CN107437917A - 电动机控制装置以及电动机控制方法 - Google Patents

电动机控制装置以及电动机控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电动机控制装置以及电动机控制方法，能够在适当的时刻针对向电动机的速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。具有：第一位置检测部，其检测可动部的位置即第一位置；第二位置检测部，其检测被驱动部的位置即第二位置；位置误差计算部，其计算将第一位置检测值换算为被驱动部的位置值而得的换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差；反转检测部，其检测位置指令制作部制作出的位置指令的反转；位置误差变化量计算部，其计算从检测出反转起的位置误差的变化量绝对值，若位置误差变化量的绝对值超过第一基准值则开始齿隙校正量的加法运算，若位置误差变化量的绝对值超过第二基准值则开始齿隙加速量的加法运算。

Description

电动机控制装置以及电动机控制方法
技术领域
本发明涉及具有在电动机反转时对位置指令加上齿隙校正量、对速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量的单元的电动机控制装置以及电动机控制方法。
背景技术
以往，在将物体的位置、方位、姿势等设为控制量的控制系统例如机床或工业机械的控制系统中，使用了伺服电动机。在用于将伺服电动机的电动机轴的旋转传递至其他主轴的机械要素即相互卡合的机械要素中，有意地在该机械要素间的接触面设置间隙。通过存在该间隙例如弹簧或齿轮等机械要素可以在某种程度范围内自由旋转。将该间隙称为“齿隙”(backlash)。
例如，在电动机与主轴等被驱动轴通过齿轮结合时，由于存在齿轮的齿隙，在电动机的反转时，被驱动轴的反转相对于电动机的反转会延迟。为了校正该被驱动轴的反转延迟，以往存在对向电动机的位置指令加上齿隙校正量的方法。将其称为“齿隙校正”。
例如专利文献1公开了如下方法：在电动机与通过该电动机驱动的被驱动轴之间具有某种减速机构的结构中，作为改善电动机反转时的被驱动轴的反转举动的方法，在电动机反转的瞬间，给予用于提早移动减速机构具有的机械齿隙量的位置校正。
但是，专利文献1所公开的方法终归是以位置指令或电动机的反转时立即产生减速机构具有的齿隙造成的被驱动部的反转延迟为前提的齿隙校正方法。
另一方面，当在电动机与被驱动轴之间的结合中同时使用了齿轮与传动带(belt)的情况下，有时因传动带弹性的影响，从电动机的反转开始延迟而产生齿轮的齿隙造成的被驱动轴的反转延迟。在这样的情况下，若在电动机的反转后加上齿隙校正量，则没有校正的效果，或者像后述那样校正对被驱动轴的反转动作带来不良影响。
因此，申请人已经申请了在齿轮于空间齿隙内移动的时刻加上齿隙校正量的发明(日本特愿2016-080416号)。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2014-54001号公报
专利文献2：日本特开2015-211498号公报
另一方面，当在电动机和被驱动轴间的结合使用了传动带时，因传动带的弹性变形或被驱动轴中的静摩擦的影响，造成被驱动轴的反转相对于电动机的反转延迟。为了校正该被驱动轴的反转延迟，以往存在如下方法：在电动机反转时，并不是对位置指令加上校正，而是对速度指令或者转矩指令加上校正。将其称为“齿隙加速”。
关于这一点，专利文献2公开了对速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量的方法。但是，专利文献2涉及的发明也与专利文献1涉及的发明一样，以位置指令反转时或者电动机反转时立即产生反转延迟为前提。实际上，在专利文献2中对于设定结束齿隙加速量的加法运算的条件的方法有所记载，但是对于开始齿隙加速量的加法运算的条件没有任何记载。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动机控制装置以及电动机控制方法，在适当的时刻实施针对向电动机的位置指令的齿隙校正量的加法运算、以及针对向电动机的速度指令或者转矩指令的齿隙加速量的加法运算。
(1)本发明涉及的第一电动机控制装置(例如，后述的电动机控制装置10)，对由电动机驱动的可动部(例如，后述的电动机轴30)与由所述可动部驱动的被驱动部(例如，后述的主轴50)之间的齿隙进行校正，其特征在于，所述电动机控制装置具有：第一位置检测部(例如，后述的第一位置检测部101)，其检测所述可动部的位置即第一位置；第二位置检测部(例如，后述的第二位置检测部103)，其检测所述被驱动部的位置即第二位置；位置误差计算部(例如，后述的位置误差计算部104)，其计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差，其中，所述换算后第一位置检测值是将所述第一位置检测部检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是由所述第二位置检测部检测出的；位置指令制作部(例如，后述位置指令制作部105)，其制作位置指令；反转检测部(例如，后述的反转检测部106)，其检测所述位置指令的反转；位置误差变化量计算部(例如，后述的位置误差变化量计算部107)，其计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值；判定部(例如，后述的判定部108)，其判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值；齿隙校正部(例如，后述的齿隙校正部109)，其对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量；控制部(例如，后述的控制部111)，其根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令；以及齿隙加速部(例如，后述的齿隙加速部112)，其对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第一基准值，则所述齿隙校正部开始所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则所述齿隙加速部开始所述齿隙加速量的加法运算。
(2)本发明涉及的第二电动机控制装置(例如，后述的电动机控制装置10A)，对由电动机驱动的可动部(例如，后述的电动机轴30)与由所述可动部驱动的被驱动部(例如，后述的主轴50)之间的齿隙进行校正，其特征在于，所述电动机控制装置具有：第一位置检测部(例如，后述的第一位置检测部101)，其检测所述可动部的位置即第一位置；第二位置检测部(例如，后述的第二位置检测部103)，其检测所述被驱动部的位置即第二位置；位置误差计算部(例如，后述的位置误差计算部104)，其计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差，其中，所述换算后第一位置检测值是将所述第一位置检测部检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是由所述第二位置检测部检测出的；位置指令制作部(例如，后述的位置指令制作部105)，其制作位置指令；反转检测部(例如，后述的反转检测部106)，其检测所述位置指令的反转；位置误差变化量计算部(例如，后述的位置误差变化量计算部107)，其计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值；位置误差变化率计算部(例如，后述的位置误差变化率计算部207)，其计算从检测出反转起的每单位时间的所述位置误差的变化率绝对值；第一判定部(例如，后述的第一判定部208A)，其判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值；第二判定部(例如，后述的第二判定部208B)，其判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值；齿隙校正部(例如，后述的齿隙校正部109)，其对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量；控制部(例如，后述的控制部111)，其根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令；以及齿隙加速部(例如，后述的齿隙加速部112)，其对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则所述齿隙校正部开始所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则所述齿隙加速部开始所述齿隙加速量的加法运算。
