JP2010209993A - Backlash removing control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はバックラッシュ除去制御装置に関し、オフセットトルクの値を最適に設定して、無駄なくしかも確実にバックラッシュやロストモーションの発生を防止することができるようにしたものである。 The present invention relates to a backlash removal control apparatus, which is configured to optimally set an offset torque value to prevent occurrence of backlash and lost motion without waste.
工作機械においては、モータの回転力(駆動力)を、動力伝達機構を介して、可動部材であるテーブルや主軸に伝達して、可動部材(テーブルや主軸)を移動させている。
可動部材が、例えばテーブル等のように大重量の場合には、モータと可動部材の間に減速機を介して駆動する。また、送り機構の場合は、ボールねじや、ラック&ピニオンなどの機構を介して駆動する。
In a machine tool, the rotational force (driving force) of a motor is transmitted to a table and a main shaft, which are movable members, via a power transmission mechanism, and the movable member (table and main shaft) is moved.
When the movable member is heavy, such as a table, the movable member is driven via a speed reducer between the motor and the movable member. In the case of a feed mechanism, it is driven via a mechanism such as a ball screw or a rack and pinion.
このような動力伝達機構には歯車が組み込まれているため、正確な位置制御、ひいては精度の良い加工をする場合には、バックラッシュが問題となる。
即ち、バックラッシュが存在すると、可動部材を位置精度良く安定に駆動することが難しくなり、加工精度に悪影響を及ぼしてしまうのである。
Since a gear is incorporated in such a power transmission mechanism, backlash becomes a problem when performing accurate position control, and hence accurate machining.
That is, if backlash exists, it becomes difficult to drive the movable member stably with high positional accuracy, which adversely affects machining accuracy.
更に、バックラッシュが存在すると、可動部材の加速度が反転する際に、入力側(モータ側)のギアの歯と、出力側(可動部材側)のギアの歯との噛み合いが変わるため、ロストモーション、即ち、噛み合いがはずれてから再度噛み合うまでの間において入力側ギア歯と出力側ギア歯とが噛み合っていない状態が発生する。
ロストモーションが発生している間では、モータのトルクは可動部材に伝達しないので、一時的に無制御の状態が発生し、位置決め精度が悪化してしまう。
Furthermore, if backlash is present, when the acceleration of the movable member reverses, the meshing between the gear teeth on the input side (motor side) and the gear teeth on the output side (movable member side) changes, so the lost motion That is, a state occurs in which the input side gear teeth and the output side gear teeth are not engaged with each other during the period from when the engagement is released until the engagement is performed again.
While the lost motion is occurring, the torque of the motor is not transmitted to the movable member, so that an uncontrolled state occurs temporarily and the positioning accuracy deteriorates.
ここで、モータ側に接続された歯車と、可動部材側(例えばテーブルに連結されたボールねじ軸)に接続された歯車との間で発生するロストモーションについて、図6A〜図6Dを参照して説明する。なお図6A〜図6Dでは、歯車に備えた歯の一部のみを図示している。
また、モータ側に接続された歯車を「モータ側歯車GM」、可動部材側に接続された歯車を「可動部材側歯車GL」として説明をする。
Here, the lost motion generated between the gear connected to the motor side and the gear connected to the movable member side (for example, a ball screw shaft coupled to the table) is described with reference to FIGS. explain. 6A to 6D show only a part of the teeth provided on the gear.
The gear connected to the motor side will be described as “motor side gear G M ”, and the gear connected to the movable member side will be described as “movable member side gear G L ”.
バックラッシュによるロストモーションは、可動部材の移動方向(加速度)が反転する際に、可動部材側歯車GLの歯と、モータ側歯車GMの歯との噛み合いが離れて浮くために発生するものである。 Lost motion by backlash, which in the moving direction of the movable member (acceleration) is inverted, occurs because the float with the teeth of the movable member side gear G L, apart engagement with the teeth of the motor side gear G M It is.
図6Aは、モータ側歯車GMの歯面と可動部材側歯車GLの歯面とが接触し、モータ側歯車GMが時計回り方向に回転することにより、可動部材側歯車GLが反時計回り方向に回転している状態を示している。 Figure 6A is in contact tooth surfaces of the motor side gear G M and the tooth surface of the movable member side gear G L is, by the motor side gear G M is rotated in the clockwise direction, the movable member side gear G L are anti A state of rotating clockwise is shown.
モータが減速すると、可動部材(例えばテーブル)は自らの慣性により動き続けるので、図6Bに示すように、モータ側歯車GMの歯と可動部材側歯車GLの歯との噛み合いが離れ始める。 When the motor is decelerated, the movable member (e.g., a table) continues to move due to its own inertia, as shown in FIG. 6B, the engagement of the teeth of the movable member side gear G L of the motor side gear G M starts away.
その後、図6Cに示すように、モータの回転方向が反転してモータ側歯車GMが反時計回り方向に回転し始めるが、可動部材(例えばテーブル)が停止して可動部材側歯車GLは静止するため、モータ側歯車GMの歯と可動部材側歯車GLの歯とが完全に離れた状態となり、ロストモーションが発生する。 Thereafter, as shown in FIG. 6C, although the motor side gear G M in the rotating direction of the motor is inverted starts to rotate in the counterclockwise direction, the movable member side gear G L movable member (e.g., a table) is stopped to stationary, the teeth of the motor side gear G M and the teeth of the movable member side gear G L becomes completely separated state, lost motion will occur.
ロストモーションは、図6Dに示すように、モータ側歯車GMの歯と可動部材側歯車GLの歯とが再び噛み合うまで続く。 It lost motion, as shown in FIG. 6D, until the teeth of the motor side gear G M and the teeth of the movable member side gear G L meshes again.
このようにしてロストモーションが発生し、これが位置決め誤差の主要因となっている。 In this way, lost motion occurs, which is the main cause of positioning error.
上述したバックラッシュの発生や、ロストモーションの発生を防止しつつ、モータ側歯車から可動部材側歯車に動力を伝達するために、従来では、2台のモータで可動部材を駆動する構成を採用しつつ、両モータの駆動を最適に制御する手法が開発されている。 In order to transmit power from the motor side gear to the movable member side gear while preventing the occurrence of backlash and lost motion as described above, conventionally, a configuration in which the movable member is driven by two motors has been adopted. However, a method for optimally controlling the driving of both motors has been developed.
ここで、このような従来技術の一例を、図7を参照しつつ説明する。
図7に示すように、この例では、可動部材に接続された可動部材側歯車GLには、第1のモータ側歯車GM1と、第2のモータ側歯車GM2が噛み合っている。
Here, an example of such a prior art will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 7, in this example, the first motor side gear G M1 and the second motor side gear G M2 are engaged with the movable member side gear GL connected to the movable member.
第1のモータ側歯車GM1は第1のモータ11に接続されており、モータ11が回転駆動することによりモータ側歯車GM1が回転する。第2のモータ側歯車GM2は第2のモータ21に接続されており、モータ21が回転駆動することによりモータ側歯車GM2が回転する。
The first motor side gear G M1 is connected to the
制御系を説明すると、駆動トルク指令部30は駆動トルク指令τdを出力し、オフセットトルク指令部31はオフセットトルク指令τoを出力する。
Explaining the control system, the drive
駆動トルク指令τdの値(絶対値)は、可動側歯車GLを介して可動部材を移動させるのに必要なトルク値であり、加工プログラム等に応じて設定される。この駆動トルク指令τdの極性は、加工状況等に応じて、正になることも、負になることもある。
オフセットトルク指令τoの値(絶対値)は、可動部材の重量や摩擦等を考慮して設定されており、オフセットトルク指令τoの値(絶対値)は、駆動トルク指令τdの値(絶対値)よりも小さくなっている。このオフセットトルク指令τoの極性は常に正になっている。
The value (absolute value) of the drive torque command τ d is a torque value necessary for moving the movable member via the movable gear GL , and is set according to the machining program or the like. The polarity of the drive torque command τ d may be positive or negative depending on the machining situation or the like.
The value of the offset torque command tau o (absolute value) is set in consideration of the weight and friction of the movable member, the value of the offset torque command tau o (absolute value), the driving torque command tau value of d ( It is smaller than the absolute value. The polarity of this offset torque command τ o is always positive.
ゼロトルクリミッタ12は、駆動トルク指令τdが入力されると、その極性が正である場合にのみ、その駆動トルク指令τdを出力する。ゼロトルクリミッタ22は、駆動トルク指令τdが入力されると、その極性が負である場合にのみ、その駆動トルク指令τdを出力する。 When the drive torque command τ d is input, the zero torque limiter 12 outputs the drive torque command τ d only when the polarity is positive. When the driving torque command τ d is input, the zero torque limiter 22 outputs the driving torque command τ d only when the polarity is negative.
加算部13は、ゼロトルクリミッタ12から出力された駆動トルク指令τdに、オフセットトルク指令τoを加えて総合トルク指令τt1とし、この総合トルク指令τt1をサーボアンプ14に送る。
減算部23は、ゼロトルクリミッタ22から出力された駆動トルク指令τdから、オフセットトルク指令τoを減算して総合トルク指令τt2とし、この総合トルク指令τt2をサーボアンプ24に送る。
The
The
サーボアンプ(電流制御部)14は、総合トルク指令τt1に応じた電流をモータ11に供給し、モータ11は総合トルク指令τt1に応じたトルクを出力して、モータ側歯車GM1を回転駆動する。
The servo amplifier (current control unit) 14 supplies a current corresponding to the total torque command τ t1 to the
サーボアンプ(電流制御部)24は、総合トルク指令τt2に応じた電流をモータ21に供給し、モータ21は総合トルク指令τt2に応じたトルクを出力して、モータ側歯車GM2を回転駆動する。
The servo amplifier (current control unit) 24 supplies a current corresponding to the total torque command τ t2 to the
かかる構成となっている従来技術の動作を説明する。
例えば、駆動トルク指令部30から出力される駆動トルク指令τdの値(絶対値)が10で極性が正(つまり駆動トルク指令τdの指令値が+10)であり、オフセットトルク指令部31から出力されるオフセットトルク指令τoの値(絶対値)が1で極性が正(つまりオフセットトルク指令τoの指令値が+1)である場合について説明する。
The operation of the prior art having such a configuration will be described.
