JP6551199B2 - 制御装置、制御方法、制御プログラム - Google Patents
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Description
一般に、X軸用サーボドライバ、Y軸用サーボドライバおよびZ軸用サーボドライバへの指令は同期しているが、指令を受けてから対応するサーボモータが応答するまでの時間(応答遅れ時間)は軸間でばらついている。
前記の手法によって軸間の応答タイミングは揃うが、各軸の応答遅れ自体は存在する。このため、図5のように、X軸用のサーボドライバへの速度指令が小⇒大となり、Y軸用のサーボドライバへの速度指令が大⇒小となる場合、X軸の位置偏差(指令位置とフィードバック位置の差)が時間的に増加する一方、Y軸の位置偏差(指令位置とフィードバック位置の差)は時間的に減少し、図5に示されるように目標軌跡に対して内回りの軌跡をたどることがある。
本実施形態にかかる制御装置は、図8のような機能モジュールをもつプロセッサを備える。プロセッサが備える機能モジュールは、予測同期計算部、指令位置生成部、X軸位置補正部、Y軸位置補正部、Z軸位置補正部、X軸指令部、Y軸指令部、およびZ軸指令部である。
図8のX軸補正部や図10のステップS7では、応答遅れ時間の軸間差に関する補正が下記式Axの第1項によって実現され、および加速度変化時の位置偏差に関する補正が下記式Axの第2項によって実現可能である。
X(t):目標位置(目標軌跡)
Xcp(t):サーボドライバSDxに与える指令位置
Rx:X軸の応答遅れ時間(逆数がその位置ループゲイン)
Ax:X軸の加速度(予測加速度)
td:通信遅れ時間(軸間で共通)
Rs:基準応答遅れ時間(Rx、Ry、Rzの最大値)
この式1によって、式2の効果を得ることができる。
Xpp(t)=X(t−(Rs+td))≒Xap(t)・・・式2
Xpp(t):予測位置
Xap(t):Xcp(t)を与えたときの実位置(フィードバック位置)
ここでは、式1第2項の加速度Axとして、(d2x/dt2)(t−(Rs−Rx))で求められる結果に、位置ループゲインの逆数Rxを一次遅れ時定数とする一次遅れ演算を行い、さらに、1/(2π×速度ループゲイン)を一次遅れ時定数とする一次遅れ演算を行った結果を加速度Axとして使用する。
Y(t):目標位置(目標軌跡)
Ycp(t):サーボドライバSDyに与える指令位置
Ry:Y軸の応答遅れ時間(逆数がその位置ループゲイン)
Ay:Y軸の加速度(予測加速度)
td:通信遅れ時間(軸間で共通)
Rs:基準応答遅れ時間(Rx、Ry、Rzの最大値)
この式3によって、式4の効果を得ることができる。
Ypp(t)=Y(t−(Rs+td))≒Yap(t)・・・式4
Ypp(t):予測位置
Yap(t):Ycp(t)を与えたときの実位置(フィードバック位置)
ここでは、式3第2項の加速度Ayとして、(d2y/dt2)(t−(Rs−Ry))で求められる結果に、位置ループゲインの逆数Ryを一次遅れ時定数とする一次遅れ演算を行い、さらに、1/(2π×速度ループゲイン)を一次遅れ時定数とする一次遅れ演算を行った結果を加速度Ayとして使用する。
Z(t):目標位置(目標軌跡)
Zcp(t):サーボドライバSDzに与える指令位置
Rz:Z軸の応答遅れ時間(逆数がその位置ループゲイン)
Az:Z軸の加速度(予測加速度)
td:通信遅れ時間(軸間で共通)
Rs:基準応答遅れ時間(Rx、Ry、Rzの最大値)
この式5によって、式6の効果を得ることができる。
Zpp(t)=Z(t−(Rs+td))≒Zap(t)・・・式6
Zpp(t):予測位置
Zap(t):Zcp(t)を与えたときの実位置(フィードバック位置)
ここでは、式5第2項の加速度Azとして、(d2z/dt2)(t−(Rs−Rz))で求められる結果に、位置ループゲインの逆数Rzを一次遅れ時定数とする一次遅れ演算を行い、さらに、1/(2π×速度ループゲイン)を一次遅れ時定数とする一次遅れ演算を行った結果を加速度Azとして使用する。
制御装置の各機能モジュールは、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよいし、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよい。
SDy サーボドライバ(Y軸)
SDz サーボドライバ(Z軸)
SMx サーボモータ(X軸)
SMy サーボモータ(Y軸)
SMz サーボモータ(Z軸)
Rx 応答遅れ時間(X軸)
Ry 応答遅れ時間(Y軸)
Rz 応答遅れ時間(Z軸)
Claims (6)
- 複数のサーボモータに対応する複数のサーボドライバに目標軌跡に基づいた位置指令を行う制御装置であって、
前記複数のサーボモータのうち応答遅れ時間が最大である基準サーボモータに対応するサーボドライバを基準サーボドライバとして、他のサーボドライバへの指令タイミングを、前記基準サーボドライバへの指令タイミングよりも、前記基準サーボモータの応答遅れ時間と前記他のサーボドライバに対応するサーボモータの応答遅れ時間との差だけ遅らせるとともに、
各サーボドライバから位置ループゲインを取得し、各サーボモータの前記応答遅れ時間を、取得した前記位置ループゲインの逆数によって算出することを特徴とする制御装置。 - 複数のサーボモータに対応する複数のサーボドライバに目標軌跡に基づいた位置指令を行う制御装置であって、
前記複数のサーボモータのうち応答遅れ時間が最大である基準サーボモータに対応するサーボドライバを基準サーボドライバとして、他のサーボドライバへの指令タイミングを、前記基準サーボドライバへの指令タイミングよりも、前記基準サーボモータの応答遅れ時間と前記他のサーボドライバに対応するサーボモータの応答遅れ時間との差だけ遅らせるとともに、
各サーボモータの加速度変化時に、各サーボモータの応答遅れ時間の2乗と加速度との積に比例する量の補正が加わるように位置指令を行い、さらに、
各サーボドライバから位置ループゲインを取得し、各サーボモータの前記応答遅れ時間を、取得した前記位置ループゲインの逆数によって算出することを特徴とする制御装置。 - 複数のサーボモータに対応する複数のサーボドライバに目標軌跡に基づいた位置指令を行い、前記複数のサーボモータを応答させる制御方法であって、
各サーボモータの応答遅れ時間を得る第1ステップと、
応答遅れ時間を比較する第2ステップと、
前記複数のサーボモータのうち応答遅れ時間が最大である基準サーボモータに対応するサーボドライバを基準サーボドライバとして、他のサーボドライバへの位置指令を、前記基準サーボドライバへの位置指令よりも、前記基準サーボモータの応答遅れ時間と前記他のサーボドライバに対応するサーボモータの応答遅れ時間との差だけ遅らせて行う第3ステップと、を含み、
前記第1ステップにおいて、各サーボドライバから位置ループゲインを取得し、各サーボモータの前記応答遅れ時間を、取得した前記位置ループゲインの逆数によって算出することを特徴とする制御方法。 - 複数のサーボモータに対応する複数のサーボドライバに目標軌跡に基づいた位置指令を行い、前記複数のサーボモータを応答させる制御方法であって、
各サーボモータの応答遅れ時間を得る第1ステップと、
応答遅れ時間を比較する第2ステップと、
前記複数のサーボモータのうち応答遅れ時間が最大である基準サーボモータに対応するサーボドライバを基準サーボドライバとして、他のサーボドライバへの位置指令を、前記基準サーボドライバへの位置指令よりも、前記基準サーボモータの応答遅れ時間と前記他のサーボドライバに対応するサーボモータの応答遅れ時間との差だけ遅らせて行う第3ステップとを含み、
各サーボモータの加速度変化時に、各サーボモータの応答遅れ時間の2乗と加速度との積に比例する量の補正が加わるように位置指令を行い、さらに、
前記第1ステップにおいて、各サーボドライバから位置ループゲインを取得し、各サーボモータの前記応答遅れ時間を、取得した前記位置ループゲインの逆数によって算出することを特徴とする制御方法。 - 請求項3または4に記載の第1〜第3ステップをプロセッサに実行させることを特徴とする制御プログラム。
- 請求項5記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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