(3)本发明涉及的第三电动机控制装置(例如，后述的电动机控制装置10A)，对由电动机驱动的可动部(例如，后述的电动机轴30)与由所述可动部驱动的被驱动部(例如，后述的主轴50)之间的齿隙进行校正，其特征在于，所述电动机控制装置具有：第一位置检测部(例如，后述的第一位置检测部101)，其检测所述可动部的位置即第一位置；第二位置检测部(例如，后述的第二位置检测部103)，其检测所述被驱动部的位置即第二位置；位置误差计算部(例如，后述的位置误差计算部104)，其计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差，其中，所述换算后第一位置检测值是将所述第一位置检测部检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是由所述第二位置检测部检测出的；位置指令制作部(例如，后述的位置指令制作部105)，其制作位置指令；反转检测部(例如，后述的反转检测部106)，其检测所述位置指令的反转；位置误差变化量计算部(例如，后述的位置误差变化量计算部107)，其计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值；位置误差变化率计算部(例如，后述的位置误差变化率计算部207)，其计算从检测出反转起的每电动机旋转角单位变化量的所述位置误差的变化率绝对值；第一判定部(例如，后述的第一判定部208A)，其判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值；第二判定部(例如，后述的第二判定部208B)，其判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值；齿隙校正部(例如，后述的齿隙校正部109)，其对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量；控制部(例如，后述的控制部111)，其根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令；以及齿隙加速部(例如，后述的齿隙加速部112)，其对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则所述齿隙校正部开始所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则所述齿隙加速部开始所述齿隙加速量的加法运算。
(4)本发明涉及的第四电动机控制装置(例如，后述的电动机控制装置10A)，对由电动机驱动的可动部(例如，后述的电动机轴30)与由所述可动部驱动的被驱动部(例如，后述的主轴50)之间的齿隙进行校正，其特征在于，所述电动机控制装置具有：第一位置检测部(例如，后述的第一位置检测部101)，其检测所述可动部的位置即第一位置；第二位置检测部(例如，后述的第二位置检测部103)，其检测所述被驱动部的位置即第二位置；位置误差计算部(例如，后述的位置误差计算部104)，其计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差，其中，所述换算后第一位置检测值是将所述第一位置检测部检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是由所述第二位置检测部检测出的；位置指令制作部(例如，后述的位置指令制作部105)，其制作位置指令；反转检测部(例如，后述的反转检测部106)，其检测所述位置指令的反转；位置误差变化量计算部(例如，后述的位置误差变化量计算部107)，其计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值；位置误差变化率计算部(例如，后述的位置误差变化率计算部207)，其计算从检测出反转起的所述位置指令的积分值的每单位变化量的所述位置误差的变化率绝对值；第一判定部(例如，后述的第一判定部208A)，其判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值；第二判定部(例如，后述的第二判定部208B)，其判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值；齿隙校正部(例如，后述的齿隙校正部109)，其对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量；控制部(例如，后述的控制部111)，其根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令；以及齿隙加速部(例如，后述的齿隙加速部112)，其对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则所述齿隙校正部开始所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则所述齿隙加速部开始所述齿隙加速量的加法运算。
(5)本发明涉及的第五电动机控制装置(例如，后述的电动机控制装置10B)，对由电动机驱动的可动部(例如，后述的电动机轴30)与由所述可动部驱动的被驱动部(例如，后述的主轴50)之间的齿隙进行校正，其特征在于，所述电动机控制装置具有：第一位置检测部(例如，后述的第一位置检测部101)，其检测所述可动部的位置即第一位置；第二位置检测部(例如，后述的第二位置检测部103)，其检测所述被驱动部的位置即第二位置；位置误差计算部(例如，后述的位置误差计算部104)，其计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差，其中，所述换算后第一位置检测值是将所述第一位置检测部检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是由所述第二位置检测部检测出的；位置指令制作部(例如，后述的位置指令制作部105)，其制作位置指令；反转检测部(例如，后述的反转检测部106)，其检测所述位置指令的反转；位置误差变化率计算部(例如，后述的位置误差变化率计算部207)，其计算从检测出反转起的每单位时间的所述位置误差的变化率绝对值；判定部(例如，后述的判定部208C)，其判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值；齿隙校正部(例如，后述的齿隙校正部109)，其对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量；控制部(例如，后述的控制部111)，其根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令；以及齿隙加速部(例如，后述的齿隙加速部112)，其对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则所述齿隙校正部开始所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第二基准值同时小于第三基准值，则所述齿隙加速部开始所述齿隙加速量的加法运算。
(6)在(1)～(5)中任一项所记载的电动机控制装置中，通过齿轮和传动带的组合将由所述电动机驱动的所述可动部与由所述可动部驱动的所述被驱动部机械结合。
(7)本发明涉及的第一电动机控制方法，用于对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，由计算机执行以下步骤：检测所述可动部的位置即第一位置的步骤；检测所述被驱动部的位置即第二位置的步骤；计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差的步骤，其中，所述换算后第一位置检测值是将在检测所述第一位置的步骤中检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是在检测所述第二位置的步骤中检测出的；制作位置指令的步骤；检测所述位置指令的反转的步骤；计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值的步骤；判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值的步骤；对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量的步骤；根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令的步骤；以及对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量的步骤，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第一基准值，则开始针对所述位置指令的所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则开始针对所述速度指令或者所述转矩指令的所述齿隙加速量的加法运算。
(8)本发明涉及的第二电动机控制方法，用于对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，由计算机执行以下步骤：检测所述可动部的位置即第一位置的步骤；检测所述被驱动部的位置即第二位置的步骤；计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差的步骤，其中，所述换算后第一位置检测值是将在检测所述第一位置的步骤中检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是在检测所述第二位置的步骤中检测出的；制作位置指令的步骤；检测所述位置指令的反转的步骤；计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值的步骤；计算从检测出反转起的每单位时间的所述位置误差的变化率绝对值的步骤；判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值的步骤；判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值的步骤；对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量的步骤；根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令的步骤；以及对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量的步骤，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则开始针对所述位置指令的所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则开始针对所述速度指令或者所述转矩指令的所述齿隙加速量的加法运算。
(9)本发明涉及的第三电动机控制方法，用于对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，由计算机执行以下步骤：检测所述可动部的位置即第一位置的步骤；检测所述被驱动部的位置即第二位置的步骤；计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差的步骤，其中，所述换算后第一位置检测值是将在检测所述第一位置的步骤中检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是在检测所述第二位置的步骤中检测出的；制作位置指令的步骤；检测所述位置指令的反转的步骤；计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值的步骤；计算从检测出反转起的每电动机旋转角单位变化量的所述位置误差的变化率绝对值的步骤；判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值的步骤；判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值的步骤；对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量的步骤；根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令的步骤；以及对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量的步骤，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则开始针对所述位置误差的所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则开始针对所述速度指令或者所述转矩指令的所述齿隙加速量的加法运算。
(10)本发明涉及的第四电动机控制方法，用于对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，由计算机执行以下步骤：检测所述可动部的位置即第一位置的步骤；检测所述被驱动部的位置即第二位置的步骤；计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差的步骤，其中，所述换算后第一位置检测值是将在检测所述第一位置的步骤中检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是在检测所述第二位置的步骤中检测出的；制作位置指令的步骤；检测所述位置指令的反转的步骤；计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值的步骤；计算从检测出反转起的所述位置指令的积分值的每单位变化量的所述位置误差的变化率绝对值的步骤；判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值的步骤；判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值的步骤；对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量的步骤；根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令的步骤；以及对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量的步骤，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则开始针对所述位置指令的所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则开始针对所述速度指令或者所述转矩指令的所述齿隙加速量的加法运算。
(11)本发明涉及的第五电动机控制方法，用于对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，由计算机执行以下步骤：检测所述可动部的位置即第一位置的步骤；检测所述被驱动部的位置即第二位置的步骤；计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差的步骤，其中，所述换算后第一位置检测值是将在检测所述第一位置的步骤中检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是在检测所述第二位置的步骤中检测出的；制作位置指令的步骤；检测所述位置指令的反转的步骤；计算从检测出反转起的每单位时间的所述位置误差的变化率绝对值的步骤；判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值的步骤；对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量的步骤；根据加上所述齿隙校正量后的位置指令中计算速度指令或者转矩指令的步骤；以及对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量的步骤，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则开始针对所述位置指令的所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第二基准值同时小于第三基准值，则开始针对所述速度指令或者所述转矩指令的所述齿隙加速量的加法运算。
(12)本发明涉及的第一电动机控制程序，用于对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，所述电动机控制程序使计算机执行以下步骤：检测所述可动部的位置即第一位置的步骤；检测所述被驱动部的位置即第二位置的步骤；计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差的步骤，其中，所述换算后第一位置检测值是将在检测所述第一位置的步骤中检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是在检测所述第二位置的步骤中检测出的；制作位置指令的步骤；检测所述位置指令的反转的步骤；计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值的步骤；判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值的步骤；对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量的步骤；根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令的步骤；以及对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量的步骤，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第一基准值，则开始针对所述位置指令的所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则开始针对所述速度指令或者所述转矩指令的所述齿隙加速量的加法运算。
(13)本发明涉及的第二电动机控制程序，用于对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，所述电动机控制程序使计算机执行以下步骤：检测所述可动部的位置即第一位置的步骤；检测所述被驱动部的位置即第二位置的步骤；计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差的步骤，其中，所述换算后第一位置检测值是将在检测所述第一位置的步骤中检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是在检测所述第二位置的步骤中检测出的；制作位置指令的步骤；检测所述位置指令的反转的步骤；计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值的步骤；计算从检测出反转起的每单位时间的所述位置误差的变化率绝对值的步骤；判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值的步骤；判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值的步骤；对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量的步骤；根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令的步骤；以及对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量的步骤，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则开始针对所述位置指令的所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则开始针对所述速度指令或者所述转矩指令的所述齿隙加速量的加法运算。
(14)本发明涉及的第三电动机控制程序，用于对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，所述电动机控制程序使计算机执行以下步骤：检测所述可动部的位置即第一位置的步骤；检测所述被驱动部的位置即第二位置的步骤；计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差的步骤，其中，所述换算后第一位置检测值是将在检测所述第一位置的步骤中检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是在检测所述第二位置的步骤中检测出的；制作位置指令的步骤；检测所述位置指令的反转的步骤；计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值的步骤；计算从检测出反转起的每电动机旋转角单位变化量的所述位置误差的变化率绝对值的步骤；判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值的步骤；判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值的步骤；对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量的步骤；根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令的步骤；以及对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量的步骤，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则开始针对所述位置误差的所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则开始针对所述速度指令或者所述转矩指令的所述齿隙加速量的加法运算。
(15)本发明涉及的第四电动机控制程序，用于对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，所述电动机控制程序使计算机执行以下步骤：检测所述可动部的位置即第一位置的步骤；检测所述被驱动部的位置即第二位置的步骤；计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差的步骤，其中，所述换算后第一位置检测值是将在检测所述第一位置的步骤中检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是在检测所述第二位置的步骤中检测出的；制作位置指令的步骤；检测所述位置指令的反转的步骤；计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值的步骤；计算从检测出反转起的所述位置指令的积分值的每单位变化量的所述位置误差的变化率绝对值的步骤；判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值的步骤；判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值的步骤；对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量的步骤；根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令的步骤；以及对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量的步骤，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则开始针对所述位置指令的所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则开始针对所述速度指令或者所述转矩指令的所述齿隙加速量的加法运算。
(16)本发明涉及的第五电动机控制程序，用于对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，所述电动机控制程序使计算机执行以下步骤：检测所述可动部的位置即第一位置的步骤；检测所述被驱动部的位置即第二位置的步骤；计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差的步骤，其中，所述换算后第一位置检测值是将在检测所述第一位置的步骤中检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是在检测所述第二位置的步骤中检测出的；制作位置指令的步骤；检测所述位置指令的反转的步骤；计算从检测出反转起的每单位时间的所述位置误差的变化率绝对值的步骤；判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值的步骤；对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量的步骤；根据加上所述齿隙校正量后的位置指令中计算速度指令或者转矩指令的步骤；以及对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量的步骤，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则开始针对所述位置指令的所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第二基准值同时小于第三基准值，则开始针对所述速度指令或者所述转矩指令的所述齿隙加速量的加法运算。
发明效果
根据本发明可以在适当的时刻针对向电动机的速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。
附图说明
图1A是对于电动机反转时的各轴的举动的说明图。
图1B是对于电动机反转时的各轴的举动的说明图。
图1C是对于电动机反转时的各轴的举动的说明图。
图1D是对于电动机反转时的各轴的举动的说明图。
图1E是对于电动机反转时的各轴的举动的说明图。
图2是表示本发明的第一实施方式涉及的电动机控制装置的结构的图。
图3是表示本发明的第一实施方式涉及的电动机控制装置中的处理的流程图。
图4是表示本发明的第一实施方式涉及的电动机控制装置中的齿隙校正与齿隙加速的时刻的图。
图5是表示本发明的第二～第四实施方式涉及的电动机控制装置的结构的图。
图6是表示本发明的第二～第四实施方式涉及的电动机控制装置中的处理的流程图。
图7是表示本发明的第二实施方式涉及的电动机控制装置中的齿隙校正与齿隙加速的时刻的图。
图8是表示本发明的第三实施方式涉及的电动机控制装置中的齿隙校正与齿隙加速的时刻的图。
图9是表示本发明的第四实施方式涉及的电动机控制装置中的齿隙校正与齿隙加速的时刻的图。
图10是表示本发明的第五实施方式涉及的电动机控制装置的结构的图。
图11是表示本发明的第五实施方式涉及的电动机控制装置中的处理的流程图。
图12是表示本发明的第五实施方式涉及的电动机控制装置中的齿隙校正与齿隙加速的时刻的图。
符号说明
10、10A、10B 电动机控制装置
20 电动机
30 电动机轴(可动部)
35 电动机轴齿轮
40 中间轴
45 中间轴齿轮
50 主轴(被驱动部)
60 传动带
101 第一位置检测部
102 变换系数
103 第二位置检测部
104 位置误差计算部
105 位置指令制作部
106 反转检测部
107 位置误差变化量计算部
108 判定部
109 齿隙校正部
110 加法器
111 控制部
112 齿隙加速部
113 加法器
207 位置误差变化率计算部
208A 第一判定部
208B 第二判定部
208C 判定部
351 齿
352 齿
451 齿
具体实施方式
以下，使用图1A～图12对本发明的实施方式进行说明。
[发明概要]
图1A～图1E是关于本发明概要的说明图，具体来说，图示了由齿轮及传动带构成电动机与被驱动轴(主轴)之间的减速机构时的、电动机反转时的各轴的举动。另外，在进行图1A～图1E通用的说明时称为“图1”。
如图1A～图1E所示，在作为可动部的电动机轴30上固定了电动机轴齿轮35。在与电动机轴30分开设置的中间轴40上固定了中间轴齿轮45。此外，当通过电动机轴齿轮35的齿351与中间轴齿轮45的齿451啮合使得电动机轴30向顺时针方向旋转时，中间轴10向逆时针方向旋转，而当电动机轴30向逆时针方向旋转时，中间轴40向顺时针方向旋转。并且，在没有设置中间轴40中的中间轴齿轮45的部分与作为被驱动部的主轴50之间，架设具有弹性的无端状的传动带60。
由此，当中间轴40向顺时针方向旋转时，与其相伴地主轴50向顺时针方向旋转，而当中间轴40向逆时针方向旋转时，与其相伴地主轴50向逆时针方向旋转。由此，电动机轴30、中间轴40以及主轴50的旋转连动。具体来说，当电动机轴30向顺时针方向旋转时，主轴50向逆时针方向旋转，而当电动机轴30向逆时针方向旋转时，主轴50向顺时针方向旋转。也就是说，通过齿轮35、45与传动带60的组合机械性地结合由电动机20驱动的电动机轴30以及由电动机轴30驱动的主轴50。
图1A表示电动机20反转前的电动机轴齿轮35及中间轴齿轮45的位置、以及作用于传动带60的张力的情况。这里假设电动机轴30向顺时针方向旋转。另外，本发明的实施方式并非局限于此。
如上所述，电动机轴齿轮35与中间轴齿轮45啮合，图1所示的电动机轴齿轮35的齿351、与中间轴齿轮45的齿451接触。由于电动机轴30向顺时针方向旋转，因此齿351为向下方按压齿451的状态。与其相伴地，中间轴齿轮45向逆时针方向旋转，进而中间轴40向逆时针方向旋转。另外，在进行电动机轴齿轮35的多个齿351通用的说明时，以“齿351”为代表。
接下来，图1B表示电动机20开始向逆时针方向旋转之后的、电动机轴齿轮35及中间轴齿轮45的位置、以及作用于传动带60的张力的情况。
随着电动机轴30向逆时针方向的反转，电动机轴齿轮35也向逆时针方向旋转，因此，电动机轴齿轮35的齿351不向下方按压中间轴齿轮45的齿451，而开始向上方的移动。另一方面，在架设于中间轴40的传动带60中，如上所述，由于图1中上侧的非卷绕部分的张力F1比下侧的非卷绕部分的张力F2大，从而中间轴40开始向顺时针方向旋转。与此相伴，主轴50也开始向顺时针方向的旋转。此时，中间轴齿轮45的齿451不对电动机轴齿轮35的齿351按压。此外，随着中间轴齿轮45向顺时针方向的旋转，中间轴齿轮45的齿451在图1中向上方移动，因此，继续与电动机轴齿轮35的齿351的接触。即，在该阶段，在电动机轴齿轮35的齿351与中间轴齿轮45的齿451之间仍旧不会产生间隙即齿隙(backlash)。
