JP4367041B2 - Machine control device - Google Patents

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Description

本発明は、制御対象を目標位置へ移動させて停止させるための機械制御装置に関し、特に、停止時の慣性力による制御対象の振動を抑制するようにした機械制御装置に関するものである。   The present invention relates to a machine control device for moving a controlled object to a target position and stopping it, and more particularly to a machine control device configured to suppress vibration of the controlled object due to inertial force at the time of stopping.

図１０は従来の機械制御装置の構成を示しており、この機械制御装置は、長尺のアーム先端に搭載された重量物を搬送する機械を制御するためのものである。この機械制御装置は、重量物１と、アーム２と、スライド移動部３と、スライドレール部４と、モータ５と、カップリング６と、送りねじ７と、位置制御装置８と、位置指令装置９とを備えている。このうち、重量物１、アーム２、スライド移動部３、スライドレール部４、モータ５、カップリング６、及び送りねじ７は、制御対象機械として包括されるものである。   FIG. 10 shows the configuration of a conventional machine control device, which is for controlling a machine that transports a heavy object mounted on the end of a long arm. The machine control device includes a heavy object 1, an arm 2, a slide moving unit 3, a slide rail unit 4, a motor 5, a coupling 6, a feed screw 7, a position control device 8, and a position command device. 9 and. Among these, the heavy object 1, the arm 2, the slide moving part 3, the slide rail part 4, the motor 5, the coupling 6, and the feed screw 7 are included as controlled machines.

スライドレール部４は、スライド移動部３が図１０の左右方向（Ｘ軸方向）にのみ移動するように拘束する。スライドレール部４とスライド移動部３との接触部は低摩擦であり、スライド移動部３がスライドレール部４上を滑らかに移動できるようになっている。
また、モータ５の出力軸はカップリング６を介して送りねじ７と連結され、この送りねじ７は、スライド移動部３に取り付けられた図示しないねじ部内に螺挿されている。 The slide rail unit 4 restrains the slide moving unit 3 to move only in the left-right direction (X-axis direction) in FIG. The contact portion between the slide rail portion 4 and the slide moving portion 3 has low friction, and the slide moving portion 3 can move smoothly on the slide rail portion 4.
The output shaft of the motor 5 is connected to a feed screw 7 via a coupling 6, and this feed screw 7 is screwed into a screw portion (not shown) attached to the slide moving portion 3.

モータ５が送りねじ７を回転駆動することにより、スライド移動部３が図１０の左右方向へ移動する。モータ５には制御回路及びモータドライバを含む位置制御装置８が接続されており、この位置制御装置８は位置指令装置９から送られた位置指令値に応じてスライド移動部３の位置制御を行う。
スライド移動部３に取り付けられた長尺のアーム２の先端には重量物１が取り付けられており、スライド移動部３の位置制御によりアーム２の先端の重量物１も位置制御されることとなる。 When the motor 5 rotationally drives the feed screw 7, the slide moving unit 3 moves in the left-right direction in FIG. A position control device 8 including a control circuit and a motor driver is connected to the motor 5, and the position control device 8 controls the position of the slide moving unit 3 in accordance with the position command value sent from the position command device 9. .
A heavy object 1 is attached to the tip of the long arm 2 attached to the slide moving unit 3, and the position of the heavy object 1 at the tip of the arm 2 is also controlled by the position control of the slide moving unit 3. .

この機械制御装置においてスライド移動部３を移動させる場合、図１１（ａ）に示すように、時間ａ〜ｂでは所定加速度でスライド移動部３の移動速度を増大させ、時間ｂ〜ｃでは一定速度でスライド移動部３を移動させ、時間ｃ〜ｄでは所定減速度でスライド移動部３の移動速度を低下させ、最終的に時間ｄで目標位置に達したスライド移動部３を停止させる。位置指令装置９は、スライド移動部３が上記速度で移動するように時々刻々と変化する位置指令値Ｕ(ｓ)を出力する。なお、Ｕ(ｓ)はラプラス変換変数を用いる関数として表現する。   When the slide moving unit 3 is moved in this machine control device, as shown in FIG. 11A, the moving speed of the slide moving unit 3 is increased at a predetermined acceleration during time a to b, and is constant at time b to c. The slide moving unit 3 is moved at a time, and the moving speed of the slide moving unit 3 is decreased at a predetermined deceleration at time c to d, and finally the slide moving unit 3 that has reached the target position at time d is stopped. The position command device 9 outputs a position command value U (s) that changes every moment so that the slide moving unit 3 moves at the above speed. U (s) is expressed as a function using a Laplace transform variable.

位置指令装置９からの位置指令値Ｕ(ｓ)は、位置制御装置８へ入力される。スライド移動部３の位置をＸｍ(ｓ)と表し、また、位置制御装置８からモータ５、送りねじ７、スライド移動部３までを含む伝達関数をＧ(ｓ)とすると、Ｘｍ(ｓ)は次式のように表される。   A position command value U (s) from the position command device 9 is input to the position control device 8. If the position of the slide moving unit 3 is expressed as Xm (s) and the transfer function including the position control device 8 to the motor 5, the feed screw 7 and the slide moving unit 3 is G (s), Xm (s) is It is expressed as:

［数１］
Ｘｍ(ｓ)＝Ｇ(ｓ)・Ｕ(ｓ) [Equation 1]
Xm (s) = G (s) · U (s)

上記機械制御装置において、スライド移動部３は、位置指令値Ｕ(ｓ)に応じて図１１（ａ）に示した速度で移動して時間ｄで停止することとなり、重量物１が所定の目標位置に搬送される。
この機械制御装置では、位置制御装置８及び制御対象機械の伝達関数Ｇ(ｓ)を最適に設計することでスライド移動部３を目標位置へ正確に移動させる制御を行っているが、スライド移動部３に取り付けられたアーム２はたわみが生じた状態で移動し、スライド移動部３が目標位置で停止しても、アーム２の先端にある重量物１は自らの慣性力によりアーム２をたわませて指令位置より先に進むため、その後も即座に停止せずに振動する場合がある。このため、アーム２の先端に取り付けられた重量物１の位置を制御することが難しい。 In the machine control device, the slide moving unit 3 moves at the speed shown in FIG. 11A in accordance with the position command value U (s) and stops at time d, so that the heavy object 1 becomes a predetermined target. Transported to position.
In this machine control device, control is performed to accurately move the slide moving unit 3 to the target position by optimally designing the transfer function G (s) of the position control device 8 and the controlled machine. The arm 2 attached to 3 moves in a state where the deflection occurs, and even if the slide moving unit 3 stops at the target position, the heavy object 1 at the tip of the arm 2 deflects the arm 2 by its own inertial force. In addition, since it proceeds ahead of the command position, it may vibrate without stopping immediately thereafter. For this reason, it is difficult to control the position of the heavy object 1 attached to the tip of the arm 2.

具体的には、図１１（ａ）で示す如く、所定減速度で減速させて最終的に時間ｄで目標位置で停止させるようにスライド移動部３を制御すると、スライド移動部３は図１１（ｂ）の斜め方向に降りる実線で示すように指令位置で停止するにも拘わらず、重量物１は図１１（ｂ）の斜め方向に降りる点線で示すように目標位置を中心とした振動を生じてしまう。
このような重量物１の位置であるＸｗ(ｓ)は、スライド移動部３の位置であるＸｍ(ｓ)を用いて伝達関数として表示すると次式のようになる。 Specifically, as shown in FIG. 11 (a), when the slide moving unit 3 is controlled to decelerate at a predetermined deceleration and finally stop at the target position at time d, the slide moving unit 3 is shown in FIG. In spite of stopping at the command position as shown by the solid line descending in the diagonal direction of b), the heavy article 1 generates vibration centered on the target position as shown by the dotted line descending in the diagonal direction of FIG. End up.
Xw (s), which is the position of the heavy object 1, is expressed as the following expression when displayed as a transfer function using Xm (s), which is the position of the slide moving unit 3.

