DE102017111546A1

DE102017111546A1 - Motorsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102017111546A1
Application number: DE102017111546.3A
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Nakamura; Satoshi Ikai
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-06-02
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2037-05-27
Also published as: JP6363653B2; CN107465378A; CN107465378B; US20170351247A1; JP2017217654A; US10216173B2; DE102017111546B4

Abstract

Ein Motor, der als Antriebsquelle für eine Bearbeitungsvorrichtung dient, die ein plastisch verformbares Werkstück bearbeitet, wird mit hoher Präzision gesteuert. Es ist eine Motorsteuervorrichtung (1) bereitgestellt, enthaltend: eine Kraftbefehlseinheit (11), die eine Kraft angibt, die auf ein Werkstück auszuüben ist, das von einer Bearbeitungsvorrichtung bearbeitet werden soll, mit einem Motor (2) als Antriebsquelle; eine Kraftdetektionseinheit (12), die die Kraft detektiert, die auf das Werkstück ausgeübt wird; eine Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit (13), die einen Geschwindigkeitsbefehl auf der Basis der angegebenen Kraft und der detektierten Kraft berechnet; eine Drehmomentbefehlsberechnungseinheit (14), die einen Drehmomentbefehl auf der Basis des Geschwindigkeitsbefehls und einer Geschwindigkeit des Motors (2) berechnet; eine Motorsteuereinheit (15), die den Motor (2) auf der Basis des Drehmomentbefehls steuert; eine Ermittlungseinheit (17), die den Bearbeitungszustand des Werkstücks auf der Basis der detektierten Kraft ermittelt, und eine Verstärkungsänderungseinheit (18), die einzeln zumindest eine Verstärkung, die in der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit (13) und der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit (14) bereitgestellt ist, in Übereinstimmung mit dem ermittelten Bearbeitungszustand ändert.

Description

{Technisches Gebiet}
Die vorliegende Erfindung betrifft Motorsteuervorrichtungen, die zum Steuern von Motoren geeignet sind, die in Bearbeitungsvorrichtungen bereitgestellt sind.
{Allgemeiner Stand der Technik}
Bei einer Bearbeitung, wie Press- oder Spritzformen, muss ein Motor gesteuert werden, wobei sowohl ein Betrieb (d. h. Pressbetrieb) zum Steuern der Kraft (des Drucks), die (bzw. der) auf ein Werkstück ausgeübt wird, als auch ein Positionierungsbetrieb (d. h. eine Positionssteuerung) in einem kontaktlosen Zustand erreicht werden. Unter der Annahme, dass das Werkstück eine lineare Federkennlinie hat, kann der Druck auf dem Werkstück durch Steuern des Druckausmaßes vom Kontaktpunkt während der Bearbeitung gesteuert werden.
Normalerweise haben Motorsteuervorrichtungen eine Geschwindigkeitskontrollschleife und eine Positionskontrollschleife. Patentliteratur 1 offenbart ein Eingliedern einer Pressschleife, die das Pressausmaß steuert, als Alternative zur Positionssteuerschleife, um dadurch sowohl eine Positionssteuerung als auch Drucksteuerung zu erreichen.
Zum Erreichen einer stabilen Formungsqualität des Werkstücks durch Steuern der Kraft, wie von einem Anwender angegeben, ist bevorzugt, die Verstärkung einer
Kraftsteuerung innerhalb eines stabilen Bereichs zu erhöhen. Dieser Bereich wird in Übereinstimmung mit den Eigenschaften des Werkstücks eingestellt und ist festgesetzt, falls das Werkstück eine lineare Federkennlinie hat, ist aber variabel, falls das Werkstück eine nicht lineare Federkennlinie hat. Daher ist in solchen Fällen wünschenswert, dass die Verstärkung in Übereinstimmung mit zum Beispiel dem Pressausmaß geändert wird.
Patentliteratur 2 offenbart eine Änderung der Verstärkung auf der Basis einer Federkonstante eines hohen Werts, der aus einem Kraftbefehlswert oder einem Kraftdetektionswert in Bezug auf ein Werkstück mit nicht linearer Federkennlinie ermittelt wird.
{Liste der Zitate}
{Patentliteratur}
{PTL 1}

Die Veröffentlichung des Japanischen Patents Nr. 4015139

{PTL 2}

Die Veröffentlichung des Japanischen Patents Nr. 4112571

{Kurzdarstellung der Erfindung}
{Technisches Problem}
Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2 sind jedoch beide für eine Bearbeitung elastisch verformbarer Werkstücke bestimmt, das heißt Werkstücke, die ihren ursprünglichen Zustand wieder einnehmen, wenn die Kraft an ihnen aufgehoben wird, sind aber nicht für eine Bearbeitung plastisch verformbarer Werkstücke bestimmt. Der Grund ist, dass eine Bearbeitung plastisch verformbarer Werkstücke nach dem Stand der Technik nicht in Betracht gezogen wird, da das Ausmaß einer Änderung, die durch ein Biegen der gesamten Bearbeitungsvorrichtung verursacht wird, das Ausmaß einer Änderung übersteigt, die durch die plastische Verformung bei der Bearbeitung, wie Press- oder Spritzformen, verursacht wird.
