JP4020660B2 - サーボ制御システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２軸以上のサーボモータにおいて補間制御を成すサーボ制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサーボ制御システムを図５によって説明する。図５において、サーボ制御装置２０(６０)は、サーボモータＭx(Ｍy)に対して位置指令θx(θy)を発生させるＸ軸(Ｙ軸)の位置指令発生部２３(６３)と、エンコーダ４８(８８)によりサーボモータＭx(Ｍy)の回転角度に基づいて位置検出θsx(θsy)を検出して、位置指令θx(θy)と位置検出θsx(θsy)との差となる位置偏差θex(θey)を求める減算器４１(８１)と、位置偏差θex(θey)を入力しての速度指令Ｖrx(Ｖry)を発生すると共に、位置ゲインＫp1を有する位置制御回路４３(８３)と、位置検出θsx(θsy)を入力して速度検出Ｖsx(Ｖsy)を発生する速度検出微分回路４９(８９)と、速度指令Ｖrx(Ｖry)と速度検出Ｖsx(Ｖsy)との差となる速度偏差Ｖex(Ｖey)を求める減算器４４(８４)と、速度偏差Ｖex(Ｖey)を入力して電流指令を発生すると共に、速度ゲインＫvを有する速度制御回路４５(８５)と、電流指令に基づく電流をサーボモータＭx（Ｍy）に流す電流制御回路４７(８７)とを備えている。
【０００３】
上記サーボ制御システムにおいて、補間制御をするためには、サーボ制御装置２０，６０の位置ゲインＫp1を同一にしている。(『メカトロニクスのためのサーボ制御技術入門、株式会社安川電機編、日刊工業新聞社、1997年10月23日発行、第24頁、25頁』)。
【０００４】
上記のように構成されたサーボ制御システムの動作を図５及び図６によって説明する。サーボ制御装置２０，６０間において、図６に示すように直線上のａ点→ｂ点に補間制御運転させる際において、サーボモータＭxの第１の軸(Ｘ軸相当) をそれぞれ所定量回転させ、サーボモータＭyの第２の軸(Ｙ軸相当)をそれぞれ所定量回転させることにより二つのサーボモータＭx，Ｍyにより補間制御している。すなわち、サーボ制御装置２０(６０)の減算器４１(８１)は、位置指令θx(θy)から位置検出θsx(θsy)を減算した位置偏差θex(θey)を位置制御回路４３(８３)に入力し、位置制御回路４３(８３)は、位置偏差θex(θey)を位置ゲインＫp1で増幅して速度指令Ｖrx(Ｖry)を発生する。減算器４４(８４)は、速度指令Ｖrx(Ｖry)から速度検出Ｖsx(Ｖsy)を減算した速度偏差Ｖex(Ｖey)を速度制御回路４５(８５)に入力する。速度制御回路４５(８５)から発生した電流指令に基づいてサーボモータＭx(Ｍy)に所望の電流を流して駆動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題】
しかしながら、位置ゲインＫp1が同一であるので、各サーボ制御装置２０，６０のサーボモータＭx，Ｍyにより駆動される、図示しない負荷等によって定まる固有の機械共振周波数等の関係から各々適切な位置ゲイン値を設定することが、できないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、各軸毎に位置ゲインが異なっても補間制御が簡易に可能なサーボ制御システムを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るサーボ制御システムは、第１のモータと、この第１のモータと補間制御する第２のモータと、前記第１のモータ、前記第２モータの回転を、それぞれ第１の位置検出値、第２の位置検出値により検出する第１、第２の位置検出手段と、前記第１のモータに第１の位置指令値を与えると共に、前記第１の位置検出値と前記第１の位置指令値との差となる第１の位置偏差値を第１のゲイン値により増幅すると共に、第１の速度指令値を発生して前記第１のモータを駆動する第１の制御手段と、前記第２のモータに第２の位置指令値を与えると共に、前記第２の位置検出値と前記第２の位置指令値との差となる第２の位置偏差値を第２のゲイン値により増幅すると共に、第２の速度指令値を発生する第２の制御手段とを備えたサーボ制御システムであって、前記第１の制御手段には、前記第１の位置指令値の基礎となる第１の原位置指令値を発生する第１の位置指令発生手段と、前記第１の原位置指令値に基づいて第１の基準速度値を発生すると共に、前記第１の基準速度値を前記第１のゲイン値にほぼ等しい値で除することにより第１の基準位置偏差値を求める第１の基準位置偏差手段と、前記第１の位置偏差値と前記第１の基準位置偏差値との差となる第１の補正位置偏差値を求める第１の減算手段と、前記第１の原位置指令値と前記第１の補正位置偏差値とを加算して前記第１の位置指令値を発生する第１の加算手段とを備えたことを特徴とするものである。
かかるサーボ制御システムによれば、第１の制御手段は、第１の原位置指令値と第１の補正位置偏差値とを加算した第１の位置指令値を発生し、第１の位置指令値に基づいて第１の位置偏差値が第１の基準位置偏差値になるように第１のモータを駆動して第２のモータと補間制御する。したがって、機械共振周波数等の関係から各々適切な第１、第２のゲイン値を設定できるという効果がある。
【０００８】
第２の発明に係るサーボ制御システムは、第２の制御手段には、第２の位置指令値の基礎となる第２の原位置指令値を発生する第２の位置指令発生手段と、前記第２の原位置指令値に基づいて第２の基準速度値を発生すると共に、前記第２の基準速度値を前記第１のゲイン値にほぼ等しい値で除することにより第２の基準位置偏差値を求める第２の基準位置偏差手段と、前記第２の位置偏差値と前記第２の基準位置偏差値との差となる第２の補正値を求める第２の減算手段と、前記第２の原位置指令値と前記第２の補正値とを加算して前記第２の位置指令値を発生する第２の加算手段と、を備えたことを特徴とするものである。
かかるサーボ制御システムによれば、第１の制御手段は、第１の原位置指令値と第１の補正位置偏差値とを加算した第１の位置指令値を発生し、第１の位置指令値に基づいて第１の位置偏差値が第１の基準位置偏差値になるように第１のモータを駆動して第２のモータと補間制御する。
同様に、第２の制御手段は、第２の原位置指令値と第２の補正位置偏差値とを加算した第２の位置指令値を発生し、第２の位置指令値に基づいて第２の位置偏差値が第２の基準位置偏差値になるように第２のモータを駆動して第１のモータと補間制御する。