［数２］
Ｘｗ(ｓ)＝ＫＳ・Ｘｍ(ｓ)／（Ｗｓ２＋ＫＳ ） [Equation 2]
Xw (s) = K S · Xm (s) / (Ws 2 + K S )

ここでＫＳ はアーム２のバネ定数であり、Ｗは重量物１の質量である。
以上の数式１，２をまとめて、機械制御装置の全体システムを表すと次式のようになる。 Here K S is the spring constant of the arm 2, W is the mass of the heavy 1.
When the above formulas 1 and 2 are put together to represent the overall system of the machine control device, the following formula is obtained.

［数３］
Ｘｗ(ｓ)＝ＫＳ・Ｇ(ｓ)・Ｕ(ｓ)／（Ｗｓ２＋ＫＳ ） [Equation 3]
Xw (s) = K S · G (s) · U (s) / (Ws 2 + K S )

この重量物１の移動に関する伝達関数は、ラプラス平面上で以下に示すような極を有している。   The transfer function related to the movement of the heavy object 1 has the following poles on the Laplace plane.

［数４］
ｓ＝±√（ＫＳ／Ｗ） [Equation 4]
s = ± √ (K S / W)

伝達関数が数式４のような極を有する場合、重量物１の位置は正弦波状の振動波形で移動することが知られ、次式で示すような周波数で振動する。   When the transfer function has a pole as shown in Equation 4, it is known that the position of the heavy object 1 moves with a sinusoidal vibration waveform, and vibrates at a frequency represented by the following equation.

［数５］
ｆ＝（１／２π）√（ＫＳ／Ｗ） [Equation 5]
f = (1 / 2π) √ (K S / W)

このように、重量物１は図１１（ｂ）における点線で示すように目標位置に到達した後も振動し、すぐには整定しない。
従って、スライド移動部３が目標位置で停止したときに、スライド移動部３の元位置は指令通りに停止するが、アーム２の先端位置にある重量物１は、目標位置を中心とした振動を生じてしまう。つまり、重量物１が直ちに停止しないため、停止するまでの時間が損失時間となる。
上記の点に鑑み、本出願人は、停止時における重量物の振動を抑制可能な機械制御装置を出願しており、この出願は後述の特許文献１として既に出願公開されている。 Thus, the heavy article 1 vibrates after reaching the target position as indicated by the dotted line in FIG. 11B, and does not settle immediately.
Therefore, when the slide moving unit 3 stops at the target position, the original position of the slide moving unit 3 stops as instructed, but the heavy object 1 at the tip end of the arm 2 vibrates around the target position. It will occur. That is, since the heavy article 1 does not stop immediately, the time until it stops is the loss time.
In view of the above points, the present applicant has applied for a machine control device capable of suppressing vibration of a heavy object at the time of stopping, and this application has already been published as Patent Document 1 described later.

図１２は、上記特許文献１に係る機械制御装置の構成図、図１３は、図１２における補償要素１０の説明図、図１４は機械制御装置の動作説明図である。
この機械制御装置が図１０と異なるのは、位置制御装置８と位置指令装置９との間に補償要素１０を設けた点にあり、この補償要素１０は、図１３に示す如く微分手段１０ａとゲイン手段１０ｂと加算手段１０ｃとを備えている。 12 is a configuration diagram of the machine control device according to Patent Document 1, FIG. 13 is an explanatory diagram of the compensation element 10 in FIG. 12, and FIG. 14 is an operation explanatory diagram of the machine control device.
This machine control device is different from that in FIG. 10 in that a compensation element 10 is provided between the position control device 8 and the position command device 9. This compensation element 10 is different from that in the differentiation means 10a as shown in FIG. Gain means 10b and addition means 10c are provided.

微分手段１０ａは、位置指令装置９からの位置指令値Ｕ(ｓ)に対して２階微分を施し、２階微分値ｓ２・Ｕ(ｓ)を出力する。ゲイン手段１０ｂは、２階微分値ｓ２・Ｕ(ｓ)に対してゲイン定数Ｋを乗算し、補正量Ｋ・ｓ２・Ｕ(ｓ)を出力する。
加算手段１０ｃは、上記補正量Ｋ・Ｕ(ｓ)・ｓ２と位置指令値Ｕ(ｓ)とを加算して補償位置指令値、すなわちＵ(ｓ)＋Ｋ・Ｕ(ｓ)・ｓ２を出力する。
補償要素１０が出力する補償位置指令値は、（１＋Ｋ・ｓ２）・Ｕ(ｓ)となり、このゲイン定数ＫをＫ＝Ｗ／ＫＳとすると、以下の式で表される補償位置指令値Ｕ'(ｓ)が出力される。 The differentiating means 10a performs second order differentiation on the position command value U (s) from the position command device 9, and outputs a second order differential value s 2 · U (s). The gain means 10b multiplies the second-order differential value s 2 · U (s) by a gain constant K and outputs a correction amount K · s 2 · U (s).
The adding means 10c adds the correction amount K · U (s) · s 2 and the position command value U (s) to obtain a compensated position command value, that is, U (s) + K · U (s) · s 2 . Output.
The compensation position command value output by the compensation element 10 is (1 + K · s 2 ) · U (s). When this gain constant K is K = W / K S , the compensation position command value represented by the following equation: U ′ (s) is output.

［数６］
Ｕ'(ｓ)＝（１＋Ｗ・ｓ２／ＫＳ）・Ｕ(ｓ) [Equation 6]
U ′ (s) = (1 + W · s 2 / K S ) · U (s)

図１２の構成においてスライド移動部３を移動させる場合、その時間−速度線図は、図１４（ａ）に示す如く図１１（ａ）と同様になる。
図１２の位置指令装置９は、スライド移動部３が所定の速度となるように時々刻々と変化する位置指令値Ｕ(ｓ)を出力する。この位置指令値Ｕ(ｓ)は補償要素１０へ入力されて補償位置指令値Ｕ'(ｓ)に変換され、位置制御装置８へ入力される。スライド移動部３の位置をＸｍ(ｓ)とし、位置制御装置８からモータ５、送りねじ７、スライド移動部３までを含む伝達関数をＧ(ｓ)とすると、Ｘｍ(ｓ)は次式のようになる。 When the slide moving unit 3 is moved in the configuration of FIG. 12, the time-velocity diagram is the same as FIG. 11 (a) as shown in FIG. 14 (a).
The position command device 9 in FIG. 12 outputs a position command value U (s) that changes from moment to moment so that the slide moving unit 3 has a predetermined speed. This position command value U (s) is input to the compensation element 10, converted to a compensated position command value U ′ (s), and input to the position control device 8. If the position of the slide moving unit 3 is Xm (s) and the transfer function including the position control device 8 to the motor 5, the feed screw 7 and the slide moving unit 3 is G (s), Xm (s) is expressed by the following equation. It becomes like this.