Beim Nieten, das unter Verwendung von Nietvorrichtungen für Luftfahrtanwendungen durchgeführt wird, ist das Ausmaß einer Änderung, die durch plastische Verformung einer Niete verursacht wird, größer als das Ausmaß einer Änderung, die durch Biegen der gesamten Bearbeitungsvorrichtung verursacht wird. Wenn daher die Verstärkung eingestellt wird, um einen optimalen Zustand beim Zusammenpressen der Niete zu erreichen, wird die Verstärkung übermäßig, wenn sich die Bearbeitungsvorrichtung von der Niete wegbewegt, wodurch ein Unterschreiten eintritt, wenn die Kraft unter den Kraftbefehl fällt. Wenn im Gegensatz dazu die Verstärkung eingestellt ist, um einen optimalen Zustand zu erreichen, wenn sich die Bearbeitungsvorrichtung von der Niete wegbewegt, wird die Verstärkung beim Zusammenpressen der Niete unzureichend. Dies ist im Sinne einer verzögerten Nachverfolgbarkeit in Bezug auf den Kraftbefehl problematisch.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Umstände gemacht und eine Aufgabe ist die Bereitstellung einer Motorsteuervorrichtung, die mit hoher Präzision einen Motor steuern kann, der als Antriebsquelle für eine Bearbeitungsvorrichtung dient, die ein plastisch verformbares Werkstück bearbeitet.
{Problemlösung]
Zur Lösung der obengenannten Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen bereit.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Motorsteuervorrichtung bereit, die eine Kraftbefehlseinheit enthält, die eine Kraft angibt, die auf ein Werkstück auszuüben ist, das von einer Bearbeitungsvorrichtung bearbeitet werden soll, enthaltend einen Motor als Antriebsquelle, eine Kraftdetektionseinheit, die die Kraft detektiert, die auf das Werkstück ausgeübt wird, eine Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit, die einen Geschwindigkeitsbefehl auf der Basis der angegebenen Kraft und der detektierten Kraft berechnet, eine Drehmomentbefehlsberechnungseinheit, die einen Drehmomentbefehl auf der Basis des Geschwindigkeitsbefehls und einer Geschwindigkeit des Motors berechnet, eine Motorsteuereinheit, die den Motor auf der Basis des Drehmomentbefehls steuert, eine Ermittlungseinheit, die den Zustand einer plastischen Verformung des Werkstücks ermittelt, und eine Verstärkungsänderungseinheit, die einzeln zumindest eine Verstärkung, die in der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit und der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit bereitgestellt ist, in Übereinstimmung mit dem ermittelten Zustand ändert.
In der Motorsteuervorrichtung gemäß diesem Aspekt berechnet die Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit den Geschwindigkeitsbefehl auf der Basis der Kraft, die durch die Kraftbefehlseinheit angegeben ist, und der Kraft, die von der Kraftdetektionseinheit zurückgemeldet wird. Dann berechnet die Drehmomentbefehlsberechnungseinheit den Drehmomentbefehl auf der Basis des berechneten Geschwindigkeitsbefehls und der Motorgeschwindigkeit, die vom Motor zurückgemeldet wird, und die Motorsteuereinheit steuert den Elektrostrom des Motors auf der Basis dieses Drehmomentbefehls. Ferner ermittelt die Ermittlungseinheit den Zustand der plastischen Verformung des Werkstücks und die Verstärkungsänderungseinheit ändert zumindest eine der Verstärkungen, die in der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit und der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit bereitgestellt sind, in Übereinstimmung mit diesem Zustand.
Daher wird die Verstärkung angemessen in Übereinstimmung mit dem Zustand der plastischen Verformung des Werkstücks geändert, sodass der Motor mit hoher Präzision gesteuert werden kann. Infolgedessen kann die Bearbeitungsqualität des Werkstücks verbessert werden.
In der Motorsteuervorrichtung gemäß dem obengenannten Aspekt kann jede Verstärkung zumindest eine proportionale Verstärkung oder eine integrale Verstärkung sein und die Verstärkungsänderungseinheit kann imstande sein, die Verstärkungen unabhängig zu ändern.
Daher können das Ansprechvermögen auf die Kraft und die asymptotische Kennlinie relativ zum Kraftbefehl einzeln gestaltet werden.
In der Motorsteuervorrichtung gemäß dem obengenannten Aspekt kann die Ermittlungseinheit den Zustand einer plastischen Verformung in Übereinstimmung damit ermitteln, ob ein Eingangssignal ein positives Vorzeichen oder ein negatives Vorzeichen hat.
In dieser Konfiguration kann die Motorsteuervorrichtung gemäß dem obengenannten Aspekt ferner eine Kraft-Variationsberechnungseinheit enthalten, die eine Kraftvariation aus der detektierten Kraft berechnet. Das Eingangssignal kann die Kraftvariation sein.
Die Motorsteuervorrichtung gemäß dem obengenannten Aspekt kann ferner eine Kraftbefehl-Variationsberechnungseinheit enthalten, die eine Kraftbefehl-Variation, die ein Ausmaß einer Änderung in der Kraft ist, aus der angegebenen Kraft berechnet. Das Eingangssignal kann die Kraftbefehl-Variation sein. Die Motorsteuervorrichtung gemäß dem obengenannten Aspekt kann ferner eine Subtraktionseinheit enthalten, die eine Abweichung zwischen der angegebenen Kraft und der detektierten Kraft berechnet. Das Eingangssignal kann die Abweichung sein.
In der Motorsteuervorrichtung gemäß dem obengenannten Aspekt kann das Eingangssignal der Geschwindigkeitsbefehl sein.
{Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung}
Die vorliegende Erfindung ist dahingehend vorteilhaft, dass ein Motor, der als Antriebsquelle für eine Bearbeitungsvorrichtung dient, die ein plastisch verformbares Werkstück bearbeitet, mit hoher Präzision gesteuert werden kann.
{Kurze Beschreibung der Zeichnungen}
1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch die Konfiguration eines Motorsteuersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 zeigt das Verhältnis zwischen dem Pressausmaß und der Kraft, die auf ein plastisch verformbares Werkstück ausgeübt wird.
