伺服电动机控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及检测连接机构的刚性变化的伺服电动机控制装置，具备：伺服电动机；由伺服电动机驱动的被驱动体；连接伺服电动机与被驱动体并将伺服电动机的动力传递给被驱动体的连接机构；检测伺服电动机的位置的第一位置检测部；检测被驱动体的位置的第二位置检测部以及控制伺服电动机的电动机控制部，电动机控制部具有：力推定部，其推定在连接机构与被驱动体之间的连接部中作用于被驱动体的驱动力；刚性推定部，其根据由第一位置检测部检测出的伺服电动机的位置、由第二位置检测部检测出的被驱动体的位置、由力推定部推定出的驱动力来推定连接机构的刚性大小和刚性变化检测部，其根据由刚性推定部推定出的刚性大小来检测连接机构的刚性变化。

【技术实现步骤摘要】
伺服电动机控制装置
本专利技术涉及一种伺服电动机控制装置，具有将伺服电动机与被驱动体连接并将伺服电动机的动力传递给被驱动体的连接机构的刚性老化的自我监控功能。
技术介绍
例如已知一种在机床等中使用伺服电动机来控制被加工物(工件)的位置的伺服电动机控制装置。伺服电动机控制装置在工作台(被驱动体)(也称为移动体)上装载被加工物，通过伺服电动机使工作台经由连接机构移动。连接机构具有与伺服电动机连接的耦合器、固定在耦合器上的滚珠丝杠、与滚珠丝杠拧合并且与工作台连接的螺母。这样，如果通过伺服电动机使滚珠丝杠旋转，则与滚珠丝杠拧合的螺母在滚珠丝杠的轴向被移动，与螺母连接的工作台被移动。在这种连接机构(特别是耦合器以及滚珠丝杠)中，刚性比较低，产生弹性变形。如果连接机构发生弹性变形，则在工作台的位置会产生弹性变形量对应的误差。关于该点知道一种修正工作台的位置的技术。在专利文献1以及2中公开一种技术，根据由伺服电动机的编码器检测出的伺服电动机的旋转量(半封闭反馈值)、由固定在工作台上的线性标尺检测出的工作台的移动量(全封闭反馈值)来修正由于连接机构的刚性老化引起的位置偏差(定位误差)。但是，根据连接机构的刚性老化的程度，需要维护连接机构。因此，需要掌握连接机构的刚性老化。专利文献1：日本特开平11-345025号公报专利文献2：日本特开平11-237920号公报
技术实现思路
本专利技术的目的为提供一种检测连接机构的刚性变化的伺服电动机控制装置。(1)本专利技术的伺服电动机控制装置(例如后述的伺服电动机控制装置1，1A，1B，1C)具备：伺服电动机(例如后述的伺服电动机50)；被驱动体(例如后述的工作台70)，其由上述伺服电动机进行驱动；连接机构(例如后述的连接机构60)，其将上述伺服电动机与上述被驱动体连接，并将上述伺服电动机的动力传递给上述被驱动体；第一位置检测部(例如后述的编码器40)，其检测上述伺服电动机的位置；第二位置检测部(例如后述的标尺80)，其检测上述被驱动体的位置；电动机控制部(例如后述的电动机控制部10，10A，10B，10C)，其控制上述伺服电动机，上述电动机控制部具有：力推定部(例如后述的力推定部20)，其推定在上述连接机构与上述被驱动体之间的连接部中作用于上述被驱动体的驱动力；刚性推定部(例如后述的刚性推定部22)，其根据由上述第一位置检测部检测出的上述伺服电动机的位置、由上述第二位置检测部检测出的上述被驱动体的位置、由上述力推定部推定出的驱动力来推定上述连接机构的刚性大小；以及刚性变化检测部(例如后述的劣化检测部26A、刚性变化检测部26B)，其根据由上述刚性推定部推定出的刚性大小来检测上述连接机构的刚性的变化。(2)在(1)记载的伺服电动机控制装置中，上述刚性推定部根据由上述第一位置检测部检测出的上述伺服电动机的位置与由上述第二位置检测部检测出的上述被驱动体的位置之间的差(δ)以及由上述力推定部推定出的驱动力(T)，由下述公式(1)来推定上述连接机构的刚性大小(R)。刚性大小(R)＝驱动力(T)/伺服电动机的位置与被驱动体的位置之间的差(δ)……(1)(3)在(1)或(2)记载的伺服电动机控制装置中，上述刚性变化检测部在由上述刚性推定部推定出的刚性大小下降到预定阈值以下时，检测上述连接机构的劣化作为上述连接机构的刚性变化。(4)在(1)或(2)记载的伺服电动机控制装置中，上述电动机控制部还可以具备保存部(例如后述的保存部24)，其将按照预定时间间隔或不固定时间间隔由上述刚性推定部推定出的多个刚性大小作为刚性数据来保存，上述刚性变化检测部可以根据保存在上述保存部中的刚性数据来检测上述连接结构的刚性变化以及变化量。(5)在(3)记载的伺服电动机控制装置中，上述电动机控制部还可以具备：通知部(例如后述的显示部28)，其通知表示由上述刚性变化检测部检测出的劣化的信息或表示由上述刚性推定部推定出的刚性大小的信息。(6)在(4)记载的伺服电动机控制装置中，上述电动机控制部还可以具备：通知部(例如后述的显示部28)，其通知表示由上述刚性变化检测部检测出的刚性变化以及变化量中的至少一个的信息或表示由上述刚性推定部推定出的刚性大小的信息。(7)在(5)或(6)记载的伺服电动机控制装置中，上述通知部可以是显示信息的显示装置。(8)在(1)～(7)中的任意一项所记载的伺服电动机控制装置中，上述电动机控制部还可以具备：双位置控制部(例如后述的双位置控制部30)，其进行基于用于驱动控制上述伺服电动机的位置指令值与由上述第一位置检测部检测出的上述伺服电动机的位置之间的第一偏差的高频成分的半封闭反馈控制、基于上述位置指令值与由上述第二位置检测部检测出的上述被驱动体的位置之间的第二偏差的低频成分的全封闭反馈控制；以及控制比例变更部(例如后述的控制比例变更部35)，其响应于通过上述刚性推定部推定出的上述连接机构的刚性的下降，增加上述双位置控制部的上述半封闭反馈控制的比例，减少上述全封闭反馈控制的比例。(9)在(8)记载的伺服电动机控制装置中，上述双位置控制部具备：第一减法部(例如后述的减法器31A)，其求出上述位置指令值与通过上述第一位置检测部检测出的上述伺服电动机的位置之间的第一偏差；第二减法部(例如后述的减法器31B)，其求出上述位置指令与通过上述第二位置检测部检测出的上述被驱动体的位置之间的第二偏差；高通滤波器(例如后述的高通滤波器32A)，其输入来自上述第一减法部的上述第一偏差；低通滤波器(例如后述的低通滤波器32B)，其输入来自上述第二减法部的上述第二偏差；以及加法部(例如后述的加法器33)，其将从上述高通滤波器输出的上述第一偏差的高频成分与从上述低通滤波器输出的上述第二偏差的低频率成分相加，上述控制比例变更部响应于上述连接机构的刚性的下降，使上述高通滤波器的截止频率以及上述低通滤波器的截止频率下降。(10)在(9)记载的伺服电动机控制装置中，上述控制比例变更部可以将上述高通滤波器的截止频率和上述低通滤波器的截止频率设定为相同。根据本专利技术，能够提供一种检测连接机构的刚性变化的伺服电动机控制装置。附图说明图1表示本专利技术实施方式的伺服电动机控制装置的结构的一例。图2表示第一实施方式的伺服电动机控制装置的电动机控制部的结构。图3是表示第一实施方式的伺服电动机控制装置进行的连接机构的刚性推定以及劣化检测的动作的流程图。图4表示第二实施方式的伺服电动机控制装置的电动机控制部的结构。图5是表示第二实施方式的伺服电动机控制装置进行的连接机构的刚性推定动作的流程图。图6是表示第二实施方式的伺服电动机控制装置进行的连接机构的刚性变化检测动作的流程图。图7表示第三实施方式的伺服电动机控制装置的电动机控制部的结构。图8是表示第三实施方式的伺服电动机控制装置进行的双位置反馈控制的比例变更动作的流程图。附图标记的说明1、1A、1B、1C：伺服电动机控制装置；10、10A、10B、10C：电动机控制部；12：位置指令生成部；13、15：减法器；14：速度指令生成部；16：转矩指令生成部；20：力推定部；22：刚性推定部；24：保存部；26A：劣化检测部(刚性变化检测部)；26B：刚性变化检测部；28：显示部(通知部)；30：双位置控制部；3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伺服电动机控制装置，其特征在于，该伺服电动机控制装置具备：伺服电动机；被驱动体，其由上述伺服电动机进行驱动；连接机构，其将上述伺服电动机与上述被驱动体连接，并将上述伺服电动机的动力传递给上述被驱动体；第一位置检测部，其检测上述伺服电动机的位置；第二位置检测部，其检测上述被驱动体的位置；以及电动机控制部，其控制上述伺服电动机，上述电动机控制部具有：力推定部，其推定在上述连接机构与上述被驱动体之间的连接部中作用于上述被驱动体的驱动力；刚性推定部，其根据由上述第一位置检测部检测出的上述伺服电动机的位置、由上述第二位置检测部检测出的上述被驱动体的位置、由上述力推定部推定出的驱动力来推定上述连接机构的刚性大小；以及刚性变化检测部，其根据由上述刚性推定部推定出的刚性大小来检测上述连接机构的刚性变化。

【技术特征摘要】
2017.06.06 JP 2017-1119021.一种伺服电动机控制装置，其特征在于，该伺服电动机控制装置具备：伺服电动机；被驱动体，其由上述伺服电动机进行驱动；连接机构，其将上述伺服电动机与上述被驱动体连接，并将上述伺服电动机的动力传递给上述被驱动体；第一位置检测部，其检测上述伺服电动机的位置；第二位置检测部，其检测上述被驱动体的位置；以及电动机控制部，其控制上述伺服电动机，上述电动机控制部具有：力推定部，其推定在上述连接机构与上述被驱动体之间的连接部中作用于上述被驱动体的驱动力；刚性推定部，其根据由上述第一位置检测部检测出的上述伺服电动机的位置、由上述第二位置检测部检测出的上述被驱动体的位置、由上述力推定部推定出的驱动力来推定上述连接机构的刚性大小；以及刚性变化检测部，其根据由上述刚性推定部推定出的刚性大小来检测上述连接机构的刚性变化。2.根据权利要求1所述的伺服电动机控制装置，其特征在于，上述刚性推定部根据由上述第一位置检测部检测出的上述伺服电动机的位置与由上述第二位置检测部检测出的上述被驱动体的位置之间的差(δ)以及由上述力推定部推定出的驱动力(T)，由下述公式(1)来推定上述连接机构的刚性大小(R)，刚性大小(R)＝驱动力(T)/伺服电动机的位置与被驱动体的位置之间的差(δ)……(1)。3.根据权利要求1或2所述的伺服电动机控制装置，其特征在于，上述刚性变化检测部在由上述刚性推定部推定出的刚性大小下降到预定阈值以下时，检测上述连接机构的劣化作为上述连接机构的刚性变化。4.根据权利要求1或2所述的伺服电动机控制装置，其特征在于，上述电动机控制部还具备：保存部，其将按照预定时间间隔或不固定时间间隔由上述刚性推定部推定出的多个刚性大小作为刚性数据来保存，上述刚性变化检测部根据保存在上述保存部中的刚性数据来检测上述连接机构的刚性变化以及变化量。5.根据权利要求3所述的伺服电动机控制装置，其特征在于，上...

【专利技术属性】
技术研发人员：筱田翔吾，猪饲聪史，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP