CN113518958A - 工业机械、控制装置、控制校正装置、及控制方法 - Google Patents

工业机械、控制装置、控制校正装置、及控制方法 Download PDF

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Abstract

反作用计算部基于工具和工件的相对位置的目标位置，计算与使工具和工件的相对位置位移的促动器的反作用相关的值。指令输出部基于与反作用相关的值和目标位置向促动器输出电流指令。

Description

工业机械、控制装置、控制校正装置、及控制方法
技术领域
本发明涉及工业机械、控制装置、控制校正装置、及控制方法。
本申请基于2019年3月29日在日本申请的特愿2019－068965号主张优先权，并将其内容引用于此。
背景技术
专利文献1中公开有通过逆运动学模型进行控制对象的前馈控制的技术。前馈控制与反馈控制比较，能够期待不存在循环时间延迟的量提高控制性能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6－320451号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在使用工具对工件进行加工的工业机械中，期望加工的高速化及机械的小型化。为了使加工高速化，需要使工具及工件的驱动高速化。另一方面，当将机械小型化时，工业机械本身的重量变轻，另外，工业机械的基座和地面的接地面积变小。当驱动工业机械时，因驱动的反作用而产生工业机械的基座的振动。工具及工件的驱动越快，基座的振动越大。通过该振动，工具和工件的相对位置产生错位，从而轮廓控制性能等控制性能降低。当谋求加工的高速化及机械的小型化时，控制性能会降低。
本发明的目的在于，提供能够降低由于加工的高速化或机械的小型化导致的对控制性能的影响的工业机械、控制装置、控制校正装置、及控制方法。
用于解决问题的技术方案
根据本发明的一方式，工业机械具备：工具，其用于对工件进行加工；促动器，其使所述工具和所述工件相对移动；控制装置，其控制所述促动器的行为，其中，所述控制装置具备：反作用计算部，其基于与所述工具和所述工件的相对位置相关的目标位置，计算与相对于所述促动器的作用的反作用相关的值；指令输出部，其基于与所述反作用相关的值和所述目标位置，向所述促动器输出电流指令。
发明效果
根据上述方式，能够降低加工的高速化或工业机械的小型化导致的对控制性能的影响。
附图说明
图1是表示第一实施方式的工业机械的结构的俯视图。
图2是表示第一实施方式的控制装置的结构的概略框图。
图3是表示工业机械的建模的例子的图。
图4是表示神经网络的结构的例子的图。
图5是表示第一实施方式的控制装置的动作的框图。
图6是表示第一实施方式的控制装置的动作的流程图。
图7A是表示比较例的控制装置所输出的反馈信号的时间序列的图表。
图7B是表示基于比较例的控制装置的加工控制中的轮廓误差的时间序列的图表。
图8A是表示第一实施方式的控制装置所输出的反馈信号的时间序列的图表。
图8B是表示基于第一实施方式的控制装置的加工控制中的轮廓误差的时间序列的图表。
具体实施方式
〈第一实施方式〉
以下，参照附图对实施方式进行详细说明。
图1是表示第一实施方式的工业机械的结构的俯视图。第一实施方式的工业机械100为磨床。
《工业机械的结构》
工业机械100具备：基座110、支承装置120、工具台130、控制装置140。基座110设置于工厂的地面。支承装置120及工具台130设置于基座110的上表面。支承装置120支承工件W的两端，使工件W绕主轴旋转。工具台130支承用于对被支承装置120支承的工件W进行加工的工具131。
以下，将在基座110的上表面上与主轴正交的方向称为X方向，将主轴的延伸的方向称为Y方向，将与基座110的上表面正交的方向称为Z方向。即，在以下的说明中，参照由X轴、Y轴、及Z轴构成的三维正交坐标系对工业机械100的位置关系进行说明。
基座110具备将工具台130在Y轴方向上可滑动地支承的Y轴导向部111和使工具台130沿着Y轴导向部111在Y轴方向上移动的Y轴促动器112。Y轴促动器112可以由直线马达构成，也可以由滚珠丝杠和旋转马达的组合构成。
支承装置120具备支承大致圆筒状的工件W的一端的主轴台121和支承另一端的尾架122。主轴台121具备使工件W绕轴旋转的旋转马达123。
工具台130具备：工具131、相对于工具台130将工具131在X轴方向上可滑动地支承的X轴导向部132、使工具131沿着X轴导向部132在X轴方向上移动的X轴促动器133、以及使工具131旋转的旋转马达134。X轴促动器133可以由直动马达构成，也可以由滚珠丝杠和旋转马达的组合构成。第一实施方式的工具131为砂轮。
即，在第一实施方式的工业机械100中，在支承装置120的主轴台121及尾架122之间支承工件W，并通过工具131对工件W的外周面进行磨削加工。作为工件W的例子，可举出凸轮及偏心销等。
《控制装置的结构》
图2是表示第一实施方式的控制装置的结构的概略框图。
控制装置140控制Y轴促动器112、旋转马达123、X轴促动器133、及旋转马达134。控制装置140具备处理器141、主存储143、存储器145、接口147。处理器141从存储器145中读出程序并在主存储器143上展开，按照该程序执行上述处理。
程序也可以为用于实现使控制装置140发挥的功能的一部分的程序。例如，程序也可以为通过与已存储于存储器145的其它程序的组合或与安装于其它装置的其它程序的组合发挥功能的程序。需要说明的是，在其它实施方式中，控制装置140除上述结构外或代替上述结构，也可以具备PLD(Programmable Logic Device：可编程逻辑器件)等专用LSI(Large Scale Integrated Circuit：大规模集成电路)。作为PLD的例子，可举出PAL(Programmable Array Logic：可编程阵列逻辑)、GAL(Generic Array Logic：通用阵列逻辑)、CPLD(Complex Programmable Logic Device：复杂可编程逻辑器件)、FPGA(FieldProgrammable Gate Array：现场可编程门阵列)。在该情况下，也可以通过该集成电路实现通过处理器141实现的功能的一部分或全部。
作为存储器145的例子，可举出HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(SolidState Drive：固态硬盘)、磁盘、磁光盘、CD－ROM(Compact Disc Read Only Memory：光盘只读存储器)、DVD－ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory：数字多功能光盘只读存储器)、半导体存储器等。存储器145可以为与控制装置140的总线直接连接的内部介质，也可以为经由接口147或通信线路与控制装置140连接的外部介质。另外，在该程序通过通信线路分发到控制装置140的情况下，接受到分发的控制装置140也可以将该程序在主存储器143上展开，并执行上述处理。在至少一个实施方式中，存储器145为非暂时且有形的存储介质。
存储器145中存储基座的动态特性模型(dynamic characteristic model)M1、工件模型M2、及逆运动特性模型(inverse motion characteristic model)M3。
当驱动工业机械时，因驱动的反作用产生工业机械的基座的振动。由于该振动，在工具和工件的相对位置产生错位，从而轮廓控制性能降低。图3是表示在工具和工件的相对位置产生错位的工业机械的建模的例子的图。例如，图3由基座110的质量成分MB、表示基座110和地面之间的振动特性的弹性成分KB及阻尼成分CB、工具台130的质量成分ML、工具台130和基座110之间的阻尼成分CL、X轴促动器133所产生的外力F、工具131的位移XL、以及支承装置120的位移XB来表示。图3的FL为在工具台130和X轴导向部132之间作用的非线性摩擦力。具体而言，图3由下式(1)来表示。
[式1]
Figure BDA0003238797940000051
Figure BDA0003238797940000052
需要说明的是，B(s)是通过基座110的特性的拉普拉斯变换而得到的象函数。L(s)是通过工具台130的特性的拉普拉斯变换而得到的象函数。GΩ(s)是通过基座110的振动特性的拉普拉斯变换而得到的象函数，相当于基座的动态特性模型M1。α1～α4、w0～w7为常数。基座的动态特性模型M1的象函数GΩ(s)通过系统识别在实验上算出。