如上所述，由于在传动带60中上侧的非卷绕部分的张力F1比下侧的非卷绕部分的张力F2大，从而中间轴40以及主轴50向顺时针方向旋转。并且，随着继续向顺时针方向的旋转，两个张力F1与F2之间的差变小。
之后，如图1C所示，在张力F1与张力F2大致相等的阶段，中间轴40的旋转停止，进而主轴50的旋转停止。另一方面，电动机轴30继续向逆时针方向的反转，因此，在电动机轴齿轮35的齿351与中间轴齿轮45的齿451之间产生间隙即齿隙。
之后，如图1D所示，在中间轴40以及主轴50停止了旋转的状态下，即在张力F1与张力F2大致相等的状态下，电动机轴30继续向逆时针方向旋转，电动机轴齿轮35的齿351在电动机轴齿轮35的齿351与中间轴齿轮45的齿451之间的齿隙移动。
之后，如图1E所示，电动机轴齿轮35的齿中的、处于上述的齿351下侧的齿352在移动了上述的齿隙量之后，从下侧与中间轴的齿451接触。由此，中间轴40再次开始向顺时针方向的旋转，进而主轴50再次开始向顺时针方向的旋转。另外，在图1E中各轴的旋转方向与图1A相反。
具体来说，存在于中间轴40与主轴50之间的传动带60的两个非卷绕部分中的、在图1E中下侧的非卷绕部分向顺时针方向拉拽主轴50，由此主轴50顺时针旋转。即，传动带60下侧的非卷绕部分为“拉紧侧”，上侧的非卷绕部分为“松弛侧”。这里，将传动带60上侧的非卷绕部分的张力设为F1，将传动带60下侧的非卷绕部分的张力设为F2时，F1＜F2。
通过以上，在电动机20与主轴50之间的减速机构由齿轮35、45以及传动带60构成的情况下，换言之，在通过齿轮35、45与传动带60的组合机械性地结合由电动机20驱动的电动机轴30与由电动机轴30驱动的主轴50的情况下，成为在电动机20反转后主轴50立即开始反转，但是不久之后一旦主轴50的旋转停止，之后再次开始主轴50的反转动作这样的动作。
这里，假设在电动机20反转之后，若以电动机轴齿轮35的齿351可以提早移动上述齿隙量的方式来进行齿隙校正，则除了传动带60拉紧侧的张力之外，还施加齿隙校正的力，从而造成中间轴40紧急反转。与此相伴地，由于主轴50也紧急反转，因此主轴50的位置比由位置指令所指令的位置先前进。
为了预防这些，需要不是在反转后进行校正，而是在中间轴齿轮45一旦自发进行反转、传动带60拉紧侧的张力松弛的时刻，对位置指令进行齿隙校正。
与此同时，在进行了齿隙校正量相对于位置指令的加法运算之后，主轴50被传动带60拉拽由此开始旋转，但是因传动带60的弹性变形以及主轴50开始旋转时产生的静摩擦力的影响，造成主轴50向反转方向的旋转延迟。在这样的情况下，需要在齿轮351在齿隙内结束移动、主轴50开始被传动带60拉拽的时刻，对速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。
即，测定出指令反转后的位置误差的变化量或者变化率，在该变化量超过基准值时，或者在位置误差的变化率变化得大时视为发生了齿隙造成的主轴的反转延迟，适用齿隙校正。同时，由于根据检测出反转后的位置误差的变化量得知齿隙内的移动结束的时刻，因此在适当的时刻适用齿隙加速。或者，因摩擦或弹性变形而产生反转延迟时的位置误差的变化率是比产生齿隙造成的反转延迟时的位置误差的变化率缓慢的变化，因此，通过测定出位置误差的变化率，在适当的时刻适用齿隙加速。
如上所述，通过监视位置误差来判定开始齿隙校正量的加法运算与齿隙加速量的加法运算的时刻，在适当的时刻分别加上齿隙校正量与齿隙加速量是作为本发明基础的概念。
[第一实施方式]
图2是表示第一实施方式涉及的电动机控制装置10的结构的图。
电动机控制装置10主要具有：编码器等第一位置检测部101，其检测由电动机20驱动的可动部即电动机轴30的位置(也称为“第一位置”或者“电动机位置”)；第二位置检测部103，其检测由上述的可动部(电动机轴30)驱动的被驱动部即主轴50的位置(也称为“第二位置”或者“主轴位置”)；位置误差计算部104，其计算上述的第一位置与第二位置的偏差(也称为“位置误差”)。另外，例如上述的“第一位置”或者“电动机位置”是使用半闭环(semi-closed loop)而取得的位置，“第二位置”或者“主轴位置”是使用全闭环(full-closed loop)取得的位置。
并且，电动机控制装置10具有：位置指令制作部105、反转检测部106、位置误差变化量计算部107、判定部108、齿隙校正部109、第一加法器110、控制部111、齿隙加速部112以及第二加法器113。位置指令制作部105制作向上述电动机20的位置指令。反转检测部106检测上述位置指令的反转。位置误差变化量计算部107计算从检测出反转起的上述位置误差的变化量。判定部108判定上述位置误差的变化量是否超过第一基准值或者第二基准值。在上述位置误差的变化量超过第一基准值时，齿隙校正部109计算齿隙校正量，并使用第一加法器110向上述的位置指令加上该齿隙校正量。控制部111向加上了上述的齿隙校正后的位置指令附加速度指令或者转矩指令。在上述位置误差的变化量超过第二基准值时，齿隙加速部112计算齿隙加速量，并使用第二加法器113向上述的速度指令或者转矩指令加上该齿隙加速量。
加上了上述的齿隙校正量的位置指令、以及加上了齿隙加速量的速度指令或者转矩指令被从第二加法器113发送给电动机20。
另外，上述的位置误差计算部104将上述的第一位置与第二位置的偏差计算为位置误差。具体来说，通过向上述的第一位置检测值乘以变换系数102，来计算出换算为被驱动部的位置(主轴位置)值而得的换算后第一位置检测值，将该换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差计算为位置误差。作为该变换系数102，例如可以使用可动部(电动机轴30)与被驱动部(主轴50)之间的旋转比。
此外，可以使用上述的第一位置以及第二位置中的某一个或者两者，例如第一位置以及第二位置的相对位置关系或上述的位置误差，通过众所周知的方法计算出上述的齿隙校正量以及齿隙加速量。作为一个示例，也可以使用专利文献1或专利文献2所记载的方法来进行计算。
接下来，使用图3，虽然部分重复，但是对上述的电动机控制装置10的动作流程进行说明。
首先，反转检测部106对由位置指令制作部105制作出的位置指令的反转进行监视(S101)。在检测出反转时(S101：是)，位置误差变化量计算部107将位置误差的变化量初始化为0(S102)。然后，位置误差变化量计算部107计算出位置误差变化量的绝对值(S103)。另一方面，在没有检测出位置指令的反转时(S101：否)，不会再次经由S102的初始化的步骤，而是位置误差变化量计算部107计算出位置误差变化量的绝对值。
接下来，判定部108将上述位置误差变化量的绝对值与第一基准值进行比较(S104)。当该绝对值超过第一基准值时(S104：是)，齿隙校正部109对位置指令加上齿隙校正量。即，打开齿隙校正(ON)(S105)。在上述的绝对值没有超过第一基准值时(S104：否)，齿隙校正部109不对位置指令加上齿隙校正量。即，关闭齿隙校正(OFF)(S106)。
接下来，判定部108将上述位置误差变化量的绝对值与第二基准值进行比较(S107)。当该绝对值超过第二基准值时(S107：是)，齿隙加速部112对速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。即，电动机控制装置10打开齿隙加速(ON)(108)。在上述的绝对值没有超过第二基准值时(S107：否)，齿隙加速部112不对速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。即，电动机控制装置10关闭齿隙加速(OFF)(S109)。
图4是表示判定部108将位置误差变化量的绝对值与规定的基准值进行比较时的、位置维持变化量的绝对值的时间序列的变化、与齿隙校正以及齿隙加速的时刻的图。当在S101中检测出反转时，由于如上所述地将位置误差的绝对值初始化为0，因此如图4所示，位置误差绝对值的图表描绘相对于时间轴垂直下方的轨迹，直至点A。之后，位置误差的绝对值增加，但是在超过第一基准值的阶段，即在对应于图4的点B的S105中，齿隙校正部109对位置指令加上齿隙校正量。之后，位置误差的绝对值进一步增加，但是在超过第二基准值的阶段，即在对应于图4的点C的S108中，齿隙加速部112对速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。
能够通过第一实施方式涉及的电动机控制装置，在适当的时刻针对向电动机20的位置指令加上齿隙校正量，以及在适当的时刻针对向电动机20的速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。
[第二实施方式]
图5是表示第二实施方式涉及的电动机控制装置10A的结构的图。另外，对于与第一实施方式涉及的电动机控制装置10相同的结构要素使用相同的符号，省略其具体的说明。
第二实施方式涉及的电动机控制装置10A的不同点在于：除了第一实施方式涉及的电动机控制装置10中的位置误差变化量计算部107之外，还具有位置误差变化率计算部207。此外，在第一实施方式涉及的电动机控制装置10中，关于判定部只存在判定部108，一个判定部108调解位置误差变化量计算部107、齿隙校正部109以及齿隙加速部112。另一方面，在第二实施方式涉及的电动机控制装置10A中，存在调解位置误差变化率计算部207与齿隙校正部109的第一判定部208A、以及调解位置误差变化量计算部107与齿隙加速部112的第二判定部208B。并且，第一实施方式涉及的电动机控制装置10在位置误差的变化量超过规定的基准值时打开齿隙校正，而第二实施方式涉及的电动机控制装置10A在位置误差的变化率超过规定的基准值时，打开齿隙校正。
接下来，使用图6，虽然部分重复，但是对上述的电动机控制装置10A的动作流程进行说明。
