CN116113892A - 电动机的控制装置、机械系统以及控制方法 - Google Patents

电动机的控制装置、机械系统以及控制方法 Download PDF

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CN116113892A CN202180052122.3A CN202180052122A CN116113892A CN 116113892 A CN116113892 A CN 116113892A CN 202180052122 A CN202180052122 A CN 202180052122A CN 116113892 A CN116113892 A CN 116113892A
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篠田翔吾
猪饲聪史
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Abstract

在具有电动机的产业机械中,有时基于来自传感器的反馈值来校正针对电动机的指令。以往寻求一种能够适当地执行这种校正的技术。控制装置(14)具备:反馈获取部(52),其从通过电动机(24)的动作而运转的产业机械(12)获取反馈值;校正部(62),其基于反馈值来校正用于使电动机(24)动作的指令;滤波器部(44),其对向校正部(62)供给的反馈值进行使规定的频带的值降低的滤波处理;运转状态判断部(66),其判断产业机械的运转状态是否发生了变化;以及滤波器切换部(46),其在判断为运转状态发生了变化时,将滤波器部(44)执行的滤波处理的频带从第一频带切换为第二频带。

Description

电动机的控制装置、机械系统以及控制方法
技术领域
本公开涉及一种电动机的控制装置、机械系统以及控制方法。
背景技术
已知一种电动机的控制装置(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-123646号公报
发明内容
发明要解决的问题
在具有电动机的产业机械中,有时基于来自传感器的反馈值来校正针对电动机的指令。以往,寻求一种能够适当地执行这种校正的技术。
用于解决问题的方案
在本公开的一个方式中,用于控制产业机械的电动机的控制装置具备:反馈获取部,其从通过电动机的动作而运转的产业机械获取反馈值;校正部,其基于反馈值来校正用于使电动机动作的指令;滤波器部,其对向校正部供给的反馈值进行使规定的频带的值降低的滤波处理;运转状态判断部,其判断产业机械的运转状态是否发生了变化;以及滤波器切换部,其在由运转状态判断部判断为运转状态发生了变化时,将滤波器部执行的滤波处理的频带从第一频带切换为第二频带。
在本公开的其它方式中,用于控制产业机械的电动机的方法从通过电动机的动作而运转的产业机械获取反馈值;基于反馈值来校正用于使电动机动作的指令;对用于该校正的反馈值执行使规定的频带的值降低的滤波处理;判断产业机械的运转状态是否发生了变化;在判断为运转状态发生了变化时,将执行的滤波处理的频带从第一频带切换为第二频带。
发明的效果
根据本公开,根据本实施方式,通过根据产业机械的运转状态来切换滤波器部执行的滤波处理的频带,能够适当地执行校正部的校正。
附图说明
图1是一个实施方式所涉及的机械系统的框图。
图2是一个实施方式所涉及的产业机械的图。
图3是示出图1所示的机械系统中的电动机的控制流程的一例的框图。
图4示出滤波处理的频率特性。
图5示出由产业机械的运转状态的变化引起的噪声成分的频率特性。
图6示出滤波处理的频率特性。
图7示出滤波处理的频率特性。
图8是示出图1所示的机械系统的滤波控制流程的一例的流程图。
图9是示出图1所示的机械系统中的电动机的控制流程的其它例的框图。
图10是示出图1所示的机械系统中的电动机的控制流程的其它例的框图。
图11是示出图1所示的机械系统中的电动机的控制流程的其它例的框图。
图12是其它实施方式所涉及的机械系统的框图。
图13是其它实施方式所涉及的产业机械的图。
图14是示出图12所示的机械系统中的电动机的控制流程的一例的框图。
图15是又一其它实施方式所涉及的机械系统的框图。
图16是又一其它实施方式所涉及的产业机械的图。
图17是示出图15所示的机械系统中的电动机的控制流程的一例的框图。
图18是又一其它实施方式所涉及的机械系统的框图。
图19是又一其它实施方式所涉及的产业机械的图。
图20是示出图18所示的机械系统中的电动机的控制流程的一例的框图。
具体实施方式
下面,基于附图详细地说明本公开的实施方式。此外,在下面说明的各种实施方式中,对同样的要素标注相同的附图标记,并省略重复的说明。首先,参照图1和图2说明一个实施方式所涉及的机械系统10。机械系统10具备产业机械12以及控制该产业机械12的控制装置14。
在本实施方式中,产业机械12是用于加工工件的机床。具体地说,产业机械12具有工具16、被驱动体18、移动机构20以及传感器22。移动机构20使工具16与被驱动体18相对地移动。更具体地说,移动机构20具有电动机24和滚珠丝杠机构26。滚珠丝杠机构26具有沿着轴线A笔直地延伸的滚珠丝杠26a以及与该滚珠丝杠26a螺纹接合的螺母构件26b。滚珠丝杠26a的一端与电动机24的输出轴24a连结。
在本实施方式中,被驱动体18是具有为平面的工件设置面18a的工件台,工件W借助治具(未图示)被设置于该工件设置面18a。滚珠丝杠机构26的螺母构件26b被固定于被驱动体18。电动机24例如是伺服马达,根据来自控制装置14的指令,使滚珠丝杠26a旋转,由此使被驱动体18沿着轴线A往复运动。
传感器22是检测电动机24的旋转位置(或者旋转角度)的编码器(或者霍尔元件)等。传感器22通过对所检测出的电动机24的旋转位置进行时间微分,来连续地(例如周期性地)检测电动机24的旋转速度V,并作为速度反馈值FBV顺序供给到控制装置14。
控制装置14是具有处理器30、存储器32以及I/O接口34的计算机。处理器30经由总线35而与存储器32以及I/O接口34以能够通信的方式连接,与存储器32以及I/O接口34进行通信并进行用于实现后述的各种功能的运算处理。
存储器32具有RAM或ROM等,暂时或者永久地存储各种数据。I/O接口34例如具有以太网(注册商标)端口、USB端口、光纤连接器、或者HDMI(注册商标)端子,基于来自处理器30的指令来与外部设备之间以有线或无线方式对数据进行通信。
在图3中示出表示针对电动机24的控制流程的框图。控制装置14具有位置指令生成部36、速度指令生成部38、转矩指令生成部40、电流控制部42、滤波器部44、滤波器切换部46以及增益48。处理器30承担用于实现位置指令生成部36、速度指令生成部38、转矩指令生成部40、电流控制部42、滤波器部44、滤波器切换部46以及增益48的功能的运算处理。
