CN104137014A - 伺服控制装置及伺服控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种伺服控制装置及伺服控制方法。本发明的伺服控制装置(20)具备：位置反馈部(21)，其针对各X轴、Y轴及Z轴进行用于使被驱动部的位置与位置指令相一致的位置反馈控制；及速度前馈部(22)，其针对每个轴进行用于补偿基于位置反馈控制的对被驱动部的位置控制的延迟的速度前馈控制。并且，当速度前馈控制设为停止时，伺服控制装置(20)将每个轴的位置环增益设为预先设定的相同值；当由速度前馈部(22)进行的速度前馈控制设为开启时，伺服控制装置(20)将由位置反馈控制引起的位置环增益设为与每个轴对应的最佳增益。

Description

伺服控制装置及伺服控制方法

技术领域

本发明涉及一种伺服控制装置及伺服控制方法。

背景技术

例如，在机床等中使用的伺服控制装置中，为了提高被移动的被驱动部的位置控制的精确度，提出有各种控制方法。

例如，在专利文献1中，记载有如下控制装置，即，能够抑制位置控制时的超速及过冲并能够缩短定位时间，并作为即使在控制响应较低的情况下也进行稳定的控制的控制装置，在动作时根据模型速度的多项式连续地改变位置控制增益。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2006-79526号公报。

发明的概要

发明要解决的技术课题

在此，以往在具有两个以上轴的机床中，位置反馈控制中所使用的反馈增益(位置环增益)在各个轴上被设定为相同值。其理由如下：若各个轴的反馈增益不同，则如图9所示被驱动部移动时的位置偏差失衡，并且在实际机械轨迹与通过位置指令显示的轨迹之间产生误差。

然而，在各个轴上被设为相同的反馈增益例如以机械刚性最弱的轴为基准而定。因此，若以相同的反馈增益进行反馈控制，则各个轴的位置控制未必一定成为最佳的响应。

本发明是鉴于该种情况而进行的，其目的在于提供一种在为了控制被驱动部的位置而具有多个轴的装置中，能够以最佳的响应进行各个轴的位置控制的伺服控制装置及伺服控制方法。

用于解决技术课题的手段

为了解决上述课题，本发明的伺服控制装置及伺服控制方法采用以下机构。

本发明的第一方式所涉及的伺服控制装置，其设置在多个轴的每一个轴上，并适用于数值控制设备，该数值控制设备具备：将马达的旋转运动转换为直线运动的螺纹进给部；通过所述螺纹进给部被直线移动的被驱动部；及支承所述螺纹进给部及所述被驱动部的支承体，该伺服控制装置对马达进行控制，以使所述被驱动部的位置与位置指令相一致，其中，所述伺服控制装置具备：反馈部，针对每个轴进行用于使所述被驱动部的位置与所述位置指令相一致的反馈控制；及前馈部，针对每个轴进行用于补偿基于所述反馈控制的对所述被驱动部的位置控制的延迟的前馈控制，当所述前馈控制设为停止时，将所述每个轴的所述反馈增益设为预先设定的相同值；当由所述前馈部进行的所述前馈控制设为开启时，将由所述反馈控制引起的反馈增益设为与所述每个轴对应的预定值。

本发明的第一方式所涉及的伺服控制装置设置于多个轴的每一个轴上，并适用于数值控制设备，该数值控制设备具备：将马达的旋转运动转换为直线运动的螺纹进给部；通过螺纹进给部被直线移动的被驱动部；及支承螺纹进给部及被驱动部的支承体，该伺服控制装置对马达进行控制，以使被驱动部的位置与位置指令相一致。

并且，通过反馈部针对多个轴的每一个轴进行用于使被驱动部的位置与位置指令相一致的反馈控制。并且，通过前馈部针对多个轴的每个轴进行用于补偿基于反馈控制的对被驱动部的位置控制的延迟的前馈控制。

而且，当前馈控制设为停止时，每个轴的反馈增益设为预先设定的相同值；当前馈控制设为开启时，由反馈控制引起的反馈增益设为对应于每个轴的预定值。

在各个轴上预先设定为相同的反馈增益例如以机械刚性最弱的轴为基准而定。因此，若以相同的反馈增益进行反馈控制，则各个轴的位置控制未必一定成为最佳的响应。

然而，通过前馈控制补偿各个轴上的反馈控制的延迟，因此，即使不使每个轴的反馈增益设为相同，也能够抑制各个轴的位置控制的延迟。因此，当进行前馈控制时，通过将各个轴的反馈增益设为与每个轴对应的值，从而伺服控制装置在各个轴的位置控制上不会产生延迟，而能够以最佳的响应进行各个轴的位置控制。