3 ist ein Blockdiagramm, das schematisch die Konfiguration einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zeigt, der in der Motorsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
5 ist ein Blockdiagramm, das schematisch die Konfiguration einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zeigt, der in der Motorsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
7 ist ein Blockdiagramm, das schematisch die Konfiguration einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zeigt, der in der Motorsteuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
9 ist ein Blockdiagramm, das schematisch die Konfiguration einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zeigt, der in der Motorsteuervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
{Beschreibung von Ausführungsformen}
In der Folge wird ein Motorsteuersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, enthält das Motorsteuersystem gemäß dieser Ausführungsform eine Motorsteuervorrichtung 1 und einen Motor 2. Die Motorsteuervorrichtung 1 ist zum Steuern des Motors 2 in Übereinstimmung mit einer Motorgeschwindigkeit konfiguriert, die von einem Geschwindigkeitsdetektor 21 detektiert wird, der im Motor 2 bereitgestellt ist.
Zum Beispiel ist das Motorsteuersystem gemäß dieser Ausführungsform in einer Bearbeitungsvorrichtung eingegliedert, wie einer Nietvorrichtung.
Normalerweise führt eine Bearbeitungsvorrichtung wie eine Nietvorrichtung die folgenden Schritte der Reihe nach aus:
Schritt 1 zum Annähern an ein Werkstück, um eine Kraft (einen Druck) auf das Werkstück aus einem kontaktlosen Zustand auszuüben;
Schritt 2 zum Kontaktieren des Werkstücks;
Schritt 3 zum Erhöhen des Druckausmaßes und der Kraft (des Drucks), die (der) auf das Werkstück ausgeübt wird;
Schritt 4 zum Steuern der Kraft (des Drucks) über einen gewünschten Zeitraum;
Schritt 5 zum Senken des Druckausmaßes und der Kraft (des Drucks), die (der) auf das Werkstück ausgeübt wird; und
Schritt 6 zum Wegbewegen von dem Werkstück. Falls die Bearbeitungsvorrichtung eine Nietvorrichtung ist, ist das Werkstück eine Niete.
Falls das Werkstück plastisch verformbar ist, wie eine Niete, variiert die Federkonstante k, wenn das Werkstück als eine Feder angesehen wird, zwischen einer Erhöhung der Kraft in Schritt 3 und einer Senkung der Kraft in Schritt 5. Wie in 2 dargestellt, nimmt die Kraft allmählich relativ zu dem Pressausmaß x in Schritt 3, zu, während die Kraft F aufgrund einer plastischen Verformung des Werkstücks rasch relativ zu dem Pressausmaß x in Schritt 5 abnimmt. Mit anderen Worten, der Gradient, das heißt, die Federkonstante k, ist in Schritt 3 klein, während der Gradient, das heißt, die Federkonstante k, ist in Schritt 5 groß ist. Daher ist in Bezug auf ein plastisch verformbares Werkstück bevorzugt, die Verstärkung in Übereinstimmung mit den Schritten (d. h. den Bearbeitungsstufen), oder mit anderen Worten, dem Zustand der plastischen Verformung des Werkstücks zu ändern.
{Erste Ausführungsform}
In der Folge wird eine Motorsteuervorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in dem oben beschriebenen Motorsteuersystem enthalten ist, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 3 dargestellt ist, enthält die Motorsteuervorrichtung 1 als Funktionsblöcke eine Kraftbefehlseinheit 11, eine Kraftdetektionseinheit 12, eine Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13, eine Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14, eine Motorsteuereinheit 15, eine Kraft-Variationsberechnungseinheit 16, eine Ermittlungseinheit 17 und eine Verstärkungsänderungseinheit 18.
Ferner enthält die Motorsteuervorrichtung 1 einen Prozessor (nicht dargestellt) und Speichereinheiten, wie einen Nur-Lese-Speicher (ROM) und einen Direktzugriffsspeicher(RAM), und der Prozessor ist konfiguriert, die entsprechenden Funktionen auszuführen.
Wie in 3 dargestellt, ist die Kraftbefehlseinheit 11 mit der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 verbunden. Die Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 ist mit der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 verbunden. Die Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 ist mit der Motorsteuereinheit 15 verbunden. Die Motorsteuereinheit 15 ist mit dem Motor 2 verbunden. Der Motor 2 ist mit der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 verbunden. Die Kraftdetektionseinheit 12 ist mit der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 und der Kraft-Variationsberechnungseinheit 16 verbunden. Die Kraft-Variationsberechnungseinheit 16 ist mit der Ermittlungseinheit 17 verbunden. Die Ermittlungseinheit 17 ist mit der Verstärkungsänderungseinheit 18 verbunden. Die Verstärkungsänderungseinheit 18 ist mit einer proportionalen Verstärkung K_P1 und einer integralen Verstärkung K_I1 der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 und mit einer proportionalen Verstärkung K_P2 und einer integralen Verstärkung K_I2 der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 verbunden.
Die Kraftbefehlseinheit 11 ist konfiguriert, einen Kraftbefehl zu generieren, der ein Sollwert einer Kraft ist, die auf das Werkstück ausgeübt wird.
Die Kraftdetektionseinheit 12 besteht zum Beispiel aus einem Drucksensor, der an der Bearbeitungsvorrichtung befestigt ist, zum Detektieren der Kraft, die auf das Werkstück ausgeübt wird.
Die Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 hat die proportionale Verstärkung K_P1 und die integrale Verstärkung K_I1 und ist konfiguriert, einen Geschwindigkeitsbefehl aus dem Kraftbefehl, der durch die Kraftbefehlseinheit 11 generiert wird, der Kraft, die von der Kraftdetektionseinheit 12 zurückgemeldet wird, und der proportionalen Verstärkung K_P1 und der integralen Verstärkung K_I1 zu berechnen. Die proportionale Verstärkung K_P1 und die integrale Verstärkung K_I1 sind so konfiguriert, dass sie unabhängig von der Verstärkungsänderungseinheit 18 geändert werden können. Alternativ kann der Geschwindigkeitsbefehl durch Ausführen einer Proportional-Integral-(PI-)Steuerung unter Verwendung der proportionalen Verstärkung K_P1 und der integralen Verstärkung K_I1 berechnet werden.