工件模型M2包含加工中的工件W的目标形状数据。工件W的目标形状数据可以由CAD数据表示，也可以由与工件W的旋转轴正交的截面的形状数据表示。另外，工件模型M2包含工件W的动态特性模型。通过工件模型M2计算外力作用于工件W时的挠曲量变动。
逆运动特性模型M3是以工业机械100的状态量的目标值为输入，在X轴促动器133按照该目标值进行驱动时，计算用于补偿因通过其反作用产生的基座110的振动而产生的工具131和工件W的相对位置的错位量的电流补偿值的模型。第一实施方式的逆运动特性模型M3由图4所示的神经网络构成。图4是表示神经网络的结构例的图。逆运动特性模型M3例如通过DNN(Deep Neural Network：深度神经网络)的已学习模型来实现。已学习模型由学习模型和已学习参数的组合构成。
如图4所示，逆运动特性模型M3包含输入层M31、一个或多个中间层M32(隐藏层)、及输出层M33。各层M31、M32、M33具备一个或多个神经元。中间层M32的神经元的数量能够适当设定。输出层M33的神经元的数量为一个。
相互相邻的层的神经元彼此结合，对各结合设定有权重(结合负载)。神经元的结合数也可以适当设定。各神经元中设定有阈值，根据对各神经元的输入值和权重的积之和是否超过阈值，确定各神经元的输出值。
处理器141通过执行程序，作为测量值获取部411、目标位置计算部412、目标状态量计算部413、指令值计算部414、反作用计算部415、补偿值计算部416、指令输出部417、状态量计算部418、加工状态特定部419、反馈部420、学习部421起作用。
测量值获取部411从设置于工业机械100的多个传感器获取测量值。具体而言，测量值获取部411获取旋转马达123的转矩及旋转角、旋转马达134的转矩及转速、X轴促动器133的推力、工具131在X轴方向上的位置。工具131在X轴方向上的位置为工具131和工件W的相对位置。
目标位置计算部412根据工件模型M2的目标形状数据计算与工具131对置的工件W的目标形状的轮廓的位置，将其作为工具131的目标位置。
目标状态量计算部413基于目标位置计算部412算出的目标位置而计算与工具131的位移相关的状态量的目标值。具体而言，目标状态量计算部413计算工具131的X轴方向的目标速度、目标加速度、及目标急动度(jerk value)的值。即，目标状态量计算部413计算上述式(1)中的s、s2、及s3。
指令值计算部414基于工具131的状态量的目标值和反馈部420的反馈信号，计算X轴促动器133的电流指令值。具体而言，指令值计算部414将工具131的状态量的目标值转换为用于实现该目标值的电流值，并通过将反馈信号的值与电流值相加，计算电流指令值。
反作用计算部415基于目标状态量计算部413算出的状态量的目标值和基座的动态特性模型M1，计算按照目标值使X轴促动器133驱动时的基座110的位移、速度、加速度、及急动度的拉普拉斯变换相关的值。即，反作用计算部415计算上述式(1)中的1/GΩ(s)、s/GΩ(s)、s2/GΩ(s)、及s3/GΩ(s)。基座110的位移、速度、加速度、及急动度为相对于X轴促动器133的作用的反作用相关的状态量。
补偿值计算部416通过将目标状态量计算部413算出的状态量的目标值及与反作用计算部415算出的反作用相关的状态量的值输入到逆运动特性模型M3，计算电流补偿值。电流补偿值是为了使X轴促动器133驱动因基座110的振动而产生的工具131和工件W的相对位置的错位量所需的电流值。
指令输出部417将表示指令值计算部414算出的电流指令值和补偿值计算部416算出的电流补偿值之和的值的电流指令输出到X轴促动器133。
状态量计算部418基于测量值获取部411获取到的测量值和工件模型M2，计算工件W的挠曲量变动数据。
加工状态特定部419基于测量值获取部411获取到的测量值和状态量计算部418算出的工件W的挠曲量变动数据，计算工件W的形状误差变动。
反馈部420基于与目标状态量计算部413算出的工具131的位移的状态量相关的目标值、和测量值获取部411获取到的工具131在X轴方向上的位置的测量值，输出与X轴促动器133的驱动相关的反馈信号。上述测量值获取部411获取到的工具131在X轴方向上的位置的测量值中也可以叠加加工状态特定部419所特定的形状误差变动。该情况下，能够输出也考虑到工件W的挠曲量变动的与X轴促动器133的驱动相关的反馈信号。第一实施方式的反馈部420通过滑模控制生成反馈信号。滑模控制是指基于工业机械100或以工件W的状态量定义的超平面来切换反馈信号的控制方法。滑模控制的反馈信号的值相对于控制偏差及形状误差变动为非线形。通过进行基于滑模控制的反馈控制，相比于基于比例控制等的反馈控制，能够得到高的追踪性。
学习部421将目标状态量计算部413算出的工具131的位移相关的状态量的目标值及反作用计算部415算出的反作用相关的状态量的值、以及反馈部420的反馈信号作为学习用数据集，训练逆运动特性模型M3。具体而言，向逆运动特性模型M3的输入层M31输入目标状态量计算部413算出的状态量的目标值及反作用计算部415算出的反作用相关的状态量的值。向输出层M33输入反馈部420生成的反馈信号的值。通过学习得到的逆运动特性模型M3的已学习参数存储于存储器145。已学习参数例如包含逆运动特性模型M3的层数、各层中的神经元的个数、神经元彼此的结合关系、各神经元之间的结合的权重、及各神经元的阈值。
《控制装置的动作》
图5是表示第一实施方式的控制装置的动作的框图。
图6是表示第一实施方式的控制装置的动作的流程图。
首先，当开始工业机械100的加工动作时，控制装置140的测量值获取部411从设置于工业机械100的多个传感器获取旋转马达123的转矩及旋转角、旋转马达134的转矩及转速、X轴促动器133的推力、工具131在X轴方向上的位置的测量值(步骤S1)。
接着，目标位置计算部412基于工件模型M2计算工具131的目标位置R(步骤S2)。目标状态量计算部413基于在步骤S2中算出的目标位置R，计算工具131的位移XL相关的状态量(速度、加速度、急动度)的目标值(步骤S3)。
指令值计算部414将工具131的状态量的目标值转换为用于实现该目标值的电流值(转矩值)(步骤S4)。指令值计算部414通过将从反馈部420输出的反馈信号UFB的值与在步骤S4中转换的电流值相加，计算电流指令值V(步骤S5)。
反作用计算部415基于在步骤S3中算出的状态量的目标值和基座的动态特性模型M1，计算通过X轴促动器133的驱动的反作用而产生的基座110的位移、速度、加速度、及急动度的拉普拉斯变换相关的值(步骤S6)。补偿值计算部416通过将在步骤S3中算出的状态量的目标值及在步骤S6中算出的反作用相关的状态量的值输入到逆运动特性模型M3，计算电流补偿值UNN(步骤S7)。指令输出部417将表示在步骤S5中算出的电流指令值V和在步骤S7中算出的电流补偿值UNN的和的值的电流指令U(推力指令)输出到X轴促动器133(步骤S8)。
状态量计算部418基于在步骤S1中获取到的测量值Y和工件模型M2，计算工件W的挠曲量变动数据(步骤S9)。加工状态特定部419基于在步骤S1中获取到的测量值和在步骤S9中算出的工件W的挠曲量变动数据，计算工件W的形状误差变动(步骤S10)。
反馈部420基于在步骤S3中算出的状态量的目标值和在步骤S1中获取到的工具131在X轴方向上的位置的测量值Y，输出与X轴促动器133的驱动相关的反馈信号UFB(步骤S11)。在上述步骤S1中获取到的工具131在X轴方向上的位置的测量值中也可以叠加在步骤S10中特定的形状误差变动。
学习部421将在步骤S3中算出的状态量的目标值、在步骤S6中算出的反作用相关的状态量的值、及在步骤S11中输出的反馈信号UFB的值的组合作为学习用数据集，训练逆运动特性模型M3，并更新已学习参数(步骤S12)。步骤S12也可以为在线学习或离线学习中的任一种。
控制装置140判定工件W的加工动作是否结束(步骤S13)。在加工动作未结束的情况下(步骤S13：NO)，将处理返回步骤S1，继续加工控制。另一方面，在加工动作结束的情况下(步骤S13：YES)，控制装置140结束加工控制。
《性能比较》
在此,比较第一实施方式的控制装置140的控制性能和未进行基于电流补偿值的校正时的控制装置140(比较例的控制装置140)的控制性能。
图7A是表示比较例的控制装置输出的反馈信号的时间序列的图表。图7B是表示比较例的控制装置的加工控制中的轮廓误差的时间序列的图表。