首先，反转检测部106对由位置指令制作部105制作出的位置指令的反转进行监视(S201)。在检测出反转时(S201：是)，位置误差变化量计算部107将位置误差的变化量初始化为0(S202)。此外，位置误差变化率计算部207开始位置误差的每单位时间的变化率的监视(S203)。之后，位置误差变化量计算部107计算位置误差变化量的绝对值(S204)。位置误差变化率计算部207计算位置误差的每单位时间的变化率的绝对值(S205)。另一方面，在没有检测出位置指令的反转时(S201：否)，不会再次经由S202的初始化步骤以及S203的监视开始步骤，而是位置误差变化量计算部107计算位置误差变化量的绝对值，位置误差变化率计算部207计算位置误差的每单位时间的变化率的绝对值。
接下来，第一判定部208A将上述位置误差的每单位时间的变化率的绝对值与第一基准值进行比较(S206)。在该绝对值超过第一基准值时(S206：是)，齿隙校正部109对位置指令加上齿隙校正量。即，电动机控制装置10A打开齿隙校正(ON)(S207)。在上述绝对值没有超过基准值时(S206：否)，齿隙校正部109不对位置指令加上齿隙校正量。即，电动机控制装置10A关闭齿隙校正(OFF)(S208)。
接下来，第二判定部208B将上述位置误差变化量的绝对值与第二基准值进行比较(S209)。当该绝对值超过第二基准值时(S209：是)，齿隙加速部112对速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。即，电动机控制装置10A打开齿隙加速(ON)(S210)。在上述的绝对值没有超过基准值时(S209：否)，齿隙加速部112不对位置指令加上齿隙加速量。即，电动机控制装置10A关闭齿隙加速(OFF)(S211)。
图7的(A)是表示第一判定部208A将位置误差的每单位时间的变化率的绝对值与第一基准值进行比较时的、位置误差的每单位时间的变化率的绝对值的时间序列的变化、与齿隙校正的时刻的图。在对应于S201的点D中在检测出反转之后，变化率的绝对值增加，但是在超过基准值的阶段，即在对应于图7的(A)的点E的S207中，齿隙校正部109对位置指令加上齿隙校正量。
图7的(B)是表示第二判定部208B将位置误差变化量的绝对值与第二基准值进行比较时的、位置误差变化量的绝对值的时间序列的变化、与齿隙加速的时刻的图。在对应于S207的点E中在开始了齿隙校正之后，变化量的绝对值增加，但是在超过第二基准值的阶段，即在对应于图7的(B)的点F的S210中，齿隙加速部112对速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。
在第二实施方式涉及的电动机控制装置中，也能够与第一实施方式涉及的电动机控制装置同样地，在适当的时刻针对向电动机20的位置指令加上齿隙校正量、以及在适当的时刻针对向电动机20的速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。
[第三实施方式]
图8的(A)是表示在第三实施方式涉及的电动机控制装置中，第一判定部208A将位置误差变化率的绝对值与基准值进行比较时的、该位置误差变化率的绝对值的变化、与齿隙校正的时刻的图。此外，图8的(B)是表示第二判定部208B将位置误差变化量的绝对值与第二基准值进行比较时的、位置误差变化量的绝对值的时间序列的变化、与齿隙加速的时刻的图。另外，由于第三实施方式涉及的电动机控制装置是与第二实施方式涉及的电动机控制装置10A相同的结构，因此省略其说明。此外，第三实施方式涉及的电动机控制装置的动作流程基本上也与第二实施方式涉及的电动机控制装置10A相同，因此省略说明。
在第二实施方式中，将每单位时间的位置误差的变化率的绝对值与规定的基准值进行了比较，而在第三实施方式中，将电动机旋转角的每单位变化量的位置误差变化率的绝对值与第一基准值进行比较。因此，图8的(A)的横轴为电动机旋转角。
在图8的(A)中也与图7的(A)一样，当在对应于S201的点G中检测出反转之后，变化率的绝对值增加，但是在超过第一基准值的阶段，即在对应于图8的点H的S207中，齿隙校正部109对位置指令加上齿隙校正量。
在第三实施方式涉及的电动机控制装置中也能够与第一以及第二实施方式涉及的电动机控制装置同样地，在适当的时刻针对向电动机20的位置指令加上齿隙校正量、以及在适当的时刻针对向电动机20的速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。
[第四实施方式]
图9的(A)是表示在第四实施方式涉及的电动机控制装置中，第一判定部208A将位置误差变化率的绝对值与基准值进行比较时的、该位置误差变化率的绝对值的变化、与齿隙校正的时刻的图。此外，图9的(B)是表示第二判定部208B将位置误差变化量的绝对值与第二基准值进行比较时的、位置误差变化量的绝对值的时间序列的变化、与齿隙加速的时刻的图。另外，由于第四实施方式涉及的电动机控制装置是与第二实施方式涉及的电动机控制装置10A以及第三实施方式涉及的电动机控制装置相同的结构，因此省略其说明。此外，第四实施方式涉及的电动机控制装置的动作流程基本上也与第二实施方式涉及的电动机控制装置10A以及第三实施方式涉及的电动机控制装置相同，因此省略说明。
在第二实施方式中，将每单位时间的位置误差变化率的绝对值与规定的基准值进行了比较。此外，在第三实施方式中，将电动机旋转角的每单位变化量的位置误差变化率的绝对值与规定的基准值进行了比较。另一方面，在第四实施方式中，将位置指令的积分值的每单位变化量的位置误差变化率的绝对值与规定的基准值进行比较。因此，图9的(A)的横轴为位置指令积分值。
在图9中也与图7以及图8一样，当在对应于S201的点J中检测出反转之后，变化率的绝对值增加，但是在超过第一基准值的阶段，即在对应于图9的点K的S207中，齿隙校正部109对位置指令加上齿隙校正量。
在第四实施方式涉及的电动机控制装置中也能够与第一～第三实施方式涉及的电动机控制装置10、10A同样地，能够在适当的时刻针对向电动机20的位置指令加上齿隙校正量、以及在适当的时刻针对向电动机20的速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。
[第五实施方式]
图10是表示第五实施方式涉及的电动机控制装置10B的结构的图。另外，对于与第一实施方式涉及的电动机控制装置10相同的结构要素使用相同的符号，省略其具体的说明。
第五实施方式涉及的电动机控制装置10B的不同点在于，代替第一实施方式涉及的电动机控制装置10中的位置误差变化量计算部107，而具有位置误差变化率计算部207。此外，在第一实施方式涉及的电动机控制装置10中，判定部108调解位置误差变化量计算部107、齿隙校正部109以及齿隙加速部112。另一方面，在第五实施方式涉及的电动机控制装置10B中，判定部208C调解位置误差变化率计算部207、齿隙校正部109以及齿隙加速部112。并且，第一实施方式涉及的电动机控制装置10在位置误差的变化量超过第一基准值时打开齿隙校正(ON)，在超过第二基准值时打开齿隙加速(ON)。另一方面，第五实施方式涉及的电动机控制装置10B在位置误差的变化率超过第一基准值时打开齿隙校正(ON)，在超过第二基准值而小于第三基准值时打开齿隙加速(ON)。
接下来，使用图11，虽然部分重复，但是对上述的电动机控制装置10B的动作流程进行说明。
首先，反转检测部106对由位置指令制作部105制作出的位置指令的反转进行监视(S301)。在检测出反转时(S301：是)，位置误差变化率计算部207开始位置误差的每单位时间的变化率的监视(S302)。然后，位置误差变化率计算部207计算位置误差的每单位时间的变化率的绝对值(S303)。另一方面，在没有检测出位置指令的反转时(S301：否)，不会再次经由S302的开始监视步骤，位置误差变化率计算部207计算位置误差变化率的绝对值。
接下来，判定部208C将上述位置误差变化量的绝对值与第一基准值进行比较(S304)。当该绝对值超过第一基准值时(S304：是)，齿隙校正部109对位置指令加上齿隙校正量。即，电动机控制装置10B打开齿隙校正(ON)(S305)。在上述的绝对值没有超过第一基准值时(S304：否)，齿隙校正部109不对位置指令加上齿隙校正量。即，电动机控制装置10B关闭齿隙校正(OFF)(S306)。
接下来，判定部208C将上述位置误差变化率的绝对值与第二基准值以及第三基准值进行比较(S307)。当该绝对值超过第二基准值小于第三基准值时(S307：是)，齿隙加速部112对速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。即，电动机控制装置10B打开齿隙加速(ON)。在上述的绝对值没有超过第二基准值时、以及超过第三基准值时(S307：否)，齿隙加速部112不对速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。即，电动机控制装置10B关闭齿隙加速(OFF)(S309)。
图12是表示判定部208C将位置误差变化率的绝对值与规定基准值进行比较时的、位置误差变化率的绝对值的时间序列的变化、与齿隙校正以及齿隙加速的时刻的图。
当在对应于S301的点M中检测出反转之后，位置误差变化率的绝对值增加，但是在超过第二基准值的阶段，即在对应于图12的点N的S308中，齿隙加速部112对速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。然后，在位置误差变化率的绝对值与第三基准值相等的阶段，即在对应于图12的点O的S309中，齿隙加速部112结束对速度指令或者转矩指令的齿隙加速量的加法运算。
之后，位置误差变化率的绝对值增加，但是在超过第一基准值的阶段，即在对应于图12的点P的S305中，齿隙校正部109开始对位置指令的齿隙校正量的加法运算。
之后，位置误差变化率的绝对值开始下降，但是在低于第三基准值的阶段，即在对应于图12的点Q的S308中，齿隙加速部112再次开始对速度指令或者转矩指令的齿隙加速量的加法运算。之后，位置误差变化率的绝对值在与第二基准值相等的阶段，即在对应于图12的点R的S309中，齿隙加速部112结束对速度指令或者转矩指令的齿隙加速量的加法运算。