如此，在为了控制被驱动部的位置而具有多个轴的装置中，本发明的第一方式所涉及的伺服控制装置能够以最佳的响应进行各个轴的位置控制。

上述第一方式中，优选设为如下结构，即，当由所述前馈控制引起的前馈增益的设定值在各个轴上均相同时和该设定值在一个以上的所述轴上不同时所述预定值设定为不同值。

当前馈增益的设定值在各个轴上均相同时，能够抑制每个轴的被驱动部的移动量上产生差异。另一方面，当前馈增益的设定值在一个以上的轴上不同时，各个轴的前馈增益失衡。若各个轴的前馈增益失衡，则每个轴的被驱动部的移动量上产生差异，并且无法对被驱动部进行高精度的位置控制。

因此，根据本结构，当前馈控制设为停止时，前馈增益的设定值在各个轴上均相同时和该设定值在一个以上的轴上不同时设定为不同的值，因此能够以进一步最佳的响应进行各个轴的位置控制。

上述第一方式中，优选设定为如下结构，即，当由所述前馈控制引起的前馈增益的设定值在各个轴上相同时，所述预定值设为对应于所述轴的机械刚性且针对所述每个轴设定的值。

一般来讲轴的机械刚性在每个轴上都有所不同。因此，根据本结构，当前馈控制设为开启时，通过将前馈增益设为对应于所述轴的机械刚性且针对每个轴设定的值，能够以进一步最佳的响应进行各个轴的位置控制。

上述第一方式中，优选设为如下结构，即，当由所述前馈控制引起的前馈增益的设定值在一个以上的所述轴上不同时，所述预定值设为相对于所述被驱动部的所述位置指令与所述被驱动部的实际位置之间的偏差在各个所述轴上相同的值。

根据本结构，在各个轴上将对被驱动部的位置指令与被驱动部的实际位置之间的偏差设为相同，因此，能够消除前馈增益的不平衡，并能够抑制通过对被驱动部的位置指令显示的轨道与实际轨道之间的误差的产生。

本发明的第二方式所涉及的伺服控制方法，基于一种伺服控制装置，该伺服控制装置设置在多个轴的每一个轴上，并适用于数值控制设备，该数值控制设备具备：将马达的旋转运动转换为直线运动的螺纹进给部；通过所述螺纹进给部被直线移动的被驱动部；及支承所述螺纹进给部及所述被驱动部的支承体，为了对所述马达进行控制以使所述被驱动部的位置与位置指令相一致，所述伺服控制装置具备：反馈部，针对所述每个轴进行用于使所述被驱动部的位置与所述位置指令相一致的反馈控制；及前馈部，针对所述每个轴进行用于补偿基于所述反馈控制的对所述被驱动部的位置控制的延迟的前馈控制，其中，所述伺服控制方法包括：第1工序，当所述前馈控制设为停止时，将所述每个轴的所述前馈增益设为预先设定的相同值，并进行反馈控制；及第2工序，当由所述前馈部进行的所述前馈控制设为开启时，将所述反馈控制引起的反馈增益设为与所述每个轴对应的预定值，并进行前馈控制。

发明效果

根据本发明，在为了控制被驱动部的位置而具有多个轴的装置中，具有能够以最佳的响应进行各个轴的位置控制的优异的效果。

附图说明

图1是表示适用本发明的第1实施方式所涉及的伺服控制装置的机床的概略结构的图。

图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的伺服控制装置的控制对象设备的概略结构的图。

图3表示本发明的第1实施方式所涉及的伺服控制装置的框图。

图4表示本发明的第1实施方式所涉及的速度前馈部的框图。

图5是表示本发明的第1实施方式所涉及的伺服控制处理的流程的流程图。

图6是表示本发明的第1实施方式所涉及的被驱动部的移动方向反转时的轨道误差的图表。

图7表示本发明的第2实施方式所涉及的伺服控制装置的框图。

图8是表示本发明的伺服控制处理的步骤S104中在本第2实施方式所涉及的在增益转换部进行的处理的流程的流程图。

图9是用以说明以往技术的图。

具体实施方式

以下，关于本发明所涉及的伺服控制装置及伺服控制方法的一实施方式，参考附图对将本发明适用于机床(数值控制设备)时的实施方式进行说明。

[第1实施方式]

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的机床50的概略结构的图。如图1所示，机床50具备：床身1；及配置于床身1上且沿X轴方向可移动的被驱动部即工作台2。并且，以横跨工作台2的方式配置有门型立柱3。立柱3上，沿Y轴方向安装有横轨4，通过使被驱动部即鞍座5在横轨4上移动，能够使鞍座5沿着Y轴方向移动。鞍座5具备能够沿Z轴方向移动的被驱动部即滑块6。滑块6的前端安装有进行切削加工等的机械前端。本第1实施方式的目的在于对鞍座5的位置进行控制以使该滑块6的Y轴方向上的机械前端的位置与通过位置指令θ显示的位置相一致。

图2中显示本第1实施方式所涉及的伺服控制装置20的控制对象设备的概略结构。另外，图2所示的伺服控制装置20作为一个例子，其为用于使鞍座5沿着Y轴方向移动的伺服控制装置(Y轴伺服控制装置)。因此，机床50还具备用于使工作台2沿着轴X轴方向移动的伺服控制装置(X轴伺服控制装置)及用于使滑块6沿着Z轴方向移动的伺服控制装置(Z轴伺服控制装置)。该些伺服机械装置的结构与图2所示的结构相同。

如图2所示，控制对象设备为如下机构，即通过由滚珠丝杠螺母10及滚珠丝杠轴11构成的滚珠丝杠进给部(螺纹进给部)9将马达12的旋转运动转换为直线运动，并且使负荷即鞍座5直线移动(沿Y轴方向移动)的机床50的滚珠丝杠驱动机构。马达12中配置有检测马达速度ω_M并进行输出的马达编码器13。线性标尺14检测显示鞍座5的位置的负荷位置θ_L并进行输出。在滚珠丝杠驱动机构中，若马达12进行旋转驱动而滚珠丝杠轴11进行旋转，则滚珠丝杠螺母10及固定连接于此的鞍座5进行直线移动。

另外，图2所示的伺服控制装置20(Y轴伺服控制装置)对鞍座5的位置进行控制，以使安装于滑块6的机械前端与通过Y轴方向的位置指令θ_Y显示的位置相一致。同样地，X轴伺服控制装置对工作台2的位置进行控制，以使工作台2的预定位置与通过X轴方向的位置指令θ_X显示的位置相一致。并且，Z轴伺服控制装置对滑块6的位置进行控制，以使安装于滑块6的机械前端与通过Z轴方向的位置指令θ_Z显示的位置相一致。

图3表示本第1实施方式所涉及的伺服控制装置20的框图。另外，图3作为一个例子，表示Y轴伺服控制装置的框图，而X轴伺服控制装置及Z轴伺服控制装置也为同样的结构。

如图3所示，伺服控制装置20具有位置反馈部21、速度前馈部22、减法运算部23、比例积分运算部24、切换部25及增益变更部26。

位置反馈部21进行用于使鞍座5的位置与位置指令θ(位置指令θ_Y)相一致的位置反馈控制。位置反馈部21具备减法运算部27及乘法运算部28。

减法运算部27输出位置指令θ与负荷位置θ_L的偏差即位置偏差Δθ。乘法运算部28将位置偏差Δθ与反馈增益(以下称为“位置环增益”)相乘并将偏差速度ΔV输出到减法运算部23。另外，将与X轴对应的位置环增益设为K_PX；与Y轴对应的位置环增益设为K_PY；与Z轴对应的位置环增益设为K_PZ。

速度前馈部22进行用于补偿基于位置反馈控制的对鞍座5的位置控制的延迟的速度前馈控制。

如图4所示，速度前馈部22具备：对位置指令θ进行1次微分的1次微分项运算部30-1；对位置指令θ进行2次微分的2次微分项运算部30-2；对位置指令θ进行3次微分的3次微分项运算部30-3；及对位置指令θ进行4次微分的4次微分项运算部30-4。而且，速度前馈部22具备：将1次微分项与1次微分前馈增益(a_Y1)相乘的乘法运算部31-1；将2次微分项与2次微分前馈增益(a_Y2)相乘的乘法运算部31-2；将3次微分项与3次微分前馈增益(a_Y3)相乘的乘法运算部31-3；将4次微分项与4次微分前馈增益(a_Y4)相乘的乘法运算部31-4；加法运算部32；及速度环补偿部33。图4中，s为拉普拉斯算子(微分算子)。另外，本第1实施方式中，在各个轴上1次微分前馈增益至4次微分前馈增益采用相同的值。

上述1次微分前馈增益至4次微分前馈增益设定为机械类模型中的转矩及速度的逆特性模型的传递函数。并且，上述速度环补偿部33的传递函数使用位置增益K_P及积分时间常数T_V，并表示为{K_P/(1+T_Vs)}。

速度前馈部22中，若输入位置指令θ，则被乘以1次微分前馈增益的1次微分项、被乘以2次微分前馈增益的2次微分项、被乘以3次微分前馈增益的3次微分项、及被乘以4次微分前馈增益的4次微分项分别被输入到加法运算部32。由此，被加以不同的微分系数值并赋予速度环补偿部33。在速度环补偿部33中，将实施由上述传递函数表示的位置补偿而得到的补偿速度V’输出到加法运算部23。补偿速度V’为补偿马达12及鞍座5的“歪斜”、“挠曲”、“粘性”这样的误差因素(延迟因素)的速度。

减法运算部23输出偏差速度ΔV加以从速度前馈部22输出的补偿速度V’所得的值减去马达速度ω_M得到的指令速度V，并输出到比例积分运算部24。

比例积分运算部24比例积分运算指令速度V并输出指令转矩τ。比例积分运算部24中使用速度环增益K_V、积分时间常数T_V及转矩定数K_T，进行如τ＝VK_T{K_V(1+(1/T_Vs))}这样的运算，而求得指令转矩τ。

该指令转矩τ赋予图2所示的控制对象设备上，按照该指令转矩τ进行各个部的控制。例如，马达12通过从电流控制器(图示省略)供给到与指令转矩τ对应的电流来进行旋转驱动。此时，虽省略图示，但是对电流进行前馈控制，以使电流值成为与指令转矩τ对应的值。马达12的旋转运动通过滚珠丝杠进给部9转换为直线运动。其结果，与滚珠丝杠进给部9螺合的滚珠丝杠螺母10与固定于滚珠丝杠螺母10的鞍座5一同移动，且鞍座5向通过位置指令θ_Y显示的位置移动。

切换部25切换速度前馈部22的速度前馈控制的开启与停止。

当速度前馈控制被切换部25切换为停止时，增益变更部26将每个轴的位置环增益设为预先设定的相同值(以下称为“共用增益”)；当速度前馈控制被切换部25切换为开启时，增益变更部26将由位置反馈控制引起的位置环增益设为与每个轴对应的预定值(以下称为“最佳增益”)。另外，增益变更部26具备存储最佳增益与共用增益的存储部。

共用增益设为以X轴、Y轴及Z轴中机械刚性最弱的轴为基准的值。因此，在共用增益中，各个轴的位置环增益未必一定为最佳值。

另一方面，最佳增益被预先设定为如下，即，与轴的机械刚性对应且在X轴、Y轴及Z轴的每一个轴上能够获得最佳的位置环响应。例如，由于在X轴上有重量物即工作台2进行移动，因此若加大增益则容易产生摆动，因此，X轴的最佳增益小于其他轴。并且，由于在Z轴上有较轻量的滑块6进行移动且Z轴为相对于被载置于工作台2上的被加工物沿上下方向移动的方向，因此，优选获得比较高的增益，并且Z轴的最佳增益大于其他轴。

另外，伺服控制装置20例如由CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、及能够读取计算机的记录介质等构成。并且，用于实现各种控制所涉及的功能的一系列的处理作为一个例子以程序的形式被记录于记录介质等中，并且CUP在RAM等中读取该程序，并执行信息加工、运算处理，由此实现各种控制。

并且，每个轴上均设置有速度前馈部22、位置反馈部21、减法运算部23及比例积分运算部24，而切换部25及增益变更部26也可以设置成各个轴共用。

接着，利用图5所示的流程图对本第1实施方式所涉及的伺服控制装置20中所实施的处理(以下称为“伺服控制处理”)进行说明。而且，伺服控制处理与机床50的动作的开始一同开始，并与机床50的动作的结束一同结束。

首先，步骤S100中，基于位置前馈控制开始对各个轴进行位置控制。此时，位置环增益被设为共用增益，而速度前馈控制尚未开始。

在下一个步骤S102中，切换部25判定速度前馈控制是否做出开启指令，若判定为肯定则向步骤S104过渡；若判定为否定则继续进行仅基于位置反馈控制的控制，而不会向步骤S104过渡。

另外，速度前馈控制做出开启指令是指例如对载置于工作台2上的被加工物进行基于滑块6的加工的情况等。

步骤S104中，位置环增益被改变且开始进行速度前馈控制。具体而言，切换部25向增益变更部26输出改变位置环增益的增益变更指令，并且向速度前馈部22输出用于开始进行速度前馈控制的FF控制开始指令。