比较例的控制装置140为未学习逆运动特性模型M3的状态下的第一实施方式的控制装置140。即，在比较例的控制装置140中，补偿值计算部416算出的电流补偿值总是为零。因此，如图7A所示，通过反馈部420的反馈信号来补偿因基座110的振动而产生的工具131和工件W的相对位置的错位量。另一方面，反馈控制延迟循环时间，因此，如图7B所示，导致产生轮廓误差。
图8A是表示第一实施方式的控制装置输出的电流补偿值及反馈信号的时间序列的图表。图8B是表示第一实施方式的控制装置的加工控制中的轮廓误差的时间序列的图表。
图8A、图8B所示的图表表示通过进行三次工件W的加工动作而学习了逆运动特性模型M3的状态下的第一实施方式的控制装置140的控制性能。如图8A所示，根据第一实施方式的控制装置140，补偿值计算部416生成电流补偿值。由此，X轴促动器133按照基座110的振动进行驱动，因此，降低工具131和工件W的相对位置的错位量。即，电流补偿值作为前馈信号工作。由此，反馈部420的反馈信号的大小相较于比较例变小。另外，如图8B所示，通过补偿值计算部416的前馈控制，降低工具131和工件W的相对位置的错位量，因此，与比较例相比，能够降低轮廓误差。
《作用、效果》
这样，根据第一实施方式，控制装置140基于工具131和工件W的相对位置的目标位置，计算与相对于X轴促动器133的作用的反作用相关的值，并基于该反作用相关的值和目标位置，向X轴促动器133输出电流指令。由此，控制装置140能够以追随X轴促动器133的反作用的方式控制工具131和工件W的相对位置。因此，第一实施方式的控制装置140能够降低因加工的高速化或工业机械的小型化导致的对轮廓控制性能等控制性能的影响。
另外，根据第一实施方式，控制装置140基于反作用的值计算电流补偿值，并将指令值计算部414算出的电流指令值和该电流补偿值之和相关的电流指令输出到X轴促动器133。即，根据第一实施方式的控制方法，通过在不考虑反作用引起的影响的原有的控制装置140中添加反作用计算部415及补偿值计算部416的功能，能够实现降低因加工的高速化或工业机械的小型化导致的对轮廓控制性能的影响的控制。即，第一实施方式的工业机械100具备具有反作用计算部415及指令值计算部414的控制装置140，但其它实施方式的工业机械100的控制装置140也可以通过现有的控制装置和具有反作用计算部415、补偿值计算部416、及指令输出部417的控制校正装置的组合来实现。另一方面，在其它实施方式中，控制装置140也可以基于逆运动特性模型M3直接计算加入了电流补偿值的电流指令值。
另外，根据第一实施方式，控制装置140使用反馈信号训练逆运动特性模型M3。由此，能够不通过手动作业生成教师数据，而自动地进行学习处理。另外，第一实施方式的反馈信号通过滑模控制来生成。通过滑模控制生成的反馈信号为非线形且高响应，因此，能够高速且适当地学习控制装置140。需要说明的是，在其它实施方式中，逆运动特性模型M3也可以基于PID控制等线形的反馈信号进行训练。另外，在其它实施方式中，也可以使用作业者通过手动生成的教师数据来训练逆运动特性模型M3。
〈其它实施方式〉
第一实施方式的工业机械100为磨床，但不限定于此。例如，其它实施方式的工业机械100也可以为冲压机、铣床、车床等其它工作机械。
另外，第一实施方式的控制装置140同时进行工件W的加工动作和逆运动特性模型M3的学习，但不限于此。例如，在其它实施方式中，也可以预先实施逆运动特性模型M3的学习，在某种程度的性能被预见以后，不进行学习部421的学习。该情况下，也可以通过学习用的工业机械100进行逆运动特性模型M3的学习，使已学习的逆运动特性模型M3转移到其它工业机械100。
另外，第一实施方式的控制装置140将驱动的反作用导致的工具和工件的相对位置的错位作为对象，进行逆运动特性模型M3的学习，但不限于此。例如，其它实施方式的控制装置140除反作用相关的值外，还可以将驱动的作用导致的基座以外的振动、非线形摩擦、象限突起等作为对象，进行逆运动特性模型M3的学习。
另外，第一实施方式的控制装置140计算工件W的挠曲量变动数据，但不限于此。例如，其它实施方式的控制装置也可以代替计算工件W的挠曲量变动数据，或者在此基础上计算工件W的颤动量变动数据。
产业上的可利用性
