JP6844158B2 - Control device and control program - Google Patents

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    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors

Description

本技術は、アクチュエータを制御する制御装置および制御プログラムに関する。 The present technology relates to a control device and a control program for controlling an actuator.

従来より、荷重を与えるアクチュエータに関する制御装置および制御方法が提案されている。このような荷重を与えるアクチュエータの一応用例として、部品を基板上に配置するような処理を行うボンディング装置などがある。このようなボンディング装置においては、部品を基板上に配置する際に、部品または基板を破損しないように、低荷重で部品を押し当てたいといったニーズがある。 Conventionally, control devices and control methods for actuators that apply a load have been proposed. As an application example of an actuator that applies such a load, there is a bonding device that performs a process of arranging parts on a substrate. In such a bonding apparatus, when arranging a component on a substrate, there is a need to press the component with a low load so as not to damage the component or the substrate.

このようなボンディング動作においては、高速かつ高精度な位置制御が要求されるため、一般的には、ボールねじを用いた移動機構が採用される。このようなボールねじを用いた移動機構では、ボールねじの回転によって生じる摩擦が相対的に大きいので、その摩擦の大きさに比較して小さな範囲の調整が難しい。つまり、ボールねじの駆動に必要なトルクに比較して、より小さい制御範囲でトルクを調整することは精度上の制約があり、低荷重での押し当て制御を実現することは容易ではない。 In such a bonding operation, high-speed and highly accurate position control is required, and therefore, a moving mechanism using a ball screw is generally adopted. In such a moving mechanism using a ball screw, since the friction generated by the rotation of the ball screw is relatively large, it is difficult to adjust a small range compared to the magnitude of the friction. That is, adjusting the torque in a smaller control range than the torque required to drive the ball screw has accuracy restrictions, and it is not easy to realize pressing control with a low load.

そこで、低荷重での押し当て制御を実現するために、以下のような先行技術が提案されている。 Therefore, the following prior arts have been proposed in order to realize pressing control with a low load.

特開2011−096840号公報(特許文献1)は、非常に薄い半導体チップなどの電子部品を割れが生じることのない低荷重で実装することができるようにした電子部品の実装装置などを開示する。また、特開2013−157529号公報(特許文献2)は、軽荷重から高荷重まで接着荷重が得られる、または高速に実装できるダイボンダなどを開示する。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-096840 (Patent Document 1) discloses an electronic component mounting device capable of mounting an electronic component such as a very thin semiconductor chip with a low load that does not cause cracking. .. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-157529 (Patent Document 2) discloses a die bonder or the like that can obtain an adhesive load from a light load to a high load or can be mounted at high speed.

特開2011−096840号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-096840 特開2013−157529号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-157529

しかしながら、上述の先行技術では、以下のような課題が存在する。特開2011−096840号公報(特許文献1)においては、流体など圧力を用いる構成が提案されている。押し当て時のみを考慮すればこのような構成で十分であるが、移動量が大きな装置構成を考えた場合、高速かつ高精度な位置制御を実現するには不十分である。 However, the above-mentioned prior art has the following problems. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-096840 (Patent Document 1) proposes a configuration using pressure such as a fluid. Such a configuration is sufficient if only the pressing time is taken into consideration, but it is insufficient to realize high-speed and high-precision position control when considering a device configuration in which the amount of movement is large.

また、特開2013−157529号公報(特許文献2)に開示される構成においては、2軸が必要であり、かつ、アクチュエータとしてリニアモータを要求しているので、装置の大型化および高コスト化という課題が生じ得る。また、軽荷重動作用として、軸にばねが取り付けられる構成が採用されており、この構成では、ばねの経時変化により制御の安定性が維持できなくなるという課題も生じ得る。 Further, in the configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-157529 (Patent Document 2), two axes are required and a linear motor is required as an actuator, so that the size and cost of the device are increased. Can arise. Further, for light load operation, a configuration in which a spring is attached to the shaft is adopted, and in this configuration, there may be a problem that the stability of control cannot be maintained due to the aging of the spring.

一般的な装置構成を採用しつつ、低荷重での押し当て制御を高速かつ高精度に実現できる構成が要望されている。 There is a demand for a configuration that can realize pressing control with a low load at high speed and with high accuracy while adopting a general device configuration.

本発明のある実施の形態によれば、対象物と移動部材との間の相対距離を変化させるとともに、移動部材から対象物へ与える荷重の大きさを制御する制御装置が提供される。制御装置は、予め定められた速度または位置についてのパターンに従って移動部材についての指令値を順次算出する第1制御手段と、予め定められた第1条件が成立すると、第1制御手段による指令値の算出に代わって、インピーダンス制御に対応する制御演算式に従って移動部材についての指令値を順次算出する第2制御手段とを含む。 According to an embodiment of the present invention, there is provided a control device that changes the relative distance between the object and the moving member and controls the magnitude of the load applied from the moving member to the object. The control device sequentially calculates the command value for the moving member according to the pattern of the predetermined speed or position, and when the predetermined first condition is satisfied, the control device determines the command value by the first control means. Instead of the calculation, the second control means for sequentially calculating the command value for the moving member according to the control calculation formula corresponding to the impedance control is included.

好ましくは、インピーダンス制御に対応する制御演算式は、指令値の次元についての目標値と実績値との差分に比例する項を含む。 Preferably, the control calculation formula corresponding to the impedance control includes a term proportional to the difference between the target value and the actual value for the dimension of the command value.

好ましくは、インピーダンス制御に対応する制御演算式は、指令値を積分した次元についての目標値と実績値との差分に比例する項をさらに含む。 Preferably, the control calculation formula corresponding to the impedance control further includes a term proportional to the difference between the target value and the actual value for the dimension in which the command value is integrated.

好ましくは、第1制御手段は、速度についてのパターンに従って移動部材についての速度指令値を順次算出し、第2制御手段は、制御演算式に従って、速度実績値を用いて今回の速度指令値を算出する。 Preferably, the first control means sequentially calculates the speed command value for the moving member according to the pattern for the speed, and the second control means calculates the current speed command value using the actual speed value according to the control calculation formula. To do.

好ましくは、第2制御手段は、第1パラメータセットを設定したインピーダンス制御に従って、移動部材が対象物に接触する時点を含む第1期間を制御し、続いて、第1パラメータセットとは異なる第2パラメータセットを設定したインピーダンス制御に従って、第1期間に引き続く第2期間を制御する。 Preferably, the second control means controls the first period including the time point when the moving member comes into contact with the object according to the impedance control set in the first parameter set, and subsequently, the second parameter set different from the first parameter set. The second period following the first period is controlled according to the impedance control for which the parameter set is set.

好ましくは、移動部材が対象物に接触する前に、移動部材についての速度指令値を算出するための目標値が予め取得された補正量だけ減じられる。 Preferably, before the moving member comes into contact with the object, the target value for calculating the speed command value for the moving member is reduced by the amount of correction acquired in advance.

好ましくは、第2制御手段は、インピーダンス制御に対応する制御演算式に従って移動部材についての指令値が順次算出される過程において、予め定められた第2条件が成立すると、速度指令値を算出するための目標値を補正量だけ減じる。 Preferably, the second control means calculates the speed command value when a predetermined second condition is satisfied in the process of sequentially calculating the command value for the moving member according to the control calculation formula corresponding to the impedance control. The target value of is reduced by the amount of correction.

好ましくは、第2条件は、第2制御手段によるインピーダンス制御の開始から予め定められた時間が経過したことを含む。 Preferably, the second condition includes the elapse of a predetermined time from the start of impedance control by the second control means.

好ましくは、第2条件は、移動部材が対象物に接触した直後に発生する荷重のピークと、移動部材が対象物に接触して荷重を与える一連の処理に要する時間の長さとを考慮して決定される。 Preferably, the second condition takes into account the peak of the load that occurs immediately after the moving member comes into contact with the object and the length of time required for a series of processes in which the moving member comes into contact with the object and applies the load. It is determined.

本発明のある実施の形態によれば、対象物と移動部材との間の相対距離を変化させるとともに、移動部材から対象物へ与える荷重の大きさを制御する制御プログラムが提供される。制御プログラムはコンピュータに、予め定められた速度または位置についてのパターンに従って移動部材についての指令値を順次算出する第1制御ステップと、予め定められた第1条件が成立すると、第1制御ステップによる指令値の算出に代わって、インピーダンス制御に対応する制御演算式に従って移動部材についての指令値を順次算出する第2制御ステップとを実行させる。 According to an embodiment of the present invention, there is provided a control program that changes the relative distance between the object and the moving member and controls the magnitude of the load applied from the moving member to the object. The control program gives the computer a command by the first control step in which the command value for the moving member is sequentially calculated according to a predetermined speed or position pattern, and when the predetermined first condition is satisfied. Instead of calculating the value, the second control step of sequentially calculating the command value for the moving member according to the control calculation formula corresponding to the impedance control is executed.

本発明の実施の形態によれば、一般的な装置構成を採用しつつ、低荷重での押し当て制御を高速かつ高精度に実現できる。 According to the embodiment of the present invention, pressing control with a low load can be realized at high speed and with high accuracy while adopting a general device configuration.

本実施の形態に係る制御方法に用いられるアクチュエータの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the actuator used in the control method which concerns on this Embodiment. 押し当て制御において発生する衝突速度に応じた力の変化を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the change of the force according to the collision speed generated in the pressing control. 図2に示す摩擦力の変化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change of the frictional force shown in FIG. 本実施の形態に係る制御方法に用いられるインピーダンス制御に用いられる時間領域での演算式の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the arithmetic expression in the time domain used for the impedance control used in the control method which concerns on this embodiment. 本実施の形態に係る制御装置を含む制御システムの構成を概略する模式図である。It is a schematic diagram which outlines the structure of the control system including the control device which concerns on this embodiment. 図5に示す制御装置の演算処理ユニットの構成を概略する模式図である。It is a schematic diagram which outlines the structure of the arithmetic processing unit of the control device shown in FIG. 本実施の形態に係る制御方法を実現するための制御ループの一例を概略する模式図である。It is a schematic diagram which outlines an example of the control loop for realizing the control method which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る制御方法の第1制御ロジックを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the 1st control logic of the control method which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る制御方法の第1制御ロジックに係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on the 1st control logic of the control method which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る制御方法の第1制御ロジックに従う制御結果の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the control result which follows the 1st control logic of the control method which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る制御方法の第2制御ロジックを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the 2nd control logic of the control method which concerns on this Embodiment. 移動部材と対象物との接触によって荷重のピークが発生する現象を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phenomenon that the load peak is generated by the contact between a moving member and an object. 本実施の形態に係る制御方法の第3の制御ロジックの概要を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the outline of the 3rd control logic of the control method which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る制御方法の第3の制御ロジックに係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on the 3rd control logic of the control method which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る制御方法の第3の制御ロジックに従う制御結果の一例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows an example of the control result which follows the 3rd control logic of the control method which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る制御方法の実行をユーザプログラム上で定義するためのファンクションブロックの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the function block for defining the execution of the control method which concerns on this embodiment on a user program. 本実施の形態に係る制御方法に含まれるインピーダンス制御をユーザプログラム上で定義するためのファンクションブロックの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the function block for defining the impedance control included in the control method which concerns on this embodiment on a user program. 本実施の形態に係る制御方法に用いられるアクチュエータの別の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the actuator used in the control method which concerns on this Embodiment.

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated.

<A.アクチュエータの構成および課題>
まず、本実施の形態に係るアクチュエータの構成および課題について説明する。本実施の形態に係る制御方法は、対象物と移動部材との間の相対距離を変化させるとともに、移動部材から対象物へ与える荷重の大きさを制御する。このようなアクチュエータの一例として、以下では、ボールねじを有する移動機構を一例として説明する。
<A. Actuator configuration and issues>
First, the configuration and problems of the actuator according to the present embodiment will be described. The control method according to the present embodiment changes the relative distance between the object and the moving member, and controls the magnitude of the load applied from the moving member to the object. As an example of such an actuator, a moving mechanism having a ball screw will be described below as an example.

(a1:アクチュエータの構成例)
図1は、本実施の形態に係る制御方法に用いられるアクチュエータの一例を示す模式図である。図1を参照して、アクチュエータ2は、ハウジング4の中心部に上部を貫通するように配置されたボールねじ6を含む。このボールねじ6には、移動部材であるナット8が係合されている。ナット8はハウジング4の内部に回転を抑止された状態で配置されている。ボールねじ6の一端にはモータ10が結合されており、モータ10が回転することで、ボールねじ6とナット8とが相対回転し、その結果、ナット8がボールねじ6の軸方向に沿って移動することになる。このような機構によって、移動部材であるナット8の位置を制御することができる。
(A1: Actuator configuration example)
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an actuator used in the control method according to the present embodiment. With reference to FIG. 1, the actuator 2 includes a ball screw 6 arranged so as to penetrate an upper portion in a central portion of the housing 4. A nut 8 which is a moving member is engaged with the ball screw 6. The nut 8 is arranged inside the housing 4 in a state where rotation is suppressed. A motor 10 is coupled to one end of the ball screw 6, and when the motor 10 rotates, the ball screw 6 and the nut 8 rotate relative to each other, and as a result, the nut 8 rotates along the axial direction of the ball screw 6. It will move. With such a mechanism, the position of the nut 8 which is a moving member can be controlled.

例えば、移動部材であるナット8の移動方向に対象物が配置される。すなわち、ボールねじ6の回転によってボールねじ6の位置が変化することで、対象物と移動部材との間の相対距離が変化する。そして、ナット8またはナット8と機械的に連結された図示しない部材が対象物に接触することで、対象物に対して荷重が与えられる。本実施の形態に係る制御方法においては、この移動部材(ナット8)が対象物にアプローチして接触し、接触後に移動部材が対象物に与える荷重の大きさを制御する。 For example, the object is arranged in the moving direction of the nut 8 which is a moving member. That is, the rotation of the ball screw 6 changes the position of the ball screw 6, so that the relative distance between the object and the moving member changes. Then, the nut 8 or a member (not shown) mechanically connected to the nut 8 comes into contact with the object, so that a load is applied to the object. In the control method according to the present embodiment, the moving member (nut 8) approaches and contacts the object, and controls the magnitude of the load applied to the object by the moving member after the contact.

図1に示すようなアクチュエータは、例えば、何らかの基板上に部品を配置するような用途に用いられてもよい。 The actuator as shown in FIG. 1 may be used, for example, in an application such as arranging a component on some substrate.

(a2:低荷重での押し当て制御の難しさ)
次に、図1に示すようなアクチュエータ2を用いた場合の低荷重での押し当て制御の難しさについて説明する。押し当て制御とは、一般的には、アクチュエータ2の移動部材と対象物との間の相対距離についての制御、および、アクチュエータ2の移動部材が対象物に対して与える荷重の大きさの制御を包含する。
(A2: Difficulty of pressing control with low load)
Next, the difficulty of pressing control with a low load when the actuator 2 as shown in FIG. 1 is used will be described. The pressing control generally refers to control of the relative distance between the moving member of the actuator 2 and the object, and control of the magnitude of the load applied by the moving member of the actuator 2 to the object. Include.

以下の説明において、「押し当て」との用語のみで用いる場合には、移動部材が対象物に対して荷重を与えることを意図する場合もある。また、「低荷重」との用語は、アクチュエータ2を駆動するのに必要な荷重(典型的には、トルク)の大きさに比較して、アクチュエータ2の移動部材が対象物に対して与える荷重が相対的に小さい場合を包含する概念である。但し、「低荷重」との用語は限定的に解釈されるべきではなく、後述するような、荷重の大きさの制御が難しい範囲を概括するような用語として解釈されるべきである。 In the following description, when used only by the term "pressing", it may be intended that the moving member exerts a load on the object. Further, the term "low load" refers to the load applied to the object by the moving member of the actuator 2 as compared with the magnitude of the load (typically, torque) required to drive the actuator 2. Is a concept that includes the case where is relatively small. However, the term "low load" should not be construed in a limited way, but should be construed as a term that outlines a range in which it is difficult to control the magnitude of the load, as described later.

例えば、高荷重の押し当て制御として、アクチュエータ2を構成するボールねじを駆動するために必要なトルクを30Nmとし、押し当てのためのトルクを10Nmとする場合を考える。この場合、押し当てのためにトータルで40Nmのトルクでかければ、押し当てができる。このとき、押し当てのためのトルクは、トータルのトルクの1/4であるので、トータルのトルクに生じる誤差の影響は実質的に無視できる。 For example, as a high-load pressing control, consider a case where the torque required to drive the ball screw constituting the actuator 2 is 30 Nm and the torque for pressing is 10 Nm. In this case, if a total torque of 40 Nm is applied for pressing, pressing can be performed. At this time, since the torque for pressing is 1/4 of the total torque, the influence of the error generated on the total torque can be substantially ignored.

これに対して、低荷重の押し当て制御として、アクチュエータ2を構成するボールねじを駆動するために必要なトルクを30Nmとし、押し当てのためのトルクを1Nmとする場合を考える。この場合、論理的には、押し当てのためにトータルで31Nmのトルクでかければ、押し当てができる。しかしながら現実には、位置、ノイズ、経時変化などの影響を受けて摩擦の大きさに微小の変化が生じ、実際にボールねじを駆動するためのトルクは27〜33Nm程度の範囲で変化する。このようなトータルのトルクの誤差によって、低荷重の押し当てとして要求されるトルクの1Nmは埋もれてしまう。 On the other hand, as a low-load pressing control, consider a case where the torque required to drive the ball screw constituting the actuator 2 is 30 Nm and the torque for pressing is 1 Nm. In this case, logically, if a total torque of 31 Nm is applied for pressing, pressing can be performed. However, in reality, the magnitude of friction changes minutely due to the influence of position, noise, aging, etc., and the torque for actually driving the ball screw changes in the range of about 27 to 33 Nm. Due to such a total torque error, 1 Nm of torque required for pressing a low load is buried.

(a3:衝突速度による荷重への影響)
次に、移動部材と対象物との衝突速度に応じて発生する荷重への影響について説明する。対象物または移動部材の大きさの誤差などによって、移動部材と対象物との間の距離が本来の値より接近して、押し当て制御にオーバーシュートが発生すると、発生する摩擦の向きが変化するので、押し当て制御を適切に行えない場合がある。
(A3: Effect of collision speed on load)
Next, the influence on the load generated according to the collision speed between the moving member and the object will be described. When the distance between the moving member and the object is closer than the original value due to an error in the size of the object or the moving member, and an overshoot occurs in the pressing control, the direction of the generated friction changes. Therefore, pressing control may not be performed properly.

図2は、押し当て制御において発生する衝突速度に応じた力の変化を説明するための模式図である。図3は、図2に示す摩擦力の変化を説明するための図である。図2および図3を参照して、衝突速度に応じて押し当て力(荷重)が変化する理由について説明する。 FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a change in force according to a collision speed generated in pressing control. FIG. 3 is a diagram for explaining the change in the frictional force shown in FIG. The reason why the pressing force (load) changes according to the collision speed will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図2(A)〜(C)に示す各例においては、出力されるトルクが定格値に対して20%に相当する値で維持されているとし、このときアクチュエータ2が発生する力は20Nであるとする。また、静止中の摩擦力(静止摩擦力)は、状況に応じて、ある程度の幅で変動することになる。 In each of the examples shown in FIGS. 2A to 2C, it is assumed that the output torque is maintained at a value corresponding to 20% of the rated value, and the force generated by the actuator 2 at this time is 20N. Suppose there is. Further, the frictional force at rest (static frictional force) fluctuates within a certain range depending on the situation.

図2(A)には、対象物に対して移動部材が低速で衝突する場合を示す。図2(A)を参照して、アクチュエータ2が発生する力は、移動部材が対象物に衝突したときに発生する対象物からの反発力(すなわち、押し当て力(荷重))と、ボールねじの回転駆動によって生じる摩擦との合計に相当する。例えば、対象物に対してする移動部材の衝突速度が低く、対象物に対する押し当て力が10N発生したとすると、アクチュエータ2が発生する力が20Nで一定であるので、10Nに相当する摩擦力が発生する。 FIG. 2A shows a case where the moving member collides with the object at a low speed. With reference to FIG. 2A, the forces generated by the actuator 2 are the repulsive force (that is, the pressing force (load)) generated from the object when the moving member collides with the object, and the ball screw. Corresponds to the sum of the friction caused by the rotational drive of. For example, if the collision speed of the moving member against the object is low and the pressing force against the object is 10N, the force generated by the actuator 2 is constant at 20N, so that the frictional force corresponding to 10N is generated. appear.

図2(B)には、対象物に対して移動部材が高速で衝突する場合を示す。図2(B)を参照して、対象物に対してする移動部材の衝突速度が高く、衝突の瞬間には、対象物に対する押し当て力が50N発生したとすると、負側に最大の大きさの摩擦力(図2(B)に示す例では、−10N)が発生するが、アクチュエータ2が発生する力(20N)と釣り合いをとることができず、移動部材は押し戻されて、衝突前とは反対方向に移動することにある。 FIG. 2B shows a case where the moving member collides with the object at high speed. Assuming that the collision speed of the moving member with respect to the object is high and the pressing force against the object is 50 N at the moment of collision with reference to FIG. 2 (B), the maximum magnitude is on the negative side. (In the example shown in FIG. 2B, -10N) is generated, but it cannot be balanced with the force (20N) generated by the actuator 2, and the moving member is pushed back to the level before the collision. Is to move in the opposite direction.

その結果、衝突後に移動部材が押し戻されている間、対象物に対する押し当て力が30Nまで減少して、負側に最大の大きさの摩擦力(図2(B)に示す例では、−10N)で釣り合いが取れたとする。 As a result, while the moving member is pushed back after the collision, the pressing force against the object is reduced to 30N, and the maximum frictional force on the negative side (-10N in the example shown in FIG. 2B). ) Is balanced.

図2(C)には、対象物に対して移動部材が中速で衝突する場合を示す。図2(C)を参照して、対象物に対する押し当て力が25N発生したとすると、アクチュエータ2が発生する力は20Nで一定であるので、負側に5Nに相当する摩擦力が発生する。 FIG. 2C shows a case where the moving member collides with the object at a medium speed. Assuming that 25N of the pressing force against the object is generated with reference to FIG. 2C, the force generated by the actuator 2 is constant at 20N, so that a frictional force corresponding to 5N is generated on the negative side.

図2(A)〜(C)に示すように、移動部材と対象物との衝突速度に応じて発生する衝撃力の大きさに応じて、アクチュエータ2に生じ得る摩擦力の大きさは任意かつ非線形(静止摩擦と動摩擦との間)に変化することになる。例えば、図3に示すアクチュエータ2に発生する摩擦力の大きさを示すモデルにおいては、静止摩擦は−10N〜10Nの範囲で任意の値をとることができ、この範囲を超えると、その超えた方向に移動部材(ナット8)が移動することになる。 As shown in FIGS. 2A to 2C, the magnitude of the frictional force that can be generated in the actuator 2 is arbitrary depending on the magnitude of the impact force generated according to the collision speed between the moving member and the object. It will change non-linearly (between static friction and dynamic friction). For example, in the model showing the magnitude of the frictional force generated in the actuator 2 shown in FIG. 3, the static friction can take an arbitrary value in the range of -10N to 10N, and when it exceeds this range, it exceeds the value. The moving member (nut 8) will move in the direction.

<B.概要>
上述したように、低荷重での押し当て制御の難しさがあり、かつ、高速かつ高精度な位置制御が要求される。このような要求に対して、本実施の形態に係る制御方法では、速度指令型インピーダンス制御または位置指令型インピーダンス制御を採用する。
<B. Overview>
As described above, it is difficult to control the pressing with a low load, and high-speed and highly accurate position control is required. In response to such a requirement, in the control method according to the present embodiment, speed command type impedance control or position command type impedance control is adopted.

本明細書における「インピーダンス制御」は、制御対象が有する機械的なインピーダンス(減衰特性、剛性、慣性)に応じて、対応する位置や速度を調整する制御方法を包含する。具体的には、減衰特性に対応する「ダンパ項」、剛性に対応する「ばね項」、慣性に対応する「マス項」をファクタとして含む制御演算式が採用される。但し、これらの項のすべてを含む制御演算式を採用する必要はなく、少なくとも、「マス項」および「ダンパ項」を含むようなものであればよい。 "Impedance control" as used herein includes a control method for adjusting a corresponding position and speed according to the mechanical impedance (damping characteristics, rigidity, inertia) of a controlled object. Specifically, a control calculation formula that includes a "damper term" corresponding to damping characteristics, a "spring term" corresponding to rigidity, and a "mass term" corresponding to inertia as factors is adopted. However, it is not necessary to adopt a control calculation formula that includes all of these terms, and at least one that includes a "mass term" and a "damper term" may be used.

