JP5836206B2 - Servo control device - Google Patents

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本発明は、工作機械などの装置を駆動制御するサーボ制御装置に関するものであり、特に摩擦やバックラッシ、ロストモーションなどの外乱要因によって生じる追従誤差を低減することが可能なサーボ制御装置に関するものである。   The present invention relates to a servo control device that drives and controls an apparatus such as a machine tool, and more particularly to a servo control device that can reduce a tracking error caused by disturbance factors such as friction, backlash, and lost motion. .

工作機械に代表される産業用途の機械では、工具やテーブルが指令値に追従するように機械の駆動制御を行う。特に、加工対象物(ワーク)に対する工具位置が指令された経路(指令軌跡)に正確に追従するように機械を駆動する制御は軌跡制御または輪郭運動制御とよばれ、数値制御装置やそれに付属するサーボ制御装置を用いて精密に行われる。制御対象の機械は複数の軸を持ち、それぞれサーボ制御装置を用いて駆動される。   In an industrial machine represented by a machine tool, drive control of the machine is performed so that a tool or a table follows a command value. In particular, the control for driving the machine so that the tool position with respect to the workpiece (workpiece) accurately follows the commanded path (command trajectory) is called trajectory control or contour motion control. It is done precisely using a servo controller. The machine to be controlled has a plurality of axes, and each is driven using a servo control device.

サーボ制御装置には、機械系に存在する摩擦やバックラッシ、ロストモーションといった外乱要因を抑制するために、フィードバック制御に加えて外乱により生じる誤差(特に軌跡の誤差)を予測して、補正を行う機能が備わっている。特に、送り軸の移動方向の反転時には摩擦やバックラッシ、ロストモーションといった外乱の作用する方向も反転して、その影響が軌跡の誤差に顕著に現れる。典型的なものとしては、円弧軌跡を指令した場合に、円弧軌跡の象限切替り部分において送り軸の移動方向が反転する際に生じる追従誤差がある。この誤差は、半径方向の誤差量を拡大してプロットすると軌跡が外側に突起状に飛び出た形状になることから、象限突起と呼ばれる。象限突起のような軌跡の追従誤差が発生すると、加工結果に筋や傷が発生することになり、好ましくない。   Servo control device has a function to predict and correct errors (particularly trajectory errors) caused by disturbances in addition to feedback control in order to suppress disturbance factors such as friction, backlash, and lost motion existing in the mechanical system. Is equipped. In particular, when the direction of movement of the feed shaft is reversed, the direction in which the disturbance such as friction, backlash, and lost motion acts is also reversed, and the influence of the direction appears remarkably in the locus error. As a typical example, when an arc locus is commanded, there is a tracking error that occurs when the moving direction of the feed axis is reversed in the quadrant switching portion of the arc locus. This error is called a quadrant protrusion because when the error amount in the radial direction is enlarged and plotted, the locus becomes a shape protruding outward. If a tracking error such as a quadrant projection occurs, streaks and scratches are generated in the processing result, which is not preferable.

そのため、仮想的な送り機構を内蔵して仮想的な送り機構と実際の送り機構の間のトルク指令信号の差から補正指令を演算して実際のトルク指令に加えたり、送り駆動機構の運動方向反転する前後に発生する摩擦力又は摩擦トルクを推定して、モータトルク誤差を抽出し、その誤差信号によってトルク補償したりといったことが行われている(例えば、特許文献1参照)。   For this reason, a virtual feed mechanism is built in, and a correction command is calculated from the difference in torque command signal between the virtual feed mechanism and the actual feed mechanism and added to the actual torque command, or the movement direction of the feed drive mechanism A frictional force or a frictional torque generated before and after the reversal is estimated, a motor torque error is extracted, and torque compensation is performed based on the error signal (for example, see Patent Document 1).

特開2010−49599号公報JP 2010-49599 A

しかしながら、上記従来の技術、例えば特許文献1に記載の技術によれば、実際のトルクとモデルトルクに差が生じてから補正指令の効果が現れるので、補正が遅れて効いてしまう。また、指令位置の方向反転に基づいて摩擦補償信号を生成しているが、フルクローズド制御の場合はモータ端と機械端の間の位置のずれが影響するので、トルクの補償だけでは効果が十分に得られないという問題があった。   However, according to the above-described conventional technique, for example, the technique described in Patent Document 1, since the effect of the correction command appears after a difference between the actual torque and the model torque occurs, the correction is delayed. In addition, the friction compensation signal is generated based on the direction reversal of the command position. However, in the case of full-closed control, the displacement of the position between the motor end and the machine end affects, so the torque compensation alone is sufficient. There was a problem that could not be obtained.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、機械の移動方向反転時などに生じる追従誤差を低減するサーボ制御装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a servo control device that reduces a follow-up error that occurs when the moving direction of a machine is reversed.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、指令位置に基づいて演算したトルク指令により機械系が接続されたモータを駆動するサーボ制御装置であって、前記指令位置に対する前記機械系の機械端位置の応答を模擬したモデル機械端位置と、前記指令位置に対する前記モータのモータ端位置の応答を模擬したモデルモータ端位置を演算するモデル位置演算部と、前記モデル機械端位置と前記モデルモータ端位置との差に基づいて、前記指令位置に対する補正量である位置補正量を演算する位置補正量演算部と、前記モデルモータ端位置に基づいてトルク補正量を演算するトルク補正量演算部と、前記指令位置に前記位置補正量を加算して得られる補正後指令位置、前記機械端位置、および前記トルク補正量に基づいて、前記機械端位置が前記指令位置に追従するように前記トルク指令を演算するサーボ制御部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a servo control device that drives a motor to which a mechanical system is connected by a torque command calculated based on a command position. A model machine end position that simulates a response of a machine end position of a mechanical system; a model position calculation unit that calculates a model motor end position that simulates a response of a motor end position of the motor to the command position; and the model machine end position And a position correction amount calculation unit that calculates a position correction amount that is a correction amount for the command position based on a difference between the model motor end position and a torque correction that calculates a torque correction amount based on the model motor end position Based on an amount calculation unit, a corrected command position obtained by adding the position correction amount to the command position, the machine end position, and the torque correction amount,械端 position, characterized in that it comprises a servo control unit for calculating the torque command so as to follow the command position.