根据上述工业机械，能够降低因加工的高速化或工业机械的小型化导致的对控制性能的影响。
附图标记说明
100…工业机械；110…基座；111…Y轴导向部；112…Y轴促动器；120…支承装置；121…主轴台；122…尾架；123…旋转马达；130…工具台；131…工具；132…X轴导向部；133…X轴促动器；134…旋转马达；140…控制装置；141…处理器；143…主存储器；145…存储器；147…接口；411…测量值获取部；412…目标位置计算部；413…目标状态量计算部；414…指令值计算部；415…反作用计算部；416…补偿值计算部；417…指令输出部；418…状态量计算部；419…加工状态特定部；420…反馈部；421…学习部；M1…动态特性模型；M2…工件模型；M3…逆运动特性模型；M31…输入层；M32…中间层；M33…输出层；W…工件。

Claims (8)

1.一种工业机械，其具备：
工具，其用于对工件进行加工；
促动器，其使所述工具和所述工件相对移动；
控制装置，其控制所述促动器的行为；
其中，所述控制装置具备：
目标状态量计算部，其基于与所述工具和所述工件的相对位置相关的目标位置，计算与所述工具的位移相关的状态量的目标值；
反作用计算部，其基于所述状态量的目标值，计算与相对于所述促动器的作用的反作用相关的值；
指令输出部，其基于与所述反作用相关的值和所述状态量的目标值，向所述促动器输出电流指令。
2.如权利要求1所述的工业机械，其中，
所述控制装置具备：
指令值计算部，其基于所述状态量的目标值计算所述促动器的电流指令值；
补偿值计算部，其基于与所述反作用相关的值计算用于使所述促动器驱动因所述反作用产生的所述工具和所述工件的相对位置的错位量的电流补偿值，
所述指令输出部将与所述电流指令值和所述电流补偿值之和相关的所述电流指令输出到所述促动器。
3.如权利要求2所述的工业机械，其中，
具备反馈部，其基于根据所述电流指令驱动所述促动器后的所述工具与所述工件的相对位置、以及所述状态量的目标值，生成反馈信号，
所述指令值计算部基于所述状态量的目标值和所述反馈信号，计算所述电流指令值，
所述补偿值计算部基于使用包含与所述反作用相关的值和所述反馈信号的学习用数据集，以如果输入与所述反作用相关的值则输出相当于所述反馈信号的电流补偿值的方式而被训练的已学习模型，计算所述电流补偿值。
4.如权利要求3所述的工业机械，其中，
所述反馈部通过滑模控制而生成所述反馈信号。
5.如权利要求1～4中任一项所述的工业机械，其中，
具备支承所述工件及所述工具的基座，
与所述反作用相关的值为与因所述促动器的作用而产生的所述基座的振动相关的值。
6.一种控制装置，其控制使工具和工件相对移动的促动器的行为，所述工具用于对所述工件进行加工，其中，具备：
目标状态量计算部，其基于与所述工具和所述工件的相对位置相关的目标位置，计算与所述工具的位移相关的状态量的目标值；
反作用计算部，其基于所述状态量的目标值，计算与相对于所述促动器的作用的反作用相关的值；
指令输出部，其基于与所述反作用相关的值和所述状态量的目标值，向所述促动器输出电流指令。
7.一种控制校正装置，其为基于与用于对工件进行加工的工具和所述工件的相对位置相关的状态量的目标值输出使所述工具和所述工件相对移动的促动器的电流指令的控制装置的控制校正装置，其中，具备：
反作用计算部，其基于与所述工具和所述工件的相对位置相关的状态量的目标值，计算相对于所述促动器的作用的反作用的值；
补偿值计算部，其基于与所述反作用相关的值，计算用于使所述促动器驱动因所述反作用而产生的所述工具和所述工件的相对位置的错位量的电流补偿值；
指令输出部，其向所述促动器输出将所述电流补偿值与所述控制装置生成的电流指令表示的电流指令值相加后的校正电流指令。
8.一种控制方法，其为使工具和工件相对移动的促动器的控制方法，所述工具用于对所述工件进行加工，其中，具备：
基于与所述工具和所述工件的相对位置相关的目标位置，计算与所述工具的位移相关的状态量的目标值的步骤；
基于所述状态量的目标值，计算与相对于所述促动器的作用的反作用相关的值的步骤；
基于与所述反作用相关的值和所述状态量的目标值，向所述促动器输出电流指令的步骤。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007025961A (ja) * 2005-07-14 2007-02-01 Okuma Corp 数値制御機械の位置制御装置