Die Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 hat die proportionale Verstärkung K_P2 und die integrale Verstärkung K_I2 und ist konfiguriert, einen Drehmomentbefehl aus dem Geschwindigkeitsbefehl, der von der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 berechnet wird, der Motorgeschwindigkeit, die vom Motor 2 zurückgemeldet wird, und der proportionalen Verstärkung K_P2 und integralen Verstärkung K_I2 zu berechnen. Die proportionale Verstärkung K_P2 und die integrale Verstärkung K_I2 sind konfiguriert, unabhängig durch die Verstärkungsänderungseinheit 18 änderbar zu sein. Alternativ kann der Drehmomentbefehl durch Durchführen einer Proportional-Integral-(PI-)Steuerung unter Verwendung der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 berechnet werden.
Die Motorsteuereinheit 15 ist konfiguriert, eine Elektrostromsteuerung an dem Motor 2 auf der Basis des Drehmomentbefehls auszuführen, der von der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 berechnet wird.
Die Kraft-Variationsberechnungseinheit 16 ist konfiguriert, eine Kraftvariation zu berechnen, die ein Änderungsausmaß in der Kraft, die von der Kraftdetektionseinheit 12 detektiert wird, pro Zeiteinheit (Steuerzyklus) ist.
Die Ermittlungseinheit 17 ist konfiguriert, die Bearbeitungsstufe des Werkstücks auf der Basis der Kraftvariation zu ermitteln, die von der Kraft-Variationsberechnungseinheit 16 berechnet wird. Im Speziellen ermittelt die Ermittlungseinheit 17, falls die Kraftvariation größer Null ist, das heißt falls deren Vorzeichen positiv ist, dass die Kraft, die auf das Werkstück ausgeübt wird, zunimmt und dass sich das Werkstück in einer Bearbeitungsstufe befindet, in der die Federkonstante k klein ist. Falls die Kraftvariation kleiner Null ist, das heißt in einem Fall, dass deren Vorzeichen negativ ist, ermittelt die Ermittlungseinheit 17 dass die Kraft, die auf das Werkstück ausgeübt wird, abnimmt und dass sich das Werkstück in einer Bearbeitungsstufe befindet, in der die Federkonstante k groß ist. Mit anderen Worten, die Ermittlungseinheit 17 ermittelt den Zustand der plastischen Verformung des Werkstücks abhängig davon, ob das Vorzeichen positiv oder negativ ist.
Die Verstärkungsänderungseinheit 18 ist imstande, die proportionale Verstärkung K_P1 und die integrale Verstärkung K_I1 der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 und die proportionale Verstärkung K_P2 und die integrale Verstärkung K_I2 der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 auf der Basis des Zustands, der durch die Ermittlungseinheit 17 ermittelt wird, unabhängig zu ändern. Im Speziellen wird, falls ermittelt wird, dass die Federkonstante k klein ist, mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 hoch eingestellt. Falls ermittelt wird, dass die Federkonstante k groß ist, wird mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 nieder eingestellt. Insbesondere ist es notwendig, die integrale Verstärkung K_I1 und die integrale Verstärkung K_I2 zu senken, um das Auftreten einer Unterschreitung zu verhindern, wo die Kraft, die auf das Werkstück ausgeübt wird, signifikant unter den Kraftbefehl fällt.
Da die proportionale Verstärkung K_P1, die proportionale Verstärkung K_P2, die integrale Verstärkung K_I1 und die integrale Verstärkung K_I2 unabhängig geändert werden können, können das Ansprechvermögen auf die Kraft und die asymptotische Eigenschaft relativ zum Kraftbefehl individuell gestaltet werden.
Anschließend wird der Betrieb der Motorsteuervorrichtung 1 mit der oben beschriebenen Konfiguration unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben. 4 zeigt einen Prozess, der in einem Steuerzyklus von dem Prozessor (nicht dargestellt) ausgeführt wird, der in der Motorsteuervorrichtung 1 bereitgestellt ist.
Zunächst generiert die Kraftbefehlseinheit 11 einen Kraftbefehl, der ein Sollwert einer Kraft ist, die auf ein Werkstück ausgeübt werden soll (Schritt SA1 in 4). Ferner detektiert die Kraftdetektionseinheit 12 die Kraft, die auf das Werkstück ausgeübt wird (Schritt SA2 in 4). Dann berechnet die Kraft-Variationsberechnungseinheit 16 eine Variation relativ zu der Kraft, die auf das Werkstück im vorangehenden Steuerzyklus ausgeübt wird (Schritt SA3 in 4). Anschließend ermittelt die Ermittlungseinheit 17, ob das Vorzeichen der Kraftvariation positiv oder negativ ist (Schritt SA4 in 4). Falls das Vorzeichen positiv ist, stellt die Verstärkungsänderungseinheit 18 mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 hoch ein. Falls das Vorzeichen negativ ist, stellt die Verstärkungsänderungseinheit 18 mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 nieder ein (Schritt SA5 in 4).
Falls die Kraftvariation Null ist, kann die Verstärkungsänderungseinheit 18 mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 hoch einstellen oder kann mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 nieder einstellen. Zum Beispiel kann die unmittelbar vorangehende Verstärkung beibehalten werden.
