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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Servocontroller, der den Antrieb
einer Zugspindel einer Werkzeugmaschine, einer anderen industriellen
Maschine oder dergleichen antreibt, und im Besonderen einen Servocontroller,
in dem ein bewegliches Glied durch eine Vielzahl von Motoren angetrieben
wird.
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Hintergrund des Fachgebietes
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Ein
konventioneller Servocontroller ist in dem Fall, dass ein bewegliches
Glied durch eine Vielzahl von Motoren angetrieben wird, wie in 3 gezeigt
ausgestaltet. In 3 bezeichnen 11 und 21 Motoren,
die ein bewegliches Glied 1 antreiben bzw. ansteuern, bezeichnen 12 und 22 Positionserfassungseinrichtungen
zum Erfassen von Positionen der Motoren 11, 21,
bezeichnen 13 und 23 Geschwindigkeitserfassungseinrichtungen
zum Erfassen von Geschwindigkeiten der Motoren 11, 21,
bezeichnen 14 und 24 Positionssteuerungseinrichtungen
zum Empfangen eines Positionsbefehls, der von einem Controller einer
höheren Ebene gegeben ist, der nicht gezeigt ist, zum Steuern
bzw. Regeln, so dass die durch die Positionserfassungseinrichtungen 12, 22 erfassten
Positionen dem Positionsbefehl folgen, und zum Ausgeben eines Geschwindigkeitsbefehls, bezeichnen 15 und 25 Geschwindigkeitssteuerungseinrichtungen
zum Empfangen von Geschwindigkeitsbefehlen, die von den Positionssteuerungseinrichtungen 14, 24 ausgegeben
sind, und zum Ausgeben eines Strombefehls, so dass die durch die Geschwindigkeitserfassungseinrichtungen 13, 23 erfassten
Geschwindigkeiten den Geschwindigkeitsbefehlen folgen, und bezeichnen 16 und 26 Stromsteuerungseinrichtungen
zum Steuern von Motorströmen gemäß den
von den Geschwindigkeitssteuerungseinrichtungen 15, 25 ausgegebenen
Strombefehlen.
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In
den Positionssteuerungseinrichtungen 14, 24 wird
eine Proportionalsteuerung durchgeführt, so wie in dem
Blockdiagramm von 4 gezeigt. In 4 bezeichnet 50 einen
Komparator, der die durch die Positionserfassungseinrichtung 12 oder 22 erfasste
Motorposition von dem Positionsbefehl subtrahiert, um eine Positionsabweichung
auszugeben, und bezeichnet 51 ein Positionsverstärkungselement,
das die Positionsabweichung, die die Ausgabe des Komparators 50 ist,
mit einer Konstante Kp multipliziert, um einen Geschwindigkeitsbefehl
auszugeben. Auf diese Weise multiplizieren die Positionssteuerungseinrichtungen 14, 24 die
Positionsabweichung mit der konstanten Verstärkung Kp und
geben das Multiplikationsergebnis als den Geschwindigkeitsbefehl
aus.
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In
den Geschwindigkeitssteuerungseinrichtungen 15, 25 werden
eine Proportionalsteuerung und eine Integralsteuerung durchgeführt. 5 ist ein
Blockdiagramm, das im Detail die Geschwindigkeitssteuerungseinrichtungen 15, 25 zeigt.
In 5 bezeichnet 52 einen Komparator, der
eine Geschwindigkeitsabweichung ausgibt, die ein Wert ist, der durch
Subtrahieren der durch die Geschwindigkeitserfassungseinrichtung 13 oder 23 erfassten
Motorgeschwindigkeit von dem Geschwindigkeitsbefehl erhalten ist,
bezeichnet 53 ein Geschwindigkeitsverstärkungselement,
das die Geschwindigkeitsabweichung mit einer Konstante Kv multipliziert,
und das das Multiplikationsergebnis ausgibt, bezeichnet 54 einen
Integrator, der die Geschwindigkeitsabweichung integriert, bezeichnet 55 ein
Integralverstärkungselement, das den Integralwert des Integrators 54 mit
einer Konstante Ki multipliziert, und bezeichnet 56 einen
Addierer, der die Ausgabe des Geschwindigkeitsverstärkungselements 53 und
die Ausgabe des Integralverstärkungselements 55 addiert,
und der das Additionsergebnis als den Strombefehl ausgibt.