若输出增益变更指令，增益变更部26则将各个轴的位置环增益从共用增益变更为最佳增益。

若输入FF控制开始指令，速度前馈部22则开始进行速度前馈控制。

由此，机床50开始基于位置反馈控制及速度前馈控制的控制。通过速度前馈控制补偿各个轴的位置反馈控制的延迟，因此，即使不将每个轴的位置环增益设为相同也能够抑制各个轴的位置控制的延迟。因此，当进行速度前馈控制时，伺服控制装置20通过将各个轴的位置环增益设为与每个轴对应的最佳增益，在针对各个轴进行位置控制时不会产生延迟，而能够以最佳的响应进行各个轴的位置控制。

在下一个步骤S106中，切换部25判定速度前馈控制是否做出停止指令，若判定为肯定则向步骤S108过渡，若判定为否定则继续进行基于位置反馈控制及速度前馈控制的控制，而不会向步骤S108过渡。

在步骤S108中，位置环增益从最佳增益变更为共用增益且速度前馈控制结束后，返回步骤S102，并重复进行从步骤S102至步骤S108的处理直到机床50结束动作为止。

并且，当被驱动部即工作台2、鞍座5及滑块6在各个轴上以反转的方式进行移动时，位置环增益被设为最佳增益时的效果显著。

图6是表示通过被驱动部的移动方向反转时的由位置指令显示的轨道与实际轨道之间的误差(以下称为“轨道误差”)的图表。图6中作为一个例子显示XZ平面上的轨道误差，被双点划线的圆包围的区域为移动方向反转时的轨道误差。图6中的下图是表示在被上述圆包围的区域内的被驱动部即工作台2的位置(实线)及经由轴表示使工作台2移动的马达12的位置(虚线)的时间变化的图表，该图表显示原来移动方向反转也应追踪马达12的位置的工作台2的位置未能进行追踪而产生了延迟(由虚线表示的圆内)。

如此，当被驱动部的移动方向反转时，由于摩擦等的影响，有时对被驱动部的位置控制上会产生延迟。然而，由于位置环增益被设为最佳增益，因此能够抑制对被驱动部的位置控制的延迟。

如以上说明，本第1实施方式所涉及的伺服控制装置20具备：位置反馈部21，针对各X轴、Y轴及Z轴进行用于使被驱动部的位置与位置指令相一致的位置反馈控制；及速度前馈部22，针对每个轴进行用于补偿基于位置前馈控制的对被驱动部的位置控制的延迟的速度反馈控制。并且，当速度前馈控制设为停止时，伺服控制装置20将每个轴的位置环增益设为预先设定的相同值；当由速度前馈部22进行的速度前馈控制设为开启时，伺服控制装置20将由位置反馈控制引起的位置环增益设为与每个轴对应的最佳增益。

因此，在为了对被驱动部的位置进行控制而具有多个轴的机床50中，本第1实施方式所涉及的伺服控制装置20能够以最佳的响应进行各个轴的位置控制。

并且，本第1实施方式所涉及的伺服控制装置20将最佳增益设为对应于轴的机械刚性且针对每个轴而设定的值，因此能够以进一步最佳的响应进行各个轴的位置控制。

[第2实施方式]

以下，对本发明的第2实施方式进行说明。

另外，本第2实施方式所涉及的机床50的结构与图1及图2所示的第1实施方式所涉及的机床50的结构相同，因此省略说明。

图7是表示本第2实施方式所涉及的伺服控制装置20的框图。另外，对图7中与图3相同结构的部分标注与图3相同的符号而省略其说明。

本第2实施方式所涉及的前馈增益的设定值设为可变。当前馈增益的设定值在一个以上的轴上不同时，各个轴的前馈增益失衡。若各个轴的前馈增益不平衡，则每个轴的被驱动部的移动量上产生差异，从而无法对被驱动部进行高精度的位置控制。

另外，此处所说的前馈增益可以为代表性的前馈增益(例如，用于计算速度补偿值的1次微分前馈增益)，也可以为速度前馈控制中使用的多个前馈增益的总和。

当前馈增益的设定值在一个以上的轴上不同时，增益变更部26’将各个轴的位置反馈增益设为如下值，即，与被驱动部对应的位置指令与被驱动部的实际位置的偏差(位置偏差Δθ)在各个轴上成为相同的值。

对本第2实施方式所涉及的增益变更部26’进行具体说明。

将X轴、Y轴及Z轴的1次微分前馈增益分别设为a_X1、a_Y1及a_Z1。有时会有如欲缓解由被驱动部的速度发生变化而引起的冲击这种无法100％使用1次微分前馈增益的情况。