下面,说明针对电动机24的控制流程。处理器30经由I/O接口34从产业机械12的传感器22获取速度反馈值FBV。该速度反馈值FBV是以时间序列表示电动机24的旋转速度V的振幅值的时间序列数据。
像这样,在本实施方式中,处理器30作为从产业机械12获取反馈值FBV的反馈获取部52(图1)发挥功能。从传感器22获取到的速度反馈值FBV被分别输入到减法器54和积分器56。积分器56对被输入的速度反馈值FBV进行时间积分,并作为位置反馈值FBP输出到减法器58。
另外,从传感器22获取到的反馈值FBV被输入到滤波器部44。滤波器部44对反馈值FBV进行滤波处理。此外,该滤波处理的详细内容在后面记述。滤波器部44对反馈值FBV实施滤波处理并输出到增益48。增益48通过对从滤波器部44输出的速度反馈值FBV应用增益G1来生成速度校正值CV,并输出到加法器60。
在使电动机24动作来使产业机械12运转时,位置指令生成部36按照动作程序OP生成位置指令PC,并输出到减法器58。减法器58从位置指令PC减去位置反馈值FBP后作为位置偏差δP输出到速度指令生成部38。速度指令生成部38基于位置偏差δP来生成速度指令VC,并输出到加法器60。
加法器60通过将速度指令VC与速度校正值CV相加来生成校正速度指令VC’。像这样,增益48基于由滤波器部44进行滤波处理而得到的速度反馈值FBV来生成速度校正值CV,加法器60用该速度校正值CV校正速度指令VC。因此,在本实施方式中,增益48和加法器60构成基于反馈值FBV来校正指令VC的校正部62。
在此,在产业机械12的运转期间,有时由于该产业机械12的构成要素(例如被驱动体18、滚珠丝杠机构26、电动机24的输出轴24a等)的弹性而使被驱动体18和工件W发生微小振动。在本实施方式中,校正部62构成为进行用于消除这种微小振动的校正。
从加法器60输出的校正速度指令VC’被输入到减法器54。减法器54从校正速度指令VC’减去速度反馈值FBV后作为速度偏差δV’进行输出。转矩指令生成部40基于速度偏差δV’来生成转矩指令TC,并输出到电流控制部42。
电流控制部42基于转矩指令值TC来生成电压信号VS(例如PWM控制信号),并经由I/O接口34发送到伺服放大器64。伺服放大器64对电压信号VS进行放大,并输入到产业机械12的电动机24。电动机24根据被输入的电压信号VS,来驱动被驱动体18(即,工件W)。
在此,在本文中,将通过从位置指令生成部36向电动机24的控制线路的信号定义为用于使电动机24动作的“指令”。因此,在本实施方式中,位置指令PC、位置偏差δP、速度指令VC、校正速度指令VC’、速度偏差δV’、转矩指令TC以及电压信号VS构成用于使电动机24动作的指令。
这样,处理器30按照动作程序OP生成指令PC、δP、VC、VC’、δV’、TC以及VS,来控制电动机24的动作。然后,处理器30使产业机械12运转,以通过电动机24的动作使被驱动体18移动并通过工具16对工件W进行加工。
滤波器部44对向校正部62供给的反馈值FB(在本实施方式中为速度反馈值FBV)进行使规定的频带的值降低的滤波处理FR。在图4中示出滤波器部44执行的滤波处理FR的一例。在图4所示的滤波处理FRA中,滤波器部44对反馈值FB进行使比截止频率fa高的频带[f>fa]的振幅值降低的滤波处理(即,低通滤波处理)。
此外,滤波器部44的针对反馈值FB的滤波处理FRA不限于低通滤波处理,例如,也可以是进一步降低频带[f>fa]和包含于比截止频率fa低的频带[f≤fa]内的特定的频率(或者频带)的带通滤波处理、或者降低特定的频率(或频带)的陷波滤波处理。
通过该滤波处理FRA,能够从向校正部62供给的反馈值FB中去除由电噪声等引起的高频噪声成分N1。因此,截止频率fa由操作员决定为能够去除噪声成分N1的比该噪声成分N1的频带低的频率。
另一方面,在如后述那样产业机械12的运转状态发生了变化时,有时产业机械12的构成要素(例如被驱动体18、滚珠丝杠机构26、电动机24的输出轴24a等)被施加机械性冲击。此时,在传感器22检测的反馈值FB(具体地说,速度反馈值FBV)中包含由机械性冲击引起的噪声成分N2。
在图5中示出这样的噪声成分N2的一例。在图5所示的例子中,噪声成分N2分布于比滤波处理FRA的截止频率fa低的频带fb~fc。因而,在这样的噪声成分N2包含于反馈值FB的情况下,通过上述的滤波处理FRA无法将噪声成分N2去除。
在图6中示出能够去除这样的噪声成分N2的滤波处理FR的一例。在图6所示的滤波处理FRB中,滤波器部44针对反馈值FB进行对于比截止频率fd(<fb)高的频带[f>fd]降低振幅值的滤波处理(低通滤波处理)。通过该滤波处理FRB,能够从向校正部62供给的反馈值FB中去除噪声成分N2。
在图7中示出能够去除噪声成分N2的滤波处理FR的其它例。在图7所示的滤波处理FRC中,滤波器部44针对反馈值FB进行对于截止频率fd至截止频率fe(fc<fe<fa)的频带[fd<f<fe]以及比截止频率fa高的频带[f>fa]降低振幅值的滤波处理。这样的滤波处理FRC例如能够通过阻断fd<f<fe的频带的陷波滤波处理与阻断f>fa的频带的低通滤波处理的组合来实现。
通过该滤波处理FRC,能够从向校正部62供给的反馈值FB中去除噪声成分N2。该滤波处理FRC的频带:划定fd<f<fe的截止频率fd和fe例如能够通过实验性方法或者模拟等预先求出噪声成分N2的频率特性来设定。
在本实施方式中,滤波器部44构成为执行数字滤波(FIR滤波或者IIR滤波等)处理。滤波器部44使用反馈值FB和规定的滤波系数αA(抽头系数等)来执行滤波处理FRA。该滤波系数αA是决定滤波处理FRA的频带[f>fa]的参数。
另外,滤波器部44使用反馈值FB和规定的滤波系数αB来执行滤波处理FRB。该滤波系数αB是决定滤波处理FRB的频带[fd<f]的参数。另外,滤波器部44使用反馈值FB和规定的滤波系数αC来执行滤波处理FRC。该滤波系数αC是决定滤波处理FRC的频带[fd<f<fe、fa<f]的参数。
在此,在本实施方式中,滤波器切换部46根据产业机械12的运转状态的变化将滤波处理FR的频带从滤波处理FRA的频带[f>fa](第一频带)切换为滤波处理FRB的频带[f>fd](第二频带)、或滤波处理FRC的频带[fd<f<fe、fa<f](第二频带)。
例如,滤波器切换部46通过从与滤波处理FRA的频带[f>fa]对应的滤波系数αA(第一滤波系数)切换为与滤波处理FRB的频带[f>fd]对应的滤波系数αB(第二滤波系数),来将滤波处理FR的频带f从频带[f>fa]切换为频带[f>fd]。