本発明によれば、モータ端位置と機械端位置の差の影響によって生じる位置偏差をモデルを用いて求め、その計算結果を用いて位置指令を補正することにより、バックラッシやロストモーションなど、モータ端位置と機械端位置の間の偏差に起因する追従誤差を低減し、特に円弧指令時の象限突起を抑制することができる。   According to the present invention, a position deviation caused by the influence of the difference between the motor end position and the machine end position is obtained using a model, and the position command is corrected using the calculation result, so that the motor end position such as backlash or lost motion can be obtained. The follow-up error caused by the deviation between the position and the machine end position can be reduced, and in particular, the quadrant projection at the time of the arc command can be suppressed.

また、前述のモデルを用いて求めたモータ端位置の移動方向反転時にトルク指令を補正することで、モータに生じる摩擦が移動方向反転時に変化することに起因して生じる追従誤差を低減して象限突起を抑制することができるという効果を奏する。   In addition, by correcting the torque command when reversing the moving direction of the motor end position obtained using the above-mentioned model, the tracking error caused by the friction generated in the motor changing when reversing the moving direction is reduced, and the quadrant is reduced. There exists an effect that protrusion can be controlled.

図1は、本発明の実施の形態にかかるサーボ制御システムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a servo control system according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態にかかるサーボ制御部の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the servo control unit according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態1にかかるモデル位置演算部の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the model position calculation unit according to the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施の形態2にかかるモデル位置演算部の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a model position calculation unit according to the second embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施の形態3にかかるモデル位置演算部の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a model position calculation unit according to the third embodiment of the present invention. 図6は、本発明の実施の形態1にかかるモータと機械系の構造を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the structure of the motor and the mechanical system according to the first embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施の形態2にかかるモータ・機械系模擬部の構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the motor / mechanical system simulation unit according to the second embodiment of the present invention. 図8は、本発明の実施の形態4にかかるサーボ制御システムの構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the servo control system according to the fourth embodiment of the present invention.

以下に、本発明にかかるサーボ制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a servo control device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかるサーボ制御システムの構成を示すブロック図である。サーボ制御システムは、モータ5、機械系6、およびサーボ制御装置10を有している。また、図6は、本実施の形態1で制御の対象としているモータ5と機械系6の構造を示す図である。図6に示すように、サーボモータ51にはモータ端位置検出器52が取り付けられており、モータ端位置を検出する。モータ端位置検出器52としては、通常はロータリーエンコーダなどが用いられる。また、サーボモータ51にはボールねじ61、ナット62、テーブル63からなる機械系6が接続されている。さらに、テーブル63には、機械端位置であるテーブル63の位置を検出するための機械端位置検出器64が取り付けられている。機械端位置検出器64としては、通常はリニアスケールなどが用いられる。なお、モータ端位置検出器52において直接検出される位置はモータの回転角度であるが、この角度にモータ1回転あたりのテーブル移動距離であるボールねじリードを乗じてモータ1周の角度2π(rad)で除することで、テーブルの移動方向の長さに換算することができる。以降では、モータ端位置は、テーブル移動方向の長さに換算した値を用いることとする。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the servo control system according to the first embodiment of the present invention. The servo control system includes a motor 5, a mechanical system 6, and a servo control device 10. FIG. 6 is a diagram showing the structure of the motor 5 and the mechanical system 6 that are the objects of control in the first embodiment. As shown in FIG. 6, a motor end position detector 52 is attached to the servo motor 51 to detect the motor end position. As the motor end position detector 52, a rotary encoder or the like is usually used. The servo motor 51 is connected to a mechanical system 6 including a ball screw 61, a nut 62, and a table 63. Furthermore, a machine end position detector 64 for detecting the position of the table 63 that is the machine end position is attached to the table 63. As the machine end position detector 64, a linear scale or the like is usually used. The position directly detected by the motor end position detector 52 is the rotation angle of the motor. This angle is multiplied by a ball screw lead which is a table moving distance per one rotation of the motor, and an angle 2π (rad) (rad) ) Can be converted into the length of the table in the moving direction. Hereinafter, the motor end position uses a value converted to the length in the table moving direction.

サーボ制御装置10には、指令位置が入力されるとともに機械端位置検出器64で検出された機械端位置とモータ端位置検出器52で検出されたモータ端位置がフィードバック信号として入力され、機械端位置が指令位置に追従するようにサーボ制御が行われる。サーボ制御装置10によるサーボ制御の結果、演算されたトルク指令値にしたがってモータ5が駆動される。   The servo control device 10 receives the command position and the machine end position detected by the machine end position detector 64 and the motor end position detected by the motor end position detector 52 as feedback signals. Servo control is performed so that the position follows the command position. As a result of servo control by the servo control device 10, the motor 5 is driven in accordance with the calculated torque command value.

サーボ制御装置10の内部には、指令位置に対する機械端位置とモータ端位置の挙動を模擬し、それぞれモデル機械端位置およびモデルモータ端位置として出力するモデル位置演算部1が備えられている。モデル位置演算部1から出力されたモデルモータ端位置とモデル機械端位置の差が位置補正量演算部2へ入力され、位置補正量が出力される。位置補正量は指令位置と加算され、その和が補正後指令位置としてサーボ制御部3に入力される。サーボ制御部3では、後述するような位置制御および速度制御が行われる。一方、モデルモータ端位置はトルク補正量演算部4に入力されて、トルク補正量が出力される。サーボ制御部3の出力である補正前トルク指令とトルク補正量の和がトルク指令としてモータ5へ出力される。   The servo control device 10 includes a model position calculation unit 1 that simulates the behavior of the machine end position and the motor end position with respect to the command position and outputs the model machine end position and the model motor end position, respectively. The difference between the model motor end position and the model machine end position output from the model position calculation unit 1 is input to the position correction amount calculation unit 2, and the position correction amount is output. The position correction amount is added to the command position, and the sum is input to the servo control unit 3 as a corrected command position. The servo control unit 3 performs position control and speed control as will be described later. On the other hand, the model motor end position is input to the torque correction amount calculation unit 4 to output the torque correction amount. The sum of the pre-correction torque command and the torque correction amount, which is the output of the servo control unit 3, is output to the motor 5 as a torque command.

