[發(fā)明專利]電動機控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510608052.1
• 申請日: 2015-09-22
• 公開（公告）號: CN105487484B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 豬飼聰史;中邨勉
• 申請（專利權）人: 發(fā)那科株式會社
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇

技術領域

本發(fā)明涉及一種對與機床和產業(yè)機械中的進給軸以及產業(yè)用機器人的臂連結的電動機的反轉延遲進行校正的電動機控制裝置。

背景技術

在機床和產業(yè)機械中的進給軸以及產業(yè)用機器人的臂等的軸(機械可動部)上連結有伺服電動機。伺服電動機的旋轉通過滾珠絲杠等被變換為工作臺等的直線運動，或者伺服電動機的傳遞速度通過減速機而降低。

在這些滾珠絲杠或者減速機中存在如下情況：在向某個位置的正方向的停止位置與負方向的停止位置之間存在差。一般，這樣的差被稱作反向間隙(backlash)，成為使位置精度下降的原因。

圖6A～圖6C是用于說明反向間隙的圖。在圖6A中示出了通過未圖示的電動機移動的可動部WA以及由可動部WA驅動的被驅動部WB。可動部WA在其兩端具有突出部A1、A2，被驅動部WB在其中央具有突起部B。因而，例如當可動部WA向右方移動時，可動部WA的一方的突出部A1的內側端與被驅動部WB的突起部B的一端卡合。由此，可動部WA和被驅動部WB一體地向右方移動。

另外，在電動機反轉而可動部WA從右方向左方移動的情況下，如圖6B所示，可動部WA向左方移動。然后，如圖6C所示，當可動部WA的另一方的突出部A2的內側端與被驅動部WB的突起部B的另一端卡合時，可動部WA和被驅動部WB一體地向左方移動。

這樣，在反轉時，可動部WA在與被驅動部WB卡合之前需要移動被稱作反向間隙的規(guī)定的移動量。圖6A和圖6C所示的反向間隙C有可能成為使位置精度下降的原因。因此，進行如下處理：生成關于反向間隙C的校正量，在反轉時將該校正量與電動機的位置指令相加。

無需得到被驅動部WB的位置信息而基于電動機的位置信息來進行被驅動部WB的位置控制的機械是半封閉控制機。在這樣的半封閉控制機中，向電動機指示將速度指令反轉后的移動指令與反向間隙長度相加得到的校正位置指令，由此使被驅動部WB移動與移動指令相應的量。

另外，在能夠掌握電動機的位置信息和被驅動部WB的位置信息這兩者的機械即全封閉控制機中，具備被驅動部WB的傳感器，因此只要施加期望值作為移動指令就足夠。在這樣的全封閉控制機中，在速度指令反轉時，在電動機移動反向間隙長度之后，被驅動部WB開始移動，因此發(fā)生延遲。因此，全封閉控制機可能具有在速度指令反轉后使電動機加速的速度指令校正功能。

在這兩個技術中，在適當?shù)亩〞r進行適當?shù)男Ｕ趧幼髦皼Q定校正的量和校正的定時。因而，這兩個技術是前饋控制。

與此相對，在日本特開2014-054001號公報中，掌握產生反向間隙時的電動機的位置，決定反向間隙校正量。在該情況下，使用產生反向間隙時的電動機當前的位置來決定反向間隙校正量，因此日本特開2014-054001號公報的技術是反饋控制。在日本特開2014-054001號公報中，將可動部與被驅動部卡合時的可動部與被驅動部之間的偏差作為初始偏差。而且，從初始偏差減去可動部與被驅動部的當前的位置之間的偏差來計算校正量。

在日本特開2014-054001號公報中，將反向間隙解釋為齒面間的單純的間隙。然而，在通常的機械中，反向間隙是將單純的間隙與通過作用在可動部和被驅動部之間的力產生的彈性變形合起來的。另外，根據(jù)機械不同，還存在幾乎沒有前述的間隙而基于彈性變形的空程(lost motion)占主導的情況。此外，彈性變形是由于將電動機與滾珠絲杠結合的聯(lián)軸器、特別是樹脂制聯(lián)軸器的扭曲、滾珠絲杠的伸縮而發(fā)生的。

在產生了基于彈性變形的空程的情況下，在日本特開2014-054001號公報中產生以下可能性：在求出初始偏差時施加在反向間隙端的力的大小與電動機反轉時所需的力的大小不同，從而計算出的校正量與所要求的校正量不同。

在校正量過多或過少的情況下，工件的形狀精度變差。具體地說，在加工工件的凸的部分時校正量過小的情況以及在加工工件的凹的部分時校正量過大的情況下，存在工件處產生突起的可能性。反之，在加工工件的凸的部分時校正量過大的情況以及在加工工件的凹的部分時校正量過小的情況下，存在工件處產生切口的可能性。特別是，在校正量過大的情況下，工件的加工面處的切口看起來像傷痕，因此工件被判斷為加工不良的可能性高，屢次被視為問題。

本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種能夠通過考慮彈性變形來避免生成過大的校正量的電動機控制裝置。

發(fā)明內容