したがって、第１の制御手段と第２の制御手段は、独立してそれぞれの第１のモータ、第２のモータを補間制御する。すなわち、各軸毎に補間制御が取れるように第１、第２のモータを駆動するので、外乱による第１又は第２のモータの回転変動が他のモータに生じにくいという効果がある。
【０００９】
第３の発明に係るサーボ制御システムは、第１の補正位置偏差値が入力されて所定の遅れを有する第１の遅延位置偏差値を出力して、前記第１の遅延位置偏差値を出力する第１の遅延手段を備え、第１の加算手段の代りに、第１の原位置指令値と第１の遅延位置偏差値とを加算して第１の位置指令値を発生する第３の加算手段を、備えたことを特徴とするものである。
かかるサーボ制御システムによれば、第１の位置検出手段からの第１の位置検出値が振動しても、第１の遅延手段は、第１の補正位置偏差値を遅延させた第１の遅延位置偏差値を発生し、第３の加算手段は、第１の原位置指令値に第１の遅延位置偏差値を加算して第１の位置指令値を発生するようにしたので、第１の位置検出手段からの第１の位置検出値が振動しても、第１のモータの回転むらが減少するという効果がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の一実施の形態を図１乃至図３によって説明する。図１は、サーボ制御システムの全体構成を示すブロック図、図２は、図５のサーボ制御装置を簡略化したブロック図、図３は、サーボ制御システムにより実行される２軸直線運動の軌跡図である。
図１において、サーボ制御システム１００は、サーボ制御装置２０，６０を二つ有しており、第１のモータとしてのＸ軸用のサーボモータＭxと、第２のモータとしてのＹ軸用のサーボモータＭyとが補間制御するように構成されている。すなわち、各サーボ制御装置２０，６０間において、図４(a)に示すようにサーボモータＭxの第１の軸(Ｘ軸相当) をそれぞれ所定量回転させ、サーボモータＭyの第２の軸(Ｙ軸相当)をそれぞれ所定量回転させることにより二つのサーボモータＭx，Ｍyで補間制御される。
以下、サーボ制御装置２０，サーボ制御装置６０は、実質的に同一な構成を有しているので、サーボ制御装置２０の構成を代表して説明し、サーボ制御装置６０の構成は、括弧書きの符号のみに説明を留める。
【００１１】
サーボ制御装置２０(６０)は、サーボモータＭx(Ｍy)に対して第１(第２)の原位置指令値としての位置指令θx(θy)を発生させるＸ軸(Ｙ軸)の位置指令発生部２３(６３)と、第１(第２)の位置指令値としての補正位置指令θrx(θry)を発生させる補正位置指令部３０(７０)と、エンコーダ４８(８８)によりサーボモータＭx(Ｍy)の回転角度に基づいて第１(第２)の位置検出θsx(θsy)を検出して、補正位置指令θrx(θry)と位置検出θsx(θsy)との差となる第１(第２)の位置偏差θex(θey)を求める減算器４１(８１)と、位置偏差θex(θey)を入力して第１(第２)の速度指令Ｖrx(Ｖry)を発生すると共に、第１(第２)の位置ゲインＫp1(Ｋp2)を有する位置制御回路４３(８３)と、位置検出θsx(θsy)を入力して速度検出Ｖsx(Ｖsy)を発生する速度検出微分回路４９(８９)と、速度指令Ｖrx(Ｖry)と速度検出Ｖsx(Ｖsy)との差となる速度偏差Ｖex(Ｖey)を求める減算器４４(８４)と、速度偏差Ｖex(Ｖey)を入力して電流指令を発生すると共に、速度ゲインＫvを有する速度制御回路４５(８５)と、電流指令に基づく電流をサーボモータＭx（Ｍy）に流す電流制御回路４７(８７)とを備えている。
なお、第１(第２)の制御手段は、サーボ制御装置２０(６０)からサーボモータＭx（Ｍy）、エンコーダ４８(８８)を除いたものをいう。
【００１２】
＜補正位置指令部３０，７０の構成＞
補正位置指令部３０，７０の構成を説明する前に、従来のサーボ制御装置２０，６０の位置ゲインが異なると、補間制御ができなくなる理由を説明する。
(1) サーボ制御装置２０，６０の定常位置偏差
図１のサーボ制御装置１２０において、補正位置指令部３０が存在しない場合、すなわち、図５に示す従来のサーボ制御装置２０(６０)における位置偏差θex(θey)を検討する。サーボ制御装置２０は、速度制御ループの応答性が位置制御ループに比べて十分に速い。したがって、サーボ制御装置２０の制御系は、図２に示すように位置指令θx、位置ゲインＫp1、積分器１／ｓを介してサーボモータＭxの実位置θsxが発生する一次遅れ系と仮定できる。かかる制御系より位置偏差θex(ｓ)は、ラプラス演算子をｓとすると下式となる。
θex(ｓ)＝θx−θex・Ｋp1／ｓ＝ｓ／(ｓ＋Ｋp1)θx・・・・(1)
この(1)式において、位置偏差θexは、位置指令θxをランプ入力Ｖrx／ｓ２とすると下式となる。
θex(ｓ)＝Ｖrx ／{(ｓ＋Ｋp1)・ｓ} ・・・・(2)
この(2)式を逆ラプラス変換すると、下式となる。
θex(ｔ)＝Ｖrx(１−ε−Ｋ p1t)／Ｋp1 ・・・・(3)
上記(3)式において、Ｘ軸(サーボ制御装置２０)における定常位置偏差Θexは、時間ｔを無限大とすることにより下式となる。
Θex＝Ｖrx／Ｋp1 ・・・・(4)
同様に、Ｙ軸(サーボ制御装置６０)における定常位置偏差Θeyは、下式となる。
Θey＝Ｖry／Ｋp2 ・・・・(5)
【００１３】
(2)補間制御時の定常位置偏差
上記(4)及び(5)式より、従来のサーボ制御装置２０，６０の位置ゲインの値を同一なＫp1とすると下式となる。
θnx(θny)＝Ｖrx(Ｖry)／Ｋp1 ・・・・(6)
この(6)式により位置ゲインの値が同一であれば、速度指令Ｖrx，Ｖryに比例した基準位置偏差θnx(θny)が生じることにより補間制御ができる。逆に、サーボ制御装置２０，６０で位置ゲインの値が異なると、速度指令Ｖrx，Ｖryに比例した位置偏差θex，θeyが得られなくなる。これによって、サーボモータＭx，Ｍyの補間制御ができなくなる。
【００１４】
以上を図３(a)によって説明すれば、従来のサーボ制御装置２０，６０は、各位置ゲインの値が同一に設定された場合、指令軌跡上の位置指令θx，θyに基づいて上記(6)式より速度指令Ｖrx，Ｖryに比例した基準位置偏差θnx，θnyを生じ、サーボモータＭx，Ｍyの各軸が実軌跡Ｓを移動して補間制御する。
ところが、サーボ制御装置６０の位置ゲインＫp2をサーボ制御装置２０の位置ゲインＫp1よりも小さく設定した場合、すなわち、Ｋp2＜Ｋp1にすると、Ｙ軸の位置指令θyに基づいて基準位置偏差θnyよりも大きな位置偏差θeyを生じてサーボモータＭx，Ｍyの軸が、実軌跡Ｓと異なる実軌跡Ｎを移動する。これによって、両サーボモータＭx，Ｍyの補間制御ができなくなる。
