伺服电动机驱动控制器制造技术

一种能够进行高精确加工的伺服电动机驱动控制器，其能够防止由于正在进行加工的象限发生变化而出现的象限凸起。在通过学习控制而使位置偏移会聚成零后，速度指令和已被指令的速度之间的速度指令或差额被存储为速度纠正数据，其中，该已被指令的速度是位置指令的导数。直到预先确定的时间段从位置指令符号反转时起流逝过去，位置环路处理的每一个时间段的纠正量根据纠正数据得到确定，并被用来纠正速度指令。

【技术实现步骤摘要】
伺服电动机驱动控制器
本专利技术涉及运动地(drivingly)控制用于驱动机床工作台等的进给轴(feed axes)的伺服电动机的一种控制器，尤其涉及一种用于在加工工作台上的工件的过程中，当工作台进给轴的移动方向反转(reversal)时，抑制(suppress)工件加工表面上的凸起(projection)的形成的伺服电动机驱动控制器。
技术介绍
在加工工件的过程中，一旦驱动机床工作台进给轴的伺服电动机的驱动方向反转，由于进给螺杆(feed screw)的后冲(backlash)和摩擦，工作台不能立刻反转。因此，例如在圆弧切削安装在工作台上的工件的过程中，当驱动方向出现反转时，则在工件的圆弧切削表面上形成凸起。在此假定，安装在工作台上的将沿XY轴平面上移动的工件在进行圆弧切削，圆弧中心位于坐标原点，X轴和Y轴分别沿正方向和负方向移动，并且在一个象限(quadrant)发生了变化使Y轴保持负方向移动，而X轴的移动方向从正方向改变到负方向。由于这样的象限变化，Y轴保持同样的移动速度，而当位置偏离减少到零时，X轴试图反转(reverse)移动方向并且转矩指令(torque command)变得很小。然而，由于摩擦的存在而不能立刻实现反转。此外，由于进给螺杆(feed screw)的后冲(backlash)，当X轴的移动方向反转时，在X轴方向上的工作台的移动被延迟。如此，由于象限的变化出现了方向反转的延迟，结果，在切削表面上形成凸起，这种凸起将被称做象限凸起(quadrant projection)。为了减少象限凸起，提出了各种各样的纠正方法(例如，见日本7-110717A)。然而，这些已提出的方法由于在确认调整结果时，调整为了减少象限凸起而增加的调整量，而需要更长的调整时间。
技术实现思路
-->本专利技术提供一种伺服电动机驱动控制器，其能够很容易地为减少象限凸起而进行纠正。根据本专利技术的一个方面，伺服电动机驱动控制器包括：速度指令确定装置(velocity command determining means)，其能够在每一个预先确定的时间段上，根据来自于主控制器(a host controller)的位置指令和来自于位置探测器的位置反馈信号之间的偏移(deviation)，确定和输出速度指令；纠正装置，其根据预先确定的时间段的纠正数据，纠正从速度指令确定装置输出的速度指令，以便因此改善加工精确性。纠正数据可以通过使用学习控制(learning control)而预先确定。比如，通过根据预先确定的时间段的位置偏移执行学习控制以获得一个速度指令，并且从由学习控制获得的速度指令中减去一个位置指令的微分值，确定纠正数据，其中，该位置偏移是在预先确定的区域上由伺服电动机反复驱动一个已被驱动的元件的过程中获得的。纠正数据可以通过分析由学习控制获得的纠正数据而被确定。伺服电动机驱动控制器可以进一步包括用于探测位置指令反转的探测装置，并且从位置指令反转时起的预先确定的时间段的纠正数据被预先确定，并且纠正装置可以根据从探测装置探测到的从位置指令反转时起的预先确定的时间段的纠正数据，纠正速度指令。伺服电动机驱动控制器可以与一个计算机相连接以便准备纠正数据。伺服电动机驱动控制器可以进一步包括用于探测位置指令反转的探测装置，并且根据开路环路传递函数(an open-loop transfer function)的反函数(an inverse function)的输出，从位置指令反转时起的预先确定的时间段的纠正数据就被预先确定，以便当作用在被控制物体上的摩擦的模型被输入时，从速度指令产生转矩指令。纠正数据可以通过过滤(filter)反函数的输出而被确定。进一步地，纠正数据可以超前一个过滤的延迟时间以便因此补偿该延迟时间。根据本专利技术的另一个方面，伺服电动机驱动控制器包括：转矩指令确定装置，其能够在每一个预先确定的时间段上，根据速度指令和来自-->于速度探测器的速度反馈信号之间的一个偏移，确定和输出一个转矩指令，其中，速度指令根据来自于主控制器的位置指令和来自于位置探测器的位置反馈信号之间的一个偏移而获得；纠正装置，用于根据预先确定的时间段的纠正数据，纠正从转矩指令确定装置输出的转矩指令。同样在这种情况下，纠正数据可以通过使用学习控制(learning control)而预先确定。比如，通过根据预先确定的时间段的位置偏移执行学习控制以获得一个转矩指令，并且从由学习控制获得的转矩指令中减去一个位置指令的二次幂微分值(a second-order differentiated value)，确定纠正数据，其中，该位置偏移是在预先确定的区域上由伺服电动机反复驱动一个已被驱动的元件的过程中获得的。纠正数据可以通过分析由学习控制获得的纠正数据而被确定。伺服电动机驱动控制器可以进一步包括用于探测位置指令反转的探测装置，并且从位置指令反转时起的预先确定的时间段的纠正数据被预先确定，并且纠正装置可以根据从探测装置探测到的从位置指令反转时起的预先确定的时间段的纠正数据，纠正转矩指令。附图说明图1是一个方框图，揭示了根据本专利技术第一实施例的伺服电动机驱动控制器的基本组成；图2是一个方框图，揭示了根据本专利技术第二实施例的伺服电动机驱动控制器的基本组成；图3是一个方框图，说明了对于第一、第二实施例，用于通过学习控制而准备速度纠正数据的一个配置；图4是一个方框图，说明了用于准备速度纠正数据的另一个配置；图5是一个视图，说明了用于通过从学习控制获得的速度纠正数据中除去无意义数据(noise)而获得第二速度纠正数据的一个配置；图6是一个视图，说明了用于通过线性地近似由学习控制获得的速度纠正数据而获得第二速度纠正数据的一个配置；图7是一个分析收已集到的速度纠正数据以获得最终速度纠正数据的一个配置的方框图；-->图8是一个通过使用摩擦模型而准备速度纠正数据的一个配置的方框图；图9是一个通过使用摩擦模型而准备不包含无意义数据的速度纠正数据的一个配置的方框图；图10是一个视图，说明了标准化的速度纠正数据；图11是一个视图，说明了线性近似的速度纠正数据；图12是第一实施例的速度纠正处理的一个流程图；图13是第二实施例的速度纠正处理的一个流程图；图14是第二实施例的另一个速度纠正处理的一个流程图；图15是一个方框图，揭示了根据第三实施例的伺服电动机控制系统，在该系统中，转矩指令被纠正以防止象限凸起；图16是一个方框图，揭示了根据第四实施例的伺服电动机控制系统，在该系统中，转矩指令的纠正被执行以防止象限凸起；图17是一个视图，说明了在第三、第四实施例中，准备转矩纠正数据的一个配置；图18A至18E是评估本专利技术效果的实验结果的试图。具体实施方式如图1所示，根据本专利技术第一实施例的伺服电动机驱动控制器包含一个减法器1，用于通过从位置指令中减去位置反馈信号而确定位置偏移。位置反馈信号表示作为被控制的物体5的伺服电动机的一个实际的位置，或者表示移动部件如被伺服电动机驱动的工作台的一个实际的位置，并且位置指令从主控制器比如数字控制器提供。该驱动控制器进一步包含：一个乘法器2，用于通过将位置偏移与位置增益Kp相乘而确定速度指令；一个加法器3，用于通过将一个纠正量加到速度指令上而确定已纠正的速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运动地控制伺服电动机的伺服电动机驱动控制器，包括：速度指令确定装置，其能够在每一个预先确定的时间段上，根据来自于主控制器的位置指令和来自于位置探测器的位置反馈信号之间的偏移，确定和输出速度指令；纠正装置，其根据预先确定的 时间段的纠正数据，纠正从所述速度指令确定装置输出的速度指令。

【技术特征摘要】
JP 2003-1-30 2003-221021.一种运动地控制伺服电动机的伺服电动机驱动控制器，包括：速度指令确定装置，其能够在每一个预先确定的时间段上，根据来自于主控制器的位置指令和来自于位置探测器的位置反馈信号之间的偏移，确定和输出速度指令；纠正装置，其根据预先确定的时间段的纠正数据，纠正从所述速度指令确定装置输出的速度指令。2.如权利要求1所述的伺服电动机驱动控制器，其特征在于，所述纠正数据通过使用学习控制而预先确定。3.如权利要求2所述的伺服电动机驱动控制器，其特征在于，通过根据预先确定的时间段的位置偏移执行学习控制以获得一个速度指令，并且从由学习控制获得的速度指令中减去一个位置指令的微分值，从而确定纠正数据，其中，该位置偏移是在预先确定的区域上由伺服电动机反复驱动一个已被驱动的元件的过程中获得的。4.如权利要求2所述的伺服电动机驱动控制器，其特征在于，纠正数据可以通过分析由学习控制获得的纠正数据而被确定。5.如权利要求1所述的伺服电动机驱动控制器，其特征在于，该伺服电动机驱动控制器进一步包括探测装置，该探测装置用于探测位置指令的反转，其中，从位置指令反转时起的预先确定的时间段的纠正数据被预先确定，并且所述纠正装置根据从所述探测装置探测到的从位置指令反转时起的预先确定的时间段的纠正数据，纠正速度指令。6.如权利要求1所述的伺服电动机驱动控制器，其特征在于，该伺服电动机驱动控制器进一步包括一个计算机，该计算机用于准备与其相连接的纠正数据。7.如权利要求1所述的伺服电动机驱动控制器，其特征在于，该伺服电动机驱动控制器进一步包括探测装置，该探测装置用于探测位置指令的反转，其中，根据开路环路传递函数的反函数的输出，从位置指令反转时起的预先确定的时间段的纠正数据被预先确定，以便当作用在被控制物体上的摩擦...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩下平辅，河村宏之，汤志炜，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]