JP2016181193A - 位置決め装置のパラメータ設定方法、及び位置決め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取り扱う移動対象物に応じた適切な制御パラメータを迅速に設定することが可能な位置決め装置等を提供する。
【解決手段】位置決め装置１は、その制御で使用する制御パラメータを設定するパラメータ設定部８を備える。パラメータ設定部８は、移動対象物が装着された移動台を移動させたときに生じる共振周波数を検出する共振周波数検出処理、並びに移動対象物が装着された移動台を移動させたときに作用するイナーシャを推定するイナーシャ推定処理を実行するとともに、検出された共振周波数に応じて、制振フィルタ５の除去周波数帯域、及び速度制御部４の速度ゲインを設定する処理と、推定されたイナーシャに応じて早送り時定数を設定する処理とを実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動対象物が装着される移動台を回転移動又は直線移動させる移動装置を位置決め制御する位置決め装置、並びにこの位置決め装置で用いられるパラメータを設定するパラメータ設定方法に関する。

従来、上述した位置決め装置は、例えば、工作機械の分野では、送り装置や回転テーブルの位置制御として一般的に用いられており、その一例を挙げると、特開２００９−１０１４４４号公報（下記特許文献１）に開示された位置決め装置が知られている。

この特許文献１に開示された位置決め装置は、５軸制御立形マシニングセンタ等の工作機械に設けられるトラニオン構造の二軸ユニットを制御するもので、関数発生部、位置制御部、速度制御部及びトルク／電流制御部を備え、トルク／電流制御部から出力される信号に応じて、トラニオンを回転させるモータを制御する。

具体的には、この位置決め装置では、ＮＣ装置から出力されたＮＣ指令に基づいて関数発生部により位置指令が生成され、生成された位置指令及び位置ゲインを基に位置制御部によって速度指令が生成され、生成された速度指令及び速度ゲインを基に速度制御部によってトルク指令が生成され、生成されたトルク指令及びトルクゲインを基にトルク／電流制御部によって駆動トルクに係る信号が生成され、この信号に応じた電流がモータに供給されて、当該モータが駆動される。

また、この位置決め装置では、トラニオンの弾性変形による角度誤差を算出して補正する角度誤差推定装置が設けられており、この角度誤差推定装置により、下式に従って角度誤差Δθが算出される。
Δθ＝（Ｔ_ｍ−Ｊ_ｍ・α）／Ｋ_θＲ
但し、Ｊ_ｍは旋回軸部や軸受のイナーシャ、Ｔ_ｍは速度制御部から出力されるトルク指令、αは回転角加速度、Ｋ_θＲはねじり剛性係数である。

特開２００９−１０１４４４号公報

ところで、上述した従来の位置決め装置では、関数発生部において位置指令を生成する際に、早送り移動の場合には早送り時定数が用いられ、また、位置制御部では位置ゲイン、速度制御部では速度ゲイン、トルク／電流制御部ではトルクゲインがそれぞれ用いられており、安定した制御を実現するためには、これら早送り時定数、位置ゲイン、速度ゲイン及びトルクゲインといった制御パラメータを適切に設定する必要がある。

また、上記特許文献１には開示されていないが、速度制御部とトルク／電流制御部との間には、一般的に制振フィルタが設けられており、速度制御部から出力されたトルク指令は、制振フィルタを経ることによって、特定の周波数帯域の振動成分が除去された後、トルク／電流制御部に入力される。そして、この制振フィルタに設定される除去周波数帯域も制御パラメータであり、安定した制御を実現するためには、これを適切に設定する必要がある。

そこで従来、このような制御パラメータは、当該工作機械に設定された加工上の仕様、例えば、被加工物の最大の大きさ、最大重量や最大加工負荷等に応じて、好適な加工が実現されるように、工作機械メーカによって予め設定されていた。

ところが、近年では、ユーザサイドで取り扱う被加工物の材料や形状が多種多様となっており、この影響を受けて、上述した位置決め制御に様々な問題が生じている。例えば、ユーザが極めて薄い肉厚の被加工物を加工する場合には、これを移動させた際に当該被加工物が振動し、この振動（外乱振動）の影響を受けて位置決め制御系が振動するという問題を生じる。また、ユーザの取り扱う被加工物の重量が想定された最大重量を超える場合には、これを設定された早送り加速度で移動させると、モータに想定以上のトルクをかける必要があり、通常、制御系にはトルクの上限が設定されているため、モータトルクが飽和して制御不能となり、制御系にハンチングやオーバシュートといった振動が生じる。