図4は、本実施の形態に係る制御方法に用いられるインピーダンス制御に用いられる時間領域での演算式の一例を示す図である。図4(A)〜(C)において、xは時刻nにおける位置を表す変数であり、変数上部のドット(・)は時間微分を示す。変数上部に2つのドット(・・)があるものは時間の2階微分を示す。 FIG. 4 is a diagram showing an example of an arithmetic expression in the time domain used for impedance control used in the control method according to the present embodiment. In FIGS. 4A to 4C, x n is a variable representing the position at time n, and the dot (.) At the top of the variable indicates the time derivative. Those with two dots (...) at the top of the variable indicate the second derivative of time.

図4(A)〜(C)には、時刻nにおける速度指令値を順次算出する場合(速度指令型)の制御演算式を示す。すなわち、時刻nにおける速度指令値は、前回(時刻n−1)における速度指令値に対して、各時刻における加速度の時間積分を加えたものとして算出される。加速度は、図4(A)〜(C)の第3式に示されるように、マス項、ダンパ項、ばね項、マス項(荷重)、の少なくとも一部を含む。なお、時刻nにおける位置指令値を順次算出する場合(位置指令型)を採用する場合には、図4(A)〜(C)に示す制御演算式をさらに時間で積分すればよい。速度指令値から位置指令値の算出については、公知の技術であるので、ここではその詳細な説明は行わない。 FIGS. 4 (A) to 4 (C) show control calculation formulas when the speed command value at time n is sequentially calculated (speed command type). That is, the speed command value at time n is calculated by adding the time integral of the acceleration at each time to the speed command value at the previous time (time n-1). The acceleration includes at least a part of a mass term, a damper term, a spring term, and a mass term (load), as shown in the third equation of FIGS. 4A to 4C. In the case of adopting the case of sequentially calculating the position command value at time n (position command type), the control calculation formulas shown in FIGS. 4A to 4C may be further integrated over time. Since the calculation of the position command value from the speed command value is a known technique, the detailed description thereof will not be given here.

図4(A)〜(C)の式中の各変数は、以下を意味する。
(・):速度指令値
n−1(・):速度実績値
(・):速度目標値(今回の目標値)
:マス係数
:ダンパ係数
:ばね係数
:位置目標値(今回の目標値)
n−1:位置実績値
:荷重目標値
ext:荷重実績値
Δt:演算周期(サンプリング時間)
図4(A)に示す制御演算式においては、マス項としてマス係数mの逆数が用いられ、マス係数mの逆数は、ダンパ項、ばね項、マス項(荷重)の全体に対して乗じられる。マス係数mは、移動部材の質量に関連付けられる係数である。
Each variable in the equations of FIGS. 4A to 4C means the following.
x n (・): Speed command value x n-1 (・): Actual speed value x d (・): Speed target value (current target value)
m d : Mass coefficient C d : Damper coefficient K d : Spring coefficient x d : Position target value (current target value)
x n-1 : Actual position value F d : Target load value F ext : Actual load value Δt: Calculation cycle (sampling time)
In Figure 4 the control calculation formula (A), the reciprocal of the mass coefficient m d is used as a mass term, the inverse of the mass coefficient m d is the damper section Baneko, with respect to the total mass section (load) Be multiplied. The mass coefficient m d is a coefficient associated with the mass of the moving member.

ダンパ項として、今回の速度目標値と前回(時刻n−1)の速度実績値との差分に対して、ダンパ係数Cを乗じた値が採用される。このように、インピーダンス制御に対応する制御演算式は、指令値の次元(図4に示す例では、速度)についての目標値と実績値との差分に比例する項を含む。 As the damper term, a value obtained by multiplying the difference between the current speed target value and the previous speed actual value (time n-1) by the damper coefficient C d is adopted. As described above, the control calculation formula corresponding to the impedance control includes a term proportional to the difference between the target value and the actual value for the dimension of the command value (velocity in the example shown in FIG. 4).

ばね項として、今回の位置目標値と前回(時刻n−1)の位置実績値との差分に対して、ばね係数Kを乗じた値が採用される。指令値を積分した次元(図4に示す例では、位置)についての目標値と実績値との差分に比例する項を含む。 As the spring term, a value obtained by multiplying the difference between the current position target value and the previous position actual value (time n-1) by the spring coefficient K d is adopted. It includes a term proportional to the difference between the target value and the actual value for the dimension (position in the example shown in FIG. 4) in which the command values are integrated.

マス項(荷重)として、アクチュエータが発生すべき荷重目標値と実際に発生した荷重実績値との差に−1を乗じた値が採用される。荷重実績値Fextの取得には、典型的には、後述のロードセル16での計測値が用いられる。 As the mass term (load), a value obtained by multiplying the difference between the load target value to be generated by the actuator and the actual load value actually generated by -1 is adopted. The measured value in the load cell 16 described later is typically used to acquire the actual load value ext.

図4(B)に示す制御演算式は、図4(A)において、マス項(荷重)を除外したものに相当し、アクチュエータから対象物に与える荷重などをフィードバックできない場合などには、この簡略された制御演算式を採用してもよい。 The control calculation formula shown in FIG. 4 (B) corresponds to the one excluding the mass term (load) in FIG. 4 (A), and is simplified when the load applied to the object from the actuator cannot be fed back. The control calculation formula given may be adopted.

図4(C)に示す制御演算式は、図4(B)において、ばね項を除外したものに相当し、アクチュエータまたは移動部材の剛性に起因する外乱などを無視できる場合には、この制御演算式を採用してもよい。 The control calculation formula shown in FIG. 4 (C) corresponds to the one excluding the spring term in FIG. 4 (B), and when the disturbance caused by the rigidity of the actuator or the moving member can be ignored, this control calculation is performed. The formula may be adopted.

図4(A)〜(C)に示す制御演算式において、マス係数m、ダンパ係数C、ばね係数K、各項におけるアクチュエータ固有の値などが制御系に応じて、予め設定される。 In the control calculation formulas shown in FIGS. 4A to 4C, the mass coefficient m d , the damper coefficient C d , the spring coefficient K d , the actuator-specific values in each term, and the like are preset according to the control system. ..

本実施の形態に係る制御方法においては、上述したようなインピーダンス制御を採用する。このようなインピーダンス制御の採用によって、リニアモータではなく、サーボモータでボールねじを駆動するようなアクチュエータであっても、押し当て制御を高速かつ高精度に行うことができ。そのため、上述の特許文献2に開示される構成とは異なり、装置の大型化および高コスト化を避けつつ、また、経時変化により制御の安定性を低下させるばねなどの要素も必要としない構成を実現できる。 In the control method according to the present embodiment, the impedance control as described above is adopted. By adopting such impedance control, pressing control can be performed at high speed and with high accuracy even for an actuator that drives a ball screw with a servo motor instead of a linear motor. Therefore, unlike the configuration disclosed in Patent Document 2 described above, a configuration that avoids an increase in size and cost of the device and does not require an element such as a spring that lowers the stability of control due to aging. realizable.

<C.制御システムの構成>
次に、本実施の形態に係る制御方法を実現するための制御装置を含む制御システムの構成について説明する。図5は、本実施の形態に係る制御装置を含む制御システム1の構成を概略する模式図である。
<C. Control system configuration>
Next, a configuration of a control system including a control device for realizing the control method according to the present embodiment will be described. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the configuration of the control system 1 including the control device according to the present embodiment.

図5を参照して、制御システム1は、アクチュエータ2に対する制御を主として担当する制御装置100を含む。制御装置100は、任意のコンピュータまたはハードウェアロジックなどを用いて実装すればよいが、以下の説明においては、典型的として、産業用コンピュータの一例であるPLC(プログラマブルコントローラ)を用いる場合について説明する。 With reference to FIG. 5, the control system 1 includes a control device 100 that is mainly responsible for controlling the actuator 2. The control device 100 may be implemented using an arbitrary computer, hardware logic, or the like, but in the following description, a case where a PLC (programmable controller), which is an example of an industrial computer, is typically described. ..

制御装置100は、演算処理ユニット102と、1または複数の機能ユニット104−1,104−2,104−3,104−4,…(以下、「機能ユニット104」とも総称する。)とを含む。 The control device 100 includes an arithmetic processing unit 102 and one or more functional units 104-1, 104-2, 104-3, 104-4, ... (Hereinafter, also collectively referred to as "functional unit 104"). ..

図6は、図5に示す制御装置100の演算処理ユニット102の構成を概略する模式図である。図6を参照して、演算処理ユニット102においては、プロセッサ110がシステムプログラム122およびユーザプログラム116を実行することで、本実施の形態に係る制御方法を含む各種処理が提供される。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the configuration of the arithmetic processing unit 102 of the control device 100 shown in FIG. With reference to FIG. 6, in the arithmetic processing unit 102, the processor 110 executes the system program 122 and the user program 116 to provide various processes including the control method according to the present embodiment.

具体的には、演算処理ユニット102は、主たるコンポーネントとして、プロセッサ110と、主メモリ112と、二次記憶装置114と、バスマスタ回路124と、ローカルインターフェイス回路126と、ネットワークマスタ回路128とを含む。 Specifically, the arithmetic processing unit 102 includes a processor 110, a main memory 112, a secondary storage device 114, a bus master circuit 124, a local interface circuit 126, and a network master circuit 128 as main components.

プロセッサ110は、各種プログラムに記述された命令を順に実行する演算部であり、典型的には、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphical Processing Unit)などで構成される。プロセッサ110としては、マルチコアの構成、マルチプロセッサの構成、両者を併せた構成のいずれを採用してもよい。 The processor 110 is an arithmetic unit that sequentially executes instructions described in various programs, and is typically composed of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphical Processing Unit), and the like. As the processor 110, any of a multi-core configuration, a multi-processor configuration, and a configuration in which both are combined may be adopted.

主メモリ112は、プロセッサ110がプログラムを実行する際のワーク領域を提供する記憶装置である。主メモリ112としては、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やSRAM(Static Random Access Memory)といった揮発性のメモリが用いられる。 The main memory 112 is a storage device that provides a work area when the processor 110 executes a program. As the main memory 112, a volatile memory such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) or a SRAM (Static Random Access Memory) is used.

二次記憶装置114は、プロセッサ110で実行される各種プログラムや各種コンフィギュレーションを格納する。二次記憶装置114としては、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)などの不揮発性のメモリが用いられる。より具体的には、二次記憶装置114には、システムプログラム122およびユーザプログラム116が格納される。システムプログラム122は、一種のオペレーティングシステムに相当するプログラムであり、演算処理ユニット102が提供する基本的なシステム上の機能、あるいは、ユーザプログラム116を実行させるための環境を提供する。ユーザプログラム116は、制御装置100の制御対象に応じて任意に作成される一種の制御プログラムであり、典型的には、論理的な演算を主とするシーケンスプログラム118と、位置制御や速度制御などの数値的な演算を主とするモーションプログラム120とを含む。本実施の形態に係る制御方法は、モーションプログラム120の一部として実装されてもよい。 The secondary storage device 114 stores various programs and various configurations executed by the processor 110. As the secondary storage device 114, a non-volatile memory such as an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive) is used. More specifically, the secondary storage device 114 stores the system program 122 and the user program 116. The system program 122 is a program corresponding to a kind of operating system, and provides a basic system function provided by the arithmetic processing unit 102 or an environment for executing the user program 116. The user program 116 is a kind of control program arbitrarily created according to the control target of the control device 100, and typically includes a sequence program 118 mainly for logical operations, position control, speed control, and the like. Includes a motion program 120 mainly for numerical calculation of. The control method according to this embodiment may be implemented as a part of the motion program 120.

バスマスタ回路124は、機能ユニット104(図5参照)との間でデータを遣り取りする内部バス上のデータ伝送を管理する。 The bus master circuit 124 manages data transmission on the internal bus that exchanges data with the functional unit 104 (see FIG. 5).

ローカルインターフェイス回路126は、サポート装置や他の外部装置との間でデータを遣り取りするインターフェイスであり、例えば、USB(Universal Serial Bus)などの伝送規格が採用される。 The local interface circuit 126 is an interface for exchanging data with a support device and other external devices, and for example, a transmission standard such as USB (Universal Serial Bus) is adopted.

