JP2014195347A - 位置制御ゲインを生成する上位制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータによって駆動される被駆動体の移動軌跡がオーバーライド値の変更に関係なく一定に維持されるようにモータ制御装置を制御することができる上位制御装置を提供する。
【解決手段】基準値生成部１４ｂは、オーバーライド値が１であるときの速度指令値と同一の値である基準値を生成する。速度指令値生成部１４ｃは、オーバーライド値が設定された値であるときの速度指令値を生成する。位置制御ゲイン生成部１４ｄは、基準値に対する速度指令値の比及び上型９ａに応じて設定されるゲインに関連するゲイン関連値に基づいて、モータ制御装置１２が用いる位置制御ゲインを生成し、生成した位置制御ゲインをメモリ１１に出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータを制御するモータ制御装置を制御するために、モータの位置に関連する位置指令値をモータ制御装置に出力する上位制御装置に関する。

モータによって被駆動体を駆動するために、モータに対してフィードバック制御等の制御を行うモータ制御装置が用いられる。このために、モータ制御装置は、モータに対する位置指令値とモータの実際の位置（例えば、回転角度）の間の偏差及び位置制御ゲインに基づいて、モータに対する速度指令値を生成する。

モータに対する位置指令値は、上位制御装置からモータ制御装置に入力される。このために、上位制御装置は、モータによって駆動される被駆動体が所定の動作を行うための動作処理プログラム（例えば、プレス加工プログラム）に含まれるデータを解析することによってモータに対する位置指令値を作成する。そして、上位制御装置は、作成したモータに対する位置指令値をモータ制御装置に出力する。

従来、モータに対する位置指令値をモータ制御装置に出力する上位制御装置として、モータ制御装置の制御の安定性及び動作の迅速性を確保するためにモータとモータによって駆動される被駆動体のうちのいずれか一方の位置に基づいて位置制御ゲイン等を変更する上位制御装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００４−３０５００号公報

モータによって駆動される被駆動体が所定の動作を行う前の動作確認調整のためにモータの速度を低減する必要がある場合等において、モータによる被駆動体の駆動中にモータの速度を変更する（例えば、モータの速度を予定されている速度より低い速度に低減する）オーバーライドが行われる。オーバーライドを行う場合、上位制御装置は、オーバーライド値に応じて設定されたモータに対する速度指令値（すなわち、オーバーライド値が１であるときのモータに対する速度指令値にオーバーライド値（例えば、０．５）を乗算した値に相当するモータに対する速度指令値）がモータ制御装置で生成されるようにするために、オーバーライド値が１であるときのモータに対する位置指令値及び設定されたオーバーライド値に基づいて、オーバーライド値が設定されたオーバーライド値（例えば、０．５）であるときのモータに対する速度指令値を生成する。そして、上位制御装置は、生成した位置指令値をモータ制御装置に出力する。

しかしながら、オーバーライドを行うことによって、モータに対する位置指令値とモータの実際の位置の間の位置偏差が変化し、これによってモータによって駆動される被駆動体の移動軌跡が変化する。このような移動軌跡の変化により、モータ制御装置の制御の安定性及び動作の迅速性に悪影響が及ぼされることがある。したがって、移動軌跡の変化によるモータ制御装置の制御の安定性及び動作の迅速性に悪影響が及ぼされないようにするためには、モータによって駆動される被駆動体の移動軌跡がオーバーライド値の変化に関係なく一定に維持されるようにモータ制御装置を制御する必要がある。

本発明の目的は、モータによって駆動される被駆動体の移動軌跡がオーバーライド値の変更に関係なく一定に維持されるようにモータ制御装置を制御することができる上位制御装置を提供することである。

本発明による上位制御装置は、モータを制御するモータ制御装置を制御するために、モータの位置に関連する位置指令値をモータ制御装置に出力する上位制御装置であって、プログラムに含まれるオーバーライド値が１であるときのモータの速度に関連する第１の速度指令値のデータを解析することによって、第１の速度指令値又は第１の速度指令値に基づいて設定される第２の速度指令値と同一の値である基準値を生成する基準値生成部と、第１の速度指令値及び設定されたオーバーライド値を取得し、第１の速度指令値及び設定されたオーバーライド値に基づいて、オーバーライド値が設定された値であるときのモータの速度に関連する第３の速度指令値を生成する速度指令値生成部と、基準値が基準値生成部から入力され、第３の速度指令値が速度指令値生成部から入力され、かつ、モータによって駆動される被駆動体に応じて設定されるゲインに関連するゲイン関連値を取得し、基準値に対する第３の速度指令値の比及びゲイン関連値に基づいて、モータ制御装置が第３の速度指令値を生成するために用いられる位置制御ゲインを生成し、生成した位置制御ゲインを出力する位置制御ゲイン生成部と、を備えることを特徴とする。