Anschließend berechnet die Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 einen Geschwindigkeitsbefehl durch Multiplizieren der Verstärkung mit einer Abweichung zwischen dem Kraftbefehl, der von der Kraftbefehlseinheit 11 generiert wird, und der Kraft, die von der Kraftdetektionseinheit 12 detektiert wird (Schritt SA6 in 4). Dann berechnet die Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 einen Drehmomentbefehl durch Multiplizieren der Verstärkung mit einer Abweichung zwischen dem Geschwindigkeitsbefehl, der durch die Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 berechnet wird, und der Motorgeschwindigkeit, die vom Motor 2 zurückgemeldet wird (Schritt SA7 in 4).
Dann führt die Motorsteuereinheit 15 eine Motorsteuerung auf der Basis des Drehmomentbefehls, der von der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 berechnet wird, und einem Elektrostromwert, der vom Motor 2 zurückgemeldet wird, aus (Schritt SA8 in 4).
Wenn daher ein plastisch verformbares Werkstück bearbeitet wird, wird eine Verstärkungseinstellung auf der Basis einer Kraftvariation bei jedem Steuerzyklus in Übereinstimmung mit der Bearbeitungsstufe ausgeführt, sodass der Motor mit hoher Präzision gesteuert werden kann. Infolgedessen kann die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks verbessert werden.
{Zweite Ausführungsform}
In der Folge wird eine Motorsteuervorrichtung 3 gemäß einer zweiten Ausführungsform, die in dem oben beschriebenen Motorsteuersystem enthalten ist, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 5 dargestellt ist, enthält die Motorsteuervorrichtung 3 als Funktionsblöcke eine Kraftbefehlseinheit 11, eine Kraftdetektionseinheit 12, eine Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13, eine Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14, eine Motorsteuereinheit 15, eine Verstärkungsänderungseinheit 18, eine Kraftbefehls-Variationsberechnungseinheit 31 und eine Ermittlungseinheit 32.
Ferner enthält die Motorsteuervorrichtung 3 einen Prozessor (nicht dargestellt) und Speichereinheiten, wie einen ROM und einen RAM, und der Prozessor ist konfiguriert, die entsprechenden Funktionen auszuführen.
Wie in 5 dargestellt, ist die Kraftbefehlseinheit 11 mit der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 und der Kraftbefehls-Variationsberechnungseinheit 31 verbunden. Die Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 ist mit der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 verbunden. Die Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 ist mit der Motorsteuereinheit 15 verbunden. Die Motorsteuereinheit 15 ist mit dem Motor 2 verbunden. Der Motor 2 ist mit der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 verbunden. Die Kraftdetektionseinheit 12 ist mit der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 verbunden. Die Kraftbefehls-Variationsberechnungseinheit 31 ist mit der Ermittlungseinheit 32 verbunden. Die Ermittlungseinheit 32 ist mit der Verstärkungsänderungseinheit 18 verbunden. Die Verstärkungsänderungseinheit 18 ist mit einer proportionalen Verstärkung K_P1 und einer integralen Verstärkung K_I1 der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 und mit einer proportionalen Verstärkung K_P2 und einer integralen Verstärkung K_I2 der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 verbunden.
Daher unterscheidet sich die Motorsteuervorrichtung 3 gemäß dieser Ausführungsform in der Konfiguration von der Motorsteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass sie eine Kraftbefehls-Variationsberechnungseinheit 31 und die Ermittlungseinheit 32 anstelle der Kraft-Variationsberechnungseinheit 16 und der Ermittlungseinheit 17 enthält. In der folgenden Beschreibung sind Komponenten, die mit jenen in der Motorsteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen und auf deren Beschreibung wird verzichtet.
Die Kraftbefehls-Variationsberechnungseinheit 31 ist konfiguriert, eine Kraftbefehlsvariation zu berechnen, die ein Änderungsausmaß in einem Kraftbefehl ist, der durch die Kraftbefehlseinheit 11 pro Zeiteinheit (Steuerzyklus) generiert wird.
Die Ermittlungseinheit 32 ist zum Ermitteln der Bearbeitungsstufe des Werkstücks auf der Basis der Kraftbefehlsvariation konfiguriert, die durch die Kraftbefehls-Variationsberechnungseinheit 31 berechnet wird. Im Speziellen, falls die Kraftbefehlsvariation größer als Null ist, das heißt falls ihr Vorzeichen positiv ist, ermittelt die Ermittlungseinheit 32, dass die Kraft, die auf das Werkstück ausgeübt wird, steigt und dass sich das Werkstück in einer Bearbeitungsstufe befindet, in der die Federkonstante k klein ist. Falls die Kraftbefehlsvariation kleiner als Null ist, das heißt falls ihr Vorzeichen negativ ist, ermittelt die Ermittlungseinheit 32, dass die Kraft, die auf das Werkstück ausgeübt wird, sinkt und dass sich das Werkstück in einer Bearbeitungsstufe befindet, in der die Federkonstante k groß ist. Mit anderen Worten, die Ermittlungseinheit 32 ermittelt den Zustand der plastischen Verformung des Werkstücks abhängig davon, ob das Vorzeichen positiv oder negativ ist.
Die Verstärkungsänderungseinheit 18 ist imstande, die proportionale Verstärkung K_P1 und die integrale Verstärkung K_I1 der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 und die proportionale Verstärkung K_P2 und die integrale Verstärkung K_I2 der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 basierend auf dem Zustand zu berechnen, der durch die Ermittlungseinheit 32 ermittelt wird.
Anschließend wird der Betrieb der Motorsteuervorrichtung 3 mit der oben beschriebenen Konfiguration unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben. 6 zeigt einen Prozess, der in einem Steuerzyklus von dem Prozessor (nicht dargestellt) ausgeführt wird, der in der Motorsteuervorrichtung 3 bereitgestellt ist.