［数７］
Ｘｍ(ｓ)＝Ｇ(ｓ)・Ｕ'(ｓ) [Equation 7]
Xm (s) = G (s) · U '(s)

更に、アーム２のたわみを考慮した重量物１の位置Ｘｗ(ｓ)は、スライド移動部３の位置をＸｍ(ｓ)を用いた伝達関数として表示すると、次式のようになる。   Further, the position Xw (s) of the heavy object 1 considering the deflection of the arm 2 is expressed by the following equation when the position of the slide moving unit 3 is displayed as a transfer function using Xm (s).

［数８］
Ｘｗ(ｓ)＝ＫＳ・Ｘｍ(ｓ)／（Ｗｓ２＋ＫＳ ） [Equation 8]
Xw (s) = K S · Xm (s) / (Ws 2 + K S )

これらの数式からＸｍ(ｓ)、Ｕ'(ｓ)を消去して、機械制御装置の全体システムを表すと次式のようになる。   When Xm (s) and U ′ (s) are deleted from these mathematical expressions to represent the entire system of the machine control device, the following expression is obtained.

［数９］
Ｘｗ(ｓ)＝Ｇ(ｓ)・Ｕ(ｓ) [Equation 9]
Xw (s) = G (s) · U (s)

上述した補償要素１０により、数式８の分母部分にあったＷｓ２＋ＫＳ を消去する極零相殺を行って、振動要素をなくしている。これにより、図１４（ｂ）に示すように、スライド移動部３の元位置（実線にて示す）及び重量物１の位置（点線にて示す）は、振動することなく目標位置で停止し、整定する。
上記のように、スライド移動部３の元位置と共にアーム２の先端位置にある重量物１は振動することなく停止するため、従来の損失時間を無くし、高速な制御を実現することができるようになる。 The compensation element 10 described above eliminates the vibration element by performing pole-zero cancellation that eliminates Ws 2 + K S in the denominator portion of Equation 8. Thereby, as shown in FIG. 14B, the original position (indicated by the solid line) of the slide moving unit 3 and the position of the heavy object 1 (indicated by the dotted line) stop at the target position without vibration, Settling.
As described above, since the heavy object 1 at the tip position of the arm 2 together with the original position of the slide moving unit 3 stops without vibration, the conventional loss time can be eliminated and high-speed control can be realized. Become.

図１５は上記特許文献１に係る機械制御装置の機能ブロック図である。図１５と図１２との対応関係について述べると、図１２における位置指令装置９、補償要素１０及び位置制御装置８が図１５におけるブロック２１〜２９，３１に相当し、図１２のカップリング６以降の機械系が図１５の対象機械５０に相当する。   FIG. 15 is a functional block diagram of the machine control device according to Patent Document 1. 15 and FIG. 12, the position command device 9, the compensation element 10, and the position control device 8 in FIG. 12 correspond to the blocks 21 to 29, 31 in FIG. 15, and after the coupling 6 in FIG. This machine system corresponds to the target machine 50 in FIG.

図１５において、位置指令ブロック２１は位置指令値を出力するブロック、補正ブロック２２は位置指令値から生成した２階微分値（加速度指令値）に基づいて補正量を生成するブロックである。
この補正ブロック２２は、図１３の微分手段１０ａに相当する加速度検出手段２３と、制御対象の固有振動数などに基づいて設定された図１３のゲイン定数Ｋに相当するパラメータ２４と、図１３のゲイン手段（乗算手段）１０ｂに相当する補正項演算手段２５とから構成され、補正ブロック２２から出力される補正量は、図１３の加算手段１０ｃに相当する加算器２６において前記位置指令ブロック２１からの位置指令値に加算される。 In FIG. 15, a position command block 21 is a block that outputs a position command value, and a correction block 22 is a block that generates a correction amount based on a second-order differential value (acceleration command value) generated from the position command value.
The correction block 22 includes an acceleration detecting unit 23 corresponding to the differentiating unit 10a in FIG. 13, a parameter 24 corresponding to the gain constant K in FIG. 13 set based on the natural frequency of the control target, and the like in FIG. A correction term calculation means 25 corresponding to the gain means (multiplication means) 10b, and the correction amount output from the correction block 22 is output from the position command block 21 in the adder 26 corresponding to the addition means 10c in FIG. Is added to the position command value.

図１５の加算器２６からは補償位置指令値が出力され、この補償位置指令値は位置調節器２７に入力される。位置調節器２７では、モータ５に取り付けられたモータエンコーダ３１からの位置検出値が補償位置指令値に一致するように調節動作が行われ、その出力が速度指令値として速度調節器２８に送られる。速度調節器２８では、モータエンコーダ３１からの速度検出値が速度指令値に一致するように調節動作が行われ、その出力がトルク指令値としてトルク調節器２９に送られる。
トルク調節器２９ではトルク指令値に従ってモータ５を駆動し、対象機械５０のスライド移動部３を所定位置に移動させて停止させるような制御が実行される。 The adder 26 in FIG. 15 outputs a compensated position command value, and this compensated position command value is input to the position adjuster 27. The position adjuster 27 performs an adjustment operation so that the position detection value from the motor encoder 31 attached to the motor 5 matches the compensated position command value, and the output is sent to the speed adjuster 28 as a speed command value. . The speed adjuster 28 performs an adjustment operation so that the speed detection value from the motor encoder 31 matches the speed command value, and the output is sent to the torque adjuster 29 as a torque command value.
In the torque adjuster 29, control is performed such that the motor 5 is driven according to the torque command value, and the slide moving unit 3 of the target machine 50 is moved to a predetermined position and stopped.

なお、他の従来技術として、電動機制御系における機械振動を抑制する制振制御装置が下記の特許文献２に記載され、電動機のねじり振動を抑制する制御方法が特許文献３に記載されている。   As another conventional technique, a vibration suppression control device that suppresses mechanical vibration in an electric motor control system is described in Patent Document 2 below, and a control method that suppresses torsional vibration of an electric motor is described in Patent Document 3.

特開２００３−７６４２６号公報（請求項２，３、［００３１］〜［００４５］、図１〜図３、図６等）JP-A-2003-76426 (Claims 2, 3, [0031] to [0045], FIGS. 1 to 3, FIG. 6, etc.) 特開平７−３３７０５７号公報（請求項２，３、［００２３］〜［００３１］、図７〜図９等）Japanese Patent Laid-Open No. 7-337057 (Claims 2, 3, [0023] to [0031], FIGS. 7 to 9 etc.) 特開平８−１６８２８１号公報（請求項１〜３、［００５４］〜［００７０］、図１，図２，図４等）JP-A-8-168281 (Claims 1 to 3, [0054] to [0070], FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4, etc.)

上記各特許文献に記載された従来技術では、移動（または回転）する重量物や駆動軸のような制御対象の固有振動数等の情報を陰に陽に用いて、その振動を抑制している。
しかしながら、直交ロボット（Ｘ−Ｙロボット）やスカラロボット（水平多関節ロボット）のように、移動方向が異なる複数部材が結合された制御対象では、他方の部材の移動によって自方の部材の固有振動数等が変化してしまうため、十分な振動抑制作用が得られないという問題があった。 In the prior art described in each of the above patent documents, information such as the natural frequency of a control target such as a moving (or rotating) heavy object or a drive shaft is used in the shadow to suppress the vibration. .
However, in the case of a control target in which a plurality of members having different movement directions are coupled, such as an orthogonal robot (XY robot) or a SCARA robot (horizontal articulated robot), the natural vibration of one member is caused by the movement of the other member. Since the number and the like change, there is a problem that a sufficient vibration suppressing action cannot be obtained.

そこで本発明は、移動する制御対象が複数の部材を結合して構成されている場合にも十分な振動抑制作用を得ることができる機械制御装置を提供しようとするものである。   Therefore, the present invention intends to provide a machine control device capable of obtaining a sufficient vibration suppressing action even when a moving control object is configured by combining a plurality of members.

上記課題を解決するため、請求項１に記載した機械制御装置は、
モータが回転駆動する送りねじによりスライド移動部を移動させてこのスライド移動部に固着するアームの先端の重量物の位置を目標位置へ移動させるようになされ、かつスライド部からアーム先端の重量物までの相対的な位置を変化させるようになされた装置であり、モータの回転をモータエンコーダがこのスライド移動部の位置と移動速度とに応じて変化する位置検出値と速度検出値として出力し、停止する際に振動要素であるアーム先端の振動を抑制しつつ停止させるよう制御する機械制御装置であって、
位置指令値を出力する位置指令ブロックと、
スライド部からアーム先端の重量物までの距離についての位置情報を得て機械固有振動の補正量に係る出力データを出力する制振用データテーブルと、
制振用データテーブルからの出力データによりパラメータを得て、位置指令ブロックからの位置指令値の２階微分値にパラメータを乗算して補正量を出力する補正ブロックと、
補正ブロックからの補正量を位置指令ブロックからの位置指令値に加算する加算器と、
加算器からの位置指令値およびモータエンコーダからの位置検出値を入力して速度指令値を出力する位置調節器と、
位置調節器からの速度指令値およびモータエンコーダからの速度検出値を入力してトルク指令値を出力する速度調節器と、
速度調節器からのトルク指令値を入力してモータを回転駆動するトルク調節器と、
を備えることを特徴とする機械制御装置である。 In order to solve the above problem, a machine control device according to claim 1 is provided :
The slide moving part is moved by a feed screw driven by the motor to move the position of the heavy object at the tip of the arm fixed to the slide moving part to the target position, and from the slide part to the heavy object at the end of the arm. The device is designed to change the relative position of the motor, and the rotation of the motor is output as a position detection value and a speed detection value that the motor encoder changes in accordance with the position and movement speed of the slide moving unit, and stopped. A machine control device that controls to stop while suppressing vibration of the arm tip that is a vibration element,
A position command block that outputs a position command value;
A vibration suppression data table that obtains position information about the distance from the slide part to the heavy object at the end of the arm and outputs output data related to the correction amount of the machine natural vibration;
A correction block that obtains a parameter from output data from the vibration suppression data table, multiplies the second-order differential value of the position command value from the position command block by the parameter, and outputs a correction amount;
An adder for adding the correction amount from the correction block to the position command value from the position command block;
A position controller for inputting a position command value from an adder and a position detection value from a motor encoder and outputting a speed command value;
A speed controller that inputs a speed command value from the position controller and a speed detection value from the motor encoder and outputs a torque command value; and
A torque controller that inputs a torque command value from the speed controller and drives the motor to rotate;
A machine control device comprising:

請求項２に記載した機械制御装置は、
モータが回転駆動する送りねじによりスライド移動部を移動させてこのスライド移動部に固着するアームの先端の重量物の位置を目標位置へ移動させるようになされ、かつスライド部からアーム先端の重量物までの相対的な位置を変化させるようになされた装置であり、モータの回転をモータエンコーダがこのスライド移動部の位置と移動速度とに応じて変化する位置検出値と速度検出値として出力し、停止する際に振動要素であるアーム先端の振動を抑制しつつ停止させるよう制御する機械制御装置であって、
位置指令値を出力する位置指令ブロックと、
位置指令ブロックからの位置指令値およびモータエンコーダからの位置検出値を入力して速度指令値を出力する位置調節器と、
スライド部からアーム先端の重量物までの距離についての位置情報を得て機械固有振動の補正量に係る出力データを出力する制振用データテーブルと、
制振用データテーブルからの出力データによりパラメータを得て、位置指令ブロックからの位置指令値の３階微分値または位置調節器からの速度指令値の２階微分値にパラメータを乗算して補正量を出力する補正ブロックと、
補正ブロックからの補正量を位置調節器からの速度指令値に加算する加算器と、
加算器からの速度指令値およびモータエンコーダからの速度検出値を入力してトルク指令値を出力する速度調節器と、
速度調節器からのトルク指令値を入力してモータを回転駆動するトルク調節器と、
を備えることを特徴とする機械制御装置である。 The machine control device according to claim 2 is :
The slide moving part is moved by a feed screw driven by the motor to move the position of the heavy object at the tip of the arm fixed to the slide moving part to the target position, and from the slide part to the heavy object at the end of the arm. The device is designed to change the relative position of the motor, and the rotation of the motor is output as a position detection value and a speed detection value that the motor encoder changes in accordance with the position and movement speed of the slide moving unit, and stopped. A machine control device that controls to stop while suppressing vibration of the arm tip that is a vibration element,
A position command block that outputs a position command value;
A position controller for inputting a position command value from the position command block and a position detection value from the motor encoder and outputting a speed command value;
A vibration suppression data table that obtains position information about the distance from the slide part to the heavy object at the end of the arm and outputs output data related to the correction amount of the machine natural vibration;
The parameter is obtained from the output data from the vibration suppression data table, and the correction value is obtained by multiplying the parameter by the third derivative of the position command value from the position command block or the second derivative of the speed command value from the position controller. A correction block that outputs
An adder for adding the correction amount from the correction block to the speed command value from the position adjuster;
A speed controller for inputting a speed command value from an adder and a speed detection value from a motor encoder and outputting a torque command value; and
A torque controller that inputs a torque command value from the speed controller and drives the motor to rotate;
Ru machine controller der, characterized in that it comprises a.

請求項３に記載した機械制御装置は、
モータが回転駆動する送りねじによりスライド移動部を移動させてこのスライド移動部に固着するアームの先端の重量物の位置を目標位置へ移動させるようになされ、かつスライド部からアーム先端の重量物までの相対的な位置を変化させるようになされた装置であり、モータの回転をモータエンコーダがこのスライド移動部の位置と移動速度とに応じて変化する位置検出値と速度検出値として出力し、停止する際に振動要素であるアーム先端の振動を抑制しつつ停止させるよう制御する機械制御装置であって、
位置指令値を出力する位置指令ブロックと、
位置指令ブロックからの位置指令値およびモータエンコーダからの位置検出値を入力して速度指令値を出力する位置調節器と、
位置調節器からの速度指令値およびモータエンコーダからの速度検出値を入力してトルク指令値を出力する速度調節器と、
スライド部からアーム先端の重量物までの距離についての位置情報を得て機械固有振動の補正量に係る出力データを出力する制振用データテーブルと、
制振用データテーブルからの出力データによりパラメータを得て、位置指令ブロックからの位置指令値の４階微分値、位置調節器からの速度指令値の３階微分値または速度調節器からのトルク指令値の２階微分値にパラメータを乗算して補正量を出力する補正ブロックと、
補正ブロックからの補正量を速度調節器からのトルク指令値に加算する加算器と、
速度調節器からのトルク指令値を入力してモータを回転駆動するトルク調節器と、
を備えることを特徴とする機械制御装置である。 The machine control device according to claim 3 is :
The slide moving part is moved by a feed screw driven by the motor to move the position of the heavy object at the tip of the arm fixed to the slide moving part to the target position, and from the slide part to the heavy object at the end of the arm. The device is designed to change the relative position of the motor, and the rotation of the motor is output as a position detection value and a speed detection value that the motor encoder changes in accordance with the position and movement speed of the slide moving unit, and stopped. A machine control device that controls to stop while suppressing vibration of the arm tip that is a vibration element,
A position command block that outputs a position command value;
A position controller for inputting a position command value from the position command block and a position detection value from the motor encoder and outputting a speed command value;
A speed controller that inputs a speed command value from the position controller and a speed detection value from the motor encoder and outputs a torque command value; and
A vibration suppression data table that obtains position information about the distance from the slide part to the heavy object at the end of the arm and outputs output data related to the correction amount of the machine natural vibration;
The parameter is obtained from the output data from the vibration suppression data table, and the fourth order differential value of the position command value from the position command block, the third order differential value of the speed command value from the position controller, or the torque command from the speed controller. A correction block for multiplying the second derivative of the value by a parameter and outputting a correction amount;
An adder for adding the correction amount from the correction block to the torque command value from the speed regulator;
A torque controller that inputs a torque command value from the speed controller and drives the motor to rotate;
A machine control device comprising:

本発明によれば、例えば直交ロボットやスカラロボットのように移動方向が異なる複数部材が結合された制御対象に対しても、移動する一部の構成部材の現在位置に応じた固有振動数等の変化を考慮して補正を行うことにより、所定位置まで移動させた制御対象を振動させずに停止させることができる。   According to the present invention, for example, a natural frequency corresponding to a current position of a part of a moving component even with respect to a control target in which a plurality of members having different moving directions, such as an orthogonal robot and a SCARA robot, are coupled. By performing the correction in consideration of the change, the control object moved to the predetermined position can be stopped without vibrating.

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は第１実施形態の構成を示すもので、図１２と同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。また、図１における補償要素１０は例えば前述の図１３のように構成され、位置指令装置９、補償要素１０及び位置制御装置８を実現する機能ブロック図は図２に示すとおりであって、その主要部分は前述の図１５と同一である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of the first embodiment, and the same components as those in FIG. Further, the compensation element 10 in FIG. 1 is configured as shown in FIG. 13, for example, and a functional block diagram for realizing the position command device 9, the compensation element 10, and the position control device 8 is as shown in FIG. The main part is the same as FIG.

図１において、モータ５により駆動される送りねじ７に沿ってＸ軸方向に移動するアーム２の基端部にはモータ１２が取り付けられており、アーム２に取り付けられた重量物１は前記モータ１２によりＺ軸（Ｘ軸に直交する軸）方向に移動可能である。なお、モータ１２の回転により重量物１をＺ軸方向に移動させるための機構は周知であるため、ここでは詳述を省略する。   In FIG. 1, a motor 12 is attached to a base end portion of an arm 2 that moves in the X-axis direction along a feed screw 7 driven by a motor 5, and the heavy object 1 attached to the arm 2 is the motor. 12 can be moved in the Z-axis (axis perpendicular to the X-axis) direction. In addition, since the mechanism for moving the heavy article 1 in the Z-axis direction by the rotation of the motor 12 is well known, detailed description is omitted here.

位置制御装置８によって位置制御されるこの制御対象機械は、モータ５の回転によりスライド移動部３及びアーム２がＸ軸方向に駆動し、モータ１２の回転により重量物１がアーム２に沿ってＺ軸方向に移動するものである。
ここで、本実施形態における制御系には、重量物１のＺ軸方向の現在の位置情報が入力される制振用データテーブル１１が設けられており、このデータテーブル１１の出力データが補償要素１０に入力されている。 In the controlled machine whose position is controlled by the position control device 8, the slide moving unit 3 and the arm 2 are driven in the X-axis direction by the rotation of the motor 5, and the heavy object 1 is moved along the arm 2 by the rotation of the motor 12. It moves in the axial direction.
Here, the control system in the present embodiment is provided with a vibration suppression data table 11 into which the current position information of the heavy object 1 in the Z-axis direction is input, and the output data of the data table 11 is the compensation element. 10 is input.

図２は、図１に示した実施形態の機能ブロック図であり、図１５と同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。なお、図２の対象機械５０’は図１におけるカップリング６以降の部材を纏めて表示したものである。
また、図１２と図１５との対応関係と同様に、図１の位置指令装置９、補償要素１０及び位置制御装置８は図２におけるブロック２１〜２９，３１に相当し、特に図１の補償要素１０は図２の補正ブロック２２及び加算器２６に相当する。
図２が図１５と相違する点は、前述した制振用データテーブル１１の出力データが補正ブロック２２内のパラメータ２４に加えられている点である。 2 is a functional block diagram of the embodiment shown in FIG. 1, and the same components as those in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals. Note that the target machine 50 ′ in FIG. 2 is a collective display of the members after the coupling 6 in FIG.
12 and FIG. 15, the position command device 9, the compensation element 10, and the position control device 8 in FIG. 1 correspond to the blocks 21 to 29, 31 in FIG. Element 10 corresponds to correction block 22 and adder 26 of FIG.
2 differs from FIG. 15 in that the output data of the above-described vibration suppression data table 11 is added to the parameter 24 in the correction block 22.

図１において、重量物１のＺ軸方向の位置を固定してアーム２のみをＸ軸方向に駆動する場合、アーム２のＸ軸方向の位置制御系は図１０と実質的に同様になる。その場合には、図２のパラメータ２４を制御対象（アーム２及びスライド移動部３等）の固有振動数等に基づいて設定すれば良く、これによって図１３におけるゲイン定数Ｋが決定され、補正量であるＫ・Ｕ(ｓ)・ｓ２、ひいては補償位置指令値であるＵ'(ｓ）＝（１＋Ｋ・ｓ２）・Ｕ(ｓ)が決定される。 In FIG. 1, when the position of the heavy object 1 in the Z-axis direction is fixed and only the arm 2 is driven in the X-axis direction, the position control system of the arm 2 in the X-axis direction is substantially the same as in FIG. In this case, the parameter 24 in FIG. 2 may be set based on the natural frequency of the control target (arm 2 and slide moving unit 3 and the like), thereby determining the gain constant K in FIG. K · U (s) · s 2 , and thus U ′ (s) = (1 + K · s 2 ) · U (s), which is the compensation position command value, is determined.

しかし、Ｘ軸用のモータ５を駆動してアーム２をＸ軸方向に移動させると同時に、モータ１２を駆動して重量物１をＺ軸方向に移動させる場合には、重量物１を含む制御対象の固有振動数が変化するので、アーム２をＸ軸方向に移動させて停止させる際の制振制御を行うためには、変化する固有振動数に応じてパラメータ２４（ゲイン定数Ｋ）を変更する必要がある。
このため、制振用データテーブル１１は、重量物１のＺ軸方向の現在位置、この位置に応じた重量物１を含む制御対象の固有振動数、及びこの固有振動数に対応するパラメータ自体またはその補正係数等を格納したものであり、このデータテーブル１１の出力によって補正ブロック２２のパラメータ２４が変更され、補正項演算手段２５を介して加算器２６に加算される補正量としてのＫ・Ｕ(ｓ)・ｓ２が変更される。 However, when the X-axis motor 5 is driven to move the arm 2 in the X-axis direction and the motor 12 is driven to move the heavy object 1 in the Z-axis direction, the control including the heavy object 1 is performed. Since the target natural frequency changes, the parameter 24 (gain constant K) is changed in accordance with the changing natural frequency in order to control vibration when the arm 2 is moved in the X-axis direction and stopped. There is a need to.
For this reason, the vibration suppression data table 11 includes the current position of the heavy object 1 in the Z-axis direction, the natural frequency of the controlled object including the heavy object 1 corresponding to this position, and the parameter itself corresponding to this natural frequency or The correction coefficient and the like are stored, and the parameter 24 of the correction block 22 is changed by the output of the data table 11, and K · U as a correction amount to be added to the adder 26 via the correction term calculation means 25. (s) · s 2 is changed.

