JP2013141386A - リニアモータ装置、及び制御方法 - Google Patents
リニアモータ装置、及び制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013141386A JP2013141386A JP2012247400A JP2012247400A JP2013141386A JP 2013141386 A JP2013141386 A JP 2013141386A JP 2012247400 A JP2012247400 A JP 2012247400A JP 2012247400 A JP2012247400 A JP 2012247400A JP 2013141386 A JP2013141386 A JP 2013141386A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- linear motor
- mover
- control
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 93
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 19
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 50
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 27
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 7
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/06—Linear motors
- H02P25/064—Linear motors of the synchronous type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/006—Controlling linear motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
- H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/06—Linear motors
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
- H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
- H05K13/0404—Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
- H05K13/0413—Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws with orientation of the component while holding it; Drive mechanisms for gripping tools, e.g. lifting, lowering or turning of gripping tools
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
- Y10S388/90—Specific system operational feature
- Y10S388/902—Compensation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Control Of Linear Motors (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
【解決手段】リニアモータ装置は、リニアモータと、該リニアモータに備えられている可動子を移動させて加圧対象物に荷重を加えさせる制御部を具備する。制御部は、予め定められた第1速度で可動子を加圧対象物に向けて位置に基づく制御を行った後に、第1速度より遅い第2速度であって可動子が加圧対象物に圧力を加え始めた際に加圧対象物に加える圧力が所定の圧力以下になる第2速度に減速させて可動子を移動させる制御をし、リニアモータに流れる電流が予め定められた電流制限値以上になるまで可動子を移動させる。
【選択図】図20
Description
このような工作装置では、ワークを基板に確実に取り付けるために一定以上の荷重でワークを押し付ける必要があるが、ワークや基板の破損を防止するために荷重を可能な限り小さくすることが要求される。すなわち、ワークに対する荷重を高精度に制御することが求められる。
以下、リニアモータ10と制御部20との構成について説明する。
コイル収容ケース102内には、コイルホルダ105に保持された複数のコイル104が積層(配列)されている。コイル収容ケース102の両端面それぞれには、エンドケース109が取り付けられている。エンドケース109には、ロッド101の直線運動を案内するための軸受であるブッシュ108が取り付けられている。
隣接するコイル104を絶縁させる必要があるので、コイル104間にはリング状の樹脂製スペーサ105aが介在される。コイルホルダ105上にはプリント基板106が設けられる。コイル104の巻線の端部104aは、プリント基板106に結線される。
磁気抵抗素子122に電流を流し、抵抗変化量が飽和する磁界強度を印加し、その磁界(H)の方向を電流方向Yに対して角度変化θを与えたとする。このとき、図6に示されるように、抵抗変化量(△R)は、電流方向と磁界の方向が垂直(θ=90°,270°)のときに最大となり、電流方向と磁界の方向が平行(θ=0°,180°)のときに最小となる。抵抗値Rは、電流方向と磁界方向の角度成分に応じて、下記の式(1)のように変化する。