在第五实施方式涉及的电动机控制装置中也能够与第一～第四实施方式涉及的电动机控制装置同样地，在适当的时刻针对向电动机20的位置指令加上齿隙校正量、以及在适当的时刻针对向电动机20的速度指令或者转矩指令加上齿隙加速量。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并非局限于上述的实施方式。此外，本实施方式所记载的效果只不过列举出由本发明产生的最佳效果，本发明的效果并非局限于本实施方式所记载的效果。
通过软件实现基于电动机控制装置10、10A、10B的控制方法。在通过软件实现的情况下，构成该软件的程序安装于计算机(电动机控制装置10、10A、10B)。此外，这些程序可以存储于可移动介质而分配给用户，也可以通过经由互联网下载到用户的计算机来进行分配。并且，这些程序可以不被下载而作为经由网络的Web服务而提供给用户的计算机(电动机控制装置10、10A、10B)。

Claims (11)

1.一种电动机控制装置，对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，
所述电动机控制装置具有：
第一位置检测部，其检测所述可动部的位置即第一位置；
第二位置检测部，其检测所述被驱动部的位置即第二位置；
位置误差计算部，其计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差，其中，所述换算后第一位置检测值是将所述第一位置检测部检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是由所述第二位置检测部检测出的；
位置指令制作部，其制作位置指令；
反转检测部，其检测所述位置指令的反转；
位置误差变化量计算部，其计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值；
判定部，其判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值；
齿隙校正部，其对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量；
控制部，其根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令；以及
齿隙加速部，其对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量，
若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第一基准值，则所述齿隙校正部开始所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则所述齿隙加速部开始所述齿隙加速量的加法运算。
2.一种电动机控制装置，对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，
所述电动机控制装置具有：
第一位置检测部，其检测所述可动部的位置即第一位置；
第二位置检测部，其检测所述被驱动部的位置即第二位置；
位置误差计算部，其计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差，其中，所述换算后第一位置检测值是将所述第一位置检测部检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是由所述第二位置检测部检测出的；
位置指令制作部，其制作位置指令；
反转检测部，其检测所述位置指令的反转；
位置误差变化量计算部，其计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值；
位置误差变化率计算部，其计算从检测出反转起的每单位时间的所述位置误差的变化率绝对值；
第一判定部，其判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值；
第二判定部，其判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值；
齿隙校正部，其对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量；
控制部，其根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令；以及
齿隙加速部，其对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量，
若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则所述齿隙校正部开始所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则所述齿隙加速部开始所述齿隙加速量的加法运算。
3.一种电动机控制装置，对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，
所述电动机控制装置具有：
第一位置检测部，其检测所述可动部的位置即第一位置；
第二位置检测部，其检测所述被驱动部的位置即第二位置；
位置误差计算部，其计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差，其中，所述换算后第一位置检测值是将所述第一位置检测部检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是由所述第二位置检测部检测出的；
位置指令制作部，其制作位置指令；
反转检测部，其检测所述位置指令的反转；
位置误差变化量计算部，其计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值；
位置误差变化率计算部，其计算从检测出反转起的每电动机旋转角单位变化量的所述位置误差的变化率绝对值；
第一判定部，其判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值；
第二判定部，其判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值；
齿隙校正部，其对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量；
控制部，其根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令；以及
齿隙加速部，其对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量，
若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则所述齿隙校正部开始所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则所述齿隙加速部开始所述齿隙加速量的加法运算。
4.一种电动机控制装置，对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，
所述电动机控制装置具有：
第一位置检测部，其检测所述可动部的位置即第一位置；
第二位置检测部，其检测所述被驱动部的位置即第二位置；
位置误差计算部，其计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差，其中，所述换算后第一位置检测值是将所述第一位置检测部检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是由所述第二位置检测部检测出的；
位置指令制作部，其制作位置指令；
反转检测部，其检测所述位置指令的反转；
位置误差变化量计算部，其计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值；
位置误差变化率计算部，其计算从检测出反转起的所述位置指令的积分值的每单位变化量的所述位置误差的变化率绝对值；
第一判定部，其判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值；
第二判定部，其判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值；
齿隙校正部，其对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量；
控制部，其根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令；以及
齿隙加速部，其对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量，
若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则所述齿隙校正部开始所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则所述齿隙加速部开始所述齿隙加速量的加法运算。
5.一种电动机控制装置，对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，
所述电动机控制装置具有：
第一位置检测部，其检测所述可动部的位置即第一位置；
第二位置检测部，其检测所述被驱动部的位置即第二位置；
位置误差计算部，其计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差，其中，所述换算后第一位置检测值是将所述第一位置检测部检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是由所述第二位置检测部检测出的；
位置指令制作部，其制作位置指令；
反转检测部，其检测所述位置指令的反转；
位置误差变化率计算部，其计算从检测出反转起的每单位时间的所述位置误差的变化率绝对值；
判定部，其判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值；
齿隙校正部，其对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量；
控制部，其根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令；以及
齿隙加速部，其对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量，
若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则所述齿隙校正部开始所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第二基准值同时小于第三基准值，则所述齿隙加速部开始所述齿隙加速量的加法运算。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，
通过齿轮和传动带的组合将由所述电动机驱动的所述可动部与由所述可动部驱动的所述被驱动部机械结合。
7.一种电动机控制方法，用于对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，
由计算机执行以下步骤：
检测所述可动部的位置即第一位置的步骤；
检测所述被驱动部的位置即第二位置的步骤；
计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差的步骤，其中，所述换算后第一位置检测值是将在检测所述第一位置的步骤中检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是在检测所述第二位置的步骤中检测出的；
制作位置指令的步骤；
检测所述位置指令的反转的步骤；
计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值的步骤；
判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值的步骤；
对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量的步骤；
根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令的步骤；以及
对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量的步骤，
若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第一基准值，则开始针对所述位置指令的所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则开始针对所述速度指令或者所述转矩指令的所述齿隙加速量的加法运算。
8.一种电动机控制方法，用于对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，
由计算机执行以下步骤：
检测所述可动部的位置即第一位置的步骤；
检测所述被驱动部的位置即第二位置的步骤；
计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差的步骤，其中，所述换算后第一位置检测值是将在检测所述第一位置的步骤中检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是在检测所述第二位置的步骤中检测出的；
制作位置指令的步骤；
检测所述位置指令的反转的步骤；
计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值的步骤；
计算从检测出反转起的每单位时间的所述位置误差的变化率绝对值的步骤；
判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值的步骤；
判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值的步骤；
对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量的步骤；
根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令的步骤；以及
对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量的步骤，
若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则开始针对所述位置指令的所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则开始针对所述速度指令或者所述转矩指令的所述齿隙加速量的加法运算。
9.一种电动机控制方法，用于对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，
由计算机执行以下步骤：
检测所述可动部的位置即第一位置的步骤；
检测所述被驱动部的位置即第二位置的步骤；
计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差的步骤，其中，所述换算后第一位置检测值是将在检测所述第一位置的步骤中检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是在检测所述第二位置的步骤中检测出的；
制作位置指令的步骤；
检测所述位置指令的反转的步骤；
计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值的步骤；
计算从检测出反转起的每电动机旋转角单位变化量的所述位置误差的变化率绝对值的步骤；
判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值的步骤；
判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值的步骤；
对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量的步骤；
根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令的步骤；以及
对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量的步骤，
若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则开始针对所述位置误差的所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则开始针对所述速度指令或者所述转矩指令的所述齿隙加速量的加法运算。
10.一种电动机控制方法，用于对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，
由计算机执行以下步骤：
检测所述可动部的位置即第一位置的步骤；
检测所述被驱动部的位置即第二位置的步骤；
计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差的步骤，其中，所述换算后第一位置检测值是将在检测所述第一位置的步骤中检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是在检测所述第二位置的步骤中检测出的；
制作位置指令的步骤；
检测所述位置指令的反转的步骤；
计算从检测出反转起的所述位置误差的变化量绝对值的步骤；
计算从检测出反转起的所述位置指令的积分值的每单位变化量的所述位置误差的变化率绝对值的步骤；
判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值的步骤；
判定所述位置误差的变化量绝对值是否超过规定的基准值的步骤；
对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量的步骤；
根据加上所述齿隙校正量后的位置指令计算速度指令或者转矩指令的步骤；以及
对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量的步骤，
若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则开始针对所述位置指令的所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化量绝对值超过预先指定的第二基准值，则开始针对所述速度指令或者所述转矩指令的所述齿隙加速量的加法运算。
11.一种电动机控制方法，用于对由电动机驱动的可动部与由所述可动部驱动的被驱动部之间的齿隙进行校正，其特征在于，
由计算机执行以下步骤：
检测所述可动部的位置即第一位置的步骤；
检测所述被驱动部的位置即第二位置的步骤；
计算换算后第一位置检测值与第二位置检测值之间的偏差即位置误差的步骤，其中，所述换算后第一位置检测值是将在检测所述第一位置的步骤中检测出的第一位置检测值通过所述可动部与所述被驱动部之间的旋转比换算为被驱动部的位置值而得的，所述第二位置检测值是在检测所述第二位置的步骤中检测出的；
制作位置指令的步骤；
检测所述位置指令的反转的步骤；
计算从检测出反转起的每单位时间的所述位置误差的变化率绝对值的步骤；
判定所述位置误差的变化率绝对值是否超过规定的基准值的步骤；
对所述位置指令加上基于所述位置误差的齿隙校正量的步骤；
根据加上所述齿隙校正量后的位置指令中计算速度指令或者转矩指令的步骤；以及
对所述速度指令或者所述转矩指令加上齿隙加速量的步骤，
若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第一基准值，则开始针对所述位置指令的所述齿隙校正量的加法运算，若所述位置误差的变化率绝对值超过预先指定的第二基准值同时小于第三基准值，则开始针对所述速度指令或者所述转矩指令的所述齿隙加速量的加法运算。
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