ネットワークマスタ回路128は、制御装置100とは離れた位置に配置される機能ユニットや他の制御装置との間でデータを遣り取りするフィールドネットワーク上のデータ伝送を管理する。このようなフィールドネットワークとしては、EtherCAT(登録商標)、EtherNet/IP(登録商標)、DeviceNet(登録商標)、CompoNet(登録商標)などの定周期ネットワークが用いられる。 The network master circuit 128 manages data transmission on a field network that exchanges data with a functional unit and other control devices arranged at a position distant from the control device 100. As such a field network, a periodic network such as EtherCAT (registered trademark), EtherNet / IP (registered trademark), DeviceNet (registered trademark), and CompoNet (registered trademark) is used.

再度図5を参照して、演算処理ユニット102に接続される機能ユニット104は、制御装置100による制御対象に対する任意の制御を実現するための各種機能を提供する。典型的には、機能ユニット104の各々は、制御対象である機械や設備などからフィールド情報を収集する機能(データ収集機能)、および/または、制御対象の機械や設備などに対する指令信号を出力する機能(データ出力機能)などを有する。 With reference to FIG. 5 again, the functional unit 104 connected to the arithmetic processing unit 102 provides various functions for realizing arbitrary control of the controlled object by the control device 100. Typically, each of the functional units 104 outputs a function of collecting field information from a machine or equipment to be controlled (data collection function) and / or a command signal to the machine or equipment to be controlled. It has a function (data output function) and the like.

図5に示す構成においては、機能ユニット104−4がサーボ制御ユニットとして機能し、演算処理ユニット102でのプログラム(主として、図6に示すモーションプログラム120)を実行することで所定周期ごとに算出される指令値(典型的には、速度指令値または位置指令値)をサーボドライバ14に与える。 In the configuration shown in FIG. 5, the functional unit 104-4 functions as a servo control unit, and is calculated at predetermined intervals by executing a program (mainly the motion program 120 shown in FIG. 6) in the arithmetic processing unit 102. The command value (typically, the speed command value or the position command value) is given to the servo driver 14.

サーボドライバ14は、制御装置100からの指令値に従ってモータ10(図5に示す例では、サーボモータ)を駆動する。典型的には、サーボドライバ14は、制御装置100からの指令値に応じた数のパルスをモータ10へ出力し、モータ10は受信したパルス数に応じて回転位置を変化させる。このような構成を採用することで、モータ10へ与えるパルス数を適宜調整することで、モータ10の回転位置、回転角速度、回転角加速度などを制御することができる。 The servo driver 14 drives the motor 10 (servo motor in the example shown in FIG. 5) according to the command value from the control device 100. Typically, the servo driver 14 outputs a number of pulses corresponding to the command value from the control device 100 to the motor 10, and the motor 10 changes the rotation position according to the number of received pulses. By adopting such a configuration, the rotation position, rotation angular velocity, rotation angular acceleration, and the like of the motor 10 can be controlled by appropriately adjusting the number of pulses given to the motor 10.

図5に示す構成においては、モータ10の回転挙動をフィードバックするためのカウンタ12が配置されており、サーボドライバ14は、カウンタ12からの検出値に基づいて、モータ10へ与える電気信号を調整する。つまり、サーボドライバ14は、速度または位置の実績値に基づくフィードバックループを有している。 In the configuration shown in FIG. 5, a counter 12 for feeding back the rotational behavior of the motor 10 is arranged, and the servo driver 14 adjusts an electric signal given to the motor 10 based on a value detected from the counter 12. .. That is, the servo driver 14 has a feedback loop based on the actual value of speed or position.

また、押し当て制御により対象物に生じる荷重を測定するためのロードセル16が設けられてもよい。ロードセル16の検出値は、入力ユニットである機能ユニット104−3に与えられる。なお、ロードセル16は、いわば検証用でありオプションである。また、現実にロードセル16を配置する代わりに、オブザーバなどを用いて対象物に発生し得る荷重などを推定するようにしてもよい。 Further, a load cell 16 for measuring the load generated on the object by the pressing control may be provided. The detected value of the load cell 16 is given to the functional unit 104-3 which is an input unit. The load cell 16 is, so to speak, for verification and is an option. Further, instead of actually arranging the load cell 16, an observer or the like may be used to estimate the load that may be generated on the object.

<D.制御ループ>
次に、本実施の形態に係る制御方法を実現するための制御ループの一例について説明する。図7は、本実施の形態に係る制御方法を実現するための制御ループの一例を概略する模式図である。図7には、上述の図4(B)に示す制御演算式に相当する制御ループを示す。
<D. Control loop>
Next, an example of a control loop for realizing the control method according to the present embodiment will be described. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a control loop for realizing the control method according to the present embodiment. FIG. 7 shows a control loop corresponding to the control calculation formula shown in FIG. 4B described above.

図7を参照して、本実施の形態に係る制御方法は、制御装置100内に実装される制御ループと、サーボドライバ14および周辺部位とにより実現される。具体的には、制御装置100の制御ループは、係数演算器152,156,160,162と、加減算器154,158,164と、微分器168と、スイッチ180とを含む。 With reference to FIG. 7, the control method according to the present embodiment is realized by the control loop mounted in the control device 100, the servo driver 14, and the peripheral portion. Specifically, the control loop of the control device 100 includes coefficient arithmetic units 152, 156, 160, 162, addition / subtractors 154, 158, 164, a differentiator 168, and a switch 180.

後述するように、本実施の形態に係る制御方法は、インピーダンス制御およびインピーダンス制御以外の制御方法を組み合わせることで実現される。2つまたはそれ以上の制御系の出力を切り替えるためにスイッチ180が設けられる。スイッチ180が選択可能な第1ポート166にはインピーダンス制御による速度指令値が現れており、第2ポート170には速度制御による速度指令値が現れている。 As will be described later, the control method according to the present embodiment is realized by combining impedance control and control methods other than impedance control. A switch 180 is provided to switch the output of two or more control systems. The speed command value by impedance control appears in the first port 166 to which the switch 180 can be selected, and the speed command value by speed control appears in the second port 170.

微分器168は、入力される位置目標値に対して時間微分して、速度目標値を出力する。 The differentiator 168 time-differentiates the input position target value and outputs the velocity target value.

係数演算器152には、位置目標値xが順次与えられて、その大きさがk/d倍されて出力される。加減算器154では、係数演算器152から出力される係数補正後の位置目標値xに対して、微分器168からの速度目標値が加算されるとともに、位置実績値が減算される。 A position target value x d is sequentially given to the coefficient calculator 152, and the magnitude thereof is multiplied by k d / d d and output. In the addition / subtractor 154, the velocity target value from the differentiator 168 is added to the coefficient-corrected position target value x d output from the coefficient calculator 152, and the actual position value is subtracted.

係数演算器156には、加減算器154からの演算結果が順次与えられて、その大きさがc倍されて出力される。加減算器158では、係数演算器156から出力される係数補正後の加算結果に対して、速度実績値が加算される。 The coefficient calculator 156, the operation result from the adder 154 is given sequentially, its magnitude is output is c d times. In the addition / subtractor 158, the actual speed value is added to the coefficient-corrected addition result output from the coefficient calculator 156.

係数演算器160には、加減算器158からの演算結果が順次与えられて、その大きさがm −1倍されて出力される。さらに、係数演算器162には、係数演算器160からの演算結果が順次与えられて、演算周期Δtが乗じられて出力される。 The calculation results from the addition / subtraction device 158 are sequentially given to the coefficient calculator 160, and the magnitude thereof is multiplied by m d- 1 and output. Further, the coefficient calculator 162 is sequentially given the calculation results from the coefficient calculator 160, multiplied by the calculation cycle Δt, and output.

最終的に、加減算器164において、係数演算器162からの演算結果と、速度実績値(前回値)とが加算されて、速度指令値として第1ポート166へ出力される。 Finally, in the addition / subtractor 164, the calculation result from the coefficient calculator 162 and the actual speed value (previous value) are added and output to the first port 166 as a speed command value.

一方、第2ポート170には、入力される位置目標値が微分器168にて時間微分して得られる速度目標値が出力される。 On the other hand, the speed target value obtained by time-differentiating the input position target value with the differentiator 168 is output to the second port 170.

なお、図7に示す、係数m,k,d,cは、制御演算の便宜上導入されたものであり、図4に示す、マス係数m、ばね係数K、ダンパ係数Cに対応する。 Incidentally, shown in FIG. 7, the coefficient m d, k d, d d , c d has been convenience introduction of control operations, shown in FIG. 4, the mass coefficient m d, spring coefficient K d, the damper coefficient C Corresponds to d.

なお、図4(A)に示すような、荷重実績値の項(マス項(荷重))を反映する場合には、ロードセル16で検出される荷重実績値を反映する演算器をさらに追加すればよい。あるいは、現実にロードセル16を配置する代わりに、オブザーバなどを用いて対象物に発生し得る荷重などを推定するようにしてもよい。 In addition, in the case of reflecting the term of the actual load value (mass term (load)) as shown in FIG. 4 (A), a calculator that reflects the actual load value detected in the load cell 16 may be further added. Good. Alternatively, instead of actually arranging the load cell 16, an observer or the like may be used to estimate the load that can be generated on the object.

一方、スイッチ180で選択された速度指令値はサーボドライバ14に与えられ、サーボドライバ14がモータ10を駆動するための電気信号を出力する。サーボドライバ14には、カウンタ12での検出値に基づく速度実績値がフィードバックされており、与えられた速度指令値に追従するようにモータ10が駆動される。 On the other hand, the speed command value selected by the switch 180 is given to the servo driver 14, and the servo driver 14 outputs an electric signal for driving the motor 10. The actual speed value based on the value detected by the counter 12 is fed back to the servo driver 14, and the motor 10 is driven so as to follow the given speed command value.

なお、速度指令値は、インピーダンス制御に係る制御ループにフードバックされているが、サーボドライバ14でもモータ10の速度(または、位置)のフィードバックループを構成することで、アクチュエータで生じる摩擦の変動に対する補償をより高速に行うことができ、低荷重での押し当て制御をより高精度に実現できる。 Although the speed command value is hooded back to the control loop related to impedance control, the servo driver 14 also forms a feedback loop for the speed (or position) of the motor 10 to cope with fluctuations in friction caused by the actuator. Compensation can be performed at a higher speed, and pressing control with a low load can be realized with higher accuracy.

なお、図7には、速度指令型の制御ループを示すが、位置指令型の制御ループについても同様に構成できる。 Although FIG. 7 shows a speed command type control loop, a position command type control loop can be similarly configured.

<E.第1制御ロジック>
本実施の形態に係る制御方法においては、上述したようなインピーダンス制御を採用することで、荷重の制御を高精度に行うことができる。インピーダンス制御は、制御対象が有する機械的な特性(すなわち、インピーダンス)を考慮して、アクチュエータ2を制御するため、荷重を高精度に調整できるが、従来の制御手法に比較して対象物に接近するのにより多くの時間を要する場合がある。
<E. 1st control logic>
In the control method according to the present embodiment, the load can be controlled with high accuracy by adopting the impedance control as described above. In impedance control, the actuator 2 is controlled in consideration of the mechanical characteristics (that is, impedance) of the controlled object, so that the load can be adjusted with high accuracy, but the load is closer to the object as compared with the conventional control method. It may take more time to do.

そのため、本実施の形態に係る制御方法の第1制御ロジックにおいては、インピーダンス制御以外の速度制御手法または位置制御手法に従って、移動部材を対象物に近付けた後に、インピーダンス制御に切り替える。 Therefore, in the first control logic of the control method according to the present embodiment, the moving member is brought closer to the object according to the speed control method or the position control method other than the impedance control, and then the impedance control is switched to.

図8は、本実施の形態に係る制御方法の第1制御ロジックを説明するための模式図である。横軸には経過時間が定義され、縦軸には移動部材の位置および発生する荷重が定義される。 FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the first control logic of the control method according to the present embodiment. The horizontal axis defines the elapsed time, and the vertical axis defines the position of the moving member and the generated load.

図8に示す例においては、予め定められた速度目標値、すなわち速度パターンに従ってモータ10に対して指令値が与えられる(図8に示す「速度制御」)。そして、移動部材が対象物に接近すると(図8に示す例では、時刻Aまで到達すると)、インピーダンス制御に切り替わる。 In the example shown in FIG. 8, a command value is given to the motor 10 according to a predetermined speed target value, that is, a speed pattern (“speed control” shown in FIG. 8). Then, when the moving member approaches the object (in the example shown in FIG. 8, when the time A is reached), the impedance control is switched to.

最初の速度制御においては、移動部材をなるべく短時間で対象物に接近させるために速度パターンがそのまま速度指令値として与えられる。このような速度パターンとしては、速度制御の制御中またはその後のインピーダンス制御への切り替わり時に残留振動が発生しないようなものが好ましい。例えば、目標の速度パターンの加加速度(ジャーク)が小さくなるような軌道(例えば、時間についての5次関数で定義できる)ものを採用してもよい。 In the first speed control, the speed pattern is given as a speed command value as it is in order to bring the moving member closer to the object in the shortest possible time. As such a speed pattern, it is preferable that residual vibration does not occur during or after switching to impedance control during speed control control. For example, an orbit (for example, which can be defined by a quintic function for time) may be adopted so that the jerk of the target velocity pattern becomes small.

なお、速度制御に代えて、予め定められた軌道、すなわち位置パターンを与える制御(位置制御)を採用してもよい。この場合には、各時間について移動部材が存在すべき位置が順次与えられて、その位置目標値に従ってモータ10が駆動される。 In addition, instead of the speed control, a control (position control) that gives a predetermined trajectory, that is, a position pattern may be adopted. In this case, the position where the moving member should exist is sequentially given for each time, and the motor 10 is driven according to the position target value.

このような速度制御または位置制御の後、インピーダンス制御へ切り替えられると、移動部材が対象物にほぼ速度ゼロで接触するように、モータ10への速度指令値が順次算出される。移動部材が対象物に接触するタイミングにおいて、移動部材の移動速度がほぼゼロになるように、インピーダンス制御の各パラメータが調整されることになる。 When the impedance control is switched to after such speed control or position control, the speed command value to the motor 10 is sequentially calculated so that the moving member comes into contact with the object at substantially zero speed. Each parameter of impedance control is adjusted so that the moving speed of the moving member becomes almost zero at the timing when the moving member comes into contact with the object.

移動部材が対象物に接触することで、対象物に対する荷重が発生することになる(図8の符号Z1を参照)。図8に示す例では、移動部材が対象物に接触して速度がほぼゼロに維持されることで、予め想定した一定の荷重が維持されていることが分かる。 When the moving member comes into contact with the object, a load is generated on the object (see reference numeral Z1 in FIG. 8). In the example shown in FIG. 8, it can be seen that the constant load assumed in advance is maintained by the moving member coming into contact with the object and maintaining the velocity at almost zero.

このように、本実施の形態に係る制御方法の第1制御ロジックにおいては、予め定められた速度または位置についてのパターンに従って移動部材についての指令値(速度指令値または位置指令値)を順次算出する第1制御ループと、予め定められた切り替え条件が成立すると、第1制御手段による指令値の算出に代わって、インピーダンス制御に対応する制御演算式に従って移動部材についての指令値(速度指令値または位置指令値)を順次算出する第2制御ループとが組み合わせられる。このような制御ロジックを採用することで、インピーダンス制御の前に速度制御または位置制御が実施されて、移動部材が対象物に接近するまでの時間を短縮することができ、両者が接触する前に、インピーダンス制御に切り替えることによって、移動部材から対象物に対して与えられる荷重を一定に維持することができる。 As described above, in the first control logic of the control method according to the present embodiment, the command value (speed command value or position command value) for the moving member is sequentially calculated according to the predetermined speed or position pattern. When the first control loop and the predetermined switching condition are satisfied, the command value (speed command value or position) for the moving member is changed according to the control calculation formula corresponding to the impedance control instead of the calculation of the command value by the first control means. It is combined with a second control loop that sequentially calculates the command value). By adopting such control logic, speed control or position control is performed before impedance control, and the time until the moving member approaches the object can be shortened, and before the two come into contact with each other. By switching to impedance control, the load applied from the moving member to the object can be kept constant.

なお、図8に示す例では、第1制御ループでは、速度についてのパターン(速度目標値)に従って移動部材についての速度指令値が順次算出され、第2制御ループでは、インピーダンス制御に係る制御演算式に従って、速度実績値を用いて今回の速度指令値が算出される。 In the example shown in FIG. 8, in the first control loop, the speed command value for the moving member is sequentially calculated according to the speed pattern (velocity target value), and in the second control loop, the control calculation formula related to impedance control. According to this, the current speed command value is calculated using the actual speed value.

速度制御または位置制御からインピーダンス制御への切り替え条件(図8中の時刻A)は、予め定められた速度パターンまたは位置パターンの終了、すなわち制御開始から予め定められた時間の到来に応じて行えばよい。すなわち、速度制御または位置制御とインピーダンス制御との切り替えタイミングは、時間に応じて定められる。あるいは、速度指令などに基づいて移動部材の位置を推定し、その推定した位置から算出される残距離に基づいて、切り替えタイミングを決定してもよい。 The condition for switching from speed control or position control to impedance control (time A in FIG. 8) is determined according to the end of a predetermined speed pattern or position pattern, that is, the arrival of a predetermined time from the start of control. Good. That is, the switching timing between the speed control or the position control and the impedance control is determined according to the time. Alternatively, the position of the moving member may be estimated based on a speed command or the like, and the switching timing may be determined based on the remaining distance calculated from the estimated position.

図9は、本実施の形態に係る制御方法の第1制御ロジックに係るフローチャートである。図9に示す各ステップは、典型的には、制御装置100の演算処理ユニット102のプロセッサ110がユーザプログラム116を実行することで実現される。 FIG. 9 is a flowchart relating to the first control logic of the control method according to the present embodiment. Each step shown in FIG. 9 is typically realized by the processor 110 of the arithmetic processing unit 102 of the control device 100 executing the user program 116.

図9を参照して、プロセッサ110は、速度制御(または位置制御)およびインピーダンス制御に必要なパラメータの読み込みなどのセットアップを行う(ステップS100)。続いて、制御開始がトリガーされると(ステップS102においてYES)、予め定められた目標の速度パターンに従って速度指令値を算出する(ステップS104)。この算出された速度指令値はサーボドライバ14へ与えられる。 With reference to FIG. 9, the processor 110 performs setup such as reading parameters required for speed control (or position control) and impedance control (step S100). Subsequently, when the control start is triggered (YES in step S102), the speed command value is calculated according to a predetermined target speed pattern (step S104). The calculated speed command value is given to the servo driver 14.

続いて、プロセッサ110は、速度制御からインピーダンス制御への切り替え条件が成立したか否かを判断する(ステップS106)。速度制御からインピーダンス制御への切り替え条件が成立していなければ(ステップS106においてNO)、ステップS104以下の処理が繰返される。 Subsequently, the processor 110 determines whether or not the switching condition from the speed control to the impedance control is satisfied (step S106). If the condition for switching from the speed control to the impedance control is not satisfied (NO in step S106), the processing of step S104 and subsequent steps is repeated.

速度制御からインピーダンス制御への切り替え条件が成立していれば(ステップS106においてYES)、プロセッサ110は、インピーダンス制御に係る制御演算式に従って速度指令値を算出する(ステップS108)。この算出された速度指令値はサーボドライバ14へ与えられる。 If the switching condition from the speed control to the impedance control is satisfied (YES in step S106), the processor 110 calculates the speed command value according to the control calculation formula related to the impedance control (step S108). The calculated speed command value is given to the servo driver 14.

続いて、プロセッサ110は、制御終了条件が成立したか否かを判断する(ステップS110)。速度終了条件が成立していなければ(ステップS110においてNO)、ステップS108以下の処理が繰返される。 Subsequently, the processor 110 determines whether or not the control end condition is satisfied (step S110). If the speed end condition is not satisfied (NO in step S110), the process of step S108 or less is repeated.

一方、速度終了条件が成立していれば(ステップS110においてYES)、一例の制御動作は終了する。 On the other hand, if the speed end condition is satisfied (YES in step S110), the control operation of the example ends.

図10は、本実施の形態に係る制御方法の第1制御ロジックに従う制御結果の一例を示すタイムチャートである。図10には、移動部材を移動速度1.1mm/sで対象物に接触させ、両者の接触後、15msで15gfの荷重を対象物に与える例を示す。図10を参照して、移動部材と対象物との接触後において、発生する荷重はほぼリニアに上昇し、過剰なオーバーシュートもなく、目的の15gfで安定していることが分かる。 FIG. 10 is a time chart showing an example of a control result according to the first control logic of the control method according to the present embodiment. FIG. 10 shows an example in which a moving member is brought into contact with an object at a moving speed of 1.1 mm / s, and after the contact between the two members, a load of 15 gf is applied to the object in 15 ms. With reference to FIG. 10, it can be seen that after the moving member comes into contact with the object, the generated load rises substantially linearly, there is no excessive overshoot, and the target is stable at 15 gf.

以上のとおり、本実施の形態の制御ロジック1によれば、押し当て制御を高速かつ高精度に行うことができることが分かる。 As described above, according to the control logic 1 of the present embodiment, it can be seen that the pressing control can be performed at high speed and with high accuracy.

<F.第2制御ロジック>
上述の第1制御ロジックにおいては、速度制御または位置制御からインピーダンス制御へ切り替える構成について例示したが、インピーダンス制御をさらに細分化してもよい。
<F. 2nd control logic>
In the above-mentioned first control logic, the configuration for switching from speed control or position control to impedance control has been illustrated, but impedance control may be further subdivided.

より具体的には、インピーダンス制御の対象となる物理的な現象としては、移動部材が対象物へ接触する局面と、対象物に対して安定した荷重を与える局面とが存在する。そのため、移動部材が対象物へ接触する前から接触直後の期間と、移動部材が対象物へ接触した後の期間とのそれぞれについて、インピーダンス制御に用いるパラメータを異ならせてもよい。 More specifically, as a physical phenomenon that is the target of impedance control, there are a phase in which the moving member comes into contact with the object and a phase in which a stable load is applied to the object. Therefore, the parameters used for impedance control may be different for the period from before the moving member comes into contact with the object to immediately after the contact and the period after the moving member comes into contact with the object.

図11は、本実施の形態に係る制御方法の第2制御ロジックを説明するための模式図である。横軸には経過時間が定義され、縦軸には移動部材の位置および発生する荷重が定義される。 FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the second control logic of the control method according to the present embodiment. The horizontal axis defines the elapsed time, and the vertical axis defines the position of the moving member and the generated load.

図11に示す例においては、予め定められた速度目標値、すなわち速度パターンに従ってモータ10に対して指令値が与えられる(図11に示す「速度制御」)。そして、移動部材が対象物に接近すると(図11に示す例では、時刻Aまで到達すると)、インピーダンス制御1に切り替わる。このインピーダンス制御1においては、移動部材が対象物にほぼ速度ゼロで接触するように、パラメータが設定される。 In the example shown in FIG. 11, a command value is given to the motor 10 according to a predetermined speed target value, that is, a speed pattern (“speed control” shown in FIG. 11). Then, when the moving member approaches the object (in the example shown in FIG. 11, when the time A is reached), the impedance control 1 is switched to. In this impedance control 1, parameters are set so that the moving member comes into contact with the object at almost zero speed.

その後、移動部材が対象物に接触して、対象物に対する荷重が増加するようになると(図11に示す例では、時刻Bまで到達すると)、インピーダンス制御1からインピーダンス制御2に切り替わる。このインピーダンス制御2においては、対象物に与えられる荷重の大きさについての変動が早期に収束して、安定した大きさの荷重が発生するようなパラメータが設定される。 After that, when the moving member comes into contact with the object and the load on the object increases (in the example shown in FIG. 11, when the time B is reached), the impedance control 1 is switched to the impedance control 2. In this impedance control 2, parameters are set so that fluctuations in the magnitude of the load applied to the object converge at an early stage and a load of a stable magnitude is generated.

具体的な実装方法としては、インピーダンス制御1および2に応じた、係数m,k,d,cのパラメータセットが予め用意されており、図7に示す制御ループにおいて、インピーダンス制御1からインピーダンス制御2への切り替え時に、そのパラメータセットが切り換えられる。 Specific implementation methods, depending on the impedance control 1 and 2, the coefficient m d, k d, d d , parameter set c d is prepared in advance, in the control loop shown in FIG. 7, the impedance control 1 When switching from to impedance control 2, the parameter set is switched.

第2制御ロジックにおいては、第1パラメータセットを設定したインピーダンス制御(インピーダンス制御1)に従って、移動部材が対象物に接触する時点を含む第1期間(図11の時刻A〜B)を制御し、続いて、第1パラメータセットとは異なる第2パラメータセットを設定したインピーダンス制御に従って、第1期間に引き続く第2期間(図11の時刻B以降)を制御する。 In the second control logic, the first period (time A to B in FIG. 11) including the time point when the moving member comes into contact with the object is controlled according to the impedance control (impedance control 1) in which the first parameter set is set. Subsequently, the second period (after time B in FIG. 11) following the first period is controlled according to the impedance control in which the second parameter set different from the first parameter set is set.

以上のように、制御対象の状況に応じて、インピーダンス制御に用いるパラメータを異ならせることで、押し当て制御の制御精度をより高めることができる。このように、本実施の形態の第2制御ロジックによれば、上述の第1制御ロジックに比較して、押し当て制御のさらなる高速化およびさらなる高精度化を実現できる。 As described above, the control accuracy of the pressing control can be further improved by making the parameters used for the impedance control different according to the situation of the controlled object. As described above, according to the second control logic of the present embodiment, it is possible to realize further high speed and higher accuracy of the pressing control as compared with the above-mentioned first control logic.

<G.第3の制御ロジック>
次に、移動部材と対象物との接触時に生じ得る荷重のピーク(オーバーシュート)を低減するための手法を含む制御ロジックについて説明する。
<G. Third control logic>
Next, a control logic including a method for reducing a load peak (overshoot) that may occur when the moving member and the object come into contact with each other will be described.

上述の押し当て制御によれば、インピーダンス制御のパラメータを最適化することで、高速化および高精度化を実現できる。但し、装置構成によっては、移動部材が対象物と折衝した直後に荷重のピーク(オーバーシュート)が生じる場合がある。例えば、移動部材の先端がゴムなどで構成される場合には、荷重のピークはそれほど高くないが、金属で構成される場合には、大きな荷重のピークが生じる可能性がある。荷重のピークが大きいと、対象物が破損する可能性もある。 According to the above-mentioned pressing control, high speed and high accuracy can be realized by optimizing the impedance control parameters. However, depending on the device configuration, a load peak (overshoot) may occur immediately after the moving member negotiates with the object. For example, when the tip of the moving member is made of rubber or the like, the load peak is not so high, but when it is made of metal, a large load peak may occur. If the load peak is large, the object may be damaged.

図12は、移動部材と対象物との接触によって荷重のピークが発生する現象を説明するための図である。図12(A)を参照して、移動部材と対象物との接触によって荷重のピークが発生する原因は、接触時の移動部材の速度が相対的に大きいことである。すなわち、移動部材がある速度状態で対象物に接触すると荷重のピークが発生する。このような原因を考慮すると、図12(B)に示すように、移動部材と対象物との接触時の速度をほぼゼロにできれば、荷重のピークは発生ことになる。 FIG. 12 is a diagram for explaining a phenomenon in which a load peak is generated due to contact between a moving member and an object. With reference to FIG. 12A, the reason why the load peak occurs due to the contact between the moving member and the object is that the speed of the moving member at the time of contact is relatively high. That is, when the moving member comes into contact with an object at a certain speed, a load peak occurs. Considering such a cause, as shown in FIG. 12B, if the speed at the time of contact between the moving member and the object can be made substantially zero, the load peak will occur.

しかしながら、現実には、移動部材と対象物との接触時の速度がほぼゼロになるようにパラメータを調整することは容易ではない。特に、本実施の形態においては、インピーダンス制御を採用するので、複数のパラメータ(図4に示すマス係数m、ダンパ係数C、ばね係数K/図7に示す係数m,k,d,c)を同時に調整する必要があり、調整作業に多くの工数を要してしまう。 However, in reality, it is not easy to adjust the parameters so that the speed at the time of contact between the moving member and the object becomes almost zero. In particular, in the present embodiment, since impedance control is adopted, a plurality of parameters (mass coefficient m d shown in FIG. 4, damper coefficient C d , spring coefficient K d / coefficients m d , k d shown in FIG. 7), d d, it is necessary to adjust c d) simultaneously, it takes a lot of man-hours for adjustment work.

また、移動部材と対象物との接触時の速度をゼロにすることで、制御全体の実行に要する時間(タクトタイム)が大幅に延びてしまうことも好ましくない。 Further, it is not preferable that the time (tact time) required for executing the entire control is significantly extended by setting the speed at the time of contact between the moving member and the object to zero.

そこで、インピーダンス制御に係るパラメータの調整工数を最適化するとともに、制御全体のタクトタイムの増加を抑制できるような手法を採用する。具体的には、あるパラメータに従うインピーダンス制御において何らかの荷重のピークが生じた場合に、その挙動の実績に基づいて、移動部材と対象物との接触時の移動速度を求め、その求めた移動速度を事前に補正する。すなわち、移動部材が対象物に接触する前に、移動部材についての速度指令値を算出するための目標値が予め取得された移動速度(補正量に相当)だけ減じられる。この事前の速度補正は、インピーダンス制御において実行されてもよいし、当該インピーダンス制御への切り替え前に実施される速度制御または位置制御において実行されてもよい。 Therefore, we will optimize the man-hours for adjusting the parameters related to impedance control and adopt a method that can suppress the increase in the tact time of the entire control. Specifically, when some kind of load peak occurs in impedance control according to a certain parameter, the moving speed at the time of contact between the moving member and the object is obtained based on the actual results of the behavior, and the obtained moving speed is calculated. Correct in advance. That is, before the moving member comes into contact with the object, the target value for calculating the speed command value for the moving member is reduced by the previously acquired moving speed (corresponding to the correction amount). This pre-speed correction may be performed in impedance control or in speed control or position control performed prior to switching to impedance control.

図13は、本実施の形態に係る制御方法の第3の制御ロジックの概要を説明するための模式図である。図13(A)に示すように、あるパラメータに従うインピーダンス制御において加重のピークが発生しているとする。このような好ましくない状態の挙動を取得することで、そのときに移動部材と対象物との接触時における移動速度を取得できる。図13(A)に示す例では、接触時(加重が発生し始める時点)の移動部材の速度がXであることが分かる。 FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the outline of the third control logic of the control method according to the present embodiment. As shown in FIG. 13 (A), it is assumed that a weighted peak occurs in impedance control according to a certain parameter. By acquiring the behavior in such an unfavorable state, it is possible to acquire the moving speed at the time of contact between the moving member and the object. In the example shown in FIG. 13A, it can be seen that the speed of the moving member at the time of contact (at the time when the load starts to be generated) is X.

図13(B)を参照して、図13(A)で得られた知見(接触時の移動部材の速度がXであること)に基づいて、移動部材が対象物に接近する際の軌道を補正する。すなわち、インピーダンス制御中(または、それ以前の速度制御中または位置制御中)に、速度目標値を先の知見で取得された補正量Xだけ低減させる。速度目標値は、移動部材の速度指令値を算出するための基準となる値であり、この基準が予め取得された補正量Xだけ減じられる。 With reference to FIG. 13 (B), based on the knowledge obtained in FIG. 13 (A) (the velocity of the moving member at the time of contact is X), the trajectory when the moving member approaches the object is determined. to correct. That is, during impedance control (or earlier speed control or position control), the speed target value is reduced by the correction amount X acquired in the previous knowledge. The speed target value is a reference value for calculating the speed command value of the moving member, and this reference is decremented by the correction amount X acquired in advance.

インピーダンス制御において事前の速度補正が実施される場合には、インピーダンス制御に従う制御ループにおいて、速度指令値を算出するための目標値が補正される。このとき、速度指令値は補正後の目標値に対して滑らかに追従するため、補正量が相対的に大きな場合であっても、移動部材に残留振動が生じにくく、移動部材が対象物に接触しときに残留振動による意図しない大きな力が発生する可能性を低減できる。 When the speed correction is performed in advance in the impedance control, the target value for calculating the speed command value is corrected in the control loop that follows the impedance control. At this time, since the speed command value smoothly follows the corrected target value, residual vibration is unlikely to occur in the moving member even when the correction amount is relatively large, and the moving member comes into contact with the object. At that time, it is possible to reduce the possibility that an unintended large force is generated due to residual vibration.

一方、速度制御または位置制御において事前の速度補正が実施される場合には、速度指令値は補正後の目標値にほぼ遅れなく追従することになる。このとき、目標値の補正を含む速度制御または位置制御に関するパラメータとインピーダンス制御に係るパラメータとの依存度合いを下げることができるので、パラメータの調整工数をより低減できる可能性がある。 On the other hand, when the speed correction is performed in advance in the speed control or the position control, the speed command value follows the corrected target value with almost no delay. At this time, since the degree of dependence between the parameters related to speed control or position control including the correction of the target value and the parameters related to impedance control can be reduced, there is a possibility that the man-hours for adjusting the parameters can be further reduced.

また、速度目標値を補正量Xだけ低減させるタイミングである、速度切替時刻Tcは1つの調整可能なパラメータとなる。 Further, the speed switching time Tc, which is the timing for reducing the speed target value by the correction amount X, is one adjustable parameter.

具体的な実装形態としては、図7に示す制御ループにおいて、微分器168の出力側に減算器を配置し、微分器168から出力される速度目標値に対して補正量Xを減じるようにしてもよい。このような実装形態にすれば、速度切替時刻Tcと、インピーダンス制御とインピーダンス制御以外の制御方法(速度制御または位置制御)との切替時刻との関係に応じて、補正量Xを減じるタイミングをいずれの側にも任意に設定できる。 As a specific implementation form, in the control loop shown in FIG. 7, a subtractor is arranged on the output side of the differentiator 168 so that the correction amount X is reduced with respect to the speed target value output from the differentiator 168. May be good. According to such an implementation, the timing for reducing the correction amount X will be adjusted according to the relationship between the speed switching time Tc and the switching time between the impedance control and the control method other than the impedance control (speed control or position control). It can be set arbitrarily on the side of.

速度切替時刻Tcを遅めに設定すると、タクトタイムを短くするためには有利であるが、荷重のピークの抑制に対しては不利である。逆に、速度切替時刻Tcを早めに設定すると、荷重のピークの抑制に対しては有利であるが、タクトタイムを短くするためには不利である。このような荷重ピークの抑制とタクトタイムの縮小という互いに相反する両方の目的を満足できるように、速度切替時刻Tcが調整される。 Setting the speed switching time Tc later is advantageous for shortening the tact time, but is disadvantageous for suppressing the peak load. On the contrary, setting the speed switching time Tc earlier is advantageous for suppressing the peak of the load, but is disadvantageous for shortening the tact time. The speed switching time Tc is adjusted so as to satisfy both the mutually contradictory purposes of suppressing the load peak and reducing the tact time.

但し、速度切替時刻Tcという1つのパラメータのみを調整すればよいので、パラメータ調整に係る工数が大幅に増大することはなく、合理的な工数でパラメータ調整を完了できる。 However, since only one parameter called the speed switching time Tc needs to be adjusted, the man-hours related to the parameter adjustment do not increase significantly, and the parameter adjustment can be completed with a reasonable man-hour.

第3の制御ロジックにおいては、インピーダンス制御に対応する制御演算式に従って移動部材についての速度指令値が順次算出される過程において、予め定められた条件が成立すると(例えば、速度切替時刻Tcが到来すると)、予め取得された補正量Xだけ目標値(この例では、速度目標値)を減じる。このような構成を採用することで、補正量Xだけ目標値を減じる条件(例えば、速度切替時刻Tc)という1つのパラメータの調整で、荷重のピークの抑制およびタクトタイムの増大抑制についての調整を少ない工数で実現できる。 In the third control logic, when a predetermined condition is satisfied in the process of sequentially calculating the speed command value for the moving member according to the control calculation formula corresponding to the impedance control (for example, when the speed switching time Tc arrives). ), The target value (in this example, the speed target value) is decremented by the correction amount X acquired in advance. By adopting such a configuration, by adjusting one parameter, which is a condition for reducing the target value by the correction amount X (for example, speed switching time Tc), adjustment for suppression of load peak and suppression of increase in tact time can be performed. It can be realized with a small number of man-hours.

補正量Xだけ目標値を減じる条件の一例として、インピーダンス制御の開始から予め定められた時間(速度切替時刻Tc)が経過したことを採用してもよい。次に、補正量Xだけ目標値を減じる条件の一例である速度切替時刻Tcを決定する方法のいくつかについて説明する。 As an example of the condition for reducing the target value by the correction amount X, it may be adopted that a predetermined time (speed switching time Tc) has elapsed from the start of the impedance control. Next, some methods for determining the speed switching time Tc, which is an example of the condition for reducing the target value by the correction amount X, will be described.

(1)荷重ピークとタクトタイムとについての評価関数を用いる方法
荷重ピークとタクトタイムとについての評価関数を用いることで、速度切替時刻Tcを最適化してもよい。例えば、以下のような評価値fを定義し、この評価値fが極小値をとる条件を探索してもよい。
(1) Method of using the evaluation function for the load peak and the tact time The speed switching time Tc may be optimized by using the evaluation function for the load peak and the tact time. For example, the following evaluation value f may be defined, and a condition in which the evaluation value f takes a minimum value may be searched.

評価値f=重み係数1×タクトタイムの延長分+重み係数2×荷重ピークの大きさ
このような評価値fを用いることで、荷重ピークおよびタクトタイムの両方を考慮した、速度切替時刻Tcを決定できる。
Evaluation value f = Weight coefficient 1 x Extension of tact time + Weight coefficient 2 x Size of load peak By using such evaluation value f, the speed switching time Tc considering both load peak and tact time can be obtained. Can be decided.

(2)タクトタイムについての評価関数を用いる方法
荷重ピークが予め定められた許容値を満足している範囲でタクトタイムの延長分を最小化する場合には、以下のような評価値fを用いてもよい。
(2) Method using the evaluation function for the takt time When the extension of the takt time is minimized within the range where the load peak satisfies the predetermined allowable value, the following evaluation value f is used. You may.

評価値f=重み係数1×タクトタイムの延長分
但し、荷重ピーク<許容値
このような評価値fを用いることで、荷重ピークを許容値内に維持できる範囲で、タクトタイムを最も短くできる速度切替時刻Tcを決定できる。
Evaluation value f = Weight coefficient 1 x Extension of takt time However, load peak <allowable value By using such an evaluation value f, the speed at which the tact time can be shortened to the minimum within the range where the load peak can be maintained within the allowable value. The switching time Tc can be determined.

(3)最適値の探索方法
上述したような評価値fの最適値を探索する方法としては、数学的に解を求める方法を採用してもよいが、複数の候補を予め設定し、これら複数の候補の間で最適なものを決定するようにしてもよい。
(3) Optimal value search method As a method for searching for the optimum value of the evaluation value f as described above, a method of finding a solution mathematically may be adopted, but a plurality of candidates are set in advance and a plurality of these candidates are set in advance. You may try to determine the best one among the candidates.

例えば、インピーダンス制御が実行される区間(例えば、図11の時刻Aから時刻Bまでの区間)をN等分して候補点を設定し、時刻Aに近い候補点より順次評価値fを算出していき、その算出された評価値fに基づいて、速度切替時刻Tcを決定すればよい。 For example, a section in which impedance control is executed (for example, a section from time A to time B in FIG. 11) is divided into N equal parts to set candidate points, and an evaluation value f is sequentially calculated from candidate points close to time A. Then, the speed switching time Tc may be determined based on the calculated evaluation value f.

あるいは、インピーダンス制御が実行される区間(例えば、図11の時刻Aから時刻Bまでの区間)をN等分して候補点を設定し、設定された候補点の中間点を初期値とし、荷重ピークが高すぎる場合には、より時刻Aに近い候補点を選択し、逆に、荷重ピークが許容値以下になっている場合には、より時刻Bに近い候補点を選択するようにしてもよい。 Alternatively, a section in which impedance control is executed (for example, a section from time A to time B in FIG. 11) is divided into N equal parts to set candidate points, and the intermediate point of the set candidate points is used as the initial value to set the load. If the peak is too high, a candidate point closer to time A is selected, and conversely, if the load peak is below the permissible value, a candidate point closer to time B is selected. Good.

典型的には、上述のいずれかの方法に従って、複数の候補点のうち最適値となるものを探索すればよい。このように、補正量Xだけ目標値を減じる条件は、移動部材が対象物に接触した直後に発生する荷重のピークと、移動部材が対象物に接触して荷重を与える一連の処理に要する時間(タクトタイム)の長さとを考慮して決定されてもよい。 Typically, one of the above-mentioned methods may be used to search for the optimum value among the plurality of candidate points. In this way, the conditions for reducing the target value by the correction amount X are the peak of the load generated immediately after the moving member comes into contact with the object and the time required for a series of processes in which the moving member comes into contact with the object and applies the load. It may be determined in consideration of the length of (tact time).

なお、上述の説明においては、パラメータとして速度切替時刻Tcを用いる場合について例示したが、移動部材の位置および/または速度の条件に応じて、速度目標値を補正量Xだけ低減させるようにしてもよい。すなわち、例えば、移動部材の位置が予め定められた速度切替位置に到達すると、および/または、移動部材の移動速度が予め定められた速度切替速度に到達すると、インピーダンス制御における速度目標値を補正量Xだけ低減させるようにしてもよい。 In the above description, the case where the speed switching time Tc is used as a parameter has been illustrated, but the speed target value may be reduced by the correction amount X according to the position and / or speed condition of the moving member. Good. That is, for example, when the position of the moving member reaches a predetermined speed switching position and / or when the moving speed of the moving member reaches a predetermined speed switching speed, the speed target value in the impedance control is corrected. It may be reduced by X.

図14は、本実施の形態に係る制御方法の第3の制御ロジックに係るフローチャートである。図14に示す各ステップは、典型的には、制御装置100の演算処理ユニット102のプロセッサ110がユーザプログラム116を実行することで実現される。 FIG. 14 is a flowchart relating to the third control logic of the control method according to the present embodiment. Each step shown in FIG. 14 is typically realized by the processor 110 of the arithmetic processing unit 102 of the control device 100 executing the user program 116.

図14を参照して、プロセッサ110は、速度制御(または位置制御)およびインピーダンス制御に必要なパラメータの読み込みなどのセットアップを行う(ステップS200)。続いて、制御開始がトリガーされると(ステップS202においてYES)、予め定められた目標の速度パターンに従って速度指令値を算出する(ステップS204)。この算出された速度指令値はサーボドライバ14へ与えられる。 With reference to FIG. 14, the processor 110 performs setup such as reading parameters required for speed control (or position control) and impedance control (step S200). Subsequently, when the control start is triggered (YES in step S202), the speed command value is calculated according to a predetermined target speed pattern (step S204). The calculated speed command value is given to the servo driver 14.

続いて、プロセッサ110は、速度制御からインピーダンス制御への切り替え条件が成立したか否かを判断する(ステップS206)。速度制御からインピーダンス制御への切り替え条件が成立していなければ(ステップS206においてNO)、ステップS204以下の処理が繰返される。 Subsequently, the processor 110 determines whether or not the switching condition from the speed control to the impedance control is satisfied (step S206). If the switching condition from the speed control to the impedance control is not satisfied (NO in step S206), the processing of step S204 or less is repeated.

速度制御からインピーダンス制御への切り替え条件が成立していれば(ステップS206においてYES)、プロセッサ110は、インピーダンス制御に係る制御演算式に従って速度指令値を算出する(ステップS208)。この算出された速度指令値はサーボドライバ14へ与えられる。 If the switching condition from the speed control to the impedance control is satisfied (YES in step S206), the processor 110 calculates the speed command value according to the control calculation formula related to the impedance control (step S208). The calculated speed command value is given to the servo driver 14.

続いて、プロセッサ110は、速度切替条件が成立したか否かを判断する(ステップS210)。速度切替条件は、上述したような、速度切替時刻Tcなどを含む。速度切替条件が成立していなければ(ステップS210においてNO)、ステップS208以下の処理が繰返される。 Subsequently, the processor 110 determines whether or not the speed switching condition is satisfied (step S210). The speed switching condition includes the speed switching time Tc and the like as described above. If the speed switching condition is not satisfied (NO in step S210), the processing of step S208 and subsequent steps is repeated.

一方、速度切替条件が成立していれば(ステップS210においてYES)、プロセッサ110は、インピーダンス制御における速度目標値を補正量Xだけ低減させる(ステップS212)。そして、プロセッサ110は、インピーダンス制御に係る制御演算式に従って、低減後の速度目標値と連続するように速度指令値の算出を継続する(ステップS214)。 On the other hand, if the speed switching condition is satisfied (YES in step S210), the processor 110 reduces the speed target value in the impedance control by the correction amount X (step S212). Then, the processor 110 continues to calculate the speed command value so as to be continuous with the reduced speed target value according to the control calculation formula related to the impedance control (step S214).

続いて、プロセッサ110は、制御終了条件が成立したか否かを判断する(ステップS216)。制御終了条件が成立していなければ(ステップS216においてNO)、ステップS214以下の処理が繰返される。 Subsequently, the processor 110 determines whether or not the control end condition is satisfied (step S216). If the control end condition is not satisfied (NO in step S216), the processing of step S214 and subsequent steps is repeated.

一方、制御終了条件が成立していれば(ステップS216においてYES)、一例の制御動作は終了する。 On the other hand, if the control end condition is satisfied (YES in step S216), the control operation of the example ends.

図15は、本実施の形態に係る制御方法の第3の制御ロジックに従う制御結果の一例を示すタイムチャートである。図15(A)には、速度制御とインピーダンス制御とを組み合わせた制御方法での測定結果の一例を示し、図15(B)には、図14(A)に示す制御方法に加えて、インピーダンス制御において速度目標値を所定タイミングで補正する制御方法での測定結果の一例を示す。 FIG. 15 is a time chart showing an example of a control result according to the third control logic of the control method according to the present embodiment. FIG. 15 (A) shows an example of measurement results by a control method combining speed control and impedance control, and FIG. 15 (B) shows impedance in addition to the control method shown in FIG. 14 (A). An example of the measurement result in the control method in which the speed target value is corrected at a predetermined timing in the control is shown.

図15には、移動部材を対象物に接触させ、両者の接触後、100gfの荷重を対象物に与える例を示す。 FIG. 15 shows an example in which a moving member is brought into contact with an object, and after the contact between the two members, a load of 100 gf is applied to the object.

図15(A)に示す測定結果においては、荷重のピークは195gfであり、設定加重の100gfに対して95gfの過加重となっている。但し、バウンド(加重ピーク発生後の不足加重)は発生しておらず、その意味では適切な設定となっていることが分かる。これに対して、図15(B)に示す測定結果においては、荷重のピークは135gfまで低減されており、設定加重の100gfに対して35gfの過加重に抑制されている。また、バウンド(加重ピーク発生後の不足加重)は発生しておらず、図15(A)に示す測定結果に比較して、より好ましい設定となっていることが分かる。 In the measurement result shown in FIG. 15A, the peak load is 195 gf, which is an overload of 95 gf with respect to the set load of 100 gf. However, no bound (insufficient weighting after the occurrence of the weighted peak) has occurred, and it can be seen that the setting is appropriate in that sense. On the other hand, in the measurement result shown in FIG. 15B, the peak load is reduced to 135 gf, and is suppressed by an overload of 35 gf with respect to the set load of 100 gf. Further, it can be seen that no bounce (insufficient weighting after the occurrence of the weighted peak) has occurred, and the setting is more preferable as compared with the measurement result shown in FIG. 15A.

<H.実装例>
次に、本実施の形態に係る制御方法をユーザプログラム116上で実装する場合の構成例について説明する。
<H. Implementation example>
Next, a configuration example when the control method according to the present embodiment is implemented on the user program 116 will be described.

図16は、本実施の形態に係る制御方法の実行をユーザプログラム上で定義するためのファンクションブロックの一例を示す図である。図17は、本実施の形態に係る制御方法に含まれるインピーダンス制御をユーザプログラム上で定義するためのファンクションブロックの一例を示す図である。本実施の形態に係る制御方法は、図16に示すファンクションブロックと、図17に示すファンクションブロックとを組み合わせることで、プログラム上で実装される。 FIG. 16 is a diagram showing an example of a function block for defining the execution of the control method according to the present embodiment on the user program. FIG. 17 is a diagram showing an example of a function block for defining impedance control included in the control method according to the present embodiment on a user program. The control method according to the present embodiment is implemented on a program by combining the function block shown in FIG. 16 and the function block shown in FIG.

