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    公开号:WO1987002841A1
    申请号:PCT/JP1986/000538
    申请日:1986-10-24
    公开日:1987-05-07
    发明作者:Katsuo Kobari；Toshio Kobayashi
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:H02P25-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 サ ー ポ モ ー タ に お け る 卜 ル ク 制御方法及び装置
    [0002] 技 術 分 野
    [0003] 本発明 は 、 サ ー ボ モ ー タ で駆動 さ れる負荷 に 実際 に 加 わ る駆動力 を直接的 に 制御 する よ う に し た サー ポ モ ー タ の ト ル ク 制御方法及びそ の装置 に 関 し 、 特に 、 サ ー ポ モ ー タ で駆動 さ れる射出成形機で の保圧制御 ， ロ ポ ッ 卜 制 御等 に お い て 負荷 に 加わ る駆動力 を フ イ ー ドバ ッ ク 制御 す る 、 こ の種の制御 に 関 す る 。
    [0004] 背 景 技 術
    [0005] サ ー ボ モ ー タ を使用 し て 負荷 に加わ る駆動力 を制御 す る 場 合 、 従来 は 卜 ル ク制限 を かけ て サ ー ボ モ ー タ の 出力 卜 ル ク を制御 し 負荷 に 加わ る力 を制御 し て い た 。 し か し な が ら 、 モ ー タ 出力 は一般 に は伝動機構を介 し て 負荷 に 加 え ら れる の で 、 負荷 に 実際 に 加 え ら れる駆動力 は モ ー タ 出力 を制御 す る従来法 に よ れば間 接的 に 制御 さ れる に 過ぎず 、 後述の不具合を生ずる 。
    [0006] 第 2 図 は 、 永久磁石周期電動機を用 い た サ ー ポ モ ー タ を制御 す る た め の従来公知 の制御 回路の基本回路プ ロ ッ ク 図 で 、 E は 3 相電源、 3 は整流回 路 、 4 は 卜 ラ ン ジ ス タ イ ン バ ー タ 、 1 は 卜 ラ ンジ ス タ P W M 制御 回路 、 M は 永久磁石同期電動機 、 2 は永久磁石同期電動機 M の ロ ー タ の位置を検出 する ため のパルス エ ン コ ー ダ等の ロ ー タ 位置検出 器で あ る 。 卜 ラ ン ジ ス タ P W M 制御 回路 Ί は 、 ロ ー タ 位置検出器 2 で検出 し た ロ ー タ 位置 S か ら 得 た ロ ー タ の現在速度 V s と制御装置か ら の速度指令値 V o と を比較 し 、 卜 ラ ン ジ ス タ イ ンパ ー タ 4 の各 卜 ラ ン ジ ス タ T A〜 丁 F を 才 ン オ フ さ せ て 、 永久磁石同期電動機 M の U , V , W相 の 巻線の電流を制御 し て 電動機 M の 回転速度を制御 す る も のであ る 。 そ し て 、 該電動機 M の 出力 ト ルク を制御 する 場合、 こ の 卜 ラ ン ジ ス タ P W M制御回路 1 は 、 第 3 図 に 示す よ う に 構成さ れる 。
    [0007] すなわ ち 、 第 3 図 に お い て 、 5 は ロ ー タ 位置検出 出力 S に基づい て現在 ロ ー タ 速度を表す電圧 V s を 出力 する 信号処理回 路 、 6 , 7 は U , V , W ffl の合成電流の位相 と ロ ー タ が発生 する界磁主磁束の位相 と を.直交させ る た め に 出力 す べ き U 相 ， W相 の一群の 指令値をそ れぞれ 口 ー タ 位置毎 に 対応さ せて 記憶 し た R 0 M、 8 は差動増幅 器で 、 速度指令を示す電圧 V o と信号処理回路 5 か ら の 現在の速度を示す電圧 V s と の差を増幅 し 出 力 す る も の で あ る 。 9 は周波数が大き い とゲ イ ン をお と し 、 周波数 が小さ い と ゲイ ン を高 く す る よ う な周波数特性を有す る フ ィ ル タ で 、 該 フ ィ ル タ のッ ： π ナダイ オ ー ド Z D 1 で ピ ー ク 電圧を ク ラ ンプ し て いる 。 5 0 は 図示 し な い数値制 御装置等か ら供給 さ れかつ 負荷に 加 え る駆動力 の値を 設 定 す る た め の 卜 ル ク 制 限指令 P L をデジ タ ル信号か ら ァ ナ ロ グ信号 に変え る D Z A変換器、 5 2 は 、 増幅器 5 1 へ の入力 V r 、 換言すれば、 フ ィ ル タ 9 か ら の速度指令 V o と現在 の速度 V s と の誤差 に 対応す る 電圧 V r が D Z A変換器 5 0 か ら の ア ナ ロ グ信号化 さ れ た 卜 ル ク 制 限 指令 P Vに 応 じ た所定電圧 + .V c ， 一 V c 以上 に なる と 、 電圧 V r を該電圧 + V c , - V c に ク ラ ン プす る ク ラ ン プ回路で あ る 。 