伺服控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术所涉及的伺服控制装置具备：传感器部，检测电动机速度；放大器，对电动机进行驱动并反馈电流；磁极位置检测部；位置控制部，根据位置指令和检测位置来输出速度指令；速度控制部，根据速度指令和检测速度来输出电流指令；电流控制部，根据电流指令和检测电流来输出电压指令；速度估计部，根据电压指令来计算估计速度；磁极位置估计部，根据估计速度来计算估计磁极位置；传感器异常检测部；停止位置指令生成部；第一切换器；第二切换器；以及第三切换器，在传感器异常检测部探测出异常的情况下，第一切换器将位置指令切换为停止位置指令，第二切换器将磁极位置切换为估计磁极位置，第三切换器将检测速度切换为估计速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对使用伺服电动机的机床等机械进行控制的伺服控制装置，特别涉及一种在电动机动作过程中发生了传感器异常的情况下能够以无传感器方式安全地进行控制停止的伺服控制装置。
技术介绍
一般来说，在机床等机械中使用的伺服电动机(以下也仅称为“电动机”)的动作过程中，当传感器发生异常时，成为警报状态，向电动机的动力被切断。当动力被切断时，电动机因动力制动器(Dynamic Brake：DB)阻力而趋向停止。然而，在附加于电动机的惯性大的情况下、电动机正在高速驱动着的情况下，其停止距离变长。其结果，特别是在直线轴中有可能因冲撞而导致机械损伤，存在危险。另一方面，为了缩短停止距离，控制停止是有效的。在此，“控制停止”是指一边对电动机进行控制一边使其停止。然而，需要来自电动机的传感器信息(位置、速度、磁极位置)，因此在传感器异常的情况下无法利用以往方法进行控制停止。因此，期望开发以无传感器方式进行控制停止的方法。在此，“无传感器控制”是指基于估计出的传感器信息来对电动机进行反馈控制。关于传感器异常，存在检测出传感器自身的异常的情况以及检测出接收传感器信息的伺服控制装置的异常的情况。例如，关于在传感器的内部电路中可知的脉冲的计数错误等，是检测出传感器自身的异常。另一方面，关于发送了传感器信息之后发生的脉冲丢失等，是检测出伺服控制装置的异常。图1是一般的伺服控制装置的结构图。伺服控制装置1000具有位置控制部1004、速度控制部1005、电流控制部1006、第一坐标变换部1015、第二坐标变换部1016、放大器1002、传感器部1001以及磁极位置检测部1003。位置
控制部1004基于来自上级控制装置1020的位置指令和位置反馈(FB)来输出速度指令。位置FB是用积分器1014对设置于电动机1030的附近的传感器部1001所检测出的电动机速度(速度FB)进行积分而得到的。速度控制部1005基于来自位置控制部1004的速度指令和速度FB来输出电流指令。电流控制部1006基于电流FB和来自速度控制部1005的电流指令来输出电压指令。电流FB是基于从放大器1002反馈的电流值和磁极位置检测部1003所检测出的磁极位置从第二坐标变换部1016输出的。放大器1002基于通过第一坐标变换部1015被变换后的电压指令来对电动机1030进行驱动。传感器部1001所检测出的电动机1030的传感器信息被作为位置反馈(FB)向位置控制部1004反馈，作为速度反馈(FB)向速度控制部1005反馈。并且，该传感器信息作为磁极位置，通过第二坐标变换部1016而作为电流FB来向电流控制部1006反馈，并被使用。在另外使用标尺的情况下，位置FB和速度FB以来自标尺的传感器信息为基础。作为无传感器方式的永磁体同步电动机的控制方法，提出了使用定子电压相位的方法(例如，日本特开2011-015601号公报。以下称为“专利文献1”。或者，山中健二、大西徳生：「永久磁石同期電動機の位相追従同期センサレス制御系统」、電気学会論文誌D分冊、第129巻、第4号、pp.432-437(2009-4))。在专利文献1中提出了以下方法：通过将定子电压稳定地收敛为γδ坐标上的δ轴用(定子电压γ轴要素Vγ＝0)，能够根据定子电压δ轴要素Vδ估计转速ω从而以无传感器方式进行控制。在专利文献1中还提出了为了改善功率因数而进行基于电流指令的校正，但是设Vγ＝0的控制方法是相同的。另外，哪个方法都不是以传感器异常时的控制停止为目的。另外，作为在发生了传感器异常的情况下确保安全的手段，提出了对传感器异常进行检测并使用磁极位置估计器来转变为无传感器控制的方法(例如，日本特开2001-112282号公报。以下称为“专利文献2”。)。专利文献2所记载的专利技术以电梯、汽车等人乘坐的设备为对象，目的在于在故障时避免突然的停止而以无传感器方式继续移动到安全的位置为止。然而，在机床等机
械中，期望的是为了避免冲撞而更快地停止。
技术实现思路
