JP2004246689A - 位置ループゲインの自動調整方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】機械の可動範囲を自動で移動して速度ループと位置ループの各ゲインパラメータの微調整、関係の調整を行い、位置決め特性の精度を上げることを目的とする。
【解決手段】機械の可動範囲を移動して移動又は停止及び微少距離送りでの位置偏差の振動等を検出して、位置ループゲインが低い状態で位置が振動する場合、速度ループゲインを下げ位置決めで位置が振動する場合、位置ループゲインを調整する。速度ループゲイン、位置ループゲインの関係が悪い場合、位置ループゲインを調整して関係を修正する。位置決めの判定条件は位置決め振動検出手段により振動しないことで行う。
【選択図】 図１
【解決手段】機械の可動範囲を移動して移動又は停止及び微少距離送りでの位置偏差の振動等を検出して、位置ループゲインが低い状態で位置が振動する場合、速度ループゲインを下げ位置決めで位置が振動する場合、位置ループゲインを調整する。速度ループゲイン、位置ループゲインの関係が悪い場合、位置ループゲインを調整して関係を修正する。位置決めの判定条件は位置決め振動検出手段により振動しないことで行う。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は機械の可動範囲を移動して移動又は停止及び微少距離送りでの位置偏差の振動等を検出して、速度ループゲイン及び位置ループゲインを調整する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータで駆動する機械の位置決め完了時点の位置偏差又はある位置偏差以内に入るとオンする完了信号の状態を人が観測して判断し、完了信号が割れている場合には位置ループゲインを下げる等変えていた。
「完了信号が割れている」とは、位置指令の払い出しが完了し、次の指令が入るまでの時間内で、位置偏差信号が位置決め完了範囲内に入ることで、いったん位置決め完了となった後で、位置決め完了範囲から外れる状態を意味する表現である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１７８５７０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来の技術では、調整時間の関係ですべての移動位置で状態を判断しゲインを決めることは不可能であった。又、位置の偏差又は位置決め完了を人が測定して判断すると、位置決めを行う場所が変わった時に、例えば、ボールネジの剛性の変化などにより、最適なゲインでない可能性があるので、次の動作での位置精度が落ちるという問題があった。
そこで本発明は、機械の可動範囲を自動で移動して速度ループと位置ループの各ゲインパラメータの微調整、関係の調整を行い、位置決め特性の精度を上げることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、機械の可動範囲を移動して移動又は停止及び微少距離送りでの位置偏差の振動等を検出して、位置ループゲインが低い状態で位置が振動する場合、速度ループゲインを下げ位置決めで位置が振動する場合、位置ループゲインを調整する。速度ループゲイン、位置ループゲインの関係が悪い場合、位置ループゲインを調整して関係を修正する。位置決めの判定条件は位置決め振動検出手段により振動しないことで行う。
上記手段により、機械のばらつきや機械の可動範囲でのばらつきを抑え、短時間での位置決めでの精度を上げることができる。速度ループゲインや位置ループゲインの微調整ができ、バランスも調整できる。又位置決め振動検出手段の検出時間条件を変えることにより、位置決め仕様を容易に変えることができる。
【０００６】
【発明の実施形態】
以下、本発明の具体的実施例を図１に示して説明する。
図１において１は位置決め振動検出回路、２はマイクロコンピュータ、３は電流アンプ、４はベースドライブ回路、５はパワートランジスタモジュール、６はモータである。
以上のように構成された回路において、その動作を図２の制御ブロック図及び図３のタイミング図及び図５のフローチャートを用いて説明する。
まずマイクロコンピュータ２は位置や速度といった指令を外部のコントローラ等から受取る。そして位置指令を受取り位置制御を行いその出力の速度指令で速度制御を行い、その出力の電流指令や電流制御の出力でベースドライブ駆動回路４を通してパワートランジスタ５を駆動してモータを制御する。
ここで位置決め振動検出回路１は、最初に位置決め完了し図２のブロック図の位置偏差Ｐｅｒｒがあるレベルを越えた場合に、図３（ｉｉ）に示すように越えた時間を計測、積算する。この積算された時間があるレベルを超えた場合に、振動として判断する。このレベルは位置決めの仕様として決め、例えば完了信号が割れていることを１度も許さない用途では０となり、機械の作業時間等により、完了信号の割れの許容値が数ｍｓの時は数ｍｓ等に設定する。