このような問題を解決するためには、上述した制御パラメータのうち、少なくとも早送り時定数、速度ゲイン及び制振フィルタの除去周波数帯域について、これを取り扱う被加工物に応じて再度適切な値に設定し直す必要があるが、従来、この制御パラメータの再設定は、試行錯誤的な手法、即ち、上記制御パラメータをそれぞれ少しずつ変更して動作させてみるといった手法に頼る他はなく、このため、上述した問題を迅速に解決することができないという問題があった。

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、試行錯誤的な手法に依らないで、取り扱う対象物に応じた適切な制御パラメータを迅速に再設定することが可能な、位置決め装置のパラメータ設定方法、及び当該位置決め装置の提供を、その目的とする。

上記課題を解決するための本発明の方法発明は、
移動対象物が装着される移動台を、回転移動又は直線移動させる移動装置の駆動モータを制御して、前記移動台を指令された目標位置に位置決めする位置決め装置の制御パラメータを設定する方法であって、
少なくとも早送り時定数、速度ゲイン及び制振フィルタの除去周波数帯域に係る制御パラメータを設定するパラメータ設定方法において、
前記移動対象物が装着された移動台を移動させて、前記移動装置に生じる共振周波数を検出する共振周波数検出処理、並びに前記移動対象物が装着された移動台を移動させて、前記移動装置に作用するイナーシャを推定するイナーシャ推定処理を実行するとともに、検出された共振周波数に応じて前記制振フィルタの除去周波数帯域及び速度ゲインを設定し、推定されたイナーシャに応じて前記早送り時定数を設定するようにした、位置決め装置のパラメータ設定方法に係る。

また、本発明の装置発明は、
移動対象物が装着される移動台を、回転移動又は直線移動させる移動装置の駆動モータを制御して、前記移動台を指令された目標位置に位置決めする位置決め装置であって、
前記目標位置を基に位置指令を生成して出力するとともに、少なくとも早送り移動の場合には、早送り時定数に従った位置指令を生成して出力する位置指令生成部と、
前記位置指令生成部から出力された位置指令を入力し、入力した位置指令、及び位置ゲインを基に速度指令を生成して出力する位置制御部と、
前記位置制御部から出力された速度指令を入力し、入力した速度指令、及び速度ゲインを基にトルク指令を生成して出力する速度制御部と、
前記速度制御部から出力されたトルク指令を入力し、入力したトルク指令から特定の周波数帯域の成分を除去して出力する制振フィルタと、
前記制振フィルタから出力されたトルク指令を入力し、入力したトルク指令、及びトルクゲインを基に、前記駆動モータの駆動トルクに係る信号を生成して出力するトルク制御部とを備えた位置決め装置において、
更に、少なくとも前記早送り時定数、速度ゲイン、制振フィルタの除去周波数帯域を設定するパラメータ設定部を備えてなり、
前記パラメータ設定部は、前記移動対象物が装着された移動台を移動させて、前記移動装置に生じる共振周波数を検出する共振周波数検出処理、並びに前記移動対象物が装着された移動台を移動させて、前記移動装置に作用するイナーシャを推定するイナーシャ推定処理を実行するとともに、検出された共振周波数に応じて前記制振フィルタの除去周波数帯域及び速度ゲインを設定する処理と、推定されたイナーシャに応じて前記早送り時定数を設定する処理とを実行するように構成された位置決め装置に係る。

この位置決め装置によれば、まず、位置指令生成部により、前記目標位置を基に位置指令が生成され、少なくとも早送り移動の場合には、早送り時定数に従った位置指令が生成される。そして、位置制御部において、前記位置指令及び位置ゲインを基に速度指令が生成され、ついで、速度制御部において、前記速度指令及び速度ゲインを基にトルク指令が生成される。次に、生成されたトルク指令は、制振フィルタを経ることにより、特定の周波数帯域の成分が除去されてトルク制御部に入力され、このトルク制御部において、トルク指令及びトルクゲインを基に、前記駆動モータの駆動トルクに係る信号が生成され、この駆動トルクに係る信号に応じて駆動モータが制御される。斯くして、このようにして制御される駆動モータによって、移動対象物の装着された移動台が回転移動又は直線移動する。