なお、磁界強度が飽和感度以上であれば、△Rは定数になり、抵抗値Rは磁界の強度には影響されなくなる。
R0:無磁界中の強磁性薄膜金属の抵抗値
△R:抵抗変化量
θ:磁界方向を示す角度
エレメント(R1)に対して最も大きな抵抗変化を促す垂直方向の磁界は、エレメント(R2)に対し最小の抵抗変化となる。抵抗値R1とR2は次式(2)、(3)で与えられる。
R2=R0−△Rcos2θ…(3)
α=△R・Vcc/2(2R0−△R) …(5−2)
同図に示すように、強磁性薄膜金属の形状を形成すれば、二つの出力Vout+とVout−を用いて中点電位の安定性の向上と増幅を行うことが可能になる。
図10は、磁気センサ112と、ロッド101との位置関係を示す図である。同図に示すように、磁気センサ112を、飽和感度以上の磁界強度が印加されるギャップlの位置に、かつ磁界の方向変化がセンサ面に寄与するように配置する。
このとき、磁気センサ112がロッド101に沿って位置A〜Eの距離λを相対的に移動した場合、磁気センサ112の出力は、次のようになる。
磁気センサ収容部126内に磁気センサ112を配置した後、磁気センサ112の周囲を充填材127で埋める。これにより、磁気センサ112がエンドケース109に固定される。磁気センサ112は温度特性を持ち、温度の変化によって出力が変化する。コイル104から受ける熱の影響を低減するため、エンドケース109及び充填材127には、コイル収容ケース102よりも熱伝導率の低い材料が使用される。例えば、コイル収容ケース102にはエポキシ系の樹脂が使用され、エンドケース109及び充填材127には、ポリフェニレンサルファイド(PPS)が使用される。
以下、ロッド101を最も上昇させた際の加圧体11の位置を、加圧体11の位置の基準となる原点にした場合について説明する。
第2速度指令は、加圧体11がワーク33の近傍から、ワーク33に接触するまで移動するときのロッド101が移動する速度を示す指令である。第2速度指令において、ロッド101を移動させる速度は、第2速度(FL2SPD)として予め定められている。第2速度(FL2SPD)は、第1速度(FL1SPD)より遅い速度であり、加圧体11がワーク33に接触する際に、一定以下の圧力がワーク33に対して加えられる速度に設定される。
第4速度指令は、加圧体11をワーク33に押し当ててワーク33を基板31に実装させた後に、ロッド101を原点に向かって移動させるときの速度を示す指令である。第4速度指令において、ロッド101を移動させる速度の上限値は、第4速度(FL4SPD)として予め定められている。また、第4速度(FL4SPD)は、第3速度(FL3SPD)より速い速度が設定される。例えば、第1速度(FL1SPD)と同様に、第4速度(FL4SPD)をリニアモータ10がロッド101を移動させる際の最高速度とする。
速度制御部203には、スイッチ部202が選択した速度指令と、速度算出部208が算出するリニアモータ10に備えられているロッド101の速度を示す速度情報とが入力される。速度制御部203は、速度指令が示す速度と、速度情報とが示す速度との偏差に基づいて、ロッド101が移動する速度を速度指令が示す速度にするための電流値を算出する。
また、速度制御部203は、算出した電流値を非制限電流指令として出力するとともに、予め定められた電流制限値(FL2I)を上限値にした電流指令である制限電流指令を出力する。算出された電流値が電流制限値(FL2I)以下の場合、非制限電流指令と制限電流指令とは、同じ電流値を示す。一方、算出された電流値が電流制限値(FL2I)より大きい場合、非制限電流指令は算出された電流値を示し、制限電流指令は電流制限値(FL2I)を示す。電流制限値(FL2I)は、リニアモータ10の推力と、ワーク33を基板31に実装する際にワーク33を押し付ける力とに基づいて予め定められる。
電流制御部205は、スイッチ部204が選択した電流指令と、変流器207が測定したリニアモータ10に流れている電流値とに基づいて、選択した電流指令と測定した電流値との偏差を小さくする電圧指令を算出する。
電力変換器206は、電気角補正部213から入力される電気角と、電流制御部205が算出した電圧指令とに基づいて、リニアモータ10のU、V、W相の各コイル104に電圧を印加する。
変流器207は、電力変換器206とリニアモータ10とを接続している電力線に取り付けられている。また、変流器207は、当該電力線に流れている電流値を測定する。また、変流器207は、電流制御部205と、速度切替位置決定部210と、完了信号生成部212とに、測定した電流値を示す信号を出力する。
位置算出部209は、磁気センサ112から出力される正弦波信号及び余弦波信号(出力VoutA及びVoutB)の変化量に基づいて、ロッド101の原点からの移動量を算出する。位置算出部209は、位置制御部201、速度切替位置決定部210、及び位置判定部211にロッド101の位置を示す位置情報を出力する。
また、速度切替位置決定部210は、速度切替位置(FL3POS)を示す信号を位置判定部211に出力する。速度切替位置は、ワーク33を基板31に押し付けた後にロッド101を原点に向かって移動させているときに、速度指令を第3速度指令から第4速度指令に切り替える位置である。
完了信号生成部212は、加圧体11がワーク33を加圧しているときに、変流器207が測定した電流値が予め定められた電流制限値(FL2I)に到達すると、動作完了信号(UO2)を外部に出力する。
電気角補正部213は、磁気センサ112が出力する正弦波信号及び余弦波信号から電気角を算出する。また、電気角補正部213は、位置判定部211の制御に応じて、算出した電気角、又は算出した電気角に対して補正をした電気角のいずれか一方を電力変換器206に出力する。