図16に示すファンクションブロックは、既存の制御ループに組み入れられるような用途が想定されており、”PreVelocity”の入力ポートに既存の制御ループにおいて速度指令値が格納される変数が関連付けられ、本制御方法により補正された後の速度指令値が格納される変数が”PreVelocity”の出力ポートに関連付けられる。 The function block shown in FIG. 16 is assumed to be used in an existing control loop, and a variable in which a speed command value is stored in the existing control loop is associated with the input port of "PreVelocity", and this control is performed. A variable in which the speed command value after being corrected by the method is stored is associated with the output port of "PreVelocity".

図17に示すファンクションブロックは、図16に示すファンクションブロックに入力された速度指令値に対して適用されるインピーダンス制御のパラメータなどを設定する。このファンクションブロックの各入力ポートに対して、目標値および必要なパラメータが設定される。 The function block shown in FIG. 17 sets impedance control parameters and the like applied to the speed command value input to the function block shown in FIG. Target values and required parameters are set for each input port of this function block.

図16および図17に示すようなファンクションブロックを採用することで、ユーザは、制御方法の具体的なアルゴリズムを理解しなくとも、目的の制御をユーザプログラム上で用いることができ、本制御方法の適用範囲を広げることができる。 By adopting the function blocks as shown in FIGS. 16 and 17, the user can use the desired control on the user program without understanding the specific algorithm of the control method. The scope of application can be expanded.

<I.応用例>
上述の説明においては、移動部材がボールねじの延伸方向に沿って移動するアクチュエータに対して、実施の形態に係る制御方法を提供する応用例について例示したが、これに限らず、部材間の距離および押し当て力(荷重)を制御するアクチュエータに適用できる。
<I. Application example>
In the above description, an application example for providing a control method according to an embodiment for an actuator in which a moving member moves along a drawing direction of a ball screw has been illustrated, but the present invention is not limited to this, and the distance between the members is not limited to this. And can be applied to actuators that control the pressing force (load).

図18は、本実施の形態に係る制御方法に用いられるアクチュエータの別の一例を示す模式図である。図18を参照して、アクチュエータ22は、基材24に対して回転駆動するように配置された移動部材28を含む。移動部材28は、図示しないモータなどによって、回転駆動されて、対象物30との間の相対距離を変化させるとともに、移動部材28から対象物30に対して荷重を与える。 FIG. 18 is a schematic view showing another example of the actuator used in the control method according to the present embodiment. With reference to FIG. 18, the actuator 22 includes a moving member 28 arranged to drive rotationally with respect to the substrate 24. The moving member 28 is rotationally driven by a motor or the like (not shown) to change the relative distance between the moving member 28 and the object 30, and also applies a load from the moving member 28 to the object 30.

移動部材28を何らかの部材を供給するレールなどとして構成することで、原料を供給するようなアプリケーションに適用できる。あるいは、移動部材28の先端にプローブなどを配置することで、対象物30を探傷する検査装置などとして用いることができる。 By configuring the moving member 28 as a rail or the like for supplying some member, it can be applied to an application for supplying a raw material. Alternatively, by arranging a probe or the like at the tip of the moving member 28, it can be used as an inspection device or the like for detecting an object 30.

あるいは、移動部材28の先端に研磨部材などを配置することで、回転駆動する対象物30の表面を研磨するための研磨装置として用いることもできる。 Alternatively, by arranging a polishing member or the like at the tip of the moving member 28, it can be used as a polishing device for polishing the surface of the object 30 to be rotationally driven.

このように、本実施の形態に係る制御方法は、図1に示すような直線運動する移動部材だけではなく、図18に示すような回転運動する移動部材、あるいは、さらに別の任意の挙動を示す移動部材を含む構成に適用できる。 As described above, the control method according to the present embodiment includes not only the linearly moving moving member as shown in FIG. 1, but also the rotating moving member as shown in FIG. 18, or yet another arbitrary behavior. It can be applied to the configuration including the moving member shown.

<J.利点>
本実施の形態によれば、インピーダンス制御とインピーダンス制御以外の速度制御または位置制御とを組み合わせることで、高速かつ高精度な押し当て制御を実現できる。
<J. Advantages>
According to the present embodiment, by combining impedance control and speed control or position control other than impedance control, high-speed and highly accurate pressing control can be realized.

また、本実施の形態によれば、インピーダンス制御に用いるパラメータセットが、移動部材が対象物に接触する前後の区間と、それ以降の区間とでそれぞれ別々に用意されることで、各局面に適したインピーダンス制御を実現できる。 Further, according to the present embodiment, the parameter set used for impedance control is prepared separately for the section before and after the moving member comes into contact with the object and the section after that, which is suitable for each aspect. Impedance control can be realized.

また、本実施の形態によれば、インピーダンス制御に対して、ある条件が成立すると、予め取得された知見基づく補正量だけ目標値を補正することで、移動部材が対象物に接触したときに生じる荷重のピークを低減できるとともに、その荷重のピークを低減するためのパラメータ調整を容易化できる。さらに、荷重のピークの低減と、タクトタイムの適正化との両立を図ることもできる。 Further, according to the present embodiment, when a certain condition is satisfied for the impedance control, the target value is corrected by the correction amount based on the knowledge acquired in advance, so that the moving member comes into contact with the object. The peak of the load can be reduced, and the parameter adjustment for reducing the peak of the load can be facilitated. Further, it is possible to achieve both reduction of the load peak and optimization of the tact time.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

1 制御システム、2,22 アクチュエータ、4 ハウジング、6 ボールねじ、8 ナット、10 モータ、12 カウンタ、14 サーボドライバ、16 ロードセル、28 移動部材、24 基材、30 対象物、100 制御装置、102 演算処理ユニット、104 機能ユニット、110 プロセッサ、112 主メモリ、114 二次記憶装置、116 ユーザプログラム、118 シーケンスプログラム、120 モーションプログラム、122 システムプログラム、124 バスマスタ回路、126 ローカルインターフェイス回路、128 ネットワークマスタ回路、152,156,160,162 係数演算器、154,158,164 加減算器、166 第1ポート、168 微分器、170 第2ポート、180 スイッチ。 1 control system, 2,22 actuators, 4 housings, 6 ball screws, 8 nuts, 10 motors, 12 counters, 14 servo drivers, 16 load cells, 28 moving members, 24 base materials, 30 objects, 100 control devices, 102 calculations. Processing unit, 104 functional unit, 110 processor, 112 main memory, 114 secondary storage, 116 user program, 118 sequence program, 120 motion program, 122 system program, 124 bus master circuit, 126 local interface circuit, 128 network master circuit, 152,156,160,162 coefficient calculators, 154,158,164 adders / subtractors, 166 first port, 168 differentiaters, 170 second ports, 180 switches.

Claims (9)

対象物と移動部材との間の相対距離を変化させるとともに、前記移動部材から前記対象物へ与える荷重の大きさを制御する制御装置であって、
予め定められた速度または位置についてのパターンに従って前記移動部材についての指令値を順次算出する第1制御手段と、
予め定められた第1条件が成立すると、前記第1制御手段による前記指令値の算出に代わって、インピーダンス制御に対応する制御演算式に従って前記移動部材についての指令値を順次算出する第2制御手段とを備え
前記第1制御手段は、速度についてのパターンに従って前記移動部材についての速度指令値を順次算出し、
前記第2制御手段は、前記制御演算式に従って、速度実績値を用いて今回の速度指令値を算出する、制御装置。
A control device that changes the relative distance between an object and a moving member and controls the magnitude of the load applied from the moving member to the object.
A first control means for sequentially calculating command values for the moving member according to a predetermined speed or position pattern, and
When the predetermined first condition is satisfied, the second control means for sequentially calculating the command value for the moving member according to the control calculation formula corresponding to the impedance control instead of the calculation of the command value by the first control means. equipped with a door,
The first control means sequentially calculates the speed command value for the moving member according to the speed pattern, and then sequentially calculates the speed command value.
Said second control means in accordance with said control arithmetic expression, that to calculate the current speed command value by using the actual speed, the control device.
前記インピーダンス制御に対応する制御演算式は、指令値の次元についての目標値と実績値との差分に比例する項を含む、請求項1に記載の制御装置。 The control device according to claim 1, wherein the control calculation formula corresponding to the impedance control includes a term proportional to the difference between the target value and the actual value for the dimension of the command value. 前記インピーダンス制御に対応する制御演算式は、指令値を積分した次元についての目標値と実績値との差分に比例する項をさらに含む、請求項2に記載の制御装置。 The control device according to claim 2, wherein the control calculation formula corresponding to the impedance control further includes a term proportional to the difference between the target value and the actual value for the dimension in which the command value is integrated. 前記第2制御手段は、第1パラメータセットを設定した前記インピーダンス制御に従って、前記移動部材が前記対象物に接触する時点を含む第1期間を制御し、続いて、前記第1パラメータセットとは異なる第2パラメータセットを設定した前記インピーダンス制御に従って、前記第1期間に引き続く第2期間を制御する、請求項1〜のいずれか1項に記載の制御装置。 The second control means controls a first period including a time point when the moving member comes into contact with the object according to the impedance control in which the first parameter set is set, and subsequently differs from the first parameter set. The control device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the second period following the first period is controlled according to the impedance control in which the second parameter set is set. 前記移動部材が前記対象物に接触する前に、前記移動部材についての速度指令値を算出するための目標値が予め取得された補正量だけ減じられる、請求項1〜のいずれか1項に記載の制御装置。 According to any one of claims 1 to 4 , the target value for calculating the speed command value for the moving member is reduced by the amount of correction acquired in advance before the moving member comes into contact with the object. The control device described. 前記第2制御手段は、前記インピーダンス制御に対応する制御演算式に従って前記移動部材についての指令値が順次算出される過程において、予め定められた第2条件が成立すると、前記速度指令値を算出するための目標値を前記補正量だけ減じる、請求項に記載の制御装置。 The second control means calculates the speed command value when a predetermined second condition is satisfied in the process of sequentially calculating the command value for the moving member according to the control calculation formula corresponding to the impedance control. The control device according to claim 5 , wherein the target value for the purpose is reduced by the correction amount. 前記第2条件は、前記第2制御手段による前記インピーダンス制御の開始から予め定められた時間が経過したことを含む、請求項に記載の制御装置。 The control device according to claim 6 , wherein the second condition includes the lapse of a predetermined time from the start of the impedance control by the second control means. 前記第2条件は、前記移動部材が前記対象物に接触した直後に発生する荷重のピークと、前記移動部材が前記対象物に接触して荷重を与える一連の処理に要する時間の長さとを考慮して決定される、請求項に記載の制御装置。 The second condition takes into consideration the peak of the load generated immediately after the moving member comes into contact with the object and the length of time required for a series of processes in which the moving member comes into contact with the object and applies a load. 7. The control device according to claim 7. 対象物と移動部材との間の相対距離を変化させるとともに、前記移動部材から前記対象物へ与える荷重の大きさを制御する制御プログラムであって、前記制御プログラムはコンピュータに
予め定められた速度または位置についてのパターンに従って前記移動部材についての指令値を順次算出する第1制御ステップと、
予め定められた第1条件が成立すると、前記第1制御ステップによる前記指令値の算出に代わって、インピーダンス制御に対応する制御演算式に従って前記移動部材についての指令値を順次算出する第2制御ステップとを実行させ
前記第1制御ステップは、速度についてのパターンに従って前記移動部材についての速度指令値を順次算出するステップを含み、
前記第2制御ステップは、前記制御演算式に従って、速度実績値を用いて今回の速度指令値を算出するステップを含む、制御プログラム。
A control program that changes the relative distance between an object and a moving member and controls the magnitude of the load applied from the moving member to the object. The control program is a speed or a predetermined speed in a computer. The first control step of sequentially calculating the command value for the moving member according to the pattern about the position, and
When the predetermined first condition is satisfied, the second control step of sequentially calculating the command value for the moving member according to the control calculation formula corresponding to the impedance control instead of the calculation of the command value by the first control step. And run ,
The first control step includes a step of sequentially calculating a speed command value for the moving member according to a pattern for speed.
The second control step is a control program including a step of calculating the current speed command value using the actual speed value according to the control calculation formula.
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