同様に、図３(b)には、位置ゲインＫp2を位置ゲインＫp1よりも大きく設定した場合、すなわち、Ｋp2＞Ｋp1にし、Ｘ軸の位置指令θxに基づいて基準位置偏差θnxよりも大きな位置偏差θexを生じ、サーボモータＭx，Ｍyの軸が実軌跡Ｓと異なる実軌跡Ｎを移動する。これによって、サーボモータＭx，Ｍyの補間制御ができなくなる。
以上のように従来のサーボ制御装置２０，６０の位置ゲインが異なると、補間制御ができなくなる。
【００１５】
(3)補正位置指令部３０，７０の創設
図１に示すサーボ制御装置１２０，１６０において、位置ゲインＫp1と位置ゲインＫp2とが異なっても、補間制御するために補正位置指令部３０(７０)を設けたものである。ここで、位置ゲインＫp1，Ｋp2を異なるようにしたいのは、各サーボ制御装置１２０，１６０のサーボモータＭx，Ｍyにより駆動される、図示しない負荷等によって定まる固有の機械共振周波数等の関係から各々適切な位置ゲイン値を設定したいからである。
補正位置指令部３０(７０)は、位置偏差θex(θey)と基準位置偏差θnx(θny)との差となる補正位置偏差θax(θay)を求め、位置指令θx(θy)に補正位置偏差θax(θay)を加算した補正位置指令θrx(θry)を発生し、補正位置指令θrx(θry)によりサーボモータＭx，Ｍyを駆動することで、位置偏差θex(θey)を基準位置偏差θnx(θny)にする。これによって、位置偏差θex(θey)が基準位置偏差θnx(θny)になることによりサーボモータＭx，Ｍyの補間を取るものである。
【００１６】
(4)補正位置指令部３０，７０の具体的構成
補正位置指令部３０(７０)は、上記(6)式を満たす第１(第２)の基準位置偏差値としての基準位置偏差θnx(θny)を発生する基準位置偏差部３１(７１)と、位置偏差θex(θey)と基準位置偏差θnx(θny)との差となる第１(第２)の補正位置偏差θax(θay)を求める減算器３５(７５)と、補正位置偏差θax(θay)を位置指令θx(θy)に加算した補正位置指令θrx(θry)を発生する加算器３７(７７)とを備え、基準位置偏差部３１(７１)は、位置指令θx(θy)を微分して第１(第２)の基準速度Ｖx(Ｖy)を発生する位置微分回路３２(７２)と、基準速度Ｖx(Ｖy)を入力すると共に、定数Ｋp1で除することにより基準位置偏差θnx(θny)を出力する除算器３３(７３)とから成っている。
そして、特に特徴的なことは、サーボ制御装置１２０，１６０における除算器３３，７３の定数Ｋｐ１の値がサーボ制御装置６０の位置ゲインＫｐ 2の値にかかわらず位置ゲインＫｐ１と同一であることである。
このような補正位置指令部３０，７０の構成により各サーボ制御装置１２０，１６０の位置ゲインＫp1，Ｋp2が異なっても、基準位置偏差θnx(θny)と実際の位置偏差θex（θey）との差となる補正位置偏差θax(θay)を求め、補正位置偏差θax(θay)を位置指令θx(θy)に加えた補正位置指令θrx（θry）によりサーボモータＭx，Ｍyを駆動することで、実際の位置偏差θex，θeyを基準位置偏差θnx(θny)にできる限り近づけることにより、サーボモータＭx，Ｍyを補間制御するものである。
【００１７】
上記のように構成されたサーボ制御システムの動作を主として図１によって説明する。いま、サーボ制御システム１００は、サーボ制御装置１２０，１６０によりサーボモータＭx，Ｍｙを駆動してそれぞれ最適な位置ゲインＫp1，Ｋp2に調整され、除算器３３，７３の定数も位置ゲインＫp1と同一に設定されているものとする。以下、サーボ制御装置１２０，サーボ制御装置１６０は、実質的に同一動作をするので、サーボ制御装置１２０の動作を代表して説明し、サーボ制御装置６０の動作は、括弧書きの符号のみに説明を留める。
【００１８】
サーボ制御装置１２０(１６０)は、位置指令発生部２３(３３)から位置指令θx(θy)を位置微分回路３２(７２)に入力し、位置微分回路３２(７２)は、基準速度Ｖxを発生すると共に、除算器３３(７３)に入力し、除算器３３(７３)は、基準位置偏差θnx(θny)を発生する。減算器３５(７５)は、位置偏差θex(θey)から基準位置偏差θnx(θny)を減算して補正位置偏差θax(θay)を発生して加算器３７(７７)に入力し、加算器３７(７７)は、位置指令θx(θy)に補正位置偏差θax(θay)を加算した補正位置指令θrx(θry)を発生する。
【００１９】
減算器４１(８１)は、補正位置指令θrx(θry)から位置検出θsx(θsy)を減算した位置偏差θex(θey)を発生して位置制御回路４３(８３)に入力し、位置制御回路４３(８３)は、位置偏差θex(θey)を位置ゲインＫp1(Ｋp2)で増幅して速度指令Ｖrx(Ｖry)を発生する。速度検出微分回路４９(８９)は、位置検出θsx(θsy)を入力して速度検出Ｖsx(Ｖsy)を発生し、減算器４４(８４)は、速度指令Ｖrx(Ｖry)から速度検出Ｖsx(Ｖsy)を減算した速度偏差Ｖex(Ｖey)を速度制御回路４５(８５)に入力する。速度制御回路４５(８５)は、電流指令を電流制御回路４７(８７)に入力し、電流制御回路４７(８７)は、電流指令に基づいてサーボモータＭx(Ｍy)に所望の電流を流して駆動する。
【００２０】
このように、補正位置指令部３０(７０)は、位置偏差θex(θey)と基準位置偏差θnx(θny)との差となる補正位置偏差θax(θay)を求め、補正位置偏差θax(θay)を位置指令θx(θy)に加算した補正位置指令θrx(θry)を発生してサーボモータＭx(Ｍy)を駆動する。したがって、位置偏差θex(θey)が基準位置偏差θnx(θny)になるように、すなわち、速度指令Ｖrx，Ｖryに比例した位置偏差θex(θey)が生じるように各サーボモータＭx(Ｍy)を駆動する。したがって、各サーボ制御装置１２０，１６０は、位置偏差θex(θey)が基準位置偏差θnx(θny)になるように各補正位置指令θrx，θryを発生し、各補正位置指令θrx，θryにより各サーボモータＭx，Ｍyを駆動する。
したがって、サーボ制御装置１２０，１６０の位置ゲインＫp1，Ｋp2が異なっても、サーボモータＭx，Ｍyの補間が円滑に取れる。このため、各サーボ制御装置１２０，１６０で、機械共振周波数等の関係から位置ゲインＫp1，Ｋp2を異ならせることができる。
【００２１】
