JP2003311588A - Method of controlling industrial device and industrial device - Google Patents

Method of controlling industrial device and industrial device

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JP2003311588A
JP2003311588A JP2002127027A JP2002127027A JP2003311588A JP 2003311588 A JP2003311588 A JP 2003311588A JP 2002127027 A JP2002127027 A JP 2002127027A JP 2002127027 A JP2002127027 A JP 2002127027A JP 2003311588 A JP2003311588 A JP 2003311588A
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村 実 濱
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of controlling an industrial device which stabilizes a speed control system even if a plurality of resonance peaks exist without merely relying upon lowering gain characteristics and provide an industrial device. <P>SOLUTION: In the method of controlling the industrial device provided with a drive section 210 which drives a control object 120, a detection section 220 which detects the position information of the control object 120 or the drive section 210, a speed command issuing section 230 which outputs a speed instruction defining the motion speed of the object 120 or the section 210 and a control processing section 240 which inputs the position information from the section 220, inputs the speed command from the speed command issuing section and controls the section 210 according to the position information and the speed command, the industrial device is stabilized by setting the phase characteristics of the input and output of the section 240 in a resonance frequency attributable to the undamped natural frequency of the object 120 by industrial device. The industrial device is controlled in the method of controlling the industrial device. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は産業用機器制御方法
および産業用機器に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for controlling industrial equipment and an industrial equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、工作機械、ロボット、射出成
形機、ワイヤ放電加工機、印刷機、電動プレス等の各種
産業機器のサーボ機構にはサーボ制御装置が用いられて
いる。例えば、NC工作機械はワークを固定するための
テーブルやワークを切削する工具等を制御対象として有
する。これらの制御対象はサーボモータなどの駆動装置
によって駆動される。サーボ制御装置は制御対象や駆動
装置を制御する。
2. Description of the Related Art Conventionally, servo control devices have been used for servo mechanisms of various industrial equipment such as machine tools, robots, injection molding machines, wire electric discharge machines, printing machines, electric presses and the like. For example, an NC machine tool has a table for fixing a work, a tool for cutting the work, and the like as control targets. These controlled objects are driven by a drive device such as a servo motor. The servo control device controls a control target and a drive device.

【0003】サーボ制御装置は、制御対象を所定の位置
まで動作させるために、速度指令に基づいて規定の速度
で駆動装置または制御対象を動作させる。駆動装置また
は制御対象の速度を制御するために、サーボ制御装置
は、制御対象の位置または駆動装置の回転位置のいずれ
か一方若しくは両方を検出してフィードバックするフィ
ードバックループを有する。
The servo control device operates the drive device or the controlled object at a prescribed speed based on the speed command in order to move the controlled object to a predetermined position. In order to control the speed of the driving device or the controlled object, the servo control device has a feedback loop that detects and feeds back either or both of the position of the controlled object and the rotational position of the driving device.

【0004】駆動装置または制御対象の速度を制御する
ために、制御対象または駆動装置の位置を検出するとき
には、制御対象または駆動装置に設けられた位置検出器
がカウンタのタイミングに従ってこれらの位置の値をラ
ッチし検出する。検出された位置の検出値は位置フィー
ドバックとして位置検出器からサーボ制御装置へフィー
ドバックされる。この制御対象または駆動装置の位置検
出値は過去においてフィードバックされた位置検出値位
置との差分から速度フィードバックに変換される。速度
フィードバックと速度指令との差が制御対象または駆動
装置の検出された速度と速度指令との速度誤差である。
When detecting the position of the controlled object or the driving device in order to control the speed of the driven device or the controlled object, the position detector provided in the controlled object or the driving device determines the value of these positions according to the timing of the counter. Is latched and detected. The detected value of the detected position is fed back from the position detector to the servo controller as position feedback. The position detection value of the controlled object or the drive device is converted into speed feedback from the difference with the position detection value position fed back in the past. The difference between the speed feedback and the speed command is the speed error between the detected speed of the control target or the drive device and the speed command.

【0005】速度誤差を加減して補正された速度指令
は、サーボ制御装置内において、帯域通過フィルタによ
ってフィルタリングされ、積分補償処理され、比例ゲイ
ン演算を施されてトルク指令に演算される。トルク指令
は電流指令に変換され、さらに、電流指令に基づき増幅
された電流が駆動装置へ供給される。それによって、駆
動装置の回転速度が制御され、若しくは、制御対象の速
度が制御される。
The speed command corrected by adjusting the speed error is filtered by a band pass filter in the servo controller, subjected to integral compensation processing, and subjected to proportional gain calculation to be converted into a torque command. The torque command is converted into a current command, and further, the current amplified based on the current command is supplied to the drive device. Thereby, the rotation speed of the drive device is controlled, or the speed of the controlled object is controlled.

【0006】以下、フィードバックループにおいて、位
置検出値をフィードバックしてから電流が駆動装置へ供
給されるまでの処理を速度制御処理という。
Hereinafter, in the feedback loop, the process from feeding back the position detection value to supplying the current to the drive device is referred to as speed control process.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】一般に、制御対象とな
る被駆動部は固有振動を有する。この制御系の制御対象
の固有振動数に起因する共振周波数において、制御系の
伝達特性の位相が‐(180+360*n)度(nは整数)ず
れており、かつ、速度制御系におけるゲインが0dB以上
である場合には、そのフィードバックループにおける速
度制御系が不安定になる。速度制御系が不安定になると
いうことは、制御系の発振を意味する。
Generally, the driven part to be controlled has a natural vibration. At the resonance frequency resulting from the natural frequency of the controlled object of this control system, the phase of the transfer characteristic of the control system is shifted by-(180 + 360 * n) degrees (n is an integer), and the gain in the speed control system is 0 dB. In the above case, the speed control system in the feedback loop becomes unstable. The instability of the speed control system means oscillation of the control system.

【0008】従来においては、このような速度制御系の
不安定性を回避するために、共振周波数におけるゲイン
が0dB以上にならないように速度制御系が設計されてい
た。例えば、サーボ制御装置の速度制御系の共振周波数
域におけるゲインを低く抑制すること、具体的には、ノ
ッチフィルタなどを用いたり、若しくは、比例ゲインを
下げることにより共振周波数でのゲインを抑制すること
が頻繁に行われていた。
Conventionally, in order to avoid such instability of the speed control system, the speed control system has been designed so that the gain at the resonance frequency does not exceed 0 dB. For example, to suppress the gain in the resonance frequency range of the speed control system of the servo control device to be low, specifically, to suppress the gain at the resonance frequency by using a notch filter or reducing the proportional gain. Was done frequently.

【0009】しかし、ノッチフィルタなど設けた場合に
は、ゲインを抑制するだけでなく、制御系の位相遅れが
増加する。それにより、共振周波数におけるゲインが0
dB以上になる共振ピークが複数ある場合には、ゲイン
を低く抑制することでは対処できないことがある。例え
ば、ボールねじには、軸方向の剛性に起因した共振ピー
クおよびねじり剛性に起因した共振ピークを有する。こ
れらのうち一方の共振ピークのゲインをノッチフィルタ
などにより低下させた場合に、ゲインの低下と共に制御
系の位相遅れが増加し、それによって、他方の共振ピー
クにおけるゲイン余裕や位相余裕が小さくなり得る。そ
の結果、速度制御系が発振してしまう場合がある。
However, when the notch filter or the like is provided, not only the gain is suppressed but also the phase delay of the control system increases. As a result, the gain at the resonance frequency is 0.
When there are a plurality of resonance peaks that are equal to or higher than dB, it may not be possible to deal with it by suppressing the gain low. For example, a ball screw has a resonance peak due to axial rigidity and a resonance peak due to torsional rigidity. If the gain of one of these resonance peaks is reduced by a notch filter or the like, the phase delay of the control system increases as the gain decreases, which may reduce the gain margin or phase margin at the other resonance peak. . As a result, the speed control system may oscillate.