For example, the value of the driving torque command tau d output from the driving torque command section 30 (absolute value) is a polar positive 10 (i.e. command value is +10 in the drive torque command tau d), from the offset
この例の場合には、駆動トルク指令部30から出力される駆動トルク指令τdは、ゼロトルクリミッタ12を通過してゼロトルクリミッタ12から出力されるが、ゼロトルクリミッタ22では遮断されてゼロトルクリミッタ22からは出力されない。
In this example, the drive torque command τ d output from the drive
加算部13は、指令値が+10の駆動トルク指令τdと、指令値が+1のオフセットトルク指令τoを加算して、指令値が+11の総合トルク指令τt1を出力する。
サーボアンプ(電流制御部)14は、総合トルク指令τt1に応じた電流をモータ11に供給し、モータ11は、指令値が+11の総合トルク指令τt1に応じて、正回転方向(時計回り方向)で「11」に相当するトルクを出力して、モータ側歯車GM1を正回転方向(時計回り方向)に回転駆動し、可動側歯車GLを負回転方向(反時計回り方向)に回転駆動する。
The
The servo amplifier (current control unit) 14 supplies a current corresponding to the total torque command τ t1 to the
減算部23は、指令値が0の駆動トルク指令τdから、指令値が+1のオフセットトルク指令τoを減算して、指令値が−1の総合トルク指令τt2を出力する。
サーボアンプ(電流制御部)24は、総合トルク指令τt2に応じた電流をモータ21に供給し、モータ21は、指令値が−1の総合トルク指令τt2に応じて、負回転方向(反時計回り方向)で「1」に相当するトルクを出力して、モータ側歯車GM2に負回転方向(反時計回り方向)のトルクを作用させ、可動側歯車GLに正回転方向(時計回り方向)のトルクを作用させる。このトルクが、プリロードトルク(オフセットトルク)となる。
The
The servo amplifier (current control unit) 24 supplies a current corresponding to the total torque command τ t2 to the
この結果、可動部材側歯車GLには、負回転方向(反時計回り方向)に「11」に相当するトルクが作用し、正回転方向(時計回り方向)に「1」に相当するトルクが作用する。このため、可動部材側歯車GLは、負回転方向(反時計回り方向)に沿い「10」に相当するトルクで回転する。 As a result, a torque corresponding to “11” acts on the movable member side gear GL in the negative rotation direction (counterclockwise direction), and a torque corresponding to “1” in the positive rotation direction (clockwise direction). Works. For this reason, the movable member side gear GL rotates with a torque corresponding to “10” along the negative rotation direction (counterclockwise direction).
負回転方向(反時計回り方向)のトルクと正回転方向(時計回り方向)のトルクの差は、値が「1」の内力(つまり、オフセットトルク)となる。この内力「1」は、モータ側歯車GM1の歯と可動部材側歯車GLの歯とを噛み合わせると共に、モータ側歯車GM2の歯と可動部材側歯車GLの歯とを噛み合わせて、バックラッシュの発生及びロストモーションの発生を防止する機能を発揮する。 The difference between the torque in the negative rotation direction (counterclockwise direction) and the torque in the positive rotation direction (clockwise direction) is an internal force having a value of “1” (ie, offset torque). This internal force “1” meshes the teeth of the motor side gear GM1 and the teeth of the movable member side gear GL , and also meshes the teeth of the motor side gear GM2 and the teeth of the movable member side gear GL. It demonstrates the function of preventing the occurrence of backlash and lost motion.
また、例えば、駆動トルク指令部30から出力される駆動トルク指令τdの値(絶対値)が10で極性が負(つまり駆動トルク指令τdの指令値が−10)であり、オフセットトルク指令部31から出力されるオフセットトルク指令τoの値(絶対値)が1で極性が正(つまりオフセットトルク指令τoの指令値が+1)である場合には、加算部13は、指令値が+1の総合トルク指令τt1を出力し、減算部23は、指令値が−11の総合トルク指令τt2を出力する。
Further, for example, the value (absolute value) of the drive torque command τ d output from the drive
このため、モータ11は、指令値が+1の総合トルク指令τt1に応じて、正回転方向(時計回り方向)で「1」に相当するトルクを出力し、モータ21は、指令値が−11の総合トルク指令τt2に応じて、負回転方向(反時計回り方向)で「11」に相当するトルクを出力する。
Therefore, the
この結果、可動部材側歯車GLには、負回転方向(反時計回り方向)に「1」に相当するトルクが作用し、正回転方向(時計回り方向)に「11」に相当するトルクが作用し、可動部材側歯車GLは、正回転方向(時計回り方向)に沿い「10」に相当するトルクで回転する。 As a result, the torque corresponding to “1” acts on the movable member side gear GL in the negative rotation direction (counterclockwise direction) and the torque corresponding to “11” in the positive rotation direction (clockwise direction). Acting, the movable member side gear GL rotates with a torque corresponding to “10” along the forward rotation direction (clockwise direction).
負回転方向(反時計回り方向)のトルクと正回転方向(時計回り方向)のトルクの差は、値が「1」の内力(つまり、オフセットトルク)となる。この内力「1」は、モータ側歯車GM1の歯と可動部材側歯車GLの歯とを噛み合わせると共に、モータ側歯車GM2の歯と可動部材側歯車GLの歯とを噛み合わせて、バックラッシュの発生及びロストモーションの発生を防止する機能を発揮する。 The difference between the torque in the negative rotation direction (counterclockwise direction) and the torque in the positive rotation direction (clockwise direction) is an internal force having a value of “1” (ie, offset torque). This internal force “1” meshes the teeth of the motor side gear GM1 and the teeth of the movable member side gear GL , and also meshes the teeth of the motor side gear GM2 and the teeth of the movable member side gear GL. It demonstrates the function of preventing the occurrence of backlash and lost motion.
ところで図7に示すような従来技術では次のような課題があった。
即ち、オフセットトルク(プリロードトルク)は前述したように内力であり、可動部材を移動させるためのトルクではなく、可動部材の加速度が反転したときであっても、可動部材側歯車GLの歯とモータ側歯車GM1,GM2の歯との噛み合い状態を確保して、バックラッシュの発生及びロストモーションの発生を防止するためのものである。
したがって、オフセットトルクは、理想的には、可動部材を移動させる際に生じるクーロン摩擦力よりも少し大きく、オフセットトルクのみで可動部材が僅かに動く程度の大きさであればよい。
Incidentally, the prior art as shown in FIG. 7 has the following problems.
That is, the offset torque (preload torque) is an internal force as described above, and is not a torque for moving the movable member, and even when the acceleration of the movable member is reversed, the offset of the tooth of the movable member side gear GL This is for ensuring the meshing state with the teeth of the motor side gears G M1 and G M2 and preventing the occurrence of backlash and lost motion.
Therefore, the offset torque is ideally a little larger than the Coulomb friction force generated when the movable member is moved, and may be of a magnitude that allows the movable member to move slightly with only the offset torque.
しかし、可動部材の重量やクーロン摩擦力は状態によって変動するため、実際に発生するオフセットトルクの値が、上述した理想的な値よりも大きな値となるように、オフセットトルク指令τoの値を経験に基づき、やや大きめに設定していた。
このようにオフセットトルク指令τoの値を大きめに設定していたため、モータ11,21が発生する内力が大きくなりエネルギーの無駄となっていた。
また、経験に基づきオフセットトルク指令τoの値を設定していたため、その値を明確に設定することができなかった。
However, since the weight of the movable member and the Coulomb friction force change depending on the state, the value of the offset torque command τ o is set so that the actually generated offset torque value is larger than the ideal value described above. Based on experience, it was set slightly larger.
Thus because it was slightly larger set the value of the offset torque command tau o, it has been a waste of internal force increases and the energy which the
Further, since the value of the offset torque command τ o was set based on experience, the value could not be set clearly.
また従来では、オフセットトルク指令τoの値を設定すると、その値は固定されていたが、その一方で、使用状況によっては可動部材の重量や摩擦力が大きく変動(増加)する場合がある。
例えば可動部材がテーブルである場合には、テーブルの実質的な重量は、テーブル自体の重量に、テーブル上に載置されるワークの重量を加えたものとなるが、大重量のワークを載置した場合には、可動部材の実質的な重量が増大する。
このように可動部材の実質的な重量が増大した場合には、値が固定されているオフセットトルク指令τoによるオフセットトルクでは、オフセットトルクが不足して、バックラッシュを十分に除去できずロストモーションが発生するおそれがある。
Conventionally, when the value of the offset torque command τ o is set, the value is fixed. On the other hand, the weight and frictional force of the movable member may fluctuate (increase) depending on the use situation.
For example, when the movable member is a table, the substantial weight of the table is the weight of the table itself plus the weight of the work placed on the table. In this case, the substantial weight of the movable member increases.
When such a substantial weight of the movable member is increased, in accordance with the offset torque offset torque command tau o the value is fixed, the lack of offset torque, the lost motion can not be sufficiently removed backlash May occur.
本発明は、上記従来技術に鑑み、バックラッシュやロストモーションの発生を確実に防止しつつ、オフセットトルク指令の値を最適に設定することができる、バックラッシュ除去制御装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a backlash removal control device that can optimally set the value of an offset torque command while reliably preventing the occurrence of backlash and lost motion in view of the above-described conventional technology. To do.