図19は、本実施形態における工作装置1がワーク33を最初に押し付ける際の動作を示すフローチャートである。ここで、ロッド101がワーク33及び基板31に近づく方向をCW方向とし、ロッド101がワーク33及び基板31から遠ざかる方向をCCW方向とする。
制御部20は、ワーク33の位置に基づく位置指令が外部から入力されると、リニアモータ10の駆動を開始し、加圧体11を原点に移動させる原点復帰を行う(ステップS101)。
ステップS102において、動作開始信号がオンになると(ステップS101:YES)、位置判定部211は、第1速度指令をスイッチ部202に選択させるとともに、非制限電流指令をスイッチ部204に選択させ(ステップS103)、リニアモータ10のロッド101をワーク33に向かって(CW方向に)移動させる(ステップS104)。
ステップS105において、加圧体11が初期切替位置(FL2POSSUB)に到達すると(ステップS105:YES)、位置判定部211は、スイッチ部202に第2速度指令を選択させるとともに、スイッチ部204に制限電流指令を選択させ(ステップS106)、ロッド101の移動速度を減速させる。
ステップS107において、ロッド101の移動速度が第2速度以下になると(ステップS107:YES)、速度切替位置決定部210は、現在の加圧体11の位置と、初期切替位置(FL2POSSUB)との差分(FL2POSMAIN1)を算出し、算出した差分(FL2POSMAIN1)を記憶する(ステップS108)。
電気角補正部213は、ステップS109において算出した推力の比Xに対応する位相角度Yを、次式(6)を用いて算出する(ステップS110)。
Y=cos−1(X) … (6)
式(6)において「cos−1」は逆余弦関数である。
以降、電気角補正部213が補正電気角を出力している間、電力変換器206はロッド101の磁極位置に対して位相角度Y分進んだ位相の電圧をU、V、W相のコイル104に印加する。なお、位相角度Yを用いた補正は、電気角に対して位相角度Yを引くことにより行うようにしてもよい。この場合、電力変換器206はロッド101の磁極位置に対して位相角度Y分遅れた位相の電圧をU、V、W相のコイル104に印加することになる。
ステップS112において、速度切替位置決定部210は変流器207が測定した電流値が電流制限値(FL2I)に到達し、測定した電流値が電流制限値(FL2I)以上であると判定すると(ステップS112:YES)、現在の加圧体11の位置から、ステップS108において算出した差分(FL2POSMAIN1)を引いた位置を、新たなFLモード開始位置(FL2POSMAIN2)として記憶する(ステップS113)。このとき、完了信号生成部212は、動作完了信号(UO2)をオンにして外部に出力する(ステップS114)。
なお、ステップS114において、新たなFLモード開始位置(FL2POSMAIN2)を算出する際に、所定の距離Δdをマージンとして設けるようにしてもよい。具体的には、現在の加圧体11の位置から、差分(FL2POSMAIN1)と距離Δdとを引いた位置を、新たなFLモード開始位置(FL2POSMAIN2)にするようにしてもよい。
ステップS115において、動作開始信号がオフになると(ステップS115:YES)、位置制御部201は、原点を移動先とする位置指令に応じて速度指令を算出する。電気角補正部213は、補正電気角に替えて、磁気センサ112が出力する正弦波信号及び余弦波信号から算出した電気角を電力変換器206に出力する(ステップS116)。すなわち、補正電気角を用いたリニアモータ10の駆動を終了する。
位置判定部211は、第3速度指令をスイッチ部202に選択させるとともに、制限電流指令をスイッチ部204に選択させて(ステップS117)、ロッド101を原点に向かって(CCW方向に)移動させる(ステップS118)。
ステップS119において、加圧体11が速度切替位置(FL3POS)に達すると(ステップS119:YES)、位置判定部211は、第4速度指令をスイッチ部202に選択させる(ステップS120)。
ステップS121において、加圧体11が原点に到達すると、位置判定部211は、加圧体11が原点に到達したことを示す信号を完了信号生成部212に出力し、完了信号生成部212が動作完了信号をオフにして(ステップS122)、ワーク33を基板31に最初に押し付ける動作を終了する。
制御部20は、ワーク33を取り付ける基板31の位置、あるいはワーク33の位置に基づく位置指令が外部から入力されると、リニアモータ10の駆動を開始し、加圧体11を原点に復帰させる原点復帰を行う(ステップS201)。
ステップS202において、動作開始信号がオンになると(ステップS202:YES)、位置判定部211は、第1速度指令をスイッチ部202に選択させるとともに、非制限電流指令をスイッチ部204に選択させ(ステップS203)、リニアモータ10のロッド101をワーク33に向かって(CW方向に)移動させる(ステップS204)。
ステップS205において、加圧体11がFLモード開始位置(FL2POSMAIN2)に到達すると(ステップS205:YES)、位置判定部211は、第2速度指令をスイッチ部202に選択させるとともに、制限電流指令をスイッチ部204に選択させ(ステップS206)、ロッド101の移動速度を減速させる。
位置判定部211は、変流器207が測定した電流値が電流制限値(FL2I)以上であるか否かを判定し(ステップS208)、測定した電流値が電流制限値(FL2I)に到達するまで待機する(ステップS208:NO)。
ステップS208において、位置判定部211は、電流値が電流制限値(FL2I)に到達し、測定した電流値が電流制限値(FL2I)以上であると判定すると(ステップS208:YES)、電流値が電流制限値(FL2I)に到達したことを示す信号を完了信号生成部212に出力する。完了信号生成部212は、動作完了信号(UO2)をオンにして外部に出力する(ステップS209)。