好適には、位置制御ゲイン生成部は、モータの位置に関連する位置情報が入力され、位置情報に基づいて位置制御ゲインを生成する。

好適には、第３の速度指令値が、速度指令値の下限値として設定される第１の設定値より小さくなる場合、位置制御ゲイン生成部は、第３の速度指令値を第１の設定値に設定し、第３の速度指令値が、速度指令値の上限値として設定される、第１の設定値より大きい第２の設定値より大きくなる場合、位置制御ゲイン生成部は、第３の速度指令値を第２の設定値に設定する。

本発明によれば、モータによって駆動される被駆動体の移動軌跡がオーバーライド値の変更に関係なく一定に維持されるようにモータ制御装置を制御することができる。

本発明の第１の実施の形態の上位制御装置を有するシステムのブロック図である。 図１に示す上位制御装置によって用いられるパラメータのテーブルの一例を示す図である。 図１に示す上位制御装置の動作のフローチャートである。 図１に示す上位制御装置によって用いられるパラメータのテーブルの変形例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の上位制御装置を有するシステムのブロック図である。 本発明の第３の実施の形態の上位制御装置を有するシステムのブロック図である。

本発明による上位制御装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図面中、同一構成要素には同一符号を付す。
図１は、本発明の第１の実施の形態の上位制御装置を有するシステムのブロック図である。図１に示すシステムは、三相交流電源１と、コンバータ２と、平滑用コンデンサ３と、インバータ４と、電流検出部５Ｕ，５Ｖと、モータ６と、伝動機構７と、リンク機構８と、電動プレス機９と、位置検出部１０と、メモリ１１と、モータ制御装置１２と、メモリ１３と、上位制御装置１４と、操作部１５と、を有する。

三相交流電源１は、商用交流電源によって構成される。コンバータ２は、例えば、複数（３相交流の場合は６個）の整流ダイオード及びこれらの整流ダイオードのそれぞれに逆並列に接続されたトランジスタによって構成され、三相交流電源１から供給される交流電力を直流電力に変換する。平滑用コンデンサ３は、コンバータ２の整流ダイオードによって整流された電圧を平滑化するためにコンバータ２に並列に接続される。インバータ４は、平滑用コンデンサ３に並列に接続され、例えば、複数（３相交流の場合は６個）の整流ダイオード及びこれらの整流ダイオードのそれぞれに逆並列に接続されたトランジスタによって構成され、後に説明するＰＷＭ信号に基づいてトランジスタのオンオフ動作を行うことによって、コンバータ２によって変換された直流電力を交流電力に変換する。

電流検出部５Ｕ，５Ｖは、モータ６に流れる三相のＵ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流のうちの二相のＵ相電流及びＶ相電流を検出するためにインバータ４の出力線に設けられる。本実施の形態では、電流検出部５Ｕ，５Ｖは、例えばホール素子によって構成される。モータ６は、平滑用コンデンサ３に蓄積されている電力で駆動される。本実施の形態では、モータ６は、ロータとステータのうちのいずれか一方に永久磁石が設けられた回転型サーボモータ、ステータとスライダのうちのいずれか一方に永久磁石が設けられたリニアサーボモータ、ステータとバイブレータのうちのいずれか一方に永久磁石が設けられた振動型サーボモータ等によって構成される。

伝動機構７は、モータ６の回転軸に接続される。本実施の形態では、伝動機構７は、回転ベルト７ａと、メインギア７ｂと、を有する。リンク機構８は、メインギア７ｂに接続される非線形要素によって構成される。電動プレス機９は、リンク機構８に接続された被駆動体としての上型９ａを有する。本実施の形態では、電動プレス機９は、モータ６が動作状態になる（メインギア７ｂが矢印Ａ方向に回転する）ときに伝動機構７及びリンク機構８を介して上型９ａを駆動（上下動）させることによって、上型９ａと下型（図示せず）との間に配置された板金材（図示せず）に対してプレス加工を行う。