上記課題を解決する本発明の構成は、
可動部材に接続された可動部材側歯車と、
前記可動部材側歯車に噛み合うと共に、第1のモータにより回転駆動される第1のモータ側歯車と、
前記可動部材側歯車に噛み合うと共に、第2のモータにより回転駆動される第2のモータ側歯車と、
極性が正になっている駆動トルク指令は通過させるが極性が負になっている駆動トルク指令は遮断する第1のゼロトルクリミッタと、
極性が負になっている駆動トルク指令は通過させるが極性が正になっている駆動トルク指令は遮断する第2のゼロトルクリミッタと、
実稼働前にオフセットトルク値(T)として初期設定トルク値(T0)が予め設定されていると共にオフセットトルク値(T)が更新できるようになっているオフセットトルク指令を出力するオフセットトルク指令部と、
第1のゼロトルクリミッタを通過してきた駆動トルク指令に前記オフセットトルク指令を加算して得た総合トルク指令の値に応じたトルクを発生し且つ当該総合トルク指令の極性に応じた回転方向となるように、前記第1のモータに電流を供給する第1の電流制御部と、
第2のゼロトルクリミッタを通過してきた駆動トルク指令から前記オフセットトルク指令を減算して得た総合トルク指令の値に応じたトルクを発生し且つ当該総合トルク指令の極性に応じた回転方向となるように、前記第2のモータに電流を供給する第2の電流制御部と、
を有するバックラッシュ除去制御装置において、
第1のモータ側歯車の回転角度である第1の回転角度(θ1)及び第2のモータ側歯車の回転角度である第2の回転角度(θ2)を検出する回転角度検出手段と、
バックラッシュが発生していないときの第1の回転角度(θ1)と第2の回転角度(θ2)との回転偏差角度である設定回転偏差角度(Δθmo)が予め設定されると共に、実稼働時における第1の回転角度(θ1)と第2の回転角度(θ2)との回転偏差角度である実回転偏差角度(Δθm)を演算し、更に、オフセットトルク値(T)に、前記実回転偏差角度(Δθm)と前記設定回転偏差角度(Δθmo)との差に応じた値を加えて更新トルク値(TK)を演算し、更新トルク値(TK)がその時点でのオフセットトルク値(T)よりも大きくなったら、その時の更新トルク値(TK)を、その時点以降のオフセットトルク値(T)として設定しなおすオフセットトルク値設定部とを備えたことを特徴とする。
The configuration of the present invention for solving the above problems is as follows.
A movable member side gear connected to the movable member;
A first motor side gear that meshes with the movable member side gear and is driven to rotate by a first motor;
A second motor side gear that meshes with the movable member side gear and is rotationally driven by a second motor;
A first zero torque limiter that passes a drive torque command having a positive polarity but blocks a drive torque command having a negative polarity;
A second zero torque limiter that passes a drive torque command having a negative polarity but blocks a drive torque command having a positive polarity;
An offset torque command unit that outputs an offset torque command in which an initial set torque value (T 0 ) is preset as an offset torque value (T) and the offset torque value (T) can be updated before actual operation. When,
Torque is generated according to the value of the total torque command obtained by adding the offset torque command to the drive torque command that has passed through the first zero torque limiter, and the rotation direction is in accordance with the polarity of the total torque command. A first current controller for supplying a current to the first motor,
Torque is generated according to the value of the total torque command obtained by subtracting the offset torque command from the drive torque command that has passed through the second zero torque limiter, and the rotational direction is in accordance with the polarity of the total torque command. A second current controller for supplying a current to the second motor,
In a backlash removal control device having
A rotation angle detecting means for detecting a first rotation angle (θ 1 ) that is the rotation angle of the first motor side gear and a second rotation angle (θ 2 ) that is the rotation angle of the second motor side gear;
A preset rotation deviation angle (Δθ mo ), which is a rotation deviation angle between the first rotation angle (θ 1 ) and the second rotation angle (θ 2 ) when no backlash occurs, is preset, and An actual rotation deviation angle (Δθ m ) that is a rotation deviation angle between the first rotation angle (θ 1 ) and the second rotation angle (θ 2 ) during actual operation is calculated, and further an offset torque value (T) to the calculated actual rotational difference angle ([Delta] [theta] m) and the set rotational deviation angle ([Delta] [theta] mo) and updates the torque value by adding a value corresponding to the difference (T K), updating the torque value (T K) is An offset torque value setting unit that resets the updated torque value (T K ) at that time as the offset torque value (T) after that time when the offset torque value (T) at that time becomes larger It is characterized by that.
また本発明の構成は、
可動部材に接続された可動部材側歯車と、
前記可動部材側歯車に噛み合うと共に、第1のモータにより回転駆動される第1のモータ側歯車と、
前記可動部材側歯車に噛み合うと共に、第2のモータにより回転駆動される第2のモータ側歯車と、
極性が正になっている駆動トルク指令は通過させるが極性が負になっている駆動トルク指令は遮断する第1のゼロトルクリミッタと、
極性が負になっている駆動トルク指令は通過させるが極性が正になっている駆動トルク指令は遮断する第2のゼロトルクリミッタと、
オフセットトルク値(T)が更新できるようになっているオフセットトルク指令を出力するオフセットトルク指令部と、
第1のゼロトルクリミッタを通過してきた駆動トルク指令に前記オフセットトルク指令を加算して得た総合トルク指令の値に応じたトルクを発生し且つ当該総合トルク指令の極性に応じた回転方向となるように、前記第1のモータに電流を供給する第1の電流制御部と、
第2のゼロトルクリミッタを通過してきた駆動トルク指令から前記オフセットトルク指令を減算して得た総合トルク指令の値に応じたトルクを発生し且つ当該総合トルク指令の極性に応じた回転方向となるように、前記第2のモータに電流を供給する第2の電流制御部と、
を有するバックラッシュ除去制御装置において、
第1のモータ側歯車の回転角度である第1の回転角度(θ1)及び第2のモータ側歯車の回転角度である第2の回転角度(θ2)を検出する回転角度検出手段と、
バックラッシュが発生していないときの第1の回転角度(θ1)と第2の回転角度(θ2)との回転偏差角度である設定回転偏差角度(Δθmo)が予め設定されると共に、実稼働時における第1の回転角度(θ1)と第2の回転角度(θ2)との回転偏差角度である実回転偏差角度(Δθm)を演算し、更に、前記実回転偏差角度(Δθm)と前記設定回転偏差角度(Δθmo)との差に応じた値の更新トルク値(TK)を演算し、更新トルク値(TK)がその時点でのオフセットトルク値(T)よりも大きくなったら、その時の更新トルク値(TK)を、その時点以降のオフセットトルク値(T)として設定しなおすオフセットトルク値設定部とを備えたことを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
A movable member side gear connected to the movable member;
A first motor side gear that meshes with the movable member side gear and is driven to rotate by a first motor;
A second motor side gear that meshes with the movable member side gear and is rotationally driven by a second motor;
A first zero torque limiter that passes a drive torque command having a positive polarity but blocks a drive torque command having a negative polarity;
A second zero torque limiter that passes a drive torque command having a negative polarity but blocks a drive torque command having a positive polarity;
An offset torque command unit that outputs an offset torque command in which the offset torque value (T) can be updated;
Torque is generated according to the value of the total torque command obtained by adding the offset torque command to the drive torque command that has passed through the first zero torque limiter, and the rotation direction is in accordance with the polarity of the total torque command. A first current controller for supplying a current to the first motor,
Torque is generated according to the value of the total torque command obtained by subtracting the offset torque command from the drive torque command that has passed through the second zero torque limiter, and the rotational direction is in accordance with the polarity of the total torque command. A second current controller for supplying a current to the second motor,
In a backlash removal control device having
A rotation angle detecting means for detecting a first rotation angle (θ 1 ) that is the rotation angle of the first motor side gear and a second rotation angle (θ 2 ) that is the rotation angle of the second motor side gear;
Together with the first rotation angle (theta 1) and the second rotation angle (theta 2) and the rotation deviation is the angle setting rotational deviation angle ([Delta] [theta] mo) is preset when a backlash does not occur, An actual rotation deviation angle (Δθ m ) that is a rotation deviation angle between the first rotation angle (θ 1 ) and the second rotation angle (θ 2 ) during actual operation is calculated, and the actual rotation deviation angle ( An updated torque value (T K ) having a value corresponding to the difference between Δθ m ) and the set rotation deviation angle (Δθ mo ) is calculated, and the updated torque value (T K ) is the offset torque value (T) at that time. The offset torque value setting unit resets the updated torque value (T K ) at that time as the offset torque value (T) after that time.