まず最初は図５のステップ１のように機械の可動範囲や許容位置決め精度等の条件を設定する。
次は図５のステップ２〜ステップ４のように低い位置ループゲインで速度ループゲインだけの振動を確認する。
つまり図３（ｉ）のように一度移動して正転逆転動作をする微少距離移動の指令を送り、位置決め振動検出回路１にて位置決め完了が振れ（振動）ないように速度ループゲインを下げる等して確認する。ここで微少距離の指令を正負（正転、逆転方向）に送るのは振動要因が有る場合に、振動を誘発して通常の送り速度や早送り速度による移動で振動しないようにするためである。すなわち、一方向移動の微少移動では、振動が出ず通常の移動動作になった時に振動が出ることがあるため、この様な状態をさける効果がある。
次に図３（ｉｉ）のように機械の可動範囲を図５のステップ６〜ステップ９のように通常の速度や早送り速度で位置決めして、位置決め振動検出回路１にて位置決め完了が振動しないように確認する。つまり一度位置決め完了後オーバシュート等して戻ったり、収束しないこと等を位置決め振動検出回路１にて確認する。調整の度合いは積算された時間レベルで分かるので自動調整できる。例えば、積算時間が長い程、振動が大きいと判断できる。
そしてあるレベルの条件（積算時間の限界値など）は図５のステップ１で最初に設定して行う。そこで振動すると判断できるようなら図５のステップ８のように位置ループゲインを下げる。最後に図５のステップ１０のように速度ループゲインと位置ループゲインのバランスを判断する。つまりゲインのバランスが悪い場合は、例えば、位置ループゲインが速度ループゲインと比べ大きすぎる場合など速度ループゲインを変更等して位置ループゲインの調整をやり直す。例えば、位置ループゲインＫｐ≒速度ループゲインＫｖ／４というようにする。
又位置決め振動検出回路１はマイクロコンピュータ２で行っても良い。
【０００７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、機械のばらつきや機械の可動範囲でのばらつきを抑え、安定して短時間での位置決めでの精度を上げることができるという効果がある。
更に速度ループゲインや位置ループゲインの微調整ができ、バランスも調整できる。
又位置決め振動検出手段の検出時間条件を変えることにより、位置決め仕様を容易に変えることができるので、用途等に応じて調整仕様を選ぶことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体的実施例の構成図である。
【図２】制御ブロック図である。
【図３】調整のタイミング図である。
【図４】マシンの簡単な構成例である。
【図５】本案の調整フローである。
【図６】従来の実施例の構成図である。
【符号の説明】
１ 位置決め振動検出回路
２ マイクロコンピュータ
３ 電流アンプ
４ ベースドライブ回路
５ パワートランジスタモジュール
６ モータ
７ 測定器
８ 位置制御器
９ 速度制御器
１０ 負荷（モータ含む）
１１ 積分器
１２ 負荷
１３ ボールネジ
１４ モータ
【発明の属する技術分野】
本発明は機械の可動範囲を移動して移動又は停止及び微少距離送りでの位置偏差の振動等を検出して、速度ループゲイン及び位置ループゲインを調整する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータで駆動する機械の位置決め完了時点の位置偏差又はある位置偏差以内に入るとオンする完了信号の状態を人が観測して判断し、完了信号が割れている場合には位置ループゲインを下げる等変えていた。
「完了信号が割れている」とは、位置指令の払い出しが完了し、次の指令が入るまでの時間内で、位置偏差信号が位置決め完了範囲内に入ることで、いったん位置決め完了となった後で、位置決め完了範囲から外れる状態を意味する表現である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１７８５７０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来の技術では、調整時間の関係ですべての移動位置で状態を判断しゲインを決めることは不可能であった。又、位置の偏差又は位置決め完了を人が測定して判断すると、位置決めを行う場所が変わった時に、例えば、ボールネジの剛性の変化などにより、最適なゲインでない可能性があるので、次の動作での位置精度が落ちるという問題があった。
そこで本発明は、機械の可動範囲を自動で移動して速度ループと位置ループの各ゲインパラメータの微調整、関係の調整を行い、位置決め特性の精度を上げることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、機械の可動範囲を移動して移動又は停止及び微少距離送りでの位置偏差の振動等を検出して、位置ループゲインが低い状態で位置が振動する場合、速度ループゲインを下げ位置決めで位置が振動する場合、位置ループゲインを調整する。速度ループゲイン、位置ループゲインの関係が悪い場合、位置ループゲインを調整して関係を修正する。位置決めの判定条件は位置決め振動検出手段により振動しないことで行う。
上記手段により、機械のばらつきや機械の可動範囲でのばらつきを抑え、短時間での位置決めでの精度を上げることができる。速度ループゲインや位置ループゲインの微調整ができ、バランスも調整できる。又位置決め振動検出手段の検出時間条件を変えることにより、位置決め仕様を容易に変えることができる。
【０００６】
【発明の実施形態】
以下、本発明の具体的実施例を図１に示して説明する。
図１において１は位置決め振動検出回路、２はマイクロコンピュータ、３は電流アンプ、４はベースドライブ回路、５はパワートランジスタモジュール、６はモータである。
以上のように構成された回路において、その動作を図２の制御ブロック図及び図３のタイミング図及び図５のフローチャートを用いて説明する。
まずマイクロコンピュータ２は位置や速度といった指令を外部のコントローラ等から受取る。そして位置指令を受取り位置制御を行いその出力の速度指令で速度制御を行い、その出力の電流指令や電流制御の出力でベースドライブ駆動回路４を通してパワートランジスタ５を駆動してモータを制御する。
ここで位置決め振動検出回路１は、最初に位置決め完了し図２のブロック図の位置偏差Ｐｅｒｒがあるレベルを越えた場合に、図３（ｉｉ）に示すように越えた時間を計測、積算する。この積算された時間があるレベルを超えた場合に、振動として判断する。このレベルは位置決めの仕様として決め、例えば完了信号が割れていることを１度も許さない用途では０となり、機械の作業時間等により、完了信号の割れの許容値が数ｍｓの時は数ｍｓ等に設定する。
まず最初は図５のステップ１のように機械の可動範囲や許容位置決め精度等の条件を設定する。
次は図５のステップ２〜ステップ４のように低い位置ループゲインで速度ループゲインだけの振動を確認する。
つまり図３（ｉ）のように一度移動して正転逆転動作をする微少距離移動の指令を送り、位置決め振動検出回路１にて位置決め完了が振れ（振動）ないように速度ループゲインを下げる等して確認する。ここで微少距離の指令を正負（正転、逆転方向）に送るのは振動要因が有る場合に、振動を誘発して通常の送り速度や早送り速度による移動で振動しないようにするためである。すなわち、一方向移動の微少移動では、振動が出ず通常の移動動作になった時に振動が出ることがあるため、この様な状態をさける効果がある。
次に図３（ｉｉ）のように機械の可動範囲を図５のステップ６〜ステップ９のように通常の速度や早送り速度で位置決めして、位置決め振動検出回路１にて位置決め完了が振動しないように確認する。つまり一度位置決め完了後オーバシュート等して戻ったり、収束しないこと等を位置決め振動検出回路１にて確認する。調整の度合いは積算された時間レベルで分かるので自動調整できる。例えば、積算時間が長い程、振動が大きいと判断できる。
そしてあるレベルの条件（積算時間の限界値など）は図５のステップ１で最初に設定して行う。そこで振動すると判断できるようなら図５のステップ８のように位置ループゲインを下げる。最後に図５のステップ１０のように速度ループゲインと位置ループゲインのバランスを判断する。つまりゲインのバランスが悪い場合は、例えば、位置ループゲインが速度ループゲインと比べ大きすぎる場合など速度ループゲインを変更等して位置ループゲインの調整をやり直す。例えば、位置ループゲインＫｐ≒速度ループゲインＫｖ／４というようにする。
又位置決め振動検出回路１はマイクロコンピュータ２で行っても良い。
【０００７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、機械のばらつきや機械の可動範囲でのばらつきを抑え、安定して短時間での位置決めでの精度を上げることができるという効果がある。
更に速度ループゲインや位置ループゲインの微調整ができ、バランスも調整できる。
又位置決め振動検出手段の検出時間条件を変えることにより、位置決め仕様を容易に変えることができるので、用途等に応じて調整仕様を選ぶことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体的実施例の構成図である。
【図２】制御ブロック図である。
【図３】調整のタイミング図である。
【図４】マシンの簡単な構成例である。
【図５】本案の調整フローである。
【図６】従来の実施例の構成図である。
【符号の説明】
１ 位置決め振動検出回路
２ マイクロコンピュータ
３ 電流アンプ
４ ベースドライブ回路
５ パワートランジスタモジュール
６ モータ
７ 測定器
８ 位置制御器
９ 速度制御器
１０ 負荷（モータ含む）
１１ 積分器
１２ 負荷
１３ ボールネジ
１４ モータ
Claims (4)