Zuerst erzeugt die Kraftbefehlseinheit 11 einen Kraftbefehl, der ein Sollwert der Kraft ist, die auf ein Werkstück ausgeübt werden soll (Schritt SA1 in 6). Ferner detektiert die Kraftdetektionseinheit 12 die Kraft, die auf das Werkstück ausgeübt wird (Schritt SA2 in 6). Dann berechnet die Kraftbefehls-Variationsberechnungseinheit 31 eine Variation relativ zu dem Kraftbefehl, der im vorangehenden Steuerzyklus generiert wird (Schritt SB1 in 6). Anschließend ermittelt die Ermittlungseinheit 32, ob das Vorzeichen der Kraftbefehlsvariation positiv oder negativ ist (Schritt SB2 in 6). Falls das Vorzeichen positiv ist, stellt die Verstärkungsänderungseinheit 18 mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 hoch ein. Falls das Vorzeichen negativ ist, stellt die Verstärkungsänderungseinheit 18 mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 nieder ein (Schritt SA5 in 6).
Falls die Kraftbefehlsvariation Null ist, kann die Verstärkungsänderungseinheit 18 mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 hoch einstellen oder kann mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 nieder einstellen. Zum Beispiel kann die unmittelbar vorangehende Verstärkung beibehalten werden.
Auf die Beschreibungen folgender Schritte wird verzichtet, da sie mit jenen in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform identisch sind.
Wenn daher ein plastisch verformbares Werkstück bearbeitet wird, wird eine Verstärkungseinstellung auf der Basis einer Kraftbefehlsvariation in jedem Steuerzyklus in Übereinstimmung mit der Bearbeitungsstufe ausgeführt, sodass der Motor 2 mit hoher Präzision gesteuert werden kann. Infolgedessen kann die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks verbessert werden.
{Dritte Ausführungsform}
In der Folge wird eine Motorsteuervorrichtung 4 gemäß einer dritten Ausführungsform, die in dem oben beschriebenen Motorsteuersystem enthalten ist, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 7 dargestellt, enthält die Motorsteuervorrichtung 4 als Funktionsblöcke eine Kraftbefehlseinheit 11, eine Kraftdetektionseinheit 12, eine Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13, eine Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14, eine Motorsteuereinheit 15, eine Verstärkungsänderungseinheit 18, eine Subtraktionseinheit 41 und eine Ermittlungseinheit 42.
Ferner enthält die Motorsteuervorrichtung 4 einen Prozessor (nicht dargestellt) und Speichereinheiten, wie einen ROM und einen RAM, und der Prozessor ist konfiguriert, die entsprechenden Funktionen auszuführen.
Wie in 7 dargestellt, ist die Kraftbefehlseinheit 11 mit der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 und der Subtraktionseinheit 41 verbunden. Die Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 ist mit der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 verbunden. Die Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 ist mit der Motorsteuereinheit 15 verbunden. Die Motorsteuereinheit 15 ist mit dem Motor 2 verbunden. Der Motor 2 ist mit der
Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 verbunden. Die Kraftdetektionseinheit 12 ist mit der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 und der Subtraktionseinheit 41 verbunden. Die Subtraktionseinheit 41 ist mit der Ermittlungseinheit 42 verbunden. Die Ermittlungseinheit 42 ist mit der Verstärkungsänderungseinheit 18 verbunden. Die Verstärkungsänderungseinheit 18 ist mit einer proportionalen Verstärkung K_P1 und einer integralen Verstärkung K_I1 der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 und mit einer proportionalen Verstärkung K_P2 und einer integralen Verstärkung K_I2 der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 verbunden.
Entsprechend unterscheidet sich die Motorsteuervorrichtung 4 gemäß dieser Ausführungsform in der Konfiguration der Motorsteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass sie die Subtraktionseinheit 41 und die Ermittlungseinheit 42 anstelle der Kraft-Variationsberechnungseinheit 16 und der Ermittlungseinheit 17 enthält. In der folgenden Beschreibung sind Komponenten, die mit jenen in der Motorsteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen und auf deren Beschreibung wird verzichtet.
Die Subtraktionseinheit 41 ist konfiguriert, eine Kraftabweichung durch Subtrahieren der Kraft, die durch die Kraftdetektionseinheit 12 detektiert wird, von dem Kraftbefehl, der durch die Kraftbefehlseinheit 11 generiert wird, zu berechnen.
Die Ermittlungseinheit 42 ist konfiguriert, die Bearbeitungsstufe des Werkstücks auf der Basis der Kraftabweichung zu ermitteln, die durch die Subtraktionseinheit 41 erhalten wird. Im Speziellen, falls die Kraftabweichung größer als Null ist, das heißt falls das ihr Vorzeichen positiv ist, ermittelt die Ermittlungseinheit 42, dass die Kraft, die auf das Werkstück ausgeübt wird, steigt und dass sich das Werkstück in einer Bearbeitungsstufe befindet, in der die Federkonstante k klein ist. Falls die Kraftvariation kleiner als Null ist, das heißt falls ihr Vorzeichen negativ ist, ermittelt die Ermittlungseinheit 42, dass die Kraft, die auf das Werkstück ausgeübt wird, sinkt und dass sich das Werkstück in einer Bearbeitungsstufe befindet, in der die Federkonstante k groß ist. Mit anderen Worten, die Ermittlungseinheit 42 ermittelt den Zustand der plastischen Verformung des Werkstücks abhängig davon, ob das Vorzeichen positiv oder negativ ist.
Die Verstärkungsänderungseinheit 18 ist im imstande, die proportionale Verstärkung K_P1 und die proportionale Verstärkung K_P2 der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 und die integrale Verstärkung K_I1 und die integrale Verstärkung K_I2 der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 unabhängig auf der Basis des Zustands zu ändern, der durch die Ermittlungseinheit 42 ermittelt wird.
Anschließend wird der Betrieb der Motorsteuervorrichtung 4 mit der oben beschriebenen Konfiguration unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben. 8 zeigt einen Prozess, der in einem Steuerzyklus von dem Prozessor (nicht dargestellt) ausgeführt wird, der in der Motorsteuervorrichtung 1 bereitgestellt ist.
Zunächst generiert die Kraftbefehlseinheit 11 einen Kraftbefehl, der ein Sollwert einer Kraft ist, die auf ein Werkstück ausgeübt werden soll (Schritt SA1 in 8). Ferner detektiert die Kraftdetektionseinheit 12 die Kraft, die auf das Werkstück ausgeübt wird (Schritt SA2 in 8). Dann berechnet die Subtraktionseinheit 31 eine Kraftabweichung zwischen dem Kraftbefehl, der durch die Kraftbefehlseinheit 11 generiert wird, und der Kraft, die von der Kraftdetektionseinheit 12 detektiert wird (Schritt SC1 in 8). Anschließend ermittelt die Ermittlungseinheit 42, ob das Vorzeichen der Kraftabweichung positiv oder negativ ist (Schritt SC2 in 8). Falls das Vorzeichen positiv ist, stellt die Verstärkungsänderungseinheit 18 mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 hoch ein. Falls das Vorzeichen negativ ist, stellt die Verstärkungsänderungseinheit 18 mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 nieder ein (Schritt SA5 in 8).
Falls die Kraftabweichung Null ist, kann die Verstärkungsänderungseinheit 18 mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 hoch einstellen oder kann mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 nieder einstellen. Zum Beispiel kann die unmittelbar vorangehende Verstärkung beibehalten werden.
Auf die Beschreibungen folgender Schritte wird verzichtet, da sie mit jenen in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform identisch sind.
Wenn daher ein plastisch verformbares Werkstück bearbeitet wird, wird eine Verstärkungseinstellung auf der Basis einer Kraftabweichung in jedem Steuerzyklus in Übereinstimmung mit der Bearbeitungsstufe ausgeführt, sodass der Motor 2 mit hoher Präzision gesteuert werden kann.
Infolgedessen kann die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks verbessert werden.
{Vierte Ausführungsform}
In der Folge wird eine Motorsteuervorrichtung 5 gemäß einer vierten Ausführungsform, die in dem oben beschriebenen Motorsteuersystem enthalten ist, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 9 dargestellt, enthält die Motorsteuervorrichtung 5 als Funktionsblöcke eine Kraftbefehlseinheit 11, eine Kraftdetektionseinheit 12, eine Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13, eine Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14, eine Motorsteuereinheit 15, eine Verstärkungsänderungseinheit 18 und eine Ermittlungseinheit 51.
Ferner enthält die Motorsteuervorrichtung 5 einen Prozessor (nicht dargestellt) und Speichereinheiten, wie einen ROM und einen RAM, und der Prozessor ist konfiguriert, die entsprechenden Funktionen auszuführen.
Wie in 9 dargestellt, ist die Kraftbefehlseinheit 11 mit der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 verbunden. Die Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 ist mit der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 und der Ermittlungseinheit 51 verbunden. Die Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 ist mit der Motorsteuereinheit 15 verbunden. Die Motorsteuereinheit 15 ist mit dem Motor 2 verbunden. Der Motor 2 ist mit der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 verbunden. Die Kraftdetektionseinheit 12 ist mit der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 verbunden. Die Ermittlungseinheit 51 ist mit der Verstärkungsänderungseinheit 18 verbunden. Die Verstärkungsänderungseinheit 18 ist mit einer proportionalen Verstärkung K_P1 und einer integralen Verstärkung K_I1 der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 und mit einer proportionalen Verstärkung K_P2 und einer integralen Verstärkung K_I2 der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 verbunden.
Daher unterscheidet sich die Motorsteuervorrichtung 5 gemäß dieser Ausführungsform in der Konfiguration von der Motorsteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass sie die Ermittlungseinheit 51 anstelle der Kraft-Variationsberechnungseinheit 16 und der Ermittlungseinheit 17 enthält. In der folgenden Beschreibung sind Komponenten, die mit jenen in der Motorsteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen und auf deren Beschreibung wird verzichtet.
Die Ermittlungseinheit 51 ist konfiguriert, die Bearbeitungsstufe des Werkstücks auf der Basis eines Geschwindigkeitsbefehls zu ermitteln, der durch die Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 im vorangehenden Steuerzyklus generiert wird. Im Speziellen, falls der Geschwindigkeitsbefehl im vorangehenden Steuerzyklus größer als Null ist, das heißt falls sein Vorzeichen positiv ist, ermittelt die Ermittlungseinheit 51, dass die Kraft, die auf das Werkstück ausgeübt wird, steigt und dass sich das Werkstück in einer Bearbeitungsstufe befindet, in der die Federkonstante k klein ist. Falls der Geschwindigkeitsbefehl im vorangehenden Steuerzyklus kleiner als Null ist, das heißt falls sein Vorzeichen negativ ist, ermittelt die Ermittlungseinheit 51, dass die Kraft, die auf das Werkstück ausgeübt wird, sinkt und dass sich das Werkstück in einer Bearbeitungsstufe befindet, in der die Federkonstante k groß ist. Mit anderen Worten, die Ermittlungseinheit 51 ermittelt den Zustand der plastischen Verformung des Werkstücks abhängig davon, ob das Vorzeichen positiv oder negativ ist.
Die Verstärkungsänderungseinheit 18 ist imstande, die proportionale Verstärkung K_P1 und die integrale Verstärkung K_I1 der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 und die proportionale Verstärkung K_P2 und die integrale Verstärkung K_I2 der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 basierend auf dem Zustand, der durch die Ermittlungseinheit 51 ermittelt wird, unabhängig zu ändern.
