JP4296470B2 - サーボ制御装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、緊急減速停止時のバックラッシュ抑制方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーボ制御構成ブロック図を図３に、従来の位置制御ブロック図を図４に、従来の速度制御とオブザーバ処理部のブロック図を図５に示す。
従来は、緊急減速停止時の処理として、図３に示すように速度制御ループの後ろに設けられたトルク指令制限器を用い、緊急停止時のトルク指令制限値によりトルク指令を制限し、さらに、トルク指令制限中には制限前の積分値を保持した状態のまま図５で示す積分制御器１１、１６での積分処理を行わないようにし、制限解除後は停止するまで再び図５で示す積分制御器１１、１６での積分処理を行っている。
また、機械のバックラッシを補正するバックラッシ補正方式及びバックラッシ補正方法で、指令速度の速度領域の変化及び移動方向の変化の有無に応じて、バックラッシ補正量をそれぞれ異なる補正量を用いてバックラッシ補正を行うものである（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２０１７５８号公報（第３〜４頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
緊急減速停止時には図３で示すサーボモータのギヤと負荷器のギヤとの間３でバックラッシュが発生してしまい、バックラッシュから生じる位置偏差の増加と、トルク指令制限が解除されるとトルク指令制限前に保持していた積分値とからトルクが発振しやすい状態にあり、バックラッシュの影響が顕著に出てしまう。
そこで本発明は緊急減速停止時のトルクの発振を抑えバックラッシュの影響を補償し、緊急減速停止時のバックラッシュ抑制を行うことを目的とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記課題を解決するために、本発明は、位置指令と位置検出信号の位置偏差を比例積分微分制御処理をして速度指令を生成する位置制御部と、前記速度指令と速度検出信号の速度偏差を比例積分制御処理をしてトルク指令を生成する速度制御部と、前記トルク指令を所定値に制限するトルク指令制限部と、前記トルク指令に基づいてモータの電流を制御する電流制御部と、前記速度検出信号と前記トルク指令から外乱トルク補償信号を生成するオブザーバと、前記トルク指令と前記外乱トルク補償信号を加算して新たなトルク指令を生成する加算器と、を備え、バックラッシュのある機械を制御するサーボ制御装置において、緊急停止時に、前記位置偏差を位置偏差制限値に制限する位置偏差制限器と、前記速度制御部の積分ゲインをより低い積分ゲインに切替える速度制御積分ゲイン切替器と、前記オブザーバの積分ゲインをより低い積分ゲインに切替えるオブザーバ積分ゲイン切替器と、を備えたのである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は実施例を示す位置制御ブロック図である。図１は図４に位置偏差制限器を設けたものであり、緊急減速停止時に切替えスイッチにより位置偏差制限器が選択される。
図２は実施例を示す速度制御とオブザーバ処理部のブロック図である。図２は図５に積分ゲインを設けたものであり、緊急減速停止時に切替えスイッチにより積分ゲインが選択される。
緊急減速停止時には、図１に示す位置偏差制限器５を用いてバックラッシュから生じる位置偏差の増加を抑制し、なおかつ、図２で示す積分制御器の積分ゲイン１０、１６を用いて積分制御器から出力される積分値を抑制することでトルクが発振するのを抑えバックラッシュの影響を補償し、緊急減速停止時のバックラッシュ抑制をする。
【０００７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば次の効果がある。
１．トルクの発振を抑えバックラッシュの影響を補償し安定した減速停止が行える。
２．積分値をゲインで抑制するため積分制御を継続でき制御系が安定し易い。
３．バックラッシュによるギヤ叩きを抑制できるので、ギヤの破損防止となり機械的性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す位置制御ブロック図。
【図２】本発明の実施例を示す速度制御とオブザーバ処理部のブロック図。
【図３】サーボ制御構成ブロック図。
【図４】従来技術の位置制御ブロック図。
【図５】従来技術の速度制御とオブザーバ処理部のブロック図。
【符号の説明】
１ サーボモータ
２ 負荷器
３ ギヤ
４ 位置制御器
５ 位置偏差制限器
６ 位置制御ループ比例ゲイン
７ 微分制御器
８ 積分制御器
９ 速度制御器
１０ 速度制御器の積分ゲイン
１１ 速度制御器の積分制御器
１２ 速度制御ループゲイン
１３ オブザーバ
１４ オブザーバの積分ゲイン
１５ オブザーバの比例ゲイン
１６ オブザーバの積分制御器
１７ オブザーバ出力値制限器
１８ トルク指令制限器

Claims (1)

  1. 位置指令と位置検出信号の位置偏差を比例積分微分制御処理をして速度指令を生成する位置制御部と、前記速度指令と速度検出信号の速度偏差を比例積分制御処理をしてトルク指令を生成する速度制御部と、前記トルク指令を所定値に制限するトルク指令制限部と、前記トルク指令に基づいてモータの電流を制御する電流制御部と、前記速度検出信号と前記トルク指令から外乱トルク補償信号を生成するオブザーバと、前記トルク指令と前記外乱トルク補償信号を加算して新たなトルク指令を生成する加算器と、を備え、バックラッシュのある機械を制御するサーボ制御装置において、
    緊急停止時に、前記位置偏差を位置偏差制限値に制限する位置偏差制限器と、前記速度制御部の積分ゲインをより低い積分ゲインに切替える速度制御積分ゲイン切替器と、前記オブザーバの積分ゲインをより低い積分ゲインに切替えるオブザーバ積分ゲイン切替器と、を備えることを特徴とするサーボ制御装置。
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