CN101408764A (zh) * 2007-10-09 2009-04-15 大隈株式会社 位置控制装置
CN101522016A (zh) * 2008-02-29 2009-09-02 索尼株式会社 部件安装设备、振动控制设备以及振动控制方法
CN101727088A (zh) * 2008-10-31 2010-06-09 大隈株式会社 用于数控机床的位置控制装置
US20120271459A1 (en) * 2011-04-20 2012-10-25 National University Corporation Nagoya Institute Of Technology Positioning apparatus for actuator with wave gear device
US20130149062A1 (en) * 2011-12-13 2013-06-13 Mori Seiki Co., Ltd. Machine Tool
CN107924138A (zh) * 2015-08-31 2018-04-17 佳能株式会社 驱动装置、定位装置、平版印刷装置和物品制造方法
CN108693833A (zh) * 2017-03-31 2018-10-23 发那科株式会社 机器学习装置、伺服控制装置和系统以及机器学习方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3545006B2 (ja) * 1992-04-06 2004-07-21 三菱電機株式会社 ２自由度制御装置及び電動機のサーボ制御装置
JP3105694B2 (ja) * 1993-04-26 2000-11-06 三洋電機株式会社 マニピュレータ制御方法
KR100458920B1 (ko) * 2002-03-19 2004-12-03 고종선 액추에이터 시스템의 정밀속도와 위치 제어방법
JP4925056B2 (ja) * 2007-06-14 2012-04-25 学校法人 中村産業学園 モータ位置制御装置
CN106338970B (zh) * 2016-11-17 2018-09-07 沈阳工业大学 一种五轴联动数控机床伺服系统控制方法
JP2019068965A (ja) 2017-10-06 2019-05-09 株式会社大都技研 遊技台

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007025961A (ja) * 2005-07-14 2007-02-01 Okuma Corp 数値制御機械の位置制御装置
CN101408764A (zh) * 2007-10-09 2009-04-15 大隈株式会社 位置控制装置
CN101522016A (zh) * 2008-02-29 2009-09-02 索尼株式会社 部件安装设备、振动控制设备以及振动控制方法
CN101727088A (zh) * 2008-10-31 2010-06-09 大隈株式会社 用于数控机床的位置控制装置
US20120271459A1 (en) * 2011-04-20 2012-10-25 National University Corporation Nagoya Institute Of Technology Positioning apparatus for actuator with wave gear device
US20130149062A1 (en) * 2011-12-13 2013-06-13 Mori Seiki Co., Ltd. Machine Tool
CN107924138A (zh) * 2015-08-31 2018-04-17 佳能株式会社 驱动装置、定位装置、平版印刷装置和物品制造方法
CN108693833A (zh) * 2017-03-31 2018-10-23 发那科株式会社 机器学习装置、伺服控制装置和系统以及机器学习方法

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