可替代地,滤波器切换部46通过从滤波系数αA切换为与滤波处理FRC的频带[fd<f<fe、fa<f]对应的滤波系数αC(第二滤波系数),来将滤波处理FR的频带从频带[f>fa]切换为频带[fd<f<fe、fa<f]。
此外,如图6所示,在本实施方式中,滤波处理FRB的频带[f>fd]包含比滤波处理FRA的频带[f>fa]低的频带:fd<f<fa。另外,如图7所示,滤波处理FRC的频带[fd<f<fe、fa<f]包含比滤波处理FRA的频带[f>fa]低的频带:fd<f<fe
下面,参照图8说明滤波控制流程。图8所示的流程在处理器30从上位控制器、操作员、或者计算机程序等接收到滤波控制开始指令时开始。该滤波控制开始指令例如在处理器30开始使产业机械12运转时被发送。
在步骤S1中,处理器30开始获取反馈值FB。具体地说,处理器30开始从传感器22获取速度反馈值FBV的动作。在步骤S2中,处理器30作为滤波器部44发挥功能,对反馈值FB进行图4所示的滤波处理FRA。在步骤S3中,处理器30作为校正部62发挥功能,开始用反馈值FB(在本实施方式中为速度反馈值FBV)来校正指令VC的动作。
在步骤S4中,处理器30判断产业机械12的运转状态是否发生了变化。作为一例,处理器30在图8的流程开始后,监视针对电动机24的指令PC、δP、VC、VC’、δV’、TC或者VS,在该指令PC、δP、VC、VC’、δV’、TC或者VS变化超出预先决定的阈值β时,判断为产业机械12的运转状态发生了变化。
例如,在产业机械12的运转期间,在工具16与工件W抵接并开始加工时,产生上述的机械性冲击。在像这样工具16与工件W抵接并开始加工时,视为产业机械12的运转状态发生了变化。在工具16与工件W抵接并开始加工时,针对电动机24的指令中的、转矩指令TC和电压信号VS会急剧地变化(例如增大)。
因而,处理器30通过探测转矩指令TC或电压信号VS的变化,能够探测工件W的加工开始(也就是说,产业机械12的运转状态发生了变化)这一情况。在该步骤S4中,处理器30在转矩指令TC或者电压信号VS变化超出阈值β1时,判断为产业机械12的运转状态发生了变化(即,“是”)。
另外,在被驱动体18(也就是电动机24)相对于工具16的速度或者加速度急剧地变化时,会产生上述的机械性冲击。在像这样被驱动体18(电动机24)的速度或者加速度急剧地变化时,视为产业机械12的运转状态发生了变化。
在被驱动体18(电动机24)的速度或者加速度急剧地变化时,针对电动机24的指令PC、VC、VC’、TC或者VS会急剧地变化。在该步骤S4中,处理器30在指令PC、VC、VC’、TC或者VS变化超出阈值β2时,判断为产业机械12的运转状态发生了变化(即,“是”)。可替代地,处理器30也可以通过对指令PC、VC、VC’、TC或者VS进行时间微分来获取该指令的斜率,在该斜率超出阈值β3的情况下判断为“是”。
作为其它例,处理器30监视来自传感器22的反馈值FB,在该反馈值FB变化超出预先决定的阈值γ时,判断为产业机械12的运转状态发生了变化。在此,在工具16与工件W抵接并开始加工时、或者在被驱动体18(电动机24)的速度或者加速度急剧地变化时,来自传感器22的反馈值FB会急剧地变化。因而,处理器30通过探测反馈值FB的变化,能够探测产业机械12的运转状态发生了变化这一情况。
具体地说,也可以是,在该步骤S4中,处理器30在来自传感器22的速度反馈值FBV超出预先决定的阈值γ1时判断为“是”。或者,也可以是,处理器30通过对速度反馈值FBV进行时间微分来获取加速度反馈值FBA,在该加速度反馈值FBA超出预先决定的阈值γ2时判断为“是”。
可替代地,处理器30也可以经由I/O接口34从电动机24获取电流反馈值FBI或负荷转矩FBτ来作为反馈值FB。然后,也可以是,处理器30在电流反馈值FBI或负荷转矩FBτ超出预先决定的阈值γ3时判断为“是”。
作为又一其它例,也可以是,处理器30在由动作程序OP规定的产业机械12的运转模式DM切换了时判断为产业机械12的运转状态发生了变化。对于运转模式DM的一例,参照下面的表1进行说明。
[表1]
Figure BDA0004091954650000091
表1
在表1所示的例子中,运转模式DM包含由动作程序OP的命令文“G00”规定的定位模式以及由动作程序OP的命令文“G01”规定的加工模式。在此,在定位模式中,处理器30执行使被驱动体18以速度V1移动到作业准备位置的进给动作。
另一方面,在加工模式中,处理器30执行使被驱动体18以速度V2(<V1)从作业准备位置移动到工具16与工件W抵接的加工开始位置的接近动作,之后,执行使被驱动体18移动并且通过工具16对工件W进行加工的加工动作。处理器30根据动作程序OP的命令文“G00”和“G01”,来使运转模式DM在定位模式与加工模式之间切换。
当运转模式DM从定位模式切换为加工模式而开始对工件W的加工时,会产生上述的机械性冲击。在像这样切换运转模式DM时,视为产业机械12的运转状态发生了变化。例如,在该步骤S4中,处理器30在运转模式DM从定位模式切换为加工模式的时间点判断为“是”。更具体地说,处理器30在动作程序OP的命令文“G00”的执行期间接收到命令文“G01”时判断为“是”。
可替代地,处理器30也可以在自运转模式DM从定位模式切换为加工模式的时间点起经过了预先决定的时间t1时判断为“是”。在此,如上所述,在从定位模式(命令文“G00”)切换为加工模式(命令文“G01”)之后,执行接近动作,接下来,工具16与工件W抵接并开始加工。因此,工具16与工件W实际抵接是自从定位模式(命令文“G00”)切换为加工模式(命令文“G01”)的时间点起经过了接近动作所需要的时间t1后的时间点。
也可以是,在步骤S4中,处理器30对自运转模式DM从定位模式切换为加工模式的时间点起的经过时间t进行计时,在该经过时间t达到时间t1时判断为“是”。该时间t1能够由操作员预先决定为与接近动作所需要的时间一致。
可替代地,处理器30顺序获取传感器22所检测到的电动机24的旋转位置,基于该旋转位置,来获取自运转模式DM从定位模式切换为加工模式的时间点起被驱动体18所移动的距离d。在此,在上述的接近动作中,被驱动体18移动规定的距离d1
也可以是,在步骤S4中,处理器30在运转模式DM从定位模式切换为加工模式之后所获取到的距离d达到了预先决定的阈值d1时判断为“是”。该阈值d1能够由操作员预先决定为与在接近动作中被驱动体18移动的距离一致。
对于运转模式DM的其它例,参照下面的表2进行说明。
[表2]
模式切换信号 00 01
运转模式 第一加工模式 第二加工模式
动作 轻切削动作 重切削动作
表2
在表2所示的例子中,运转模式DM包含在模式切换信号为“00”(或者“关闭(OFF)”)时执行的第一加工模式以及在模式切换信号为“01”(或者“开启(ON)”)时执行的第二加工模式。模式切换信号(例如PMC信号)例如保存于存储器32,与动作程序OP同步地在“00”(开启)与“01”(关闭)之间切换。
像这样,第一加工模式和第二加工模式是由动作程序OP通过模式切换信号规定的运转模式。在此,在第一加工模式中,处理器30执行以力F1将工具16推压于工件W并相对于工具16使被驱动体18以速度V3移动的同时切削工件W的轻切削动作。
另一方面,在第二加工模式中,处理器30执行以力F2(>F1)将工具16推压于工件W并相对于工具16使被驱动体18以速度V4(>V3)移动的同时以比轻切削动作多的切削量切削工件W的重切削动作。处理器30根据模式切换信号“00”和“01”,使运转模式DM在第一加工模式与第二加工模式之间切换。当运转模式DM在第一加工模式与第二加工模式之间切换时,会产生上述的机械性冲击。在运转模式DM像这样进行了切换时,视为产业机械12的运转状态发生了变化。
例如,假设在图8的流程开始后执行第一加工模式,则在该步骤S4中,处理器30在运转模式DM从第一加工模式切换为第二加工模式时判断为“是”。更具体地说,处理器30在模式切换信号从“00”切换为“01”时判断为“是”。
另一方面,假设在图8的流程开始后执行第二加工模式,则在该步骤S4中,处理器30在运转模式DM从第二加工模式切换为第一加工模式时判断为“是”。更具体地说,处理器30在模式切换信号从“01”切换为“00”时判断为“是”。
如上面那样,处理器30基于针对电动机24的指令(PC、δP、VC、VC’、δV’、TC、VS)、反馈值FB(FBV、FBA)、或者产业机械12的动作程序OP来判断产业机械12的运转状态是否发生了变化。因而,在本实施方式中,处理器30作为判断产业机械12的运转状态是否发生了变化的运转状态判断部66(图1)发挥功能。处理器30在该步骤S4中判断为“是”的情况下进入步骤S5,另一方面,在判断为“否”的情况下进入步骤S8。
在步骤S5中,处理器30作为滤波器切换部46发挥功能,将滤波器部44执行的滤波处理FR的频带从第一频带切换为第二频带。作为一例,处理器30从在步骤S2开始的滤波处理FRA的频带[f>fa](图4)切换为滤波处理FRB的频带[f>fd](图6)。作为其它例,处理器30将滤波处理FR的频带从在步骤S2开始的滤波处理FRA的频带[f>fa]切换为滤波处理FRC的频带[fd<f<fe、fa<f](图7)。
此时,也可以是,处理器30分阶段地(也就是不连续地)从第一频带[f>fa]向第二频带[f>fd]或者[fd<f<fe、fa<f]进行切换。例如,在从第一频带[f>fa]向第二频带[f>fd]进行切换的情况下,处理器30可以是以一个阶段从第一频带[f>fa]的截止频率fa切换为第二频带[f>fd]的截止频率fd,或者也可以是以n个阶段(n为2以上的正数)分阶段地从第一频带[f>fa]的截止频率fa向第二频带[f>fd]的截止频率fd进行切换。另外,也可以是,在从第一频带[f>fa]向第二频带[fd<f<fe、fa<f]进行切换的情况下,处理器30以如下方式进行切换:以一个阶段形成fd<f<fe的频带、或者以多个阶段分阶段地形成fd<f<fe的频带。
可替代地,处理器30也可以以使频带随时间连续地变化的方式从第一频带[f>fa]向第二频带[f>fd]或者[fd<f<fe、fa<f]进行切换。例如,也可以是,在从第一频带[f>fa]向第二频带[f>fd]进行切换的情况下,处理器30以使截止频率随时间连续地变化的方式从截止频率fa向截止频率fd进行切换。
另外,也可以是,在从第一频带[f>fa]向第二频带[fd<f<fe、fa<f]进行切换的情况下,处理器30以逐渐地形成fd<f<fe的频带(例如,频带逐渐扩展)的方式进行切换。像这样,通过使滤波处理FR的频带连续地变化,能够防止因滤波处理FR的切换而导致产生机械性冲击。
在步骤S6中,处理器30判断是否满足预先决定的条件CD。该条件CD是指用于将步骤S5的切换后的滤波处理FRB的频带[f>fd]或FRC的频带[fd<f<fe、fa<f]再次切换为步骤S3的滤波处理FRA的频带[f>fa]的条件。
在此,由上述的机械性冲击引起的噪声成分N2并非长期持续地产生,大多是瞬时产生的。因此,在噪声成分N2消失后,为了使滤波处理FR再次恢复为步骤S3的滤波处理FRA,操作员将条件CD设定为噪声成分N2的效果消失的条件。
例如,条件CD能够被决定为从产业机械12的运转状态发生变化起经过了规定时间t0。在该情况下,处理器30例如对从在步骤S4中判断为“是”的时间点(或者,步骤S5的开始或结束的时间点)起的经过时间t进行计时。然后,处理器30在该经过时间t达到预先决定的时间t0时判断为满足条件CD(即,“是”)。
可替代地,也可以对于针对电动机24的指令PC、δP、VC、VC’、δV’、TC或VS、或者来自传感器22的反馈值FBV或FBA决定条件CD。例如,也可以是,处理器30在由位置指令PC规定的电动机24的旋转数(或者被驱动体18的移动距离)达到了预先决定的阈值时判断为满足条件CD(即,“是”)。处理器30在判断为“是”的情况下进入步骤S7,另一方面,在判断为“否”的情况下进入步骤S9。
在步骤S7中,处理器30作为滤波器切换部46发挥功能,将滤波处理FR的频带从第二频带切换为第一频带。作为一例,在步骤S5中切换为滤波处理FRB的频带[f>fd]的情况下,处理器30从频带[f>fd]切换为滤波处理FRA的频带[f>fa]。作为其它例,在步骤S5中切换为滤波处理FRC的频带[fd<f<fe、fa<f]的情况下,处理器30从频带[fd<f<fe、fa<f]切换为频带[f>fa]。
在步骤S8中,处理器30判断产业机械12的运转是否结束。例如,处理器30能够根据动作程序OP来判断对工件W的加工是否结束。处理器30在对工件W的加工结束的情况下判断为“是”,并停止电动机24的动作,由此结束产业机械12的运转。而且,处理器30结束图8所示的流程。另一方面,处理器30在判断为“否”的情况下返回到步骤S4。
在上述的步骤S6中判断为“否”的情况下,在步骤S9中,处理器30与上述的步骤S8同样地判断产业机械12的运转是否结束。处理器30在判断为“是”的情况下结束产业机械12的运转,从而结束图8所示的流程,另一方面,在判断为“否”的情况下返回到步骤S6。
如上面那样,在本实施方式中,处理器30在判断为产业机械12的运转状态发生了变化(步骤S4:“是”)时,将滤波处理FR的频带从第一频带[f>fa]切换为第二频带[f>fd]或[fd<f<fe、fa<f]。根据该结构,通过以使第二频带包含由上述的机械性冲击引起的噪声成分N2的频带的方式设定该第二频带,能够从向校正部62供给的反馈值FB中去除噪声成分N2。