- 位置ループの振動を発生する手段及び位置決め振動検出手段を持ち、機械の可動範囲を移動して停止及び微少距離送りでの位置偏差の振動等を位置決め振動検出手段により検出して速度ループゲインを調整する方法。
- 位置ループの振動を発生する手段及び位置決め振動検出手段を持ち、機械の可動範囲を移動して移動又は停止及び微少距離送りでの位置偏差の振動等を位置決め振動検出手段により検出して位置ループゲインを微調整する方法。
- 前記調整の結果、速度ループゲイン、位置ループゲインの関係が悪い場合位置ループゲインを調整して関係を修正する前記速度ループゲイン、位置ループゲインを調整する方法。
- 前記位置決め振動検出手段は、位置指令の完了後次の指令迄の間一度位置決め完了になりその後位置決め完了の範囲から外れている時間を計測、積算しこの時間をある時間と比較し大きい場合振動とする方法で、この時間で位置決め条件の判別を行うことを特徴とする位置ループゲインの自動調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003036882A JP4288695B2 (ja) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | モータ位置制御器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003036882A JP4288695B2 (ja) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | モータ位置制御器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004246689A true JP2004246689A (ja) | 2004-09-02 |
| JP4288695B2 JP4288695B2 (ja) | 2009-07-01 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003036882A Expired - Fee Related JP4288695B2 (ja) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | モータ位置制御器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4288695B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018168566A1 (ja) * | 2017-03-15 | 2018-09-20 | オムロン株式会社 | サーボシステム及び、サーボモータ制御のゲイン調整方法 |
| CN108776430A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-09 | 苏州科技大学 | 一种滚珠丝杠进给驱动系统位置环增益优化取值方法 |
-
2003
- 2003-02-14 JP JP2003036882A patent/JP4288695B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018168566A1 (ja) * | 2017-03-15 | 2018-09-20 | オムロン株式会社 | サーボシステム及び、サーボモータ制御のゲイン調整方法 |
| CN110313127A (zh) * | 2017-03-15 | 2019-10-08 | 欧姆龙株式会社 | 伺服系统以及伺服马达控制的增益调整方法 |
| US10809694B2 (en) | 2017-03-15 | 2020-10-20 | Omron Corporation | Servo system and gain adjustment method for servo motor control |
| CN110313127B (zh) * | 2017-03-15 | 2022-09-20 | 欧姆龙株式会社 | 伺服系统以及伺服马达控制的增益调整方法 |
| CN108776430A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-09 | 苏州科技大学 | 一种滚珠丝杠进给驱动系统位置环增益优化取值方法 |
| CN108776430B (zh) * | 2018-05-08 | 2021-02-02 | 苏州科技大学 | 一种滚珠丝杠进给驱动系统位置环增益优化取值方法 |
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| JP4288695B2 (ja) | 2009-07-01 |
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