1 0 , 1 1 はマ ルチプラ イ ン グデジ タ ル ' ア ナ ロ グ コ ン バ ー タ で 、 増幅器 5 1 か ら 出 力 さ れる 電 圧 V E と R 0 M 6か ら 出力 さ れる U相の指令値 と を 、 ま た 、 電圧 V E と R O M 7 か ら の W相 の指令値 と を そ れぞ れ掛け 合わ せ て 、 U 相 ， W相 の 相電流指令 R T C , T T Cを作 る も ので あ る 。 ま た 、 1 2 は 上記 U相 ， W相 の 相 電流指令 R T C ， T T Cを加算 し 、 U相 ， W相 か ら 1 2 0度位相 の ず れ た V相 の電流指令 S τ Cを作 る加算 器 、 1 3' , 1 4 は周期電動機 Mの U 相 ， W相 の電機子巻線 に 流 れる 電流 I u ， I w を検出 す る検出 器 、 1 5 は 上記 U 相 ， W相電流検出器 Ί 3 , 1 4 で検出 し た U相 ， W相 の 相電流 I R ， ί Τを加算 し て V相 の相電流 I S を 算出 す る加 算器 、 1 6 , 1 7 , 1 8 は U 相 ， V相 ， W相 の電機 子巻線 へ流 す べ き電流値 を 表わ す電流指令電圧 を 出力 す る た め の 回路で入力 信号が異な る だけで 、 構成 は周一構 成 で あ る 。 す な わ ち 、 回 路 1 6 は 、 U 相 へ の相電流指令 R T C と 現在 の U相 の検出電流 I R と の差を増幅す る作 動 増幅器 1 9 と 、 こ の作動 増幅器 1 9 の 出力 の基準搬送 波の 周波数成分の みを通過 さ せ る た め のロ ーパス フ ィ ル タ 回 路 2 0で構成 さ れて お り 、 他の 回 路 Ί 7 , 1 8 もそ れぞれ V相 ， W相 の 電流指令 S T C , 丁 T C、 及び現在 の電流値 I S , I Τをそ れぞれ入力 す る点で異なる の み で 、 構成 は回路 1 6 と周一で あ る 。 2 1 は P WM信号処 理回路及び ト ラ ン ジ ス タ ベ ー ス駆動 ア ンプか ら な る 回路' ( 以下 、 P W M信号処理回 路 と い う ） で 、 上記回 路 1 6 , 1 7 ， 1 8か ら の信号 と基準搬送波 V A と を比較 し 、 卜 ラ ン ジ ス タ イ ンバ ー タ 4 の各 卜 ラ ン ジ ス タ T A〜 T Fを オ ン オ フ さ せ る P W M信号 P A〜 P Fを 出力 す る も ので め る 。
    [0008] 上述 し た よ う な構成に よ り 、 永久磁石周期電動機 M は 次の よ う に制御 さ れる 。 先 ず 、 ロ ー タ 位置検出器 2か ら の ロ ー タ 位置信号 Sを入力 する信号処理回路 5 か ら 出力 さ れる現在 の速度 V s と 速度指令 V o と の誤差は差動 増 幅器 8で増幅さ れ 、 フ ィ ル タ 9を 介 し て電圧 V r と し て 出力 さ れる 。 そ し て 、 こ の電圧 V r が ク ラ ンプ回路 5 2 で設定 さ れた ク ラ ンプ電圧 + V c 及び一 V c を越えて い なけ れば該電圧 V r は増幅器 5 1 か ら そ の ま ま 出力 V E さ れ 、 ま た 、 ク ラ ンプ電圧 + V c '， -一 V c を越え て いる と 該 ク ラ ンプ電圧 + V C , - V c が増幅器 5 1 の 出力 電 圧 V E ( = + V c ま た は 一 V c ) と し て 出力 さ れ、 マ ル チブラ イ ングデ ジ タ ル ♦ ア ナ ロ グ コ ンバ ー タ Ί 0 , 1 1 に入力 さ れる 。 一方 、 U相 ， W相 の R O M 6 , 7 は 、 信 号処理回路 5 か ら の 現在 ロ ー タ 位置に 対応す る ア ド レ ス 信号を受けて 、 そ の ロ ー タ 位置 に 対応す る U相 ， W相 に 対す る 指令値をマルチプ ラ イ ングデ ジ タ ル ♦ ア ナ ロ グ コ ンバ ー タ 1 0 , 1 1 に 出力 する 。 該マルチプラ イ ン グデ ジ タ ル ♦ ア ナ ロ グ コ ンバ ー タ 1 0 , Ί Ί は 上記誤差信号 V E と R O M 6 , 7 か ら の指令値 と をそ れぞれ掛算 し 、 U相 ， W相 の相電流指令 R T C , T T Cをそ れぞれ出力 し 、 さ ら に 、 加 算器 Ί 2 に よ り U相 ， W相電流指令 R T C , T T Cを加算 し て V相 の相電流指令 S T Cを 出力 す る 。 