図2は、サーボ制御部3の構成を示すブロック図である。補正後指令位置と機械端位置の差を位置偏差として、この位置偏差が位置制御部31に入力される。位置制御部31では、比例制御などの所定の位置制御演算による位置制御処理が行われる。また、モータ端位置は微分演算部33において微分される。なお、この微分処理は離散時間系においては差分処理におきかえられる。すなわち、現在のモータ端位置と1サンプル前のモータ端位置の差を制御処理周期で除した値が、近似的な微分値として使用される。次に、位置制御部31と微分演算部33の出力との差が速度制御部32に入力される。速度制御部32では、比例・積分制御などの所定の速度制御演算による速度制御処理が行われ、補正前トルク指令が出力される。このように、位置偏差を抑制するようにフィードバック制御を行うことにより、機械端位置が指令位置に追従するように制御することができる。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the servo control unit 3. The difference between the corrected command position and the machine end position is set as a position deviation, and this position deviation is input to the position control unit 31. The position control unit 31 performs position control processing by predetermined position control calculation such as proportional control. Further, the motor end position is differentiated in the differential operation unit 33. This differentiation process is replaced with a difference process in the discrete time system. That is, a value obtained by dividing the difference between the current motor end position and the motor end position one sample before by the control processing period is used as an approximate differential value. Next, the difference between the position control unit 31 and the output of the differential calculation unit 33 is input to the speed control unit 32. The speed control unit 32 performs speed control processing by a predetermined speed control calculation such as proportional / integral control, and outputs a pre-correction torque command. In this way, by performing feedback control so as to suppress the position deviation, the machine end position can be controlled to follow the command position.

図3は、図1のモデル位置演算部1の一例として本実施の形態1において用いるモデル位置演算部11の構成を示すブロック図である。モデル位置演算部11は、前述したサーボ制御部3と同一の入力および出力をもち、内部においてはサーボ制御部3と同一の演算処理を行うサーボ制御模擬部12が備えられている。ただし、サーボ制御模擬部12では、機械端位置とモータ端位置のかわりに後述するモデル機械端位置およびモデルモータ端位置が入力として用いられるとともに、トルク指令のかわりにモデルトルク指令が出力される。サーボ制御模擬部12において演算されたモデルトルク指令はモータ模擬部13に入力され、モータ5の特性を模擬する演算によってモデルモータ端位置が出力される。さらに、モデルモータ端位置は機械系模擬部14に入力され、機械系6の特性を模擬する演算によってモデル機械端位置が出力される。   FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the model position calculation unit 11 used in the first embodiment as an example of the model position calculation unit 1 of FIG. The model position calculation unit 11 has the same input and output as the servo control unit 3 described above, and includes a servo control simulation unit 12 that performs the same calculation process as the servo control unit 3 inside. However, the servo control simulation unit 12 uses a model machine end position and a model motor end position, which will be described later, as inputs instead of the machine end position and the motor end position, and outputs a model torque command instead of the torque command. The model torque command calculated in the servo control simulation unit 12 is input to the motor simulation unit 13, and the model motor end position is output by calculation that simulates the characteristics of the motor 5. Further, the model motor end position is input to the mechanical system simulation unit 14, and the model machine end position is output by calculation that simulates the characteristics of the mechanical system 6.

モデル位置演算部11におけるモータ模擬部13および機械系模擬部14の演算は、以下のように行われる。まず、モータ模擬部13では、モデルトルク指令を機械系イナーシャで除することでモデル加速度を求める。さらに、モデル加速度を2回積分することによりモデルモータ端位置が演算される。さらに、機械系模擬部14では、ボールねじに存在するバックラッシ量の分だけシフトさせた位置をモデル機械端位置として出力する。なお、シフトする方向は、モータ端位置の移動方向とは反対の方向とする。ここで必要となる、機械系イナーシャおよびボールねじのバックラッシ量などのモータ5および機械系6の特性パラメータは、別途パラメータ入力部80からモデル位置演算部11のパラメータとしてあらかじめ設定しておいたものを用いる。これにより、機械系のバックラッシが原因で移動方向反転時に追従誤差が生じる場合に、追従誤差を低減することができる。   The calculation of the motor simulation unit 13 and the mechanical system simulation unit 14 in the model position calculation unit 11 is performed as follows. First, the motor simulation unit 13 obtains the model acceleration by dividing the model torque command by the mechanical inertia. Further, the model motor end position is calculated by integrating the model acceleration twice. Further, the mechanical system simulation unit 14 outputs the position shifted by the amount of backlash existing in the ball screw as the model machine end position. Note that the shifting direction is the direction opposite to the moving direction of the motor end position. The characteristic parameters of the motor 5 and the mechanical system 6 such as the mechanical inertia and the backlash amount of the ball screw, which are necessary here, are set in advance as parameters of the model position calculation unit 11 from the parameter input unit 80 separately. Use. As a result, the tracking error can be reduced when a tracking error occurs when the moving direction is reversed due to the backlash of the mechanical system.

位置補正量演算部2では、モデルモータ端位置とモデル機械端位置の差に対して、上記した指令位置から位置偏差までの特性をモデル化した伝達関数の特性を有するフィルタ処理を行って位置補正量を演算する。指令位置から位置偏差までの特性は、一般的にはハイパスフィルタの特性となる。また、指令位置から機械端位置までの関係をモデル化した伝達関数をG(s)とすると、指令位置から位置偏差までの伝達関数は1−G(s)で表される。ここで、sはラプラス演算子である。特に、位置制御の比例制御ゲインがKの場合、最も簡単なモデルでは、指令位置から位置偏差までの伝達関数は、s/(s+K)で表すことができる。   The position correction amount calculation unit 2 performs position correction by performing a filter process having a transfer function characteristic modeling the characteristic from the command position to the position deviation with respect to the difference between the model motor end position and the model machine end position. Calculate the quantity. The characteristic from the command position to the position deviation is generally a high-pass filter characteristic. When a transfer function that models the relationship from the command position to the machine end position is G (s), the transfer function from the command position to the position deviation is represented by 1-G (s). Here, s is a Laplace operator. In particular, when the proportional control gain of position control is K, in the simplest model, the transfer function from the command position to the position deviation can be expressed by s / (s + K).