これにより、前述の数式６に示した補償位置指令値Ｕ'(ｓ）も変更され、図２の位置調節器２７、速度調節器２８、トルク調節器２９等のブロック（図１の位置制御装置８）は、重量物１のＺ軸方向の位置に関わらず、常にＸ軸方向の目標位置での停止時に重量物１の振動を抑制するような制御が実行される。   As a result, the compensation position command value U ′ (s) shown in Equation 6 is also changed, and blocks (position control device in FIG. 1) such as the position adjuster 27, the speed adjuster 28, and the torque adjuster 29 in FIG. In 8), regardless of the position of the heavy object 1 in the Z-axis direction, control is performed so that the vibration of the heavy object 1 is always suppressed when the heavy object 1 stops at the target position in the X-axis direction.

なお、上記第１実施形態では、位置指令値の２階微分値に所定のゲイン定数を乗じて補正量を求め、この補正量を元の位置指令値に加算して補償を行っている。つまり、位置指令値の１階微分値（速度指令値）が図３（ａ）のとおりであるとすれば、図３（ｂ）に示す位置指令値の２階微分値（加速度指令値）を元の位置指令値に加算して補正している。従って、この補正後の位置指令値の微分値、すなわち補正後の速度指令値は図３（ｃ）のようになる。
言い換えれば、図４（ａ）に示す速度指令値に対して、その２階微分値に所定のゲイン定数を乗じた図４（ｂ）の加加速度指令値を補正量として加算すれば、図４（ｃ）のような補正後の速度指令値が得られるため、図３に示した位置指令値に対する補正と同等の作用を得ることができる。 In the first embodiment, the correction value is obtained by multiplying the second-order differential value of the position command value by a predetermined gain constant, and this correction amount is added to the original position command value for compensation. That is, if the first-order differential value (speed command value) of the position command value is as shown in FIG. 3A, the second-order differential value (acceleration command value) of the position command value shown in FIG. It is corrected by adding to the original position command value. Therefore, the differential value of the corrected position command value, that is, the corrected speed command value is as shown in FIG.
In other words, if the jerk command value shown in FIG. 4B, which is obtained by multiplying the second order differential value by a predetermined gain constant, is added to the speed command value shown in FIG. Since the corrected speed command value as shown in (c) is obtained, the same effect as the correction for the position command value shown in FIG. 3 can be obtained.

本発明の第２実施形態は上記の点に着目したものであり、図５にその制御ブロック図を示す。なお、図２と同一の構成要素には同一の符号を付してある。
図５において、補正ブロック３２には位置指令値が入力されており、その３階微分値を演算して加加速度指令値を求め、この加加速度指令値に、前記同様に制振用データテーブル１１を用いて変更された所定のゲイン定数を乗じて補正量を算出する。そして、この補正量を加算器２６において位置調節器２７の出力である速度指令値に加算することにより、速度指令値を補正する。この補正後の速度指令値は速度調節器２８に入力され、以後は図２と同様の動作となる。 The second embodiment of the present invention pays attention to the above points, and FIG. 5 shows a control block diagram thereof. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as FIG.
In FIG. 5, a position command value is input to the correction block 32, and a third-order differential value is calculated to obtain a jerk command value. The correction amount is calculated by multiplying the predetermined gain constant changed by using. Then, the speed command value is corrected by adding the correction amount to the speed command value output from the position adjuster 27 in the adder 26. The corrected speed command value is input to the speed adjuster 28 and thereafter the same operation as in FIG. 2 is performed.

図６は、本発明の第３実施形態を示す制御ブロック図である。
この実施形態では、補正ブロック３３が位置指令値を４階微分し、その４階微分値に制振用データテーブル１１を用いて変更された所定のゲイン定数を乗じることにより、補正量を算出する。そして、この補正量を加算器２６において速度調節器２８の出力であるトルク指令値に加算することにより、トルク指令値を補正する。この補正後のトルク指令値はトルク調節器２９に入力され、以後は図２と同様の動作となる。
なお、図示されていないが、前記補正量を推力指令値に加算してその加算結果に基づいて位置制御しても良い。 FIG. 6 is a control block diagram showing a third embodiment of the present invention.
In this embodiment, the correction block 33 performs fourth-order differentiation of the position command value, and multiplies the fourth-order differential value by a predetermined gain constant changed using the vibration suppression data table 11 to calculate the correction amount. . Then, the torque command value is corrected by adding this correction amount to the torque command value that is the output of the speed adjuster 28 in the adder 26. The corrected torque command value is input to the torque adjuster 29, and thereafter the same operation as in FIG. 2 is performed.
Although not shown, the correction amount may be added to the thrust command value, and the position may be controlled based on the addition result.

図７は、本発明の第４実施形態を示す制御ブロック図である。
この実施形態は、速度指令値を補正する点では図５と同様であるが、図５では位置指令値を３階微分して求めた加加速度指令値に基づいて補正量を演算するのに対し、図７では位置調節器２７から出力される速度指令値を補正ブロック３４に入力して２階微分することにより加加速度指令値を求め、この加加速度指令値に制振用データテーブル１１を用いて変更された所定のゲイン定数を乗じることにより、補正量を算出する。この補正量を位置調節器２７から出力される速度指令値に加算して補正を行う。以後の動作は図２と同様である。 FIG. 7 is a control block diagram showing the fourth embodiment of the present invention.
This embodiment is similar to FIG. 5 in that the speed command value is corrected, but in FIG. 5, the correction amount is calculated based on the jerk command value obtained by third-order differentiation of the position command value. In FIG. 7, the speed command value output from the position adjuster 27 is input to the correction block 34 and second-order differentiation is performed to obtain the jerk command value, and the damping data table 11 is used for this jerk command value. The correction amount is calculated by multiplying the predetermined gain constant changed. This correction amount is added to the speed command value output from the position adjuster 27 for correction. Subsequent operations are the same as those in FIG.

図８は、本発明の第５実施形態を示す制御ブロック図である。
この実施形態では、補正ブロック３５が位置調節器２７から出力される速度指令値を３階微分し、その３階微分値に制振用データテーブル１１を用いて変更された所定のゲイン定数を乗じることにより、補正量を算出する。そして、この補正量を加算器２６において速度調節器２８の出力であるトルク指令値に加算することにより、トルク指令値を補正する。この補正後のトルク指令値はトルク調節器２９に入力され、以後は図２と同様の動作となる。
この実施形態においても、前記補正量を推力指令値に加算してその加算結果に基づき位置制御を行っても良い。 FIG. 8 is a control block diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
In this embodiment, the correction block 35 differentiates the speed command value output from the position adjuster 27 by the third order, and multiplies the third order derivative by a predetermined gain constant changed using the vibration suppression data table 11. Thus, the correction amount is calculated. Then, the torque command value is corrected by adding this correction amount to the torque command value that is the output of the speed adjuster 28 in the adder 26. The corrected torque command value is input to the torque adjuster 29, and thereafter the same operation as in FIG. 2 is performed.
Also in this embodiment, the correction amount may be added to the thrust command value, and the position control may be performed based on the addition result.