そ し て 、 U相 ， W相 電流検出器 1 3 , 1 4及び加 算 器 Ί 5で検出 し た現在 の U , V , W相 の各相電流値 I R ， I S , I T と 上記各相 の電流指令 R T C , S T C , Τ Τ Cと のそ れぞれの差を 回路 1 6， 1 7 , Ί 8の 差動増幅 器 1 9で増幅 し 、 フ ィ ル タ 回 路 2 0で フ ィ ル タ リ ン グ し 、 各相 の指令電流 f直 に対応す る電圧を P W M信号処理回路 2 Ί に 出 力 す る 。 該回 路 2 1 に お い て 、 該電圧 と 基準搬 送波 V Λ と を 比較 し て 、 卜 ラ ン ジ ス z ベ ー ス駆動 ァンプ' を 介 し て P W M信号 P A〜 P Fを 卜 ラ ン ジ ス タ イ ン バ ー タ 4に 出力 し 、 該 卜 ラ ン ジ ス タ イ ンバ ー タ の 卜 ラ ン ジ ス タ T A〜 T Fを オ ン オ フ さ せ て 永久磁石同期電動機 Mの 速度制御 を行 う も ので あ る 。
    [0009] さ て 、 以上の よ う に 速度制御 さ れる 永久磁石周 期電動 機 Mに よ っ て 、 例 え ば図示 し な い 射 出成形機の射出機構 を駆動 し 、 ス ク リ ュ ー に よ り 樹脂を射出 し 、 そ の後保圧 を行わ せ し め る場合 、 従来 は保圧の圧力 を該電動機 Mの 出 力 卜 ル ク 、 す なわ ち 該電動機の駆動 電流を制御 す る こ と に よ っ て 制御 し て い た 。 こ の場合 、 数値制御装置等の 制御装置か ら 保圧 に 必要な 卜 ル ク 制 限指令 P Lを 出力 す る と 、 前述の よ う に 、 該指令 P Lが D Z A変換器 5 0で ア ナ ロ グ信号 に 変換さ れ 、 ま お- 、 ク ラ ンプ回路 5 2 で 卜 ル ク制 限指令 P L に対応す る ク ラ ン プ電圧 + V c
    [0010] - V c が設定 さ れる 。 そ し て 射出 が終了 する と 、 射出機 構の ス ク リ ユ ー の移動 は停止 し 、 電動機 Μ の 回転 は殆 ど 停止す る ので 、 現在 の速度を示す電圧 V s と 速度指令の 電圧 V 0 の差 は大き い ί直 と な る 。 こ の結果 、 フ ィ ルタ 9 か ら の 出 力 電圧 V r は上 p己 §又 Λ£ ク ラ ンプ電圧 + V c , 一 V c を越え た値.と な る か ら 、 設定 ク ラ ンプ電圧 + V c 一 V c に応 じ た 値の電圧 V Ε が増幅器 5 1 か ら マル チプ ラ イ ングデ ジ タ ル ♦ ア ナ ロ グ コ ン パ ー タ 1 0 , 1 1 に 出 力 さ れる 。 そ の結果 、 該マル チプ ラ イ ン グデジ タ ル · ァ ナ ロ グ コ ンゾ ー タ 1 0 , 1 1 か ら 出 力 さ れる U 相 , W相 及び加算器 Ί 2 ら の V 相 の相電流指令 R T C ，· T T C S T C は そ れぞ れ設定 ク ラ ンプ電圧 十 V c , - V c に応 じ た 値 と な り 、 電動機 M の 出力 卜 ル ク は 卜 ル ク 制 限指令 P L に よ っ て 設定 さ れ た 卜 ル ク を 出 力 す る こ と と な る 。 そ し て 、 こ の 卜 ル ク 制 限指令 Ρ L の値を変え る こ と に よ り 、 電動機 M の 出力 卜 ル ク を可変制御 で ぎ る の で 、 上記 射出 成形機の保圧の 制御 の場合 、 こ の 卜 ル ク 制 限指令 Ρ L を多段設定 す る こ と に よ っ て保圧圧力 を数段 に わ た つ て 可変制御 し て い た 。
    [0011] し か し 、 こ の従来の制御 は オ ー プ ンルー プ方式であ つ て 、 卜 ル ク 制 限を行 う こ と に よ っ て 負荷 に 卜ル ク 制 限に 対応する駆動力 が加わ つ て いる と想定 し て いる に すぎな か っ た 。 す なわ ち 、 サ ー ポ モ ー タ の モ ー タ 軸 か ら 出力 さ れる 卜 ル ク は伝動機構等を介 し て 負荷例 え ば射出ノ保圧 用 ス ク リ ユ ー に 駆動力 と し て加 え ら れる も の で あ り 、 種 々 の外乱 、 例 え ば伝動機構等 の摩擦やパネ や ボ ー ルネ ジ の fc わ み等 に 起因 し て 、 負 荷 に 実際 に 加 わ る力 は 卜 ル ク 制 限で設定 し た 値 と は必ず し も 一 致 し な か っ た 。 例 え ば 、 上記例 の よ う に 、 サ 一 ボ モ ー タ で駆 動 さ れる射 出成形機 に お い て 、 保圧時 に 卜 ル ク 制 限を 行 っ て 保圧制御 を行 う と 、 樹脂 に加 え よ う と す る 設定保圧 と 樹脂 に 実際 に 加 わ る 保圧 と に は 、 前述 し た よ う な伝動機構等の摩擦等 に よ つ て 誤差 を生 じ る こ と が多 い 。