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Die
Geschwindigkeitssteuerungseinrichtungen 15, 25 führen
Proportional- und Integralsteuerungen durch, weil, auch in dem Fall,
dass eine konstante externe Kraft auf die Motoren wirkt, Integratoren erforderlich
sind, um zu ermöglichen, dass die durch die Positionserfassungseinrichtungen 12, 22 erfassten
Motorpositionen dem Positionsbefehl ohne Abweichung folgen. In dem
Fall, dass eine externe Kraft auf die Motoren wirkt, verursacht
die externe Kraft eine Positionsabweichung. In dem Fall, dass eine
Positionsabweichung durch eine externe Kraft verursacht wird, geben
die Positionssteuerungseinrichtungen 14, 24 Geschwindigkeitsbefehle
entsprechend der Positionsabweichung aus. Die Geschwindigkeitsbefehle
werden an die Geschwindigkeitssteuerungseinrichtungen 15, 25 eingegeben
und durch die Integratoren 54 integriert. Deshalb werden
die Integralwerte der Integratoren 54 erhöht,
und außerdem werden die von den Geschwindigkeitssteuerungseinrichtungen 15, 25 ausgegebenen
Strombefehle erhöht. Bis die Positionsabweichung Null wird,
werden die Integralwerte erhöht, und werden außerdem
die Strombefehle erhöht. Schließlich erzeugen
die Motoren deshalb ein Drehmoment, das der wirkenden externen Kraft
entgegenwirkt, und die Positionsabweichung wird eliminiert.
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Obwohl
das Beispiel, bei dem die Positionssteuerungseinrichtungen 14, 24 eine
Proportionalsteuerung durchführen und die Geschwindigkeitssteuerungseinrichtungen 15, 25 Proportional-
und Integralsteuerungen durchführen, beschrieben worden ist,
gibt es auch einen Fall, dass die Positionssteuerungseinrichtungen 14, 24 Proportional-
und Integralsteuerungen durchführen. Auch in diesem Fall
wird ähnlicherweise eine Positionsabweichung in den Integratoren der
Positionssteuerungseinrichtungen 14, 24 integriert,
und die Strombefehle werden gemäß der Integration
erhöht. Auch in dem Fall, dass eine konstante externe Kraft
auf die Motoren wirkt, wird deshalb die Positionsabweichung eliminiert.
Wenn ein Steuersystem so ausgestaltet ist, dass wenigstens eine
von Positionssteuerungseinrichtungen und Geschwindigkeitssteuerungseinrichtungen
einen Integrator auf diese Weise enthält, kann eine Positionsabweichung
gemäß dem Prinzip des bekannten internen Modells
auch in dem Fall eliminiert werden, dass eine konstante externe
Kraft auf Motoren wirkt.
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Der
konventionelle Servocontroller ist wie oben beschrieben ausgestaltet,
so dass derselbe Positionsbefehl an die zwei Motoren 11, 21 gegeben wird,
und die Motoren werden gesteuert werden, um dem Positionsbefehl
zu folgen, wodurch das eine bewegliche Glied 1 angetrieben
wird.
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Um
Probleme des konventionellen Servocontrollers zu verdeutlichen,
wird der Fall betrachtet werden, dass unterschiedliche Erfassungsfehler
in den Positionserfassungseinrichtungen 12, 22 existieren.
Wie oben beschrieben arbeiten die Motoren, um einem Positionsbefehl
zu folgen, der von einem Controller einer höheren Ebene
gegeben ist, und sind bei derselben Position positioniert. In dem
Fall, dass ein Erfassungsfehler in einem Positionsdetektor existiert, ist
jedoch die Position von der tatsächlichen Motorposition
versetzt, selbst wenn die durch den Positionsdetektor erfasste Motorposition
mit der Befehlsposition zusammenfällt. Die zwei Motoren 11, 12 sind
mechanisch miteinander durch das bewegliche Glied 1 verbunden.
Wenn ein Positionsversatz zwischen den zwei Motoren auftritt, wirkt
deshalb eine externe Kraft zum Zurückkehren zu derselben
Position auf die Motoren. Wegen der Funktionen der Integratoren 54 der Geschwindigkeitssteuerungseinrichtungen 15, 25 produzieren
die Motoren jedoch ein großes Drehmoment, das der externen
Kraft entgegenwirkt, die auf die Motoren wirkt, wie oben beschrieben,
um die Positionsabweichung zu eliminieren.