此种情况下，将考虑到X轴、Y轴及Z轴的1次微分前馈增益的权重(0～100％)的1次微分前馈增益分别设为p_X1、p_Y1及p_Z1。

以下，以X轴为代表进行说明。

针对各个轴赋予相同值作为指令速度V，则由1次的速度前馈控制进行补偿的速度指令FF_X1用下述式(1)表示。

[数式1]

FF_X1＝V·p_X1…(1)

另一方面，未能由1次的速度前馈控制进行补偿的速度指令V通过位置反馈控制被补偿，因此，用下述式(2)表示。另外，下述式(2)中的DL_X为X轴的被驱动部即工作台2的位置偏差Δθ。

[数式2]

(1-FF_X1)＝DL_X·K_PX…(2)

由上述式(1)、(2)导出下述式(3)。

[数式3]

${\mathrm{DL}}_X=V\·\frac{1-p_{X1}}{K_{\mathrm{PX}}}\·\·\·\left(3\right)$

并且，对各X轴、Y轴及Z轴赋予相同的速度指令V时，为了使各个轴的位置偏差成为相同，导出下述式(4)。式(4)中，由前馈增益的上限值减去设定值所得的值(式(4)的分子)与位置环增益的设定值(式(4)的分母)之比在各个轴上相同。

[数式4]

$\frac{1-p_{X1}}{K_{\mathrm{PX}}}=\frac{1-p_{Y1}}{K_{\mathrm{PY}}}=\frac{1-p_{Z1}}{K_{\mathrm{PZ}}}\·\·\·\left(4\right)$

增益变更部26’根据式(4)计算位置环增益的最佳增益。例如，将X轴的1次微分前馈增益设为p_X1＝80％；将Y轴的1次微分前馈增益设为p_Y1＝70％时，由上述式(4)导出下述式(5)。

[数式5]

$K_{\mathrm{PX}}=\frac{2}{3}{K}_{\mathrm{PY}}\·\·\·\left(5\right)$

另外，为了使式(5)成立，可将X轴的最佳增益设为Y轴的位置环增益K_PY的3分之2，也可将Y轴的最佳增益设为X轴的位置环增益K_PX的2分之3。因此，增益变更部26’在不超过各个轴的位置环增益的最大值的范围内，以使各个轴的位置环增益成为最大的方式设定最佳增益。

图8是表示伺服控制处理的步骤S104中本第2实施方式所涉及的在增益变更部26’进行的处理的流程的流程图。

首先，步骤S200中，判定各个轴的前馈增益是否相同，若判定为肯定则向步骤S202过渡，若判定为否定则向步骤S204过渡。例如，步骤S200中判定所有的1次微分前馈增益a_X1、a_Y1及a_Z1是否全部相同。相同的情况是指例如不限于1次微分增益的权重p_X1、p_Y1及p_Z1设为100％的情况，即使其小于100％，只要相同即可。

在步骤S202中，针对每个轴，将各个轴上的最大位置环增益即第1实施方式所涉及的最佳增益作为位置环增益而设定。

在步骤S204中，判定X轴的位置环增益的最大值K_PXM是否大于Y轴及Z轴的位置环增益的最大值K_PYM、K_PZM，若判定为肯定则向步骤S206过渡，若判定为否定则向步骤S216过渡。

在步骤S206中，将X轴的位置环增益设为K_PX＝K_PXM，并且根据式(4)计算Y轴的位置环增益K_PY及Z轴的位置环增益K_PZ。

在下一个步骤S208中，判定在步骤S206中计算出的Y轴的位置环增益K_PY是否大于最大值K_PYM，若判定为肯定则向步骤S210过渡，若判定为否定则向步骤S212过渡。

在步骤S210中，将Y轴的位置环增益设为K_PY＝K_PYM，并且根据式(4)计算X轴的位置环增益K_PX及Z轴的位置环增益K_PZ。

在下一个步骤S212中，判定在步骤S210中计算出的Z轴的位置环增益K_PZ是否大于最大值K_PZM，若判定为肯定则向步骤S214过渡，若判定为否定则向步骤S106过渡。