図９は、本発明の第６実施形態を示す制御ブロック図である。
この実施形態では、補正ブロック３６が速度調節器２８から出力されるトルク指令値を２階微分し、その２階微分値に制振用データテーブル１１を用いて変更された所定のゲイン定数を乗じることにより、補正量を算出する。そして、この補正量を加算器２６においてトルク指令値に加算することにより、トルク指令値を補正する。この補正後のトルク指令値はトルク調節器２９に入力され、以後は図２と同様の動作となる。
なお、トルク指令値の代わりに推力指令値の２階微分値から補正量を算出し、この補正量を推力指令値に加算してその結果に基づき位置制御を行っても良い。 FIG. 9 is a control block diagram showing a sixth embodiment of the present invention.
In this embodiment, the correction block 36 second-order differentiates the torque command value output from the speed regulator 28 and multiplies the second-order derivative value by a predetermined gain constant changed using the vibration suppression data table 11. Thus, the correction amount is calculated. Then, the torque command value is corrected by adding this correction amount to the torque command value in the adder 26. The corrected torque command value is input to the torque adjuster 29, and thereafter the same operation as in FIG. 2 is performed.
Note that a correction amount may be calculated from the second-order differential value of the thrust command value instead of the torque command value, and this correction amount may be added to the thrust command value, and position control may be performed based on the result.

なお、上述した各実施形態では、補正量の演算において完全微分演算を行い、例えば補正量をＫｓ２として求めることとしたが、この補正量はＫｓ２／（１＋ｓＴ）やＫｓ２／（１＋ｓＴ１＋ｓ２Ｔ２）のような不完全微分形式によって求めても良い。 In each of the above-described embodiments, a complete differential operation is performed in the calculation of the correction amount. For example, the correction amount is determined as Ks 2 , but this correction amount is Ks 2 / (1 + sT) or Ks 2 / (1 + sT 1). + s 2 T 2) may be obtained by incomplete differential form, such as.

前述した特許文献２，３のように制御対象の振動抑制機能がサーボ制御系の内部に組み込まれているようなシステムでは、移動する制御対象の現在位置に応じた固有振動数等を用いてサーボ制御系内部の制振パラメータ等を変更すれば良い。
更に、本発明は、図１に示したような対象機械ばかりでなく各種の直交ロボット、スカラロボット等に適用可能であり、何れにしても、移動方向が異なる複数部材が結合された制御対象の制振制御に用いることができる。 In a system in which the vibration suppression function of the controlled object is incorporated in the servo control system as described in Patent Documents 2 and 3, the servo is used by using the natural frequency according to the current position of the moving controlled object. What is necessary is just to change the damping parameter etc. inside the control system.
Furthermore, the present invention can be applied not only to the target machine as shown in FIG. 1 but also to various orthogonal robots, SCARA robots, etc. In any case, the control target is a combination of a plurality of members having different moving directions. It can be used for damping control.

本発明の第１実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 1st Embodiment of this invention. 図１の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of FIG. 第１実施形態における位置指令値の補正原理を示す図である。It is a figure which shows the correction principle of the position command value in 1st Embodiment. 本発明の第２実施形態における速度指令値の補正原理を示す図である。It is a figure which shows the correction principle of the speed command value in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第３実施形態の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第４実施形態の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第５実施形態の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a 5th embodiment of the present invention. 本発明の第６実施形態の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a 6th embodiment of the present invention. 従来技術を示す構成図である。It is a block diagram which shows a prior art. 図１０の機械制御装置の動作説明図であり、図１１（ａ）は時間−速度線図、図１１（ｂ）は時間−位置線図である。It is operation | movement explanatory drawing of the machine control apparatus of FIG. 10, Fig.11 (a) is a time-speed diagram, FIG.11 (b) is a time-position diagram. 特許文献１に係る機械制御装置の構成図である。It is a block diagram of the machine control apparatus which concerns on patent document 1. 図１２における補償要素の説明図である。It is explanatory drawing of the compensation element in FIG. 図１２の機械制御装置の動作説明図であり、図１４（ａ）は時間−速度線図、図１４（ｂ）は時間−位置線図である。FIG. 14A is an operation explanatory diagram of the machine control device of FIG. 12, FIG. 14A is a time-speed diagram, and FIG. 14B is a time-position diagram. 図１２の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ 重量物
２ アーム
３ スライド移動部
４ スライドレール部
５，１２ モータ
６ カップリング
７ 送りねじ
８ 位置制御装置
９ 位置指令装置
１０ 補償要素
１０ａ 微分手段
１０ｂ ゲイン手段
１０ｃ 加算手段
１１ 制振用データテーブル
２１ 位置指令ブロック
２２，３２，３３，３４，３５，３６ 補正ブロック
２３ 加速度検出手段
２４ パラメータ
２５ 補正項演算手段
２６ 加算器
２７ 位置調節器
２８ 速度調節器
２９ トルク調節器
３１ モータエンコーダ
５０’ 対象機械 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heavy object 2 Arm 3 Slide moving part 4 Slide rail part 5,12 Motor 6 Coupling 7 Feed screw 8 Position control device 9 Position command device 10 Compensation element 10a Differentiation means 10b Gain means 10c Addition means 11 Damping data table 21 Position command block 22, 32, 33, 34, 35, 36 Correction block 23 Acceleration detection means 24 Parameter 25 Correction term calculation means 26 Adder 27 Position adjuster 28 Speed adjuster 29 Torque adjuster 31 Motor encoder 50 'Target machine

Claims (3)