上記実施の形態では、サーボ制御装置１２０，１６０にそれぞれ補正位置指令部３０，７０を設けた。すなわち、基準となる位置ゲインＫp1を定めておいて、補正位置指令部３０，７０における除算器３３，７３の除算の値Ｋp1を定めた。したがって、サーボ制御装置１２０の位置偏差θexは、上記(6)式より基準位置偏差θnxに等しいので、補正位置指令部３０を省略することができる。
しかしながら、サーボ制御装置１２０における位置偏差θexと基準位置偏差θnxとは、外乱等によって異なることも生じ、これによって、サーボモータＭx，Ｍyの補間が外れることがある。したがって、外乱等の影響を考慮してサーボ制御装置２０にも、補正位置指令部３０を設けることが好ましい。
なお、言うまでもないが、サーボ制御装置１２０，１６０のそれぞれの位置ゲインＫp1，Ｋp2を設定しておいて、基準となる位置ゲインＫp2を定め、除算器３３，７３の除算の値Ｋp2を定めた場合には、サーボ制御装置１６０の位置偏差θeyは、基準位置偏差θnyに等しくなるので、補正位置指令部７０を省略することができる。
【００２２】
実施の形態２．
本発明の他の実施の形態を図４によって説明する。図４は、他の実施の形態によるサーボ制御システムの全体構成を示すブロック図である。図４中、図１と同一符号は、同一又は相当部分を示し説明を省略する。
図１におけるサーボ制御システム１００は、サーボモータＭx，Ｍyの回転むら等によりエンコーダ４８，８８の位置検出θsx(θsy)が振動的になることがある。位置検出θsx(θsy)が振動的になると、補正位置偏差θax(θay)、補正位置指令θrx(θry)も振動的になる。減算器４１(８１)は、振動的な補正位置指令θrx(θry)から振動的な位置検出θsx(θsy)を減算し、振動がより顕著になった位置偏差θexを位置制御回路４３に入力する。
したがって、顕著な振動を有する位置偏差θexによってサーボモータＭx，Ｍyを駆動するので、サーボモータＭx，Ｍyの回転むらが拡大する。
【００２３】
かかる問題を解決するために図４に示すサーボ制御システム２００について説明する。図４において、サーボ制御装置２２０(２６０)には、減算器３２(３５)と加算器３７(７７)との間に第１(第２)の遅延手段としての一次遅れ特性を有する遅延器２０２(２０６)を設けることにより補正位置偏差θax(θay)を遅延器２０２(２０６)に入力して、遅延器２０２(２０６)から遅延した第１(第２)の遅延位置偏差θax´(θay´)を加算器２３７(２７７)に入力するように構成されている。
【００２４】
上記のように構成されたサーボ制御システム２００では、補正位置偏差θax(θay)が振動的でも、遅延器２０２(２０６)から発生した非振動的な遅延位置偏差θax´(θay´)を加算器２３７(２７７)に加え、加算器２３７(２７７)から非振動的な補正位置指令θrx(θry)を発生し、減算器４１(８１)は、非振動的な補正位置指令θrx(θry)から振動的な位置検出θsx(θsy)を減算して、振動が緩和された位置偏差θex(θey)を位置制御回路４３に入力する。
このように、振動が緩和された位置偏差θex(θey)によってサーボモータＭx，Ｍyを駆動するので、エンコーダ４８(８８)の位置検出θsx(θsy)が振動的であっても、サーボモータＭx，Ｍyの回転むらが減少するので、より確実な補間を取ることができる。
なお、遅延器２０２(２０６)における時定数Ｔは、位置偏差補正値θax(θay)の振動周波数の周期以上が好ましい。
【００２５】
上記実施の形態では、除算器３３(７３)の除算値は、位置ゲインＫp1としたが、位置ゲインＫp1に対して±５％程度の範囲で許容できるので、ほぼ等しいゲインＫp1でも良い。
また、上記実施の形態では、位置指令θx等として説明したが、符号θxが値を意味するので、位置指令θx等が特許請求の範囲に記載した位置指令値等となる。
また、上記実施の形態１、２では、２軸について説明したが、３軸以上の多軸のサーボ制御システムにも本発明が適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態となるサーボ制御システムのブロック図である。
【図２】 図５に示すサーボ制御装置の制御系の簡略化したブロック図である。
【図３】 図１に示すサーボ制御システムにより実行される２軸直線運動の軌跡図である。
【図４】 他の実施の形態となるサーボ制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図５】 従来のサーボ制御システムのブロック図である。
【図６】 従来のサーボ制御システムにより補間制御を示すＸ，Ｙ軸の平面図である。
【符号の説明】
２３ Ｘ軸の位置指令発生部(第１の位置指令発生手段)、３１ 基準位置偏差部(第１の基準位置偏差手段)、３５ 減算器(第１の減算手段)、３７ 加算器(第１の加算手段)、４８ エンコーダ(第１の位置検出手段)、 ６３ Ｙ軸の位置指令発生部(第２の位置指令発生手段)、７１ 基準位置偏差部(第２の基準位置偏差手段)、７５ 減算器(第２の減算手段)、７７ 加算器(第２の加算手段)、８８ エンコーダ(第２の位置検出手段)、１００，２００ サーボ制御システム、２０２ 遅延器(第１の遅延手段)、１２０，１６０，２２０，２６０ サーボ制御装置、２０６ 遅延器(第２の遅延手段)、２３７ 加算器(第３の加算手段)、２７７ 加算器(第４の加算手段)。
【発明の属する技術分野】
本発明は、２軸以上のサーボモータにおいて補間制御を成すサーボ制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサーボ制御システムを図５によって説明する。図５において、サーボ制御装置２０(６０)は、サーボモータＭx(Ｍy)に対して位置指令θx(θy)を発生させるＸ軸(Ｙ軸)の位置指令発生部２３(６３)と、エンコーダ４８(８８)によりサーボモータＭx(Ｍy)の回転角度に基づいて位置検出θsx(θsy)を検出して、位置指令θx(θy)と位置検出θsx(θsy)との差となる位置偏差θex(θey)を求める減算器４１(８１)と、位置偏差θex(θey)を入力しての速度指令Ｖrx(Ｖry)を発生すると共に、位置ゲインＫp1を有する位置制御回路４３(８３)と、位置検出θsx(θsy)を入力して速度検出Ｖsx(Ｖsy)を発生する速度検出微分回路４９(８９)と、速度指令Ｖrx(Ｖry)と速度検出Ｖsx(Ｖsy)との差となる速度偏差Ｖex(Ｖey)を求める減算器４４(８４)と、速度偏差Ｖex(Ｖey)を入力して電流指令を発生すると共に、速度ゲインＫvを有する速度制御回路４５(８５)と、電流指令に基づく電流をサーボモータＭx（Ｍy）に流す電流制御回路４７(８７)とを備えている。
【０００３】
上記サーボ制御システムにおいて、補間制御をするためには、サーボ制御装置２０，６０の位置ゲインＫp1を同一にしている。(『メカトロニクスのためのサーボ制御技術入門、株式会社安川電機編、日刊工業新聞社、1997年10月23日発行、第24頁、25頁』)。
【０００４】
上記のように構成されたサーボ制御システムの動作を図５及び図６によって説明する。サーボ制御装置２０，６０間において、図６に示すように直線上のａ点→ｂ点に補間制御運転させる際において、サーボモータＭxの第１の軸(Ｘ軸相当) をそれぞれ所定量回転させ、サーボモータＭyの第２の軸(Ｙ軸相当)をそれぞれ所定量回転させることにより二つのサーボモータＭx，Ｍyにより補間制御している。すなわち、サーボ制御装置２０(６０)の減算器４１(８１)は、位置指令θx(θy)から位置検出θsx(θsy)を減算した位置偏差θex(θey)を位置制御回路４３(８３)に入力し、位置制御回路４３(８３)は、位置偏差θex(θey)を位置ゲインＫp1で増幅して速度指令Ｖrx(Ｖry)を発生する。減算器４４(８４)は、速度指令Ｖrx(Ｖry)から速度検出Ｖsx(Ｖsy)を減算した速度偏差Ｖex(Ｖey)を速度制御回路４５(８５)に入力する。速度制御回路４５(８５)から発生した電流指令に基づいてサーボモータＭx(Ｍy)に所望の電流を流して駆動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題】
しかしながら、位置ゲインＫp1が同一であるので、各サーボ制御装置２０，６０のサーボモータＭx，Ｍyにより駆動される、図示しない負荷等によって定まる固有の機械共振周波数等の関係から各々適切な位置ゲイン値を設定することが、できないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、各軸毎に位置ゲインが異なっても補間制御が簡易に可能なサーボ制御システムを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るサーボ制御システムは、第１のモータと、この第１のモータと補間制御する第２のモータと、前記第１のモータ、前記第２モータの回転を、それぞれ第１の位置検出値、第２の位置検出値により検出する第１、第２の位置検出手段と、前記第１のモータに第１の位置指令値を与えると共に、前記第１の位置検出値と前記第１の位置指令値との差となる第１の位置偏差値を第１のゲイン値により増幅すると共に、第１の速度指令値を発生して前記第１のモータを駆動する第１の制御手段と、前記第２のモータに第２の位置指令値を与えると共に、前記第２の位置検出値と前記第２の位置指令値との差となる第２の位置偏差値を第２のゲイン値により増幅すると共に、第２の速度指令値を発生する第２の制御手段とを備えたサーボ制御システムであって、前記第１の制御手段には、前記第１の位置指令値の基礎となる第１の原位置指令値を発生する第１の位置指令発生手段と、前記第１の原位置指令値に基づいて第１の基準速度値を発生すると共に、前記第１の基準速度値を前記第１のゲイン値にほぼ等しい値で除することにより第１の基準位置偏差値を求める第１の基準位置偏差手段と、前記第１の位置偏差値と前記第１の基準位置偏差値との差となる第１の補正位置偏差値を求める第１の減算手段と、前記第１の原位置指令値と前記第１の補正位置偏差値とを加算して前記第１の位置指令値を発生する第１の加算手段とを備えたことを特徴とするものである。
かかるサーボ制御システムによれば、第１の制御手段は、第１の原位置指令値と第１の補正位置偏差値とを加算した第１の位置指令値を発生し、第１の位置指令値に基づいて第１の位置偏差値が第１の基準位置偏差値になるように第１のモータを駆動して第２のモータと補間制御する。したがって、機械共振周波数等の関係から各々適切な第１、第２のゲイン値を設定できるという効果がある。
【０００８】
第２の発明に係るサーボ制御システムは、第２の制御手段には、第２の位置指令値の基礎となる第２の原位置指令値を発生する第２の位置指令発生手段と、前記第２の原位置指令値に基づいて第２の基準速度値を発生すると共に、前記第２の基準速度値を前記第１のゲイン値にほぼ等しい値で除することにより第２の基準位置偏差値を求める第２の基準位置偏差手段と、前記第２の位置偏差値と前記第２の基準位置偏差値との差となる第２の補正値を求める第２の減算手段と、前記第２の原位置指令値と前記第２の補正値とを加算して前記第２の位置指令値を発生する第２の加算手段と、を備えたことを特徴とするものである。
かかるサーボ制御システムによれば、第１の制御手段は、第１の原位置指令値と第１の補正位置偏差値とを加算した第１の位置指令値を発生し、第１の位置指令値に基づいて第１の位置偏差値が第１の基準位置偏差値になるように第１のモータを駆動して第２のモータと補間制御する。
同様に、第２の制御手段は、第２の原位置指令値と第２の補正位置偏差値とを加算した第２の位置指令値を発生し、第２の位置指令値に基づいて第２の位置偏差値が第２の基準位置偏差値になるように第２のモータを駆動して第１のモータと補間制御する。
したがって、第１の制御手段と第２の制御手段は、独立してそれぞれの第１のモータ、第２のモータを補間制御する。すなわち、各軸毎に補間制御が取れるように第１、第２のモータを駆動するので、外乱による第１又は第２のモータの回転変動が他のモータに生じにくいという効果がある。
【０００９】
第３の発明に係るサーボ制御システムは、第１の補正位置偏差値が入力されて所定の遅れを有する第１の遅延位置偏差値を出力して、前記第１の遅延位置偏差値を出力する第１の遅延手段を備え、第１の加算手段の代りに、第１の原位置指令値と第１の遅延位置偏差値とを加算して第１の位置指令値を発生する第３の加算手段を、備えたことを特徴とするものである。
かかるサーボ制御システムによれば、第１の位置検出手段からの第１の位置検出値が振動しても、第１の遅延手段は、第１の補正位置偏差値を遅延させた第１の遅延位置偏差値を発生し、第３の加算手段は、第１の原位置指令値に第１の遅延位置偏差値を加算して第１の位置指令値を発生するようにしたので、第１の位置検出手段からの第１の位置検出値が振動しても、第１のモータの回転むらが減少するという効果がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の一実施の形態を図１乃至図３によって説明する。図１は、サーボ制御システムの全体構成を示すブロック図、図２は、図５のサーボ制御装置を簡略化したブロック図、図３は、サーボ制御システムにより実行される２軸直線運動の軌跡図である。