ステップS210において、動作開始信号がオフになると(ステップS210:YES)、位置制御部201は、原点を移動先とする位置指令に応じて速度指令を算出する。電気角補正部213は、補正電気角に替えて、磁気センサ112が出力する正弦波信号及び余弦波信号から算出した電気角を電力変換器206に出力する(ステップS211)。すなわち、補正電気角を用いたリニアモータ10の駆動を終了する。
位置判定部211は、第3速度指令をスイッチ部202に選択させるとともに、制限電流指令をスイッチ部204に選択させて(ステップS212)、ロッド101を原点に向かって(CCW方向に)移動させる(ステップS213)。
ステップS214において、加圧体11が速度切替位置(FL3POS)に到達すると(ステップS214:YES)、位置判定部211は、第4速度指令をスイッチ部202に選択させる(ステップS215)。
位置判定部211は、加圧体11が原点に到達したか否かを判定し(ステップS216)、加圧体11が原点に到達するまで待機する(ステップS216:NO)。
ステップS216において、加圧体11が原点に到達すると、位置判定部211は加圧体11が原点に到達したことを示す信号を完了信号生成部212に出力し、完了信号生成部212が動作完了信号(UO2)をオフにして(ステップS217)、ワーク33を基板31に押し付ける動作を終了する。
制御部20は、動作開始信号がオンになると、加圧体11を第1速度(FL1SPD)でワーク33に向かって移動させる。制御部20は、加圧体11がFLモード開始位置(FL2POSMAIN2)に到達すると、加圧体11を第1速度(FL1SPD)から第2速度(FL2SPD)まで減速させる。
制御部20は、加圧体11を第2速度(FL2SPD)でワーク33に向かって移動させ、ワーク33を基板31に向かって押し付ける。このとき、制御部20は、加圧体11をワーク33に押し付ける力が、電流制限値(FL2I)に対応する力より大きくなると動作完了信号をオンにする。
制御部20は、加圧体11をワーク33に押し付けた後、第3速度(FL3SPD)で加圧体11を原点に向かって移動させ、上昇させる。制御部20は、加圧体11が速度切替位置に達すると第3速度(FL3SPD)より早い第4速度(FL4SPD)で加圧体11を原点に向かって移動させる。
制御部20は、原点において加圧体11の速度が零になるように、リニアモータ10のロッド101の移動速度を減速させ、加圧体11が原点に到達すると動作完了信号をオフにする。
すなわち、工作装置1は加圧体11の位置に応じて制御を切り替える。
工作装置1は、加圧体11の位置に応じた制御により加圧体11がワーク33に接触する前に第1速度より遅い第2速度に減速させることで、ワーク33に不要な衝撃を与えずに加圧体11をワーク33に押し付けることができ、ワーク33に加える荷重(圧力)を制御する精度を向上させることができる。また、リニアモータ10に流れる電流値が電流制限値以上になるまで第2速度で加圧体11を移動させる。電流値が電流制限値以上になった後に、例えば、リニアモータ10の駆動を止めたり、リニアモータ10に流れる電流値を小さくしたり、ワーク33から遠ざかる方向に可動子を移動させたりすることにより、ワーク33に必要以上の荷重を与えることが生じないようにすることができ、ワーク33に加える荷重を制御する精度を向上させることができる。
このように、工作装置1は、ワーク33に対する荷重を測定することなく、ワーク33に対する押し付け制御の精度を向上させることができる。
すなわち、工作装置1は、ワーク33を最初に押し付ける際に検出したワーク33の位置と、第1速度から第2速度に減速するまでに要する離とに基づいてFLモード開始位置を算出し、算出したFLモード開始位置を用いてワーク33の押し付けを行う。
これにより、工作装置1は、ワーク33の高さに応じたFLモード開始位置を算出し、算出したFLモード開始位置を用いた制御を行うことにより、ワーク33を押し付ける精度を向上させることができる。
ところで、リニアモータ10が発生させる推力(トルク)は、推力定数N0[N/Arms]とリニアモータ10に流れる電流i[Arms]とを乗算した値「N0×i」となる。リニアモータ10における推力の分解能は、電力変換器206や変流器207における電流分解能と推力定数N0とに比例する。推力定数N0はコイル104に流れる電流とマグネット103の磁束との位相関係を一致させたときの値である。通常、リニアモータ10を駆動させる場合、制御部20はコイル104に流れる電流とマグネット103の磁束との位相関係を一致させるように電流を流す。位相がθずれると見かけ上の推力定数Nθは減少し、推力定数Nθは次式(7)で表される。
Nθ=N0×cosθ … (7)
工作装置1において、加圧体11がFLモード開始位置(FL2POSMAIN2)に到達した後に、電気角を位相角度Yで補正した補正電気角を用いてリニアモータ10に通電することにより、見かけ上の推力定数Nθを小さくしている。これにより、工作装置1における推力の分解能を小さくすることができ、推力を制御する精度を向上させることができる。また、電圧指令を算出する際の丸め誤差や量子化誤差から生じる推力の誤差やばらつきを抑えることができ、推力の制御を高精度に行うことができる。
上述の実施形態において説明した押し付け制御を行う場合、押し付けを開始した後に瞬時に規定された押し付け力に到達することが望ましい。押し付け力の応答時間を短くするには、電流指令の応答を高速にする必要があるが、実際には制御系の応答によって遅れが生じてしまう。制御部20では、電流制御部205から変流器207を経由して電流制御部205に戻る制御ループと、速度制御部203から磁気センサ112を経由して速度制御部203へ戻る制御ループと、位置制御部201から磁気センサ112を経由して位置制御部201へ戻る制御ループとがある。押し付け力の応答時間には、電流制御部205を起点とする制御ループと、速度制御部203を起点とする制御ループとが影響する。押し付けを開始する際には位置は変化しないため、位置制御部201を起点とする制御ループの影響はほとんどない。