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Wenn
ein Erfassungsfehler in dem Positionsdetektor existiert, erzeugen
in dem konventionellen Servocontroller, wie oben beschrieben, die
Motoren übermäßige Drehmomente, um eine
Positionsabweichung zu eliminieren, und daher gibt es ein Problem, dass
dieses eine Hitzeerzeugung und eine Überlast der Motoren
erzeugt. Darüber hinaus gibt es ein anderes Problem, dass
die durch die Motoren produzierten Drehmomente das mechanische System
mit dem beweglichen Glied 1 veranlassen, gestört
zu werden, und das mechanische System einer Beanspruchung unterworfen
wird.
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Als
eine Technik zum Lösen dieser Probleme und zum Unterdrücken übermäßiger
Drehmomente, die durch Motoren erzeugt sind, gibt es eine Technik, bei
der ein Synchronisationskorrektur-Verarbeitungsteilstück
angeordnet ist, das Drehmomentbefehle der Motoren miteinander vergleicht,
und das die Positionsabweichung(en) von einem oder beiden der Motoren
korrigiert, so dass die Differenz der Drehmomentbefehle klein wird.
Und zwar wird/werden die Positionsabweichung(en) korrigiert, um
die Differenz der Drehmomentbefehle zu reduzieren, durch zusätzliches
Anordnen des Synchronisationskorrektur-Verarbeitungsteilstücks,
wodurch übermäßige Drehmomente, die durch
die Motoren erzeugt sind, unterdrückt werden können
(siehe beispielsweise Patentliteraturangabe 1).
- Patentliteraturangabe
1: JP-A-2004-288164
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Offenbarung der Erfindung
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Probleme, die die Erfindung lösen
soll
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In
dem wie oben beschriebenen konventionellen Servocontroller gibt
es das Problem, dass, wenn ein Erfassungsfehler in Positionsdetektoren
für Motoren existiert, übermäßige
Drehmomente in den Motoren erzeugt werden.
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In
der in Patentliteraturangabe 1 offenbarten Technik muss das Synchronisationskorrektur-Verarbeitungsteilstück
zusätzlich angeordnet werden, obwohl durch die Motoren
erzeugte übermäßige Drehmomente unterdrückt
werden können, und somit wird der Berechnungsaufwand erhöht,
wodurch ein Problem produziert wird, dass ein Controller mit einer
höheren Verarbeitungskapazität als ein konventioneller Controller
verwendet werden muss.
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Die
Erfindung ist ausgeführt worden, um die Probleme zu lösen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Servocontroller zu erhalten,
der durch Motoren erzeugte übermäßige
Drehmomente mit geringem Berechnungsaufwand unterdrücken
kann.
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Mittel zum Lösen
des Problems
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Der
Servocontroller der Erfindung ist ein Servocontroller, der ein bewegliches
Glied mittels einer Vielzahl von Motoren mit einem Hauptmotor und
wenigstens einem Untermotor antreibt bzw. ansteuert, wobei der Servocontroller
enthält: eine Hauptmotor-Steuerungseinrichtung zum Steuern
des Antriebs des Hauptmotors; und wenigstens eine Untermotor-Steuerungseinrichtung
zum Steuern des Antriebs des wenigstens einen Untermotors, wobei
die Hauptmotor-Steuerungseinrichtung enthält: eine Hauptmotor-Positionserfassungseinrichtung
zum Erfassen einer Position des Hauptmotors; eine Hauptmotor-Geschwindigkeitserfassungseinrichtung
zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Hauptmotors; eine Hauptmotor-Positionssteuerungseinrichtung
zum Empfangen eines gegebenen Positionsbefehls und zum Ausgeben
eines Strombefehls für den Hauptmotor, um die durch die
Hauptmotor-Positionserfassungseinrichtung erfasste Position des
Hauptmotors zu veranlassen, dem Positionsbefehl zu folgen; und eine
Hauptmotor-Stromsteuerungseinrichtung zum Empfangen des von der
Hauptmotor-Positionssteuerungseinrichtung ausgegebenen Strombefehls
und zum Steuern eines Stroms des Hauptmotors, wobei die Untermotor-Steuerungseinrichtung enthält:
eine Untermotor-Positionserfassungseinrichtung zum Erfassen einer
Position des Untermotors; eine Untermotor-Geschwindigkeitserfassungseinrichtung
zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Untermotors; eine Untermotor-Positionssteuerungseinrichtung zum
Empfangen der durch die Hauptmotor-Positionserfassungseinrichtung
erfassten Position des Hauptmotors als einen Positionsbefehl und
zum Ausgeben eines Geschwindigkeitsbefehls für den Untermotor,
um die durch die Untermotor-Positionserfassungseinrichtung erfasste
Position des Untermotors zu veranlassen, der Position des Hauptmotors
zu folgen; eine Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung
zum Empfangen eines addierten Wertes des von der Untermotor-Positionssteuerungseinrichtung
ausgegebenen Geschwindigkeitsbefehls und der durch die Hauptmotor-Geschwindigkeitserfassungseinrichtung
erfassten Geschwindigkeit des Hauptmotors als einen neuen Geschwindigkeitsbefehl
und zum Ausgeben eines Strombefehls für den Untermotor,
um die durch die Untermotor-Geschwindigkeitserfassungseinrichtung
erfasste Geschwindigkeit des Untermotors zu veranlassen, dem neuen
Geschwindigkeitsbefehl zu folgen; und eine Untermotor-Stromsteuerungseinrichtung
zum Empfangen eines addierten Wertes des von der Hauptmotor-Positionssteuerungseinrichtung
ausgegebenen Strombefehls und des von der Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung
ausgegebenen Strombefehls als einen neuen Strombefehl und zum Steuern
eines Stroms des Untermotors, und wobei die Untermotor-Positionssteuerungseinrichtung
und die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung nicht eine
Integral-Charakteristik haben.