位置検出部１０は、モータの位置に関連する位置情報としての（モータ６の位置に対応する）メインギア７ｂの回転角度Ｐｘを検出するロータリーエンコーダ等によって構成される。メモリ１１は、モータに関連する第３の速度指令値としてのメインギア７ｂに対する速度指令値Ｆｘを生成するために用いられる、後に詳細に説明する位置制御ゲインＧｘと、メインギア７ｂに対する速度指令値Ｆｘに対応するモータ６に対するトルク指令値（電流指令値）Ｔｘを生成するために用いられる、上型９ａに対して設定された比例ゲインＧｙ及び積分ゲインＧｚと、を格納する。

モータ制御装置１２は、入出力ポート、シリアル通信回路、Ａ／Ｄ変換器、カウンタ等を備えたプロセッサによって実現され、モータ６によって上型９ａを駆動するために、モータ６に対してフィードバック制御を行う。このために、モータ制御装置１２は、速度検出部２１と、位置制御部２２と、速度制御部２３と、電圧指令値生成部２４と、ＰＷＭ信号生成部２５と、を有する。

速度検出部２１は、メインギア７ｂの回転角度Ｐｘが位置検出部１０から入力され、回転角度Ｐｘを時間で１階微分することによって、モータ６の速度に対応するメインギア７ｂの回転速度ωｘを検出し、回転速度ωｘを速度制御部２３に出力する。

位置制御部２２は、回転角度Ｐｘ及びモータの位置に関連する位置指令値としてのメインギア７ｂに対する位置指令値θｘを用いてメインギア７ｂの位置を制御する。このために、位置制御部２２は、減算器２２ａと、位置制御ゲイン乗算器２２ｂと、を有する。

減算器２２ａは、位置指令値θｘが上位制御装置１４から入力される＋入力端子と、メインギア７ｂの回転角度Ｐｘが位置検出部１０から入力される−入力端子と、位置指令値θｘと回転角度Ｐｘとの位置偏差Δｘを位置制御ゲイン乗算器２２ｂに出力する出力端子と、を有する。

位置制御ゲイン乗算器２２ｂは、位置偏差Δｘが減算器２２ａから入力され、かつ、位置制御ゲインＧｘをメモリ１１から取得する。そして、位置制御ゲイン乗算器２２ｂは、位置制御ゲインＧｘと位置偏差Δｘとの積に相当する速度指令値Ｆｘを生成し、生成した速度指令値Ｆｘを速度制御部２３に出力する。

速度制御部２３は、速度指令値Ｆｘ及び回転速度ωｘを用いてメインギア７ｂの速度を制御する。このために、速度制御部２３は、減算器２３ａと、比例ゲイン乗算器２３ｂと、積分器２３ｃと、積分ゲイン乗算器２３ｄと、加算器２３ｅと、を有する。

減算器２３ａは、速度指令値Ｆｘが位置制御ゲイン乗算器２２ｂから入力される＋入力端子と、回転速度ωｘが速度検出部２１から入力される−入力端子と、速度指令値Ｆｘと回転速度ωｘとの速度偏差Δωを比例ゲイン乗算器２３ｂ及び積分器２３ｃに出力する出力端子と、を有する。

比例ゲイン乗算器２３ｂは、速度偏差Δωが減算器２３ａから入力され、かつ、比例ゲインＧｙをメモリ１１から取得する。そして、比例ゲイン乗算器２３ｂは、比例ゲインＧｙと速度偏差Δωとの積Ｇｙ×Δωを生成し、生成した積Ｇｙ×Δωを加算器２３ｅに出力する。

積分器２３ｃは、速度偏差Δωが減算器２３ａから入力され、入力された速度偏差Δωを１階積分し、速度偏差Δωを１階積分したもの（１階積分速度偏差ＳΔω）を積分ゲイン乗算器２３ｄに出力する。

積分ゲイン乗算器２３ｄは、１階積分速度偏差ＳΔωが積分器２３ｃから入力され、かつ、積分ゲインＧｚをメモリ１１から取得する。そして、積分ゲイン乗算器２３ｄは、積分ゲインＧｚと１階積分速度偏差ＳΔωとの積Ｇｚ×ＳΔωを生成し、生成した積Ｇｚ×ＳΔωを加算器２３ｅに出力する。

加算器２３ｅは、積Ｇｙ×Δωが比例ゲイン乗算器２３ｂから入力される第１の＋入力端子と、積Ｇｚ×ＳΔωが積分ゲイン乗算器２３ｄから入力される第２の＋入力端子と、積Ｇｙ×Δωと積Ｇｚ×ＳΔωの和に相当するトルク指令値Ｔｘを電圧指令値生成部２４に出力する出力部と、を有する。

