伺服控制器制造技术

在本发明专利技术的伺服控制器中，位置反馈校正部（３）利用作为本轴位置的第一轴位置（ｐｍ１）和作为另一轴位置的第二轴位置（ｐｍ２），运算第一轴位置反馈信号（ｐｍｆｂ１），位置控制部（４）从减法器（５）输入模型位置（ｐａ１）与第一轴位置反馈信号（ｐｍｆｂ１）之间的偏差，进行位置控制，然后输出速度指令。速度反馈校正部（６）利用作为本轴速度的第一轴速度（ｗｍ１）和作为另一轴速度的第二轴速度（ｗｍ２），运算第一轴速度反馈信号（ｗｍｆｂ１），速度控制部（８）使模型速度（ｗａ１）和从位置控制部（５）输出的速度指令相加，减去第一轴速度反馈信号（ｗｍｆｂ１），然后根据校正后的速度指令，输出反馈的转矩指令（Ｔｆｂ１）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

servo controller

The servo controller of the invention, the position feedback correction unit (3) used as the first axis position of the shaft position (PM1) and the second axis position of another axis (PM2) operation, the first axis position feedback signal (pmfb1), a position control section (4) from the subtractor (5) input the location model (PA1) feedback signal and the first axis (pmfb1) between the deviation of position control, then the output speed command. Speed feedback correction unit (6) used as the first shaft speed of the shaft speed (WM1) and as a shaft speed of second axis speed (Wm2), the first operation shaft speed feedback signal (wmfb1), a speed control section (8) the model of velocity (wa1) and from a position control section (5) added the speed command output, minus the first shaft speed feedback signal (wmfb1), and then according to the speed command corrected, torque command output feedback (Tfb1).

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对作为负载的电动机进行位置控制的伺服控制器，特别是涉及一种应用于多轴驱动机械的同步控制中的伺服控制器。
技术介绍
有这样一种2轴驱动机械，其利用并排的2个滚轴丝杠支撑移动台，通过对分别与这2个滚轴丝杠连接的2个伺服电动机进行同步控制，来驱动移动台。2轴驱动机械的移动台上一般安置有可动的上位结构体，借助于上位结构体的位置和由该上位结构体保持的负载等，移动台的重心发生变化。此外，作为与驱动工作机械的工作台、电动式工业用机器人的臂这样的负载机械的电动机(直流电动机、感应电动机、同步电动机等)的位置控制装置相关的技术，有专利文献1(特开平6-30578号公报)所公开的电动机位置控制装置。专利文献1的目的是得到具有高速响应性能，同时不发生机械振动，并且即使负载机械的惯性力矩发生变化，也总是具有恒定响应频率的电动机位置控制装置，在专利文献1的电动机位置控制装置中，通过第一位置控制电路得到第一速度信号，通过将机械系统模拟电路作为控制对象的第二位置控制电路得到第二速度信号。此外，将第一和第二速度信号相加，得到第三速度信号，然后通过被输入了第三速度信号的第一速度控制电路，得到第一转矩信号。同样，从第二和第三速度控制电路，得到第二和第三转矩信号，然后以跟踪将第一～第三转矩信号相加而得到的最终转矩信号的方式，来控制电动机的发生转矩(第5页右栏的第23行～第36行)。在专利文献1的电动机位置控制装置中，通过附加第二位置控制电路、第二速度控制电路和机械系统模拟电路，而具有能够改善位置控制对旋转角度指令信号变化的响应性能的效果。此外，通过附加第三速度控制电路，而具有能够改善位置控制对负载转矩变化的响应性能的效果。此外，作为如下的技术，有专利文献2(特开昭62-226206号公报)公开的同步位置控制方式，该技术是在具有门型等可动结构体的工作机械等中，与对其两侧的脚部进行同步定位的控制方式相关的技术，其目的是得到不会产生由干扰导致的非对称性的同步位置控制方式。专利文献2是这样的技术，即，在可动结构体的两侧，分别设置根据位置指令值而使各侧移动的位置控制系统，通过该两位置控制系统来对可动结构体的两侧进行同步定位，在这样的方式中，求出可动结构体两侧的移动位置差值，然后对该差值施加补偿要素，求出补偿值，然后将该补偿值分别反馈给各位置控制系统，由此来消除由干扰导致的非对称性的问题(第2页左下栏的第3行～第10行)。在将上述专利文献1的电动机位置控制装置应用于2轴驱动机械的控制中时，在2轴的负载惯量(inertia)平衡的情况下，由于第一轴和第二轴进行同样的动作，所以能够进行正确的驱动。但是，存在如下问题，即，在2轴的负载惯量不平衡的情况下，由于第一轴和第二轴的动作不一致，所以在第一轴的实际位置和第二轴的实际位置之间产生偏差(轴间位置偏差)，该轴间位置偏差使移动台的定位精度恶化，同时由于使机械产生应力，所以使机械的寿命下降，在最严重的情况下，将导致机械的损伤。因此，上述专利文献1的电动机位置控制装置存在如下问题，即其不能应用于存在较大负载不平衡的2轴驱动机械的控制中。此外，上述专利文献2的同步位置控制方式，是将2个位置控制系统的位置差值(轴间位置偏差)反馈给2个位置指令值，从而消除非对称性的技术，在应用于2轴驱动机械的控制中时，能够进行某一程度的轴间位置偏差的抑制，但为了抑制较大的轴间位置偏差，需要将位置指令校正部的响应(这里是系数H1)设定得极大。在将该位置指令校正部的响应设定得极大的情况下，如果是高刚性的机械，则没有问题，但对于刚性低的机械，则存在引起机械的振动而变得不稳定的问题。此外，如果将增益设定得较高，则会助长在存在位置检测误差等的情况下发生的轴间冲突现象。如果发生轴间冲突现象，则存在如下问题，即，由于在轴间互相作用的转矩，电动机发热，从而会妨碍高速、高精度控制，在最严重的情况下，由于轴间的互相作用，机械会受到损伤。因此，存在如下问题，即不能将上述专利文献2的同步位置控制方式应用于低刚性的机械、存在位置检测误差的机械中。本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够应用于低刚性机械或存在位置检测误差的2轴驱动机械中的伺服控制器。
技术实现思路
本专利技术的伺服控制器具有位置反馈校正部，其根据本轴位置和另一轴位置，对位置反馈信号进行校正；位置控制部，其利用从上述位置反馈校正部输出的校正位置反馈信号，进行位置控制，然后输出速度指令；速度反馈校正部，其根据本轴速度和另一轴速度，对速度反馈信号进行校正；以及速度控制部，其根据从上述位置控制部输出的速度指令和从上述速度反馈校正部输出的校正速度反馈信号，输出反馈的转矩指令，因此，通过同时进行轴间位置偏差的反馈和轴间速度偏差的反馈，能够获得轴间位置偏差的大幅度抑制效果。此外，在位置反馈校正部中，使用使轴间位置偏差通过滤波器、然后乘以增益而得到的值，对位置反馈信号进行校正，所述轴间位置偏差是上述本轴位置与上述另一轴位置之间的差，因此，如果仅反馈轴间位置偏差的低频成分，就不会引起高频成分导致的振动，从而能够获得轴间位置偏差的抑制效果。在位置反馈校正部中，与轴间位置偏差相乘的增益是可变的，所述轴间位置偏差是上述本轴位置与上述另一轴位置之间的差，因此，通过切换增益，可以切换为主从控制，从而在不增大软件负担的情况下，能够用于多用途。此外，在速度反馈校正部中，使用使轴间速度偏差通过滤波器、然后乘以增益而得到的值，对速度反馈信号进行校正，所述轴间速度偏差是上述本轴速度与上述另一轴速度之间的差，因此，如果仅反馈轴间速度偏差的低频成分，不会引起高频成分导致的振动，从而能够获得轴间位置偏差的抑制效果。此外，在速度反馈校正部中，与轴间速度偏差相乘的增益是可变的，所述轴间速度偏差是上述本轴速度与上述另一轴速度之间的差，因此，通过切换增益，可以切换为主从控制，从而在不增大软件负担的情况下，能够用于多用途。此外，本专利技术的伺服控制器，具有标准模型控制部，其根据位置指令，运算模型位置、模型加速度；位置控制部，其利用上述模型位置与本轴位置之间的差值，进行位置控制，然后输出速度指令；速度控制部，其根据从上述位置控制部输出的速度指令和本轴速度，输出反馈的转矩指令；模型转矩运算部，其根据上述本轴位置和另一轴位置，对上述模型加速度进行校正，然后运算模型转矩；以及加法器，其根据上述模型转矩和上述反馈的转矩指令，运算转矩指令，因此，通过模型转矩校正部进行轴间位置偏差的校正，能够利用前馈成分进行校正，即使增大增益，也不易变得不稳定，所以能够获得轴间位置偏差的大幅度抑制效果。此外，上述标准模型控制部的构成方式为，根据位置指令，运算模型位置、模型速度、模型加速度，并且上述速度控制部的构成方式为，根据从上述位置控制部输出的速度指令和上述模型速度、本轴速度，输出反馈的转矩指令，因此，能够对应于高加减速指令的用途。此外，在模型转矩校正部中，相应于时刻或速度指令波形，进行校正动作的开始/停止或校正增益的变更，因此，在发生较大轴间位置偏差时变更为高增益，在其余期间变更为低增益或停止校正，由此能够抑制噪声或干扰的影响，提高模型转矩校正的精度，从而提高轴间位置偏差的抑制性能。此外，在模型转矩校正部中，利用被输入的模型加速度通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伺服控制器，其特征在于，具有：位置反馈校正部，其根据本轴位置和另一轴位置，对位置反馈信号进行校正；位置控制部，其利用从上述位置反馈校正部输出的校正位置反馈信号，进行位置控制，然后输出速度指令；速度反馈校正部，其根 据本轴速度和另一轴速度，对速度反馈信号进行校正；速度控制部，其根据从上述位置控制部输出的速度指令和从上述速度反馈校正部输出的校正速度反馈信号，输出反馈的转矩指令；模型转矩运算部，其将本轴惯量设定值与上述模型加速度相乘，输出模 型转矩；以及加法器，其根据上述模型转矩和上述反馈的转矩指令，运算转矩指令。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：寺田启，长野铁明，高桥和孝，矶田隆司，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]