    [0012] 発 明 の 開 示
    [0013] 本発明 の 目 的 は 、 サ ー ポ モ ー タ の 卜 ル ク を伝動機構を 介 し て 負 荷 に加 え る場 合 、 負 荷 に 実際に 加わ る駆動 力 を . 直接的 に 制御 で き る よ う に す る こ と に あ る 。
    [0014] 上記 目 的を達成す る た め 、 本発明 は 、 卜 ル ク 制 限手段 に よ っ て サ ー ポ モ ー タ の 出力 卜 ル ク を 制 限 し て 卜 ル ク 制 御 を 行う よ う に し た サ ー ポ モ ー タ の ト ル ク 制御方法及び そ の装置 に お い て 、 上記サ ー ポ モ ー タ か ら伝動機構 を 介 し て 負荷 に加 え ら れた 駆動力 を検出 し 、 該検出 し た 値 と 該負荷 へ加 え る べ き駆動力 の設定値 と を 比較 し 、 そ の 差 に よ っ て 上記 卜 ル ク 制 限手段を駆動 し 、 上記サ ー ポ モ ー タ の駆動電流を制御 す る 。
    [0015] 以上述べ た'よ う に 、 本発明 は 、 サ ー ボ モ ー タ で駆動 さ れる 負荷 に 実際 に加わ る駆動力 を検出 し 、 該駆動力 が 目 標値に な る よ う ト ル ク 制 限手段を介 し て フ ィ ー ド バ ッ ク 5 制御 す る よ う に し た か ら 、 サ ー ポ モ ー タ か ら 伝動機構を 介 し て 負荷を駆動 す る場合 、 伝動機構の摩擦やパネ ， ボ 一ルネ ジ の た わ み等に よ っ て サ ー ポ モ ー タ の 出力 ト ル ク' と 負荷が受け る駆動力 と の 間 の対応関係 に 変化 が生 じ て も 、 負荷が実際 に 受け る駆動力 を フ ィ ー ドバ ッ ク し て 実 際の駆動力 が 設定値に な る よ う 卜 ル ク 制 限手段を作動 さ せ て 斯かる変化を 自 動 的 に 補償す る も の で 、 該駆動力 を 正確 に 設定値 に 制御 す る こ と がで ぎ る 。
    [0016] 図面の簡単な説明
    [0017] 1 0 第 1 図 は 、 本発明の 一実施例 の 卜 ラ ン ジ ス タ W M 制御 回路を示すプ ロ ッ ク 図 、 第 2 図 は 、 第 Ί 図 の 卜 ラ ン ジ ス タ P W M 制御 回 路 を含むサー ポ モ ー 々 の制御 回路の基本 回路図 、 第 3 図 は 、 従来の 卜 ル ク 制 限 を行 う 場合の 卜 ラ ン ジ ス タ P W M 制御 回 路の プ ロ ッ ク 図 、 第 4 図 は 、 圧力 制御 フ ィ ー ドバ ッ ク 回路のブ ロ ッ ク 図 、 第 5 図 は 、 圧力 制御 フ ィ ー ドバ ッ ク 回路の 説明 図で あ る
    [0018] 発明 を実施する た め の最良 の形態
    [0019] 第 1 図 は 、 本発明 の 一実施例 の 卜 ラ ン ジ ス タ P W M 制 御 回路 Ί ' で あ り 、 第 2 図で示す 基本回路図 に お け る 卜 0 ラ ン ジ ス タ P W M 制御 回 路 Ί と し て使用 す る お の で あ る '第 3 図で示す従来 の 卜 ル ク 制 限を行う 卜 ラ ン ジス タ P W M 制御 回 路 1 に 比べ て第 1 図 の 回路 1 ' が相違す る点 は 第 3 図 に おけ る ク ラ ンプ回路 5 2 の代 り に圧力 制御 フ ィ ー ド バ ッ ク 回 路 5 3 を用 い る 点で あ る 。 第 4 図 に こ の圧 5 力 制御 フ ィ ー ドパ ッ ク 回路 5 3 のブ ロ ッ ク 図 を 、 そ し て 第 5 図 にその詳細な 回路図を示す 。
    [0020] 第 Ί 図 ， 第 4 図 ， 第 5 図 に お い て 、 P S T は電動 機 Μ に よ り 負荷 に 実際 に加わ っ て い る駆動力 を後述の フ ィ ー - ドパ ッ ク 制御ル ー プ に よ り 制御 す る か否かの切換指令信 号で 、 該信号 に応 じ て ア ナ ロ グス ィ ッ チ A S Wが切換わ る も の で あ る 。 ま た 、 P V は 、 制 御装置か ら 供給 さ れる 、 負荷 に 加 え ら れる べ き駆動力 に 対応す る駆動力 指令
    [0021] P L ' を第 1 図 に 示す D Z A変換器 5 0で ア ナ ロ グ信 号 に変換 し て 得 た 駆動力指令電圧 （ ≤ 0 ) で あ る 。 さ ら に 、 P H は負荷 に 設け ら れ た 圧力検出 器 （ 図示せ ず ） 等か ら 供給さ れる 、 負荷 に 実際 に 加わ る駆動 力 、 すなわ ち 圧力 を 表わ す検出負荷圧力 電圧で あ る 。 .