また本発明の構成は、
可動部材に接続された可動部材側歯車と、
前記可動部材側歯車に噛み合うと共に、第1のモータにより回転駆動される第1のモータ側歯車と、
前記可動部材側歯車に噛み合うと共に、第2のモータにより回転駆動される第2のモータ側歯車と、
極性が正になっている駆動トルク指令は通過させるが極性が負になっている駆動トルク指令は遮断する第1のゼロトルクリミッタと、
極性が負になっている駆動トルク指令は通過させるが極性が正になっている駆動トルク指令は遮断する第2のゼロトルクリミッタと、
オフセットトルク値(T)が更新できるようになっているオフセットトルク指令を出力するオフセットトルク指令部と、
第1のゼロトルクリミッタを通過してきた駆動トルク指令に前記オフセットトルク指令を加算して得た総合トルク指令の値に応じたトルクを発生し且つ当該総合トルク指令の極性に応じた回転方向となるように、前記第1のモータに電流を供給する第1の電流制御部と、
第2のゼロトルクリミッタを通過してきた駆動トルク指令から前記オフセットトルク指令を減算して得た総合トルク指令の値に応じたトルクを発生し且つ当該総合トルク指令の極性に応じた回転方向となるように、前記第2のモータに電流を供給する第2の電流制御部と、
を有するバックラッシュ除去制御装置において、
第1のモータ側歯車の回転角度である第1の回転角度(θ1)及び第2のモータ側歯車の回転角度である第2の回転角度(θ2)を検出する回転角度検出手段と、
第1のモータに流すモータ電流値(i1)と第1の回転角度(θ1)を基に第1のモータが発生する第1のオフセットトルク値(T1)を推定演算する第1のオフセットトルク値推定部と、
第2のモータに流すモータ電流値(i2)と第2の回転角度(θ2)を基に第2のモータが発生する第2のオフセットトルク値(T2)を推定演算する第2のオフセットトルク値推定部と、
第1のオフセットトルク値(T1)と第2のオフセットトルク値(T2)とを比較し、第1のオフセットトルク値(T1)と第2のオフセットトルク値(T2)とが異なっているときには、その時のオフセットトルク値(T)に予め決めた加算トルク値(ΔT)を加算した値を、その時点以降のオフセットトルク値(T)として設定しなおすオフセットトルク値設定部とを備えたことを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
A movable member side gear connected to the movable member;
A first motor side gear that meshes with the movable member side gear and is driven to rotate by a first motor;
A second motor side gear that meshes with the movable member side gear and is rotationally driven by a second motor;
A first zero torque limiter that passes a drive torque command having a positive polarity but blocks a drive torque command having a negative polarity;
A second zero torque limiter that passes a drive torque command having a negative polarity but blocks a drive torque command having a positive polarity;
An offset torque command unit that outputs an offset torque command in which the offset torque value (T) can be updated;
Torque is generated according to the value of the total torque command obtained by adding the offset torque command to the drive torque command that has passed through the first zero torque limiter, and the rotation direction is in accordance with the polarity of the total torque command. A first current controller for supplying a current to the first motor,
Torque is generated according to the value of the total torque command obtained by subtracting the offset torque command from the drive torque command that has passed through the second zero torque limiter, and the rotational direction is in accordance with the polarity of the total torque command. A second current controller for supplying a current to the second motor,
In a backlash removal control device having
A rotation angle detecting means for detecting a first rotation angle (θ 1 ) that is the rotation angle of the first motor side gear and a second rotation angle (θ 2 ) that is the rotation angle of the second motor side gear;
The first offset torque value (T 1 ) generated by the first motor is estimated and calculated based on the motor current value (i 1 ) flowing through the first motor and the first rotation angle (θ 1 ). An offset torque value estimation unit;
Motor current value to be supplied to the second motor (i 2) and the second rotation angle (theta 2) a second offset torque value second motor is generated based on (T 2) the second for estimating An offset torque value estimation unit;
The first offset torque value (T 1 ) is compared with the second offset torque value (T 2 ), and the first offset torque value (T 1 ) and the second offset torque value (T 2 ) are different. An offset torque value setting unit that resets a value obtained by adding a predetermined additional torque value (ΔT) to the offset torque value (T) at that time as an offset torque value (T) after that time. It is characterized by that.
本発明によれば、可動部材の実質的な重量が増加してオフセットトルクが不足したときにはオフセットトルクを自動的に増加させることができ、最適なオフセットトルクに設定しなおすことができるとともに、過剰に大きなオフセットトルクを設定することがなく無駄が無くなる。
また、オフセットトルク指令の値を、計算して経験的に設定することなく、最適な値のオフセットトルク指令の値に設定することができる。
結局、オフセットトルクの値を最適に設定して、無駄なくしかも確実にバックラッシュやロストモーションの発生を防止することができる。
According to the present invention, when the substantial weight of the movable member increases and the offset torque becomes insufficient, the offset torque can be automatically increased, the optimum offset torque can be reset, and excessively There is no waste without setting a large offset torque.
Further, the value of the offset torque command can be set to an optimum value of the offset torque command without calculating and empirically setting the value of the offset torque command.
In the end, the value of the offset torque can be set optimally, and the occurrence of backlash and lost motion can be reliably prevented without waste.
以下、本発明を実施するための形態を、実施例に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated in detail based on an Example.
本発明の実施例1にかかるバックラッシュ除去制御装置を、図1を参照して説明する。なお図7に示す従来技術と同一機能を果たす部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 A backlash removal control apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that parts having the same functions as those of the prior art shown in FIG.
<構成>
図1に示すように、モータ11にはエンコーダ11aが内蔵されており、エンコーダ11aは、モータ11の回転部の回転角度を示す回転角度θ1を出力する。モータ11の回転部はモータ側歯車GM1に接続されているため、回転角度θ1はモータ側歯車GM1の回転角度を示すことにもなる。
モータ21にはエンコーダ21aが内蔵されており、エンコーダ21aは、モータ21の回転部の回転角度を示す回転角度θ2を出力する。モータ21の回転部はモータ側歯車GM2に接続されているため、回転角度θ2はモータ側歯車GM2の回転角度を示すことにもなる。
<Configuration>
As shown in FIG. 1, the
The
ここでモータ側歯車GM1の回転角度を示す回転角度θ1と、モータ側歯車GM2の回転角度を示す回転角度θ2と、可動部材側歯車GLの回転角度を示す回転角度θLの関係を、図2及び図3A〜図3Dを参照して先に説明する。
なお図3A〜図3Dは、歯車を直線状に展開して示した模式図である。
Here, the rotation angle θ 1 indicating the rotation angle of the motor side gear G M1, the rotation angle θ 2 indicating the rotation angle of the motor side gear G M2 , and the rotation angle θ L indicating the rotation angle of the movable member side gear G L. The relationship will be described first with reference to FIGS. 2 and 3A-3D.
3A to 3D are schematic views showing the gears developed linearly.
図2において縦軸は回転角度であり、横軸は時間である。
可動部材側歯車GLの回転角度を予め決めた基準回転角度にセットしたときにおける、可動部材側歯車GLの回転角度θLを、回転角度θLの0°として規定している。
基準回転角度にセットした可動部材側歯車GLの歯に対してバックラッシュが最も大きくなる回転角度となるようにモータ側歯車GM1をセットしたときにおける、モータ側歯車GM1の回転角度θ1を、回転角度θ1の0°としている。
基準回転角度にセットした可動部材側歯車GLの歯に対してバックラッシュが最も大きくなる回転角度となるようにモータ側歯車GM2をセットしたときにおける、モータ側歯車GM2の回転角度θ2を、回転角度θ2の0°としている。
なお、回転角度θLは反時計回り方向を正にとっており、回転角度θ1,回転角度θ2は時計回り方向を正にとっている。
図3Aは、回転角度θL,回転角度θ1,回転角度θ2を全て0°としたときの状態を示している。
In FIG. 2, the vertical axis represents the rotation angle, and the horizontal axis represents time.
Definitive when set to a predetermined reference rotation angle rotation angle of the movable member side gear G L, the rotation angle theta L of the movable member side gear G L, is defined as 0 ° of the rotation angle theta L.
Definitive when setting the motor side gear G M1 as backlash is most larger rotational angle relative to the teeth of the movable member side gear G L set at the reference rotation angle, the rotation angle theta 1 of the motor side gear G M1 Is 0 ° of the rotation angle θ 1 .
The rotation angle θ 2 of the motor-side gear G M2 when the motor-side gear G M2 is set so that the backlash becomes the maximum rotation angle with respect to the teeth of the movable member-side gear GL set at the reference rotation angle. Is 0 ° of the rotation angle θ 2 .
The rotation angle θ L is positive in the counterclockwise direction, and the rotation angle θ 1 and rotation angle θ 2 are positive in the clockwise direction.
FIG. 3A shows a state where the rotation angle θ L , the rotation angle θ 1 , and the rotation angle θ 2 are all 0 °.
図2の時刻t0では、回転角度θL,回転角度θ1,回転角度θ2を全て0°になるように、可動部材側歯車GLとモータ側歯車GM1とモータ側歯車GM2の回転位置をセットしている(図3A参照)。 At time t0 in FIG. 2, the rotation of the movable member side gear G L , the motor side gear G M1, and the motor side gear G M2 so that the rotation angle θ L , the rotation angle θ 1 , and the rotation angle θ 2 are all 0 °. The position is set (see FIG. 3A).
この状態から、例えばモータ11の駆動によりモータ側歯車GM1を「11」に相当するトルクで正回転方向に回転させ(図3Aでは左側に移動させ)、モータ21の駆動によりモータ側歯車GM2を「1」に相当するトルクで負回転方向に回転させ(図3Aでは右側に移動させ)ていくと、時刻t0から時刻t1においては、回転角度θLは0°のままであり、回転角度θ1は正方向に増加していき、回転角度θ2は負方向に増加していく。
From this state, for example, by driving the
そして、時刻t1において、可動部材側歯車GLの歯とモータ側歯車GM1の歯が噛み合うと共に、可動部材側歯車GLの歯とモータ側歯車GM2の歯が噛み合う。
図3Bはこのときの状態を示している。
Then, at time t1, with teeth meshing of the movable member side gear G L teeth and the motor side gear G M1, the teeth of the motor side gear G M2 of the movable member side gear G L meshes.
FIG. 3B shows the state at this time.
時刻t1から時刻t2において、「10」に相当するトルクでもって可動部材側歯車GLを回転させていく際に、バックラッシュの発生なく可動部材側歯車GLとモータ側歯車GM1,GM2が噛み合いつつ回転していくと、回転角度θL,回転角度θ1,回転角度θ2は同じ割合で増加していく。
このとき、回転角度θ1と回転角度θ2との回転偏差角度は一定角度となり、このようにバックラッシュが発生していないときの回転偏差角度を、設定回転偏差角度Δθmoとする(図3C参照)。
From time t1 to time t2, when the movable member side gear G L is rotated with a torque corresponding to “10”, the movable member side gear G L and the motor side gears G M1 and G M2 are generated without backlash. Rotate while meshing with each other, the rotation angle θ L , the rotation angle θ 1 , and the rotation angle θ 2 increase at the same rate.
At this time, the rotation deviation angle between the rotation angle θ 1 and the rotation angle θ 2 is a constant angle, and the rotation deviation angle when the backlash does not occur is set as the set rotation deviation angle Δθ mo (FIG. 3C). reference).
時刻t2から時刻t3において、可動部材側歯車GLを回転させていく際に、バックラッシュが発生すると、回転角度θ1,回転角度θ2の増加割合が変動する。
このとき、回転角度θ1と回転角度θ2との回転偏差角度である実回転偏差角度Δθmは、バックラッシュの発生により、設定回転偏差角度Δθmoよりも小さくなる(図3D参照)。
When backlash occurs when rotating the movable member side gear GL from the time t2 to the time t3, the increasing rate of the rotation angle θ 1 and the rotation angle θ 2 varies.
At this time, the actual rotation deviation angle Δθ m that is the rotation deviation angle between the rotation angle θ 1 and the rotation angle θ 2 becomes smaller than the set rotation deviation angle Δθ mo due to the occurrence of backlash (see FIG. 3D).
したがって、回転角度θ1と回転角度θ2との回転偏差角度である実回転偏差角度Δθmを経時的に検出しておき、実回転偏差角度Δθmが設定回転偏差角度Δθmoよりも小さくなったら、バックラッシュが発生したと判定することができる。
本実施例は、かかる知見を基に、オフセットトルク値を規定するものである。
Therefore, the actual rotation deviation angle Δθ m that is the rotation deviation angle between the rotation angle θ 1 and the rotation angle θ 2 is detected over time, and the actual rotation deviation angle Δθ m becomes smaller than the set rotation deviation angle Δθ mo. Then, it can be determined that a backlash has occurred.
In the present embodiment, the offset torque value is defined based on such knowledge.
オフセットトルク値設定部40は、オフセットトルク指令部31から出力されるオフセットトルク指令τoの値(オフセットトルク値T)を設定・更新するものである。
オフセットトルク値設定部40による、オフセットトルク値Tの設定手法は後述する。
The offset torque
A method for setting the offset torque value T by the offset torque
<バックラッシュ除去動作>
かかる構成となっている本実施例の動作のうち、バックラッシュ除去動作を先に説明する。
<Backlash removal operation>
Of the operations of the present embodiment having such a configuration, the backlash removal operation will be described first.
例えば、駆動トルク指令部30から出力される駆動トルク指令τdの値(絶対値)が10で極性が正(つまり駆動トルク指令τdの指令値が+10)であり、オフセットトルク指令部31から出力されるオフセットトルク指令τoの値(絶対値)が1で極性が正(つまりオフセットトルク指令τoの指令値が+1)である場合について説明する。
For example, the value (absolute value) of the drive torque command τ d output from the drive
この例の場合には、駆動トルク指令部30から出力される駆動トルク指令τdは、ゼロトルクリミッタ12を通過してゼロトルクリミッタ12から出力されるが、ゼロトルクリミッタ22では遮断されてゼロトルクリミッタ22からは出力されない。
In this example, the drive torque command τ d output from the drive
加算部13は、指令値が+10の駆動トルク指令τdと、指令値が+1のオフセットトルク指令τoを加算して、指令値が+11の総合トルク指令τt1を出力する。
サーボアンプ(電流制御部)14は、総合トルク指令τt1に応じた電流をモータ11に供給し、モータ11は、指令値が+11の総合トルク指令τt1に応じて、正回転方向(時計回り方向)で「11」に相当するトルクを出力して、モータ側歯車GM1を正回転方向(時計回り方向)に回転駆動し、可動部材側歯車GLを負回転方向(反時計回り方向)に回転駆動する。
The servo amplifier (current control unit) 14 supplies a current corresponding to the total torque command τ t1 to the
減算部23は、指令値が0の駆動トルク指令τdから、指令値が+1のオフセットトルク指令τoを減算して、指令値が−1の総合トルク指令τt2を出力する。
サーボアンプ(電流制御部)24は、総合トルク指令τt2に応じた電流をモータ21に供給し、モータ21は、指令値が−1の総合トルク指令τt2に応じて、負回転方向(反時計回り方向)で「1」に相当するトルクを出力して、モータ側歯車GM2に負回転方向(反時計回り方向)のトルクを作用させ、可動部材側歯車GLに正回転方向(時計回り方向)のトルクを作用させる。このトルクが、プリロードトルク(オフセットトルク)となる。
The subtracting
The servo amplifier (current control unit) 24 supplies a current corresponding to the total torque command τ t2 to the
この結果、可動部材側歯車GLには、負回転方向(反時計回り方向)に「11」に相当するトルクが作用し、正回転方向(時計回り方向)に「1」に相当するトルクが作用する。このため、可動部材側歯車GLは、負回転方向(反時計回り方向)に沿い「10」に相当するトルクで回転する。 As a result, a torque corresponding to “11” acts on the movable member side gear GL in the negative rotation direction (counterclockwise direction), and a torque corresponding to “1” in the positive rotation direction (clockwise direction). Works. For this reason, the movable member side gear GL rotates with a torque corresponding to “10” along the negative rotation direction (counterclockwise direction).
負回転方向(反時計回り方向)のトルクと正回転方向(時計回り方向)のトルクの差は、値が「1」の内力となる。この内力「1」は、モータ側歯車GM1の歯と可動部材側歯車GLの歯とを噛み合わせると共に、モータ側歯車GM2の歯と可動部材側歯車GLの歯とを噛み合わせて、バックラッシュの発生及びロストモーションの発生を防止する機能を発揮する。 The difference between the torque in the negative rotation direction (counterclockwise direction) and the torque in the positive rotation direction (clockwise direction) is an internal force having a value of “1”. This internal force “1” meshes the teeth of the motor side gear GM1 and the teeth of the movable member side gear GL , and also meshes the teeth of the motor side gear GM2 and the teeth of the movable member side gear GL. It demonstrates the function of preventing the occurrence of backlash and lost motion.
また、例えば、駆動トルク指令部30から出力される駆動トルク指令τdの値(絶対値)が10で極性が負(つまり駆動トルク指令τdの指令値が−10)であり、オフセットトルク指令部31から出力されるオフセットトルク指令τoの値(絶対値)が1で極性が正(つまりオフセットトルク指令τoの指令値が+1)である場合には、加算部13は、指令値が+1の総合トルク指令τt1を出力し、減算部23は、指令値が−11の総合トルク指令τt2を出力する。
Further, for example, the value (absolute value) of the drive torque command τ d output from the drive
このため、モータ11は、指令値が+1の総合トルク指令τt1に応じて、正回転方向(時計回り方向)で「1」に相当するトルクを出力し、モータ21は、指令値が−11の総合トルク指令τt2に応じて、負回転方向(反時計回り方向)で「11」に相当するトルクを出力する。
Therefore, the
この結果、可動部材側歯車GLには、負回転方向(反時計回り方向)に「1」に相当するトルクが作用し、正回転方向(時計回り方向)に「11」に相当するトルクが作用し、可動部材側歯車GLは、正回転方向(時計回り方向)に沿い「10」に相当するトルクで回転する。 As a result, the torque corresponding to “1” acts on the movable member side gear GL in the negative rotation direction (counterclockwise direction) and the torque corresponding to “11” in the positive rotation direction (clockwise direction). Acting, the movable member side gear GL rotates with a torque corresponding to “10” along the forward rotation direction (clockwise direction).
負回転方向(反時計回り方向)のトルクと正回転方向(時計回り方向)のトルクの差は、値が「1」の内力となる。この内力「1」は、モータ側歯車GM1の歯と可動部材側歯車GLの歯とを噛み合わせると共に、モータ側歯車GM2の歯と可動部材側歯車GLの歯とを噛み合わせて、バックラッシュの発生及びロストモーションの発生を防止する機能を発揮する。 The difference between the torque in the negative rotation direction (counterclockwise direction) and the torque in the positive rotation direction (clockwise direction) is an internal force having a value of “1”. This internal force “1” meshes the teeth of the motor side gear GM1 and the teeth of the movable member side gear GL , and also meshes the teeth of the motor side gear GM2 and the teeth of the movable member side gear GL. It demonstrates the function of preventing the occurrence of backlash and lost motion.
<オフセットトルク値の設定・更新動作>
次に、オフセットトルク値設定部40により、オフセットトルク指令部31から出力されるオフセットトルク指令τoのオフセットトルク値Tを設定・更新する動作について説明する。
<Offset torque value setting / updating operation>
Next, an operation of setting / updating the offset torque value T of the offset torque command τ o output from the offset
オフセットトルク値設定部40は、バックラッシュ除去制御装置を最初に稼働する前において、オフセットトルク指令τoのオフセットトルク値Tとして、初期設定トルク値Toを設定している。例えば初期設定トルク値Toの値を「+1」としている。
この初期設定トルク値Toの値は、例えば、可動部材を移動させる際に生じるクーロン摩擦力よりも少し大きく、オフセットトルクのみで可動部材が僅かに動く程度の大きさにしている。
なおオフセットトルク値Tは、後述するように、状況に応じて更新される。
The offset torque
The initial set torque value To is, for example, slightly larger than the Coulomb friction force generated when the movable member is moved, and is set to such a magnitude that the movable member slightly moves with only the offset torque.
The offset torque value T is updated according to the situation as will be described later.
オフセットトルク値設定部40には、設定回転偏差角度Δθmoが予め設定されている。
設定回転偏差角度Δθmoとは、前述したように、バックラッシュの発生なく可動部材側歯車GLとモータ側歯車GM1,GM2が噛み合いつつ回転しているときにおける、モータ側歯車GM1の回転角度θ1とモータ側歯車GM2の回転角度θ2との回転偏差角度である。
The offset torque
Setting the rotational deviation angle [Delta] [theta] mo, as described above, definitive when backlash occurs without movable member side gear G L and the motor side gear G M1, G M2 is rotating while meshing, the motor side gear G M1 This is a rotation deviation angle between the rotation angle θ 1 and the rotation angle θ 2 of the motor side gear GM2 .
更に、オフセットトルク値設定部40には、エンコーダ11aにより検出した回転角度θ1と、エンコーダ21aにより検出した回転角度θ2が入力されている。
オフセットトルク値設定部40は、実稼働時における回転角度θ1と回転角度θ2との回転偏差角度である実回転偏差角度Δθmを経時的に検出している。
そして、Kを正の定数(予め決めた定数)として、更新トルク値TKとしてT+K(Δθmo−Δθm)を経時的に求めている。ここにおいてオフセットトルク値Tは、その時点において、オフセットトルク指令τoの値として設定されている値である。
Further, the rotation angle θ 1 detected by the
Offset torque
Then, T + K (Δθ mo −Δθ m ) is obtained over time as the update torque value T K with K as a positive constant (predetermined constant). Here, the offset torque value T is a value set as the value of the offset torque command τ o at that time.