そして、この位置決め装置によれば、そのパラメータ設定部により、本発明に係るパラメータ設定方法が好適に実施される。即ち、前記パラメータ設定部により、まず、前記移動対象物が装着された移動台を移動させて、前記移動装置に生じる共振周波数を検出する共振周波数検出処理、並びに前記移動対象物が装着された移動台を移動させて、前記移動装置に作用するイナーシャを推定するイナーシャ推定処理が実行される。

この共振周波数検出処理及びイナーシャ推定処理において、前記移動台を移動させる動作としては、例えば、前記位置指令生成部により、一定周波数の加振信号を生成して前記移動台を振動させる動作、前記位置指令生成部により、往復移動する信号を生成して前記移動台を往復移動させる動作、前記位置指令生成部により、一方向に所定距離又は角度だけ繰り返して移動させる信号を生成して、前記移動台を繰り返して移動させる動作を挙げることができる。また、この各動作において、徐々に移動量を増大させる、或いは徐々に移動速度を増大させる、或いは徐々に移動量及び移動速度を増大させるようにしても良い。

そして、前記共振周波数検出処理では、例えば、前記トルク制御部からの出力信号である駆動トルク信号をＦＦＴ解析することにより、そのピーク周波数を共振周波数として検出する。また、イナーシャ推定処理では、例えば、前記トルク制御部から出力される駆動トルクをＴ_ｍとし、事前の実測値又は設計値である摩擦トルクをＴ_ｆとし、前記駆動モータの加速度の実測値をωとして、前記移動装置に作用するイナーシャＪを、次式により推定する。
Ｊ＝（Ｔ_ｍ−Ｔ_ｆ）／ω

そして、パラメータ設定部は、検出された共振周波数に応じて前記制振フィルタの除去周波数帯域及び速度ゲインを設定し、また、推定されたイナーシャに応じて前記早送り時定数を設定する。

斯くして、この位置決め装置に係るパラメータ設定部及びパラメータ設定方法によれば、移動台に装着される移動対象物に応じて移動装置に生じる共振周波数を検出するとともに、当該移動対象物に応じて移動装置に作用するイナーシャを推定し、ついで、検出された共振周波数に応じて前記制振フィルタの除去周波数帯域及び速度ゲインを設定し、また、推定されたイナーシャに応じて前記早送り時定数を設定するようにしているので、従来のような試行錯誤的な手法に比べて、迅速に、移動対象物に応じた適切な制御パラメータを設定（再設定）することができる。

尚、上記位置決め装置に係るパラメータ設定部及びパラメータ設定方法では、以下の手順により、前記制御パラメータを設定するようにしても良い。
即ち、まず、前記共振周波数検出処理を実行して、得られた共振周波数を基に、前記制振フィルタの除去周波数帯域を仮設定し、
次に、除去周波数帯域が仮設定された制振フィルタの下で前記イナーシャ推定処理を実行して、得られたイナーシャを基に前記早送り時定数を設定し、
次に、除去周波数帯域が仮設定された制振フィルタ及び設定された早送り時定数の下で、共振周波数検出処理を実行して、得られた共振周波数を基に、前記制振フィルタの除去周波数帯域を本設定するとともに、前記速度ゲインを設定する。

前記移動対象物が、移動によって振動を生じ易いものであれば、前記イナーシャ推定処理を実行する際に、移動装置に振動（外乱振動）が生じ、この外乱振動に係る振動周波数成分が制御系の信号に重畳されるため、制振フィルタの除去周波数帯域をこの振動周波数に設定して、当該振動周波数成分を除去しなければ、前記トルク制御部から出力される駆動トルクの最大値Ｔ_ｍａｘ、及び駆動モータの最大加速度の実測値ω_ｍａｘを用いた上式の推定では、正しいイナーシャＪを推定することができないと考えられる。

そこで、まず、前記共振周波数検出処理を実行して、得られた共振周波数を基に、前記制振フィルタの除去周波数帯域を仮設定し、次に、除去周波数帯域が仮設定された制振フィルタを用いて前記イナーシャ推定処理を実行するようにすれば、イナーシャ推定処理の際に、制御系の信号に重畳された外乱に係る振動周波数成分を、制振フィルタによって適切に除去することができ、このようにして外乱振動の周波数成分を除去することによって、正しいイナーシャを推定することができるとともに、正しく推定されたイナーシャから適切な早送り時定数を設定することができる。

そして、次に、除去周波数帯域が仮設定された制振フィルタ及び適切に設定された早送り時定数の下で、更に共振周波数検出処理を実行することによって、より正確な共振周波数を検出することができ、この正確な共振周波数から制振フィルタのより適切な除去周波数帯域が設定され、また、適切な速度ゲインが設定される。

このように、この手順によれば、移動対象物が振動を生じ易いものでも、適切な制御パラメータを設定することができる。

或いは、上記位置決め装置に係るパラメータ設定部及びパラメータ設定方法では、以下の手順により、前記制御パラメータを設定するようにしても良い。
即ち、まず、前記イナーシャ推定処理を実行して、得られたイナーシャを基に前記早送り時定数を設定するとともに、前記速度ゲインを仮設定し、
次に、設定された早送り時定数、及び仮設定された速度ゲインの下で、共振周波数検出処理を実行して、得られた共振周波数を基に、前記制振フィルタの除去周波数帯域を設定するとともに、前記速度ゲインを本設定する。

前記移動対象物が振動を生じ難いものであれば、前記イナーシャ推定処理を実行する際に、外乱振動が生じ難いため、ある程度正確なイナーシャを推定することができる。したがって、イナーシャ推定処理を先に実行して得られたイナーシャから、適切な早送り時定数を設定することができ、また、適切な速度ゲインを仮設定することができる。

そして、このようにして設定された早送り時定数、及び仮設定された速度ゲインを用いて共振周波数検出処理を実行することにより、正確な共振周波数を検出することができ、検出された正確な共振周波数を基に、制振フィルタの適切な除去周波数帯域を設定することができ、また、適切な速度ゲインの本設定を行うことができる。

このように、この手順によれば、移動対象物が振動を生じ難いものである場合に、適切な制御パラメータを設定することができ、イナーシャ推定処理と共振周波数検出処理とをそれぞれ一度ずつ行う簡素な手順であるため、パラメータ設定をより迅速に行うことができる。

以上のように、本発明によれば、移動台に装着される移動対象物に応じて移動装置に生じる共振周波数を検出するとともに、当該移動対象物に応じて移動装置に作用するイナーシャを推定し、ついで、検出された共振周波数に応じて前記制振フィルタの除去周波数帯域及び速度ゲインを設定し、また、推定されたイナーシャに応じて前記早送り時定数を設定するようにしているので、従来のような試行錯誤的な手法に比べて、迅速に、移動対象物に応じた適切な制御パラメータを設定することができる。

本発明の一実施形態に係る位置決め装置を示したブロック図である。 本実施形態における制御対象の回転テーブルをモデル化して示した概略図である。 本実施形態のパラメータ設定部における処理手順を示したフローチャートである。 本実施形態のパラメータ設定部における他の処理手順を示したフローチャートである。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る位置決め装置を示したブロック図であり、図２は、この位置決め装置の制御対象である回転テーブルをモデル化して示した概略図である。尚、この図２は、あくまでも抽象的な概念図であって、回転テーブルの具体的な構造を示したものではない。

まず、本例の位置決め装置１の説明に先立って、制御対象である回転テーブルの概要について説明する。

図２に示すように、本例の回転テーブル１０は、テーブルベース１１と、このテーブルベース１１上に配設され、垂直な回転軸を中心として回転自在に設けられたテーブル１８と、このテーブル１８を、前記回転軸を中心として回転させるモータ１２とを備える。モータ１２は、テーブルベース１１に固設されたステータ１３と、前記テーブル１８に固設された状態でステータ内に配置されるロータ１４とからなる。また、このロータ１４は、その前記回転軸を中心とした回転位置が、ロータ１４の下面に設けられた部品１７と、この部品１７と対向するように前記ステータ１３に設けられた部品１６とから構成される位置検出器１５によって検出される。尚、テーブル１８には、適宜ワーク１９が装着される。

前記位置決め装置１は、図１に示すように、位置指令生成部２、位置制御部３、速度制御部４、ノッチフィルタ５、トルク制御部６、微分器７、パラメータ設定部８及びパラメータ記憶部９を備えている。

前記位置指令生成部２は、入力された目標の回転位置及び回転速度を基に位置指令を生成して出力する処理を行う。尚、入力された回転速度が早送り速度である場合には、早送り時定数に従った位置指令を生成して出力する。

前記位置制御部３は、前記位置指令生成部２から入力された位置指令と、前記回転テーブル１０の位置検出器１５から出力される現在位置信号との偏差、及び位置ゲインを基に速度指令を生成して出力する処理を行う。

前記速度制御部４は、前記位置制御部３から入力された速度指令と、前記位置検出器１５から出力され、微分器７により微分処理されて出力される現在速度信号との偏差、及び速度ゲインを基にトルク指令を生成して出力する処理を行う。

前記ノッチフィルタ５は、前記速度制御部４から出力されたトルク指令を入力し、入力したトルク指令から特定の周波数帯域の成分を除去して出力するフィルタである。

前記トルク制御部６は、前記ノッチフィルタ５から出力されたトルク指令を入力し、入力したトルク指令及びトルクゲインを基に、前記モータ１２の駆動トルクに係る信号を生成して出力する処理を行う。

また、前記パラメータ記憶部９は、この位置決め装置１で用いられる制御パラメータを記憶する機能部であり、制御パラメータとしての前記早送り時定数，位置ゲイン，速度ゲイン，ノッチフィルタ５における除去周波数帯域，及びトルクゲインが格納され、これらの制御パラメータが、対応する位置指令生成部２，位置制御部３，速度制御部４，ノッチフィルタ５及びトルク制御部６にそれぞれ読み出されて使用される。尚、これらの制御パラメータは、外部から当該パラメータ記憶部９に格納可能であり、また、前記パラメータ設定部８によっても更新される。尚、このパラメータ設定部８の具体的な処理については、後述する。

斯くして、この位置決め装置１によれば、まず、位置指令生成部２において、目標の回転位置及び回転速度を基に位置指令が生成され、回転速度が早送り速度の場合には、早送り時定数に従った位置指令が生成される。そして、位置制御部３では、位置指令と現在位置信号との偏差と、位置ゲインとを基に速度指令が生成され、ついで、速度制御部４において、速度指令と現在速度信号との偏差と、速度ゲインとを基にトルク指令が生成される。

次に、生成されたトルク指令は、ノッチフィルタ５を経ることにより、特定の周波数帯域の振動成分が除去されてトルク制御部６に入力され、このトルク制御部６において、トルク指令及びトルクゲインを基に、前記モータ１２の駆動トルクに係る信号が生成され、この駆動トルクに係る信号に応じた電流がモータ１２に供給され、当該モータ１２が駆動される。斯くして、このようにして制御されるモータ１２によって、テーブル１８が回転移動する。

前記パラメータ設定部８は、図３に示したステップＳ１〜Ｓ７の処理を実行する機能部であり、外部から入力される処理開始信号を受信してステップＳ１〜Ｓ７の処理を開始する。尚、本例では、テーブル１８上にワーク１９が装着された状態で、処理が実行されるものとする。

具体的には、パラメータ設定部８は、まず、ステップＳ１において、共振周波数検出処理を実行する。この共振周波数検出処理は、前記位置指令生成部２に、一定周波数で振動する位置指令が生成されるような指令を入力するか、又は、前記回転テーブル１０を正逆に所定角度だけ往復回転させる指令を入力するか、又は、前記回転テーブル１０を一方向に所定角度だけ回転させる指令を繰り返し入力して、当該回転テーブル１０に検出動作を行わせ、この回転テーブル１０の検出動作中に前記トルク制御部６から出力される駆動トルク信号をＦＦＴ解析して、そのピーク周波数を共振周波数として検出するという処理である。尚、この各検出動作において、徐々に移動量を増大させる、或いは徐々に移動速度を増大させる、或いは徐々に移動量及び移動速度を増大させるようにしても良い。

このようにして共振周波数が検出されると、次に、パラメータ設定部８は、検出された共振周波数を基に、前記ノッチフィルタ５で使用される除去周波数帯域を仮に設定し、仮設定した除去周波数帯域に係るデータを前記パラメータ記憶部９に格納、即ち、このデータでパラメータ記憶部９に格納されたデータを更新する（ステップＳ２）。

次に、パラメータ設定部８は、イナーシャ推定処理を実行する（ステップＳ３）。即ち、パラメータ設定部８は、まず、前記共振周波数検出処理と同様に、前記位置指令生成部２に、一定周波数で振動する位置指令が生成されるような指令を入力するか、又は、前記回転テーブル１０を正逆に所定角度だけ往復回転させる指令を入力するか、又は、前記回転テーブル１０を一方向に所定角度だけ回転させる指令を繰り返し入力して、当該回転テーブル１０に検出動作を行わせる。尚、この回転テーブル１０の検出動作の制御において、前記ノッチフィルタ５で使用される除去周波数帯域には、ステップＳ２で設定されたものが使用される。また、この各検出動作においても、徐々に移動量を増大させる、或いは徐々に移動速度を増大させる、或いは徐々に移動量及び移動速度を増大させるようにしても良い。

そして、パラメータ設定部８は、この回転テーブル１０の検出動作中に前記トルク制御部６から出力される駆動トルク信号（Ｔ_ｍ）、及び位置検出器１５によって実測されるモータ１２の角加速度（ω）、並びに、事前に実測されるか又は設計値として取得される摩擦トルク（Ｔ_ｆ）から、次式によって当該回転テーブル１０に作用するイナーシャＪを推定する。尚、このイナーシャＪは、テーブル１８及びワーク１９によって生じるものである。
Ｊ＝（Ｔ_ｍ−Ｔ_ｆ）／ω

ついで、パラメータ設定部８は、このようにして推定したイナーシャＪに応じた早送り時定数を設定して、設定した早送り時定数に係るデータを前記パラメータ記憶部９に格納、即ち、このデータでパラメータ記憶部９に格納されたデータを更新する（ステップＳ４）。

次に、パラメータ設定部８は、２回目の共振周波数検出処理を実行する（ステップＳ５）。この２回目の共振周波数検出処理は、上述したステップＳ１の共振周波数検出処理と同じ処理であるが、回転テーブル１０の検出動作の制御において、位置指令生成部２の早送り時定数には、ステップＳ４で設定されたものが使用される。

次に、パラメータ設定部８は、ステップＳ５で検出された共振周波数を基に、前記ノッチフィルタ５で使用される除去周波数帯域を本設定し、設定した除去周波数帯域に係るデータを前記パラメータ記憶部９に格納、即ち、このデータでパラメータ記憶部９に格納されたデータを更新するとともに（ステップＳ６）、速度制御部４で使用される速度ゲインを設定し、設定した速度ゲインに係るデータを前記パラメータ記憶部９に格納、即ち、このデータでパラメータ記憶部９に格納されたデータを更新した後（ステップＳ７）、以上のパラメータ設定処理を終了する。

斯くして、本例のパラメータ設定部８によれば、ワーク１９をテーブル１８上に装着した状態で、上述したパラメータ設定処理、即ち、共振周波数検出処理（ステップＳ１）、ノッチフィルタ仮設定処理（ステップＳ２）、イナーシャ推定処理（ステップＳ３）、早送り時定数設定処理（ステップＳ４）、共振周波数検出処理（ステップＳ５）、ノッチフィルタ設定処理（ステップＳ６）及び速度ゲイン設定処理（ステップＳ７）を実行することで、当該ワーク１９に応じた適正な制御パラメータを設定することができ、従来のような試行錯誤的な手法に比べて、当該制御パラメータを迅速に設定（再設定）することができる。

ところで、前記ワーク１９が、極めて肉厚の薄いものであるなど、これを回転させた場合に振動を生じ易いものであれば、前記イナーシャ推定処理（ステップＳ３）を実行する際に、回転テーブル１０に振動（外乱振動）が生じ、この外乱振動に係る振動周波数成分が制御系（位置制御部３、速度制御部４トルク制御部６など）の各信号に重畳されるため、ノッチフィルタ５の除去周波数帯域をこの振動周波数に設定して、当該振動周波数成分を除去しなければ、前記トルク制御部６から出力される駆動トルクＴ_ｍ、及びモータ１２の加速度の実測値ωを用いた上式の推定では、正しいイナーシャＪを推定することができないのではないかとの懸念がある。

そこで本例では、まず、共振周波数検出処理（ステップＳ１）を実行して、得られた共振周波数を基に、前記ノッチフィルタ５の除去周波数帯域を仮設定し（ステップＳ２）、次に、除去周波数帯域が仮設定されたノッチフィルタ５の下でイナーシャ推定処理（ステップＳ３）を実行するようにしているので、イナーシャ推定処理（ステップＳ３）の際に、制御系の信号に重畳された外乱に係る振動周波数成分を、ノッチフィルタ５によって除去することができ、このようにして外乱振動の周波数成分を除去することによって、正しいイナーシャを推定することができるとともに、正しく推定されたイナーシャから適切な早送り時定数を設定することができる（ステップＳ４）。

そして、適切に設定された早送り時定数の下で、更に共振周波数検出処理（ステップＳ５）を実行することによって、より正確な共振周波数を検出することができ、この正確な共振周波数からノッチフィルタ５のより適切な除去周波数帯域を設定することができ、また、適切な速度ゲインを設定することができる。

このように、本例のパラメータ設定部８を備えた位置決め装置１によれば、ワーク１９が振動を生じ易いものでも、適切な制御パラメータを迅速に設定することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は何らこれに限定されるものではない。

例えば、上記ノッチフィルタ５の除去周波数帯域の本設定処理（ステップＳ６）、速度ゲインの設定処理（ステップＳ７）の実行順序は、これらが逆の順であっても良い。

また、ワーク１９が振動を生じ難いものであれば、前記パラメータ設定部８は、これを図４に示すような処理手順を実行するように構成することができる。

即ち、パラメータ設定部８は、まず、上例のステップＳ３と同様のイナーシャ推定処理を実行し（ステップＳ１１）、次に、上例のステップＳ４と同様にして、得られたイナーシャを基に前記早送り時定数を設定するとともに（ステップＳ１２）、前記速度ゲインを仮に設定する（ステップＳ１３）。

パラメータ設定部８は、次に、設定された早送り時定数、及び仮設定された速度ゲインの下で、上例のステップＳ１及びＳ５と同様の共振周波数検出処理を実行し（ステップＳ１４）、上例のステップＳ６と同様にして、得られた共振周波数を基に、前記ノッチフィルタ５の除去周波数帯域を設定するとともに（ステップＳ１５）、上例のステップＳ７と同様にして、前記速度ゲインを本設定する（ステップＳ１６）。

前記ワーク１９が、高い剛性を有し、振動を生じ難いものであれば、前記イナーシャ推定処理（ステップＳ１１）を実行する際に、外乱振動が生じ難いため、ある程度正確なイナーシャを推定することができる。したがって、イナーシャ推定処理（ステップＳ１１）を先に実行して得られたイナーシャから、適切な早送り時定数を設定することができ（ステップＳ１２）、また、適切な速度ゲインを仮設定することができる（ステップＳ１３）。

そして、このようにして設定された早送り時定数、及び仮設定された速度ゲインを用いて共振周波数検出処理（ステップＳ１４）を実行することにより、正確な共振周波数を検出することができ、検出された正確な共振周波数を基に、ノッチフィルタ５の適切な除去周波数帯域を設定することができ（ステップＳ１５）、また、適切な速度ゲインの本設定を行うことができる（ステップＳ１６）。

このように、図４に示した手順によれば、ワーク１９が振動を生じ難いものである場合に、適切な制御パラメータを設定することができ、また、上例の図３に示した手順に比べて、イナーシャ推定処理（ステップＳ１１）と共振周波数検出処理（ステップＳ１４）とをそれぞれ一度ずつ行う簡素な手順であるため、パラメータ設定をより迅速に行うことができる。

尚、この図４に示した例においても、早送り時定数設定処理（ステップＳ１２）と速度ゲイン仮設定処理（ステップＳ１３）とは、その実行順序が逆であっても良く、同様に、ノッチフィルタ５の除去周波数帯域の設定処理（ステップＳ１５）と速度ゲイン本設定処理（ステップＳ１６）とは、その実行順序が逆であっても良い。

また、上例では、位置決め装置１の制御対象として回転テーブル１０を例示したが、制御対象としての移動装置は、何らこれに限られるものではなく、例えば移動対象物を直線的に移動させるものであっても良い。

１ 位置決め装置
２ 位置指令生成部
３ 位置制御部
４ 速度制御部
５ ノッチフィルタ
６ トルク制御部
８ パラメータ設定部
９ パラメータ記憶部
１０ 回転テーブル
１１ テーブルベース
１２ モータ
１５ 位置検出器
１８ テーブル
１９ ワーク

Claims (6)

1. 移動対象物が装着される移動台を、回転移動又は直線移動させる移動装置の駆動モータを制御して、前記移動台を指令された目標位置に位置決めする位置決め装置の制御パラメータを設定する方法であって、
   少なくとも早送り時定数、速度ゲイン及び制振フィルタの除去周波数帯域に係る制御パラメータを設定するパラメータ設定方法において、
   前記移動対象物が装着された移動台を移動させて、前記移動装置に生じる共振周波数を検出する共振周波数検出処理、並びに前記移動対象物が装着された移動台を移動させて、前記移動装置に作用するイナーシャを推定するイナーシャ推定処理を実行するとともに、検出された共振周波数に応じて前記制振フィルタの除去周波数帯域及び速度ゲインを設定し、推定されたイナーシャに応じて前記早送り時定数を設定するようにしたことを特徴とする位置決め装置のパラメータ設定方法。
2. まず、前記共振周波数検出処理を実行して、得られた共振周波数を基に、前記制振フィルタの除去周波数帯域を仮設定し、
   次に、除去周波数帯域が仮設定された制振フィルタの下で前記イナーシャ推定処理を実行して、得られたイナーシャを基に前記早送り時定数を設定し、
   次に、除去周波数帯域が仮設定された制振フィルタ及び設定された早送り時定数の下で、共振周波数検出処理を実行して、得られた共振周波数を基に、前記制振フィルタの除去周波数帯域を本設定するとともに、前記速度ゲインを設定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の位置決め装置のパラメータ設定方法。
3. まず、前記イナーシャ推定処理を実行して、得られたイナーシャを基に前記早送り時定数を設定するとともに、前記速度ゲインを仮設定し、
   次に、設定された早送り時定数、及び仮設定された速度ゲインの下で、共振周波数検出処理を実行して、得られた共振周波数を基に、前記制振フィルタの除去周波数帯域を設定するとともに、前記速度ゲインを本設定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の位置決め装置のパラメータ設定方法。
4. 移動対象物が装着される移動台を、回転移動又は直線移動させる移動装置の駆動モータを制御して、前記移動台を指令された目標位置に位置決めする位置決め装置であって、
   前記目標位置を基に位置指令を生成して出力するとともに、少なくとも早送り移動の場合には、早送り時定数に従った位置指令を生成して出力する位置指令生成部と、
   前記位置指令生成部から出力された位置指令を入力し、入力した位置指令、及び位置ゲインを基に速度指令を生成して出力する位置制御部と、
   前記位置制御部から出力された速度指令を入力し、入力した速度指令、及び速度ゲインを基にトルク指令を生成して出力する速度制御部と、
   前記速度制御部から出力されたトルク指令を入力し、入力したトルク指令から特定の周波数帯域の成分を除去して出力する制振フィルタと、
   前記制振フィルタから出力されたトルク指令を入力し、入力したトルク指令、及びトルクゲインを基に、前記駆動モータの駆動トルクに係る信号を生成して出力するトルク制御部とを備えた位置決め装置において、
   更に、少なくとも前記早送り時定数、速度ゲイン、制振フィルタの除去周波数帯域を設定するパラメータ設定部を備えてなり、
   前記パラメータ設定部は、前記移動対象物が装着された移動台を移動させて、前記移動装置に生じる共振周波数を検出する共振周波数検出処理、並びに前記移動対象物が装着された移動台を移動させて、前記移動装置に作用するイナーシャを推定するイナーシャ推定処理を実行するとともに、検出された共振周波数に応じて前記制振フィルタの除去周波数帯域及び速度ゲインを設定する処理と、推定されたイナーシャに応じて前記早送り時定数を設定する処理とを実行するように構成されていることを特徴とする位置決め装置。
5. 前記パラメータ設定部は、
   まず、前記共振周波数検出処理を実行して、得られた共振周波数を基に、前記制振フィルタの除去周波数帯域を仮設定する処理を実行し、
   次に、除去周波数帯域が仮設定された制振フィルタの下で前記イナーシャ推定処理を実行して、得られたイナーシャを基に前記早送り時定数を設定する処理を実行し、
   次に、除去周波数帯域が仮設定された制振フィルタ及び設定された早送り時定数の下で、共振周波数検出処理を実行して、得られた共振周波数を基に、前記制振フィルタの除去周波数帯域を本設定するとともに、前記速度ゲインを設定する処理を実行するように構成されていることを特徴とする請求項４記載の位置決め装置。
6. 前記パラメータ設定部は、
   まず、前記イナーシャ推定処理を実行して、得られたイナーシャを基に前記早送り時定数を設定するとともに、前記速度ゲインを仮設定する処理を実行し、
   次に、設定された早送り時定数、及び仮設定された速度ゲインの下で、共振周波数検出処理を実行して、得られた共振周波数を基に、前記制振フィルタの除去周波数帯域を設定するとともに、前記速度ゲインを本設定する処理を実行するように構成されていることを特徴とする請求項４記載の位置決め装置。
   

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