図１において、サーボ制御システム１００は、サーボ制御装置２０，６０を二つ有しており、第１のモータとしてのＸ軸用のサーボモータＭxと、第２のモータとしてのＹ軸用のサーボモータＭyとが補間制御するように構成されている。すなわち、各サーボ制御装置２０，６０間において、図４(a)に示すようにサーボモータＭxの第１の軸(Ｘ軸相当) をそれぞれ所定量回転させ、サーボモータＭyの第２の軸(Ｙ軸相当)をそれぞれ所定量回転させることにより二つのサーボモータＭx，Ｍyで補間制御される。
以下、サーボ制御装置２０，サーボ制御装置６０は、実質的に同一な構成を有しているので、サーボ制御装置２０の構成を代表して説明し、サーボ制御装置６０の構成は、括弧書きの符号のみに説明を留める。
【００１１】
サーボ制御装置２０(６０)は、サーボモータＭx(Ｍy)に対して第１(第２)の原位置指令値としての位置指令θx(θy)を発生させるＸ軸(Ｙ軸)の位置指令発生部２３(６３)と、第１(第２)の位置指令値としての補正位置指令θrx(θry)を発生させる補正位置指令部３０(７０)と、エンコーダ４８(８８)によりサーボモータＭx(Ｍy)の回転角度に基づいて第１(第２)の位置検出θsx(θsy)を検出して、補正位置指令θrx(θry)と位置検出θsx(θsy)との差となる第１(第２)の位置偏差θex(θey)を求める減算器４１(８１)と、位置偏差θex(θey)を入力して第１(第２)の速度指令Ｖrx(Ｖry)を発生すると共に、第１(第２)の位置ゲインＫp1(Ｋp2)を有する位置制御回路４３(８３)と、位置検出θsx(θsy)を入力して速度検出Ｖsx(Ｖsy)を発生する速度検出微分回路４９(８９)と、速度指令Ｖrx(Ｖry)と速度検出Ｖsx(Ｖsy)との差となる速度偏差Ｖex(Ｖey)を求める減算器４４(８４)と、速度偏差Ｖex(Ｖey)を入力して電流指令を発生すると共に、速度ゲインＫvを有する速度制御回路４５(８５)と、電流指令に基づく電流をサーボモータＭx（Ｍy）に流す電流制御回路４７(８７)とを備えている。
なお、第１(第２)の制御手段は、サーボ制御装置２０(６０)からサーボモータＭx（Ｍy）、エンコーダ４８(８８)を除いたものをいう。
【００１２】
＜補正位置指令部３０，７０の構成＞
補正位置指令部３０，７０の構成を説明する前に、従来のサーボ制御装置２０，６０の位置ゲインが異なると、補間制御ができなくなる理由を説明する。
(1) サーボ制御装置２０，６０の定常位置偏差
図１のサーボ制御装置１２０において、補正位置指令部３０が存在しない場合、すなわち、図５に示す従来のサーボ制御装置２０(６０)における位置偏差θex(θey)を検討する。サーボ制御装置２０は、速度制御ループの応答性が位置制御ループに比べて十分に速い。したがって、サーボ制御装置２０の制御系は、図２に示すように位置指令θx、位置ゲインＫp1、積分器１／ｓを介してサーボモータＭxの実位置θsxが発生する一次遅れ系と仮定できる。かかる制御系より位置偏差θex(ｓ)は、ラプラス演算子をｓとすると下式となる。
θex(ｓ)＝θx−θex・Ｋp1／ｓ＝ｓ／(ｓ＋Ｋp1)θx・・・・(1)
この(1)式において、位置偏差θexは、位置指令θxをランプ入力Ｖrx／ｓ２とすると下式となる。
θex(ｓ)＝Ｖrx ／{(ｓ＋Ｋp1)・ｓ} ・・・・(2)
この(2)式を逆ラプラス変換すると、下式となる。
θex(ｔ)＝Ｖrx(１−ε−Ｋ p1t)／Ｋp1 ・・・・(3)
上記(3)式において、Ｘ軸(サーボ制御装置２０)における定常位置偏差Θexは、時間ｔを無限大とすることにより下式となる。
Θex＝Ｖrx／Ｋp1 ・・・・(4)
同様に、Ｙ軸(サーボ制御装置６０)における定常位置偏差Θeyは、下式となる。
Θey＝Ｖry／Ｋp2 ・・・・(5)
【００１３】
(2)補間制御時の定常位置偏差
上記(4)及び(5)式より、従来のサーボ制御装置２０，６０の位置ゲインの値を同一なＫp1とすると下式となる。
θnx(θny)＝Ｖrx(Ｖry)／Ｋp1 ・・・・(6)
この(6)式により位置ゲインの値が同一であれば、速度指令Ｖrx，Ｖryに比例した基準位置偏差θnx(θny)が生じることにより補間制御ができる。逆に、サーボ制御装置２０，６０で位置ゲインの値が異なると、速度指令Ｖrx，Ｖryに比例した位置偏差θex，θeyが得られなくなる。これによって、サーボモータＭx，Ｍyの補間制御ができなくなる。
【００１４】
以上を図３(a)によって説明すれば、従来のサーボ制御装置２０，６０は、各位置ゲインの値が同一に設定された場合、指令軌跡上の位置指令θx，θyに基づいて上記(6)式より速度指令Ｖrx，Ｖryに比例した基準位置偏差θnx，θnyを生じ、サーボモータＭx，Ｍyの各軸が実軌跡Ｓを移動して補間制御する。
ところが、サーボ制御装置６０の位置ゲインＫp2をサーボ制御装置２０の位置ゲインＫp1よりも小さく設定した場合、すなわち、Ｋp2＜Ｋp1にすると、Ｙ軸の位置指令θyに基づいて基準位置偏差θnyよりも大きな位置偏差θeyを生じてサーボモータＭx，Ｍyの軸が、実軌跡Ｓと異なる実軌跡Ｎを移動する。これによって、両サーボモータＭx，Ｍyの補間制御ができなくなる。
同様に、図３(b)には、位置ゲインＫp2を位置ゲインＫp1よりも大きく設定した場合、すなわち、Ｋp2＞Ｋp1にし、Ｘ軸の位置指令θxに基づいて基準位置偏差θnxよりも大きな位置偏差θexを生じ、サーボモータＭx，Ｍyの軸が実軌跡Ｓと異なる実軌跡Ｎを移動する。これによって、サーボモータＭx，Ｍyの補間制御ができなくなる。
以上のように従来のサーボ制御装置２０，６０の位置ゲインが異なると、補間制御ができなくなる。
【００１５】
(3)補正位置指令部３０，７０の創設
図１に示すサーボ制御装置１２０，１６０において、位置ゲインＫp1と位置ゲインＫp2とが異なっても、補間制御するために補正位置指令部３０(７０)を設けたものである。ここで、位置ゲインＫp1，Ｋp2を異なるようにしたいのは、各サーボ制御装置１２０，１６０のサーボモータＭx，Ｍyにより駆動される、図示しない負荷等によって定まる固有の機械共振周波数等の関係から各々適切な位置ゲイン値を設定したいからである。