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Darüber
hinaus sind in dem obigen Servocontroller der Erfindung die Untermotor-Positionssteuerungseinrichtung
und die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung durch eine
Proportionalsteuerung, oder eine Proportionalsteuerung und eine
Unvollständiges-Integral-Steuerung ausgebildet.
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Darüber
hinaus ist der Servocontroller der Erfindung ein Servocontroller,
der ein bewegliches Glied mittels einer Vielzahl von Motoren mit
einem Hauptmotor und wenigstens einem Untermotor antreibt bzw. ansteuert,
wobei der Servocontroller enthält: eine Hauptmotor-Steuerungseinrichtung
zum Steuern des Antriebs des Hauptmotors; und wenigstens eine Untermotor-Steuerungseinrichtung
zum Steuern des Antriebs des wenigstens einen Untermotors, wobei
die Hauptmotor-Steuerungseinrichtung enthält: eine Hauptmotor-Positionserfassungseinrichtung
zum Erfassen einer Position des Hauptmotors; eine Hauptmotor-Geschwindigkeitserfassungseinrichtung
zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Hauptmotors; eine Hauptmotor-Positionssteuerungseinrichtung
zum Empfangen eines gegebenen Positionsbefehls und zum Ausgeben
eines Strombefehls für den Hauptmotor, um die durch die Hauptmotor-Positionserfassungseinrichtung
erfasste Position des Hauptmotors zu veranlassen, dem Positionsbefehl
zu folgen; und eine Hauptmotor-Stromsteuerungseinrichtung zum Empfangen
des von der Hauptmotor-Positionssteuerungseinrichtung ausgegebenen
Strombefehls und zum Steuern eines Stroms des Hauptmotors, und wobei
die Untermotor-Steuerungseinrichtung enthält: eine Untermotor-Geschwindigkeitserfassungseinrichtung
zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Untermotors; eine Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung zum
Empfangen der durch die Hauptmotor-Geschwindigkeitserfassungseinrichtung
erfassten Geschwindigkeit des Hauptmotors als einen Geschwindigkeitsbefehl
und zum Ausgeben eines Strombefehls für den Untermotor,
um die durch die Untermotor-Geschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasste
Geschwindigkeit des Untermotors zu veranlassen, der Geschwindigkeit
des Hauptmotors zu folgen; und eine Untermotor-Stromsteuerungseinrichtung
zum Empfangen eines addierten Wertes des von der Hauptmotor-Positionssteuerungseinrichtung ausgegebenen
Strombefehls und des von der Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung ausgegebenen
Strombefehls als einen neuen Strombefehl und zum Steuern eines Stroms
des Untermotors.
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Darüber
hinaus hat in dem obigen Servocontroller der Erfindung die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung
nicht eine Integral-Charakteristik.
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Darüber
hinaus ist in dem obigen Servocontroller der Erfindung die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung
durch eine Proportionalsteuerung, oder eine Proportionalsteuerung
und eine Unvollständiges-Integral-Steuerung ausgestaltet.
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Effekte der Erfindung
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Gemäß der
Erfindung sind die Untermotor-Positionssteuerungseinrichtung und
die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung ausgestaltet,
um nicht eine Integral-Charakteristik zu haben. Deshalb gibt es
einen Vorteil, dass, selbst wenn ein Erfassungsfehler in Positionsdetektoren
für die Motoren existiert, übermäßige
Drehmomente der Motoren mit einem geringen Berechnungsaufwand unterdrückt
werden können.
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Gemäß der
Erfindung führen darüber hinaus die Untermotor-Positionssteuerungseinrichtung
und die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung eine Proportionalsteuerung
oder zwei Steuerungen einer Proportionalsteuerung und einer Unvollständiges-Integral-Steuerung
durch. Deshalb gibt es einen Vorteil, dass, selbst wenn ein Erfassungsfehler in
Positionsdetektoren für die Motoren existiert, übermäßige
Drehmomente der Motoren mit einem geringen Berechnungsaufwand unterdrückt
werden können.
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Gemäß der
Erfindung wird darüber hinaus ein Positionsregelkreis der
Untermotor-Steuerungseinrichtung eliminiert, und die Steuerung wird
mittels einer Geschwindigkeitsschleife durchgeführt. Deshalb
gibt es einen Vorteil, dass, selbst wenn ein Erfassungsfehler in
Positionsdetektoren für die Motoren existiert, übermäßige
Drehmomente der Motoren mit einem geringen Berechnungsaufwand reduziert werden
können.
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Gemäß der
Erfindung hat die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung
darüber hinaus nicht eine Integral-Charakteristik. Deshalb gibt
es einen Vorteil, dass, selbst wenn ein Erfassungsfehler in Positionsdetektoren
für die Motoren existiert, übermäßige
Drehmomente der Motoren mit einem geringen Berechnungsaufwand reduziert
werden können.
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Gemäß der
Erfindung ist darüber hinaus die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung durch
eine Proportionalsteuerung oder zwei Steuerungen einer Proportionalsteuerung
und einer Unvollständiges-Integral-Steuerung ausgestaltet.
Deshalb gibt es einen Vorteil, dass, selbst wenn ein Erfassungsfehler
in Positionsdetektoren für die Motoren existiert, übermäßige
Drehmomente der Motoren mit einem geringen Berechnungsaufwand unterdrückt werden
können.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Servocontrollers, das Ausführungsform
1 der Erfindung zeigt.
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2 ist
ein Blockdiagramm eines Servocontrollers, das Ausführungsform
2 der Erfindung zeigt.
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3 ist
ein Blockdiagramm eines konventionellen Servocontrollers.
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4 ist
ein Blockdiagramm einer Proportionalsteuerung.
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5 ist
ein Blockdiagramm von Proportional- und Integralsteuerungen.
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6 ist
ein Blockdiagramm von Proportional- und Unvollständiges-Integral-Steuerungen.
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Bester Modus zum Ausführen der
Erfindung
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Ausführungsform 1
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1 zeigt
ein Blockdiagramm eines Servocontrollers von Ausführungsform
1 der Erfindung. In 1 bezeichnet 31 einen
Hauptmotor, bezeichnet 41 einen Untermotor, bezeichnet 1 ein
bewegliches Glied, das durch den Hauptmotor 31 und den
Untermotor 41 angetrieben bzw. angesteuert wird, bezeichnet 30 eine
Hauptmotor-Steuerungseinrichtung, die den Antrieb des Hauptmotors 31 steuert,
und bezeichnet 40 eine Untermotor-Steuerungseinrichtung, die
den Antrieb des Untermotors 41 steuert.
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Die
Hauptmotor-Steuerungseinrichtung 30 ist ausgestaltet durch
eine Hauptmotor-Positionserfassungseinrichtung 32, eine
Hauptmotor-Geschwindigkeitserfassungseinrichtung 33, eine
Positionssteuerungseinrichtung 34, eine Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 35 und
eine Hauptmotor-Stromsteuerungseinrichtung 36. Die Positionssteuerungseinrichtung 34 und
die Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 35 bilden eine
Hauptmotor-Positionssteuerungseinrichtung. Die Positionssteuerungseinrichtung 34 empfängt
einen Positionsbefehl, der von einem Controller einer höheren
Ebene gegeben ist, der nicht gezeigt ist, und gibt einen Geschwindigkeitsbefehl
aus, so dass die durch die Hauptmotor-Positionserfassungseinrichtung 32 erfasste
Position des Hauptmotors 31 dem Positionsbefehl folgt.