另一方面,假设在未检测出产业机械12的运转状态的变化(在步骤S4中连续地判断为“否”)的情况下,处理器30通过由滤波器部44对反馈值FB执行滤波处理FRA,能够从该反馈值FB中去除由电噪声等引起的高频噪声成分N1。
与此同时,由于滤波器部44使反馈值FB中的截止频率fa以下的宽范围的频带(f≤fa)通过,因此校正部62能够在更宽范围的频带校正指令VC,因此能够提高校正部62的校正的效果。像这样,根据本实施方式,通过根据产业机械12的运转状态来切换滤波器部44执行的滤波处理FR的频带,能够适当地执行校正部62的校正。
另外,在本实施方式中,处理器30基于针对电动机24的指令(PC、δP、VC、VC’、δV’、TC、VS)、反馈值FB(FBV、FBA)、或者产业机械12的动作程序OP,来判断运转状态是否发生了变化。例如,处理器30在指令或者反馈值变化超出阈值β或γ时,判断为运转状态发生了变化。
可替代地,处理器30在由动作程序OP规定的运转模式DM切换了时(具体地说,运转模式DM切换的时间点、从该时间点起经过了规定时间t1时、或者从该时间点起移动了规定距离d1时)判断为运转状态发生了变化。根据该结构,能够高精度地判断运转状态发生变化的定时。
另外,在本实施方式中,处理器30作为滤波器部44发挥功能,使用反馈值FB以及滤波系数αA、αB或αC来执行作为数字滤波处理的滤波处理FRA、FRB或FRC。然后,处理器30作为滤波器切换部46发挥功能,通过使滤波系数α在系数αA、αB以及αC之间切换,来使滤波处理FR的频带在第一频带[f>fa]与第二频带[f>fd]或[fd<f<fe及fa<f]之间切换。根据该结构,处理器30能够迅速且准确地切换滤波处理FR的频带。
另外,在本实施方式中,处理器30作为滤波器切换部46发挥功能,在步骤S5中将滤波处理FR的频带切换为第二频带之后,按照预先决定的条件CD,将该频带从第二频带切换为第一频带(步骤S6和S7)。
根据该结构,在产业机械12的运转状态发生了变化时,能够通过滤波处理FRB或FRC阻断噪声成分N2,另一方面,在满足条件CD后(即,噪声成分N2消失后)通过再次恢复为滤波处理FRA,能够去除高频噪声成分N1并提高校正部62的校正的效果。
此外,也可以从图8所示的流程中省略步骤S6、S7以及S9。例如,也可以是,在产业机械12的运转期间运转模式DM如表2所示那样从第一加工模式被切换为第二加工模式的情况下,处理器30在步骤S5之后不执行步骤S6、S7以及S9而进入步骤S8,在该步骤S8中判断为“否”的情况下,重复执行该步骤S8。在该情况下,处理器30持续地执行在步骤S5中切换后的滤波处理FRB或FRC直到在步骤S8中判断为“是”为止。
接着,参照图9说明电动机24的控制流程的其它例。在图9所示的控制装置14中,减法器54从速度指令生成部38所输出的速度指令VC减去来自传感器22的速度反馈值FBV后作为速度偏差δV进行输出。然后,转矩指令生成部40基于速度偏差δV来生成转矩指令TC。
另一方面,从传感器22获取到的速度反馈值FBV被输入到微分器68。微分器68对被输入的速度反馈值FBV进行时间微分,作为加速度反馈值FBA输出到滤波器部44。与上述的实施方式同样地,滤波器部44对加速度反馈值FBA选择性地执行滤波处理FRA、FRB或FRC
在该情况下,滤波器部44对加速度反馈值FBA执行的滤波处理FRA的截止频率fa、滤波处理FRB的截止频率fd、或者滤波处理FRC的截止频率fd、fe及fa也可以是与图3所示的方式(也就是针对速度反馈值FBV的滤波处理)相同的截止频率,或者也可以针对加速度反馈值FBA特别地决定为不同的截止频率。
滤波器部44对加速度反馈值FBA执行滤波处理FRA、FRB或FRC后输入到增益48。增益48通过对被输入的加速度反馈值FBA应用增益来生成加速度校正值CA,并输入到加法器60。加法器60通过将转矩指令生成部40所生成的转矩指令TC与加速度校正值CA相加,来生成校正转矩指令TC’。因此,增益48和加法器60构成基于反馈值FBA来校正转矩指令TC的校正部62。
在图9所示的方式中也同样,处理器30执行图8所示的流程,根据产业机械12的运转状态的变化将滤波器部44执行的滤波处理FR的频带从第一频带[f>fa]切换为第二频带[f>fd]或[fd<f<fe、fa<f]。
接着,参照图10说明电动机24的控制流程的又一其它例。在图10所示的方式中,与图3所示的方式同样地,来自传感器22的速度反馈值FBV被供给到滤波器部44A,在由滤波器部44A实施滤波处理FR之后,被供给到由增益48A和加法器60A构成的校正部62A。
另一方面,与图9所示的方式同样地,来自传感器22的速度反馈值FBV通过微分器68后被供给到滤波器部44B,在由滤波器部44B实施滤波处理FR之后,被供给到由增益48B和加法器60B构成的校正部62B。滤波器切换部46分别切换滤波器部44A及44B执行的滤波处理FR的频带。
在图10所示的方式中也同样,处理器30执行图8所示的流程,根据产业机械12的运转状态的变化将滤波器部44A及44B分别执行的滤波处理FR的频带从第一频带[f>fa]切换为第二频带[f>fd]或[fd<f<fe、fa<f]。
此外,滤波器部44A对速度反馈值FBV执行的滤波处理FR(FRA、FRB或FRC)的截止频率以及滤波器部44B对加速度反馈值FBA执行的滤波处理FR(FRA、FRB或FRC)的截止频率可以彼此相同,也可以不同。
例如,在滤波器部44A对反馈值FBV执行滤波处理FRA、滤波器部44B对反馈值FBA执行滤波处理FRA的情况下,滤波器部44A执行的滤波处理FRA的截止频率fa_A与滤波器部44B执行的滤波处理FRA的截止频率fa_B可以彼此相同,也可以不同。
另外,在滤波器部44A对反馈值FBV执行滤波处理FRB、滤波器部44B对反馈值FBA执行滤波处理FRB的情况下,滤波器部44A执行的滤波处理FRB的截止频率fd_A与滤波器部44B执行的滤波处理FRB的截止频率fd_B可以彼此相同,也可以不同。
另外,在滤波器部44A对反馈值FBV执行滤波处理FRC、滤波器部44B对反馈值FBA执行滤波处理FRC的情况下,滤波器部44A执行的滤波处理FRC的截止频率fd_A、fe_A及fa_A与滤波器部44B执行的滤波处理FRC的截止频率fd_B、fe_B及fa_B可以分别相同(fd_A=fd_B、fe_A=fe_B、fa_A=fa_B)、或者也可以分别不同(fd_A≠fd_B、fe_A≠fe_B、fa_A≠fa_B)。