【0010】また、比例ゲインの低下は、速度制御系の
カットオフ周波数の低下につながり、速度制御系の速応
性および動的精度の低下につながる。
Further, the reduction of the proportional gain leads to the reduction of the cutoff frequency of the speed control system, which leads to the reduction of the quick response and the dynamic accuracy of the speed control system.

【0011】従って、本発明の目的は、ゲイン特性を低
下させることのみに依存せずに、速度制御系の安定性を
向上させた産業用機器制御方法および産業用機器を提供
することである。
Therefore, it is an object of the present invention to provide an industrial equipment control method and an industrial equipment in which the stability of the speed control system is improved without depending only on the reduction of gain characteristics.

【0012】また、本発明の目的は、共振ピークが複数
ある場合であっても、速度制御系の安定性を向上させた
産業用機器制御方法および産業用機器を提供することで
ある。
Another object of the present invention is to provide an industrial equipment control method and an industrial equipment in which the stability of the speed control system is improved even when there are a plurality of resonance peaks.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に従った実施の形
態による産業用機器制御方法は、制御対象を駆動させる
駆動部と、前記制御対象または前記駆動部のうちの少な
くとも一方の位置情報を検出する検出部と、前記制御対
象または前記駆動部のうちの少なくとも一方の動作速度
を規定した速度指令を出力する速度指令発生部と、前記
検出部から前記位置情報を入力し前記速度指令発生部か
ら前記速度指令を入力し、並びに、前記位置情報および
前記速度指令に基づいて前記駆動部へ電流指令を出力し
て該駆動部を制御する制御処理部とを備えた産業用機器
において、前記制御対象の固有振動数に起因する共振周
波数における前記制御処理部の入出力の位相特性を前記
産業用機器毎に設定することを特徴とする。
An industrial equipment control method according to an embodiment of the present invention provides a drive unit for driving a control target and position information of at least one of the control target and the drive unit. A detection unit that detects, a speed command generation unit that outputs a speed command that defines an operation speed of at least one of the control target and the drive unit, and the speed command generation unit that inputs the position information from the detection unit. From the position information and the speed command based on the position information and the speed command, and outputs a current command to the drive unit to control the drive unit. It is characterized in that the phase characteristic of the input / output of the control processing unit at the resonance frequency resulting from the natural frequency of the object is set for each of the industrial equipment.

【0014】好ましくは、前記共振周波数における前記
制御処理部の入出力の位相特性を−(180+360*n)度
(nは0以上の整数)からずらして設定する。
Preferably, the phase characteristic of the input / output of the control processing unit at the resonance frequency is set to be shifted from-(180 + 360 * n) degrees (n is an integer of 0 or more).

【0015】好ましくは、前記共振周波数における前記
制御処理部の入出力の位相遅れを180度よりも大きく設
定する。
Preferably, the input / output phase delay of the control processing unit at the resonance frequency is set to be larger than 180 degrees.

【0016】本発明に従った実施の形態による産業用機
器制御方法において、前記制御周期の期間、および、前
記位置情報に基づいて算出された前記制御対象または前
記駆動部の検出速度と前記制御対象または前記駆動部の
実際の速度との差に基づく遅れ時間を含む無駄時間を長
くすることによって、前記位相遅れを設定してもよい。
In the industrial equipment control method according to the embodiment of the present invention, the control target period or the detected speed of the drive unit and the control target calculated based on the period of the control cycle and the position information. Alternatively, the phase delay may be set by lengthening the dead time including the delay time based on the difference from the actual speed of the drive unit.

【0017】本発明に従った実施の形態による産業用機
器制御方法において、前記位置情報に基づいて算出され
た前記制御対象または前記駆動部の検出速度と前記速度
指令との差の特定の周波数域を通過させる帯域通過フィ
ルタの通過周波数、若しくは、前記位置情報に基づいて
算出された前記制御対象または前記駆動部の検出速度と
前記速度指令との差における特定の周波数帯域を除去す
る帯域除去フィルタの除去周波数を変更することによっ
て、前記位相遅れを設定してもよい。
In the industrial equipment control method according to the embodiment of the present invention, a specific frequency range of a difference between the detected speed of the controlled object or the drive unit calculated based on the position information and the speed command is specified. Of the band-pass filter that removes a specific frequency band in the difference between the speed command and the detected speed of the controlled object or the drive unit calculated based on the position information. The phase delay may be set by changing the removal frequency.

【0018】本実施の形態による産業用機器は、制御対
象を駆動させる駆動部と、前記制御対象または前記駆動
部のうちの少なくとも一方の位置情報を検出する検出部
と、前記制御対象または前記駆動部のうちの少なくとも
一方の動作速度を規定した速度指令を出力する速度指令
発生部と、前記検出部から前記位置情報を入力し前記速
度指令発生部から前記速度指令を入力し、並びに、前記
位置情報および前記速度指令に基づいて前記駆動部へ電
流指令を出力して該駆動部を制御する制御処理部とを備
え、前記制御対象の固有振動数に起因する共振周波数に
おける前記制御処理部の入出力の位相特性を前記産業用
機器毎に設定されている。
The industrial equipment according to the present embodiment comprises a drive unit for driving a control target, a detection unit for detecting positional information of at least one of the control target and the drive unit, the control target or the drive unit. A speed command generation unit that outputs a speed command that defines the operation speed of at least one of the parts, and the position information is input from the detection unit and the speed command is input from the speed command generation unit; A control processing unit for controlling the drive unit by outputting a current command to the drive unit based on the information and the speed command, and inputting the control processing unit at the resonance frequency resulting from the natural frequency of the control target. The phase characteristic of the output is set for each industrial device.

【0019】好ましくは、前記共振周波数における前記
制御処理部の入出力の位相特性を−(180+360*n)度
(nは0以上の整数)からずらして設定されている。
Preferably, the phase characteristics of the input and output of the control processing unit at the resonance frequency are set to be shifted from-(180 + 360 * n) degrees (n is an integer of 0 or more).

【0020】好ましくは、前記共振周波数における前記
制御処理部の入出力の位相遅れを180度よりも大きく設
定されている。
Preferably, the phase delay of input / output of the control processing unit at the resonance frequency is set to be larger than 180 degrees.

【0021】本実施の形態による産業用機器において、
前記制御周期の期間、および、前記位置情報に基づいて
算出された前記制御対象または前記駆動部の検出速度と
前記制御対象または前記駆動部の実際の速度との差に基
づく遅れ時間を含む無駄時間を大きくすることによっ
て、前記位相遅れが設定されてもよい。
In the industrial equipment according to this embodiment,
A dead time including a period of the control cycle and a delay time based on a difference between a detected speed of the control target or the drive unit calculated based on the position information and an actual speed of the control target or the drive unit. The phase delay may be set by increasing.

【0022】本実施の形態による産業用機器において、
前記制御処理部は、前記位置情報に基づいて算出された
前記制御対象または前記駆動部の検出速度と前記速度指
令との差の特定の周波数域を通過する帯域通過フィル
タ、若しくは、前記位置情報に基づいて算出された前記
制御対象または前記駆動部の検出速度と前記速度指令と
の差における特定の周波数帯域を除去する帯域除去フィ
ルタを有し、前記帯域通過フィルタの通過周波数または
前記帯域除去フィルタの除去周波数を変更することによ
って、前記位相遅れが設定されてもよい。
In the industrial equipment according to this embodiment,
The control processing unit is a band pass filter that passes a specific frequency range of the difference between the detected speed of the control target or the driving unit calculated based on the position information and the speed command, or the position information. Based on the control target or the drive unit having a band elimination filter for eliminating a specific frequency band in the difference between the detected speed of the drive unit and the speed command, the pass frequency of the band pass filter or the band elimination filter The phase delay may be set by changing the removal frequency.