なお、図19に示した工作装置1の動作に、図24に示したように速度制御部203における制御ゲインの切り替えを適用するようにしてもよい。
また、図19におけるステップS109及びステップS110の処理を事前に行い、電気角補正部213に位相角度Yを予め記憶させるようにしてもよい。
また、上述の実施形態においてはリニアモータ10に備えられているロッド101の一端に取り付けられた加圧体11でワーク33を加圧する場合について説明したが、ロッド101の一端にてワーク33を加圧するようにしてもよい。
Claims (6)
- リニアモータと、該リニアモータに備えられている可動子を移動させて加圧対象物に荷重を加えさせる制御部とを具備するリニアモータ装置であって、
前記制御部は、
予め定められた第1速度で前記可動子を前記加圧対象物に向けて位置に基づく制御を行った後に、前記第1速度より遅い第2速度であって前記可動子が前記加圧対象物に圧力を加え始めた際に前記加圧対象物に加える圧力が所定の圧力以下になる第2速度に減速させて前記可動子を移動させる制御をし、前記リニアモータに流れる電流が予め定められた電流制限値以上になるまで前記第2速度で前記可動子を移動させる
ことを特徴とするリニアモータ装置。 - 前記制御部は、
前記可動子が移動する速度を前記第1速度から前記第2速度に減速する際に要する距離と、前記加圧対象物に対して加圧を開始する位置とに基づいて、前記可動子が移動する速度を前記第1速度から前記第2速度への減速を開始させる位置である減速開始位置を算出する速度切替位置決定部と、
前記可動子を所定の位置から前記加圧対象物に向かって移動させるとき、前記リニアモータの可動子を前記第1速度で移動させ、前記可動子が前記減速開始位置に到達すると前記リニアモータに流れる電流が前記電流制限値以上になるまで前記可動子を前記第2速度で移動させる移動制御部と
を備えている
ことを特徴とする請求項1に記載のリニアモータ装置。 - 前記制御部は、
前記リニアモータの最大推力に対する前記加圧対象物に加える荷重の比に基づいて、前記可動子の磁極位置に対応する電気角を補正する電気角補正部を更に備え、
前記電気角補正部が補正した電気角に基づいて前記可動子を移動させる
ことを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載のリニアモータ装置。 - 前記電気角補正部は、
前記可動子の移動する速度が前記第2速度以下になると電気角を補正する
ことを特徴とする請求項3に記載のリニアモータ装置。 - 前記制御部は、
前記第1速度から前記第2速度への減速を開始した後に制御ゲインを、前記第1速度で前記可動子を移動させていた際に用いた制御ゲインより大きい値の制御ゲインに切り替える
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のリニアモータ装置。 - リニアモータと、該リニアモータに備えられている可動子を移動させて加圧対象物に荷重を加えさせる制御部とを具備するリニアモータ装置における制御方法であって、
予め定められた第1速度で前記可動子を前記加圧対象物に向けて位置に基づく制御を行った後に、前記第1速度より遅い第2速度であって前記可動子が前記加圧対象物に圧力を加え始めた際に前記加圧対象物に加える圧力が所定の圧力以下になる第2速度に減速させて前記可動子を移動させる制御をし、前記リニアモータに流れる電流が予め定められた電流制限値以上になるまで前記第2速度で前記可動子を移動させるステップ
を有することを特徴とする制御方法。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012247400A JP6068098B2 (ja) | 2011-12-07 | 2012-11-09 | リニアモータ装置、及び制御方法 |
KR1020147016520A KR102000315B1 (ko) | 2011-12-07 | 2012-12-05 | 리니어 모터 장치, 리니어 모터 장치의 제어 방법 |
CN201610855589.2A CN106972728B (zh) | 2011-12-07 | 2012-12-05 | 线性电动机装置、线性电动机装置的控制方法 |
TW101145731A TWI554021B (zh) | 2011-12-07 | 2012-12-05 | 線性馬達裝置、線性馬達裝置之控制方法 |
DE201211005130 DE112012005130T5 (de) | 2011-12-07 | 2012-12-05 | Linearmotorvorrichtung und Verfahren zum Steuern der Linearmotorvorrichtung |
CN201280059857.XA CN103959640B (zh) | 2011-12-07 | 2012-12-05 | 线性电动机装置、线性电动机装置的控制方法 |
PCT/JP2012/081499 WO2013084933A1 (ja) | 2011-12-07 | 2012-12-05 | リニアモータ装置、リニアモータ装置の制御方法 |
US14/362,849 US9318984B2 (en) | 2011-12-07 | 2012-12-05 | Linear motor device and method for controlling linear motor device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011267938 | 2011-12-07 | ||
