[發明專利]具備不靈敏帶處理部的電動機的控制裝置

有效

• 申請號: 201210418376.5
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103092135A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 園田直人;豐澤雪雄;巖下平輔
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: G05B19/401
• 分類號: G05B19/401
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 張敬強;嚴星鐵

技術領域

本發明涉及利用數值控制裝置等控制裝置驅動控制的機床或工業機械等的電動機的控制裝置，尤其涉及通過反復進行規定的相同模式的位置指令而利用相同動作模式對被驅動體進行驅動控制的電動機的控制裝置。

背景技術

在反復執行相同模式的指令來進行加工等的場合，作為將控制偏差收斂到零（0）附近而提高加工精度的方法，已知有反復控制（學習控制）。該反復控制（學習控制）例如日本專利第2840139號公報及日本專利第4043996號公報所記載的那樣的、將工件1旋轉等模式動作的時間作為反復（學習）周期，使工件多次旋轉而在每個規定控制周期中求出位置偏差，根據該位置偏差將修正量存儲在存儲器中，通過在該模式周期的各控制周期的位置偏差中加上存儲在存儲器中的與一個前一模式周期對應的控制周期的修正量，使位置偏差收斂為零。在反復控制中，具有日本專利第2840139號公報所記載的發明那樣的以被驅動體的位置或角度為基準進行控制的方法、日本專利第4043996號公報所記載的發明那樣的以時間為基準進行控制的方法。

在以高精度進行利用電動機對具有庫倫摩擦那樣的非線形摩擦特性的被驅動體進行相同動作反復控制的場合，若持續在從相對于對被驅動體進行驅動控制的電動機的位置指令為零以外的狀態轉移到零附近后進一步停在零附近的狀態，則由于被驅動體的非線形摩擦的影響，有時反復控制部輸出的修正量振動。其結果，即使在被驅動體停止的狀態下，若繼續進行反復控制，則在被驅動體上產生振動。

圖10是表示具有連續效果的非線形摩擦特性的圖。在圖示的例子中，粘性摩擦為零。在具有這種摩擦特性的被驅動體中，在驅動時發現破裂現象。圖11及圖12是表示在利用電動機驅動控制具有圖10所示的非線形摩擦特性的被驅動體的場合產生的被驅動體的振動的仿真結果的圖，圖11表示相對于對被驅動體進行驅動控制的電動機的位置指令，圖12是表示執行圖11所示的位置指令時的被驅動體的位置偏差的圖。在圖11所示的位置指令中，作為一個例子，在執行100Hz的正弦波狀的同一模式指令的場合，在某時點使其振幅逐漸減小，最終設定振幅為零。若對電動機給予圖11所示的位置指令并對具有圖10所示的非線形摩擦特性的被驅動體反復進行驅動控制，則如圖12所示，在位置指令的振幅為零后，通過繼續維持零的狀態，產生低頻率（15Hz）的振動。如上所述，在反復控制中具有以被驅動體的位置或角度為基準進行控制的方法、和以時間為基準進行控制的方法，但即使利用任意的控制方法使電動機進行動作而驅動控制具有非線形摩擦特性的被驅動體，則產生上述那樣的振動。

若說明上述那樣的振動的產生原理則如下。在相對于對被驅動體進行驅動控制的電動機的位置指令從零以外的狀態轉移到零的狀態的場合，通過存在被驅動體的非線形摩擦，即使對電動機的位置指令為零，作為反復控制部的輸出的修正量也不為零。其理由在于，原本在反復控制部輸出的修正量為零的時點，作為位置指令和被驅動體的實際的位置的差的位置偏差為零，但如果庫倫摩擦比電動機根據修正后的位置指令產生的轉矩大，則在反復控制部輸出的修正量為零之前，位置偏差為零。其結果，反復控制部保持位置偏差為零的時點的修正量（即不是零的值）。即使位置偏差為零，由于從反復控制部輸出不是零的修正量，因此使用該修正量制成的相對于電動機的速度指令未收斂于零。因此，由電動機驅動控制的被驅動體的速度的積分項逐漸變大，若產生大于摩擦的轉矩，則產生位置偏差。于是，反復控制部輸出抑制該位置偏差的修正量。但是，位置偏差的產生周期與反復控制部的處理的反復周期（學習周期）不同步，因此持續反復控制的反復控制部增大該位置偏差，其結果，在被驅動體上產生振動。

發明內容

本發明鑒于上述問題，其目的在于提供在由電動機對被驅動體進行相同動作模式的反復控制的場合，能夠抑制為了使被驅動體停止而使電動機的位置指令為零時產生的被驅動體的振動。

為了實現上述目的，在本發明中，通過反復執行規定的相同模式的位置指令，以相同動作模式驅動控制被驅動體的電動機的控制裝置具備檢測被驅動體的位置的位置檢測部、在每個采樣周期獲取給予電動機的位置指令和由位置檢測部檢測的被驅動體的位置的位置偏差的位置偏差獲取部、在由位置偏差獲取部獲取的位置偏差包含于規定的不靈敏帶范圍內的場合，將該位置偏差置換為零并輸出的不靈敏帶處理部、計算從不靈敏帶處理部輸出的位置偏差為零的修正量的反復控制部，根據由位置偏差獲取部獲取的位置偏差和由反復控制部計算的修正量控制電動機。