In der Hauptmotor-Positionssteuerungseinrichtung 34 wird
eine in 4 gezeigte Proportionalsteuerung
durchgeführt. Die Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 35 empfängt
einen von der Positionssteuerungseinrichtung 34 ausgegebenen Geschwindigkeitsbefehl,
und gibt einen Strombefehl aus, so dass die durch die Geschwindigkeitserfassungseinrichtung 33 erfasste
Geschwindigkeit dem Geschwindigkeitsbefehl folgt. Die Hauptmotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 35 führt Proportional-
und Integralsteuerungen durch, so wie in 5 gezeigt.
Die Hauptmotor-Stromsteuerungseinrichtung 36 empfängt
den durch die Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 35 ausgegebenen
Strombefehl, und steuert den Strom des Hauptmotors 31. Die
Hauptmotor-Steuerungseinrichtung 30 ist auf diese Weise
ausgestaltet und steuert den Antrieb bzw. das Ansteuern des Hauptmotors,
um dem Positionsbefehl zu folgen, der von dem Controller einer höheren
Ebene gegeben ist.
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Die
Untermotor-Steuerungseinrichtung 40 ist ausgestaltet durch
eine Untermotor-Positionserfassungseinrichtung 42, eine
Untermotor-Geschwindigkeitserfassungseinrichtung 43, eine
Untermotor-Positionssteuerungseinrichtung 44, eine Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 45 und eine Untermotor-Stromsteuerungseinrichtung 46. Hier
empfängt die Untermotor-Positionssteuerungseinrichtung 44 die
durch die Hauptmotor-Positionserfassungseinrichtung 32 erfasste
Position des Hauptmotors 31 als einen Positionsbefehl,
steuert die durch die Untermotor-Positionserfassungseinrichtung 42 erfasste
Position des Untermotors 41, um der Position des Hauptmotors 31 zu
folgen, und gibt einen Geschwindigkeitsbefehl des Untermotors 41 aus.
Jedoch führt die Untermotor-Positionssteuerungseinrichtung 44 die
in 4 gezeigte Proportionalsteuerung durch und hat
nicht eine Integral-Charakteristik. Die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 45 empfängt
einen addierten Wert des von der Untermotor-Positionssteuerungseinrichtung 44 ausgegebenen
Geschwindigkeitsbefehls und der durch die Hauptmotor-Geschwindigkeitserfassungseinrichtung 33 erfassten
Geschwindigkeit des Hauptmotors 31 als einen neuen Geschwindigkeitsbefehl,
und gibt einen Strombefehl für den Untermotor 41 aus,
um die durch die Untermotor-Geschwindigkeitserfassungseinrichtung 43 erfasste
Geschwindigkeit des Untermotors 41 zu veranlassen, dem
neuen Geschwindigkeitsbefehl zu folgen. Außerdem führt
die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 45 die
Proportionalsteuerung durch, so wie in 4 gezeigt,
und hat nicht eine Integral-Charakteristik. Darüber hinaus
empfängt die Untermotor-Stromsteuerungseinrichtung 46 einen
addierten Wert des von der Hauptmotor-Positionssteuerungseinrichtung
ausgegebenen Strombefehls und des von der Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 45 ausgegebenen
Strombefehls als einen neuen Strombefehl, und steuert den Strom
des Untermotors 41.
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Die
Untermotor-Steuerungseinrichtung 40 ist auf diese Weise
ausgestaltet und steuert den Untermotor 41 auf der Grundlage
der Position, Geschwindigkeit und von Strombefehlen des Hauptmotors 31, wodurch
der Untermotor 41 zu einem Betrieb veranlasst wird, der
Bewegung des Hauptmotors 31 zu folgen.
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Wie
oben beschrieben arbeitet der Hauptmotor 31, um dem Positionsbefehl
zu folgen, der von dem Controller einer höheren Ebene gegeben
ist, und der Untermotor 41 arbeitet, um der Bewegung des
Hauptmotors 31 zu folgen, wodurch die zwei Motoren befähigt
werden, das eine bewegliche Glied 1 anzutreiben.
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Als
Nächstes wird der Fall beschrieben werden, dass ein Erfassungsfehler
in der Hauptmotor-Positionserfassungseinrichtung 32 und
der Untermotor-Positionserfassungseinrichtung 42 vorliegt. Die
Hauptmotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 35 führt
Proportional- und Integralsteuerungen durch und enthält
einen Integrator. Deshalb wird die Steuerung durchgeführt,
so dass die Positionsabweichung von dem Positionsbefehl Null wird.
In der Untermotor-Steuerungseinrichtung 40 führen
im Gegensatz dazu die Untermotor-Positionssteuerungseinrichtung 44 und
die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 45 beide
eine Steuerung durch, die nicht eine Integral-Charakteristik hat.
Anders als bei dem konventionellen Servocontroller tritt deshalb
das Phänomen nicht auf, dass der Strombefehl erhöht
wird, bis die Positionsabweichung Null wird, und die Erzeugung eines übermäßigen
Drehmoments in dem Untermotor 41 wird unterdrückt.
Da eine auf den Hauptmotor 31 wirkende externe Kraft eine
Reaktion eines Drehmoments ist, das durch den Untermotor 41 erzeugt
ist, ist die auf den Hauptmotor 31 wirkende externe Kraft
kleiner, wenn das durch den Untermotor 41 erzeugte Drehmoment
kleiner ist, mit dem Ergebnis, dass auch in dem Hauptmotor 31 die
Erzeugung eines übermäßigen Drehmoments
unterdrückt wird.
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Gemäß Ausführungsform
1 sind auf diese Weise die Untermotor-Positionssteuerungseinrichtung 44 und
die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 45 ausgestaltet,
um nicht eine Integral-Charakteristik zu haben, und daher können übermäßige
Drehmomente unterdrückt werden, die durch die Motoren erzeugt
werden können. Darüber hinaus ist es in Ausführungsform
1 nicht erforderlich, zusätzlich ein Synchronisationskorrektur-Verarbeitungsteilstück
anzuordnen, anders als bei Patentliteraturangabe 1, und deshalb
kann die Erzeugung eines übermäßigen
Drehmoments mit einem geringen Berechnungsaufwand unterdrückt
werden.
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In
der Ausführungsform führen die Untermotor-Positionssteuerungseinrichtung 44 und
die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 45 eine
Proportionalsteuerung durch. Wenn beide Einrichtungen ausgestaltet
sind, um nicht eine Integral-Charakteristik zu haben, werden ähnliche
Effekte erlangt. Deshalb können diese Einrichtungen alternativ
Proportional- und Unvollständiges-Integral-Steuerungen
durchführen. 6 zeigt ein Blockdiagramm in
dem Fall, dass die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 45 Proportional-
und Unvollständiges-Integral-Steuerungen durchführt.
Dieser Fall hat eine Form, in der ein Koeffizient 57 und
ein Subtrahierer 58 zu den Proportional- und Integralsteuerungen
von 5 hinzugefügt sind. Wenn die Ausgabe
des Integrators 54 an den Eingang des Integrators 54 durch
den Koeffizient 57 auf diese Weise zurückgespeist
wird, wird eine unvollständige Integration durchgeführt,
und die Eingabe/Ausgabe-Charakteristik der Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 45 hat nicht
eine reine Integral-Charakteristik.
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Ausführungsform 2
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2 zeigt
ein Blockdiagramm eines Servocontrollers von Ausführungsform
2 der Erfindung. Dieselben Komponenten wie von 1 sind
durch identische Bezugszahleichen bezeichnet, und ihre Beschreibung
wird weggelassen. 2 ist mittels Weglassen des
Positionsregelkreises der Untermotor-Steuerungseinrichtung 40 von
der Ausführungsform 1 zeigenden 1 ausgestaltet.
Gemäß dieser Ausgestaltung wird die durch die
Hauptmotor-Geschwindigkeitserfassungseinrichtung 33 erfasste
Geschwindigkeit des Hauptmotors 31 an die Untermotor- Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 45 als
der Geschwindigkeitsbefehl eingegeben.
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In
dem konventionellen Servocontroller wird der Strombefehl erhöht,
bis die Positionsabweichung eliminiert ist, wodurch die Motoren
veranlasst werden, ein übermäßiges Drehmoment
zu erzeugen. Da die Untermotor-Steuerungseinrichtung 40 nicht
mit einem Positionsregelkreis versehen ist, tritt im Gegensatz dazu
in dem Servocontroller von Ausführungsform 2 das Phänomen
nicht auf, dass der Strombefehl erhöht wird, bis die Positionsabweichung
eliminiert ist, und die Erzeugung eines übermäßigen
Drehmoments in dem Untermotor 41 wird unterdrückt.
Da eine auf den Hauptmotor 31 wirkende externe Kraft eine
Reaktion eines Drehmoments ist, das durch den Submotor 41 erzeugt
ist, ist die auf den Hauptmotor 31 wirkende externe Kraft
kleiner, wenn das durch den Untermotor 41 erzeugte Drehmoment
kleiner ist, mit dem Ergebnis, dass auch in dem Hauptmotor 31 die
Erzeugung eines übermäßigen Drehmoments
unterdrückt wird.