本专利技术用于解决上述的问题，目的在于提供一种在传感器异常时切换为使用电压信息的方法、同时提供进行控制停止时使用的停止位置指令或减速指令的伺服控制装置。本专利技术的一个实施例所涉及的伺服控制装置用于对机床或产业机械中的伺服电动机进行控制，该伺服控制装置的特征在于，具备：传感器部，其检测伺服电动机的速度并将所检测出的速度作为速度反馈来输出；放大器，其对伺服电动机进行驱动并且反馈流过伺服电动机的电流；磁极位置检测部，其检测伺服电动机的磁极位置；位置控制部，其基于针对伺服电动机的位置指令以及根据所检测出的速度计算的伺服电动机的位置来输出速度指令；速度控制部，其基于速度指令和所检测出的速度来输出电流指令；电流控制部，其基于电流指令和所检测出的电流来输出电压指令；速度估计部，其基于电压指令来计算估计速度；磁极位置估计部，其根据估计速度来计算估计磁极位置；传感器异常检测部，其检测传感器部的异常；停止位置指令生成部，其生成用于使伺服电动机停止的停止位置指令；第一切换器，其在传感器异常检测部探测出传感器部的异常的情况下，将位置指令切换为停止位置指令；第二切换器，其在传感器异常检测部探测出传感器部的异常的情况下，将磁极位置切换为估计磁极位置；以及第三切换器，其在传感器异常检测部探测出传感器部的异常的情况下，将速度反馈切换为估计速度。附图说明本专利技术的目的、特征以及优点通过与附图相关联的下面的实施方式的说明会进一步变得明确。在该附图中，图1是以往的伺服控制装置的结构图，图2是本专利技术的实施例1所涉及的伺服控制装置的结构图，图3是用于说明本专利技术的实施例1所涉及的伺服控制装置的动作过程的流程图，图4是本专利技术的实施例2所涉及的伺服控制装置的结构图，图5是用于说明本专利技术的实施例2所涉及的伺服控制装置的动作过程的流程图，图6是本专利技术的实施例3所涉及的伺服控制装置的结构图，图7A是表示按照以往技术来进行相位校正的情况下的速度指令随时间的变化的图，图7B是表示按照本专利技术的实施例3来进行相位校正的情况下的速度指令随时间的变化的图，图8A是表示按照以往技术来进行相位校正的情况下的电动机速度随时间的变化的图，图8B是表示按照本专利技术的实施例3来进行相位校正的情况下的电动机速度随时间的变化的图，图9A是表示按照以往技术来进行相位校正的情况下的电动机相位与估计相位之差随时间的变化的图，以及图9B是表示按照本专利技术的实施例3来进行相位校正的情况下的电动机相位与估计相位之差随时间的变化的图。具体实施方式下面，参照附图来对本专利技术所涉及的伺服控制装置进行说明。[实施例1]首先，对本专利技术的实施例1所涉及的伺服控制装置进行说明。图2表示本专利技术的实施例1所涉及的伺服控制装置的结构图。本专利技术的实施例1所涉及的伺服控制装置101用于对机床或产业机械中的伺服电动机进行控制，具有传感器部1、放大器2、磁极位置检测部3、位置控制部4、速度控制部5、电流控制部6、速度估计部7、磁极位置估计部8、传感器异常检测部9、停止位置
指令生成部10、第一切换器11、第二切换器12以及第三切换器13。传感器部1设置于伺服电动机30(以下也称为“电动机”)的附近，检测伺服电动机30的速度并将该速度作为速度反馈来输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伺服控制装置，用于对机床或产业机械中的伺服电动机进行控制，该伺服控制装置的特征在于，具备：传感器部，其检测伺服电动机的速度并将所检测出的速度作为速度反馈来输出；放大器，其对伺服电动机进行驱动并且反馈流过伺服电动机的电流；磁极位置检测部，其检测伺服电动机的磁极位置；位置控制部，其基于针对伺服电动机的位置指令以及根据所检测出的速度计算的伺服电动机的位置来输出速度指令；速度控制部，其基于所述速度指令和所检测出的速度来输出电流指令；电流控制部，其基于所述电流指令和所检测出的电流来输出电压指令；速度估计部，其基于所述电压指令来计算估计速度；磁极位置估计部，其根据所述估计速度来计算估计磁极位置；传感器异常检测部，其检测所述传感器部的异常；停止位置指令生成部，其生成用于使伺服电动机停止的停止位置指令；第一切换器，其在所述传感器异常检测部探测出所述传感器部的异常的情况下，将所述位置指令切换为所述停止位置指令；第二切换器，其在所述传感器异常检测部探测出所述传感器部的异常的情况下，将所述磁极位置切换为所述估计磁极位置；以及第三切换器，其在所述传感器异常检测部探测出所述传感器部的异常的情况下，将所述速度反馈切换为估计速度。...

【技术特征摘要】
2015.05.11 JP 2015-0969161.一种伺服控制装置，用于对机床或产业机械中的伺服电动机进行控制，该伺服控制装置的特征在于，具备：传感器部，其检测伺服电动机的速度并将所检测出的速度作为速度反馈来输出；放大器，其对伺服电动机进行驱动并且反馈流过伺服电动机的电流；磁极位置检测部，其检测伺服电动机的磁极位置；位置控制部，其基于针对伺服电动机的位置指令以及根据所检测出的速度计算的伺服电动机的位置来输出速度指令；速度控制部，其基于所述速度指令和所检测出的速度来输出电流指令；电流控制部，其基于所述电流指令和所检测出的电流来输出电压指令；速度估计部，其基于所述电压指令来计算估计速度；磁极位置估计部，其根据所述估计速度来计算估计磁极位置；传感器异常检测部，其检测所述传感器部的异常；停止位置指令生成部，其生成用于使伺服电动机停止的停止位置指令；第一切换器，其在所述传感器异常检测部探测出所述传感器部的异常的情况下，将所述位置指令切换为所述停止位置指令；第二切换器，其在所述传感器异常检测部探测出所述传感器部的异常的情况下，将所述磁极位置切换为所述估计磁极位置；以及第三切换器，其在所述传感器异常检测部探测出所述传感器部的异常的情况下，将所述速度反馈切换为估计速度。2.一种伺服控制装置，用于对机床或产业机械中的伺服电动机进行控制，该伺服控制装置的特征在于，具备：传感器部，其检测伺服电动机的速度并将所检测出的速度作为速度反馈来输出；放大器，其对伺服电动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：龟田幸季，园田直人，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP