伺服控制装置制造方法及图纸

为了即使在进给轴的移动方向反转时，也能够进行抑制了机械端位置与指令位置之间的追随误差的全闭环控制，伺服控制装置(100)具有：模型响应运算部(1)，其对机械端位置的计算值即模型响应进行运算；停止中电动机端移动量测定部(4)，其对机械端位置的计算值从成为零值起至成为零值以外的值为止的期间的电动机端位置的检测值的位移量即停止中电动机端移动量进行测定；以及误差校正量运算部(2)，其基于参数、机械端位置的计算值和停止中电动机端移动量，对误差校正量进行运算，其中，在该参数中预先设定有移动方向反转时机械端位置与电动机端位置的偏差的最大变化量，伺服控制部(3)将机械端位置的检测值和电动机端位置的检测值作为位置反馈，使用误差校正量对扭矩指令进行运算。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对伺服电动机进行驱动的伺服控制装置。
技术介绍
在FA领域中，进行工作机械的驱动控制，以使得对被加工物(工件)进行固定的工作台或刀具的动作追随指令。以使得刀具位置(准确地说，是刀具相对于工件的相对位置)准确地追随所指示的路径(指令轨迹)的方式对机械进行驱动的控制，被称为轨迹控制(或轮廓运动控制)。轨迹控制使用数控装置或附属于数控装置的伺服控制装置而精密地进行。作为控制对象的工作机械具有由伺服电动机分别驱动的多个轴。各个伺服电动机分别利用伺服控制装置受到驱动。在此，存在于机械系统中的摩擦、反向间隙(backlash)以及运动损失(lostmot1n)对于轨迹控制成为外部干扰。在进给轴的移动方向反转时，这些外部干扰起作用的方向也反转，其影响在轨迹的误差中显著地显现。作为典型的误差，存在下述误差，即，在指示的是圆弧轨迹的情况下，在圆弧轨迹的象限切换部分处进给轴的移动方向反转时产生的追随误差。对于该追随误差，如果放大半径方向的误差量而进行绘制，则轨迹形成为以凸起状向外侧突出的形状，因此，称为象限凸起。如果在加工中产生如象限凸起这样的轨迹的追随误差，则加工结果会产生条纹、伤痕，并非优选。因此，进行如下述的控制:将假想的进给机构内置而根据假想的进给机构和实际的进给机构之间的扭矩指令信号之差运算出校正指令并与实际的扭矩指令相加，或者，对在进给驱动机构的运动方向反转的前后所产生的摩擦力或摩擦扭矩进行推定，提取电动机扭矩误差，并根据该误差信号进行扭矩补偿(例如专利文献I)。专利文献1:日本特开2010-49599号公报
技术实现思路
然而，根据专利文献I的技术，在实际的扭矩与模型扭矩之间产生差之后显现出校正指令的效果，因此，存在校正延迟起作用的问题。另外，根据专利文献I的技术，基于位置指令的方向反转，生成摩擦补偿信号，但在全闭环控制的情况下，电动机端和机械端之间的位置的偏移产生影响，因此，存在仅根据扭矩的补偿不能充分地实现效果的问题。而且，在全闭环控制的情况下，电动机端和机械端之间的位置的偏移对移动方向反转时的追随误差的大小产生影响，因此，存在随着指令路径的不同，不能充分地实现补偿的效果的问题。本专利技术就是鉴于上述问题而提出的，目的在于得到一种伺服控制装置，其即使在进给轴的移动方向反转时，也能够进行抑制了机械端位置和指令位置之间的追随误差的全闭环控制。为了解决上述课题，实现目的，本专利技术的特征在于，具有:伺服控制部，其将机械系统的位置即机械端位置的检测值和对所述机械系统进行驱动的电动机的位置即电动机端位置的检测值，作为位置反馈使用，运算针对所述电动机的扭矩指令，以使得所述机械端位置追随位置指令；模型响应运算部，其基于所述位置指令，对所述机械端位置的计算值进行运算；停止中电动机端移动量测定部，其对停止中电动机端移动量进行测定，该停止中电动机端移动量是所述机械端位置的计算值从成为零值起至成为零值以外的值为止的期间的所述电动机端位置的检测值的位移量；以及误差校正量运算部，其基于参数、所述机械端位置的计算值和所述停止中电动机端移动量，对误差校正量进行运算，其中，在该参数中预先设定有进给轴的移动方向反转时所述机械端位置和所述电动机端位置之间的偏差的最大变化量，所述伺服控制部使用所述误差校正量，对所述扭矩指令进行运算。专利技术的效果根据本专利技术，使用基于进给轴的移动方向反转时机械端位置与电动机端位置之间的偏差的最大变化量而运算出的误差校正量，运算扭矩指令，因此，在电动机端位置与机械端位置的偏差在移动方向反转时急剧地变化的情况下，能够抑制在移动方向反转后产生的、机械端位置相对于指令位置的追随误差。另外，误差校正量是考虑了停止中电动机端移动量而计算出的，因此，即使收到了在移动方向反转前暂时停止这样的指令的情况下，也能够抑制在移动方向反转后产生的、机械端位置相对于指令位置的追随误差。另外，误差校正量是考虑停止中的电动机端移动量而计算出的，因此，在电动机端位置与机械端位置的偏差在移动方向反转时缓慢地变化这样的情况下，能够预防以下状况，即，误差校正量过早地起作用而在移动方向反转后位置的校正过大，导致产生轨迹误差。即，根据本专利技术，能够获得一种伺服控制装置，其即使在进给轴的移动方向反转时，也能够进行抑制了机械端位置和指令位置之间的追随误差的全闭环控制。【附图说明】图1是表示实施方式I的伺服控制装置的结构的图。图2是表示电动机以及机械系统的结构的图。图3是表示模型响应运算部的内部结构的框图。图4是表示误差校正量运算部的内部结构的框图。图5是表示伺服控制部的内部结构的框图。图6是表示在移动方向反转时所产生的追随误差的例子的图。图7是表示在移动方向反转时所产生的追随误差的例子的图。图8是表示移动方向反转时的、误差校正量和与其相关联的信号随时间的变化的图。图9是表示本实施方式2的伺服控制装置所具备的伺服控制部的内部结构的框图。图10是说明电动机端位置、机械端位置与位置反馈之间的关系的图。【具体实施方式】下面，基于附图，对本专利技术所涉及的伺服控制装置的实施方式进行详细说明。此夕卜，本专利技术并不限定于该实施方式。实施方式1.图1是表示本专利技术的实施方式I的伺服控制装置的结构的图。如图所示，伺服控制装置100与电动机5以及机械系统6连接。图2是表不电动机5以及机械系统6的结构的图。电动机5具有伺服电动机51以及对伺服电动机51的电动机端位置(电动机5的位置)进行检测的电动机端位置检测器52。作为电动机端位置检测器52例如使用旋转编码器。伺服电动机51和机械系统6连接，该机械系统6具有滚珠丝杠61、螺母62以及与螺母62成为一体而可动的工作台63。在工作台63安装有机械端位置检测器64，该机械端位置检测器64将工作台63的位置(机械系统6的位置)作为机械端位置进行检测。作为机械端位置检测器64例如使用线性标尺。此外，由电动机端位置检测器52直接检测的位置是电动机5的旋转角度，但能够通过对该角度乘以电动机每旋转I圈的工作台移动距离即滚珠丝杠导程并除以电动机I周的角度2π ，从而换算为工作台63的移动方向的长度。在以下的说明中，设为电动机端位置采用换算为工作台移动方向的长度后的值。伺服控制装置100被输入位置指令，并且，被输入由机械端位置检测器64检测出的机械端位置和由电动机端位置检测器52检测出的电动机端位置。伺服控制装置100将机械端位置的检测值和电动机端位置的检测值作为位置反馈使用，同时以使得机械端位置的检测值追随位置指令的方式生成电动机5的扭矩指令值。而且，伺服控制装置100将所生成的扭矩指令值向电动机5输出。伺服控制装置100具有模型响应运算部1、误差校正量运算部2、伺服控制部3以及停止中电动机端移动量测定部4作为用于生成扭矩指令值的结构要素。模型响应运算部I输入位置指令，将对机械系统6针对位置指令的响应进行模拟得到的结果(模型响应)输出。在此输出的模型响应是基于位置指令生成的机械端位置的模拟值(计算值)。图3是表示模型响应运算部I的内部结构的框图。模型响应运算部I具有位置控制模拟部41以及积分器42。位置控制模拟部41针对由位置指令指示的位置与由积分器42输出的模型响应的差值进行与后述的位置控制部31相同的运算处理，输出机械端位置的速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伺服控制装置，其特征在于，具有：伺服控制部，其将机械系统的位置即机械端位置的检测值和对所述机械系统进行驱动的电动机的位置即电动机端位置的检测值，作为位置反馈使用，运算针对所述电动机的扭矩指令，以使得所述机械端位置追随位置指令；模型响应运算部，其基于所述位置指令，对所述机械端位置的计算值进行运算；停止中电动机端移动量测定部，其对停止中电动机端移动量进行测定，该停止中电动机端移动量是所述机械端位置的计算值从成为零值起至成为零值以外的值为止的期间的所述电动机端位置的检测值的位移量；以及误差校正量运算部，其基于参数、所述机械端位置的计算值和所述停止中电动机端移动量，对误差校正量进行运算，其中，在该参数中预先设定有进给轴的移动方向反转时所述机械端位置和所述电动机端位置之间的偏差的最大变化量，所述伺服控制部使用所述误差校正量，对所述扭矩指令进行运算。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：长冈弘太朗，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP