电动机控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于速度指令进行速度控制的电动机控制装置，抑制机械的驱动部的振动。电动机控制装置(1)对驱动机械(60，70)的伺服电动机(50)进行控制，具备指令机械的速度的速度指令部(10)、检测伺服电动机的速度的速度检测部(40)以及根据速度指令与检测出的电动机速度来制作扭矩指令并控制伺服电动机的速度的速度控制部(20)，速度控制部包含对从伺服电动机到机械的传输特性的逆特性进行近似的滤波器(31，32)，滤波器具有基于作为调整参数的频率(ω)、振动阻尼系数(ζ)、截止频率(ωadj)的传输特性(F(s))，频率(ω)被调整为在机械的反共振频率(ω0)以上且小于共振频率(ωp)。

【技术实现步骤摘要】
电动机控制装置
本专利技术涉及进行伺服电动机的控制的电动机控制装置。
技术介绍
例如在机床中，已知控制伺服电动机来驱动进给轴的电动机控制装置。在像这样的机床中，当伺服电动机与机械通过滚珠丝杠等进给轴来连结时，进给轴的刚性较弱，因此伺服电动机与机械成为弹性连结的状态。由于该弹性连结，可能在机械的进给轴中发生伺服控制频带下的低频共振(振动)。作为抑制该低频共振(振动)的方法，研究了校正位置指令的方法、在伺服位置控制环路中使用滤波器的方法等。在专利文献1以及2中，公开了在通过基于位置指令进行位置来驱动控制机床的进给轴的电动机控制装置中，在伺服位置控制环路中使用了滤波器的电动机驱动装置。在驱动机床的主轴(驱动部)的电动机控制装置、驱动工业机械的油压泵、传送带(驱动部)等的电动机控制装置中，有时不进行基于位置指令的位置控制，而进行基于速度指令的速度控制。另外，在机床的进给轴(驱动部)的控制中，也会通过单独的电动机控制装置来进行一台电动机的位置控制和速度控制。即使进行像这样的速度控制的电动机控制装置其自身，也需要抑制机械的驱动部的低频振动。此外，在专利文献1以及2中，虽然公开了在进行位置控制的电动机控制装置中进行振动抑制的方法，但是并未公开在进行速度控制的电动机控制装置中进行振动抑制的方法。专利文献1：日本专利6017595号公报专利文献2：日本专利6046182号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种基于速度指令进行速度控制的电动机控制装置，抑制机械的驱动部的振动。(1)本专利技术所涉及的电动机控制装置(例如，后述的电动机控制装置1)是对驱动机械(例如，后述的机械60(包含滚珠丝杠70))的伺服电动机(例如，后述的伺服电动机50)进行控制的电动机控制装置，其具备：指令所述机械的速度的速度指令部(例如，后述的速度指令部10)；检测所述伺服电动机的速度的速度检测部(例如，后述的编码器40)；以及根据所述速度指令部指令的速度指令与所述速度检测部检测出的电动机速度来制作扭矩指令，控制所述伺服电动机的速度的速度控制部(例如，后述的速度控制部20)，所述速度控制部包含对从所述伺服电动机到所述机械的传输特性的逆特性进行近似的滤波器(例如，后述的滤波器31，32)，所述滤波器具有基于作为调整参数的频率ω、振动阻尼系数ζ、截止频率ωadj的下式(1)的传输特性F(s)，所述频率ω被调整为所述机械的反共振频率ω0以上且小于所述机械的共振频率ωp。【数学式1】(2)在(1)所述的电动机控制装置中，所述速度控制部可以具备：根据所述速度指令来制作第1扭矩指令的前馈控制部(例如，后述的FF控制部21)；根据所述速度指令与所述电动机速度的差来制作第2扭矩指令的反馈控制部(例如，后述的FB控制部23)；以及将所述第1扭矩指令与所述第2扭矩指令相加来制作所述扭矩指令的加法部(例如，后述的加算器26)，所述前馈控制部和所述反馈控制部可分别包含可以单独设定传输特性F(s)的所述滤波器。(3)在(2)所述的电动机控制装置中，所述前馈控制部可以包含对从所述扭矩指令到所述机械的速度的传输特性的逆特性进行近似的所述滤波器，所述反馈控制部可以包含对从所述电动机速度到所述机械的速度的传输特性的逆特性进行近似的所述滤波器。(4)在(2)或者(3)所述的电动机控制装置中，所述前馈控制部的滤波器的传输特性F(s)中的频率ω可以在所述反馈控制部的滤波器的传输特性F(s)中的频率ω以上的范围内进行调整。根据本专利技术，能够提供进行基于速度指令的速度控制的电动机控制装置，抑制机械的驱动部的振动。附图说明图1是本实施方式所涉及的电动机控制装置的结构的概要图。图2详细表示本实施方式所涉及的电动机控制装置的结构。图3是通过双惯性系统的模型来表示电动机到机械的图。图4是图3所示的双惯性系统的框图。图5是通过传输特性来表示本实施方式所涉及的电动机控制装置的一部分的示意图。符号说明1电动机控制装置10速度指令部20速度控制部21FF控制部22FF控制器23FB控制部24减法器25PI控制器26加法器(加法部)31，32滤波器40编码器(速度检测部)50伺服电动机60机械70滚珠丝杠(驱动轴)70A弹簧70B减震器。具体实施方式以下，参照附图针对本专利技术的实施方式的一个例子进行说明。此外，在各附图中针对相同或者相应的部分赋予相同的符号。图1是本实施方式所涉及的电动机控制装置的结构的概要图，图2详细表示本实施方式所涉及的电动机控制装置的结构。图1以及图2所示的电动机控制装置1根据符合加工程序的速度指令值与实际电动机速度值(速度反馈值)来控制伺服电动机50的速度。伺服电动机50与机械60的滚珠丝杠70连结。伺服电动机50通过旋转驱动滚珠丝杠(驱动部)70来驱动机械60。电动机控制装置1具备速度指令部10、速度控制部20以及编码器(速度检测部)40。速度指令部10按照从未图示的上位控制装置、外部输入装置等输入的程序、命令来制作伺服电动机50的速度指令值(即机械60的速度指令值)。编码器40被设置在伺服电动机50中，检测伺服电动机50的旋转速度。检测出的电动机速度被用作速度反馈。速度控制部20根据通过速度指令部10制作出的速度指令值与通过编码器40检测出的电动机速度值来生成扭矩指令值。速度控制部20具备前馈控制部(以下，称为FF控制部。)21、反馈控制部(以下，称为FB控制部。)23以及加法器26。FF控制部21根据通过速度指令部10制作出的速度指令值来制作第1扭矩指令值。FF控制部21包含FF控制器22和滤波器31。FF控制器22对通过速度指令部10制作并通过了滤波器31的速度指令值进行微分，来制作第1扭矩指令值。滤波器31被设置在FF控制器22的前段。滤波器31具有基于作为调整参数的频率ω、振动阻尼系数ζ、截止频率ωadj的下式(1)的传输特性F(s)。【数学式2】在机械60(滚珠丝杠70)的反共振频率ω0以上，且小于共振频率ωp的范围内调整频率ω，优选的是设定在共振频率ωp附近。由此，滤波器31的传输特性F(s)如之后所述，对基于从伺服电动机50到机械60(滚珠丝杠70)的双惯性系统模型的传输特性的逆特性进行近似，更具体而言对从扭矩指令到机械速度的传输特性的逆特性进行近似。FB控制部23根据通过速度指令部10制作出的速度指令值与通过编码器40检测出的电动机速度值之间的差来制作第2扭矩指令值。FB控制部23包含减法器24、比例积分控制器(以下，称为PI控制器。)25以及滤波器32。减法器24求出通过速度指令部10制作并通过了滤波器32的速度指令值与通过编码器40检测出的电动机速度值之间的差。PI控制器25对通过减法器24求出的差施加PI控制，来制作第2扭矩指令值。滤波器32被设置在减法器24的前段。滤波器32与滤波器31同样，具有上式(1)的传输特性F(s)。在机械60(滚珠丝杠70)的反共振频率ω0以上，且小于共振频率ωp的范围内调整频率ω，优选的是，设定在反共振频率ω0附近。由此，滤波器32的传输特性F(s)如之后所述，对基于从伺服电动机50到机械60(滚珠丝杠70)的双惯性系统模型的传输特性的逆特性进行近似，更具体而言对从电动机速度到机械速度的传输特性的逆特性进行近似。此外，FF本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机控制装置，其对驱动机械的伺服电动机进行控制，其特征在于，所述电动机控制装置具备：速度指令部，其指令所述机械的速度；速度检测部，其检测所述伺服电动机的速度；以及速度控制部，其根据所述速度指令部指令的速度指令与所述速度检测部检测出的电动机速度来制作扭矩指令，控制所述伺服电动机的速度，所述速度控制部包含：滤波器，其对从所述伺服电动机到所述机械的传输特性的逆特性进行近似，所述滤波器具有基于作为调整参数的频率ω、振动阻尼系数ζ、截止频率ωadj的下式(1)的传输特性F(s)，所述频率ω被调整为在所述机械的反共振频率ω0以上，且小于所述机械的共振频率ωp，数学式1

【技术特征摘要】
2017.06.21 JP 2017-1213411.一种电动机控制装置，其对驱动机械的伺服电动机进行控制，其特征在于，所述电动机控制装置具备：速度指令部，其指令所述机械的速度；速度检测部，其检测所述伺服电动机的速度；以及速度控制部，其根据所述速度指令部指令的速度指令与所述速度检测部检测出的电动机速度来制作扭矩指令，控制所述伺服电动机的速度，所述速度控制部包含：滤波器，其对从所述伺服电动机到所述机械的传输特性的逆特性进行近似，所述滤波器具有基于作为调整参数的频率ω、振动阻尼系数ζ、截止频率ωadj的下式(1)的传输特性F(s)，所述频率ω被调整为在所述机械的反共振频率ω0以上，且小于所述机械的共振频率ωp，数学式12.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村勉，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