[發明專利]伺服控制裝置

有效

• 申請號: 201380074480.X
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN105190462B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 長岡弘太朗
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;B23Q15/12;G05B19/404;G05B19/414
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 何立波,張天舒

技術領域

本發明涉及對伺服電動機進行驅動的伺服控制裝置。

背景技術

在FA領域中，進行工作機械的驅動控制，以使得對被加工物(工件)進行固定的工作臺或刀具的動作追隨指令。以使得刀具位置(準確地說，是刀具相對于工件的相對位置)準確地追隨所指示的路徑(指令軌跡)的方式對機械進行驅動的控制，被稱為軌跡控制(或輪廓運動控制)。軌跡控制使用數控裝置或附屬于數控裝置的伺服控制裝置而精密地進行。作為控制對象的工作機械具有由伺服電動機分別驅動的多個軸。各個伺服電動機分別利用伺服控制裝置受到驅動。

在此，存在于機械系統中的摩擦、反向間隙(backlash)以及運動損失(lost motion)對于軌跡控制成為外部干擾。在進給軸的移動方向反轉時，這些外部干擾起作用的方向也反轉，其影響在軌跡的誤差中顯著地顯現。作為典型的誤差，存在下述誤差，即，在指示的是圓弧軌跡的情況下，在圓弧軌跡的象限切換部分處進給軸的移動方向反轉時產生的追隨誤差。對于該追隨誤差，如果放大半徑方向的誤差量而進行繪制，則軌跡形成為以凸起狀向外側突出的形狀，因此，稱為象限凸起。如果在加工中產生如象限凸起這樣的軌跡的追隨誤差，則加工結果會產生條紋、傷痕，并非優選。

因此，進行如下述的控制：將假想的進給機構內置而根據假想的進給機構和實際的進給機構之間的扭矩指令信號之差運算出校正指令并與實際的扭矩指令相加，或者，對在進給驅動機構的運動方向反轉的前后所產生的摩擦力或摩擦扭矩進行推定，提取電動機扭矩誤差，并根據該誤差信號進行扭矩補償(例如專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2010-49599號公報

發明內容

然而，根據專利文獻1的技術，在實際的扭矩與模型扭矩之間產生差之后顯現出校正指令的效果，因此，存在校正延遲起作用的問題。另外，根據專利文獻1的技術，基于位置指令的方向反轉，生成摩擦補償信號，但在全閉環控制的情況下，電動機端和機械端之間的位置的偏移產生影響，因此，存在僅根據扭矩的補償不能充分地實現效果的問題。而且，在全閉環控制的情況下，電動機端和機械端之間的位置的偏移對移動方向反轉時的追隨誤差的大小產生影響，因此，存在隨著指令路徑的不同，不能充分地實現補償的效果的問題。

本發明就是鑒于上述問題而提出的，目的在于得到一種伺服控制裝置，其即使在進給軸的移動方向反轉時，也能夠進行抑制了機械端位置和指令位置之間的追隨誤差的全閉環控制。

為了解決上述課題，實現目的，本發明的特征在于，具有：伺服控制部，其將機械系統的位置即機械端位置的檢測值和對所述機械系統進行驅動的電動機的位置即電動機端位置的檢測值，作為位置反饋使用，運算針對所述電動機的扭矩指令，以使得所述機械端位置追隨位置指令；模型響應運算部，其基于所述位置指令，對所述機械端位置的計算值進行運算；停止中電動機端移動量測定部，其對停止中電動機端移動量進行測定，該停止中電動機端移動量是所述機械端位置的計算值從成為零值起至成為零值以外的值為止的期間的所述電動機端位置的檢測值的位移量；以及誤差校正量運算部，其基于參數、所述機械端位置的計算值和所述停止中電動機端移動量，對誤差校正量進行運算，其中，在該參數中預先設定有進給軸的移動方向反轉時所述機械端位置和所述電動機端位置之間的偏差的最大變化量，所述伺服控制部使用所述誤差校正量，對所述扭矩指令進行運算。

發明的效果

根據本發明，使用基于進給軸的移動方向反轉時機械端位置與電動機端位置之間的偏差的最大變化量而運算出的誤差校正量，運算扭矩指令，因此，在電動機端位置與機械端位置的偏差在移動方向反轉時急劇地變化的情況下，能夠抑制在移動方向反轉后產生的、機械端位置相對于指令位置的追隨誤差。另外，誤差校正量是考慮了停止中電動機端移動量而計算出的，因此，即使收到了在移動方向反轉前暫時停止這樣的指令的情況下，也能夠抑制在移動方向反轉后產生的、機械端位置相對于指令位置的追隨誤差。另外，誤差校正量是考慮停止中的電動機端移動量而計算出的，因此，在電動機端位置與機械端位置的偏差在移動方向反轉時緩慢地變化這樣的情況下，能夠預防以下狀況，即，誤差校正量過早地起作用而在移動方向反轉后位置的校正過大，導致產生軌跡誤差。即，根據本發明，能夠獲得一種伺服控制裝置，其即使在進給軸的移動方向反轉時，也能夠進行抑制了機械端位置和指令位置之間的追隨誤差的全閉環控制。

附圖說明

圖1是表示實施方式1的伺服控制裝置的結構的圖。

圖2是表示電動機以及機械系統的結構的圖。

圖3是表示模型響應運算部的內部結構的框圖。