JP2011267938 | 2011-12-07 | ||
JP2012247400A JP6068098B2 (ja) | 2011-12-07 | 2012-11-09 | リニアモータ装置、及び制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013141386A true JP2013141386A (ja) | 2013-07-18 |
JP6068098B2 JP6068098B2 (ja) | 2017-01-25 |
Family
ID=48574291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012247400A Active JP6068098B2 (ja) | 2011-12-07 | 2012-11-09 | リニアモータ装置、及び制御方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9318984B2 (ja) |
JP (1) | JP6068098B2 (ja) |
KR (1) | KR102000315B1 (ja) |
CN (2) | CN106972728B (ja) |
DE (1) | DE112012005130T5 (ja) |
TW (1) | TWI554021B (ja) |
WO (1) | WO2013084933A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017122628A1 (ja) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | Thk株式会社 | リニアモータの制御装置及び制御方法 |
JP2017188991A (ja) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | Thk株式会社 | モータの制御装置、制御方法及びプログラム |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3024128B1 (de) * | 2014-11-18 | 2018-04-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Modulare Steuerung eines Linearantriebs mit Kommunikation |
WO2016106275A1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-06-30 | Otis Elevator Company | Elevator system having linear drive |
US10208741B2 (en) | 2015-01-28 | 2019-02-19 | Haier Us Appliance Solutions, Inc. | Method for operating a linear compressor |
US10502201B2 (en) | 2015-01-28 | 2019-12-10 | Haier Us Appliance Solutions, Inc. | Method for operating a linear compressor |
JP6191086B2 (ja) * | 2015-08-04 | 2017-09-06 | Thk株式会社 | リニアアクチュエータの制御装置及び制御方法 |
US10174753B2 (en) | 2015-11-04 | 2019-01-08 | Haier Us Appliance Solutions, Inc. | Method for operating a linear compressor |
US9890778B2 (en) * | 2015-11-04 | 2018-02-13 | Haier Us Appliance Solutions, Inc. | Method for operating a linear compressor |
JP6333928B1 (ja) * | 2016-11-28 | 2018-05-30 | ファナック株式会社 | 工作機械の数値制御装置 |
US10830230B2 (en) | 2017-01-04 | 2020-11-10 | Haier Us Appliance Solutions, Inc. | Method for operating a linear compressor |
US10670008B2 (en) | 2017-08-31 | 2020-06-02 | Haier Us Appliance Solutions, Inc. | Method for detecting head crashing in a linear compressor |
US10641263B2 (en) | 2017-08-31 | 2020-05-05 | Haier Us Appliance Solutions, Inc. | Method for operating a linear compressor |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6176087A (ja) * | 1984-09-19 | 1986-04-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リニアモ−タ制御装置 |
JPH06202737A (ja) * | 1993-01-07 | 1994-07-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品実装機の駆動装置 |