    [0022] 第 4 図 に お い て 、 5 4 は 比較回路で 、 D / A変換器 5 0か ら の駆動力 指令電圧 P V と圧 力 検出器か ら の フ ィ ー ドバ ッ ク 信号 P H と を比較 し 、 そ の差を 出力 す る も ので あ る 。 5 5 は増幅補償回 路で 、 比較回路 5 4 か ら の 出 力 を圧力 フ ィ ー ドバ ッ ク のゲィ ン を 決め る ボ リ ュ ー ム R V 1 を介 し て 入力 し 、 そ れを増幅 し て 出力 す る も ので あ る 。 A S Wは前述 し た よ う に 、 負荷 に加わ る力 の フ ィ ー ド パ ッ ク 制御 を行 う か否か切換指令信号 P S T に よ っ て 切換 わ る ア ナ ロ グス ィ ッ チ 、 5 6 は両極性の ク ラ ンプ回路で 、 該 ク ラ ン プ回 路 5 6 に 入力 さ れる電圧 に 応 じ て + V C , 一 V c の ク ラ ンプ電圧を増幅器 5 1 ( 第 Ί 図参照 ） に 出 力 し 、 フ ィ ル タ 9 か ら の 出力 V r を こ の ク ラ ンプ電圧 + V c ， - V c に ク ラ ンプす るも ので あ る 。 な お 、 R V 2 は圧力検出器か ら の検出信号を補正す る た め の ポ リ ユ ー ムで あ る 。
    [0023] 電動機 Mで射出成形機の射出機構を駆動 し保圧制御 を' 行 う 場合を例 に と り 、 以下、 本制御 回路の作動 を説明 す る 。
    [0024] 射出 時 に お い て は 卜 ル ク 制 限 は行わず 、 換言す れば 、 制御装置か ら の駆動力 指令 P L ' は最大の値に 設定 さ れ 、 D / A変換器 5 0の 出力 P Vか ら は最大の電圧 （ 例え ば - 1 0 V ) が 出力 さ れ て い る 。 そ し て 、 圧力 フ ィ ー ドバ ッ ク を行わな い た め 、 切換指令信号 P S Tは出力 さ れて お ら ず 、 ア ナ ロ グス ィ ッ チ A S Wは第 4図 に 示す状態 と な っ て お り 、 駆動力 指令電圧 P Vがそ の ま ま ク ラ ンプ回 路 5 3 に 入力 さ れ 、 ク ラ ンプ回 路 5 3 か ら は最大の電圧 + V c , - V c が出力 さ れて い る 。 'そ の結果、 前述 し た よ う に 、 速度指令の電圧 V o と 現在 の速度を示す電圧 V s と の差が差動増幅器 8 , フ ィ ル タ 9 を介 し て 出力 さ れ 、 こ の電圧 V r は ク ラ ンプ回路 5 6 に よ っ て制 限さ れ る こ と な く 増幅器 5 を介 し てマルチプラ イ ングデジ タ ル * ア ナ ロ グ ♦ コ ンバ ー タ 1 0 , Ί 1 に 入力 さ れる こ と と なる 。 す なわ ち 、 卜 ル ク 制限 は行わ れず 、 速度制御 の みが行わ れて 電動機 Mは駆動 さ れ 、 射出制御 が行わ れる こ と と なる 。
    [0025] 次 に 、 射出 が終了 し保圧段階 に な る と 、 制御装置か ら 切換指令信号 P S Tが 出力 さ れ、 ア ナ ロ グス ィ ッ チ A S Wは切換 り 、 ス ィ ッ チ S W 1 が オ フ 、 ス ィ ッ チ S W 2 が オ ン と なる 。 一方、 .制御装置か ら 第 1 段 に お け る保圧 に 対応す る駆動力 指令 （ 以下 、 保圧指令 と い う ） P L ' が 出力 さ れ、 それ に 対応す る電圧 P V が D / A変換器 5 0 か ら 比較回路 5 4 に 入力 さ れ、 こ の電圧 P V と 金型内 に 設け ら れた 圧力 検出器 （ 図示せ ず ） 等か ら の検出信号で あ る負荷圧力 電圧 P H ( ≥ 0 ) と が 比較 さ れ 、 そ の差が 、 ボ リ ユ ー ム R V を 介 し て 増幅補償回路 5 5 に 出力 さ れ る 。 次いで 、 該増幅補償回 路 5 5 の 出力 は ア ナ ロ グス ィ ツ チ A S Wの ス ィ ッ チ S W 2 を介 し て ク ラ ンプ回路 5 6 に 入力 さ れ 、 ク ラ ン プ回 路 5 6 か ら は上記保圧指令電圧 P V と 圧力 検出器か ら の負荷圧力電圧 P H と の差 に 応 じ て ク ラ ンプ電圧 + V c , - V c が 出力 さ れる こ と と な る c さ て 、 保庄時 に は 図示 し な い射出 機構の ス ク リ ユ ー の 移動 は殆 ど停止 し 、 電動機 M も停止 し て い る 。 し か し 、 速度指令 V 0 は 出力 さ れて い る た め 、 フ ィ ル タ 9 か ら 出 力 さ れ る電圧 V r は ッ ヱ ナ ダ イ オ ー ド Z D 1 の設定値で 決 ま り 、 従 っ て 、 電動機 M を し て 該電動機の最大駆動力 を発生 さ せる電圧 V r が フ ィ ル タ 9 か ら 出力 さ れて い る ， そ の た め 、 増幅器 5 1 の入力 は ク ラ ンプ回路 5 6 の ク ラ ンプ電圧 + V c ま た は 一 V c に ク ラ ンプ さ れ 、 該 ク ラ ン プ電圧 + V c , - V c に 応 じ た 電圧 V E がマ ル チプラ イ ングデジ タ ル ♦ ア ナ ロ グ コ ンバ ー タ 1 0 , 1 Ί に 出力 さ れる 。 