Anschließend wird der Betrieb der Motorsteuervorrichtung 5 mit der oben beschriebenen Konfiguration unter Bezugnahme auf 9 und 10 beschrieben. 10 zeigt einen Prozess, der in einem Steuerzyklus von dem Prozessor (nicht dargestellt) ausgeführt wird, der in der Motorsteuervorrichtung 5 bereitgestellt ist.
Zunächst generiert die Kraftbefehlseinheit 11 einen Kraftbefehl, der ein Sollwert einer Kraft ist, die auf ein Werkstück ausgeübt werden soll (Schritt SA1 in 10). Ferner detektiert die Kraftdetektionseinheit 12 die Kraft, die auf das Werkstück ausgeübt wird (Schritt SA2 in 10). Dann ermittelt die Ermittlungseinheit 51, ob das Vorzeichen eines Geschwindigkeitsbefehls im vorangehenden Steuerzyklus positiv oder negativ ist (Schritt SD1 in 10). Falls das Vorzeichen positiv ist, stellt die Verstärkungsänderungseinheit 18 mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 hoch ein. Falls das Vorzeichen negativ ist, stellt die Verstärkungsänderungseinheit 18 mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 nieder ein (Schritt SA5 in 10).
Falls der Geschwindigkeitsbefehl Null ist, kann die Verstärkungsänderungseinheit 18 mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 hoch einstellen oder kann mindestens eine der proportionalen Verstärkung K_P1, der integralen Verstärkung K_I1, der proportionalen Verstärkung K_P2 und der integralen Verstärkung K_I2 nieder einstellen. Zum Beispiel kann die unmittelbar vorangehende Verstärkung beibehalten werden.
Auf die Beschreibungen folgender Schritte wird verzichtet, da sie mit jenen in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform identisch sind.
Wenn daher ein plastisch verformbares Werkstück bearbeitet wird, wird eine Verstärkungseinstellung auf der Basis eines Kraftbefehls in jedem Steuerzyklus in Übereinstimmung mit der Bearbeitungsstufe ausgeführt, sodass der Motor 2 mit hoher Präzision gesteuert werden kann. Infolgedessen kann die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks verbessert werden.
Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zuvor ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wurden, sind Konfigurationen im Einzelnen nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und enthalten Modifizierungen im Design, solange sie nicht vom Umfang der Erfindung abweichen.
Zum Beispiel können die Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit 13 und die Drehmomentbefehlsberechnungseinheit 14 jeweils eine Differentialverstärkung zusätzlich zu der proportionalen Verstärkung und der integralen Verstärkung haben, sodass der Motor 2 in Übereinstimmung mit einer Proportional-Integral-Differential-(PID)Steuerung gesteuert werden kann.
Bezugszeichenliste

1, 3, 4, 5: Motorsteuervorrichtung
2: Motor
11: Kraftbefehlseinheit
13: Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit
14: Drehmomentbefehlsberechnungseinheit
14: Motorsteuereinheit
16: Kraft-Variationsberechnungseinheit
17, 32, 42, 51: Ermittlungseinheit
18: Verstärkungsänderungseinheit
31: Kraftbefehls-Variationsberechnungseinheit
41: Subtraktionseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 4015139 [0007]
JP 4112571 [0008]

Claims

Motorsteuervorrichtung, umfassend: eine Kraftbefehlseinheit, die eine Kraft angibt, die auf ein Werkstück auszuüben ist, das von einer Bearbeitungsvorrichtung bearbeitet werden soll, enthaltend einen Motor als Antriebsquelle; eine Kraftdetektionseinheit, die die Kraft detektiert, die auf das Werkstück ausgeübt wird; eine Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit, die einen Geschwindigkeitsbefehl auf der Basis der angegebenen Kraft und der detektierten Kraft berechnet; eine Drehmomentbefehlsberechnungseinheit, die einen Drehmomentbefehl auf der Basis des Geschwindigkeitsbefehls und einer Geschwindigkeit des Motors berechnet; eine Motorsteuereinheit, die den Motor auf der Basis des Drehmomentbefehls steuert; eine Ermittlungseinheit, die den Zustand einer plastischen Verformung des Werkstücks ermittelt; und eine Verstärkungsänderungseinheit, die einzeln zumindest eine Verstärkung, die in der Geschwindigkeitsbefehlsberechnungseinheit und der Drehmomentbefehlsberechnungseinheit bereitgestellt ist, in Übereinstimmung mit dem ermittelten Zustand ändert.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede Verstärkung zumindest eine proportionale Verstärkung oder eine integrale Verstärkung ist und wobei die Verstärkungsänderungseinheit derart konfiguriert ist, dass sie die Verstärkungen unabhängig ändern kann.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ermittlungseinheit den Zustand einer plastischen Verformung in Übereinstimmung damit ermittelt, ob ein Eingangssignal ein positives Vorzeichen oder ein negatives Vorzeichen hat.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 3 ferner umfassend: eine Kraft-Variationsberechnungseinheit, die eine Kraftvariation aus der detektierten Kraft berechnet, wobei das Eingangssignal die Kraftvariation ist.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 3 ferner umfassend: eine Kraftbefehl-Variationsberechnungseinheit, die eine Kraftbefehl-Variation, die ein Ausmaß einer Änderung in der Kraft ist, aus der angegebenen Kraft berechnet, wobei das Eingangssignal die Kraftbefehl-Variation ist.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 3 ferner umfassend: eine Subtraktionseinheit, die eine Abweichung zwischen der angegebenen Kraft und der detektierten Kraft berechnet wobei das Eingangssignal die Abweichung ist.
Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 3 wobei das Eingangssignal der Geschwindigkeitsbefehl ist.