電圧指令値生成部２４は、トルク指令値Ｔｘが加算器２３ｅの出力部から入力され、入力されたトルク指令値Ｔｘを、モータ６に対する電流指令値Ｉｘに変換する。また、電圧指令値生成部２４は、モータ６に流れる三相のＵ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流のうちの二相のＵ相電流及びＶ相電流が電流検出部５Ｕ，５Ｖから入力され、入力されたＵ相電流及びＶ相電流に基づいて、モータ６に流れる電流の値Ｉを求める。そして、電圧指令値生成部２４は、電流指令値Ｉｘと電流の値Ｉとの電流偏差ΔＩに基づいて、モータ６に対する電圧指令値Ｖｘを生成する。

ＰＷＭ信号生成部２５は、モータ６に対する電圧指令値Ｖｘが電圧指令値生成部２４から入力され、入力された電圧指令値ＶｘをＰＷＭ信号Ｖ_PWMに変換する。そして、ＰＷＭ信号生成部２５は、変換したＰＷＭ信号Ｖ_PWMをインバータ４に出力する。

メモリ１３は、メインギア７ｂの回転角度、位置制御ゲインＧｘを設定するために用いられるゲイン関連値としてのゲイン乗数αｘ、速度指令値Ｆｘの下限値として設定される第１の設定値としてのメインギア７ｂに対する最小速度指令値Ｆｍｉｎｘ及び速度指令値Ｆｘの上限値として設定される、第１の設定値より大きい第２の設定値としてのメインギア７ｂに対する最大速度指令値Ｆｍａｘｘの四つのパラメータの関係を示すテーブルを格納する。

図２は、図１に示す上位制御装置によって用いられるパラメータのテーブルの一例を示す図である。図２において、メインギア７ｂの回転角度ＰＮ（Ｎは、１から９までの間の整数）は、ゲイン乗数αＮ、最小速度指令値ＦｍｉｎＮ及び最大速度指令値ＦｍａｘＮに対応し、例えば、４０（Ｎ−１）°の値をとる。本実施の形態では、メモリ１３は、回転角度Ｐｘに関係なく上型９ａに対して設定されたゲイン関連値としての一定のゲインＧも格納する。

上位制御装置１４は、ＣＮＣ（数値制御装置）等によって構成される。本実施の形態では、上位制御装置１４は、モータ制御装置１２を制御するために位置指令値θｘをモータ制御装置１２に入力し、かつ、位置制御ゲインＧｘを設定する。このために、上位制御装置１４は、位置指令値生成部１４ａと、基準値生成部１４ｂと、速度指令値生成部１４ｃと、位置制御ゲイン生成部１４ｄと、を有する。また、本実施の形態では、後に説明するように、モータ６によって駆動される上型９ａが所定の動作を行う前の動作確認調整のために、設定されたオーバーライド値としてのオーバーライド値β（例えば、０．５）に基づいてメインギア７ｂの回転速度ωｘを変更するオーバーライドが、上位制御装置１４によって行われる。

位置指令値生成部１４ａは、オーバーライド値βが操作部１５から入力され、かつ、電動プレス機９によるプレス加工を行うためのプログラムとしてのプレス加工プログラム１６に含まれるオーバーライド値βが１であるときのメインギア７ｂに対する位置指令値のデータを解析する。

そして、位置指令値生成部１４ａは、解析した位置指令値のデータ及びオーバーライド値βに基づいてメインギア７ｂに対する位置指令値θｘを求め、求めた位置指令値θｘを減算器２２aの＋入力端子に出力する。

例えば、オーバーライド値βが１であるときに位置指令値生成部１４ａが所定の期間（例えば、１秒）に亘って同一時間間隔ごとに位置指令値θ１，．．．，θｍ，θ１，，．．．，θｍをモータ制御装置１２にそれぞれ出力し、後に説明するようにして速度指令値生成部１４ｃが生成する速度指令値Ｆｘが最小速度指令値Ｆｍｉｎｘ以上かつ最大速度指令値Ｆｍａｘｘ以下である場合、０．５のオーバーライド値βが操作部１５から入力されると位置指令値生成部１４ａは所定の期間（例えば、１秒）に亘って同一時間間隔で位置指令値θ１／２，θ１，．．．，θｍ／２，θｍをモータ制御装置１２に出力する。