バックラッシュが発生していないときには、Δθmo=Δθmとなっているので、更新トルク値TKは、その時点におけるオフセットトルク値Tと等しくなる。
バックラッシュが発生すると、Δθmo>Δθmとなるので、更新トルク値TKは、その時点におけるオフセットトルク値Tよりも大きくなる。
When the backlash does not occur, since a Δθ mo = Δθ m, updating the torque value T K is equal to the offset torque value T at that time.
When backlash occurs, Δθ mo > Δθ m is satisfied, and therefore the updated torque value T K is larger than the offset torque value T at that time.
オフセットトルク値設定部40は、バックラッシュ除去制御装置を最初に起動した時から所定時間毎に、初期設定トルク値Toと更新トルク値TKとを比較し、更新トルク値TKが初期設定トルク値Toよりも大きくなったら、オフセットトルク値Tを更新トルク値TKで示す値に更新する。
The offset torque
その後の期間においても、オフセットトルク値設定部40は、所定時間毎に、先に値が更新されているオフセットトルク値Tと、各時点における更新トルク値TKとを比較し、当該時点における更新トルク値TKが、先に値が更新されているオフセットトルク値Tよりも大きくなったら、オフセットトルク値Tをその時点における更新トルク値TKで示す値に更新する。
Also in the subsequent period, the offset torque
このようにしているため、バックラッシュが発生する毎に、オフセットトルク指令τoの値(設定トルク値T)が、その時点の更新トルク値TKで示す値に更新されて大きくなっていく。 Thus, every time backlash occurs, the value of the offset torque command τ o (set torque value T) is updated to a value indicated by the updated torque value T K at that time and becomes larger.
したがって、可動部材に載置するワーク重量が増加するなどの状態変化が発生してオフセットトルクが不足した場合には、オフセットトルク指令τoの値(設定トルク値T)が自動的に増加して、発生するオフセットトルクを自動的に増加させることができる。
このため、重量増加等の状況変化に対して、オフセットトルク値を最適値に増加させて、過不足のないオフセットトルクを発生させることができる。
Therefore, when the state change such as a work weight placed on the movable member is increased is insufficient offset torque generated, the value of the offset torque command tau o (set torque value T) is automatically increased The generated offset torque can be automatically increased.
For this reason, the offset torque value can be increased to an optimum value in response to a situation change such as an increase in weight, and an offset torque without excess or deficiency can be generated.
この結果、可動部材の実質的な重量増加が発生するなどの状況変化があっても、それに応じてオフセットトルク値が自動的に大きくなり、その後のバックラッシュやロストモーションの発生を防止でき、しかも、オフセットトルクの値を無駄のない最適な値に設定することができる。 As a result, even if there is a change in the situation such as a substantial increase in the weight of the movable member, the offset torque value automatically increases accordingly, preventing subsequent backlash and lost motion. The offset torque value can be set to an optimum value without waste.
本発明の実施例2にかかるバックラッシュ除去制御装置を、図4を参照して説明する。
実施例2は、実施例1で用いていたオフセットトルク値設定部40の代わりに、オフセットトルク値設定部41を採用したものである。
他の部分は、実施例1と同様であるので、オフセットトルク値設定部41の機能・動作を中心に説明をし、他の部分の説明は省略する。
A backlash removal control apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The second embodiment employs an offset torque
Since the other parts are the same as those in the first embodiment, the description will focus on the function / operation of the offset torque
オフセットトルク値設定部41は、オフセットトルク指令部31から出力されるオフセットトルク指令τoの値(オフセットトルク値T)を設定・更新するものである。
The offset torque
オフセットトルク値設定部41には、設定回転偏差角度Δθmoが予め設定されている。
設定回転偏差角度Δθmoとは、前述したように、バックラッシュの発生なく可動部材側歯車GLとモータ側歯車GM1,GM2が噛み合いつつ回転しているときにおける、モータ側歯車GM1の回転角度θ1とモータ側歯車GM2の回転角度θ2との回転偏差角度である。
The offset torque
Setting the rotational deviation angle [Delta] [theta] mo, as described above, definitive when backlash occurs without movable member side gear G L and the motor side gear G M1, G M2 is rotating while meshing, the motor side gear G M1 This is a rotation deviation angle between the rotation angle θ 1 and the rotation angle θ 2 of the motor side gear GM2 .
更に、オフセットトルク値設定部41には、エンコーダ11aにより検出した回転角度θ1と、エンコーダ21aにより検出した回転角度θ2が入力されている。
オフセットトルク値設定部41は、実稼働時における回転角度θ1と回転角度θ2との回転偏差角度である実回転偏差角度Δθmを経時的に検出している。
そして、K1を正の定数(予め決めた定数)として、更新トルク値TKとしてK1(Δθmo−Δθm)を経時的に求めている。
Further, the offset torque
The offset torque
Then, the K 1 as positive constant (predetermined constant), and over time calculated K 1 for (Δθ mo -Δθ m) as an updated torque value T K.
オフセットトルク値設定部41は、バックラッシュ除去制御装置を最初に起動する時点において、オフセットトルク指令τoのオフセットトルク値Tとして、初期設定トルク値Toを設定する。初期設定トルク値Toの値を、実施例1では例えば「+1」としていたが、本実施例2では「0」としている。
The offset torque
オフセットトルク値設定部41は、バックラッシュ除去制御装置を最初に起動して可動部材を移動(例えば典型的な軌道パターンに沿い移動)させた時に、更新トルク値TKを求め、オフセットトルク値Tをこの更新トルク値TKで示す値に更新する。
The offset torque
その後の期間においても、オフセットトルク値設定部41は、所定時間毎に、先に値が更新されているオフセットトルク値Tと、各時点における更新トルク値TKとを比較し、当該時点における更新トルク値TKが、先に値が更新されているオフセットトルク値Tよりも大きくなったら、オフセットトルク値Tをその時点における更新トルク値TKで示す値に更新する。
Also in the subsequent period, the offset torque
このようにしているため、バックラッシュ除去制御装置を最初に起動して可動部材を移動させたときに、そのときのバックラッシュを防止するのに必要最小限のオフセットトルクにするような、オフセットトルク値を最適に設定することができる。 As a result, when the backlash removal control device is first activated and the movable member is moved, the offset torque is set to the minimum offset torque necessary to prevent backlash at that time. The value can be set optimally.
しかも、その後の実稼働において、可動部材に載置するワーク重量が増加するなどの状態変化が発生してバックラッシュが発生する毎に、オフセットトルク指令τoの値(設定トルク値T)が、その時点の更新トルク値TKで示す値に更新されて大きくなっていく。 In addition, every time a backlash occurs due to a change in state such as an increase in the weight of the workpiece placed on the movable member in actual operation thereafter, the value of the offset torque command τ o (set torque value T) is It is updated to the value indicated by the updated torque value T K at that time and increases.
したがって、初期起動時において、最適なオフセットトルク値を自動的に設定することができると共に、可動部材に載置するワーク重量が増加するなどの状態変化が発生してオフセットトルクが不足した場合には、オフセットトルク指令τoの値(設定トルク値T)が自動的に増加して、発生するオフセットトルクを自動的に増加させることができる。 Therefore, at the time of initial startup, the optimum offset torque value can be automatically set, and if the change in state such as the weight of the work placed on the movable member increases and the offset torque is insufficient The value of the offset torque command τ o (set torque value T) is automatically increased, and the generated offset torque can be automatically increased.
このように、最適な初期オフセットトルクを自動的に設定することができるので、初期オフセットトルク値を手計算や経験により求めることが不要になる。
また、ワーク重量変化などの状態変化が発生しても、最適なオフセットトルクとすることができる。
As described above, the optimum initial offset torque can be automatically set, so that it is not necessary to obtain the initial offset torque value by manual calculation or experience.
Even if a change in state such as a change in workpiece weight occurs, the optimum offset torque can be obtained.
本発明の実施例3にかかるバックラッシュ除去制御装置を、図5を参照して説明する。 A backlash removal control apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
実施例3では、オフセットトルク値設定部42と、オフセットトルク値推定部51,52を備えている。
他の部分は、実施例1と同様であるので、オフセットトルク値設定部42及びオフセットトルク値推定部51,52の機能・動作を中心に説明をし、他の部分の説明は省略する。
The third embodiment includes an offset torque
Since other parts are the same as those in the first embodiment, the description will focus on the functions and operations of the offset torque
オフセットトルク値推定部51,52は具体的には、トルク推定オブザーバーにより構成されている。
Specifically, the offset torque
オフセットトルク値推定部51は、トルク係数乗算部51aと、2階微分回路51bと、減算部51cと、フィルタ51dを有している。
オフセットトルク値推定部51には、モータ11に流す電流値を示すモータ電流値i1がサーボアンプ14から入力されると共に、モータ側歯車GM1の回転角度を示す回転角度θ1がエンコーダ11aから入力される。
なお、トルク係数をKTとしてトルク係数乗算部51aに設定していると共に、可動部材の慣性モーメントをJとして、2階微分回路51bに設定している。
The offset torque
The offset
The torque coefficient is set as KT in the
オフセットトルク値推定部52は、トルク係数乗算部52aと、2階微分回路52bと、減算部52cと、フィルタ52dを有している。
オフセットトルク値推定部52には、モータ21に流す電流値を示すモータ電流値i2がサーボアンプ24から入力されると共に、モータ側歯車GM2の回転角度を示す回転角度θ2がエンコーダ21aから入力される。
なお、トルク係数をKTとしてトルク係数乗算部52aに設定していると共に、可動部材の慣性モーメントをJとして、2階微分回路52bに設定している。
The offset torque
The offset torque
The torque coefficient is set as KT in the
モータ側歯車GM1を時計回り方向に回転駆動することにより、可動部材側歯車GLを反時計回り方向に回転しつつ、モータ側歯車GM2により可動部材側歯車GLにオフセットトルクを付与しているときには、オフセットトルク値推定部51は下式(1)を用いてオフセットトルク値T1を推定演算し、推定演算したオフセットトルク値T1を低域通過フィルタであるフィルタ51dを介して出力する。
オフセットトルク値推定部52は下式(2)を用いてオフセットトルク値T2を推定演算し、推定演算したオフセットトルク値T2を低域通過フィルタであるフィルタ52dを介して出力する。
T1=KT・i1−J・d2θ1/dt2・・・・(1)
T2=KT・i2 ・・・・(2)
なお式(2)からわかるように、このときには、オフセットトルク値推定部52では、2階微分回路52bによる演算は行わない。
また式(1)において、「J・d2θ1/dt2」は、実際に物体(可動部材)を移動させるための発生トルクである。
By rotating the motor side gear G M1 in the clockwise direction, while rotating the movable member side gear G L in the counterclockwise direction, the offset torque imparted to the movable member side gear G L by the motor-side gear G M2 The offset
The offset torque
T 1 = K T · i 1 −J · d 2 θ 1 / dt 2 ... (1)
T 2 = K T · i 2 (2)
As can be seen from Equation (2), at this time, the offset torque
In equation (1), “J · d 2 θ 1 / dt 2 ” is a generated torque for actually moving the object (movable member).
モータ側歯車GM2を反時計回り方向に回転駆動することにより、可動部材側歯車GLを時計回り方向に回転しつつ、モータ側歯車GM1により可動部材側歯車GLにオフセットトルクを付与しているときには、オフセットトルク値推定部51は下式(3)を用いてオフセットトルク値T1を推定演算し、推定演算したオフセットトルク値T1を低域通過フィルタであるフィルタ51dを介して出力する。
オフセットトルク値推定部52は下式(4)を用いてオフセットトルク値T2を推定演算し、推定演算したオフセットトルク値T2を低域通過フィルタであるフィルタ52dを介して出力する。
T1=KT・i1 ・・・・(3)
T2=KT・i2−J・d2θ2/dt2・・・・(4)
なお式(3)からわかるように、このときには、オフセットトルク値推定部51では、2階微分回路51bによる演算は行わない。
また式(4)において、「J・d2θ2/dt2」は、実際に物体(可動部材)を移動させるための発生トルクである。
By rotating the motor side gear G M2 in the counterclockwise direction, the movable member side gear G L while rotating in the clockwise direction, the offset torque imparted to the movable member side gear G L by the motor-side gear G M1 The offset
The offset torque
T 1 = K T · i 1 (3)
T 2 = K T · i 2 −J · d 2 θ 2 / dt 2 ... (4)
As can be seen from the equation (3), at this time, the offset torque
In Expression (4), “J · d 2 θ 2 / dt 2 ” is a generated torque for actually moving the object (movable member).
バックラッシュが発生していないときには、オフセットトルク値T1の値とオフセットトルク値T2の値は等しくなるが、バックラッシュが発生すると、オフセットトルク値T1の値とオフセットトルク値T2の値が異なってくる。 When the backlash does not occur, the offset torque value T 1 and the offset torque value T 2 are equal, but when the backlash occurs, the offset torque value T 1 and the offset torque value T 2 Will be different.
オフセットトルク値設定部42は、バックラッシュ除去制御装置を最初に起動する時において、オフセットトルク指令τoのオフセットトルク値Tとして、初期設定トルク値Toを設定する。
この初期設定トルク値Toの値は、例えば、可動部材を移動させる際に生じるクーロン摩擦力よりも少し大きく、オフセットトルクのみで可動部材が僅かに動く程度の大きさにしている。
The offset torque
The initial set torque value To is, for example, slightly larger than the Coulomb friction force generated when the movable member is moved, and is set to such a magnitude that the movable member slightly moves with only the offset torque.
オフセットトルク値設定部42は、バックラッシュ除去制御装置を最初に起動した時から所定時間毎に、オフセットトルク値T1とオフセットトルク値T2とを比較し、オフセットトルク値T1の値とオフセットトルク値T2の値が一致しているときには、オフセットトルク値Tを、初期設定トルク値Toに保持し、オフセットトルク値T1の値とオフセットトルク値T2の値が一致していないときには、オフセットトルク値Tを、初期設定トルク値Toの値に予め決めた加算トルク値ΔTだけ加算した値に増加するよう更新する。
The offset torque
その後の期間においても、オフセットトルク値設定部40は、所定時間毎に、オフセットトルク値T1とオフセットトルク値T2とを比較し、オフセットトルク値T1の値とオフセットトルク値T2の値が一致していないときには、オフセットトルク値Tを、先に値が更新されているオフセットトルク値Tの値に予め決めた加算トルク値ΔTだけ加算した値に増加するよう更新する。
Also in the subsequent period, the offset torque
つまり、オフセットトルク値T1の値とオフセットトルク値T2の値が一致していない状況が発生する毎に、オフセットトルク値Tを、加算トルク値ΔTだけ段階的に増加する。 That is, every time a situation occurs in which the value of the offset torque value T 1 and the value of the offset torque value T 2 do not match, the offset torque value T is increased stepwise by the added torque value ΔT.
したがって、可動部材に載置するワーク重量が増加するなどの状態変化が発生してオフセットトルクが不足した場合には、オフセットトルク指令τoの値(設定トルク値T)が自動的に増加して、発生するオフセットトルクを自動的に増加させることができる。
このため、重量増加等の状況変化に対して、オフセットトルク値を最適値に増加させて、過不足のないオフセットトルクを発生させることができる。
Accordingly, when a change in state such as an increase in the weight of the workpiece placed on the movable member occurs and the offset torque becomes insufficient, the value of the offset torque command τ o (set torque value T) automatically increases. The generated offset torque can be automatically increased.
For this reason, the offset torque value can be increased to an optimum value in response to a situation change such as an increase in weight, and an offset torque without excess or deficiency can be generated.
この結果、可動部材の実質的な重量増加が発生するなどの状況変化があっても、それに応じてオフセットトルク値が自動的に大きくなり、その後のバックラッシュやロストモーションの発生を防止でき、しかも、オフセットトルクの値を無駄のない最適な値に設定することができる。 As a result, even if there is a change in the situation such as a substantial increase in the weight of the movable member, the offset torque value automatically increases accordingly, preventing subsequent backlash and lost motion. The offset torque value can be set to an optimum value without waste.
11,21 モータ
12,22 ゼロトルクリミッタ
13 加算器
23 減算器
14,24 サーボアンプ(電流制御部)
30 駆動トルク指令部
40,41,42 オフセットトルク値設定部
51、52 オフセットトルク値推定部
11, 21
30 Drive
Claims (3)
前記可動部材側歯車に噛み合うと共に、第1のモータにより回転駆動される第1のモータ側歯車と、
前記可動部材側歯車に噛み合うと共に、第2のモータにより回転駆動される第2のモータ側歯車と、
極性が正になっている駆動トルク指令は通過させるが極性が負になっている駆動トルク指令は遮断する第1のゼロトルクリミッタと、
極性が負になっている駆動トルク指令は通過させるが極性が正になっている駆動トルク指令は遮断する第2のゼロトルクリミッタと、
実稼働前にオフセットトルク値(T)として初期設定トルク値(T0)が予め設定されていると共にオフセットトルク値(T)が更新できるようになっているオフセットトルク指令を出力するオフセットトルク指令部と、
第1のゼロトルクリミッタを通過してきた駆動トルク指令に前記オフセットトルク指令を加算して得た総合トルク指令の値に応じたトルクを発生し且つ当該総合トルク指令の極性に応じた回転方向となるように、前記第1のモータに電流を供給する第1の電流制御部と、
第2のゼロトルクリミッタを通過してきた駆動トルク指令から前記オフセットトルク指令を減算して得た総合トルク指令の値に応じたトルクを発生し且つ当該総合トルク指令の極性に応じた回転方向となるように、前記第2のモータに電流を供給する第2の電流制御部と、
を有するバックラッシュ除去制御装置において、
第1のモータ側歯車の回転角度である第1の回転角度(θ1)及び第2のモータ側歯車の回転角度である第2の回転角度(θ2)を検出する回転角度検出手段と、
バックラッシュが発生していないときの第1の回転角度(θ1)と第2の回転角度(θ2)との回転偏差角度である設定回転偏差角度(Δθmo)が予め設定されると共に、実稼働時における第1の回転角度(θ1)と第2の回転角度(θ2)との回転偏差角度である実回転偏差角度(Δθm)を演算し、更に、オフセットトルク値(T)に、前記実回転偏差角度(Δθm)と前記設定回転偏差角度(Δθmo)との差に応じた値を加えて更新トルク値(TK)を演算し、更新トルク値(TK)がその時点でのオフセットトルク値(T)よりも大きくなったら、その時の更新トルク値(TK)を、その時点以降のオフセットトルク値(T)として設定しなおすオフセットトルク値設定部と、
を備えたことを特徴とするバックラッシュ除去制御装置。 A movable member side gear connected to the movable member;
A first motor side gear that meshes with the movable member side gear and is driven to rotate by a first motor;
A second motor side gear that meshes with the movable member side gear and is rotationally driven by a second motor;
A first zero torque limiter that passes a drive torque command having a positive polarity but blocks a drive torque command having a negative polarity;
A second zero torque limiter that passes a drive torque command having a negative polarity but blocks a drive torque command having a positive polarity;
An offset torque command unit that outputs an offset torque command in which an initial set torque value (T 0 ) is preset as an offset torque value (T) and the offset torque value (T) can be updated before actual operation. When,
Torque is generated according to the value of the total torque command obtained by adding the offset torque command to the drive torque command that has passed through the first zero torque limiter, and the rotation direction is in accordance with the polarity of the total torque command. A first current controller for supplying a current to the first motor,
Torque is generated according to the value of the total torque command obtained by subtracting the offset torque command from the drive torque command that has passed through the second zero torque limiter, and the rotational direction is in accordance with the polarity of the total torque command. A second current controller for supplying a current to the second motor,
In a backlash removal control device having
A rotation angle detecting means for detecting a first rotation angle (θ 1 ) that is the rotation angle of the first motor side gear and a second rotation angle (θ 2 ) that is the rotation angle of the second motor side gear;
A preset rotation deviation angle (Δθ mo ), which is a rotation deviation angle between the first rotation angle (θ 1 ) and the second rotation angle (θ 2 ) when no backlash occurs, is preset, and An actual rotation deviation angle (Δθ m ) that is a rotation deviation angle between the first rotation angle (θ 1 ) and the second rotation angle (θ 2 ) during actual operation is calculated, and further an offset torque value (T) to the calculated actual rotational difference angle ([Delta] [theta] m) and the set rotational deviation angle ([Delta] [theta] mo) and updates the torque value by adding a value corresponding to the difference (T K), updating the torque value (T K) is An offset torque value setting unit that resets the updated torque value (T K ) at that time as the offset torque value (T) after that time when the offset torque value (T) at that time becomes larger than the offset torque value (T);
A backlash removal control device comprising:
前記可動部材側歯車に噛み合うと共に、第1のモータにより回転駆動される第1のモータ側歯車と、
前記可動部材側歯車に噛み合うと共に、第2のモータにより回転駆動される第2のモータ側歯車と、
極性が正になっている駆動トルク指令は通過させるが極性が負になっている駆動トルク指令は遮断する第1のゼロトルクリミッタと、
極性が負になっている駆動トルク指令は通過させるが極性が正になっている駆動トルク指令は遮断する第2のゼロトルクリミッタと、
オフセットトルク値(T)が更新できるようになっているオフセットトルク指令を出力するオフセットトルク指令部と、
第1のゼロトルクリミッタを通過してきた駆動トルク指令に前記オフセットトルク指令を加算して得た総合トルク指令の値に応じたトルクを発生し且つ当該総合トルク指令の極性に応じた回転方向となるように、前記第1のモータに電流を供給する第1の電流制御部と、
第2のゼロトルクリミッタを通過してきた駆動トルク指令から前記オフセットトルク指令を減算して得た総合トルク指令の値に応じたトルクを発生し且つ当該総合トルク指令の極性に応じた回転方向となるように、前記第2のモータに電流を供給する第2の電流制御部と、
を有するバックラッシュ除去制御装置において、
第1のモータ側歯車の回転角度である第1の回転角度(θ1)及び第2のモータ側歯車の回転角度である第2の回転角度(θ2)を検出する回転角度検出手段と、
バックラッシュが発生していないときの第1の回転角度(θ1)と第2の回転角度(θ2)との回転偏差角度である設定回転偏差角度(Δθmo)が予め設定されると共に、実稼働時における第1の回転角度(θ1)と第2の回転角度(θ2)との回転偏差角度である実回転偏差角度(Δθm)を演算し、更に、前記実回転偏差角度(Δθm)と前記設定回転偏差角度(Δθmo)との差に応じた値の更新トルク値(TK)を演算し、更新トルク値(TK)がその時点でのオフセットトルク値(T)よりも大きくなったら、その時の更新トルク値(TK)を、その時点以降のオフセットトルク値(T)として設定しなおすオフセットトルク値設定部と、
を備えたことを特徴とするバックラッシュ除去制御装置。 A movable member side gear connected to the movable member;
A first motor side gear that meshes with the movable member side gear and is driven to rotate by a first motor;
A second motor side gear that meshes with the movable member side gear and is rotationally driven by a second motor;
A first zero torque limiter that passes a drive torque command having a positive polarity but blocks a drive torque command having a negative polarity;
A second zero torque limiter that passes a drive torque command having a negative polarity but blocks a drive torque command having a positive polarity;
An offset torque command unit that outputs an offset torque command in which the offset torque value (T) can be updated;
Torque is generated according to the value of the total torque command obtained by adding the offset torque command to the drive torque command that has passed through the first zero torque limiter, and the rotation direction is in accordance with the polarity of the total torque command. A first current controller for supplying a current to the first motor,
Torque is generated according to the value of the total torque command obtained by subtracting the offset torque command from the drive torque command that has passed through the second zero torque limiter, and the rotational direction is in accordance with the polarity of the total torque command. A second current controller for supplying a current to the second motor,
In a backlash removal control device having
A rotation angle detecting means for detecting a first rotation angle (θ 1 ) that is the rotation angle of the first motor side gear and a second rotation angle (θ 2 ) that is the rotation angle of the second motor side gear;
A preset rotation deviation angle (Δθ mo ), which is a rotation deviation angle between the first rotation angle (θ 1 ) and the second rotation angle (θ 2 ) when no backlash occurs, is preset, and An actual rotation deviation angle (Δθ m ) that is a rotation deviation angle between the first rotation angle (θ 1 ) and the second rotation angle (θ 2 ) during actual operation is calculated, and the actual rotation deviation angle ( An updated torque value (T K ) having a value corresponding to the difference between Δθ m ) and the set rotation deviation angle (Δθ mo ) is calculated, and the updated torque value (T K ) is the offset torque value (T) at that time. An offset torque value setting unit that resets the updated torque value (T K ) at that time as an offset torque value (T) after that point;
A backlash removal control device comprising:
前記可動部材側歯車に噛み合うと共に、第1のモータにより回転駆動される第1のモータ側歯車と、
前記可動部材側歯車に噛み合うと共に、第2のモータにより回転駆動される第2のモータ側歯車と、
極性が正になっている駆動トルク指令は通過させるが極性が負になっている駆動トルク指令は遮断する第1のゼロトルクリミッタと、
極性が負になっている駆動トルク指令は通過させるが極性が正になっている駆動トルク指令は遮断する第2のゼロトルクリミッタと、
オフセットトルク値(T)が更新できるようになっているオフセットトルク指令を出力するオフセットトルク指令部と、
第1のゼロトルクリミッタを通過してきた駆動トルク指令に前記オフセットトルク指令を加算して得た総合トルク指令の値に応じたトルクを発生し且つ当該総合トルク指令の極性に応じた回転方向となるように、前記第1のモータに電流を供給する第1の電流制御部と、
第2のゼロトルクリミッタを通過してきた駆動トルク指令から前記オフセットトルク指令を減算して得た総合トルク指令の値に応じたトルクを発生し且つ当該総合トルク指令の極性に応じた回転方向となるように、前記第2のモータに電流を供給する第2の電流制御部と、
を有するバックラッシュ除去制御装置において、
第1のモータ側歯車の回転角度である第1の回転角度(θ1)及び第2のモータ側歯車の回転角度である第2の回転角度(θ2)を検出する回転角度検出手段と、
第1のモータに流すモータ電流値(i1)と第1の回転角度(θ1)を基に第1のモータが発生する第1のオフセットトルク値(T1)を推定演算する第1のオフセットトルク値推定部と、
第2のモータに流すモータ電流値(i2)と第2の回転角度(θ2)を基に第2のモータが発生する第2のオフセットトルク値(T2)を推定演算する第2のオフセットトルク値推定部と、
第1のオフセットトルク値(T1)と第2のオフセットトルク値(T2)とを比較し、第1のオフセットトルク値(T1)と第2のオフセットトルク値(T2)とが異なっているときには、その時のオフセットトルク値(T)に予め決めた加算トルク値(ΔT)を加算した値を、その時点以降のオフセットトルク値(T)として設定しなおすオフセットトルク値設定部と、
を備えたことを特徴とするバックラッシュ除去制御装置。 A movable member side gear connected to the movable member;
A first motor side gear that meshes with the movable member side gear and is driven to rotate by a first motor;
A second motor side gear that meshes with the movable member side gear and is rotationally driven by a second motor;
A first zero torque limiter that passes a drive torque command having a positive polarity but blocks a drive torque command having a negative polarity;
A second zero torque limiter that allows a drive torque command having a negative polarity to pass but blocks a drive torque command having a positive polarity;
An offset torque command unit that outputs an offset torque command in which the offset torque value (T) can be updated;
Torque is generated according to the value of the total torque command obtained by adding the offset torque command to the drive torque command that has passed through the first zero torque limiter, and the rotation direction is in accordance with the polarity of the total torque command. A first current controller for supplying a current to the first motor,
Torque is generated according to the value of the total torque command obtained by subtracting the offset torque command from the drive torque command that has passed through the second zero torque limiter, and the rotational direction is in accordance with the polarity of the total torque command. A second current controller for supplying a current to the second motor,
In a backlash removal control device having
A rotation angle detecting means for detecting a first rotation angle (θ 1 ) that is the rotation angle of the first motor side gear and a second rotation angle (θ 2 ) that is the rotation angle of the second motor side gear;
Motor current value to be supplied to the first motor (i 1) and the first rotation angle (theta 1) the first offset torque value first motor generates based (T 1) the first for estimating An offset torque value estimation unit;
A second offset torque value (T 2 ) generated by the second motor based on the motor current value (i 2 ) flowing through the second motor and the second rotation angle (θ 2 ). An offset torque value estimation unit;
The first offset torque value (T 1 ) is compared with the second offset torque value (T 2 ), and the first offset torque value (T 1 ) and the second offset torque value (T 2 ) are different. An offset torque value setting unit that resets a value obtained by adding a predetermined additional torque value (ΔT) to the offset torque value (T) at that time, as an offset torque value (T) after that point;
A backlash removal control device comprising:
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-
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10298156B2 (en) | 2017-03-02 | 2019-05-21 | Ricoh Company, Ltd. | Driving device, drive system, image forming apparatus, conveyance device, and driving method |
CN111692290A (en) * | 2019-03-15 | 2020-09-22 | 株式会社理光 | Drive transmission device, drive device, and robot |
CN114183297A (en) * | 2021-11-26 | 2022-03-15 | 明阳智慧能源集团股份公司 | Method and system for reducing gap vibration of reversing gear of pitch system of wind turbine generator |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20120605 |