補正位置指令部３０(７０)は、位置偏差θex(θey)と基準位置偏差θnx(θny)との差となる補正位置偏差θax(θay)を求め、位置指令θx(θy)に補正位置偏差θax(θay)を加算した補正位置指令θrx(θry)を発生し、補正位置指令θrx(θry)によりサーボモータＭx，Ｍyを駆動することで、位置偏差θex(θey)を基準位置偏差θnx(θny)にする。これによって、位置偏差θex(θey)が基準位置偏差θnx(θny)になることによりサーボモータＭx，Ｍyの補間を取るものである。
【００１６】
(4)補正位置指令部３０，７０の具体的構成
補正位置指令部３０(７０)は、上記(6)式を満たす第１(第２)の基準位置偏差値としての基準位置偏差θnx(θny)を発生する基準位置偏差部３１(７１)と、位置偏差θex(θey)と基準位置偏差θnx(θny)との差となる第１(第２)の補正位置偏差θax(θay)を求める減算器３５(７５)と、補正位置偏差θax(θay)を位置指令θx(θy)に加算した補正位置指令θrx(θry)を発生する加算器３７(７７)とを備え、基準位置偏差部３１(７１)は、位置指令θx(θy)を微分して第１(第２)の基準速度Ｖx(Ｖy)を発生する位置微分回路３２(７２)と、基準速度Ｖx(Ｖy)を入力すると共に、定数Ｋp1で除することにより基準位置偏差θnx(θny)を出力する除算器３３(７３)とから成っている。
そして、特に特徴的なことは、サーボ制御装置１２０，１６０における除算器３３，７３の定数Ｋｐ１の値がサーボ制御装置６０の位置ゲインＫｐ 2の値にかかわらず位置ゲインＫｐ１と同一であることである。
このような補正位置指令部３０，７０の構成により各サーボ制御装置１２０，１６０の位置ゲインＫp1，Ｋp2が異なっても、基準位置偏差θnx(θny)と実際の位置偏差θex（θey）との差となる補正位置偏差θax(θay)を求め、補正位置偏差θax(θay)を位置指令θx(θy)に加えた補正位置指令θrx（θry）によりサーボモータＭx，Ｍyを駆動することで、実際の位置偏差θex，θeyを基準位置偏差θnx(θny)にできる限り近づけることにより、サーボモータＭx，Ｍyを補間制御するものである。
【００１７】
上記のように構成されたサーボ制御システムの動作を主として図１によって説明する。いま、サーボ制御システム１００は、サーボ制御装置１２０，１６０によりサーボモータＭx，Ｍｙを駆動してそれぞれ最適な位置ゲインＫp1，Ｋp2に調整され、除算器３３，７３の定数も位置ゲインＫp1と同一に設定されているものとする。以下、サーボ制御装置１２０，サーボ制御装置１６０は、実質的に同一動作をするので、サーボ制御装置１２０の動作を代表して説明し、サーボ制御装置６０の動作は、括弧書きの符号のみに説明を留める。
【００１８】
サーボ制御装置１２０(１６０)は、位置指令発生部２３(３３)から位置指令θx(θy)を位置微分回路３２(７２)に入力し、位置微分回路３２(７２)は、基準速度Ｖxを発生すると共に、除算器３３(７３)に入力し、除算器３３(７３)は、基準位置偏差θnx(θny)を発生する。減算器３５(７５)は、位置偏差θex(θey)から基準位置偏差θnx(θny)を減算して補正位置偏差θax(θay)を発生して加算器３７(７７)に入力し、加算器３７(７７)は、位置指令θx(θy)に補正位置偏差θax(θay)を加算した補正位置指令θrx(θry)を発生する。
【００１９】
減算器４１(８１)は、補正位置指令θrx(θry)から位置検出θsx(θsy)を減算した位置偏差θex(θey)を発生して位置制御回路４３(８３)に入力し、位置制御回路４３(８３)は、位置偏差θex(θey)を位置ゲインＫp1(Ｋp2)で増幅して速度指令Ｖrx(Ｖry)を発生する。速度検出微分回路４９(８９)は、位置検出θsx(θsy)を入力して速度検出Ｖsx(Ｖsy)を発生し、減算器４４(８４)は、速度指令Ｖrx(Ｖry)から速度検出Ｖsx(Ｖsy)を減算した速度偏差Ｖex(Ｖey)を速度制御回路４５(８５)に入力する。速度制御回路４５(８５)は、電流指令を電流制御回路４７(８７)に入力し、電流制御回路４７(８７)は、電流指令に基づいてサーボモータＭx(Ｍy)に所望の電流を流して駆動する。
【００２０】
このように、補正位置指令部３０(７０)は、位置偏差θex(θey)と基準位置偏差θnx(θny)との差となる補正位置偏差θax(θay)を求め、補正位置偏差θax(θay)を位置指令θx(θy)に加算した補正位置指令θrx(θry)を発生してサーボモータＭx(Ｍy)を駆動する。したがって、位置偏差θex(θey)が基準位置偏差θnx(θny)になるように、すなわち、速度指令Ｖrx，Ｖryに比例した位置偏差θex(θey)が生じるように各サーボモータＭx(Ｍy)を駆動する。したがって、各サーボ制御装置１２０，１６０は、位置偏差θex(θey)が基準位置偏差θnx(θny)になるように各補正位置指令θrx，θryを発生し、各補正位置指令θrx，θryにより各サーボモータＭx，Ｍyを駆動する。
したがって、サーボ制御装置１２０，１６０の位置ゲインＫp1，Ｋp2が異なっても、サーボモータＭx，Ｍyの補間が円滑に取れる。このため、各サーボ制御装置１２０，１６０で、機械共振周波数等の関係から位置ゲインＫp1，Ｋp2を異ならせることができる。
【００２１】
上記実施の形態では、サーボ制御装置１２０，１６０にそれぞれ補正位置指令部３０，７０を設けた。すなわち、基準となる位置ゲインＫp1を定めておいて、補正位置指令部３０，７０における除算器３３，７３の除算の値Ｋp1を定めた。したがって、サーボ制御装置１２０の位置偏差θexは、上記(6)式より基準位置偏差θnxに等しいので、補正位置指令部３０を省略することができる。
しかしながら、サーボ制御装置１２０における位置偏差θexと基準位置偏差θnxとは、外乱等によって異なることも生じ、これによって、サーボモータＭx，Ｍyの補間が外れることがある。したがって、外乱等の影響を考慮してサーボ制御装置２０にも、補正位置指令部３０を設けることが好ましい。
なお、言うまでもないが、サーボ制御装置１２０，１６０のそれぞれの位置ゲインＫp1，Ｋp2を設定しておいて、基準となる位置ゲインＫp2を定め、除算器３３，７３の除算の値Ｋp2を定めた場合には、サーボ制御装置１６０の位置偏差θeyは、基準位置偏差θnyに等しくなるので、補正位置指令部７０を省略することができる。
【００２２】
実施の形態２．
本発明の他の実施の形態を図４によって説明する。図４は、他の実施の形態によるサーボ制御システムの全体構成を示すブロック図である。図４中、図１と同一符号は、同一又は相当部分を示し説明を省略する。
図１におけるサーボ制御システム１００は、サーボモータＭx，Ｍyの回転むら等によりエンコーダ４８，８８の位置検出θsx(θsy)が振動的になることがある。位置検出θsx(θsy)が振動的になると、補正位置偏差θax(θay)、補正位置指令θrx(θry)も振動的になる。減算器４１(８１)は、振動的な補正位置指令θrx(θry)から振動的な位置検出θsx(θsy)を減算し、振動がより顕著になった位置偏差θexを位置制御回路４３に入力する。
したがって、顕著な振動を有する位置偏差θexによってサーボモータＭx，Ｍyを駆動するので、サーボモータＭx，Ｍyの回転むらが拡大する。
【００２３】
かかる問題を解決するために図４に示すサーボ制御システム２００について説明する。図４において、サーボ制御装置２２０(２６０)には、減算器３２(３５)と加算器３７(７７)との間に第１(第２)の遅延手段としての一次遅れ特性を有する遅延器２０２(２０６)を設けることにより補正位置偏差θax(θay)を遅延器２０２(２０６)に入力して、遅延器２０２(２０６)から遅延した第１(第２)の遅延位置偏差θax´(θay´)を加算器２３７(２７７)に入力するように構成されている。
【００２４】
上記のように構成されたサーボ制御システム２００では、補正位置偏差θax(θay)が振動的でも、遅延器２０２(２０６)から発生した非振動的な遅延位置偏差θax´(θay´)を加算器２３７(２７７)に加え、加算器２３７(２７７)から非振動的な補正位置指令θrx(θry)を発生し、減算器４１(８１)は、非振動的な補正位置指令θrx(θry)から振動的な位置検出θsx(θsy)を減算して、振動が緩和された位置偏差θex(θey)を位置制御回路４３に入力する。
このように、振動が緩和された位置偏差θex(θey)によってサーボモータＭx，Ｍyを駆動するので、エンコーダ４８(８８)の位置検出θsx(θsy)が振動的であっても、サーボモータＭx，Ｍyの回転むらが減少するので、より確実な補間を取ることができる。
なお、遅延器２０２(２０６)における時定数Ｔは、位置偏差補正値θax(θay)の振動周波数の周期以上が好ましい。
【００２５】
上記実施の形態では、除算器３３(７３)の除算値は、位置ゲインＫp1としたが、位置ゲインＫp1に対して±５％程度の範囲で許容できるので、ほぼ等しいゲインＫp1でも良い。
また、上記実施の形態では、位置指令θx等として説明したが、符号θxが値を意味するので、位置指令θx等が特許請求の範囲に記載した位置指令値等となる。
また、上記実施の形態１、２では、２軸について説明したが、３軸以上の多軸のサーボ制御システムにも本発明が適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態となるサーボ制御システムのブロック図である。
【図２】 図５に示すサーボ制御装置の制御系の簡略化したブロック図である。
【図３】 図１に示すサーボ制御システムにより実行される２軸直線運動の軌跡図である。
【図４】 他の実施の形態となるサーボ制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図５】 従来のサーボ制御システムのブロック図である。
【図６】 従来のサーボ制御システムにより補間制御を示すＸ，Ｙ軸の平面図である。
【符号の説明】
２３ Ｘ軸の位置指令発生部(第１の位置指令発生手段)、３１ 基準位置偏差部(第１の基準位置偏差手段)、３５ 減算器(第１の減算手段)、３７ 加算器(第１の加算手段)、４８ エンコーダ(第１の位置検出手段)、 ６３ Ｙ軸の位置指令発生部(第２の位置指令発生手段)、７１ 基準位置偏差部(第２の基準位置偏差手段)、７５ 減算器(第２の減算手段)、７７ 加算器(第２の加算手段)、８８ エンコーダ(第２の位置検出手段)、１００，２００ サーボ制御システム、２０２ 遅延器(第１の遅延手段)、１２０，１６０，２２０，２６０ サーボ制御装置、２０６ 遅延器(第２の遅延手段)、２３７ 加算器(第３の加算手段)、２７７ 加算器(第４の加算手段)。
Claims (2)
- 第１のモータと、この第１のモータと補間制御する第２のモータと、前記第１のモータ、前記第２モータの回転を、それぞれ第１の位置検出値、第２の位置検出値により検出する第１、第２の位置検出手段と、
前記第１のモータに第１の位置指令値を与えると共に、前記第１の位置検出値と前記第１の位置指令値との差となる第１の位置偏差値を第１のゲイン値により増幅すると共に、第１の速度指令値を発生して前記第１のモータを駆動する第１の制御手段と、
前記第２のモータに第２の位置指令値を与えると共に、前記第２の位置検出値と前記第２の位置指令値との差となる第２の位置偏差値を第２のゲイン値により増幅すると共に、第２の速度指令値を発生する第２の制御手段とを備えたサーボ制御システムであって、
前記第１の制御手段は、前記第１の位置指令値の基礎となる第１の原位置指令値を発生する第１の位置指令発生手段と、
前記第１の原位置指令値に基づいて第１の基準速度値を発生すると共に、前記第１の基準速度値を前記第１のゲイン値にほぼ等しい値で除することにより第１の基準位置偏差値を求める第１の基準位置偏差手段と、
前記第１の位置偏差値と前記第１の基準位置偏差値との差となる第１の補正位置偏差値を求める第１の減算手段と、
前記第１の原位置指令値と前記第１の補正位置偏差値とを加算して前記第１の位置指令値を発生する第１の加算手段とを備え、
前記第２の制御手段は、前記第２の位置指令値の基礎となる第２の原位置指令値を発生する第２の位置指令発生手段と、
前記第２の原位置指令値に基づいて第２の基準速度値を発生すると共に、前記第２の基準速度値を前記第１のゲイン値にほぼ等しい値で除することにより第２の基準位置偏差値を求める第２の基準位置偏差手段と、
前記第２の位置偏差値と前記第２の基準位置偏差値との差となる第２の補正位置偏差値を求める第２の減算手段と、
前記第２の原位置指令値と前記第２の補正位置偏差値とを加算して前記第２の位置指令値を発生する第２の加算手段と
を備えたことを特徴とするサーボ制御システム。 - 前記第１の補正位置偏差値が入力されて所定の遅れを有する第１の遅延位置偏差値を出力して、前記第１の遅延位置偏差値を出力する第１の遅延手段を備え、
前記第１の加算手段の代りに、前記第１の原位置指令値と前記第１の遅延位置偏差値とを加算して前記第１の位置指令値を発生する第３の加算手段を、
備えたことを特徴とする請求項１に記載のサーボ制御システム。
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