基準値生成部１４ｂは、プレス加工プログラム１６に含まれるオーバーライド値βが１であるときのモータの速度に関連する第１の速度指令値としてのメインギア７ｂに対する速度指令値Ｆｂａｓｅのデータを解析することによって、速度指令値Ｆｂａｓｅと同一の値である基準値Ｓを生成する。

速度指令値生成部１４ｃは、基準値Ｓ及びオーバーライド値βを取得し、基準値Ｓ及びオーバーライド値βに基づいて、オーバーライド値βが設定された値（例えば、０．５）であるときの速度指令値である速度指令値Ｆｘを生成する。

このために、速度指令値生成部１４ｃは、基準値Ｓが基準値生成部１４ｂから入力され、かつ、オーバーライド値βが操作部１５から入力される。そして、速度指令値生成部１４ｃは、基準値Ｓとオーバーライド値βとの積に相当する速度指令値Ｆｘを生成し、生成した速度指令値Ｆｘを位置制御ゲイン生成部１４ｄに出力する。

位置制御ゲイン生成部１４ｄは、回転角度Ｐｘが位置検出部１０から入力され、基準値Ｓが基準値生成部１４ｂから入力され、速度指令値Ｆｘが速度指令値生成部１４ｃから入力され、かつ、ゲインＧと、回転角度Ｐｘに対応するゲイン乗数αｘと、をメモリ１３から取得する。

そして、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、基準値Ｓに対する速度指令値Ｆｘの比γ、ゲイン乗数αｘ及びゲインＧに基づいて、位置制御ゲインＧｘを生成する。すなわち、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、ゲイン乗数αｘ、ゲインＧ及び比γの積に相当する値γ×αｘ×Ｇに相当する位置制御ゲインＧｘを生成する。これによって、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、比γ（この場合、比γはオーバーライド値βと同一である。）に応じた位置制御ゲインＧｘを生成する。

そして、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、生成した位置制御ゲインＧｘをメモリ１１に出力し、メモリ１１に格納されていた位置制御ゲインＧｘを、位置制御ゲイン生成部１４ｄが新たに生成した位置制御ゲインＧｘに書き換える。

したがって、オーバーライドが上位制御装置１４によって行われた場合、位置制御ゲイン乗算器２２ｂは、位置制御ゲイン生成部１４ｄが新たに生成した位置制御ゲインＧｘを用いて速度指令値Ｆｘを生成する。

操作部１５は、モータ６によって駆動される上型９ａが矢印Ｂ方向に往復運動を行う前の動作確認調整のためにモータ６の速度を低減するときにオーバーライド値βを位置指令値生成部１４ａ及び速度指令値生成部１４ｃにそれぞれ入力する。

図３は、図１に示す上位制御装置の動作のフローチャートである。このフローチャートは、上位制御装置１４によるオーバーライドが行われる間に実行され、上位制御装置１４で実行される処理プログラムによって制御される。

先ず、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、回転角度Ｐｘを取得する（ステップＳ１）。次に、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、取得した回転角度Ｐｘに基づいてゲイン乗数αｘを取得する（ステップＳ２）。

回転角度Ｐｘが回転角度ＰＮ（例えば、回転角度Ｐ１）と一致する場合には、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、ゲイン乗数αＮ（例えば、回転角度Ｐｘが回転速度Ｐ１である場合にはゲイン乗数α１）をメモリ１３から取得し、取得したゲイン乗数αＮをゲイン乗数αｘとする。

一方、回転角度Ｐｘが回転角度ＰＮと一致しない場合、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、回転角度Ｐｘの前後の角度Ｐｍ，Ｐｎ（例えば、回転角度Ｐ１，Ｐ２）に対応するゲイン乗数αｍ，αｎをメモリ１３から取得し、以下の式に基づいてゲイン乗数αｘを算出する。

次に、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、最小速度指令値Ｆｍｉｎｘ及び最大速度指令値Ｆｍａｘｘを取得する（ステップＳ３）。

最小速度指令値Ｆｍｉｎｘ及び最大速度指令値Ｆｍａｘｘがそれぞれ最小速度指令値ＦｍｉｎＮ及び最大速度指令値ＦｍａｘＮ（例えば、最小速度指令値Ｆｍｉｎ１及び最大速度指令値Ｆｍａｘ１）と一致する場合、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、最小速度指令値ＦｍｉｎＮ及び最大速度指令値ＦｍａｘＮ（例えば、回転角度Ｐｘが回転速度Ｐ１である場合には最小速度指令値Ｆｍｉｎ１及び最大速度指令値Ｆｍａｘ１）をメモリ１３から取得し、取得した最小速度指令値ＦｍｉｎＮ及び最大速度指令値ＦｍａｘＮをそれぞれ最小速度指令値Ｆｍｉｎｘ及び最大速度指令値Ｆｍａｘｘとする。

一方、最小速度指令値Ｆｍｉｎｘ及び最大速度指令値Ｆｍａｘｘがそれぞれ最小速度指令値ＦｍｉｎＮ及び最大速度指令値ＦｍａｘＮと一致しない場合、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、回転角度Ｐｘの前後の角度Ｐｍ，Ｐｎ（例えば、回転角度Ｐ１，Ｐ２）に対応する最小速度指令値Ｆｍｉｎｍ，Ｆｍｉｎｎをメモリ１３から取得し、以下の式に基づいて最小速度指令値Ｆｍｉｎｘを算出する。

この場合、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、回転角度Ｐｘの前後の角度Ｐｍ，Ｐｎ（例えば、回転角度Ｐ１，Ｐ２）に対応する最大速度指令値Ｆｍａｘｍ，Ｆｍａｘｎをメモリ１３から取得し、以下の式に基づいて最大速度指令値Ｆｍａｘｍを算出する。

次に、基準値生成部１４ｂは、基準値Ｓを生成し、生成した基準値Ｓを速度指令値生成部１４ｃ及び位置制御ゲイン生成部１４ｄに出力し（ステップＳ４）、速度指令値生成部１４ｃは、速度指令値Ｆｘを生成し、生成した速度指令値Ｆｘを位置制御ゲイン生成部１４ｄに出力する（ステップＳ５）。

次に、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、速度指令値Ｆｘが最小速度指令値Ｆｍｉｎｘより小さいか否か判断する（ステップＳ６）。速度指令値Ｆｘが最小速度指令値Ｆｍｉｎｘより小さい場合、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、速度指令値Ｆｘを最小速度指令値Ｆｍｉｎｘに等しい値に設定する（ステップＳ７）。

それに対し、速度指令値Ｆｘが最小速度指令値Ｆｍｉｎｘ以上である場合、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、速度指令値Ｆｘが最大速度指令値Ｆｍａｘｘより大きいか否か判断する（ステップＳ８）。速度指令値Ｆｘが最大速度指令値Ｆｍａｘｘより大きい場合、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、速度指令値Ｆｘを最大速度指令値Ｆｍａｘｘに等しい値に設定する（ステップＳ９）。

ステップＳ７で速度指令値Ｆｘを最小速度指令値Ｆｍｉｎｘと等しい値に設定した後、ステップＳ８で速度指令値Ｆｘが最大速度指令値Ｆｍａｘｘ以下であると判断された場合、又はステップＳ９で速度指令値Ｆｘを最大速度指令値Ｆｍａｘｘに等しい値に設定した後、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、以下の式に基づいて比γを算出する（ステップＳ１０）。

次に、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、ゲインＧをメモリ１３から取得する（ステップＳ１１）。次に、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、以下の式によって表される位置制御ゲインＧｘを生成する。

そして、位置制御ゲイン生成部１４ｄは、メモリ１１に格納されている位置制御ゲインＧｘを、ステップＳ１１で取得した位置制御ゲインＧｘに書き換え（ステップＳ１２）、処理フローを終了する。

本実施の形態によれば、オーバーライド値βと同一である比γすなわち速度指令値Ｆｘの変更に応じて位置制御ゲインＧｘを変更することによって、オーバーライド値βの変更に関係なく位置偏差Δｘが一定に維持される。したがって、上型９ａの移動軌跡が速度指令値Ｆｘの変更すなわちオーバーライド値βの変更に関係なく一定に維持されるようにモータ制御装置１２を制御することができる。

図４は、図１に示す上位制御装置によって用いられるパラメータのテーブルの変形例を示す図である。図４において、メインギア７ｂの回転角度ＰＮ（Ｎは、１から９までの間の整数）は、ゲイン乗数αＮとゲインＧとの積に相当するゲイン関連値としてのゲインＧＮ、最小速度指令値ＦｍｉｎＮ及び最大速度指令値ＦｍａｘＮに対応し、例えば、４０（Ｎ−１）°の値をとる。この場合、メモリ１３にはゲインＧは格納されない。

図５は、本発明の第２の実施の形態の上位制御装置を有するシステムのブロック図である。図５に示すシステムでは、モータの位置に関連する位置情報としての上型９ａの位置を検出するリニアエンコーダ等によって構成される位置検出部１０’が、位置検出部１０の代わりに用いられ、上型９ａの位置Ｚが位置検出部１０’から入力される位置制御ゲイン生成部１４ｄ’を位置制御ゲイン生成部１４ｄの代わりに有する上位制御装置１４’が、上位制御装置１４の代わりに用いられる。

本実施の形態では、プレス加工プログラム１６’は、オーバーライド値βが１であるときの上型９ａに対する位置指令値のデータ及びオーバーライド値βが１であるときのモータの速度に関連する第１の速度指令値としての上型９ａに対する速度指令値Ｆｂａｓｅ’のデータを含む。

したがって、位置指令値生成部１４ａ’は、解析した位置指令値のデータ及びオーバーライド値βに基づいて上型９ａに対する位置指令値Ｚｘを求め、求めた位置指令値Ｚｘを減算器２２aの＋入力端子に出力する。

また、基準値生成部１４ｂ’は、プレス加工プログラム１６’に含まれる速度指令値Ｆｂａｓｅ’のデータを解析することによって、速度指令値Ｆｂａｓｅ’と同一の値である基準値Ｓ’を生成する。

さらに、速度指令値生成部１４ｃ’は、基準値Ｓ’及びオーバーライド値βを取得し、基準値Ｓ’及びオーバーライド値βに基づいて、オーバーライド値βが設定された値（例えば、０．５）であるときの速度指令値であるモータの速度に関連する第３の速度指令値としての上型９ａに対する速度指令値Ｆｘ’を生成する。

本実施の形態によれば、速度指令値Ｆｘ’の変更に応じて位置制御ゲインＧｘを変更することによって、オーバーライド値βの変更に関係なく上型９ａに対する位置指令値Ｚｘと上型９ａの位置Ｚとの位置偏差Δｘ’が一定に維持される。したがって、上型９ａの移動軌跡が上型９ａに対する速度指令値Ｆｘ’の変更すなわちオーバーライド値βの変更に関係なく一定に維持されるようにモータ制御装置１２を制御することができる。

図６は、本発明の第３の実施の形態の上位制御装置を有するシステムのブロック図である。図６に示すシステムでは、モータの位置に関連する位置情報としてのモータ６の位置を検出するロータリーエンコーダ等によって構成される位置検出部１０”が、位置検出部１０の代わりに用いられ、モータ６の回転角度Ｐｘ”が位置検出部１０”から入力される位置制御ゲイン生成部１４ｄ”を位置制御ゲイン生成部１４ｄの代わりに有する上位制御装置１４”が、上位制御装置１４の代わりに用いられる。

本実施の形態では、プレス加工プログラム１６”は、オーバーライド値βが１であるときのモータ６に対する位置指令値のデータ及びオーバーライド値βが１であるときのモータの速度に関連する第１の速度指令値としてのモータ６に対する速度指令値Ｆｂａｓｅ”のデータを含む。

したがって、位置指令値生成部１４ａ”は、解析した位置指令値のデータ及びオーバーライド値βに基づいてモータ６に対する位置指令値θｘ”を求め、求めた位置指令値θｘ”を減算器２２aの＋入力端子に出力する。

また、基準値生成部１４ｂ”は、プレス加工プログラム１６”に含まれる速度指令値Ｆｂａｓｅ”のデータを解析することによって、速度指令値Ｆｂａｓｅ”と同一の値である基準値Ｓ”を生成する。

さらに、速度指令値生成部１４ｃ”は、基準値Ｓ”及びオーバーライド値βを取得し、基準値Ｓ”及びオーバーライド値βに基づいて、オーバーライド値βが設定された値（例えば、０．５）であるときの速度指令値であるモータの速度に関連する第３の速度指令値としてのモータ６に対する速度指令値Ｆｘ”を生成する。

本実施の形態によれば、速度指令値Ｆｘ”の変更に応じて位置制御ゲインＧｘを変更することによって、オーバーライド値βの変更に関係なくモータ６に対する位置指令値θｘ”とモータの回転角度Ｐｘ”との位置偏差Δｘ”が一定に維持される。したがって、上型９ａの移動軌跡がモータ６に対する速度指令値Ｆｘ”の変更すなわちオーバーライド値βの変更に関係なく一定に維持されるようにモータ制御装置１２を制御することができる。

本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例えば、上記実施の形態において、本発明による上位制御装置を電動プレス機の上型の駆動のために用いる場合について説明したが、本発明による上位制御装置を、電動プレス機の上型の駆動以外のために用いることもできる。

また、上記実施の形態において、ゲイン乗数、最小速度指令値及び最大速度指令値をメインギアの回転角度ごとに設定する場合について説明したが、本発明による上位制御装置を、ゲイン乗数、最小速度指令値及び最大速度指令値がメインギアの回転角度に関係なく一定である場合（例えば、被駆動体が直線運動を行う場合）にも適用することができる。この場合、被駆動体に対して設定されたゲインがゲイン関連値として用いられる。

さらに、上記実施の形態において、基準値をオーバーライド値が１であるときの速度指令値と同一の値に設定した場合について説明したが、基準値を、オーバーライド値が１であるときの速度指令値に基づいて設定される第２の速度指令値（例えば、オーバーライド値が１であるときの速度指令値に定数（例えば、０．９）を乗算した値）と同一の値に設定することもできる。

１ 三相交流電源
２ コンバータ
３ 平滑用コンデンサ
４ インバータ
５Ｕ，５Ｖ 電流検出部
６ モータ
７ 伝動機構
７ａ ベルト
７ｂ メインギア
８ リンク機構
９ 電動プレス機
９ａ 上型
１０，１０’，１０” 位置検出部
１１，１３ メモリ
１２ モータ制御装置
１４，１４’，１４” 上位制御装置
１４ａ，１４ａ’，１４ａ” 位置指令値生成部
１４ｂ，１４ｂ’，１４ｂ” 基準値生成部
１４ｃ，１４ｃ’，１４ｃ” 速度指令値生成部
１４ｄ，１４ｄ’，１４ｄ” 位置制御ゲイン生成部
１５ 操作部
１６，１６’，１６” プレス加工プログラム
２１ 速度検出部
２２ 位置制御部
２２ａ，２３ａ 減算器
２２ｂ 位置制御ゲイン乗算器
２３ 速度制御部
２３ｂ 比例ゲイン乗算器
２３ｃ 積分器
２３ｄ 積分ゲイン乗算器
２３ｅ 加算器
２４ 電圧指令値生成部
２５ ＰＷＭ信号生成部

Claims (3)

1. モータを制御するモータ制御装置を制御するために、モータの位置に関連する位置指令値をモータ制御装置に出力する上位制御装置であって、
   プログラムに含まれるオーバーライド値が１であるときのモータの速度に関連する第１の速度指令値のデータを解析することによって、前記第１の速度指令値又は前記第１の速度指令値に基づいて設定される第２の速度指令値と同一の値である基準値を生成する基準値生成部と、
   前記第１の速度指令値及び設定されたオーバーライド値を取得し、前記第１の速度指令値及び前記設定されたオーバーライド値に基づいて、オーバーライド値が前記設定された値であるときのモータの速度に関連する第３の速度指令値を生成する速度指令値生成部と、
   前記基準値が前記基準値生成部から入力され、前記第３の速度指令値が前記速度指令値生成部から入力され、かつ、モータによって駆動される被駆動体に応じて設定されるゲインに関連するゲイン関連値を取得し、前記基準値に対する前記第３の速度指令値の比及び前記ゲイン関連値に基づいて、モータ制御装置が前記第３の速度指令値を生成するために用いられる位置制御ゲインを生成し、生成した位置制御ゲインを出力する位置制御ゲイン生成部と、
   を備えることを特徴とする上位制御装置。
2. 前記位置制御ゲイン生成部は、モータの位置に関連する位置情報が入力され、前記位置情報に基づいて前記位置制御ゲインを生成する請求項１に記載の上位制御装置。
3. 前記第３の速度指令値が、速度指令値の下限値として設定される第１の設定値より小さくなる場合、前記位置制御ゲイン生成部は、前記第３の速度指令値を前記第１の設定値に設定し、前記第３の速度指令値が、速度指令値の上限値として設定される、前記第１の設定値より大きい第２の設定値より大きくなる場合、前記位置制御ゲイン生成部は、前記第３の速度指令値を前記第２の設定値に設定する請求項１又は２に記載の上位制御装置。

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