【0023】本実施の形態による産業用機器において、
前記制御対象は駆動機構であり、前記制御対象の固有振
動数は前記駆動機構の剛性に起因した振動数であり、前
記位置情報は、前記駆動機構の位置または前記駆動部の
回転位置であることを特徴としてもよい。
In the industrial equipment according to this embodiment,
The controlled object is a drive mechanism, the natural frequency of the controlled object is a frequency caused by the rigidity of the drive mechanism, and the position information is the position of the drive mechanism or the rotational position of the drive unit. May be a feature.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】本発明は、工作機械、ロボット、
射出成形機、ワイヤ放電加工機、印刷機、電動プレス等
の各種産業機器の設計において、制御対象となる機械と
その機械を制御するためのサーボ制御装置を一連のもの
として該産業機器全体の安定性を向上させる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention relates to a machine tool, a robot,
In designing various industrial equipment such as injection molding machines, wire electric discharge machines, printing machines, electric presses, etc., the machine to be controlled and a servo control device for controlling the machine are set as a series to stabilize the entire industrial equipment. Improve sex.

【0025】以下、図面を参照し、本発明による実施の
形態を説明する。尚、本実施の形態は本発明を限定する
ものではない。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The present embodiment does not limit the present invention.

【0026】図1は、本発明に係る実施の形態に従った
産業用機器の模式的なブロック図を示す。本実施の形態
による産業用機器は、制御対象100および制御対象1
00を制御する速度制御システム200を備える。制御
対象100はワークを固定するテーブル110およびテ
ーブル110を動作させるボールねじ120から形成さ
れている。
FIG. 1 is a schematic block diagram of industrial equipment according to an embodiment of the present invention. The industrial equipment according to the present embodiment includes a control target 100 and a control target 1.
A speed control system 200 for controlling 00 is provided. The controlled object 100 is formed of a table 110 for fixing a work and a ball screw 120 for operating the table 110.

【0027】速度制御システム200は、ボールねじ1
20を回転駆動させるサーボモータ210と、サーボモ
ータ210の位置情報を検出する検出部220と、サー
ボモータ210の動作速度を規定した速度指令を出力す
る速度指令発生部230と、検出部220から位置情報
をフィードバックし、速度指令発生部230から速度指
令を入力し、並びに、位置情報および速度指令に基づい
て電流指令を出力してサーボモータ210を制御する速
度制御処理部240と、電流指令に基づいてサーボモー
タを駆動させるための電流を供給する電流アンプ250
とを備える。
The speed control system 200 includes the ball screw 1
Servo motor 210 that rotationally drives 20, a detection unit 220 that detects position information of servo motor 210, a speed command generation unit 230 that outputs a speed command that defines the operating speed of servo motor 210, and a position from detection unit 220. The information is fed back, the speed command is input from the speed command generation unit 230, and the current command is output based on the position information and the speed command to control the servo motor 210. Current amplifier 250 that supplies current for driving the servo motor
With.

【0028】本実施の形態においては、検出部(例え
ば、ロータリエンコーダ)220は、サーボモータ21
0の回転位置を検出し、速度制御処理部240へフィー
ドバックしている。しかし、テーブル110の位置を検
出する検出部130を設けて、検出部130がテーブル
110の位置を速度制御処理部240へフィードバック
してもよい。また、検出部220および検出部130は
両方とも設けられていてもよい。即ち、本発明による産
業用機器は、セミクローズド・ループ制御方式、クロー
ズド・ループ制御方式またはハイブリッド・サーボ制御
方式のいずれを採用してもよい。
In the present embodiment, the detection section (for example, rotary encoder) 220 includes the servo motor 21.
The rotational position of 0 is detected and fed back to the speed control processing unit 240. However, the detection unit 130 that detects the position of the table 110 may be provided, and the detection unit 130 may feed back the position of the table 110 to the speed control processing unit 240. Further, both the detection unit 220 and the detection unit 130 may be provided. That is, the industrial equipment according to the present invention may employ any of the semi-closed loop control method, the closed loop control method, and the hybrid servo control method.

【0029】本実施の形態において制御対象の実施形態
はボールねじ120であるが、制御対象として、リニア
モータ、ラックピニオン、静圧ウォームラック、静圧ね
じなどの送り駆動機構が用いられてもよい。尚、送り駆
動機構としてリニアモータを採用する場合には、リニア
モータは駆動部としても作用するので、リニアモータは
ボールねじ120およびサーボモータ210に代えて採
用され得る。また、制御対象の実施形態として、ベルト
駆動等の回転駆動機構を採用することもできる。次に、
本実施の形態による産業用機器の動作を説明し、さら
に、本発明に係る実施の形態に従った産業用機器制御方
法を説明する。
In the present embodiment, the embodiment to be controlled is the ball screw 120, but a feed drive mechanism such as a linear motor, a rack and pinion, a static pressure worm rack, a static pressure screw or the like may be used as the control target. . When a linear motor is used as the feed drive mechanism, the linear motor can also be used in place of the ball screw 120 and the servo motor 210 because the linear motor also functions as a drive unit. A rotation drive mechanism such as a belt drive can also be adopted as an embodiment of the controlled object. next,
The operation of the industrial device according to the present embodiment will be described, and further, the industrial device control method according to the embodiment of the present invention will be described.

【0030】図2は、本実施の形態による産業用機器の
動作を簡潔に示したフロー図である。まず、速度指令発
生部230がテーブル110を目標位置まで移動させる
ためにサーボモータ210の動作速度を規定した速度指
令を出力する(S10)。速度指令発生部230は外部
からの位置指令(図示せず)に基づいて速度指令を算出
する。
FIG. 2 is a flow chart briefly showing the operation of the industrial equipment according to the present embodiment. First, the speed command generator 230 outputs a speed command that defines the operating speed of the servo motor 210 to move the table 110 to the target position (S10). The speed command generator 230 calculates a speed command based on a position command (not shown) from the outside.

【0031】次に、速度制御処理部240は、速度指令
発生部230から速度指令を入力し、検出部220から
フィードバックされた検出位置および速度指令に基づい
てサーボモータ210を駆動させるために電流指令を出
力する(S20)。即ち、速度制御処理部240は速度
制御処理を実行する。
Next, the speed control processing unit 240 inputs the speed command from the speed command generating unit 230, and supplies a current command to drive the servo motor 210 based on the detected position and the speed command fed back from the detecting unit 220. Is output (S20). That is, the speed control processing unit 240 executes speed control processing.

【0032】次に、電流アンプ250は、速度制御処理
部240から電流指令を入力し、電流指令をD/A変換
し、電流指令に従った大きさの電流をサーボモータ21
0へ供給する(S30)。
Next, the current amplifier 250 inputs a current command from the speed control processing unit 240, converts the current command into D / A, and outputs a current of a magnitude according to the current command to the servo motor 21.
0 (S30).

【0033】次に、サーボモータ210は、電流アンプ
250からの電流を受けてボールねじ120を駆動させ
る(S40)。
Next, the servo motor 210 receives the current from the current amplifier 250 and drives the ball screw 120 (S40).

【0034】検出部220は、サーボモータ210の回
転位置を検出し、検出された回転位置を速度制御処理部
240へフィードバックする(S50)。サーボモータ
210の位置を検出するときには、検出部220に設け
られたカウンタのあるタイミングに従ってサーボモータ
210の位置をラッチし、次のタイミングにおいてこの
位置を検出する。
The detection unit 220 detects the rotational position of the servo motor 210 and feeds back the detected rotational position to the speed control processing unit 240 (S50). When detecting the position of the servo motor 210, the position of the servo motor 210 is latched according to a certain timing of a counter provided in the detection unit 220, and this position is detected at the next timing.

【0035】さらに、S20において、速度制御処理部
240が速度制御処理を実行する。S10からS50お
よびS50からS20へのフィードバックは、テーブル
110が目標位置へ移動するまで繰り返される。S50
からS20へフィードバックされ、S20からS50が
実行され、さらに、S50からS20へフィードバック
されるまでを制御周期の1周期とする。
Further, in S20, the speed control processing unit 240 executes speed control processing. The feedback from S10 to S50 and S50 to S20 is repeated until the table 110 moves to the target position. S50
From S20 to S20, the process from S20 to S50 is performed, and the process from S50 to S20 is further referred to as one control period.

【0036】図3は、S20において、速度制御処理部
240が実行する速度制御処理部の動作を示すフロー図
である。まず、速度制御処理部240は、速度指令発生
部230からの速度指令と、検出部220からフィード
バックされたサーボモータ210の検出位置(以下、位
置フィードバックともいう)を読み込む(S20−
1)。
FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the speed control processing unit executed by the speed control processing unit 240 in S20. First, the speed control processing unit 240 reads the speed command from the speed command generating unit 230 and the detected position of the servo motor 210 (hereinafter, also referred to as position feedback) fed back from the detecting unit 220 (S20-
1).

【0037】次に、速度制御処理部240は、ある制御
周期において読み込んだ位置フィードバックとその前回
の制御周期において読み込んだ位置フィードバックとを
比較して、サーボモータ210の速度(以下、速度フィ
ードバックともいう)を算出する(S20−2)。ここ
で、図4を用いて、速度フィードバック(S20−2)
および速度フィードバックと実速度との差についてさら
に詳細に説明する。
Next, the speed control processing unit 240 compares the position feedback read in a certain control cycle with the position feedback read in the previous control cycle to compare the speed of the servo motor 210 (hereinafter, also referred to as speed feedback). ) Is calculated (S20-2). Here, using FIG. 4, speed feedback (S20-2)
The difference between the speed feedback and the actual speed will be described in more detail.

【0038】図4は、検出部220がサーボモータ21
0の位置を検出してから、速度制御処理部240が速度
フィードバックを算出するまでのタイミングチャートを
示す。ここで、横軸は時間tを示す。この時間軸には検
出部220による位置の検出周期がTで示されている。
検出部220は、周期Tごとにサーボモータ210の回
転位置を検出する。検出周期Tは、制御周期と等しい。
よって、以下、検出周期を制御周期ともいう。
In FIG. 4, the detection unit 220 has the servo motor 21.
The timing chart after the position of 0 is detected until the speed control processing unit 240 calculates the speed feedback is shown. Here, the horizontal axis represents time t. On this time axis, the detection cycle of the position by the detection unit 220 is indicated by T.
The detection unit 220 detects the rotational position of the servo motor 210 at every cycle T. The detection cycle T is equal to the control cycle.
Therefore, hereinafter, the detection cycle is also referred to as a control cycle.

【0039】また、破線は、検出部220に設けられた
カウンタがサーボモータ210の位置をラッチする時点
を示す。そのラッチから位置フィードバックを検出する
までの間の時間がTlで示されている。尚、図4におい
て、時間tは4つの検出周期(0から4Tまで)を示して
いる。
The broken line indicates the time point at which the counter provided in the detector 220 latches the position of the servomotor 210. The time between the latch and the detection of position feedback is indicated by Tl. In FIG. 4, the time t indicates four detection cycles (0 to 4T).

【0040】縦軸は、V(t)、θ(t)、Pl(t)、Pf(t)お
よびVf(t)の変化を示す。尚、図4には、各パラメータ
間の関係を矢印において示している。V(t)はサーボモ
ータ210の実際の回転速度を示す。尚、サーボモータ
210は、一定の回転加速度Aで回転するものとする。
θ(t)はサーボモータ210の実際の回転位置を示す。
Pl(t)は、ある制御周期においてカウンタがラッチした
時の回転位置θ(t) (以下、ラッチ位置という)を示す
(矢印x参照)参照。Pf(t)は、ある制御周期におい
てカウンタがラッチした後、検出部220が検出したサ
ーボモータ210の位置(以下、速度制御検出位置とい
う)を示す(矢印y参照)。Vf(t) は、ある制御周期
におけるラッチ位置Pl(nT)とその前回の制御周期にお
けるラッチ位置Pl((n−1)T)との差(以下、検出速度と
いう)を示す(矢印z参照)。また、nは整数であ
る。
The vertical axis represents changes in V (t), θ (t), Pl (t), Pf (t) and Vf (t). Note that in FIG. 4, the relationship between the parameters is indicated by arrows. V (t) indicates the actual rotation speed of the servo motor 210. The servo motor 210 is assumed to rotate at a constant rotational acceleration A.
θ (t) indicates the actual rotational position of the servo motor 210.
Pl (t), the rotational position when the counter is latched in one control period theta (t) (hereinafter, referred to as a latch position) shown (see arrow x t) reference. Pf (t) is, after latching the counter in the control period with the position of the servo motor 210 to detector 220 has detected (hereinafter, referred to as speed control detected position) (see the arrow y t) indicating the. Vf (t) indicates the difference between the latch position Pl (nT) in a certain control cycle and the latch position Pl ((n−1) T) in the previous control cycle (hereinafter referred to as the detected speed) (arrow z t reference). In addition, n is an integer.

【0041】これらの関係を数式で表すと次のようにな
る。
The relationship is expressed by the following equation.

【0042】 V(t)=tA (式1) θ(t)=tV(t) (式2) Pl(nT)=θ(nT−Tl) (式3) Pf (nT)=Pl(nT) (式4) Vf(nT)={Pf (nT)−Pf(nT−T)}/T (式5) 式1から式5までを用いて、検出速度Vf(nT)と実際の速
度V(t)との差は、式6のように表せる。
V (t) = tA (Equation 1) θ (t) = tV (t) (Equation 2) Pl (nT) = θ (nT−Tl) (Equation 3) Pf (nT) = Pl (nT) (Equation 4) Vf (nT) = {Pf (nT) −Pf (nT−T)} / T (Equation 5) Using Equations 1 to 5, the detected speed Vf (nT) and the actual speed V ( The difference from t) can be expressed as in Equation 6.

【0043】 Vf(nT)−V(t)=−(A/2)(T+2 Tl) (式6) 換言すると、検出速度Vf(nT)は、実際の速度V(t)に対
して(1/2)(T+2 Tl)だけ時間遅れが生じている。
Vf (nT) −V (t) = − (A / 2) (T + 2Tl) (Equation 6) In other words, the detected speed Vf (nT) is (1) relative to the actual speed V (t). / 2) (T + 2 Tl) is delayed.

【0044】例えば、t=2Tの後のラッチ時にθ(3T−T
l)=xとすると、ラッチ位置は3T−Tlから3Tまでx
に固定される。即ち、Pl(3T−Tl〜 3T) =xであ
る。よって、速度制御検出位置Pf (3T)=xとなる。
同様にして、t=3Tの後のラッチ時にθ(4T−Tl)=x
とすると、速度制御検出位置Pf (4T)=xとなる。従
って、検出速度Vf(4T)={Pf (3T)−Pf(4T)}/T =
(x−x)/Tとなる。この検出速度Vf(4T)は、4Tか
ら(1/2)(T+2 Tl)だけ遅れたときの回転速度V(4T−(1
/2)(T+2 Tl))に等しい。
For example, at the time of latching after t = 2T, θ (3T-T
When l) = x 2, latched position x 2 from 3T-Tl to 3T
Fixed to. That is, Pl (3T-Tl~ 3T) = x 2. Therefore, the speed control detection position Pf (3T) = x 2 .
Similarly, at the time of latching after t = 3T, θ (4T−Tl) = x 3
Then, the speed control detection position Pf (4T) = x 3 . Therefore, the detection speed Vf (4T) = {Pf (3T) −Pf (4T)} / T =
(x 3 −x 2 ) / T. This detected speed Vf (4T) is the rotational speed V (4T- (1T) when delayed by (1/2) (T + 2Tl) from 4T.
/ 2) (T + 2 Tl)).