モータが回転駆動する送りねじによりスライド移動部を移動させてこのスライド移動部に固着するアームの先端の重量物の位置を目標位置へ移動させるようになされ、かつスライド部からアーム先端の重量物までの相対的な位置を変化させるようになされた装置であり、モータの回転をモータエンコーダがこのスライド移動部の位置と移動速度とに応じて変化する位置検出値と速度検出値として出力し、停止する際に振動要素であるアーム先端の振動を抑制しつつ停止させるよう制御する機械制御装置であって、
位置指令値を出力する位置指令ブロックと、
スライド部からアーム先端の重量物までの距離についての位置情報を得て機械固有振動の補正量に係る出力データを出力する制振用データテーブルと、
制振用データテーブルからの出力データによりパラメータを得て、位置指令ブロックからの位置指令値の２階微分値にパラメータを乗算して補正量を出力する補正ブロックと、
補正ブロックからの補正量を位置指令ブロックからの位置指令値に加算する加算器と、
加算器からの位置指令値およびモータエンコーダからの位置検出値を入力して速度指令値を出力する位置調節器と、
位置調節器からの速度指令値およびモータエンコーダからの速度検出値を入力してトルク指令値を出力する速度調節器と、
速度調節器からのトルク指令値を入力してモータを回転駆動するトルク調節器と、
を備えることを特徴とする機械制御装置。 The slide moving part is moved by a feed screw driven by the motor to move the position of the heavy object at the tip of the arm fixed to the slide moving part to the target position, and from the slide part to the heavy object at the end of the arm. The device is designed to change the relative position of the motor, and the rotation of the motor is output as a position detection value and a speed detection value that the motor encoder changes in accordance with the position and movement speed of the slide moving unit, and stopped. A machine control device that controls to stop while suppressing vibration of the arm tip that is a vibration element,
A position command block that outputs a position command value;
A vibration suppression data table that obtains position information about the distance from the slide part to the heavy object at the end of the arm and outputs output data related to the correction amount of the machine natural vibration;
A correction block that obtains a parameter from output data from the vibration suppression data table, multiplies the second-order differential value of the position command value from the position command block by the parameter, and outputs a correction amount;
An adder for adding the correction amount from the correction block to the position command value from the position command block;
A position controller for inputting a position command value from an adder and a position detection value from a motor encoder and outputting a speed command value;
A speed controller that inputs a speed command value from the position controller and a speed detection value from the motor encoder and outputs a torque command value; and
A torque controller that inputs a torque command value from the speed controller and drives the motor to rotate;
Machine control device according to claim Rukoto equipped with. モータが回転駆動する送りねじによりスライド移動部を移動させてこのスライド移動部に固着するアームの先端の重量物の位置を目標位置へ移動させるようになされ、かつスライド部からアーム先端の重量物までの相対的な位置を変化させるようになされた装置であり、モータの回転をモータエンコーダがこのスライド移動部の位置と移動速度とに応じて変化する位置検出値と速度検出値として出力し、停止する際に振動要素であるアーム先端の振動を抑制しつつ停止させるよう制御する機械制御装置であって、
位置指令値を出力する位置指令ブロックと、
位置指令ブロックからの位置指令値およびモータエンコーダからの位置検出値を入力して速度指令値を出力する位置調節器と、
スライド部からアーム先端の重量物までの距離についての位置情報を得て機械固有振動の補正量に係る出力データを出力する制振用データテーブルと、
制振用データテーブルからの出力データによりパラメータを得て、位置指令ブロックからの位置指令値の３階微分値または位置調節器からの速度指令値の２階微分値にパラメータを乗算して補正量を出力する補正ブロックと、
補正ブロックからの補正量を位置調節器からの速度指令値に加算する加算器と、
加算器からの速度指令値およびモータエンコーダからの速度検出値を入力してトルク指令値を出力する速度調節器と、
速度調節器からのトルク指令値を入力してモータを回転駆動するトルク調節器と、
を備えることを特徴とする機械制御装置。 The slide moving part is moved by a feed screw driven by the motor to move the position of the heavy object at the tip of the arm fixed to the slide moving part to the target position, and from the slide part to the heavy object at the end of the arm. The device is designed to change the relative position of the motor, and the rotation of the motor is output as a position detection value and a speed detection value that the motor encoder changes in accordance with the position and movement speed of the slide moving unit, and stopped. A machine control device that controls to stop while suppressing vibration of the arm tip that is a vibration element,
A position command block that outputs a position command value;
A position controller for inputting a position command value from the position command block and a position detection value from the motor encoder and outputting a speed command value;
A vibration suppression data table that obtains position information about the distance from the slide part to the heavy object at the end of the arm and outputs output data related to the correction amount of the machine natural vibration;
The parameter is obtained from the output data from the vibration suppression data table, and the correction value is obtained by multiplying the parameter by the third derivative of the position command value from the position command block or the second derivative of the speed command value from the position controller. A correction block that outputs
An adder for adding the correction amount from the correction block to the speed command value from the position adjuster;
A speed controller for inputting a speed command value from an adder and a speed detection value from a motor encoder and outputting a torque command value; and
A torque controller that inputs a torque command value from the speed controller and drives the motor to rotate;
Machine control device according to claim Rukoto equipped with. モータが回転駆動する送りねじによりスライド移動部を移動させてこのスライド移動部に固着するアームの先端の重量物の位置を目標位置へ移動させるようになされ、かつスライド部からアーム先端の重量物までの相対的な位置を変化させるようになされた装置であり、モータの回転をモータエンコーダがこのスライド移動部の位置と移動速度とに応じて変化する位置検出値と速度検出値として出力し、停止する際に振動要素であるアーム先端の振動を抑制しつつ停止させるよう制御する機械制御装置であって、
位置指令値を出力する位置指令ブロックと、
位置指令ブロックからの位置指令値およびモータエンコーダからの位置検出値を入力して速度指令値を出力する位置調節器と、
位置調節器からの速度指令値およびモータエンコーダからの速度検出値を入力してトルク指令値を出力する速度調節器と、
スライド部からアーム先端の重量物までの距離についての位置情報を得て機械固有振動の補正量に係る出力データを出力する制振用データテーブルと、
制振用データテーブルからの出力データによりパラメータを得て、位置指令ブロックからの位置指令値の４階微分値、位置調節器からの速度指令値の３階微分値または速度調節器からのトルク指令値の２階微分値にパラメータを乗算して補正量を出力する補正ブロックと、
補正ブロックからの補正量を速度調節器からのトルク指令値に加算する加算器と、
速度調節器からのトルク指令値を入力してモータを回転駆動するトルク調節器と、
を備えることを特徴とする機械制御装置。 The slide moving part is moved by a feed screw driven by the motor to move the position of the heavy object at the tip of the arm fixed to the slide moving part to the target position, and from the slide part to the heavy object at the end of the arm. The device is designed to change the relative position of the motor, and the rotation of the motor is output as a position detection value and a speed detection value that the motor encoder changes in accordance with the position and movement speed of the slide moving unit, and stopped. A machine control device that controls to stop while suppressing vibration of the arm tip that is a vibration element,
A position command block that outputs a position command value;
A position controller for inputting a position command value from the position command block and a position detection value from the motor encoder and outputting a speed command value;
A speed controller that inputs a speed command value from the position controller and a speed detection value from the motor encoder and outputs a torque command value; and
A vibration suppression data table that obtains position information about the distance from the slide part to the heavy object at the end of the arm and outputs output data related to the correction amount of the machine natural vibration;
The parameter is obtained from the output data from the vibration suppression data table, and the fourth order differential value of the position command value from the position command block, the third order differential value of the speed command value from the position controller, or the torque command from the speed controller. A correction block for multiplying the second derivative of the value by a parameter and outputting a correction amount;
An adder for adding the correction amount from the correction block to the torque command value from the speed regulator;
A torque controller that inputs a torque command value from the speed controller and drives the motor to rotate;
Machine control device according to claim Rukoto equipped with.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012086550A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-28 三菱電機株式会社 Motor control device
EP4364903A1 (en) * 2022-11-07 2024-05-08 Arburg GmbH + Co KG Method for moving at least one end effector

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5441944B2 (en) * 2011-03-02 2014-03-12 三菱電機株式会社 Motor control device
CN108775373B (en) * 2018-06-13 2019-12-10 南京埃斯顿自动化股份有限公司 Vibration suppression method for servo motor and load multistage transmission system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01304511A (en) * 1988-06-02 1989-12-08 Seiko Instr Inc Servo controller
JP3211406B2 (en) * 1992-10-01 2001-09-25 トヨタ自動車株式会社 Vibration suppression control method and velocity pattern calculation method and apparatus using the same
JPH06114762A (en) * 1992-10-02 1994-04-26 Toyota Motor Corp Vibration damping control method
JPH06170769A (en) * 1992-12-04 1994-06-21 Toyota Motor Corp Damping control method
JP3072687B2 (en) * 1993-03-26 2000-07-31 トヨタ自動車株式会社 Calculation method of natural frequency

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012086550A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-28 三菱電機株式会社 Motor control device
CN103270692A (en) * 2010-12-20 2013-08-28 三菱电机株式会社 Motor control device
JP5496365B2 (en) * 2010-12-20 2014-05-21 三菱電機株式会社 Motor control device
US9075400B2 (en) 2010-12-20 2015-07-07 Mitsubishi Electric Corporation Motor control device
DE112011104448B4 (en) * 2010-12-20 2021-05-06 Mitsubishi Electric Corp. Engine control device
EP4364903A1 (en) * 2022-11-07 2024-05-08 Arburg GmbH + Co KG Method for moving at least one end effector

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