[發明專利]具有修正滾珠絲杠的伸縮量的功能的伺服控制裝置

有效

• 申請號: 201310217502.5
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN103454961A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 巖下平輔;高山賢一;豬飼聰史
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;郭鳳麟

技術領域

本發明涉及伺服控制裝置，特別涉及控制使用滾珠絲杠把伺服電動機的旋轉運動變換為直線運動的進給軸的伺服控制裝置。

背景技術

一般，在使用滾珠絲杠的進給軸中，在使安裝在該進給軸上的移動體的移動方向反轉時，通過齒隙（機械的間隙）或者摩擦產生反轉動作的延遲。為修正該反轉時的延遲，通過對位置指令值給予與齒隙的量相當的位置修正量、對速度指令值給予用于補償通過該摩擦產生的延遲的速度修正量，能夠分別進行修正。另外，可以根據反轉方向（從＋方向向－方向或者反之）適宜變更這些修正量。

使用滾珠絲杠的進給軸中的精度降低的原因，除了上述齒隙之外，還可以舉出滾珠絲杠向軸方向的伸縮，為進行考慮這點的修正而提倡利用轉矩的技術。例如在日本特開2000－172341號公報中，記載有“在根據從位置指令生成部輸出的位置指令值，進行反饋控制以及前饋控制，由此控制電動機發生的轉矩的控制系統中，因為構成為在電動機發生的轉矩上或者在與該轉矩相當的信號上乘以預定的常數后與位置指令值相加，所以通過對轉矩進行常數倍這樣簡單的操作，能夠通過電動機發生的轉矩以相當于機械的剛性的彈簧伸縮的量修正對電動機的位置指令”。

另外在日本特開2004－187432號公報中，記載有“根據通過負荷模型推定出的軸扭曲量或者伸縮量，修正應該減少軸扭曲量或者伸縮量的位置指令值”。

再有在日本特開2003－058213號公報中，記載有“在上述方式1到8中，負荷修正部9把彈簧常數（剛性）設為固定值K0，但是在彈簧常數依存負荷1的位置θ1而變動的情況下，也可以構成負荷修正部9把彈簧常數設為變量計算負荷轉矩修正值27的數值控制裝置”。

滾珠絲杠，通過來自在滾珠絲杠上螺合的螺母等移動體的反力在軸方向伸縮。在需要移動體的高精度的定位精度的情況下，也需要考慮該伸縮量，但是因為該伸縮量根據從伺服電動機到移動體的距離變化，所以根據移動體加減速（特別是反轉）的位置而產生精度惡化的問題。例如，在把比較接近伺服電動機的位置作為基準來求出位置修正量的情況下，在其附近能夠進行高精度的控制，但是在離伺服電動機比較遠的位置精度惡化。反之，在把離伺服電動機比較遠的位置作為基準來求出位置修正量的情況下，在其附近能夠進行高精度的控制，但是在比較接近伺服電動機的位置精度惡化。

在日本特開2000－172341號公報中，在以與機械的剛性相當的彈簧伸縮的量來修正對電動機的位置指令時，暗示把常數倍的轉矩加在位置指令值上的想法，但是不是進行考慮滾珠絲杠上的移動體的位置的修正。另外，在日本特開2004－187432號公報中，向負荷模型輸入位置檢測值和速度檢測值而得到位置推定值，但是在求出位置推定值時未考慮轉矩。

進而在日本特開2003－058213號公報中，記載了考慮彈簧常數依存負荷的位置變動的情況，把彈簧常數作為變量計算負荷轉矩的想法，但是未記載根據負荷的位置求出適當的位置修正量在反饋中利用的想法。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種伺服控制裝置，即使在滾珠絲杠上移動的移動體位于任何位置，都能夠高精度地控制該移動體的移動。

為實現上述目的，本申請發明提供一種伺服控制裝置，其使用在滾珠絲杠上連接的伺服電動機控制機床的進給軸，其中，具有：生成進給軸的位置指令值的位置指令生成部；檢測上述伺服電動機的角度位置的位置檢測部；根據上述位置指令生成部生成的位置指令值和上述位置檢測部檢測出的位置檢測值生成上述伺服電動機的速度指令值的速度指令生成部；檢測上述伺服電動機的速度的速度檢測部；根據上述速度指令生成部生成的速度指令值和上述速度檢測部檢測出的速度檢測值生成上述伺服電動機的轉矩指令值的轉矩指令生成部；根據上述滾珠絲杠的伸縮量計算在上述滾珠絲杠上螺合的移動體的位置修正量的位置修正量計算部，上述位置修正量計算部，根據從上述伺服電動機到上述移動體的距離和上述轉矩指令生成部生成的轉矩指令值，計算上述滾珠絲杠的伸縮量，根據計算出的上述滾珠絲杠的伸縮量計算上述位置修正量。

在優選的實施方式中，伺服控制裝置還具有距離計算部，其使用上述伺服電動機的角度位置計算從上述伺服電動機到在上述滾珠絲杠上螺合的移動體的距離。此外，距離計算部，也可以把從伺服電動機到在滾珠絲杠上螺合的移動體的距離作為從滾珠絲杠的伺服電動機側的固定部到在上述滾珠絲杠上螺合的移動體的距離來計算。