた符号が付してある。
【００３６】
本実施の形態によれば、たとえば、異常検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出し且つ異常検出器７ｂがサーボ制御回路２ｂの異常を検出している場合には、サーボ制御回路２ｃのサーボコントローラ３ｃからのトルク指令値が、サーボアンプ４ｃ及び４ｄへ出力される。すなわち、正常である２組のサーボ制御回路２ｃ，２ｄのうち、サーボ制御回路２ｃがマスター、サーボ制御回路２ｄがスレーブとなり、トルクマスタースレーブ方式による制御が継続され、負荷が制御目標指示器１からの制御目標値に追従するように制御される。
【００３７】
又、たとえば、異常検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出し且つ異常検出器７ｃがサーボ制御回路２ｃの異常を検出している場合には、サーボ制御回路２ｂのサーボコントローラ３ｂからのトルク指令値が、サーボアンプ４ｂ及び４ｄへ出力される。すなわち、正常である２組のサーボ制御回路２ｂ，２ｄのうち、サーボ制御回路２ｂがマスター、サーボ制御回路２ｄがスレーブとなり、トルクマスタースレーブ方式による制御が継続され、負荷が制御目標指示器１からの制御目標値に追従するように制御される。
【００３８】
更に、たとえば、異常検出器７ａがサーボ制御回路２ａの異常を検出し且つ異常検出器７ｂがサーボ制御回路２ｂの異常を検出し且つ異常検出器７ｃがサーボ制御回路２ｃの異常を検出している場合には、サーボ制御回路２ｄのサーボコントローラ３ｄからのトルク指令値が、サーボアンプ４ｄへ出力される。すなわち、正常である１組のサーボ制御回路２ｄによる制御が継続され、負荷が制御目標指示器１からの制御目標値に追従するように制御される。
【００３９】
このように、各サーボ制御回路２ａ，２ｂ，２ｃ及び２ｄのうち、たとえ同時に２組又は３組において異常が発生したとしても、残る正常な組のサーボ制御回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのいずれかによりトルクマスタースレーブ方式によるサーボ制御を継続させることができることから、信頼性をより高いものとすることができる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、図１では、２台のサーボモータ３ａ及び３ｂが１本のシャフト１２の両端を駆動することにより連動しているものを示したが、歯車を介して連動する方法やタイミングベルトを介して連動する方法としてもよいこと、マスター側サーボ制御回路２ａの異常が異常検出器７ａで検出されたときにはスレーブ側サーボコントローラ３ｂの制御ゲインを、又、スレーブ側サーボ制御回路２ｂの異常が異常検出器７ｂで検出されたときにはマスター側サーボコントローラ３ａの制御ゲインをそれぞれ変化させるようにしてもよく、この場合には、異常発生時にサーボモータ５ａ又は５ｂの一方しか動作しないことによる制御特性の変化を補償することができること、マスター側又はスレーブ側サーボ制御回路２ａ又は２ｂの異常が異常検出器７ａ又は７ｂで検出されたとき、制御目標指示器１は正常時に比べ加速度の最大値を小さくした制御目標値を生成するようにしてもよく、この場合には、異常時にはサーボモータ５ａ又は５ｂのどちらか一方しかトルクを発生しないため正常時の制御目標値に追従させるためにはトルクが不足するような場合にも本発明のサーボ制御装置を適用できること、又、マスター側又はスレーブ側サーボ制御回路２ａ又は２ｂの異常が異常検出器７ａ又は７ｂで検出されたとき、制御目標指示器１が生成する制御目標値の種類、及び、サーボコントローラ３ａ，３ｂがトルク指令値を計算する方法を切り変えることも可能であること、たとえば、正常時には制御目標指示器１は位置目標を生成しサーボコントローラ３ａ，３ｂは位置フィードバック制御を行い、異常検出器７ａ又は７ｂが異常を検出したときには制御目標指示器１は速度目標値を生成しサーボコントローラ３ａ，３ｂは速度フィードバックを行うように切り変えるようにすることも可能であること、異常検出器７ａ，７ｂの一部もしくは全部が、サーボコントローラ３ａ，３ｂもしくはサーボアンプ４ａ，４ｂに集中して、あるいは分散して内蔵されている構成も可能であり、又、ある組のサーボコントローラ３ａ，３ｂ、サーボアンプ４ａ，４ｂ、サーボモータ５ａ，５ｂ、フィードバック検出器６ａ，６ｂが他の組のサーボコントローラ３ａ，３ｂ又はサーボアンプ４ａ，４ｂに内蔵されている構成も可能であること、サーボコントローラ３ａ，３ｂとサーボアンプ４ａ，４ｂが一体となっている構成や、それぞれのサーボコントローラ３ａ，３ｂに制御目標値を生成するための制御目標指示器が内蔵されている構成、又は、サーボアンプ４ａ，４ｂを速度指令値を入力することが可能なものとして、サーボコントローラからサーボアンプへトルク指令の代わりに速度指令を送る構成も可能であること、図１では異常が発生していないときには２台のサーボモータ５ａおよび５ｂがトルクマスタースレーブ方式で動作している場合を示しているが、サーボモータ５ａと５ｂの間の機械的剛性が低い場合には、トルク指令値選択器２１を省略した構成、すなわち、サーボアンプ４ａはトルク指令値を常にサーボコントローラ３ａから受け取り、サーボアンプ４ｂはトルク指令値を常にサーボコントローラ３ｂから受け取る構成も可能であること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のサーボ制御装置によれば、サーボコントローラと、サーボアンプと、サーボモータと、該サーボモータの作動状態を検出して上記サーボコントローラにフィードバックするフィードバック検出器とを備える複数組のサーボ制御回路を設けて、複数組のサーボ制御回路の１つをマスター側制御回路とし、他をスレーブ側サーボ制御回路とし、上記マスター側サーボ制御回路のサーボモータとスレーブ側サーボ制御回路のサーボモータを、機械的に連動させて動力伝達機構を介し１つの負荷を駆動させるようにし、且つ上記マスター側サーボ制御回路とスレーブ側サーボ制御回路の各サーボコントローラは、制御目標指示器で設定した制御目標値に負荷が追従するようにそれぞれ制御目標指示器からの制御目標値と、それぞれ対応する上記フィードバック検出器からのフィードバック値に基づいて上記各サーボアンプに指令するための指令値を計算するようにしてあり、更に、上記スレーブ側サーボ制御回路のサーボアンプの上流側位置に、マスター側のサーボコントローラによる指令値がスレーブ側サーボアンプに入力されるように切り替えたり、スレーブ側のサーボコントローラによる指令値がスレーブ側サーボアンプに入力されるように切り替えられる指令値選択器を設けて、マスター側サーボアンプには、マスター側サーボコントローラからの指令値だけが入力されるようにして、該マスター側サーボアンプはこの指令値に基づいてマスター側サーボモータへ供給される電力を制御して該制御された電力を該サーボモータに供給するようにしてあると共に、スレーブ側サーボアンプには、上記指令値選択器によりマスター側サーボコントローラ又はスレーブ側サーボコントローラのいずれか一方からの指令値が入力されるようにして、該スレーブ側サーボアンプはこの指令値に基づいてスレーブ側サーボモータへ供給される電力を制御して該制御された電力を該サーボモータに供給するようにしてあって、マスター側とスレーブ側の各サーボ制御回路に異常が発生していない通常はマスター側のサーボコントローラより指令値がマスター側サーボアンプと上記指令値選択器を介しスレーブ側サーボアンプに入力されてマスター側とスレーブ側の両サーボモータにより負荷が制御されると共に、マスター側サーボ制御回路に何らかの異常が発生した場合にマスター側のサーボモータがフリーランされてスレーブ側のサーボコントローラより指令値が上記指令値選択器を介しスレーブ側サーボアンプに入力されてスレーブ側のサーボモータにより負荷の制御を継続させ、スレーブ側サーボ制御回路に異常が発生した場合にスレーブ側のサーボモータがフリーランされてマスター側のサーボコントローラより指令値がマスター側サーボアンプに入力されてマスター側のサーボモータにより負荷の制御を継続させるようにした構成としてあるので、サーボ制御装置の構成要素であるサーボコントローラ、サーボアンプ、サーボモータ及びフィードバック検出器のいかなる部分に異常が発生した場合にも、負荷が制御目標値に追従するようにサーボ制御を継続することができ、又、異常が発生した場合には、サーボモータが電気的に発生する制動力により負荷を停止させることが可能となることから、負荷の暴走を防止することができ、したがって、上記サーボ制御装置を、プレス機械のトランスファー機構を駆動するサーボ制御装置として適用した場合には、たとえサーボ制御装置にいかなる異常が発生した場合であっても、金型が停止するまでトランスファー機構を金型に同期して運動させることができ、該金型とトランスファー機構が衝突するおそれを回避することができ、更に、プレス機械のトランスファー機構の如く負荷の可動範囲が狭い場合には、異常発生時に負荷としてのトランスファー機構の過走を防止することができ、プレス機械の破損を防止することができて、該プレス機械の稼動率を高めることができることになり、又、本装置を構成する電気回路は、リレー接点等の経年劣化する部品を使用せずに構成することができることから、長期間にわたり安定して動作させることができるという優れた効果を発揮し、更に、マスター側及びスレーブ側のサーボ制御回路のいずれにも異常が発生していない状態では、マスター側及びスレーブ側の両サーボモータにより、負荷が制御目標値に追従するようにマスタースレーブ制御を行うことができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサーボ制御装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】図１のサーボ制御装置に用いるサーボコントローラの一例の詳細を示す拡大図である。
【図３】本発明の実施の他の形態を示す概要図である。
【図４】従来のサーボ制御装置の一例を示す概要図である。
【図５】従来のサーボ制御装置の他の例を示す概要図である。
【符号の説明】
１  制御目標指示器
２ａ  マスター側サーボ制御回路（サーボ制御回路）
２ｂ，２ｃ，２ｄ  スレーブ側サーボ制御回路（サーボ制御回路）
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  サーボコントローラ
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  サーボアンプ
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ  サーボモータ
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ  フィードバック検出器
２１  トルク指令値選択器（指令値選択器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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