另外,也可以是,处理器30在步骤S5中将滤波器部44A及44B的频带从第一频带切换为第二频带时,在滤波器部44A及44B之间使第二频带不同。例如,也可以是,在步骤S5中,处理器30将滤波器部44A执行的滤波处理FR从滤波处理FRA切换为滤波处理FRB(或FRC),另一方面,将滤波器部44B执行的滤波处理FR从滤波处理FRA切换为滤波处理FRC(或FRB)。
接着,参照图11说明电动机24的控制流程的又一其它例。在图11所示的方式中,与图9所示的实施方式同样地,从传感器22获取到的速度反馈值FBV通过微分器68、滤波器部44以及增益48后,作为加速度校正值CA被输出到加法器60。
另一方面,转矩指令生成部40具有比例增益70、积分增益72以及积分器74。比例增益70通过对从减法器54输出的速度偏差δV应用增益G2而设为转矩指令T1并输出到加法器76。另一方面,积分增益72通过对从减法器54输出的速度偏差δV应用增益G3而设为转矩指令T2并输出到加法器60。
加法器60通过将从积分增益72输出的转矩指令T2与从增益48输出的加速度校正值CA相加来生成校正转矩指令T2’。积分器74对校正转矩指令T2’进行积分后输出到加法器76。加法器76通过将从比例增益70输出的转矩指令T1与校正转矩指令T2’相加,来生成转矩指令TC并输出到电流控制部42。
在此,转矩指令T1及T2以及校正转矩指令T2’构成用于对电动机24的转矩进行控制的转矩指令TC,该转矩指令TC构成用于如上述那样使电动机24动作的指令。像这样,在本实施方式中,校正部62由增益48和加法器60构成,对在转矩指令生成部40中为了生成转矩指令TC而使用的信号(转矩指令T2)进行校正。
在本实施方式中也同样,处理器30执行图8所示的流程,根据产业机械12的运转状态的变化将滤波器部44执行的滤波处理FR的频带从第一频带[f>fa]切换为第二频带[f>fd]或[fd<f<fe、fa<f]。
此外,在本实施方式中,描述了校正部62对在转矩指令生成部40中为了生成指令TC而使用的信号T2进行校正的情况,但不限于此,也可以构成为对在速度指令生成部38或者电流控制部42中为了生成指令VC或VS而使用的信号进行校正。
接着,参照图12和图13说明其它实施方式所涉及的机械系统80。机械系统80具备产业机械82以及控制该产业机械82的控制装置14。在此,产业机械82与上述的产业机械12的不同点在于还具备传感器84。
传感器84是线性标尺或者位移传感器等,与被驱动体18(或工件W)相向配置。传感器84连续地(例如周期性地)检测被驱动体18(或工件W)的在轴线A的方向上的位置P(例如坐标),作为位置反馈值FBP2顺序发送到控制装置14的I/O接口34。
控制装置14的处理器30作为反馈获取部52发挥功能,通过I/O接口34从传感器84顺序获取位置反馈值FBP2。该位置反馈值FBP2是以时间序列表示被驱动体18的位置P的时间序列数据。
在图14中示出机械系统80中的电动机24的控制流程的一例。图14所示的控制流程在以下方面与图10不同。具体地说,从传感器84获取到的位置反馈值FBP2被输入到微分器86。微分器86对被输入的位置反馈值FBP2进行时间微分,作为速度反馈值FBV2输出到滤波器部44A和微分器68。
与图10所示的方式同样地,速度反馈值FBV2在由滤波器部44A实施滤波处理FR后被供给到由增益48A和加法器60A构成的校正部62A。另外,速度反馈值FBV2在由微分器68进行时间微分并由滤波器部44B实施滤波处理FR后被供给到由增益48B和加法器60B构成的校正部62B。
接着,参照图8说明机械系统80的处理器30执行的滤波控制流程。本实施方式所涉及的流程与上述的实施方式的不同之处在于步骤S4。在步骤S4中,处理器30基于产业机械82与工件W之间的距离L来判断产业机械82的运转状态是否发生了变化。
具体地说,处理器30在步骤S1开始后,基于从传感器84获取到的位置反馈值FBP2求出产业机械82与工件W之间的距离L。例如,处理器30将产业机械82的工具16的位置数据与位置反馈值FBP2一起获取。
然后,处理器30根据工具16的位置数据和位置反馈值FBP2求出工具16与工件W之间的距离L(图13)。像这样,在本实施方式中,处理器30作为基于反馈值FBP2求出距离L的距离获取部88(图12)发挥功能。
然后,处理器30在步骤S4中作为运转状态判断部66发挥功能,在距离L变小超出预先决定的阈值ε时判断为产业机械82的运转状态发生了变化(即,“是”)。在此,在距离L比预先决定的阈值ε小时,能够视为工具16与工件W抵接并开始加工。
然后,在步骤S5中,处理器30作为滤波器切换部46发挥功能,将滤波器部44A及44B各自执行的滤波处理FR的频带从第一频带[f>fa]切换为第二频带[f>fd]或[fd<f<fe、fa<f]。
如上面那样,在本实施方式中,处理器30基于距离L来判断产业机械82的运转状态是否发生了变化(具体地说,工具16与工件W是否抵接)。根据该结构,处理器30能够更高精度地判断产业机械82的运转状态发生变化的定时。而且,处理器30能够在运转状态发生变化的定时将滤波器部44A及44B中的滤波处理FR的频带切换为能够去除由该变化引起而产生的噪声N2的频带[f>fd]或[fd<f<fe、fa<f]。
接着,参照图15和图16说明又一其它实施方式所涉及的机械系统90。机械系统90具备产业机械92以及控制该产业机械92的控制装置14。产业机械92与上述的产业机械82的不同点在于具备传感器94。
传感器94是加速度传感器,设置于被驱动体18。传感器94连续地(例如周期性地)检测被驱动体18(或工件W)的加速度,并作为加速度反馈值FBA2顺序发送到控制装置14的I/O接口34。
控制装置14的处理器30作为反馈获取部52发挥功能,通过I/O接口34从传感器94顺序获取加速度反馈值FBA2。该加速度反馈值FBA2是以时间序列表示被驱动体18的加速度的振幅值的时间序列数据。
在图17中示出机械系统90中的针对电动机24的控制流程的一例。图17所示的控制流程与图9在以下方面不同。具体地说,从传感器94获取到的加速度反馈值FBA2被输入到滤波器部44。滤波器部44对加速度反馈值FBA2执行滤波处理FR后供给到由增益48和加法器60构成的校正部62。
在图17所示的方式中也同样,处理器30执行图8所示的流程,根据产业机械12的运转状态的变化将滤波器部44执行的滤波处理FR的频带从第一频带[f>fa]切换为第二频带[f>fd]或[fd<f<fe、fa<f]。
接着,参照图18和图19说明又一其它实施方式所涉及的机械系统100。机械系统100具备产业机械102以及控制该产业机械102的控制装置14。产业机械102是冲压机械。具体地说,产业机械102具有被驱动体18A及18B、第一移动机构108、第二移动机构110、以及传感器22A、22B、84及112。