【0045】このように、検出速度Vf(nT)が実際の速度
V(t)に対して時間遅れが生じる理由は、カウンタによ
るラッチから検出部220が検出するまでに時間Tlが存
在すること、および、ある制御周期における検出速度Vf
(nT)を算出するために前回の制御周期におけるラッチ位
置を用いていることにある。
As described above, the reason why the detected speed Vf (nT) is delayed with respect to the actual speed V (t) is that the time Tl exists from the latch by the counter to the detection by the detection unit 220. And the detected speed Vf in a certain control cycle
This is because the latch position in the previous control cycle is used to calculate (nT).

【0046】ここで、実際の速度V(t)に対する検出速
度Vf(nT)の時間遅れをTd1とする。
Here, the time delay of the detected speed Vf (nT) with respect to the actual speed V (t) is Td1.

【0047】次に、図3に示すとおり、速度制御処理部
240は、速度指令と速度フィードバック(検出速度)
との差、即ち、速度誤差を算出する(S20−3)。
Next, as shown in FIG. 3, the speed control processing unit 240 uses the speed command and speed feedback (detected speed).
And the speed error is calculated (S20-3).

【0048】次に、速度制御処理部240は、帯域除去
フィルタを有し、速度誤差または速度誤差を加減した速
度指令のうちの特定周波数成分のみを取り出す。例え
ば、速度制御処理部240は、ローパスフィルタによっ
て低周波域のみの速度誤差または速度誤差を加減した速
度指令を取り出す(S20−4)。
Next, the speed control processing unit 240 has a band elimination filter and takes out only the specific frequency component of the speed error or the speed command in which the speed error is adjusted. For example, the speed control processing unit 240 extracts the speed error in the low frequency range only or the speed command in which the speed error is adjusted by the low-pass filter (S20-4).

【0049】さらに、速度制御処理部240は、帯域除
去処理された速度誤差または速度誤差を加減した速度指
令に対してサーボ剛性を高めるために積分補償(S20
−5)を施し、比例ゲイン演算(S20−6)を施し、
電流指令を算出する(S20−7)。速度制御処理部2
40が電流指令を電流アンプ250へ出力した後、S3
0からS50が実行される。
Further, the speed control processing unit 240 performs integral compensation (S20) in order to increase servo rigidity with respect to the speed error subjected to band elimination processing or the speed command in which the speed error is adjusted.
-5) is performed, proportional gain calculation (S20-6) is performed,
A current command is calculated (S20-7). Speed control processing unit 2
40 outputs a current command to the current amplifier 250, and then S3
0 to S50 are executed.

【0050】S20−1からS20−7までの演算を行
うために、速度制御処理部240はソフトウェア処理を
行う。速度制御処理部240がソフトウェア処理を行う
ためにはある程度の時間が掛かる。
The speed control processing unit 240 performs software processing in order to perform the calculations from S20-1 to S20-7. It takes some time for the speed control processing unit 240 to perform software processing.

【0051】また、速度制御処理部240が、電流指令
を出力してからサーボモータ210へ電流が供給される
までにもある程度の時間が掛かる。
It also takes some time for the speed control processing unit 240 to supply the current to the servo motor 210 after outputting the current command.

【0052】速度制御処理部240によるソフトウェア
処理時間と速度制御処理部240が電流指令を出力して
からサーボモータ210へ電流が供給されるまでの時間
との和をTd2とする。
Let Td2 be the sum of the software processing time by the speed control processing unit 240 and the time from when the speed control processing unit 240 outputs the current command until the current is supplied to the servomotor 210.

【0053】図1から図3における速度制御システムに
おいて、サーボモータ210の位置を検出してからその
検出位置に基づいて補正された電流がサーボモータ21
0へ供給されるまでには、Td1+Td2の無駄時間Tdが発
生する。
In the speed control system shown in FIGS. 1 to 3, the position of the servo motor 210 is detected, and the current corrected based on the detected position is used as the servo motor 21.
By the time it is supplied to 0, a dead time Td of Td1 + Td2 occurs.

【0054】従来においては、サーボ制御装置の速度制
御システムの安定化を図るために、無駄時間は可能な限
り短縮されていた。無駄時間を長くした場合には、速度
制御処理部240の入力に対するその出力の位相遅れ
(以下、単に、位相遅れという)が広がる。それによっ
て、共振周波数において速度制御処理におけるゲインが
0dB以上であるとき、即ち、共振ピークが0dB以上であ
る場合に、位相遅れが180度以上ずれていると速度制御
系が不安定になってしまうと一般的には考えられていた
からである。
In the past, the dead time was shortened as much as possible in order to stabilize the speed control system of the servo control device. When the dead time is lengthened, the phase delay of the output of the speed control processing unit 240 with respect to the input (hereinafter, simply referred to as the phase delay) increases. As a result, the gain in the speed control process at the resonance frequency is
This is because it is generally considered that the speed control system becomes unstable if the phase delay is 180 degrees or more when it is 0 dB or more, that is, when the resonance peak is 0 dB or more.

【0055】しかし、本発明は、制御対象とそれを制御
するためのサーボ制御装置を一連のものとして産業機器
全体の安定性を考慮する。それによって、位相遅れが18
0度以上であっても、速度制御系は、その位相遅れが180
度から充分に乖離するように設定されることによって安
定化し得る。
However, the present invention considers the stability of the entire industrial equipment as a series of control objects and servo control devices for controlling them. As a result, the phase delay is 18
Even if it is 0 degree or more, the phase delay of the speed control system is 180
It can be stabilized by being set so as to deviate sufficiently from the degree.

【0056】このように、速度制御系の位相遅れを広げ
るためには、無駄時間Tdを長く設定すること、および、
速度制御処理部240に設けられた1次遅れフィルタ
(例えば、低域通過フィルタやノッチフィルタ)の周波
数を変更することが考えられ得る。
Thus, in order to widen the phase delay of the speed control system, the dead time Td should be set long, and
It may be considered to change the frequency of the first-order lag filter (for example, a low pass filter or a notch filter) provided in the speed control processing unit 240.

【0057】無駄時間Tdを長く設定するためには、Td1
またはTd2のいずれか一方または両方を長くすればよ
い。時間遅れTd1を長くすることは、例えば、図4に示
した時間Tlを長くすることで達成され得る。時間遅れTd
2を長くすることは、例えば、図3に示した速度制御処
理部240によるソフトウェア処理時間を長くすること
で達成され得る。
To set the dead time Td to be long, Td1
Alternatively, either one or both of Td2 may be lengthened. Prolonging the time delay Td1 can be achieved by prolonging the time Tl shown in FIG. 4, for example. Time delay Td
Lengthening 2 can be achieved, for example, by lengthening the software processing time by the speed control processing unit 240 shown in FIG.

【0058】制御対象の固有振動波と速度制御処理の制
御周期との位相遅れの調整は、個々の産業用機器毎に行
われる。産業用機器が複数の制御対象を備えている場合
には、個々の制御対象について、その位相遅れの調整が
行われることが好ましい。制御対象はそれぞれ固有の振
動数を有するからである。例えば、ボールねじについて
軸方向剛性に起因した固有振動数やねじり剛性に起因し
た固有振動数は、ボールねじごとに異なるからである。
The adjustment of the phase delay between the natural vibration wave to be controlled and the control cycle of the speed control process is performed for each industrial device. When the industrial equipment includes a plurality of control targets, it is preferable that the phase delay of each control target be adjusted. This is because each controlled object has its own unique frequency. This is because, for example, the natural frequency of the ball screw due to the axial rigidity and the natural frequency of the ball screw due to the torsional rigidity are different for each ball screw.

【0059】無駄時間Tdの設定は、まず、共振周波数を
計算し、次に、共振周波数におけるゲインを速度制御系
の伝達関数から計算し、次に、共振周波数の所望のゲイ
ン余裕および位相余裕が得られるように無駄時間Tdを設
定することによって実行される。ここで、速度制御系の
安定性を確認するためにカットオフ周波数(以下、速度
ループゲインともいう(単位はrad/secまたはHzであ
る))を上げてみる。
The dead time Td is set by first calculating the resonance frequency, then calculating the gain at the resonance frequency from the transfer function of the speed control system, and then determining the desired gain margin and phase margin of the resonance frequency. It is executed by setting the dead time Td so as to be obtained. Here, in order to confirm the stability of the speed control system, the cutoff frequency (hereinafter, also referred to as speed loop gain (unit is rad / sec or Hz)) is increased.

【0060】この無駄時間Tdの設定および安定性の確認
を繰り返すことで、速度ループゲインを最大限に上げる
ことができる。尚、伝達関数を得るために、産業用機器
に一般的に備えられるNC(数値制御)装置に設けられた
伝達関数測定機能が用いられてもよい。また、共振周波
数の1次、2次および3次以上のそれぞれの位相遅れを得
るために、FFT(Fast Fourier Transform)測定器が用
いられてもよい。
The speed loop gain can be maximized by repeating the setting of the dead time Td and the confirmation of the stability. Incidentally, in order to obtain the transfer function, a transfer function measuring function provided in an NC (Numerical Control) device generally provided in industrial equipment may be used. Further, an FFT (Fast Fourier Transform) measuring device may be used in order to obtain first-order, second-order, and third-order or higher phase delays of the resonance frequency.

【0061】以下に、本発明に係る実施の形態に従った
産業用機器制御方法によって設定されたときの産業用機
器の状態および本実施の形態による効果を説明する。図
5から図8は、時間Tlを長くすることによって、無駄時
間Tdを長く設定した一例である。
The state of the industrial equipment when set by the industrial equipment control method according to the embodiment of the present invention and the effect of the present embodiment will be described below. 5 to 8 are examples in which the dead time Td is set longer by increasing the time Tl.

【0062】図5(A)は、従来の産業用機器制御方法
によって設定された産業用機器におけるサーボ制御装置
のタイミングチャートを示す。図5(B)は、本発明に
係る実施の形態に従った産業用機器制御方法によって設
定された産業用機器におけるサーボ制御装置のタイミン
グチャートを示す。
FIG. 5A shows a timing chart of the servo control device in the industrial equipment set by the conventional industrial equipment control method. FIG. 5B shows a timing chart of the servo control device in the industrial equipment set by the industrial equipment control method according to the embodiment of the present invention.

【0063】図5(A)および図5(B)は、ともに、速
度制御処理部内に設けられた中央演算処理装置(CPU)
の動作、および、サーボモータに設けられた検出部のエ
ンコーダの動作のタイミングチャートを示している。ま
た、図5(A)および図5(B)は、制御周期Tごとに0か
ら3TまでのCPUおよびエンコーダの動作を示している。
Both FIG. 5A and FIG. 5B show a central processing unit (CPU) provided in the speed control processing unit.
2 and a timing chart of the operation of the encoder of the detection unit provided in the servo motor. 5A and 5B show the operations of the CPU and the encoder from 0 to 3T for each control cycle T.

【0064】tにおいて、CPUが検出信号をエンコー
ダへ送信する(矢印参照)。次に、taにおいて、エン
コーダがサーボモータ210の位置をラッチする。次
に、tbにおいて、エンコーダがCPUへサーボモータ21
0の位置フィードバックを送信する。次に、tcにおい
て、CPUが位置フィードバックに基づいて速度フィード
バックを算出する処理を行う。尚、tcは各制御周期の
始まりと同時に開始されるので、tcとnT(nは整数)
とは重複している。次に、tdにおいて、CPUが速度フィ
ードバックおよび速度指令に基づいて補正された電流指
令を出力し、サーボモータ210へ電流指令に基づいた
電流が供給される。
At t 0 , the CPU sends a detection signal to the encoder (see arrow). Next, at ta, the encoder latches the position of the servomotor 210. Next, at tb, the encoder sends the servo motor 21 to the CPU.
Send 0 position feedback. Next, at tc, the CPU performs processing for calculating velocity feedback based on position feedback. Since tc starts at the beginning of each control cycle, tc and nT (n is an integer)
Overlaps with. Next, at td, the CPU outputs the current command corrected based on the speed feedback and the speed command, and the current based on the current command is supplied to the servo motor 210.

【0065】従って、上記の無駄時間Tdはtaからtdま
での時間である。
Therefore, the dead time Td is the time from ta to td.

【0066】ここで、図5(A)および図5(B)を比較
すると、図5(A)に比べ図5(B)は、ラッチのタイミ
ングtおよびtaがより早い時期に設定されている。
従って、無駄時間は、図5(A)よりも図5(B)の方が
長いことがわかる。
Here, comparing FIG. 5 (A) and FIG. 5 (B), in FIG. 5 (B), the latch timings t 0 and ta are set earlier than in FIG. 5 (A). There is.
Therefore, it can be seen that the dead time is longer in FIG. 5B than in FIG.

【0067】図6(A)は、従来の産業用機器制御方法
によって設定された産業用機器におけるサーボ制御装置
のボード線図を示す。図6(B)は、本発明に係る実施
の形態に従った産業用機器制御方法によって設定された
産業用機器におけるサーボ制御装置のボード線図を示
す。
FIG. 6A shows a Bode diagram of the servo control device in the industrial equipment set by the conventional industrial equipment control method. FIG. 6B shows a Bode diagram of the servo control device in the industrial equipment set by the industrial equipment control method according to the embodiment of the present invention.

【0068】図6(A)および図6(B)は、それぞれ図
5(A)および図5(B)に示したタイミングチャートに
従うサーボ制御装置のボード線図に対応する。
FIGS. 6A and 6B correspond to Bode diagrams of the servo controller according to the timing charts shown in FIGS. 5A and 5B, respectively.

【0069】図6(A)および図6(B)におけるゲイン
特性を示すグラフによって、共振ピークにおけるサーボ
制御装置のゲインが得られる。また、図6(A)および
図6(B)における位相特性を示すグラフによって、速
度制御系の位相特性が得られる。ゲイン特性を示すグラ
フの横軸は周波数を示し、その縦軸はゲイン特性を示
す。位相特性を示すグラフの横軸は周波数を示し、その
縦軸は位相特性を示す。
The gain of the servo control device at the resonance peak can be obtained from the graphs showing the gain characteristics in FIGS. 6A and 6B. Further, the phase characteristics of the speed control system can be obtained from the graphs showing the phase characteristics in FIGS. 6 (A) and 6 (B). The horizontal axis of the graph showing the gain characteristic shows the frequency, and the vertical axis thereof shows the gain characteristic. The horizontal axis of the graph showing the phase characteristics shows the frequency, and the vertical axis thereof shows the phase characteristics.

【0070】ボールねじのねじり剛性に起因した共振ピ
ークが400Hz近傍において生じている。図6においてこ
れらの共振ピークを矢印で示している。
A resonance peak due to the torsional rigidity of the ball screw occurs near 400 Hz. In FIG. 6, these resonance peaks are indicated by arrows.

【0071】図6(A)および図6(B)を比較すると、
図6(B)の方が図6(A)よりも位相遅れが180度から
乖離していることが分かる。よって、図6(A)および
図5(A)に示した特性を有する産業用機器が不安定な
のに対し、図6(B)および図5(B)に示した特性を有
する産業用機器は安定であることが分かる。即ち、無駄
時間を長くしても位相特性が−(180+360*n)度(n
は0以上の整数)から充分に乖離するように設定するこ
とによって、産業用機器は安定する。
Comparing FIG. 6 (A) and FIG. 6 (B),
It can be seen that the phase delay in FIG. 6 (B) deviates from 180 degrees than in FIG. 6 (A). Therefore, while the industrial equipment having the characteristics shown in FIGS. 6 (A) and 5 (A) is unstable, the industrial equipment having the characteristics shown in FIGS. 6 (B) and 5 (B) is stable. It turns out that That is, the phase characteristic is-(180 + 360 * n) degrees (n
Is an integer greater than or equal to 0), and industrial equipment is stabilized by setting it so as to be sufficiently deviated.

【0072】図7(A)および図7(B)は、それぞれ図
6(A)および図6(B)に示したボード線図に対応する
産業用機器のナイキスト線図を示す。図7(A)および
図7(B)によって、図6(B)示した特性を有する産業
用機器の方が図6(A)示した特性を有する産業用機器
よりも安定であることが明確になる。
FIGS. 7A and 7B show Nyquist diagrams of industrial equipment corresponding to the Bode diagrams shown in FIGS. 6A and 6B, respectively. From FIGS. 7 (A) and 7 (B), it is clear that the industrial equipment having the characteristics shown in FIG. 6 (B) is more stable than the industrial equipment having the characteristics shown in FIG. 6 (A). become.

【0073】一般に、ナイキスト線図においては、横軸
を通過する際に、−1未満であると系は不安定であり、
−1より大きい場合には安定であると判断できる。
Generally, in the Nyquist diagram, if the value is less than −1 when passing through the horizontal axis, the system is unstable,
If it is larger than -1, it can be judged to be stable.

【0074】図7(A)および図7(B)に示したグラフ
の横軸Xを曲線が通過するときに、図7(A)において曲
線はX=−1未満の点を通過し、図7(B)において曲線は
X=−1より大きい点を通過する。よって、図7(A)に示
した特性を有する産業用機器は不安定であり、図7
(B)に示した特性を有する産業用機器は安定である。
従って、図5(B)および図6(B)に示した特性を有す
る産業用機器の方が、図5(A)および図6(A)に示し
た特性を有する産業用機器よりも安定であることが明確
に分かる。
When the curve passes through the horizontal axis X of the graphs shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B), the curve in FIG. 7 (A) passes through a point less than X = −1. In 7 (B) the curve is
Pass points greater than X = −1. Therefore, the industrial equipment having the characteristics shown in FIG.
Industrial equipment having the characteristics shown in (B) is stable.
Therefore, the industrial equipment having the characteristics shown in FIGS. 5 (B) and 6 (B) is more stable than the industrial equipment having the characteristics shown in FIGS. 5 (A) and 6 (A). It is clear that there is.

【0075】図8は、図5(A)および図5(B)に示す
速度制御システムの円弧補間精度を示す。ここで、基準
円は、図8に示された各目盛りの中心を通る円である。
本実施の形態において、無駄時間が短い場合は安定性が
よくないので、速度のカットオフ周波数、即ち、速度ル
ープゲイン(速度の応答性)を上げることができない。
よって、図8に示されているように無駄時間が短い場合
には真円度が悪い。無駄時間が長い場合には、安定性が
向上し、速度のカットオフ周波数、即ち、速度ループゲ
イン(速度の応答性)を上げることができる。よって、
図8に示されているように無駄時間が長い場合には真円
度が良くなる。このように、本実施の形態によれば、無
駄時間を単に短縮するだけでなく長くする調整をも行う
ことによって、共振ピークにおける速度制御系の位相特
性が−(180+360*n)度(nは0以上の整数)から充
分に乖離し得る。従って、サーボ制御装置の速度制御系
が安定化し得る。それによって、このようなサーボ制御
装置を有する産業用機器は安定化する。
FIG. 8 shows the circular interpolation accuracy of the speed control system shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B). Here, the reference circle is a circle passing through the center of each scale shown in FIG.
In the present embodiment, when the dead time is short, the stability is not good, and therefore the speed cutoff frequency, that is, the speed loop gain (speed responsiveness) cannot be increased.
Therefore, as shown in FIG. 8, when the dead time is short, the roundness is poor. When the dead time is long, the stability is improved, and the speed cutoff frequency, that is, the speed loop gain (speed responsiveness) can be increased. Therefore,
As shown in FIG. 8, when the dead time is long, the roundness is improved. As described above, according to the present embodiment, the phase characteristic of the speed control system at the resonance peak is-(180 + 360 * n) degrees (where n is (Integer of 0 or more). Therefore, the speed control system of the servo controller can be stabilized. Thereby, the industrial equipment having such a servo control device is stabilized.

【0076】また、本実施の形態による産業用機器制御
方法は、個々の産業用機器および個々の制御対象に対し
て施すことができるので、産業用機器や制御対象の個体
差に応じて異なる設定を施すことができる。それによっ
て、本実施の形態による産業用機器制御方法は、総ての
産業用機器や制御対象を安定化することができる。
Further, since the industrial equipment control method according to the present embodiment can be applied to each industrial equipment and each control target, different settings can be made according to individual differences between the industrial equipment and the control target. Can be applied. As a result, the industrial device control method according to the present embodiment can stabilize all industrial devices and control targets.

【0077】[0077]

【発明の効果】本発明に従った産業用機器制御方法およ
び産業用機器は、ゲイン特性を低下させることのみに依
存せずに、速度制御系の安定性を向上させることができ
る。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The industrial equipment control method and the industrial equipment according to the present invention can improve the stability of the speed control system without depending only on the reduction of the gain characteristic.

【0078】また、本発明に従った産業用機器制御方法
および産業用機器は、共振ピークが複数ある場合であっ
ても、速度制御系の安定性を向上させることができる。
Further, the industrial equipment control method and the industrial equipment according to the present invention can improve the stability of the speed control system even when there are a plurality of resonance peaks.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る実施の形態に従った産業用機器の
模式的なブロック図。
FIG. 1 is a schematic block diagram of industrial equipment according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施の形態による産業用機器の動作を簡潔に
示したフロー図。
FIG. 2 is a flow chart briefly showing the operation of the industrial equipment according to the present embodiment.

【図3】図2のS20において、速度制御処理部240
が実行する速度制御処理部の動作を示すフロー図。
FIG. 3 shows a speed control processing unit 240 in S20 of FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the speed control processing unit executed by the above.

【図4】サーボモータ210の位置を検出してから速度
フィードバックを算出するまでのタイミングチャートを
示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a timing chart from detection of the position of the servo motor 210 to calculation of speed feedback.

【図5】産業用機器におけるサーボ制御装置のタイミン
グチャートを示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a timing chart of a servo control device in an industrial device.

【図6】産業用機器におけるサーボ制御装置のボード線
図。
FIG. 6 is a Bode diagram of a servo control device in industrial equipment.