JPH10261897A (ja) * | 1997-01-16 | 1998-09-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 部品実装方法及び装置 |
JPH11110048A (ja) * | 1997-09-30 | 1999-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | 位置制御サーボ装置および位置制御系のサーボ制御方法 |
JP2001210995A (ja) * | 2000-01-21 | 2001-08-03 | Yamaha Motor Co Ltd | 表面実装制御方法及び同装置 |
JP2004079890A (ja) * | 2002-08-21 | 2004-03-11 | Tdk Corp | 実装処理装置及び該実装処理装置の制御装置 |
JP2007181379A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Brother Ind Ltd | モータ制御方法及びモータ制御装置 |
JP2009033949A (ja) * | 2007-06-22 | 2009-02-12 | Yokogawa Electric Corp | リニアパルスモータ |
EP2156944A1 (de) * | 2008-08-21 | 2010-02-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Antriebseinrichtung zur Steuerung einer Pressbearbeitung einer Presse |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02206469A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-16 | Aisin Seiki Co Ltd | ポンピング装置 |
US5371450A (en) * | 1992-08-10 | 1994-12-06 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Control unit capable of smoothly carrying out a switching operation between position and pressure feedback control systems |
JP4015139B2 (ja) * | 2004-06-28 | 2007-11-28 | ファナック株式会社 | 鍛圧機械のサーボモータ制御装置 |
WO2006098256A1 (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-21 | Komatsu Ltd. | ダイクッション制御装置 |
JP4661365B2 (ja) * | 2005-05-27 | 2011-03-30 | 横河電機株式会社 | リニアモータの制御方法及びリニアモータの制御装置 |
JP2008043970A (ja) * | 2006-08-14 | 2008-02-28 | Ihi Corp | サーボプレスとその運転方法 |
JP2008043992A (ja) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Murata Mach Ltd | リニアモータ搭載プレス機械 |
JP4515508B2 (ja) | 2008-02-12 | 2010-08-04 | キヤノンマシナリー株式会社 | ワーク実装装置 |
KR101903830B1 (ko) * | 2011-09-07 | 2018-10-02 | 티에치케이 가부시끼가이샤 | 리니어 모터 장치 및 제어 방법 |
-
2012
- 2012-11-09 JP JP2012247400A patent/JP6068098B2/ja active Active
- 2012-12-05 WO PCT/JP2012/081499 patent/WO2013084933A1/ja active Application Filing
- 2012-12-05 KR KR1020147016520A patent/KR102000315B1/ko active IP Right Grant
- 2012-12-05 CN CN201610855589.2A patent/CN106972728B/zh active Active
- 2012-12-05 DE DE201211005130 patent/DE112012005130T5/de active Pending
- 2012-12-05 US US14/362,849 patent/US9318984B2/en active Active
- 2012-12-05 TW TW101145731A patent/TWI554021B/zh active
- 2012-12-05 CN CN201280059857.XA patent/CN103959640B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6176087A (ja) * | 1984-09-19 | 1986-04-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リニアモ−タ制御装置 |
JPH06202737A (ja) * | 1993-01-07 | 1994-07-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品実装機の駆動装置 |
JPH10261897A (ja) * | 1997-01-16 | 1998-09-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 部品実装方法及び装置 |