在步骤S214中，将Z轴的位置环增益设为K_PZ＝K_PZM，并且根据式(4)计算X轴的位置环增益K_PX及Y轴的位置环增益K_PY，并向步骤S106过渡。

即，当在步骤S208及步骤S212中判定为否定从而向步骤S106过渡时，各个轴的位置环增益设定为在步骤S206中计算出的位置环增益K_PX、K_PY及K_PZ。另一方面，当在步骤S208中判定为肯定并在步骤S212中判定为否定从而向步骤S106过渡时，各个轴的位置环增益设定为在步骤S210中计算出的位置环增益K_PX、K_PY及K_PZ。而且，当在步骤S212中判定为肯定从而向步骤S106过渡时，各个轴的位置环增益设定为在步骤S214中计算出的位置环增益K_PX、K_PY及K_PZ。

在步骤S204中判定为否定而过渡的步骤S216中，判定Y轴的位置环增益的最大值K_PYM是否大于其他轴的位置环增益的最大值K_PXM、K_PZM，若判定为肯定则向步骤S218过渡，若判定为否定则向步骤S228过渡。

在步骤S218中，将Y轴的位置环增益设为K_PY＝K_PYM，并且根据式(4)计算X轴的位置环增益K_PX及Z轴的位置环增益K_PZ。

在下一个步骤S220中，判定在步骤S218中计算出的X轴的位置环增益K_PX是否大于最大值K_PXM，若判定为肯定则向步骤S222过渡，若判定为否定则向步骤S224过渡。

在步骤S222中，将X轴的位置环增益设为K_PX＝K_PXM，并且根据式(4)计算Y轴的位置环增益K_PY及Z轴的位置环增益K_PZ。

在下一个步骤S224中，判定在步骤S222中计算出的Z轴的位置环增益K_PZ是否大于最大值K_PZM，若判定为肯定则向步骤S226过渡，若判定为否定则向步骤S106过渡。

在步骤S226中，将Z轴的位置环增益设为K_PZ＝K_PZM，并且根据式(4)计算X轴的位置环增益K_PX及Y轴的位置环增益K_PY，并向步骤S106过渡。

即，当在步骤S220及步骤S224中判定为否定从而向步骤S106过渡时，各个轴的位置环增益设定为在步骤S218中计算出的位置环增益K_PX、K_PY及K_PZ。另一方面，当在步骤S220中判定为肯定并在步骤S224中判定为否定从而向步骤S106过渡时，各个轴的位置环增益设定为在步骤S222中计算出的位置环增益K_PX、K_PY及K_PZ。而且，当在步骤S224中判定为肯定从而向步骤S106过渡时，各个轴的位置环增益设定为在步骤S226中计算出的位置环增益K_PX、K_PY及K_PZ。

在步骤S216中判定为否定而过渡的步骤S228中，将Z轴的位置环增益设为K_PZ＝K_PZM，并且根据式(4)计算X轴的位置环增益K_PX及Y轴的位置环增益K_PY。

在下一个步骤S230中，判定在步骤S228中计算出的X轴的位置环增益K_PX是否大于最大值K_PXM，若判定为肯定则向步骤S232过渡，若判定为否定则向步骤S234过渡。

在步骤S232中，将X轴的位置环增益设为K_PX＝K_PXM，并且根据式(4)计算Y轴的位置环增益K_PY及Z轴的位置环增益K_PZ。

在下一个步骤S234中，判定在步骤S232中计算出的Y轴的位置环增益K_PY是否大于最大值K_PYM，若判定为肯定则向步骤S236过渡，若判定为否定则向步骤S106过渡。

在步骤S236中，将Y轴的位置环增益设为K_PY＝K_PYM，并且根据式(4)计算X轴的位置环增益K_PX及Z轴的位置环增益K_PZ，并向步骤S106过渡。

即，当在步骤S230及步骤S234中判定为否定从而向步骤S106过渡时，各个轴的位置环增益设定为在步骤S228中计算出的位置环增益K_PX、K_PY及K_PZ。另一方面，当在步骤S230中判定为肯定并在步骤S234中判定为否定从而向步骤S106过渡时，各个轴的位置环增益设定为在步骤S232中计算出的位置环增益K_PX、K_PY及K_PZ。而且，当在步骤S234中判定为肯定从而向步骤S106过渡时，各个轴的位置环增益设定为在步骤S236中计算出的位置环增益K_PX、K_PY及K_PZ。

如以上说明，当前馈控制设为开启时，在前馈增益的设定值在各个轴上相同时和该设定值在一个以上的轴上不同时，本第2实施方式所涉及的伺服控制装置20设定不同的值。

当前馈增益的设定值在各个轴上相同时，在每个轴的被驱动部的移动量上产生差异的现象得到抑制。另一方面，当前馈增益的设定值在一个以上的轴上不同时，每个轴的被驱动部的移动量上产生差异，从而无法对被驱动部进行高精度的位置控制。

因此，本第2实施方式中，前馈增益的设定值在各个轴上相同时和该设定值在一个以上的轴上不同时设定不同的值，因此能够以进一步最佳的响应进行各个轴的位置控制。

并且，当前馈增益的设定值在一个以上的轴上不同时，位置环增益设定为如下值，即，相对于被驱动部的位置指令与被驱动部的实际位置之间的偏差在各个轴上成为相同的值。因此，本第2实施方式所涉及的伺服控制装置20能够消除前馈增益的不平衡，并且抑制通过相对于被驱动部的位置指令显示的轨道与实际轨道之间的误差的产生。

并且，图8所示的处理也可以在每次对各个轴的前馈增益中的至少一个进行变更时进行。

以上，利用上述各实施方式对本发明进行了说明，但，本发明的技术范围不限定于上述实施方式所记载的范围。在不脱离本发明的宗旨的范围内能够对上述各实施方式进行各种变更或改善，并且进行该种变更或改善的方式也包括在本发明的技术范围内。

例如，上述各实施方式中对将本发明适用于具有3个轴(X轴、Y轴及Z轴)的机床的伺服控制装置的方式进行了说明，但，本发明并不限定于此，也可以将本发明适用于具有2个轴或4个轴以上的机床的伺服控制装置中。

并且，上述各实施方式中说明的伺服控制处理的流程也为一个例子，在不脱离本发明的宗旨的范围内还可以删除不需要的步骤、追加新的步骤、替换处理顺序。

符号说明

1-床身，2-工作台，3-立柱，4-横轨，5-鞍座，6-滑块，9-滚珠丝杠进给部，11-滚珠丝杠轴，12-马达，20-伺服控制装置，21-位置反馈部，22-速度前馈部，25-切换部，26-增益变更部，50-机床。

Claims (5)

1.一种伺服控制装置，其设置在多个轴的每一个轴上，并适用于数值控制设备，该数值控制设备具备：将马达的旋转运动转换为直线运动的螺纹进给部；通过所述螺纹进给部被直线移动的被驱动部；及支承所述螺纹进给部及所述被驱动部的支承体，该伺服控制装置对所述马达进行控制，以使所述被驱动部的位置与位置指令相一致，其中，所述伺服控制装置具备：

反馈部，针对所述每个轴进行用于使所述被驱动部的位置与所述位置指令相一致的反馈控制；及

前馈部，针对所述每个轴进行用于补偿基于所述反馈控制的对所述被驱动部的位置控制的延迟的前馈控制，

当所述前馈控制设为停止时，将所述每个轴的反馈增益设为预先设定的相同值；当由所述前馈部进行的所述前馈控制设为开启时，将由所述反馈控制引起的反馈增益设为与所述每个轴对应的预定值。

2.根据权利要求1所述的伺服控制装置，其中，

当由所述前馈控制引起的前馈增益的设定值在各个轴上均相同时和该设定值在一个以上的所述轴上不同时，所述预定值被设定为不同的值。

3.根据权利要求1或2所述的伺服控制装置，其中，

当由所述前馈控制引起的前馈增益的设定值在各个轴上均相同时，所述预定值设为对应于所述轴的机械刚性且针对所述每个轴设定的值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的伺服控制装置，其中，

当由所述前馈控制引起的前馈增益的设定值在一个以上的所述轴上不同时，所述预定值设为如下值，即，相对于所述被驱动部的所述位置指令与所述被驱动部的实际位置的偏差在各个所述轴上成为相同的值。

5.一种基于伺服控制装置的伺服控制方法，所述伺服控制装置设置在多个轴的每一个轴上，并适用于数值控制设备，该数值控制装置具备：将马达的旋转运动转换为直线运动的螺纹进给部；通过所述螺纹进给部被直线移动的被驱动部；及支承所述螺纹进给部及所述被驱动部的支承体，为了对所述马达进行控制以使所述被驱动部的位置与位置指令相一致，所述伺服控制装置具备：

反馈部，针对所述每个轴进行用于使所述被驱动部的位置与所述位置指令相一致的反馈控制；及

前馈部，针对所述每个轴进行用于补偿基于所述反馈控制的对所述被驱动部的位置控制的延迟的前馈控制，

其中，所述伺服控制方法包括：

第1工序，当所述前馈控制设为停止时，将所述每个轴的所述反馈增益设为预先设定的相同值，并进行反馈控制；及

第2工序，当由所述前馈部进行的所述前馈控制设为开启时，将由所述反馈控制引起的反馈增益设为与所述每个轴对应的预定值，并进行前馈控制。