[發明專利]電動機控制裝置

有效

• 申請號: 201310351583.8
• 申請日: 2013-08-13
• 公開（公告）號: CN103633916B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 井出勇治
• 申請（專利權）人: 山洋電氣株式會社
• 主分類號: H02P23/00
• 分類號: H02P23/00
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 楊黎峰

本發明提供一種同時提高干擾抑制性能和定位調整性能的電動機控制裝置。相位超前器（125）為了補償來自電動機（110）的速度反饋的高頻區域的相位遲滯而使速度反饋的相位超前。時間常數附加器（130）對電動機的速度指令與使相位超前了的速度反饋之差乘以用于抑制干擾的影響的時間常數。積分器（140）對通過時間常數附加器被乘以時間常數之后的指令進行積分。速度比例增益器（150）將速度指令與速度反饋之差、和通過積分器被積分之后的指令累加，對累加之后的指令乘以速度比例增益，并輸出電動機的轉矩指令。轉矩控制部（160）被輸入轉矩指令并控制向電動機（110）的線圈供給的電力。

技術領域

本發明涉及能夠同時提高干擾抑制性能和定位調整性能的電動機控制裝置。

背景技術

一般來說，為了能夠以高精度加工工件，機床使用高性能的電動機控制裝置。對工件的加工始終要求加工品質和生產率的提高，因此電動機控制裝置的速度控制系統也被要求控制性能的提高，尤其干擾抑制性能和定位調整性能的提高。

機械系統存在摩擦等的干擾。干擾妨礙對機床進行驅動的電動機按照指令動作。例如，在機床的定位控制中，在機械系統的摩擦的影響下，針對每個位置，定位調整時間發生偏差。

尤其，在要求高度的控制性能的加工、例如圓弧切削中，在象限切換時，機械系統的摩擦產生影響，有時使工件產生被稱為象限突起的突起。工件產生象限突起時，加工品質顯著降低。

一般來說，為了抑制干擾的影響，采用了使用干擾觀測器進行干擾抑制控制的方法、和盡可能短地設定速度積分時間常數的方法。

在使用干擾觀測器的情況下，如果觀測部的慣性與機械系統的慣性不一致，則不能正確地估計干擾。另外，為了對速度進行微分而進行處理，受到編碼器的量化誤差等的影響，估計的干擾容易發生振蕩。為了抑制振蕩，插入濾波器即可，但如果插入濾波器，干擾估計的響應性能降低，不能得到本來必須的頻率區域中的干擾抑制特性。

在盡可能短地設定速度積分時間常數的方法中，在由機床的機械剛性引起的共振的影響下，不能確保速度控制系統的穩定性，發生振蕩或者發生過沖（overshoot）。

為了解決這些問題，在下述專利文獻1記載的發明中，在象限切換的微小時間內，將速度積分時間常數的值設定得很小。由于在微小時間經過之后使速度積分時間常數恢復到原值，因此能夠抑制振蕩的發生。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平7-5926號公報

但是，近年來，不限于圓弧切削，將工件加工成復雜形狀的情況增多。而且，這種加工被要求高的加工精度。

如果加工被確定為圓弧切削，則如專利文獻1公開的那樣，僅在象限切換時，能夠將速度積分時間常數變更成短的時間。但是，在將工件加工成復雜的形狀時，不容易檢測象限的切換。由此，難以僅在必要時變更速度積分時間常數。

另外，在應用了專利文獻1公開的發明的情況下，還能夠假定在象限的切換部分中預先使電動機停止。該情況下，由于速度積分時間常數將保持短的時間，因此不能確保速度控制系統的穩定性，引起振蕩，加工精度降低，對機床的壽命也產生不良影響。

另外，機床必須在工件的加工和加工之間使工件的加工刀具移動到規定的位置。為了縮短加工時間以提高生產率，要求定位的高速化。

速度積分時間常數越短，越難以受到干擾的影響，因此，在存在摩擦的機械系統中，如上所述，通過縮短速度積分時間常數，能夠縮短定位調整時間。但是，如果縮短速度積分時間常數，如上所述，由于機械系統的共振的影響，不能確保穩定性。而且，在通常的積分控制的構成中，根據速度相對于速度指令的遲滯，在速度積分器中值進行累加，在定位調整時，直至該值變為0為止消耗時間。由此，存在無法縮短定位調整時間這樣的問題。

發明內容