被驱动体18B是冲压机械的模具垫(die cushion),设置为能够向轴线A的方向移动。工件(未图示)设置于被驱动体18B上。另一方面,被驱动体18A是冲压机械的滑动件,以能够向轴线A的方向移动的方式在被驱动体18B的上侧与被驱动体18B相向配置。
第一移动机构108具有电动机24A和曲轴机构114。电动机24A根据来自控制装置14的指令来对其输出轴24a进行旋转驱动。曲轴机构114将电动机24A的输出轴24a的旋转运动变换为被驱动体18A的在轴线A的方向上的往复运动。
第二移动机构110具有电动机24B、皮带轮116及118、皮带120、滚珠丝杠122以及直动部124。电动机24B根据来自控制装置14的指令来对其输出轴24a进行旋转驱动。皮带轮116固定设置于电动机24B的输出轴24a,在其外周面形成有齿部。皮带轮118固定设置于滚珠丝杠122的下端部,在其外周面形成有齿部。
在皮带120的内周面形成有齿部,皮带120以张紧状态设置在皮带轮116及118的外周面。在皮带轮116及118的外周面形成的齿部与在皮带120的内周面形成的齿部相互配合。由此,电动机24B的输出轴24a的旋转力经由皮带轮116及118以及皮带120传递到滚珠丝杠122,来使该滚珠丝杠122绕轴线A旋转。直动部124设置为能够向轴线A的方向移动,固定于被驱动体18B。
在直动部124的中央部固定设置有螺栓构件126,滚珠丝杠122与该螺栓构件126螺纹接合。随着电动机24B使滚珠丝杠122旋转,螺栓构件126进行往复运动,由此使被驱动体18B向轴线A的方向往复运动。
传感器22A是检测电动机24A的旋转位置的编码器(或者霍尔元件)等。与上述的传感器22同样地,传感器22A通过对检测出的电动机24A的旋转位置进行时间微分来检测电动机24A的旋转速度V,并作为速度反馈值FBV顺序供给到控制装置14。
同样地,传感器22B是检测电动机24B的旋转位置的编码器(或者霍尔元件)等,与上述的传感器22同样地,传感器22B通过对检测出的电动机24B的旋转位置进行时间微分来检测电动机24B的旋转速度V,并作为速度反馈值FBV顺序供给到控制装置14。
传感器84是线性标尺或者位移传感器等,与被驱动体18A相向配置。传感器84连续地(例如周期性地)检测被驱动体18A的在轴线A的方向上的位置P(例如坐标),并作为位置反馈值FBP2顺序发送到控制装置14的I/O接口34。
传感器112是力传感器或者压力传感器,检测被驱动体18B对被驱动体18A施加的力F3。此外,在本文中,力F3不仅指力(单位:N),有时还指压力(单位:N/m2、Pa)。在本实施方式中,传感器112内置于被驱动体18B。传感器112连续地(例如周期性地)检测被驱动体18B产生的力F3,并作为力反馈值FBF顺序发送到控制装置14的I/O接口34。
处理器30作为反馈获取部52发挥功能,通过I/O接口34顺序获取速度反馈值FBV、位置反馈值FBP2以及力反馈值FBF。处理器30独立地控制电动机24A及24B,使被驱动体18A向下方移动来将设置于被驱动体18B上的工件夹在被驱动体18A与该被驱动体18B之间,之后,使被驱动体18A及18B彼此同步地向下方移动,来通过模具(未图示)对该工件进行冲压加工。
在图20中示出针对电动机24B的控制流程的一例。在将工件夹在被驱动体18A与18B之间的同时使该被驱动体18A及18B向下方移动时,处理器30基于从传感器112获取到的力反馈值FBF来执行将力F3维持为预先决定的目标值Fα的力控制。
具体地说,处理器30生成力指令FC(=目标值Fα)。然后,处理器30通过减法器(未图示)从该力指令值FC减去从传感器112获取到的力反馈值FBF,作为力偏差δF输出到速度指令生成部38。由此,电动机24B将力F3维持为目标值Fα并使被驱动体18B与被驱动体18A同步地向下方移动。
另一方面,从传感器84获取到的位置反馈值FBP2被输入到微分器86,通过该微分器86进行时间微分,作为速度反馈值FBV2被输出到滤波器部44。滤波器部44对速度反馈值FBV2执行滤波处理FR后供给到由增益48和加法器60构成的校正部62。校正部62用速度校正值CV对速度指令生成部38所生成的速度指令VC进行校正。在本实施方式中,校正部62构成为进行用于使由被驱动体18A的动作引起的上述的力偏差δF降低的校正。
接着,参照图8说明机械系统100中的滤波控制流程。在图8所示的流程开始后,与上述的实施方式同样地,机械系统100的处理器30在步骤S1中开始获取反馈值FB(速度反馈值FBV、位置反馈值FBP2以及力反馈值FBF)。然后,与上述的实施方式同样地,处理器30在步骤S2中开始由滤波器部44进行滤波处理FRA,在步骤S3中开始由校正部62进行指令VC的校正。
在步骤S4中,处理器30判断产业机械12的运转状态是否发生了变化。作为一例,处理器30在反馈值FB(例如力反馈值FBF、电流反馈值FBI或者负荷转矩FBτ)变化超出预先决定的阈值γ时判断为“是”。作为其它例,处理器30在针对电动机24B的指令(例如转矩指令TC或者电压信号VS)变化超出阈值β时,判断为产业机械12的运转状态发生了变化(即,“是”)。
作为又一其它例,处理器30作为距离获取部88发挥功能,基于从传感器84获取到的位置反馈值FBP2求出产业机械102与工件之间的距离L。具体地说,处理器30根据位置反馈值FBP2和被驱动体18B的位置数据,求出被驱动体18A与工件(或者被驱动体18B)之间的距离L。然后,处理器30在距离L变小超出预先决定的阈值ε时判断为“是”。
然后,在步骤S5中,处理器30将滤波处理FR的频带从第一频带[f>fa]切换为第二频带[f>fd]或[fd<f<fe、fa<f]。在此,图20所示的滤波器部44执行的滤波处理FRA的截止频率fa、滤波处理FRB的截止频率fd、或者滤波处理FRC的截止频率fd、fe及fa也可以是与图3或者图9所示的方式相同的截止频率,或者也可以针对机械系统100特别地决定为不同的截止频率。
之后,与上述的实施方式同样地,处理器30顺序执行步骤S6~S9。像这样,在机械系统100中也同样,在产业机械12的运转状态发生了变化时,也能够通过滤波处理FRB或FRC来阻断反馈值FBV2中的噪声成分N2。此外,应当理解,作为电动机24A或24B的控制流程,能够应用如图3、图9、图10、图11、图14、或者图17所示的控制流程。
在上述的实施方式中,也可以是,滤波器切换部46在切换滤波处理FR的频带时,基于针对电动机24、24A、24B的指令PC、δP、VC、VC’、δV’、TC、VS、或者来自传感器22、22A、22B、84、94、112的反馈值FB,来决定滤波处理FRB的频带[f>fd]、或者滤波处理FRC的频带[fd<f<fe、fa<f]。