【図7】図6に示したボード線図に対応する産業用機器
のナイキスト線図。
7 is a Nyquist diagram of industrial equipment corresponding to the Bode diagram shown in FIG. 6;

【図8】図5(A)および図5(B)に示す速度制御シス
テムの円弧補間精度を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing arc interpolation accuracy of the speed control system shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 制御対象 110 テーブル 120 ボールねじ 200 速度制御システム 210 サーボモータ 220 検出部 230 速度指令発生部 240 速度制御処理部 250 電流アンプ 100 controlled objects 110 table 120 ball screw 200 speed control system 210 servo motor 220 detector 230 Speed command generator 240 Speed control processing unit 250 current amplifier

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3C001 KA07 TA05 TB01 TB06 5H303 AA01 AA10 BB01 CC03 DD01 EE03 FF03 GG11 HH05 JJ01 KK02 KK03 KK17    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 3C001 KA07 TA05 TB01 TB06                 5H303 AA01 AA10 BB01 CC03 DD01                       EE03 FF03 GG11 HH05 JJ01                       KK02 KK03 KK17

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】制御対象を駆動させる駆動部と、 前記制御対象または前記駆動部のうちの少なくとも一方
の位置情報を検出する検出部と、 前記制御対象または前記駆動部のうちの少なくとも一方
の動作速度を規定した速度指令を出力する速度指令発生
部と、 前記検出部から前記位置情報を入力し前記速度指令発生
部から前記速度指令を入力し、並びに、前記位置情報お
よび前記速度指令に基づいて前記駆動部へ電流指令を出
力して該駆動部を制御する制御処理部とを備えた産業用
機器において、 前記制御対象の固有振動数に起因する共振周波数におけ
る前記制御処理部の入出力の位相特性を前記産業用機器
毎に設定することを特徴とする産業用機器制御方法。
1. A drive unit for driving a control target; a detection unit for detecting positional information of at least one of the control target and the drive unit; and an operation of at least one of the control target and the drive unit. A speed command generation unit that outputs a speed command that defines the speed, the position information is input from the detection unit, the speed command is input from the speed command generation unit, and based on the position information and the speed command. In an industrial device including a control processing unit that outputs a current command to the drive unit and controls the drive unit, an input / output phase of the control processing unit at a resonance frequency resulting from a natural frequency of the control target. A method for controlling industrial equipment, characterized in that characteristics are set for each of the industrial equipment.
【請求項2】前記共振周波数における前記制御処理部の
入出力の位相特性を−(180+360*n)度(nは0以上
の整数)からずらして設定することを特徴とする請求項
1に記載の産業用機器制御方法。
2. The phase characteristic of input and output of the control processing unit at the resonance frequency is set so as to be shifted from − (180 + 360 * n) degrees (n is an integer of 0 or more). Industrial equipment control method.
【請求項3】前記共振周波数における前記制御処理部の
入出力の位相遅れを180度よりも大きく設定することを
特徴とする請求項1または請求項2に記載の産業用機器
制御方法。
3. The industrial equipment control method according to claim 1, wherein a phase delay of input and output of the control processing unit at the resonance frequency is set to be larger than 180 degrees.
【請求項4】前記制御周期の期間、および、前記位置情
報に基づいて算出された前記制御対象または前記駆動部
の検出速度と前記制御対象または前記駆動部の実際の速
度との差に基づく遅れ時間を含む無駄時間を長くするこ
とによって、前記位相遅れを設定することを特徴とする
請求項1から請求項3のいずれかに記載の産業用機器制
御方法。
4. A delay based on a period of the control cycle and a difference between a detected speed of the control target or the drive unit calculated based on the position information and an actual speed of the control target or the drive unit. The industrial equipment control method according to any one of claims 1 to 3, wherein the phase delay is set by increasing a dead time including time.
【請求項5】前記位置情報に基づいて算出された前記制
御対象または前記駆動部の検出速度と前記速度指令との
差の特定の周波数域を通過させる帯域通過フィルタの通
過周波数、若しくは、前記位置情報に基づいて算出され
た前記制御対象または前記駆動部の検出速度と前記速度
指令との差における特定の周波数帯域を除去する帯域除
去フィルタの除去周波数を変更することによって、前記
位相遅れを設定することを特徴とする請求項1から請求
項3のいずれかに記載の産業用機器制御方法。
5. A pass frequency of a band pass filter that passes a specific frequency range of a difference between the detected speed of the controlled object or the drive unit calculated based on the position information and the speed command, or the position. The phase delay is set by changing the removal frequency of a band elimination filter that eliminates a specific frequency band in the difference between the detected speed of the controlled object or the drive unit calculated based on information and the speed command. The industrial equipment control method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that.
【請求項6】制御対象を駆動させる駆動部と、 前記制御対象または前記駆動部のうちの少なくとも一方
の位置情報を検出する検出部と、 前記制御対象または前記駆動部のうちの少なくとも一方
の動作速度を規定した速度指令を出力する速度指令発生
部と、 前記検出部から前記位置情報を入力し前記速度指令発生
部から前記速度指令を入力し、並びに、前記位置情報お
よび前記速度指令に基づいて前記駆動部へ電流指令を出
力して該駆動部を制御する制御処理部とを備え、 前記制御対象の固有振動数に起因する共振周波数におけ
る前記制御処理部の入出力の位相特性を前記産業用機器
毎に設定された産業用機器。
6. A drive unit for driving a controlled object, a detection unit for detecting positional information of at least one of the controlled object or the driving unit, and an operation of at least one of the controlled object or the driving unit. A speed command generation unit that outputs a speed command that defines the speed, the position information is input from the detection unit, the speed command is input from the speed command generation unit, and based on the position information and the speed command. A control processing unit for controlling the drive unit by outputting a current command to the drive unit, and the input / output phase characteristic of the control processing unit at a resonance frequency resulting from the natural frequency of the control target Industrial equipment set for each equipment.
【請求項7】前記共振周波数における前記制御処理部の
入出力の位相特性を−(180+360*n)度(nは0以上
の整数)からずらして設定されていることを特徴とする
請求項6に記載の産業用機器。
7. The input / output phase characteristic of the control processing unit at the resonance frequency is set to be shifted from − (180 + 360 * n) degrees (n is an integer of 0 or more). Industrial equipment described in.
【請求項8】前記共振周波数における前記制御処理部の
入出力の位相遅れを180度よりも大きく設定されている
ことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の産業
用機器。
8. The industrial equipment according to claim 6, wherein a phase delay of input and output of the control processing unit at the resonance frequency is set to be larger than 180 degrees.
【請求項9】前記制御周期の期間、および、前記位置情
報に基づいて算出された前記制御対象または前記駆動部
の検出速度と前記制御対象または前記駆動部の実際の速
度との差に基づく遅れ時間を含む無駄時間を大きくする
ことによって、前記位相遅れが設定されていることを特
徴とする請求項6から請求項8のいずれかに記載の産業
用機器。
9. A delay based on a period of the control cycle and a difference between a detected speed of the control target or the drive unit calculated based on the position information and an actual speed of the control target or the drive unit. The industrial equipment according to any one of claims 6 to 8, wherein the phase delay is set by increasing a dead time including time.
【請求項10】前記制御処理部は、前記位置情報に基づ
いて算出された前記制御対象または前記駆動部の検出速
度と前記速度指令との差の特定の周波数域を通過する帯
域通過フィルタ、若しくは、前記位置情報に基づいて算
出された前記制御対象または前記駆動部の検出速度と前
記速度指令との差における特定の周波数帯域を除去する
帯域除去フィルタを有し、 前記帯域通過フィルタの通過周波数または前記帯域除去
フィルタの除去周波数を変更することによって、前記位
相遅れが設定されていることを特徴とする請求項6から
請求項8のいずれかに記載の産業用機器。
10. The bandpass filter that passes a specific frequency range of a difference between the detected speed of the controlled object or the drive unit calculated based on the position information and the speed command, or , A band removal filter for removing a specific frequency band in the difference between the detected speed of the controlled object or the drive unit calculated based on the position information and the speed command, the pass frequency of the band pass filter or 9. The industrial equipment according to claim 6, wherein the phase delay is set by changing a removal frequency of the band elimination filter.
【請求項11】前記制御対象は駆動機構であり、 前記制御対象の固有振動数は前記駆動機構の剛性に起因
した振動数であり、 前記位置情報は、前記駆動機構の位置または前記駆動部
の回転位置であることを特徴とする請求項6から請求項
10のいずれかに記載の産業用機器。
11. The control target is a drive mechanism, the natural frequency of the control target is a frequency caused by the rigidity of the drive mechanism, and the position information is the position of the drive mechanism or the drive unit. The industrial device according to any one of claims 6 to 10, wherein the industrial device is in a rotating position.
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