機械端の位置をフィードバック信号として用いるフルクローズド制御系では、機械端の位置は定常的には指令位置に追従する。機械系6にバックラッシがある場合、モータ端位置と機械端位置の間にバックラッシ量と同じ大きさの偏差が存在する。したがって、同一方向に移動するような定常状態においては、モータ端位置は指令位置からバックラッシ量に相当する一定の量だけずれて追従することになる。一方、移動方向が反転すると、バックラッシにより生じる偏差の方向が反転するので、モータ端と機械端の間の偏差は急峻に変化する。この変化にフィードバック制御系がすぐに追従できないため、機械端位置には過渡的な位置の偏差である追従誤差が生じる。この追従誤差は、モータ端位置と機械端位置の偏差が指令として与えられた場合の位置偏差に相当する。したがって、モデル位置演算部1においてモータ端位置と機械端位置を推定し、その差に対して指令位置から位置偏差までの伝達関数と同じ特性をもつフィルタ演算を行うことで、補正すべき位置の偏差を推定できる。つまり、位置補正量演算部2において求めた位置補正量は補正すべき位置の偏差に相当するので、これを指令位置に加算することで移動方向反転時に生じるバックラッシに起因する追従誤差を補正することが可能となる。即ち、モータ端位置と機械端位置の間の偏差によって生じる位置偏差を計算した結果を用いて指令位置を補正することにより、バックラッシや後述するロストモーションなど、モータ端位置と機械端位置の間の偏差に起因する追従誤差を低減することができる。   In a fully closed control system using the position of the machine end as a feedback signal, the position of the machine end constantly follows the command position. When the mechanical system 6 has backlash, a deviation having the same magnitude as the backlash amount exists between the motor end position and the machine end position. Therefore, in a steady state in which the motor moves in the same direction, the motor end position follows and shifts from the command position by a certain amount corresponding to the backlash amount. On the other hand, when the moving direction is reversed, the direction of deviation caused by backlash is reversed, so that the deviation between the motor end and the machine end changes sharply. Since the feedback control system cannot immediately follow this change, a tracking error, which is a transient position deviation, occurs at the machine end position. This follow-up error corresponds to a position deviation when a deviation between the motor end position and the machine end position is given as a command. Accordingly, the model position calculation unit 1 estimates the motor end position and the machine end position, and performs a filter operation having the same characteristics as the transfer function from the command position to the position deviation on the difference, thereby determining the position to be corrected. Deviation can be estimated. In other words, the position correction amount obtained by the position correction amount calculation unit 2 corresponds to the deviation of the position to be corrected. By adding this to the command position, the tracking error caused by the backlash that occurs when the moving direction is reversed can be corrected. Is possible. That is, by correcting the command position using the result of calculating the position deviation caused by the deviation between the motor end position and the machine end position, backlash and lost motion, which will be described later, between the motor end position and the machine end position. The tracking error due to the deviation can be reduced.

トルク補正量演算部4では、モデルモータ端位置の移動方向が反転したタイミングで、モータ端位置の移動方向が反転した際に生じる摩擦トルクの変化量を推定し、それに基づいてトルク補正量を演算して出力する。トルク補正量の演算は、移動方向反転時にモータ5に生じる摩擦トルクをあらかじめモデル化しておき、そのモデルに基づいて演算される。即ち、モデルモータ端位置の移動方向反転を検出してトルク指令に加算するトルク補正量を演算する。このモデルは、例えばクーロン摩擦のように移動方向と反対方向に一定の摩擦トルクが発生するものでもよいし、特開平05−40521号公報に示すように、トルク指令に加算するかわりに速度制御部32の積分項に加算するものであってもよい。   The torque correction amount calculation unit 4 estimates the change amount of the friction torque generated when the moving direction of the motor end position is reversed at the timing when the moving direction of the model motor end position is reversed, and calculates the torque correction amount based on the estimated amount of change. And output. The calculation of the torque correction amount is performed based on a model of the friction torque generated in the motor 5 when the moving direction is reversed, in advance. That is, the torque correction amount to be added to the torque command is calculated by detecting the reversal of the moving direction of the model motor end position. This model may be one in which a constant friction torque is generated in the direction opposite to the moving direction, such as coulomb friction, for example, and as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 05-40521, a speed control unit is used instead of adding to the torque command. It may be added to 32 integral terms.

移動方向反転時には、モータ5に作用する摩擦力の方向が反転する。この摩擦力の方向反転が制御系に外乱として作用し、過渡的な位置の追従誤差を発生させる。そこで、トルク補正量演算部4においてこのモータ5に作用する摩擦力の変化を推定してトルク指令に補正を行うことで、移動方向反転時の摩擦力変化に起因する追従誤差を補正することが可能となる。このようにしてトルク指令を演算することにより、サーボ制御装置10により機械端位置が指令位置に追従するような制御がなされる。即ち、モータ端位置と機械端位置の差の影響によって生じる位置偏差をモデルを用いて求め、その計算結果を用いて位置指令を補正することにより、バックラッシなど、モータ端位置と機械端位置の間の偏差に起因する追従誤差を低減し、特に円弧指令時の象限突起を抑制することができる。また、前述のモデルを用いて求めたモータ端位置の移動方向反転時にトルク指令を補正することで、モータに生じる摩擦が移動方向反転時に変化することに起因して生じる追従誤差を低減して象限突起を抑制することができる。   When the moving direction is reversed, the direction of the frictional force acting on the motor 5 is reversed. This reversal of the direction of the frictional force acts as a disturbance on the control system and generates a transient position tracking error. Accordingly, the torque correction amount calculation unit 4 estimates the change in the friction force acting on the motor 5 and corrects the torque command to correct the tracking error caused by the change in the friction force when the moving direction is reversed. It becomes possible. By calculating the torque command in this way, the servo control device 10 performs control such that the machine end position follows the command position. In other words, the position deviation caused by the difference between the motor end position and the machine end position is obtained using a model, and the position command is corrected using the calculation result, so that the position between the motor end position and the machine end position, such as backlash, can be corrected. The tracking error caused by the deviation can be reduced, and in particular, the quadrant projection at the time of the arc command can be suppressed. In addition, by correcting the torque command when reversing the moving direction of the motor end position obtained using the above-mentioned model, the tracking error caused by the friction generated in the motor changing when reversing the moving direction is reduced, and the quadrant is reduced. Protrusions can be suppressed.

以上のように、実施の形態1によれば、モデル位置演算部1および位置補正量演算部2を備えることにより、機械系のバックラッシに起因する移動方向反転時の追従誤差を低減することができる。また、モデル位置演算部1の出力を利用してさらにトルク補正量演算部4を設けることにより、モータの移動方向反転の際に発生するモータ摩擦トルク変化に起因する追従誤差を低減することができる。   As described above, according to the first embodiment, by including the model position calculation unit 1 and the position correction amount calculation unit 2, it is possible to reduce the tracking error at the time of reversing the movement direction due to the backlash of the mechanical system. . Further, by providing the torque correction amount calculation unit 4 using the output of the model position calculation unit 1, it is possible to reduce the follow-up error caused by the motor friction torque change that occurs when the moving direction of the motor is reversed. .

実施の形態2.
実施の形態2にかかるサーボ制御システムの構成は、実施の形態1の図1に示したものと概ね同一の構成であるが、モデル位置演算部1の構成が異なる。図4は、モデル位置演算部1の一例として本実施の形態2において用いるモデル位置演算部15の構成を示すブロック図である。実施の形態1のモデル位置演算部11と異なる点は、モータ模擬部13および機械系模擬部14のかわりに、モータ・機械系模擬部16を設けた点である。
Embodiment 2. FIG.
The configuration of the servo control system according to the second embodiment is substantially the same as that shown in FIG. 1 of the first embodiment, but the configuration of the model position calculation unit 1 is different. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the model position calculation unit 15 used in the second embodiment as an example of the model position calculation unit 1. The difference from the model position calculation unit 11 of the first embodiment is that a motor / mechanical system simulation unit 16 is provided instead of the motor simulation unit 13 and the mechanical system simulation unit 14.

本実施の形態2では、機械系6にはバックラッシは存在せず、そのかわりに弾性変形によるロストモーションが生じる場合を想定している。すなわち、リニアガイドなどの機械の負荷側に生じる摩擦によって、ボールねじなどの機械系6の部材に弾性変形が生じ、モータ端位置と機械端位置の間に偏差が生じる。この偏差は機械の移動方向が同じ場合には変化しないが、機械の移動方向が反転すると負荷側に生じる摩擦の符号が反転し、弾性変形により生じる偏差の方向も反転するので、実施の形態1と同様に過渡的に追従誤差が生じる。   In the second embodiment, it is assumed that there is no backlash in the mechanical system 6 and a lost motion due to elastic deformation occurs instead. That is, friction generated on the load side of the machine such as a linear guide causes elastic deformation of a member of the mechanical system 6 such as a ball screw, and a deviation occurs between the motor end position and the machine end position. This deviation does not change when the moving direction of the machine is the same. However, when the moving direction of the machine is reversed, the sign of the friction generated on the load side is reversed and the direction of the deviation caused by elastic deformation is also reversed. A tracking error occurs transiently in the same way as.

図7は、モータ・機械系模擬部16の構成を示すブロック図であり、負荷側に生じる摩擦と弾性変形が原因で生じるロストモーションをモデル化したものである。モータ・機械系模擬部16の動作は次のとおりである。モデルトルク指令と後述するバネ・ダンパモデル73からの弾性変形トルクの差に対し、乗算器70でモータイナーシャJMの逆数を乗算し、積分器71に入力してモデルモータ端速度を演算する。また、弾性変形トルクと別途設定する所定の負荷側摩擦トルクとの差に対して乗算器74で負荷イナーシャJLの逆数を乗算し、積分器75に入力してモデル機械端速度を演算する。モデル機械端速度とモデルモータ端速度の差をバネ・ダンパモデル73に入力する。バネ・ダンパモデル73は、入力信号を積分してバネ定数Kをかけたものと、入力信号に粘性係数Cをかけたものを加算することにより弾性変形トルクを求める。モデルモータ端速度を積分器72で積分してモデルモータ端位置を求める。モデル機械端速度を積分器76で積分してモデル機械端位置を求める。   FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the motor / mechanical system simulation unit 16, which models lost motion caused by friction and elastic deformation occurring on the load side. The operation of the motor / mechanical system simulation unit 16 is as follows. The difference between the model torque command and the elastic deformation torque from the spring / damper model 73 described later is multiplied by the reciprocal of the motor inertia JM by the multiplier 70 and input to the integrator 71 to calculate the model motor end speed. Also, the difference between the elastic deformation torque and a predetermined load side frictional torque set separately is multiplied by the inverse of the load inertia JL by the multiplier 74 and input to the integrator 75 to calculate the model machine end speed. The difference between the model machine end speed and the model motor end speed is input to the spring / damper model 73. The spring / damper model 73 obtains the elastic deformation torque by adding the input signal multiplied by the spring constant K and the input signal multiplied by the viscosity coefficient C. The model motor end speed is integrated by the integrator 72 to obtain the model motor end position. The model machine end speed is integrated by the integrator 76 to obtain the model machine end position.

負荷側摩擦トルクは、リニアガイドなどの機械の負荷側に生じる摩擦を模擬した信号であり、モデル機械端位置の移動方向に応じて正負の符号が反転する。   The load-side friction torque is a signal that simulates friction generated on the load side of a machine such as a linear guide, and the sign of positive and negative is inverted according to the moving direction of the model machine end position.

これらの演算において必要となる、モータイナーシャJM、負荷イナーシャJL、バネ定数K、粘性係数C、負荷側に生じる摩擦の大きさを示す負荷側摩擦トルクなどのモータ5および機械系6の特性パラメータは、別途パラメータ入力部80からモデル位置演算部15のパラメータとしてあらかじめ設定しておいたものを用いる。実施の形態1でも同様であったが、パラメータ入力部80により機械系のバックラッシ・弾性変形・イナーシャ・摩擦といった様々な特性を入力可能とすることで、多様な特性の機械系6に対して効果的に追従誤差を低減することができる。   The characteristic parameters of the motor 5 and the mechanical system 6 such as the motor inertia JM, the load inertia JL, the spring constant K, the viscosity coefficient C, and the load side friction torque indicating the magnitude of the friction generated on the load side, which are necessary in these calculations, are Separately, parameters previously set as parameters of the model position calculation unit 15 from the parameter input unit 80 are used. As in the first embodiment, the parameter input unit 80 can input various characteristics such as backlash, elastic deformation, inertia, and friction of the mechanical system, which is effective for the mechanical system 6 having various characteristics. Tracking error can be reduced.

以上のように、実施の形態2にかかるサーボ制御装置10は、上述したようなモデル位置演算部15を備えた上で、さらに位置補正量演算部2に機械系6のロストモーションのモデルを内蔵させる。これにより、機械系6の弾性変形によるロストモーションが原因で移動方向反転時に追従誤差が生じる場合に、追従誤差を低減することができる。また、モデル位置演算部15の出力を利用してさらにトルク補正量演算部4を設けることにより、モータの移動方向反転の際に発生するモータの摩擦トルク変化に起因する追従誤差を低減することができる。即ち、モータ端位置と機械端位置の差の影響によって生じる位置偏差をモデルを用いて求め、その計算結果を用いて位置指令を補正することにより、ロストモーションなど、モータ端位置と機械端位置の間の偏差に起因する追従誤差を低減し、特に円弧指令時の象限突起を抑制することができる。また、前述のモデルを用いて求めたモータ端位置の移動方向反転時にトルク指令を補正することで、モータに生じる摩擦が移動方向反転時に変化することに起因して生じる追従誤差を低減して象限突起を抑制することができる。   As described above, the servo control device 10 according to the second embodiment includes the model position calculation unit 15 as described above, and further incorporates a lost motion model of the mechanical system 6 in the position correction amount calculation unit 2. Let As a result, the tracking error can be reduced when a tracking error occurs when the moving direction is reversed due to the lost motion due to the elastic deformation of the mechanical system 6. Further, by providing the torque correction amount calculation unit 4 by using the output of the model position calculation unit 15, it is possible to reduce the follow-up error caused by the change in the friction torque of the motor that occurs when the moving direction of the motor is reversed. it can. In other words, the position deviation caused by the difference between the motor end position and the machine end position is obtained using a model, and the position command is corrected using the calculation result. It is possible to reduce the tracking error caused by the deviation between them, and particularly to suppress the quadrant projection at the time of the circular arc command. In addition, by correcting the torque command when reversing the moving direction of the motor end position obtained using the above-mentioned model, the tracking error caused by the friction generated in the motor changing when reversing the moving direction is reduced, and the quadrant is reduced. Protrusions can be suppressed.

なお、モータ・機械系模擬部16は、上述したように図7に示すブロック演算処理を行う代わりに、入出力関係がこれと等価なフィルタを設計して適用することにより実現することもできる。フィルタとして実装することで、演算処理の効率化を図ることが可能となる。   The motor / mechanical system simulation unit 16 can also be realized by designing and applying a filter having an input / output relationship equivalent to this instead of performing the block arithmetic processing shown in FIG. 7 as described above. By implementing it as a filter, it is possible to improve the efficiency of arithmetic processing.

実施の形態3.
実施の形態3にかかるサーボ制御システムの構成は、実施の形態1の図1に示したものと概ね同一の構成であるが、モデル位置演算部1の構成が異なる。図5は、モデル位置演算部1の一例として本実施の形態3において用いるモデル位置演算部21の構成を示すブロック図である。実施の形態1のモデル位置演算部11と異なる点は、サーボ制御模擬部12、モータ模擬部13、機械系模擬部14のかわりに、指令位置を入力してモデル機械端位置を演算する機械端応答模擬部22と、モデル機械端位置を入力してモデルモータ端位置を演算するモータ端位置推定部23を設けた点である。
Embodiment 3 FIG.
The configuration of the servo control system according to the third embodiment is substantially the same as that shown in FIG. 1 of the first embodiment, but the configuration of the model position calculation unit 1 is different. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a model position calculation unit 21 used in the third embodiment as an example of the model position calculation unit 1. The difference from the model position calculation unit 11 of the first embodiment is that a machine end that calculates a model machine end position by inputting a command position instead of the servo control simulation unit 12, the motor simulation unit 13, and the mechanical system simulation unit 14. A response simulation unit 22 and a motor end position estimation unit 23 that inputs a model machine end position and calculates a model motor end position are provided.

機械端応答模擬部22は、機械端の定常的な応答をフィルタを用いて模擬する。一般に、機械端応答模擬部22の応答特性はローパスフィルタの特性となる。例えば、位置制御系を比例制御とした場合には一次遅れ系で模擬することができ、位置制御のゲインをKpとした場合には、最も簡単な構成としては、機械端応答模擬部22のフィルタは伝達関数Kp/(s+Kp)の特性をもつフィルタとなる。   The machine end response simulation unit 22 simulates a steady response at the machine end using a filter. In general, the response characteristic of the machine end response simulation unit 22 is a low-pass filter characteristic. For example, when the position control system is proportional control, it can be simulated by a first-order lag system. When the position control gain is Kp, the simplest configuration is the filter of the machine end response simulator 22. Becomes a filter having the characteristic of the transfer function Kp / (s + Kp).

モータ端位置推定部23は、モータ端位置と機械端位置の偏差を簡単なモデルで表したものである。モータ端位置と機械端位置の間の関係をモデル化して、モデル機械端位置からモデルモータ端位置を演算する。具体的には、バックラッシやロストモーションが生じるような機械系6を想定して、モデル機械端位置に対して、機械端位置の移動方向と反対の方向に所定の量だけ移動させた点をモデルモータ端位置として出力する。   The motor end position estimation unit 23 represents a deviation between the motor end position and the machine end position by a simple model. The relationship between the motor end position and the machine end position is modeled, and the model motor end position is calculated from the model machine end position. Specifically, assuming a mechanical system 6 in which backlash or lost motion occurs, the model is a point moved by a predetermined amount in the direction opposite to the moving direction of the machine end position with respect to the model machine end position. Output as motor end position.

このようにモデル位置演算部21を構成することで、より簡単な演算でモデル機械端位置およびモデルモータ端位置を簡易に求めることが可能となり、モデル位置演算部の構成を簡素化することができる。   By configuring the model position calculation unit 21 in this manner, the model machine end position and the model motor end position can be easily obtained by simpler calculation, and the configuration of the model position calculation unit can be simplified. .

実施の形態4.
図8は、本発明の実施の形態4にかかるサーボ制御システムの構成を示すブロック図である。実施の形態4にかかるサーボ制御システムの構成は、実施の形態1の図1に示したものと概ね同一の構成であるが、位置補正量演算部2の構成が異なる。実施の形態4では、モデル機械端位置の移動方向すなわち速度の符号を監視し、モデル機械端位置の移動方向に変化があったタイミングにおける機械端位置とモータ端位置の差をとりこみ、以降モデル機械端位置の移動方向が変化するまでの間、同じ値にホールドされる基準信号を生成する。生成した基準信号に対して、実施の形態1で用いたもと同じフィルタ(上記した指令位置から位置偏差までの特性をモデル化した伝達関数の特性を有するフィルタ)の処理を行って位置補正量を演算する。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the servo control system according to the fourth embodiment of the present invention. The configuration of the servo control system according to the fourth embodiment is substantially the same as that shown in FIG. 1 of the first embodiment, but the configuration of the position correction amount calculation unit 2 is different. In the fourth embodiment, the moving direction of the model machine end position, that is, the sign of the speed is monitored, and the difference between the machine end position and the motor end position at the timing when the moving direction of the model machine end position is changed is taken. A reference signal held at the same value is generated until the movement direction of the end position changes. The position correction amount is calculated by processing the same reference filter (filter having a transfer function characteristic modeling the characteristic from the command position to the position deviation) used in the first embodiment for the generated reference signal. To do.

このように、位置補正量演算部2を構成することにより、方向反転時の実際の機械端とモータ端の差に応じた正確な位置補正量を演算することが可能となり、ロストモーションなど、モータ端位置と機械端位置の間の偏差に起因する追従誤差を低減し、移動方向反転時の追従誤差を抑制することができる。   Thus, by configuring the position correction amount calculation unit 2, it becomes possible to calculate an accurate position correction amount according to the difference between the actual machine end and the motor end at the time of direction reversal. It is possible to reduce the tracking error caused by the deviation between the end position and the machine end position, and to suppress the tracking error when the moving direction is reversed.

なお、以上説明した各実施の形態においては、テーブル63が移動する場合について説明したが、工具やその他の加工ヘッドなど、他の機械要素が移動する場合であってもよい。   In each of the embodiments described above, the case where the table 63 moves has been described. However, another machine element such as a tool or other processing head may move.

また、以上説明した各実施の形態において、トルク指令のかわりに電流指令を用いてもよい。その場合、電流指令にトルク定数を乗じるとイナーシャに換算できる。さらに、トルク指令のかわりに推力指令を用いてもよい。その場合は、イナーシャを質量に置き換えて考えればよい。   In each embodiment described above, a current command may be used instead of the torque command. In this case, the current command can be converted to inertia by multiplying it by a torque constant. Further, a thrust command may be used instead of the torque command. In that case, the inertia may be replaced with mass.

さらに、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、上記実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent requirements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the above embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and is described in the column of the effect of the invention. In the case where a certain effect can be obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention. Furthermore, the constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

以上のように、本発明にかかるサーボ制御装置は、モータ端位置と機械端位置の間の偏差に起因する追従誤差を低減することが可能であり、特に、モータに生じる摩擦が移動方向反転時に変化することに起因して生じる追従誤差を低減することに適している。   As described above, the servo control device according to the present invention can reduce the follow-up error due to the deviation between the motor end position and the machine end position. This is suitable for reducing the tracking error caused by the change.

1,11,15,21 モデル位置演算部
2 位置補正量演算部
3 サーボ制御部
4 トルク補正量演算部
5 モータ
6 機械系
10 サーボ制御装置
12 サーボ制御模擬部
13 モータ模擬部
14 機械系模擬部
16 モータ・機械系模擬部
22 機械端応答模擬部
23 モータ端位置推定部
31 位置制御部
32 速度制御部
33 微分演算部
51 サーボモータ
52 モータ端位置検出器
61 ボールねじ
62 ナット
63 テーブル
64 機械端位置検出器
70,74 乗算器
71,72,75,76 積分器
73 バネ・ダンパモデル
80 パラメータ入力部
1, 11, 15, 21 Model position calculation unit 2 Position correction amount calculation unit 3 Servo control unit 4 Torque correction amount calculation unit 5 Motor 6 Mechanical system 10 Servo control device 12 Servo control simulation unit 13 Motor simulation unit 14 Mechanical system simulation unit 16 Motor / mechanical system simulation unit 22 Machine end response simulation unit 23 Motor end position estimation unit 31 Position control unit 32 Speed control unit 33 Differential operation unit 51 Servo motor 52 Motor end position detector 61 Ball screw 62 Nut 63 Table 64 Machine end Position detector 70, 74 Multiplier 71, 72, 75, 76 Integrator 73 Spring damper model 80 Parameter input section

Claims (9)

指令位置に基づいて演算したトルク指令により機械系が接続されたモータを駆動するサーボ制御装置であって、
前記指令位置に対する前記機械系の機械端位置の応答を模擬したモデル機械端位置と、前記指令位置に対する前記モータのモータ端位置の応答を模擬したモデルモータ端位置を演算するモデル位置演算部と、
前記モデル機械端位置と前記モデルモータ端位置との差に基づいて、前記指令位置に対する補正量である位置補正量を演算する位置補正量演算部と、
前記モデルモータ端位置に基づいてトルク補正量を演算するトルク補正量演算部と、
前記指令位置に前記位置補正量を加算して得られる補正後指令位置、前記機械端位置、および前記トルク補正量に基づいて、前記機械端位置が前記指令位置に追従するように前記トルク指令を演算するサーボ制御部と、
を備える
ことを特徴とするサーボ制御装置。
A servo control device that drives a motor to which a mechanical system is connected by a torque command calculated based on a command position,
A model machine end position that simulates a response of the machine end position of the mechanical system to the command position; and a model position calculation unit that calculates a model motor end position that simulates a response of the motor end position of the motor to the command position;
A position correction amount calculation unit that calculates a position correction amount that is a correction amount for the command position based on a difference between the model machine end position and the model motor end position;
A torque correction amount calculation unit for calculating a torque correction amount based on the model motor end position;
Based on the corrected command position obtained by adding the position correction amount to the command position, the machine end position, and the torque correction amount, the torque command is set so that the machine end position follows the command position. Servo control unit to calculate,
A servo control device comprising:
指令位置に基づいて演算したトルク指令により機械系が接続されたモータを駆動するサーボ制御装置であって、
前記指令位置に対する前記機械系の機械端位置の応答を模擬したモデル機械端位置と、前記指令位置に対する前記モータのモータ端位置の応答を模擬したモデルモータ端位置を演算するモデル位置演算部と、
前記モデル機械端位置と、前記機械端位置と前記モータ端位置との差に基づいて、前記指令位置に対する補正量である位置補正量を演算する位置補正量演算部と、
前記モデルモータ端位置に基づいてトルク補正量を演算するトルク補正量演算部と、
前記指令位置に前記位置補正量を加算して得られる補正後指令位置、前記機械端位置、および前記トルク補正量に基づいて、前記機械端位置が前記指令位置に追従するように前記トルク指令を演算するサーボ制御部と、
を備える
ことを特徴とするサーボ制御装置。
A servo control device that drives a motor to which a mechanical system is connected by a torque command calculated based on a command position,
A model machine end position that simulates a response of the machine end position of the mechanical system to the command position; and a model position calculation unit that calculates a model motor end position that simulates a response of the motor end position of the motor to the command position;
A position correction amount calculation unit that calculates a position correction amount that is a correction amount with respect to the command position based on the model machine end position and a difference between the machine end position and the motor end position;
A torque correction amount calculation unit for calculating a torque correction amount based on the model motor end position;
Based on the corrected command position obtained by adding the position correction amount to the command position, the machine end position, and the torque correction amount, the torque command is set so that the machine end position follows the command position. Servo control unit to calculate,
A servo control device comprising:
前記位置補正量演算部は、
前記モデル機械端位置と前記モデルモータ端位置との差に対して、前記指令位置から前記補正後指令位置と前記機械端位置の差である位置偏差までの特性をモデル化した伝達関数の特性を有するフィルタ処理を行うことにより前記位置補正量を演算する
ことを特徴とする請求項1に記載のサーボ制御装置。
The position correction amount calculator is
Transfer function characteristics modeling the characteristics from the command position to the position deviation that is the difference between the corrected command position and the machine end position with respect to the difference between the model machine end position and the model motor end position. The servo control device according to claim 1, wherein the position correction amount is calculated by performing a filtering process.
前記位置補正量演算部は、
前記モデル機械端位置の移動方向が反転したタイミングにおける前記機械端位置と前記モータ端位置の差に等しい値をホールドすることにより生成される基準信号に、前記指令位置から前記補正後指令位置と前記機械端位置の差である位置偏差までの特性をモデル化した伝達関数の特性を有するフィルタ処理を行うことにより前記位置補正量を演算する
ことを特徴とする請求項2に記載のサーボ制御装置。
The position correction amount calculator is
A reference signal generated by holding a value equal to a difference between the machine end position and the motor end position at the timing when the moving direction of the model machine end position is reversed is changed from the command position to the corrected command position and the The servo control device according to claim 2, wherein the position correction amount is calculated by performing a filter process having a transfer function characteristic that models a characteristic up to a position deviation that is a difference in machine end position.
前記モデル位置演算部は、
前記サーボ制御部が、前記補正後指令位置、前記機械端位置、および前記モータ端位置に実行するのと同一の演算を、前記指令位置、前記モデル機械端位置、および前記モデルモータ端位置にそれぞれ実行することによりモデルトルク指令を演算するサーボ制御模擬部と、
前記モデルトルク指令に対する前記モータ端位置の応答を模擬した前記モデルモータ端位置を演算するモータ模擬部と、
前記モデルモータ端位置に対する前記機械端位置の応答を模擬した前記モデル機械端位置を演算する機械系模擬部と、
を備える
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のサーボ制御装置。
The model position calculator is
The same calculation that the servo control unit executes for the corrected command position, the machine end position, and the motor end position is performed on the command position, the model machine end position, and the model motor end position, respectively. A servo control simulator that calculates a model torque command by executing;
A motor simulation unit that calculates the model motor end position simulating a response of the motor end position to the model torque command;
A mechanical system simulation unit that calculates the model machine end position simulating a response of the machine end position to the model motor end position;
The servo control device according to claim 1, comprising:
前記モデル位置演算部は、
前記サーボ制御部が、前記補正後指令位置、前記機械端位置、および前記モータ端位置に実行するのと同一の演算を、前記指令位置、前記モデル機械端位置、および前記モデルモータ端位置にそれぞれ実行することによりモデルトルク指令を演算するサーボ制御模擬部と、
前記モデルトルク指令に対する前記モータ端位置および前記機械端位置の応答をそれぞれ模擬した前記モデルモータ端位置および前記モデル機械端位置を演算するモータ・機械系模擬部と、
を備える
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のサーボ制御装置。
The model position calculator is
The same calculation that the servo control unit executes for the corrected command position, the machine end position, and the motor end position is performed on the command position, the model machine end position, and the model motor end position, respectively. A servo control simulator that calculates a model torque command by executing;
A motor / mechanical system simulating unit for calculating the model motor end position and the model machine end position simulating the response of the motor end position and the machine end position to the model torque command, respectively;
The servo control device according to claim 1, comprising:
前記モデル位置演算部は、
前記指令位置に対する前記機械端位置の応答を模擬した前記モデル機械端位置を演算する機械端応答模擬部と、
前記モータ端位置と前記機械端位置との関係に基づいて、前記モデル機械端位置から前記モデルモータ端位置を演算するモータ端位置推定部と、
を備える
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のサーボ制御装置。
The model position calculator is
A machine end response simulator for calculating the model machine end position simulating the response of the machine end position to the command position;
A motor end position estimating unit that calculates the model motor end position from the model machine end position based on the relationship between the motor end position and the machine end position;
The servo control device according to claim 1, comprising:
前記トルク補正量演算部は、前記モデルモータ端位置の移動方向が反転したタイミングで、前記モータ端位置の移動方向が反転した際に生じる摩擦トルクの変化量を推定し、それに基づいて前記トルク補正量を演算する
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のサーボ制御装置。
The torque correction amount calculation unit estimates the amount of change in friction torque that occurs when the moving direction of the motor end position is reversed at the timing when the moving direction of the model motor end position is reversed, and the torque correction is based on the estimated amount of change. The servo control device according to claim 1, wherein an amount is calculated.
前記モデル位置演算部は、
前記モデル位置演算部における演算で用いる前記モータおよび前記機械系の特性パラメータが設定されたパラメータ入力部を備える
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のサーボ制御装置。
The model position calculator is
The servo control device according to any one of claims 1 to 8, further comprising a parameter input unit in which characteristic parameters of the motor and the mechanical system used in calculation in the model position calculation unit are set.
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