例如,也可以是,处理器30生成表示针对电动机的指令或来自传感器的反馈值FB与噪声成分N2的频率特性之间的相关性的学习模型LM,基于该指令或该反馈值FB、以及该学习模型LM来决定滤波处理FR的频带。
下面,说明学习模型LM的学习方法的例子。处理器30重复尝试进行产业机械12的运转以使产业机械12的运转状态发生变化,获取此时所获取到的指令或反馈值FB的时间变化特性或频率特性以及反馈值FB中所产生的噪声成分N2的频率特性(频带)作为学习数据集DS。
然后,处理器30使用学习数据集DS执行例如监督学习,由此生成表示指令或反馈值与噪声成分N2的频率特性之间的相关性的学习模型LM。处理器30每当重复尝试进行产业机械12的运转时,就执行获取学习数据集DS来更新学习模型LM的学习循环。由此,能够引导学习模型LM得到最优解。
然后,处理器30在上述的步骤S5中将在运转状态发生了变化时获取到的指令或反馈值输入到学习模型LM。于是,学习模型LM输出与运转状态变化时的指令或反馈值具有相关性的噪声成分N2的频率特性。处理器30能够将滤波处理FRB、FRC的频带(即,截止频率fd、fe)决定为包含所输出的噪声成分N2的频带。通过这样,处理器30能够基于针对电动机的指令或者来自传感器的反馈值FB来决定滤波处理FR的频带。
此外,图4、图6以及图7所示的滤波处理FRA、FRB以及FRC的频率特性是一例,也可以构成为与要阻断的噪声成分相应地具有任意的频率特性。另外,上述的产业机械12也可以具备使被驱动体18向多个方向移动的多个移动机构。在该情况下,处理器30也可以针对每个移动机构的电动机执行上述的滤波控制流程。另外,也可以从上述的实施方式中删除位置指令生成部36。在该情况下,也可以是,位置指令生成部36设置于上位控制器,处理器30从该上位控制器接收位置指令PC。
另外,在上述的实施方式中,描述了下面的情况:在图8的步骤S4中,处理器30(运转状态判断部66)基于针对电动机24的指令(PC、δP、VC、VC’、δV’、TC、VS)、反馈值FB(FBV、FBA)、或者产业机械12的动作程序OP来判断产业机械12的运转状态是否发生了变化。
然而,不限于此,也可以是,处理器30例如估计运转状态发生变化(例如产业机械12与工件抵接)的时间tV,在步骤S4中,在自运转开始起的经过时间达到该时间tV时判断为“是”。该时间tV例如能够根据动作程序进行估计。
另外,在上述的实施方式中,描述了滤波器部44构成为数字滤波器的情况。然而,滤波器部44也可以由模拟滤波器构成。例如滤波器部44也可以具有能够执行滤波处理FRA的模拟滤波器部44α、以及能够执行滤波处理FRB的模拟滤波器部44β或能够执行滤波处理FRC的模拟滤波器部44γ。
而且,处理器30也可以通过在模拟滤波器部44α与模拟滤波器部44β或44γ之间切换,来切换滤波处理FR的频带。上面通过实施方式说明了本公开,但是上述的实施方式并非用于限定权利要求书所涉及的发明。
附图标记说明
10、80、90、100:机械系统;12、82、92、102:产业机械;14:控制装置;22、22A、22B、84、112:传感器;24、24A、24B:电动机;30:处理器;44、44A、44B、44α、44β、44γ:滤波器部;46:滤波器切换部;62、62A、62B:校正部;66:运转状态判断部;88:距离获取部。

Claims (12)

1.一种控制装置,用于控制产业机械的电动机,所述控制装置具备:
反馈获取部,其从通过所述电动机的动作而运转的所述产业机械获取反馈值;
校正部,其基于所述反馈值来校正用于使所述电动机动作的指令;
滤波器部,其对向所述校正部供给的所述反馈值进行使规定的频带的值降低的滤波处理;
运转状态判断部,其判断所述产业机械的运转状态是否发生了变化;以及
滤波器切换部,其在由所述运转状态判断部判断为所述运转状态发生了变化时,将所述滤波器部执行的所述滤波处理的所述频带从第一频带切换为第二频带。
2.根据权利要求1所述的控制装置,其中,
所述运转状态判断部基于所述指令、所述反馈值、或者所述产业机械的动作程序来判断所述运转状态是否发生了变化。
3.根据权利要求2所述的控制装置,其中,
所述运转状态判断部在所述指令或者所述反馈值变化超出规定的阈值时,判断为所述运转状态发生了变化。
4.根据权利要求3所述的控制装置,其中,
所述指令包含针对所述电动机的转矩指令,
所述运转状态判断部在所述转矩指令变大超出所述阈值时,判断为所述运转状态发生了变化。
5.根据权利要求2所述的控制装置,其中,
还具备距离获取部,该距离获取部基于所述反馈值求出所述产业机械与工件之间的距离,
所述运转状态判断部在所述距离变小超出规定的阈值时,判断为所述运转状态发生了变化。
6.根据权利要求2所述的控制装置,其中,
所述运转状态判断部在由所述动作程序规定的所述产业机械的运转模式切换了时,判断为所述运转状态发生了变化。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的控制装置,其中,
所述滤波器部使用所述反馈值和规定的滤波系数来执行所述滤波处理,
所述滤波器切换部通过从与所述第一频带对应的第一所述滤波系数切换为与所述第二频带对应的第二所述滤波系数,来从所述第一频带切换为所述第二频带。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的控制装置,其中,
所述滤波器切换部分阶段地从所述第一频带向所述第二频带进行切换,或者以使所述频带随时间连续地变化的方式从所述第一频带向所述第二频带进行切换。
9.根据权利要求1~8中的任一项所述的控制装置,其中,
所述第二频带包含比所述第一频带低的频带。
10.根据权利要求1~9中的任一项所述的控制装置,其中,
所述滤波器切换部在切换所述滤波处理的所述频带之后,按照预先决定的条件将该频带从所述第二频带切换为所述第一频带。
11.一种机械系统,具备:
根据权利要求1~10中的任一项所述的控制装置;以及
所述产业机械,其具有所述电动机和获取所述反馈值并供给至所述控制装置的传感器。
12.一种方法,用于控制产业机械的电动机,其中,
从通过所述电动机的动作而运转的所述产业机械获取反馈值;
基于所述反馈值来校正用于使所述电动机动作的指令;
对用于所述校正的所述反馈值执行使规定的频带的值降低的滤波处理;
判断所述产业机械的运转状态是否发生了变化;以及
在判断为所述运转状态发生了变化时,将执行的所述滤波处理的所述频带从第一频带切换为第二频带。
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