その結果、 電動機 M の 出力 卜 ル ク は ク ラ ンプ電圧 + V c , - V c 、 換言す れば 、 保圧指令 P L ' の値に よ つ て 制御 さ れる こ と と な る 。 そ こで 、 保圧指令 P L ' に よ る電圧 P V と 圧力検出器 か ら の負荷圧力 電圧 P H と の差が大ぎい と 増幅補償回路 5 5 の 出力 は大き く な り 、 ク ラ ンプ回路 5 6 に 入力 さ れ' る電圧は大き く な る た め 、 ク ラ ンプ電圧 + V c , - V c は増加 し 、 こ れ に よ り マルチプライ ン グデジ タ ル ♦ ア ナ ロ グ コ ンバ ー タ 1 0 , 1 1 及び加算器 1 2 か ら 出力 さ れ る各相 の相電電流指令 R T C， T T C， S T Cは増大 し 、 電動機 Mの 出力 卜 ル ク は増大す る 。 一方 、 圧力 検出器か ら の検出信号の負荷圧力 P Hが増大 し 、 指令電圧 P V と の差が小 さ く な る と 、 増幅補償回路 5 5 の出力 は減少 し 、 ク ラ ンプ回路 5 6の 出力 + V c , - V c も 減少 し 、 電動 機 Mの 出力 卜 ル ク は 減少 す る 。 そ の結果、 指令電圧 P V と圧力 検出器か ら の負荷圧力電圧 P H と の差が一定値'に な っ た状態で安定 す る 。 こ れ は 、 負荷で あ る金型内 の樹 脂圧力 が制御装置か ら 送出 し た 保圧指令 すなわ ち 目 標保 圧圧力 に達 し た と き安定 す る こ と を意味 し 、 電動機 Mか ら ト ル ク が伝動装置の摩擦や パ ネ ， ボ ー ルネ ジ の た わ み 等 に よ っ て 吸収 さ れ た と し て も金型内圧力 と 指令の保圧 圧力 と を 直接比較 し て 、 金型内圧力 が設定圧力 に な る よ う に フ ィ ー ドパ ッ ク 制御 さ れる か ら従来の よ う な誤差 は 生 じ な い 。 ま た 、 保圧 は数段 に わ た っ て 切換え る が保圧 指令 P L ' ひい て は指令電圧 P Vを切換 え る こ と に よ り 保圧圧力 を各保圧段 に お け る 設定保圧に 自 動 的 に切換え る こ と が でき る 。
    [0026] 第 5 図 は 、 こ の圧力 制御 フ ィ ー ドパ ッ ク 回路 5 3 の具 体的回路図 を示す も ので 、 比較回路 5 4 は オ ペ ア ンプ I C 3で構成 さ れ 、 増幅補償回路 5 5 は オ ペ ア ンプ I C 4 ， 出力 を一定電圧で ク ラ ンプする た め の ツ エ ナダイ 才' ー ド Z D 2 , 圧力 フ ィ ー ドパ ッ ク の 安定性を図 る た め の コ ンデ ン サ C Ί 及び抵抗 R Ί 〜 R 3等で構成さ れて いる , ア ナ ロ グ ス ィ ッ チ A S Wは 3つ の ス ィ ッ チ S W ^！ 〜 S W 3を有 し 、 I は イ ンバ ー タ で 、 ス イ ッ チ S W 1 と ス イ ツ チ S W 3 は連動 し て 互い に 同 一 の オ ン ♦ オ フ 動作を行い ス ィ ッ チ S W 2 は ス ィ ッ チ S W 1 , S W 3 と は逆の オ ン ♦ オ フ 動作を行う 。 す なわ ち 、 切 換指令 P S Tが T T L ロ ジ ッ ク レベルで L レ ベルの と き は ス ィ ッ チ S W 1 , S W 3 が オ ン し 、 ス ィ ッ チ S W 2 は フ で あ る 。 ま た 、 H レベ ^ と な る と逆 に ス ィ ッ チ S W Ί ， S W 3が オ フ と な り 、 ス ィ ッ チ S W 2 が オ ン と な る 。 ク ラ ンプ回 路 5 6 は 2つ の オ ペ ア ンプ I C 1 , I C 2 , ダイ オ ー ド D 1 , D 2等で構成 さ れ 、 オ ペ ア ン プ I C 1 で増幅器を構成 し オペ ア ンプ I C 2で符号変換器を構成 し て お り 、 才 ペ ア ン プ I C 1 に 入力 さ れ た 負 の電圧 （ 保圧指令電圧 P V及 び増幅補儻回路 5 5 の 出 力 電圧は各々 負 の電圧で あ る 〉 は オ ペ ア ンプ I C 1 で増幅 さ れ正 の電圧 と し て 出 力 さ れ こ れが正の ク ラ ンプ電圧 + V c と な る 。 ま た 、 符号変換 器 と し て の オ ペ ア ンプ I C 2 は該電圧 + V c を負 の電圧 - V c に変換 し 、 負 の ク ラ ンプ電圧 一 V c を発生 す る 。 そ し て 、 フ ィ ル タ 9 の 出力 V r ( 第 1 図参照 ） が正 の ク ラ ンプ電圧 + V G 以上に な る と ダ イ オ ー ド D Ί が導通 し 増幅器 5 Ί の入力 は ク ラ ンプ電圧 + V C 以上 に はな ら な い 。 周様 に 、 フ ィ ル タ 9 の 出力 V Γ が負 の ク ラ ンプ電圧 一 V c.以下 に な る と ダイ オ ー ド D 2 が導通 し 、 増幅器 ' 5 1 の入力 は負 の ク ラ ンプ電圧 — V c 以下 に はな ら な い 。
    [0027] なお 、 抵抗 R 4 , R 5 , コ ンデ ン サ C 2 は積分回路を 構成 し 、 電圧 P Vの変化 （ ス テ ッ プ電圧 ） を緩和 さ せ る ち のであ る 。 ま た 、 ア ナ ロ グスィ ッ チ A S Wの ス ィ ッ チ S W 3 は該 ス ィ ッ チ S W 3 が オ ン 時に コ ンデ ンサ C 1 を シ ョ ー 卜 し 、 コ ンデ ンサ C 1 の電荷を放電さ せる た め の ス ィ ッ チで あ る 。
    [0028] そ こで 、 こ の 回路の動作を説明 する と 、 圧力 フ ィ ー ド バ ッ ク 制御 を行わ な い と き は切換信 号 P S Tは L レ べル で 、 第 5 図 に 示す よ う に ア ナ ロ グス ィ ッ チ A S Wの ス ィ ツ チ S W Ί , S W 3 は オ ン し 、 ス ィ ッ チ S W 2 は オ フ で あ る 。 そ の た め 、 ク ラ ンプ回路 5 6 に は保圧指令電圧 P Vが 入力 さ れて い る 。 一方 、 圧力 フ ィ ー ドバ ッ ク 制御 を行 う と き 、 す なわ ち保圧制御を行 う と き は切換信号 P S Tは H レ ベル と な り 、 ス ィ ッ チ S W 2 を オ ン 、 ス ィ ツ チ S W 1 , S W 3 を オ フ と し 、 保圧圧力指令電圧 P V ( < 0 ) が比較器 5 4 の オ ペ ア ンプ I C 3 に 入力 さ れる と 、 圧力 検出器か ら のポ リ ュ ー ム R V 2で補正 さ れた電 圧 P H { > 0 ) と 比較さ れ 、 そ の差が 出力 さ れ 、 増幅度 を決め る ボ リ ュ ー ム R V 1 を介 し て オペ ア ンプ I C 4 に 入力 さ れる 。 圧力 フ ィ ー ドバ ッ ク制御動作開始直後 は圧 力検出器か ら の検出圧力 は定 ま らず不安定で あ り 、 ま た 、 保圧指令電圧 P Vが変化 し た 際の過渡的な状態 に お い て は コ ン デ ンサ C 1 が短時間 シ ョ ー 卜 し た 状態 と な り 、 才 ぺ ア ンプ I C 4のゲイ ン は 、 一 R 2 " R 1 で 決 ま る低い ゲ イ ンの反転増幅器 と な る 。 そ し て 、 コ ン デ ンサ C 1 の 充電が終了 す る と 、 オ ペ ア ンプ I C 4の ゲイ ン は 、 - ( R 2 + R 3 〉 / R 1 と な り 高い ゲ イ ン と な る 。 す な わ ち 、 オペ ア ンプ I C 4 に 入力 さ れる電圧 が変動 す る過 渡的 な状態の 時 は ゲ イ ン を 下げ 、 安定 す る に つ れ て ゲ イ ン を上げ、 ク ラ ンプ電圧 + V c ， - V c を徐 々 に 変化さ せ 、 圧力 フ ィ ー ドパ ッ ク 制御 の 安定性を高め て いる 。
    [0029] な お 、 上記実施例で は 、 射出機構の駆動源 に サ ー ポ モ ー タ を用 い た 射出成形機 に お け る保 ΙΈ制御 に 本発明 の 卜 ル ク 制御方法を適用 し た 例 を述べ た が 、 本発明 は 、 こ の よ う な射出成形機の保圧制御 以外の各種制御 に お い て も 負荷 に実際 に加わ る力 を検出 し 、 負荷 に加わ る力 の制御 を行 う こ と が で き る も の で あ る 。
    [0030] ま た 、 上記実施例で は周期電動機を 用 い た 交流サ 一 ポ モ ー タ の 卜 ルク 制御 の例 を述 べ た が 、 直流サ 一 ポ モ ー タ に お いて も本発明 は同様 に実施でき る も の で あ る 。
    权利要求:
    Claims

    請 求 の 範 囲
    . サ ー ボ モ ー タ の駆動電流を 卜 ルク 制 限手段 に よ っ て 制限さ れた 値以下 に 制御 する こ と に よ り 該サ ー ボ モ ー タ の 出力 卜 ルク を制御 す る方法 に お い て 、 上記サー ポ モ ー タ か ら 伝動機構を介 し て 負 荷 に実際 に加 え ら れ.た 駆動力 を検出 し 、 該駆動力 の検出値 と 該負荷へ加 え る べ き駆動力 の設定値 と を比較 し 、 そ の差 に応 じ て 上記 卜 ル ク 制 限手段を駆動 し 上記サー ポ モ ー タ の駆動電流 を 制御す る こ と に よ り 、 上記負荷に実際 に 加わる駆動 力 を上記設定値 に フ ィ ー ドバ ッ ク制御 する よ う に し た サー ボ モ ー タ に お け る ト ル ク 制御方法。
    . 上記駆動力 の検出値 と 上記設定値 と の 差が変動 し て いる と き は上記 フ ィ ー ドバ ッ ク 制御上のゲイ ンを低下 さ せ 、 上記差が安定 し た状態で は上記ゲイ ン を増大さ せ 、 も っ て 安定 し た フ ィ ー ドバ ッ ク 制御を行 う よ う に し た請求の範囲第 Ί 項記載のサー ポ モ ー タ に お け る 卜 ル ク 制御方法。
    . 上記サー ポ モ ー タ を射出成形機の射出機構の駆動源 に 用 い 、 保圧時に は樹脂 に 加わ る圧力 を検出 し 、 該検 出 し た圧力 と 目 標 と する設定圧力 と の差 に応 じ て上記 卜 ル ク 制 限手段を駆動 し 、 保圧制御 を行 う よ う し た 請 求の範囲第 1 項ま た は第 2 項記載のサ ー ボ モ ー タ に お け る十 ルク 制御方法 。
    . 伝動機構を介 し て負荷 に 駆動 関係に連結さ れた サー ボモ ー タ の実際回転位置を表わ す信号を入力 し て 実際 速度信号及ぴ該実際回転位置 に 応 じ た 駆動電流指令信 号を 出力 す る信号処理回路手段 と 、 該信号処理回路手 段か ら の実際速度信号 と 速度指令信号 と の差を 出力 す る 比較手段 と 、 上記信号処理回路手段か ら の駆動電流 指令信号を前記比較手段の 出力 に よ り 補償す る 補償手 段 と 、 上記比較手段か ら の 出力 を 、 負荷 に 加 え る べ き 駆動力 を表わ す駆動力 指令信号 と 負荷 に 実際 に 加 え ら れ た駆動力 を表わ す駆動力 フ ィ ー ドバ ッ ク信号 と の差 に 応 じ た所定値に ク ラ ンプす る ク ラ ンプ手段を 有す る フ ィ ー ドバ ッ ク 回路手段 と 、 上記補償手段 に よ り 補償 さ れた駆動電流指令信 号 と 検出駆動電流 と に 従い 上記 ー ポ モ ー タ を駆動 す る た め の駆動 手段 と を備え た サ ー ボ モ ー タ の 卜 ル ク 制御装置 。
    . 上記 フ ィ ー ドバ ッ ク 回 路手段 は 、 上記駆動力 指令信 号 と 上記駆動力 フ ィ ー ドバ ッ ク 信号 と を比較 し て該比 較結果に 応 じ た 出力 を 発生 す る第 2 の 比較手段 と 、 該 第 2 の 比較手段か ら の 出力 を増幅 し て.上記 ク ラ ンプ手 段に 供給す る増幅回路手段 と を 含む請求の範囲第 4 項 記載のサ ー ポ モ ー タ の 卜 ル ク 制御装置 。
    6 . 上記 フ ィ ー ドバ ッ ク 回 路手段 は 、 上記 ク ラ ンプ手段 を 上記比較回路の入力 側及び上記増幅補償回路手段の 出力 側 の いず れか に 選択的 に 接続す る た め の 切換ス ィ ツ チ手段を含む請求の範囲第 5 項記載のサ ー ポ モ ー タ の 卜 ル ク 制御装置 。
    7 . 上記 フ ィ ー ドバ ッ ク 回路手段の 上記増幅回路手段は 、 オ ペ ア ンプ と 、 該 オペ ア ンプのゲイ ン を決定 す る複数 の抵抗 と 、 上記駆動力 指令信号が変化す る過渡状態 に お い て充電動作 し て上記抵抗の少な く と も 1 つ の両端' を短絡 さ せ て 上記 オ ペ ア ンプのゲ イ ン を減少さ せ る コ ンデンザ と を含む請求の範囲第 5 項記載のサー ポ モ ー タ の 卜 ル ク制御装置 。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    KR880700530A|1988-03-15|
    JP2727315B2|1998-03-11|
    JPS62100194A|1987-05-09|
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    KR900007110B1|1990-09-28|
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    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1987-05-07| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
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    1987-06-19| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1986906441 Country of ref document: EP |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP60/237681||1985-10-25||
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