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Gemäß Ausführungsform
2 ist auf diese Weise die Untermotor-Steuerungseinrichtung 40 ausgestaltet,
nicht einen Positionsregelkreis zu haben, und daher können übermäßige
Drehmomente unterdrückt werden, die durch die Motoren erzeugt
werden können. In Ausführungsform 2 ist es darüber
hinaus nicht erforderlich, zusätzlich ein Synchronisationskorrektur-Verarbeitungsteilstück
anzuordnen, anders als bei Patentliteraturangabe 1, und darüber
hinaus ist der Positionsregelkreis der Untermotor-Steuerungseinrichtung 40 beseitigt.
Deshalb kann die Erzeugung eines übermäßigen
Drehmoments mit einem geringen Berechnungsaufwand unterdrückt werden.
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In
Ausführungsform 2 wird die Erzeugung eines übermäßigen
Drehmoments durch Beseitigen des Positionsregelkreises von der Untermotor-Steuerungseinrichtung 40 unterdrückt.
Selbst wenn die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 45 Proportional-
und Integralsteuerungen durchführt, wird deshalb die Erzeugung
eines übermäßigen Drehmoments unterdrückt.
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Wenn
die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung 40 durch
eine Proportionalsteuerung, oder Proportional- und Unvollständiges-Integral-Steuerungen
ausgestaltet ist, um nicht eine Integral-Charakteristik zu haben,
wird ferner ein Drehmomentunterdrückungseffekt aufgrund
der Ausgestaltung ohne Integral-Charakteristik, wie in Ausführungsform
1 gezeigt, hinzugefügt, so dass ein größerer
Drehmomentunterdrückungseffekt erlangt werden kann.
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In
Ausführungsformen 1 und 2 ist der Fall beschrieben worden,
dass ein Untermotor verwendet wird. Selbst wenn zwei oder mehr Untermotoren
verwendet werden, kann der Servocontroller auf eine ähnliche
Weise ausgestaltet sein, und ähnliche Effekte werden erhalten.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Der
Servocontroller der Erfindung ist geeignet, um als ein Servocontroller
zum Steuern des Antriebs eines beweglichen Glieds mittels einer
Vielzahl von Motoren in einer Zugspindel einer Werkzeugmaschine
oder einer anderen industriellen Maschine oder dergleichen verwendet
zu werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein
Servocontroller, der ein bewegliches Glied (1) mittels
einer Vielzahl von Motoren mit einem Hauptmotor (31) und
wenigstens einem Untermotor (41) antreibt, enthält:
eine Hauptmotor-Steuerungseinheit (30) zum Steuern des
Antriebs des Hauptmotors (31); und wenigstens eine Untermotor-Steuerungseinheit
(40) zum Steuern des Antriebs des wenigstens einen Untermotors
(41). Die Untermotor-Steuerungseinheit (40) enthält
eine Untermotor-Positionssteuerungseinheit (44) und eine
Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinheit (45). Sowohl
die Untermotor-Positionssteuerungseinheit (44) als auch
die Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinheit (45) haben
nicht eine Integral-Charakteristik.
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- 1
- Bewegliches
Glied
- 12,
22
- Positionserfassungseinrichtung
- 13,
23
- Geschwindigkeitserfassungseinrichtung
- 14,
24
- Positionssteuerungseinrichtung
- 15,
25
- Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung
- 16,
26
- Stromsteuerungseinrichtung
- 30
- Hauptmotor-Steuerungseinrichtung
- 31
- Hauptmotor
- 32
- Hauptmotor-Positionserfassungseinrichtung
- 33
- Hauptmotor-Geschwindigkeitserfassungseinrichtung
- 34
- Positionssteuerungseinrichtung
- 35
- Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung
- 36
- Hauptmotor-Stromsteuerungseinrichtung
- 40
- Untermotor-Steuerungseinrichtung
- 41
- Untermotor
- 42
- Untermotor-Positionserfassungseinrichtung
- 43
- Untermotor-Geschwindigkeitserfassungseinrichtung
- 44
- Untermotor-Positionssteuerungseinrichtung
- 45
- Untermotor-Geschwindigkeitssteuerungseinrichtung
- 46
- Untermotor-Stromsteuerungseinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2004-288164
A [0010]