JPH11110048A (ja) * | 1997-09-30 | 1999-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | 位置制御サーボ装置および位置制御系のサーボ制御方法 |
JP2001210995A (ja) * | 2000-01-21 | 2001-08-03 | Yamaha Motor Co Ltd | 表面実装制御方法及び同装置 |
JP2004079890A (ja) * | 2002-08-21 | 2004-03-11 | Tdk Corp | 実装処理装置及び該実装処理装置の制御装置 |
JP2007181379A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Brother Ind Ltd | モータ制御方法及びモータ制御装置 |
JP2009033949A (ja) * | 2007-06-22 | 2009-02-12 | Yokogawa Electric Corp | リニアパルスモータ |
EP2156944A1 (de) * | 2008-08-21 | 2010-02-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Antriebseinrichtung zur Steuerung einer Pressbearbeitung einer Presse |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017122628A1 (ja) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | Thk株式会社 | リニアモータの制御装置及び制御方法 |
US10958195B2 (en) | 2016-01-14 | 2021-03-23 | Thk Co., Ltd. | Control device and control method for linear motor |
JP2017188991A (ja) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | Thk株式会社 | モータの制御装置、制御方法及びプログラム |
WO2017175567A1 (ja) * | 2016-04-04 | 2017-10-12 | Thk株式会社 | モータの制御装置、制御方法及びプログラム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI554021B (zh) | 2016-10-11 |
WO2013084933A1 (ja) | 2013-06-13 |
CN103959640B (zh) | 2017-03-29 |
CN106972728A (zh) | 2017-07-21 |
CN103959640A (zh) | 2014-07-30 |
US9318984B2 (en) | 2016-04-19 |
DE112012005130T5 (de) | 2014-11-06 |
JP6068098B2 (ja) | 2017-01-25 |
KR102000315B1 (ko) | 2019-07-15 |
KR20140106571A (ko) | 2014-09-03 |
US20140333236A1 (en) | 2014-11-13 |
CN106972728B (zh) | 2019-04-05 |
TW201334393A (zh) | 2013-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6068098B2 (ja) | リニアモータ装置、及び制御方法 | |
JP6014040B2 (ja) | リニアモータ装置、及び制御方法 | |
JP5343001B2 (ja) | リニアモータの位置検出システム | |
JP5443718B2 (ja) | リニアモータシステム及び制御装置 | |
JP5450388B2 (ja) | サーボモータの位置制御装置 | |
JP2007295716A (ja) | 永久磁石型同期電動機のトルク制御装置 | |
JP6005803B2 (ja) | リニアモータ装置及び制御方法 | |
JP6598011B2 (ja) | リニアモータ装置及び制御方法 | |
JP5048149B2 (ja) | 測定装置、及び測定方法 | |
JP5628140B2 (ja) | リニアモータ制御装置、及び制御方法 | |
JP2011061995A (ja) | リニアモータ及びリニアモータの位置検出方法 | |
JP2010259205A (ja) | リニアモータ及びリニアモータユニット |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151029 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160830 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161031 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161122 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161222 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6068098 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |