JP7438097B2 - Drive command generation device, synchronous control system and learning device - Google Patents

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Description

本開示は、従軸モータを主軸モータの位置又は速度に同期させる制御を行う同期制御システム、同期制御システムに具備される駆動指令生成装置、及び学習装置に関する。 The present disclosure relates to a synchronous control system that performs control to synchronize a slave shaft motor with the position or speed of a main shaft motor, a drive command generation device included in the synchronous control system, and a learning device.

同期制御システムには、電子カム機能を備えているものがある。電子カム機能は、主軸周りに回転する機械的なカムを用いる代わりに、従軸のサーボモータを主軸モータの位置又は速度に同期させて制御することにより、ワーク、工具などの対象物に所望の動作を行わせる機能である。電子カム機能を備える同期制御システムでは、従軸を駆動するサーボモータを所望の動作パターンに従って精密に制御することにより、精度のよい加工が可能である。 Some synchronous control systems include an electronic cam function. Instead of using a mechanical cam that rotates around the main shaft, the electronic cam function controls the servo motor of the slave shaft in synchronization with the position or speed of the main shaft motor, so that the desired target object such as a workpiece or tool can be controlled. This is a function that causes an action to be performed. A synchronous control system equipped with an electronic cam function enables highly accurate machining by precisely controlling a servo motor that drives a slave axis according to a desired operation pattern.

下記特許文献1には、電子カム方式のロータリカッタにおいて、長尺切断時と短尺切断時とで異なる電子カム曲線によって制御する方法が開示されている。 Patent Document 1 listed below discloses a method of controlling an electronic cam type rotary cutter using different electronic cam curves when cutting a long length and when cutting a short length.

特開2000-198094号公報Japanese Patent Application Publication No. 2000-198094

同期制御システムを動作させる際の制限の1つに、従軸モータを制御する従軸モータ制御装置の実効負荷がある。実効負荷は、従軸モータを駆動する時の平均的な負荷の指標である。実効負荷を表す指標の一つとして、従軸モータの定格トルクに対する従軸モータを駆動するときの平均トルクの比率を表した実効負荷率がある。従来では、事前に主軸モータの速度である主軸モータ速度を設定し、従軸モータの速度である従軸モータ速度が、設定した主軸モータ速度に同期して駆動されるように運転指令パターンを決定していた。そして、実際に主軸モータと従軸モータとを連動して動作させることで、実効負荷率が制限値を超えないかどうかの確認と調整とを行っていた。即ち、従来では、主軸モータの速度調整は試行錯誤的に行われていた。 One of the limitations when operating a synchronous control system is the effective load of the slave motor controller that controls the slave shaft motor. The effective load is an index of the average load when driving the slave shaft motor. One index representing the effective load is the effective load ratio, which represents the ratio of the average torque when driving the slave shaft motor to the rated torque of the slave shaft motor. Conventionally, the spindle motor speed, which is the speed of the spindle motor, is set in advance, and the driving command pattern is determined so that the slave axis motor speed, which is the speed of the slave axis motor, is driven in synchronization with the set spindle motor speed. Was. Then, by actually operating the main shaft motor and the slave shaft motor in conjunction with each other, it is checked and adjusted whether the effective load factor does not exceed the limit value. That is, conventionally, the speed adjustment of the spindle motor was performed by trial and error.

単位時間当たりの生産量を上げるために主軸モータ速度を上昇させると、従軸モータ速度の加減速レートが増加する。設定した主軸モータ速度が速すぎる場合、従軸モータが急加減速を繰り返すことで、実効負荷率が制限値を超えて機械装置が停止してしまうことに繋がる。従って、従来の試行錯誤的な方法では、主軸モータ速度の設定に時間を要するという問題があった。このため、主軸モータの速度設定を短時間、且つ容易に行うことができる駆動指令生成装置を構築することが望まれていた。なお、特許文献1に記載の技術でも、主軸モータ速度の設定に実効負荷は考慮されていない。 When the main shaft motor speed is increased to increase production per unit time, the acceleration/deceleration rate of the slave shaft motor speed increases. If the set main shaft motor speed is too high, the slave shaft motor will repeatedly accelerate and decelerate rapidly, leading to the effective load factor exceeding the limit value and the mechanical device stopping. Therefore, the conventional trial-and-error method has a problem in that it takes time to set the spindle motor speed. Therefore, it has been desired to construct a drive command generation device that can easily set the speed of the spindle motor in a short time. Note that even in the technique described in Patent Document 1, the effective load is not taken into account when setting the spindle motor speed.

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、主軸モータの速度設定を短時間、且つ容易に行うことができる駆動指令生成装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to provide a drive command generation device that can easily set the speed of a spindle motor in a short time.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、従軸モータを主軸モータの位置又は速度に同期させる制御を行う同期制御システムに具備される駆動指令生成装置であって、同期制御システムの制御対象に関する情報である機械情報が入力され、機械情報に基づいて機械パラメータを設定するパラメータ設定部と、従軸モータを駆動するときの平均的負荷の指標である実効負荷に対する指令値である実効負荷指令が入力され、機械パラメータと、実効負荷指令とに基づいて、主軸の目標速度に関する情報である主軸目標速度を生成する主軸指令生成部と、機械パラメータと主軸目標速度とに基づいて、従軸の目標速度に関する情報である従軸目標速度を生成する従軸指令生成部とを備える。主軸指令生成部は、従軸指令生成部で生成された従軸目標速度に基づいて従軸モータを駆動したときの実効負荷が実効負荷指令と一致するように主軸目標速度を生成する。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objectives, the present disclosure provides a drive command generation device included in a synchronous control system that performs control to synchronize a slave shaft motor with the position or speed of a main shaft motor. A parameter setting section receives machine information, which is information about the control target of the control system, and sets machine parameters based on the machine information, and a command value for the effective load, which is an index of the average load when driving the slave shaft motor. An effective load command is input, and a spindle command generation unit generates a spindle target speed, which is information about the spindle target speed, based on the machine parameters and the effective load command. and a slave axis command generating section that generates a slave axis target speed which is information regarding the target speed of the slave axis. The main shaft command generation section generates a main shaft target speed so that the effective load when driving the slave shaft motor matches the effective load command based on the slave shaft target speed generated by the slave shaft command generation section.

本開示に係る駆動指令生成装置によれば、主軸モータの速度設定を短時間、且つ容易に行うことができるという効果を奏する。 According to the drive command generation device according to the present disclosure, it is possible to easily set the speed of the spindle motor in a short time.

実施の形態1から実施の形態4に係る同期制御システムの制御対象の一例であるシート貼り付け機械の構成を模式的に示す図A diagram schematically showing the configuration of a sheet pasting machine that is an example of a control target of the synchronous control system according to Embodiments 1 to 4. 実施の形態1に係る同期制御システムの構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a synchronous control system according to Embodiment 1 実施の形態1に係る駆動指令生成装置の構成例を示すブロック図A block diagram showing a configuration example of a drive command generation device according to Embodiment 1 実施の形態1に係る駆動指令生成装置の動作説明に供する第1の図A first diagram for explaining the operation of the drive command generation device according to the first embodiment 実施の形態1に係る駆動指令生成装置の動作説明に供する第2の図A second diagram for explaining the operation of the drive command generation device according to the first embodiment 実施の形態1に係る駆動指令生成装置の動作説明に供する第3の図Third diagram for explaining the operation of the drive command generation device according to the first embodiment 実施の形態1に係る駆動指令生成装置の動作説明に供する第4の図Fourth diagram for explaining the operation of the drive command generation device according to the first embodiment 実施の形態2に係る同期制御システムの構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a synchronous control system according to Embodiment 2 実施の形態2に係る駆動指令生成装置の構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a drive command generation device according to Embodiment 2 実施の形態3に係る同期制御システムの構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a synchronous control system according to Embodiment 3 実施の形態3に係る駆動指令生成装置の構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a drive command generation device according to Embodiment 3 実施の形態1から実施の形態3に係る従軸指令生成部によって生成される従軸目標速度パターンが負となる区間を持つ例を示す図A diagram showing an example in which the slave axis target speed pattern generated by the slave axis command generation unit according to Embodiment 1 to Embodiment 3 has a negative section. 実施の形態4に係る同期制御システムの構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a synchronous control system according to Embodiment 4 実施の形態4に係る駆動指令生成装置の構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a drive command generation device according to Embodiment 4 実施の形態1で説明した駆動指令生成装置による駆動条件を学習する学習装置を含む機械学習システムの構成を示すブロック図A block diagram showing the configuration of a machine learning system including a learning device that learns drive conditions by the drive command generation device described in Embodiment 1. 図15に示す主軸駆動指令生成部の構成を概略的に示すブロック図A block diagram schematically showing the configuration of the spindle drive command generation section shown in FIG. 15 実施の形態5に係る学習装置における学習方法の動作フローを示すフローチャートFlowchart showing the operation flow of the learning method in the learning device according to Embodiment 5 実施の形態5に係る学習装置が強化学習を行う場合の構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example when the learning device according to Embodiment 5 performs reinforcement learning 図18に示す学習装置における学習方法の概略の動作フローを示すフローチャートA flowchart showing a general operation flow of the learning method in the learning device shown in FIG. 図18に示す学習装置に適用可能なニューラルネットワークモデルの例を示す図A diagram showing an example of a neural network model applicable to the learning device shown in FIG. 図18に示す学習装置が強化学習を行う場合の動作フローを示すフローチャートA flowchart showing the operation flow when the learning device shown in FIG. 18 performs reinforcement learning. 実施の形態1から実施の形態4に係る駆動指令装置及び実施の形態5,6に係る学習装置の機能を実現するハードウェア構成の第1の例を示す図A diagram showing a first example of a hardware configuration that realizes the functions of the drive command device according to Embodiment 1 to Embodiment 4 and the learning device according to Embodiments 5 and 6. 実施の形態1から実施の形態4に係る駆動指令装置及び実施の形態5,6に係る学習装置の機能を実現するハードウェア構成の第2の例を示す図A diagram showing a second example of a hardware configuration that realizes the functions of the drive command device according to Embodiment 1 to Embodiment 4 and the learning device according to Embodiments 5 and 6.

以下に添付図面を参照し、本開示の実施の形態に係る駆動指令生成装置、同期制御システム及び学習装置について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、同期制御システムの制御対象がシート貼り付け機械である場合を例示して説明するが、シート貼り付け機械以外の他の機械装置への適用を除外する趣旨ではない。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A drive command generation device, a synchronous control system, and a learning device according to embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that in the following embodiments, the case where the control target of the synchronous control system is a sheet pasting machine will be explained as an example, but this is not intended to exclude application to other mechanical devices other than the sheet pasting machine. .

実施の形態1.
図1は、実施の形態1から実施の形態4に係る同期制御システムの制御対象の一例であるシート貼り付け機械100の構成を模式的に示す図である。シート貼り付け機械100は、ワーク5にシート4の貼り付けを行う機械である。シート貼り付け機械100は、ワーク5を搬送するコンベア機構部1と、ワーク5にシート4を貼り付ける手段であるローラ機構部2と、を備える。コンベア機構部1は、コンベアベルト1Aと、モータ1B,1Cとを備える。コンベアベルト1Aは、モータ1B,1Cによって駆動される。ローラ機構部2は、モータ2Aと、ローラ2Bとを備える。ローラ2Bは、モータ2Aによって回転駆動される。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a sheet pasting machine 100, which is an example of a control target of the synchronous control system according to Embodiments 1 to 4. The sheet pasting machine 100 is a machine that pastes the sheet 4 onto the workpiece 5. The sheet pasting machine 100 includes a conveyor mechanism section 1 that conveys a workpiece 5, and a roller mechanism section 2 that is a means for pasting the sheet 4 onto the workpiece 5. The conveyor mechanism section 1 includes a conveyor belt 1A and motors 1B and 1C. Conveyor belt 1A is driven by motors 1B and 1C. The roller mechanism section 2 includes a motor 2A and a roller 2B. The roller 2B is rotationally driven by the motor 2A.

コンベア機構部1は、モータ1B,1Cを設定速度で回転させ、コンベアベルト1Aに載置されるワーク5の搬送を行う。シート4は、シート貼り付け部3に保持される。ローラ機構部2は、モータ2Aを回転駆動させ、搬送されるワーク5に対してシート4を貼り付ける。シート4が貼り付けられたワーク6は、コンベアベルト1Aで搬送される。 The conveyor mechanism section 1 rotates the motors 1B and 1C at a set speed to transport the workpiece 5 placed on the conveyor belt 1A. The sheet 4 is held by the sheet pasting section 3. The roller mechanism section 2 rotates the motor 2A and attaches the sheet 4 to the workpiece 5 being transported. The workpiece 6 to which the sheet 4 is attached is conveyed by the conveyor belt 1A.

シート貼り付け機械100において、コンベア機構部1に搭載されるモータ1B,1Cは、同期制御システムにおける主軸モータに相当する。ローラ機構部2に搭載されるモータ2Aは、従軸モータに相当する。また、モータ1B,1Cの回転角度は、主軸モータの位置に相当する。なお、搬送されるワーク5の位置は、モータ1B,1Cの回転角度に関係して決まる。このため、ワーク5の位置を主軸モータの位置と見なしてもよい。 In the sheet pasting machine 100, motors 1B and 1C mounted on the conveyor mechanism section 1 correspond to main shaft motors in a synchronous control system. The motor 2A mounted on the roller mechanism section 2 corresponds to a slave shaft motor. Furthermore, the rotation angles of the motors 1B and 1C correspond to the position of the main shaft motor. Note that the position of the workpiece 5 to be transported is determined in relation to the rotation angles of the motors 1B and 1C. Therefore, the position of the workpiece 5 may be regarded as the position of the spindle motor.

ワーク5にシート4の貼り付けを行う際、シート4にしわ及びたるみが生じないようにする必要がある。このため、ローラ2Bは、コンベア機構部1の速度であるコンベア速度に対して任意の期間同期して回転する。本稿において、この任意の同期期間を時間軸上の区間と捉えて「同期区間」と呼ぶ。即ち、同期区間において、ローラ機構部2は、コンベア機構部1と速度同期して回転する。 When attaching the sheet 4 to the workpiece 5, it is necessary to prevent the sheet 4 from being wrinkled or sagging. Therefore, the roller 2B rotates in synchronization with the conveyor speed, which is the speed of the conveyor mechanism section 1, for an arbitrary period of time. In this paper, this arbitrary synchronization period is regarded as an interval on the time axis and is referred to as a "synchronization interval." That is, in the synchronous section, the roller mechanism section 2 rotates in speed synchronization with the conveyor mechanism section 1.

シート4の貼り付けを終えたローラ機構部2は、コンベア機構部1との速度同期を終了し、次のワーク5が搬送されて来るまでの間、同期終了位置から次の同期開始位置まで回転する。ローラ機構部2が次の同期開始位置まで回転すると、再びコンベア機構部1との速度同期が開始され、ワーク5へのシート4の貼り付けが行われる。本稿において、この速度同期しない区間を「非同期区間」と呼ぶ。非同期区間において、モータ2Aは、ローラ機構部2の回転位置を同期区間の終了位置から次の同期区間の開始位置へ移動させる。また、これらの同期区間及び非同期区間において、モータ2Aは、同期速度から非同期速度への加速と、非同期速度から同期速度への減速とを繰り返す。シート貼り付け機械100は、これらの動作を繰り返し、次々と流れてくるワーク5へシート4の貼り付けを行う。 After pasting the sheet 4, the roller mechanism section 2 completes speed synchronization with the conveyor mechanism section 1, and rotates from the synchronization end position to the next synchronization start position until the next workpiece 5 is conveyed. do. When the roller mechanism section 2 rotates to the next synchronization start position, speed synchronization with the conveyor mechanism section 1 is started again, and the sheet 4 is pasted onto the workpiece 5. In this paper, this section where speeds are not synchronized is called the "asynchronous section." In the asynchronous section, the motor 2A moves the rotational position of the roller mechanism section 2 from the end position of the synchronous section to the start position of the next synchronous section. Furthermore, in these synchronous sections and asynchronous sections, the motor 2A repeats acceleration from synchronous speed to asynchronous speed and deceleration from asynchronous speed to synchronous speed. The sheet pasting machine 100 repeats these operations and pastes the sheets 4 onto the works 5 that flow one after another.

図2は、実施の形態1に係る同期制御システム10の構成例を示すブロック図である。図2には、図1のシート貼り付け機械100に適用可能な同期制御システム10の構成例が示されている。同期制御システム10の周囲には、従軸モータ50と、主軸モータ60とが示されている。従軸モータ50は、図1のモータ2Aに対応する。主軸モータ60は、図1のモータ1B,1Cに対応する。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the synchronous control system 10 according to the first embodiment. FIG. 2 shows a configuration example of the synchronous control system 10 applicable to the sheet pasting machine 100 of FIG. 1. A slave shaft motor 50 and a main shaft motor 60 are shown around the synchronous control system 10 . The slave shaft motor 50 corresponds to the motor 2A in FIG. The main shaft motor 60 corresponds to the motors 1B and 1C in FIG.

実施の形態1に係る同期制御システム10は、駆動指令生成装置20と、従軸モータ制御装置30と、主軸モータ制御装置40とを備える。 The synchronous control system 10 according to the first embodiment includes a drive command generation device 20, a slave shaft motor control device 30, and a main shaft motor control device 40.

駆動指令生成装置20には、図示しない入力手段によって、機械情報と、実効負荷率指令Rrmsrefとが入力される。実効負荷率は、従軸モータを駆動する時の平均的な負荷の指標である実効負荷の一例であり、従軸モータを駆動するときの平均的な負荷である平均トルクの従軸モータの定格トルクに対する比率である。実効負荷率指令Rrmsrefは、従軸モータ50に対する実効負荷率の指令値である。すなわち、実効負荷率指令Rrmsrefは、従軸モータ50に対する実効負荷の指令値の一例である。なお、実効負荷の指令値を「実効負荷指令」と呼ぶ場合がある。機械情報は、同期制御システム10の制御対象に関する情報である。機械情報には、従軸モータ50の移動距離に関する情報が含まれる。駆動指令生成装置20は、機械情報と実効負荷率指令Rrmsrefとに基づいて、従軸目標速度ωrefと、主軸目標速度vrefとを生成する。従軸目標速度ωrefは、従軸の目標速度に関する情報である。主軸目標速度vrefは、主軸の目標速度に関する情報である。 Machine information and an effective load factor command R rmsref are input to the drive command generation device 20 by an input means (not shown). The effective load factor is an example of the effective load, which is an index of the average load when driving the slave shaft motor, and the rating of the slave shaft motor at the average torque, which is the average load when driving the slave shaft motor. This is the ratio to torque. The effective load factor command Rrmsref is a command value of the effective load factor for the slave shaft motor 50. That is, the effective load factor command R rmsref is an example of an effective load command value for the slave shaft motor 50. Note that the effective load command value may be referred to as an "effective load command." The machine information is information regarding the control target of the synchronous control system 10. The machine information includes information regarding the moving distance of the slave shaft motor 50. The drive command generation device 20 generates a slave axis target speed ω ref and a main axis target speed v ref based on the machine information and the effective load factor command R rmsref . The slave axis target speed ω ref is information regarding the target speed of the slave axis. The spindle target speed v ref is information regarding the target speed of the spindle.

従軸モータ制御装置30は、従軸モータ50を制御するモータ制御装置である。従軸モータ制御装置30には、駆動指令生成装置20から出力される従軸目標速度ωrefと、従軸モータ50に具備される検出器51から得られる従軸モータ位置θslaveとが入力される。従軸モータ位置θslaveは、従軸モータ50の回転角に関する情報である。従軸モータ制御装置30は、従軸目標速度ωrefと従軸モータ位置θslaveとに基づいて、従軸モータ駆動電圧Vslaveを生成する。従軸モータ50は、従軸モータ制御装置30が生成した従軸モータ駆動電圧Vslaveにより駆動される。 The slave shaft motor control device 30 is a motor control device that controls the slave shaft motor 50. The slave shaft target speed ω ref output from the drive command generation device 20 and the slave shaft motor position θ slave obtained from the detector 51 included in the slave shaft motor 50 are input to the slave shaft motor control device 30 . Ru. The slave shaft motor position θ slave is information regarding the rotation angle of the slave shaft motor 50. The slave shaft motor control device 30 generates the slave shaft motor drive voltage V slave based on the slave shaft target speed ω ref and the slave shaft motor position θ slave . The slave shaft motor 50 is driven by the slave shaft motor drive voltage V slave generated by the slave shaft motor control device 30.

主軸モータ制御装置40は、主軸モータ60を制御するモータ制御装置である。主軸モータ制御装置40には、駆動指令生成装置20から出力される主軸目標速度vrefと、主軸モータ60に具備される検出器61から得られる主軸モータ位置xmainとが入力される。主軸モータ位置xmainは、主軸モータ60の回転角に関する情報である。主軸モータ制御装置40は、主軸目標速度vrefと主軸モータ位置xmainとに基づいて、主軸モータ駆動電圧Vmainを生成する。主軸モータ60は、主軸モータ制御装置40が生成した主軸モータ駆動電圧Vmainにより駆動される。 The spindle motor control device 40 is a motor control device that controls the spindle motor 60. The spindle target speed v ref output from the drive command generation device 20 and the spindle motor position x main obtained from the detector 61 included in the spindle motor 60 are input to the spindle motor control device 40 . The main shaft motor position x main is information regarding the rotation angle of the main shaft motor 60. The spindle motor control device 40 generates the spindle motor drive voltage V main based on the spindle target speed v ref and the spindle motor position x main . The main shaft motor 60 is driven by the main shaft motor drive voltage V main generated by the main shaft motor control device 40 .

図3は、実施の形態1に係る駆動指令生成装置20の構成例を示すブロック図である。前述したように、駆動指令生成装置20は、主軸モータ制御装置40に入力する主軸目標速度vrefと、従軸モータ制御装置30に入力する従軸目標速度ωrefとを生成する。これらの主軸目標速度vref及び従軸目標速度ωrefを生成するための構成として、駆動指令生成装置20は、パラメータ設定部21と、主軸指令生成部22と、従軸指令生成部23とを備える。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the drive command generation device 20 according to the first embodiment. As described above, the drive command generation device 20 generates the main shaft target speed v ref to be input to the main shaft motor control device 40 and the slave shaft target speed ω ref to be input to the slave shaft motor control device 30. As a configuration for generating these main axis target speed v ref and slave axis target speed ω ref , the drive command generation device 20 includes a parameter setting section 21, a main axis command generation section 22, and a slave axis command generation section 23. Be prepared.

次に、実施の形態に係る駆動指令生成装置20の動作について、図3に加え、図4から図7の図面を参照して説明する。図4から図7は、それぞれ実施の形態1に係る駆動指令生成装置20の動作説明に供する第1から第4の図である。 Next, the operation of the drive command generation device 20 according to the embodiment will be described with reference to the drawings of FIGS. 4 to 7 in addition to FIG. 3. 4 to 7 are first to fourth diagrams for explaining the operation of the drive command generation device 20 according to the first embodiment, respectively.

なお、前述したように、実施の形態1の同期制御システム10では、従軸モータ50が主軸目標速度vrefに同期して動作する同期区間と、主軸目標速度vrefに同期せずに動作する非同期区間という2つの概念がある。これらの2つの区間における従軸目標速度ωrefを区別するため、非同期区間における従軸目標速度ωrefを「従軸目標速度ωref1」と記載し、同期区間における従軸目標速度ωrefを「従軸目標速度ωref2」と記載する場合がある。また、時間の関数である非同期区間における従軸目標速度パターンを「ωref1(t)」と記載する場合がある。更に、非同期区間における従軸目標速度パターンωref1(t)と、同期区間における従軸目標速度ωref2とを合わせた全体を従軸目標速度パターンと呼ぶことがある。 As described above, in the synchronous control system 10 of the first embodiment, there is a synchronous period in which the slave shaft motor 50 operates in synchronization with the main shaft target speed v ref , and a synchronous period in which the slave shaft motor 50 operates in synchronization with the main shaft target speed v ref . There are two concepts of asynchronous intervals. In order to distinguish between the slave shaft target speed ω ref in these two sections, the slave shaft target speed ω ref in the non-synchronized section is written as "slave shaft target speed ω ref1 ", and the slave shaft target speed ω ref in the synchronous section is written as " It may be written as "Slave axis target speed ω ref2 ". Further, the slave axis target speed pattern in the asynchronous section, which is a function of time, may be written as "ω ref1 (t)". Furthermore, the entire combination of the slave axis target speed pattern ω ref1 (t) in the asynchronous period and the slave axis target speed ω ref2 in the synchronous period may be referred to as the slave axis target speed pattern.

まず、パラメータ設定部21には、機械情報が入力される。入力される機械情報には、従軸モータ50及び主軸モータ60における諸元情報であるモータ諸元、機械装置の構造及び形状に関する情報などが含まれる。パラメータ設定部21は、機械情報に基づいて機械パラメータを生成し、主軸指令生成部22及び従軸指令生成部23へ出力する。本実施の形態では、以下に示す7個の機械パラメータを例示する。なお、機械情報をパラメータ設定部21へ入力する構成に代えて又は加えて、主軸指令生成部22及び従軸指令生成部23に機械パラメータの一部又は全部が予め記憶されるように構成されていてもよい。 First, machine information is input to the parameter setting section 21. The input mechanical information includes motor specifications, which are specification information for the slave shaft motor 50 and the main shaft motor 60, information regarding the structure and shape of the mechanical device, and the like. The parameter setting section 21 generates machine parameters based on the machine information and outputs them to the main axis command generation section 22 and the slave axis command generation section 23. In this embodiment, the following seven machine parameters are illustrated. Note that instead of or in addition to the configuration in which machine information is input to the parameter setting unit 21, a configuration may be adopted in which a part or all of the machine parameters are stored in advance in the main axis command generation unit 22 and the slave axis command generation unit 23. You can.

(機械パラメータの例)
・非同期区間における従軸モータ50の移動距離:d
・同期区間における従軸モータ50の移動距離:d
・非同期区間における主軸モータ60の移動距離:l
・同期区間における主軸モータ60の移動距離:l
・従軸モータ50の定格トルク:Ttyp
・従軸モータ軸に換算した従軸総イナーシャ:Jall
・非同期区間における従軸目標速度パターン:ωref1(t)
(Example of machine parameters)
- Movement distance of the slave shaft motor 50 in the asynchronous section: d 1
- Movement distance of the slave shaft motor 50 in the synchronization section: d 2
- Movement distance of the main shaft motor 60 in the asynchronous section: l 1
- Movement distance of the main shaft motor 60 in the synchronous section: l 2
・Rated torque of slave shaft motor 50: T type
・Slave shaft total inertia converted to slave shaft motor shaft: J all
- Slave axis target speed pattern in the asynchronous section: ω ref1 (t)

なお、非同期区間における従軸目標速度パターンωref1(t)は、時間の関数である。また、従軸モータ50の定格トルクTtyp、及び従軸モータ軸に換算した従軸総イナーシャJallは、従軸モータ50のモータ諸元である。 Note that the slave axis target speed pattern ω ref1 (t) in the asynchronous section is a function of time. Further, the rated torque T typ of the slave shaft motor 50 and the slave shaft total inertia J all converted to the slave shaft motor shaft are motor specifications of the slave shaft motor 50 .

図4の上段部には従軸目標速度ωrefが示され、下段部には従軸目標位置が示されている。図4では、非同期区間Δtにおける従軸目標速度パターンが放物線形状である場合を例示している。なお、同期区間Δtにおける従軸目標速度は一定速である。一定速である従軸目標速度は、「従軸同期速度」とも称される。 The upper part of FIG. 4 shows the slave shaft target speed ω ref , and the lower part shows the slave shaft target position. FIG. 4 illustrates a case where the slave axis target speed pattern in the asynchronous section Δt 1 has a parabolic shape. Note that the slave axis target speed in the synchronization interval Δt2 is a constant speed. The slave shaft target speed, which is a constant speed, is also referred to as "slave shaft synchronous speed."

主軸指令生成部22は、実効負荷率指令Rrmsrefと、機械パラメータとを用いて、以下に示す(1)式から主軸目標速度vrefを算出する。なお、以下の(1)式に示す関係式は、主軸指令生成部22の内部に予め記憶されている。 The spindle command generation unit 22 uses the effective load factor command R rmsref and the machine parameters to calculate the spindle target speed v ref from equation (1) shown below. Note that the relational expression shown in equation (1) below is stored in advance in the spindle command generation section 22.

Figure 0007438097000001
Figure 0007438097000001

具体的な(1)式の算出手順は後述する。上記(1)式を用いて生成した主軸目標速度vrefは主軸指令生成部22から出力され、主軸モータ制御装置40及び従軸指令生成部23へ入力される。なお、図2及び図3では、実効負荷率指令Rrmsrefが同期制御システム10の外部から主軸指令生成部22に入力される構成を例示しているが、これに限定されない。実効負荷率指令Rrmsrefは、運転中の従軸モータ制御装置30の実効負荷率から算出してもよい。実効負荷率指令Rrmsrefは、従軸モータ制御装置30において計測することができる。また、実効負荷率指令Rrmsrefから主軸目標速度vrefを得る参照テーブルを予め記憶しておき、当該参照テーブルから主軸目標速度vrefを算出してもよい。当該参照テーブルは、(1)式に基づいて定めることができる。 A specific calculation procedure for equation (1) will be described later. The main spindle target speed v ref generated using the above equation (1) is output from the main spindle command generation section 22 and input to the main spindle motor control device 40 and the slave axis command generation section 23 . Note that although FIGS. 2 and 3 illustrate a configuration in which the effective load factor command R rmsref is input to the spindle command generation unit 22 from outside the synchronous control system 10, the present invention is not limited to this. The effective load factor command R rmsref may be calculated from the effective load factor of the slave shaft motor control device 30 during operation. The effective load factor command Rrmsref can be measured by the slave shaft motor control device 30. Alternatively, a reference table for obtaining the spindle target speed v ref from the effective load factor command R rmsref may be stored in advance, and the spindle target speed v ref may be calculated from the reference table. The reference table can be determined based on equation (1).

従軸指令生成部23は、主軸目標速度vrefと機械パラメータとを用いて、以下の(2-1),(2-2)式に基づいて、非同期区間における従軸目標速度ωref1(t)と、同期区間における従軸目標速度ωref2とを算出する。従軸指令生成部23で算出された従軸目標速度ωrefは、従軸モータ制御装置30へ入力される。 The slave axis command generation unit 23 uses the main axis target speed v ref and the machine parameters to generate the slave axis target speed ω ref1 (t ) and the slave axis target speed ω ref2 in the synchronization period are calculated. The slave axis target speed ω ref calculated by the slave axis command generation unit 23 is input to the slave axis motor control device 30 .

Figure 0007438097000002
Figure 0007438097000002

以上のように、上記の(1)式と、(2-1),(2-2)式とを用いることにより、主軸目標速度vrefと従軸目標速度ωrefとが算出される。また、(1)式には、従軸モータ制御装置30に対する実効負荷率指令Rrmsrefが含まれている。従って、駆動指令生成装置20は、従軸モータ制御装置30の実効負荷率Rrmsが実効負荷率指令Rrmsrefとなる主軸目標速度vrefと、従軸モータ50の同期区間及び非同期区間における従軸目標速度ωrefとを自動的に生成することができる。 As described above, by using the above equation (1) and equations (2-1) and (2-2), the main shaft target speed v ref and the slave shaft target speed ω ref are calculated. Furthermore, the equation (1) includes an effective load factor command R rmsref for the slave shaft motor control device 30. Therefore, the drive command generation device 20 determines the main shaft target speed v ref at which the effective load ratio R rms of the slave shaft motor control device 30 becomes the effective load ratio command R rmsref , and the slave shaft motor 50 in the synchronous period and the asynchronous period. The target speed ω ref can be automatically generated.

次に、(1)式の算出手順について詳細に説明する。まず、シート貼り付け動作を連続して行うには、非同期区間における従軸目標速度パターンωref1(t)は、次の2つの条件を満たす必要がある。 Next, the calculation procedure of equation (1) will be explained in detail. First, in order to perform the sheet pasting operation continuously, the slave axis target speed pattern ω ref1 (t) in the asynchronous section needs to satisfy the following two conditions.

(i)非同期区間の時間の間に、従軸モータ50は、距離d移動する。
(ii)同期開始時(t=Δt)及び同期終了時(t=Δt+Δt)に、非同期区間の従軸目標速度ωref1は、同期区間における従軸目標速度(従軸同期速度)ωref2と等しくなる。なお、これらの2つの条件を満たせば、放物線形状だけでなく、三角関数、三次関数等の多項式を、非同期区間における従軸目標速度パターンωref1(t)として適用可能である。
(i) During the non-synchronized period, the slave shaft motor 50 moves a distance d1 .
(ii) At the start of synchronization (t = Δt 1 ) and at the end of synchronization (t = Δt 1 +Δt 2 ), the slave axis target speed ω ref1 in the non-synchronized section is the slave axis target speed in the synchronous interval (slave axis synchronous speed) It becomes equal to ω ref2 . Note that if these two conditions are satisfied, not only a parabolic shape but also a polynomial such as a trigonometric function or a cubic function can be applied as the slave axis target speed pattern ω ref1 (t) in the asynchronous section.

非同期区間における従軸目標速度パターンωref1(t)が放物線形状である場合を表すのが上記(2-1),(2-2)式であり、これらの2式は上記の2つの条件を満たす。また、同期区間における従軸目標速度ωref2は、主軸目標速度vrefと比例関係があり、(2-2)式の従軸目標速度ωref2となる。非同期区間の従軸目標速度ωref1及び同期区間の従軸目標速度ωref2は、上記の2つの条件を満たすため、主軸目標速度vrefをパラメータとする関数となる。非同期区間の従軸目標速度と同期区間の従軸目標速度を合わせた従軸目標速度パターンは、以下の(3)式のように表すことができる。 Equations (2-1) and (2-2) above represent the case where the slave axis target speed pattern ω ref1 (t) in the non-synchronized section has a parabolic shape, and these two equations satisfy the above two conditions. Fulfill. Further, the slave shaft target speed ω ref2 in the synchronization period has a proportional relationship with the main shaft target speed v ref , and becomes the slave shaft target speed ω ref2 of equation (2-2). The slave shaft target speed ω ref1 in the non-synchronized period and the slave shaft target speed ω ref2 in the synchronous period satisfy the above two conditions, and thus become functions using the main shaft target speed v ref as a parameter. A slave axis target speed pattern that is a combination of the slave axis target speed in the non-synchronized section and the slave axis target speed in the synchronous section can be expressed as the following equation (3).

Figure 0007438097000003
Figure 0007438097000003

また、従軸モータ制御装置30の実効負荷率を「Rrms」で表すと、実効負荷率Rrmsは、以下の(4)式で表すことができる。 Furthermore, when the effective load factor of the slave shaft motor control device 30 is expressed as " Rrms ", the effective load factor Rrms can be expressed by the following equation (4).

Figure 0007438097000004
Figure 0007438097000004

上記(4)式において、「Ttyp」は定格トルクであり、「Trms」は従軸モータ50を駆動するときの平均トルクである。即ち、実効負荷率Rrmsは、従軸モータ50の定格トルクTtypを基準とする従軸モータ50の平均トルクTrmsの比率(百分率)で定義される。 In the above equation (4), "T typ " is the rated torque, and "T rms " is the average torque when driving the slave shaft motor 50. That is, the effective load rate R rms is defined as the ratio (percentage) of the average torque T rms of the slave shaft motor 50 based on the rated torque T typ of the slave shaft motor 50 .

平均トルクTrmsは、主に加減速に必要な加減速トルクの平均である。加減速トルクの平均は、同期区間と非同期区間とが繰り返される1周期区間に渡って、加減速トルクの二乗平均平方根を計算することで得られる。具体的な計算式は、以下の(5)式に示す通りである。 The average torque T rms is the average of acceleration/deceleration torques mainly required for acceleration/deceleration. The average of the acceleration/deceleration torques is obtained by calculating the root mean square of the acceleration/deceleration torques over one period section in which a synchronous section and an asynchronous section are repeated. A specific calculation formula is as shown in formula (5) below.

Figure 0007438097000005
Figure 0007438097000005

上記(5)式の右辺に示される「a(t,vref)」は、従軸目標速度ωrefを微分したものであり、以下の(6)式の関係が成り立つ。 "a(t,v ref )" shown on the right side of the above equation (5) is a value obtained by differentiating the slave axis target speed ω ref , and the relationship of the following equation (6) holds true.

Figure 0007438097000006
Figure 0007438097000006

上記(2-1)式に示される従軸目標速度パターンωref1(t)と、上記(2-2)式に示される従軸目標速度ωref2とを上記(6)式に代入してa(t,vref)を演算する。演算したa(t,vref)を上記(5)式に代入して平均トルクTrmsを演算する。そして、演算した平均トルクTrmsを上記(4)式に代入し、主軸目標速度vrefについて整理すると、上記(1)式が得られる。 Substituting the slave axis target speed pattern ω ref1 (t) shown in the above equation (2-1) and the slave axis target speed ω ref2 shown in the above equation (2-2) into the above equation (6), a (t,v ref ) is calculated. The calculated a(t,v ref ) is substituted into the above equation (5) to calculate the average torque T rms . Then, by substituting the calculated average torque T rms into the above equation (4) and rearranging the spindle target speed v ref , the above equation (1) is obtained.

なお、非同期区間における従軸目標速度パターンωref1(t)が放物線形状でない場合においても、上記(4)~(6)式の関係を用いれば、実効負荷率指令Rrmsrefから主軸目標速度vrefを算出する関係式が得られる。この関係式を駆動指令生成装置20に記憶し、主軸目標速度vrefと従軸目標速度ωrefとを算出すれば、従軸モータ制御装置30における実効負荷率Rrmsを実効負荷率指令Rrmsrefに一致させる同期制御システム10を構成することができる。 Note that even if the slave axis target speed pattern ω ref1 (t) in the non-synchronized section does not have a parabolic shape, by using the relationships in equations (4) to (6) above, the main axis target speed v ref can be determined from the effective load factor command R rmsref . A relational expression for calculating is obtained. If this relational expression is stored in the drive command generation device 20 and the main axis target speed v ref and the slave axis target speed ω ref are calculated, the effective load rate R rms in the slave axis motor control device 30 can be set as the effective load rate command R rmsref. It is possible to configure the synchronous control system 10 to match the above.

次に、非同期区間における従軸目標速度パターンωref1(t)として、放物線形状を適用したときの効果を説明する。 Next, the effect when a parabolic shape is applied as the slave axis target speed pattern ω ref1 (t) in the asynchronous section will be explained.

一般的に、主軸モータに対して従軸モータが同期と非同期との繰り返し動作を行う機械装置では、以下のことが公知である。 Generally, the following is known in a mechanical device in which a slave shaft motor repeatedly operates synchronously and asynchronously with respect to a main shaft motor.

(公知事項1)
非同期区間における従軸目標速度パターンωref1(t)の関数形状と移動距離とを変えずに、主軸目標速度vrefを上げて、非同期区間の時間のみを小さくすると、従軸モータの加減速トルクが大きくなる。このとき、従軸モータ制御装置30の実効負荷率Rrmsは大きくなる。
(Public knowledge 1)
If the main axis target speed v ref is increased and only the time of the asynchronous period is reduced without changing the function shape and movement distance of the slave axis target speed pattern ω ref1 (t) in the non-synchronized period, the acceleration/deceleration torque of the slave shaft motor will be reduced. becomes larger. At this time, the effective load rate R rms of the slave shaft motor control device 30 increases.

また、従軸モータ50を制御するための従軸目標速度パターンωref1(t)において、以下のことが公知である。 Furthermore, regarding the slave shaft target speed pattern ω ref1 (t) for controlling the slave shaft motor 50, the following is known.

(公知事項2)
従軸モータ50を規定の移動距離を規定の移動時間で動作させる従軸目標速度パターンωref1(t)の形状が放物線形状である場合、従軸モータ制御装置30の実効負荷率Rrmsは最小となる。
(Public knowledge 2)
When the shape of the slave axis target speed pattern ω ref1 (t) for operating the slave axis motor 50 over a prescribed travel distance in a prescribed travel time is a parabolic shape, the effective load rate R rms of the slave axis motor control device 30 is minimum. becomes.

ここで、非同期区間における従軸目標速度パターンωref1(t)が放物線形状である場合と、三角形状である場合とについて考える。なお、図5から図7の説明では、煩雑さを避けるために「ωref1(t)」の表記は省略する。 Here, a case will be considered in which the slave axis target speed pattern ω ref1 (t) in the asynchronous section has a parabolic shape and a triangular shape. Note that in the description of FIGS. 5 to 7, the notation of "ω ref1 (t)" is omitted to avoid complexity.

図5には、同じ同期速度及び同じ最大速度の基で生成された従軸目標速度の2つの速度パターン、具体的には放物線形状の速度パターンと三角形状の速度パターンとが示されている。図5において、実線は放物線形状の速度パターンであり、破線は三角形状の速度パターンである。この関係は、図6及び図7においても同様である。図5に示されるように、放物線形状の速度パターンは、三角形状の速度パターンよりも常に速度が大きくなっている。 FIG. 5 shows two speed patterns of slave axis target speeds generated based on the same synchronous speed and the same maximum speed, specifically, a parabolic speed pattern and a triangular speed pattern. In FIG. 5, the solid line is a parabolic speed pattern, and the broken line is a triangular speed pattern. This relationship is the same in FIGS. 6 and 7 as well. As shown in FIG. 5, the parabolic velocity pattern always has a higher velocity than the triangular velocity pattern.

図6には、放物線形状の速度パターンによる移動距離及び移動時間と、三角形状の速度パターンによる移動距離及び移動時間とが示されている。図6に示されるように、放物線形状の速度パターンによる移動距離は、三角形状の速度パターンによる移動距離よりも常に大きくなっている。従って、同じ移動時間で比べた場合、放物線形状の速度パターンによる移動距離は、三角形状の速度パターンによる移動距離よりもΔdだけ長くなる。また、同じ移動距離で比べた場合、放物線形状の速度パターンによる移動時間は、三角形状の速度パターンによる移動時間よりもΔT1だけ短くなる。 FIG. 6 shows the travel distance and travel time according to a parabolic speed pattern, and the travel distance and travel time according to a triangular speed pattern. As shown in FIG. 6, the distance traveled by the parabolic speed pattern is always greater than the distance traveled by the triangular speed pattern. Therefore, when compared at the same travel time, the travel distance with the parabolic speed pattern is longer by Δd than the travel distance with the triangular speed pattern. Furthermore, when compared at the same travel distance, the travel time with the parabolic speed pattern is shorter by ΔT1 than the travel time with the triangular speed pattern.

図7は、図5及び図6に基づいて作成された図である。図7には、同じ移動距離という条件下における実効負荷率と移動時間との関係性が示されている。図7に示されるように、同じ実効負荷率で比べた場合、放物線形状の速度パターンによる移動時間は、三角形状の速度パターンによる移動時間よりも、ΔT2だけ短くなる。従って、速度パターンが放物線形状である場合、主軸モータ60は同じ移動距離をより短い時間で移動する。このため、放物線形状の速度パターンによる主軸目標速度vrefは、三角形状の速度パターンによる主軸目標速度vrefよりも速くなる。 FIG. 7 is a diagram created based on FIGS. 5 and 6. FIG. 7 shows the relationship between effective load factor and travel time under the condition of the same travel distance. As shown in FIG. 7, when compared at the same effective load factor, the travel time with the parabolic speed pattern is shorter by ΔT2 than the travel time with the triangular speed pattern. Therefore, when the speed pattern is parabolic, the spindle motor 60 moves the same distance in a shorter time. Therefore, the spindle target speed v ref due to the parabolic speed pattern is faster than the spindle target speed v ref due to the triangular speed pattern.

また、放物線形状の速度パターンによる移動時間は、上記(公知事項2)より、三角形状以外のどの関数形状の速度パターンに対しても、移動時間が短くなる。このため、同じ移動距離及び同じ実効負荷率Rrmsに基づいて主軸目標速度vrefを生成する場合、従軸目標速度パターンが放物線形状のときに従軸モータ50に同期する主軸目標速度vrefが最速となり、単位時間当たりの生産量を最大化できる。従って、駆動指令生成装置20は、非同期区間における従軸目標速度パターンを放物線形状とすれば、従軸モータ制御装置30の実効負荷率Rrmsが実効負荷率指令Rrmsrefとなる最速の主軸目標速度vrefを算出することができる。 Moreover, the travel time for a parabolic speed pattern is shorter than for any function-shaped speed pattern other than a triangular shape, as described above (known matter 2). Therefore, when the spindle target speed v ref is generated based on the same travel distance and the same effective load rate R rms , the spindle target speed v ref synchronized with the slave axis motor 50 when the slave axis target speed pattern has a parabolic shape is It is the fastest and can maximize production per unit time. Therefore, if the slave axis target speed pattern in the asynchronous section is a parabolic shape, the drive command generation device 20 generates the fastest main shaft target speed at which the effective load rate R rms of the slave axis motor control device 30 becomes the effective load rate command R rmsref . v ref can be calculated.

以上説明したように、実施の形態1によれば、主軸指令生成部22は、機械パラメータと実効負荷率指令Rrmsrefとを用いて、従軸モータ制御装置30の実効負荷率Rrmsが実効負荷率指令Rrmsrefとなる主軸目標速度vrefを生成する。また、従軸指令生成部23は、機械パラメータと主軸目標速度vrefとに基づいて、主軸目標速度vrefに対応する、同期区間及び非同期区間を有する従軸目標速度ωrefを生成する。これにより、従軸モータ制御装置30の実効負荷率Rrmsが実効負荷率指令Rrmsrefとなる主軸目標速度vrefと従軸目標速度ωrefとを生成することができる。その結果、試行錯誤的に主軸目標速度vrefを調整することなく、短時間、且つ容易に同期制御システムの構築が可能となる。 As explained above, according to the first embodiment, the main spindle command generating unit 22 uses the machine parameters and the effective load factor command R rmsref to determine whether the effective load factor R rms of the slave axis motor control device 30 is the effective load. A spindle target speed v ref that becomes the rate command R rmsref is generated. Further, the slave axis command generation unit 23 generates a slave axis target speed ω ref that corresponds to the main axis target speed v ref and has a synchronous section and an asynchronous section, based on the machine parameters and the main axis target speed v ref . Thereby, it is possible to generate the main shaft target speed v ref and the slave shaft target speed ω ref such that the effective load ratio R rms of the slave shaft motor control device 30 becomes the effective load ratio command R rmsref . As a result, it becomes possible to easily construct a synchronous control system in a short time without adjusting the spindle target speed v ref by trial and error.

なお、上記(1)式では、従軸モータ50の駆動に必要な加減速トルクについては考慮されているものの、従軸モータ50の回転支持部で生じる摩擦等の影響による抵抗負荷トルクについては考慮されていない。実際の機械装置では、摩擦等の影響による抵抗負荷トルクが加減速トルクに加わるので、実効負荷率指令Rrmsrefと、実効負荷率Rrmsとの間に誤差が生じる場合がある。この種の抵抗負荷トルクの影響を考慮する場合には、上記(1)式に代えて以下の(7)式を用いればよい。 Note that although the above equation (1) takes into account the acceleration/deceleration torque necessary to drive the slave shaft motor 50, it does not take into account the resistance load torque due to the effects of friction, etc. that occur in the rotation support part of the slave shaft motor 50. It has not been. In an actual mechanical device, a resistance load torque due to the influence of friction or the like is added to the acceleration/deceleration torque, so an error may occur between the effective load rate command R rmsref and the effective load rate R rms . When considering the influence of this kind of resistance load torque, the following equation (7) may be used instead of the above equation (1).

Figure 0007438097000007
Figure 0007438097000007

上記(7)式では、上記(1)式の右辺に、0以上、1以下の値をとる負荷トルク係数κfrが乗算されている。負荷トルク係数κfrには、摩擦等の影響による抵抗負荷トルクの情報が反映されている。負荷トルク係数κfrの値の一例は“0.8”である。なお、ここで示す“0.8”の値は一例であり、この値に限定されるものではない。 In the above equation (7), the right side of the above equation (1) is multiplied by the load torque coefficient κ fr , which takes a value of 0 or more and 1 or less. The load torque coefficient κ fr reflects information on the resistance load torque due to the influence of friction and the like. An example of the value of the load torque coefficient κ fr is “0.8”. Note that the value of "0.8" shown here is an example, and the value is not limited to this value.

なお、実施の形態1に係る同期制御システム10を実現する場合において、位置又は速度の制御、目標速度生成後の速度又は位置の受け渡しの仕方については、種々のバリエーションが考えられる。以下、バリエーションの例について補足する。 In the case of realizing the synchronous control system 10 according to the first embodiment, various variations can be considered regarding position or speed control and how to transfer the speed or position after the target speed is generated. Examples of variations will be supplemented below.

主軸指令生成部22は、機械パラメータ及び実効負荷率指令が設定された後に主軸目標速度をパラメータのような当面の1つの値として1回生成して主軸モータ制御装置40及び従軸指令生成部23に受け渡してもよい。或いは、主軸目標速度を時々刻々の値として生成して主軸モータ制御装置40及び従軸指令生成部23へ継続的に受け渡してもよい。或いは、主軸目標速度を生成した後に主軸目標速度となるよう変化する主軸目標位置の時々刻々の値を生成して主軸目標位置を主軸モータ制御装置40へ継続的に受け渡してもよい。 After the machine parameters and effective load factor commands are set, the main spindle command generation section 22 generates the main spindle target speed once as one value for the time being like a parameter, and generates it once to the main spindle motor control device 40 and the slave axis command generation section 23. It may be handed over to Alternatively, the main shaft target speed may be generated as a value every moment and continuously passed to the main shaft motor control device 40 and the slave shaft command generation unit 23. Alternatively, after generating the spindle target speed, momentary values of the spindle target position that change to the spindle target speed may be generated and the spindle target position may be continuously passed to the spindle motor control device 40.

主軸モータ制御装置40は、主軸目標速度をパラメータ値のような1つの値として1回受け取って別途入力される制御開始を指示する信号がオンすることにより主軸モータ60を速度制御してもよい。或いは、主軸目標速度を時々刻々の値として受け取って主軸モータを速度制御してもよい。或いは、主軸目標速度となるよう変化する主軸目標位置を時々刻々の値として受け取って主軸モータを位置制御してもよい。 The spindle motor control device 40 may control the speed of the spindle motor 60 by receiving the spindle target speed once as a single value such as a parameter value, and turning on a separately input signal instructing to start control. Alternatively, the speed of the spindle motor may be controlled by receiving the spindle target speed as an instantaneous value. Alternatively, the position of the spindle motor may be controlled by receiving the spindle target position that changes to the spindle target speed as an instantaneous value.

主軸目標速度又は主軸目標位置の時々刻々の値の受け渡しは、アナログ値で時間的に連続した値で電圧信号などにより受け渡してもよい。或いは、デジタル値で一定時間毎に周期的に生成して通信などにより受け渡してもよい。 The momentary value of the spindle target speed or spindle target position may be transferred as an analog value that is continuous over time using a voltage signal or the like. Alternatively, the digital value may be periodically generated at fixed time intervals and transferred via communication or the like.

主軸モータ制御装置40で行う速度制御は、主軸モータ60に具備される検出器で検出した主軸モータ速度を取得して主軸目標速度となるように主軸モータ速度を制御するフィードバック制御を行ってもよい。或いは、検出器を具備しない誘導電動機などの主軸モータへ主軸目標速度で回転するための電圧を印加するフィードバックのない制御を行ってもよい。 The speed control performed by the spindle motor control device 40 may be feedback control in which the spindle motor speed detected by a detector included in the spindle motor 60 is acquired and the spindle motor speed is controlled to reach the spindle target speed. . Alternatively, control without feedback may be performed in which a voltage is applied to a spindle motor such as an induction motor without a detector to rotate the spindle at a target spindle speed.

主軸で速度を検出する場合は、検出器で直接に速度を検出してもよいし、検出器で検出した位置に微分相当の演算を行って速度を得てもよい。検出器は、主軸モータに具備されていてもよいし、主軸モータで駆動される機械装置側に具備されていてもよい。 When the speed is detected by the main shaft, the speed may be detected directly by the detector, or the speed may be obtained by performing an operation equivalent to differentiation on the position detected by the detector. The detector may be included in the spindle motor, or may be included in a mechanical device driven by the spindle motor.

従軸指令生成部23は、主軸目標速度が生成された後に従軸目標速度パターンを1回生成して従軸モータ制御装置30に受け渡してもよい。或いは、主軸目標速度が生成された後に従軸目標速度パターンを生成し従軸目標速度パターンとなる従軸目標位置パターンを生成して従軸目標位置パターンを従軸モータ制御装置に1回で受け渡してもよい。或いは、従軸目標速度を時々刻々の値として生成して従軸モータ制御装置30へ継続的に受け渡してもよい。或いは、従軸目標速度を生成した後に従軸目標速度となるよう変化する従軸目標位置の時々刻々の値を生成して従軸目標位置を従軸モータ制御装置30へ継続的に受け渡してもよい。 The slave axis command generating unit 23 may generate the slave axis target speed pattern once after the main axis target speed is generated, and may deliver the generated slave axis target speed pattern to the slave axis motor control device 30. Alternatively, after the main axis target speed is generated, a slave axis target speed pattern is generated, a slave axis target position pattern that becomes the slave axis target speed pattern is generated, and the slave axis target position pattern is transferred to the slave axis motor control device at one time. You can. Alternatively, the slave shaft target speed may be generated as a value every moment and continuously delivered to the slave shaft motor control device 30. Alternatively, after generating the slave axis target speed, the slave axis target position may be continuously passed to the slave axis motor control device 30 by generating momentary values of the slave axis target position that change to the slave axis target speed. good.

従軸モータ制御装置30は、従軸目標速度パターン又は従軸目標位置パターンを1回で受け取って別途入力される制御開始を指示する信号がオンすることにより従軸モータを制御してもよい。或いは、従軸目標速度を時々刻々の値として受け取って従軸モータを速度制御してもよい。或いは、従軸目標速度となるよう変化する従軸目標位置を時々刻々の値として受け取って従軸モータ50を位置制御してもよい。 The slave shaft motor control device 30 may control the slave shaft motor by receiving the slave shaft target speed pattern or slave shaft target position pattern at one time and turning on a separately input signal instructing to start control. Alternatively, the speed of the slave shaft motor may be controlled by receiving the slave shaft target speed as an instantaneous value. Alternatively, the position of the slave shaft motor 50 may be controlled by receiving the slave shaft target position, which changes to the slave shaft target speed, as a value every moment.

従軸目標速度又は従軸目標位置の時々刻々の値の受け渡しは、アナログ値で時間的に連続した値で電圧信号などにより受け渡してもよいし、デジタル値で一定時間毎に周期的に生成して通信などにより受け渡してもよい。 The moment-to-moment values of the slave axis target speed or slave axis target position may be exchanged as analog values that are continuous over time using voltage signals, or as digital values that are periodically generated at regular intervals. The information may also be delivered by communication, etc.

従軸で速度を検出する場合は、検出器で直接に速度を検出してもよいし、検出器で検出した位置に微分相当の演算を行って速度を得てもよい。検出器は、従軸モータに具備されていてもよいし、従軸モータ50で駆動される機械装置側に具備されていてもよい。 When the speed is detected by the slave axis, the speed may be detected directly by the detector, or the speed may be obtained by performing an operation equivalent to differentiation on the position detected by the detector. The detector may be provided in the slave shaft motor, or may be provided in the mechanical device driven by the slave shaft motor 50.

また、同期制御システム10では、同期区間において、主軸目標速度に基づいた従軸目標速度を従軸モータ制御装置30に受け渡して従軸モータ50の速度を主軸モータ60の速度に同期させる速度同期を行ってもよい。或いは、主軸目標位置の微分相当である主軸目標速度に基づいた従軸目標速度の速度パターンを実現する従軸目標位置を生成して従軸モータ制御装置30に受け渡し、従軸目標位置に従軸モータ50の位置を制御することで従軸モータ50を主軸モータ60の位置に同期させる位置同期を行ってもよい。従軸モータ50を主軸モータ60の位置に同期させることで、位置の微分である速度も同期するので、同期区間で位置を同期しても、同期区間で速度を同期させる実施の形態1から4と同様の効果が得られる。 The synchronous control system 10 also performs speed synchronization in which the slave shaft target speed based on the master shaft target speed is transferred to the slave shaft motor control device 30 to synchronize the speed of the slave shaft motor 50 with the speed of the master shaft motor 60 in the synchronization period. You may go. Alternatively, a slave axis target position that realizes a speed pattern of the slave axis target speed based on the master axis target speed which is equivalent to the differential of the master axis target position is generated and delivered to the slave axis motor control device 30, and the slave axis target position is changed to the slave axis target position. Position synchronization may be performed in which the slave shaft motor 50 is synchronized with the position of the main shaft motor 60 by controlling the position of the motor 50. By synchronizing the position of the slave shaft motor 50 with the position of the main shaft motor 60, the speed, which is the differential of the position, is also synchronized, so even if the position is synchronized in the synchronization period, the speed is synchronized in the synchronization period.Embodiments 1 to 4 The same effect can be obtained.

また、同期制御システム10において、主軸モータ制御装置40は速度制御を行い、従軸モータ制御装置30は位置制御を行う、といった主軸と従軸の組み合わせで構成してもよい。 Furthermore, the synchronous control system 10 may be configured with a combination of a main shaft and a slave shaft, such as the main shaft motor control device 40 performing speed control and the slave shaft motor control device 30 performing position control.

また、本実施の形態では、実効負荷として、従軸モータ50を駆動するときの平均的な負荷である平均トルクの従軸モータ50の定格トルクに対する比率である実効負荷率を用い、駆動指令生成装置20に実効負荷率の指令値である実効負荷率指令Rrmsrefが入力される例で説明したが、この例に限定されない。実効負荷として、従軸モータを駆動する時の平均的な負荷である平均トルクの値である実効負荷トルクを用い、駆動指令生成装置20に実効負荷トルクの指令値である実効負荷トルク指令Trmsrefが入力されてもよい。実効負荷トルク指令Trmsrefが入力された場合には、(1)式の右辺の中の、実効負荷率指令Rrmsrefと従軸モータ50の定格トルクTtypを積算したものを、実効負荷トルク指令Trmsrefに置き換えて計算し、主軸目標速度vrefを算出すればよい。 Furthermore, in this embodiment, the effective load is the effective load ratio, which is the ratio of the average torque, which is the average load when driving the slave shaft motor 50, to the rated torque of the slave shaft motor 50, and the drive command is generated. Although an example has been described in which the effective load factor command Rrmsref , which is a command value of the effective load factor, is input to the device 20, the present invention is not limited to this example. As the effective load, effective load torque, which is the value of the average torque that is the average load when driving the slave shaft motor, is used, and the effective load torque command T rmsref , which is the command value of the effective load torque, is sent to the drive command generation device 20. may be input. When the effective load torque command T rmsref is input, the sum of the effective load factor command R rmsref and the rated torque T typ of the slave shaft motor 50 on the right side of equation (1) is calculated as the effective load torque command. The spindle target speed v ref may be calculated by replacing it with T rmsref .

また、本実施の形態では、実効負荷として、平均トルクの定格トルクに対する比率である実効負荷率を用いる例で説明したが、定格トルクの2乗に対する平均トルクの2乗の比率を用いてもよい。或いは、モータの出力するトルクに代わってトルクを出力するためにモータに流される電流を用い、実効負荷として、従軸モータを駆動するときの平均的な負荷である平均電流の従軸モータの定格電流に対する比率を用いてもよい。或いは、モータに流される電流の2乗の平均の、定格電流の2乗に対する比率を用いてもよい。或いは、従軸モータを駆動する時の平均的な負荷である平均電流の値を用いてもよい。モータに流される電流と出力されるトルクとの間には対応関係があり、電流の値を電流の値に相当するトルクの値に変換することが可能である。特に、電流とトルクが比例する範囲でモータが使用される場合には、定格電流を流したときに定格トルクが出力されるといった関係から、電流とトルクの間の比例係数を用いて、電流に基づいた実効負荷をトルクに基づいた実効負荷に変換することが可能である。駆動指令生成装置20に電流に基づいた実効負荷の指令値が入力される場合には、このように電流とトルクの対応関係により、電流に基づいた実効負荷の指令値をトルクに基づいた実効負荷の指令値に変換し、上記(1)式に代入することで主軸目標速度vrefを算出すればよい。 Furthermore, in this embodiment, an example has been described in which the effective load ratio, which is the ratio of the average torque to the rated torque, is used as the effective load, but the ratio of the square of the average torque to the square of the rated torque may also be used. . Alternatively, the current flowing through the motor to output torque can be used instead of the torque output by the motor, and the effective load is the average current rating of the slave shaft motor, which is the average load when driving the slave shaft motor. A ratio to current may also be used. Alternatively, the ratio of the average square of the current flowing through the motor to the square of the rated current may be used. Alternatively, the value of the average current, which is the average load when driving the slave shaft motor, may be used. There is a correspondence between the current flowing through the motor and the torque output, and it is possible to convert the current value into a torque value corresponding to the current value. In particular, when a motor is used in a range where current and torque are proportional, the rated torque is output when the rated current flows. It is possible to convert the based effective load into a torque based effective load. When a current-based effective load command value is input to the drive command generation device 20, the current-based effective load command value is changed to a torque-based effective load command value based on the correspondence between current and torque. The spindle target speed v ref can be calculated by converting the command value into the command value and substituting it into the above equation (1).

実施の形態2.
実施の形態1では、上記(7)式に示されるように、従軸モータ50の抵抗負荷トルクが主軸目標速度vrefに与える影響を、負荷トルク係数κfrを用いて調整していた。実施の形態2では、抵抗負荷トルクの大きさが予め判明している場合の主軸目標速度vrefの算出手法について説明する。
Embodiment 2.
In the first embodiment, as shown in equation (7) above, the influence of the resistance load torque of the slave shaft motor 50 on the main shaft target speed v ref is adjusted using the load torque coefficient κ fr . In the second embodiment, a method for calculating the spindle target speed v ref when the magnitude of the resistance load torque is known in advance will be described.

図8は、実施の形態2に係る同期制御システム10Aの構成例を示すブロック図である。実施の形態2に係る同期制御システム10Aでは、図2に示す実施の形態1に係る同期制御システム10の構成において、駆動指令生成装置20が駆動指令生成装置20Aに置き替えられている。その他の構成は、図2と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して示すと共に、重複する説明は割愛する。 FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of a synchronous control system 10A according to the second embodiment. In a synchronous control system 10A according to the second embodiment, the drive command generation device 20 in the configuration of the synchronous control system 10 according to the first embodiment shown in FIG. 2 is replaced with a drive command generation device 20A. The other configurations are the same or equivalent to those in FIG. 2, and the same or equivalent components are shown with the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted.

図8において、駆動指令生成装置20Aには、実施の形態1と同様に、機械情報と、実効負荷率指令Rrmsrefとが入力される。実施の形態2に係る駆動指令生成装置20Aでは、更に、抵抗負荷トルクTが入力される。駆動指令生成装置20Aに入力する抵抗負荷トルクTは、実際の機械装置を動作させることで計測した抵抗負荷トルクを用いることができる。或いは、従軸モータ軸に換算した従軸総イナーシャJallと、検出器51で検出される従軸モータ位置θslaveから推定される推定抵抗負荷トルクを抵抗負荷トルクとしてフィードバックして用いてもよい。 In FIG. 8, machine information and an effective load factor command R rmsref are input to the drive command generation device 20A as in the first embodiment. In the drive command generation device 20A according to the second embodiment, a resistance load torque T L is further input. As the resistance load torque T L input to the drive command generation device 20A, a resistance load torque measured by operating an actual mechanical device can be used. Alternatively, the estimated resistive load torque estimated from the slave shaft total inertia J all converted to the slave shaft motor shaft and the slave shaft motor position θ slave detected by the detector 51 may be fed back and used as the resistive load torque. .

図9は、実施の形態2に係る駆動指令生成装置20Aの構成例を示すブロック図である。実施の形態2に係る駆動指令生成装置20Aでは、図3に示す実施の形態1に係る駆動指令生成装置20の構成において、主軸指令生成部22が主軸指令生成部22Aに置き替えられている。その他の構成は、図3と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付している。 FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of a drive command generation device 20A according to the second embodiment. In a drive command generation device 20A according to the second embodiment, the spindle command generation section 22 in the configuration of the drive command generation device 20 according to the first embodiment shown in FIG. 3 is replaced with a spindle command generation section 22A. The other configurations are the same or equivalent to those in FIG. 3, and the same or equivalent components are given the same reference numerals.

図9において、主軸指令生成部22Aには、実施の形態1と同様に、実効負荷率指令Rrmsrefが入力される。実施の形態2に係る主軸指令生成部22Aでは、更に、抵抗負荷トルクTが入力される。主軸指令生成部22Aは、機械パラメータと、実効負荷率指令Rrmsrefと、抵抗負荷トルクTとに基づいて、主軸目標速度vrefを生成する。 In FIG. 9, the effective load factor command R rmsref is input to the spindle command generation unit 22A, as in the first embodiment. In the spindle command generation unit 22A according to the second embodiment, a resistance load torque T L is further input. The spindle command generation unit 22A generates the spindle target speed v ref based on the machine parameters, the effective load factor command R rmsref , and the resistance load torque T L.

次に、駆動指令生成装置20Aにおける主軸目標速度vref及び従軸目標速度ωrefの生成手法について説明する。なお、以下の説明では、実施の形態1と同様に、非同期区間における従軸目標速度パターンωref1(t)が、放物線形状である場合を例にとる。 Next, a method of generating the main axis target speed v ref and the slave axis target speed ω ref in the drive command generation device 20A will be described. In addition, in the following description, similarly to Embodiment 1, a case will be taken as an example in which the slave axis target speed pattern ω ref1 (t) in the asynchronous section has a parabolic shape.

まず、パラメータ設定部21では、前述した、以下に示す7つの機械パラメータが生成される。 First, the parameter setting section 21 generates the seven machine parameters described below and shown below.

・非同期区間における従軸モータ50の移動距離:d
・同期区間における従軸モータ50の移動距離:d
・非同期区間における主軸モータ60の移動距離:l
・同期区間における主軸モータ60の移動距離:l
・従軸モータ50の定格トルク:Ttyp
・従軸モータ軸に換算した従軸総イナーシャ:Jall
・非同期区間における従軸目標速度パターン:ωref1(t)
- Movement distance of the slave shaft motor 50 in the asynchronous section: d 1
- Movement distance of the slave shaft motor 50 in the synchronization section: d 2
- Movement distance of the main shaft motor 60 in the asynchronous section: l 1
- Movement distance of the main shaft motor 60 in the synchronous section: l 2
・Rated torque of slave shaft motor 50: T type
・Slave shaft total inertia converted to slave shaft motor shaft: J all
- Slave axis target speed pattern in the asynchronous section: ω ref1 (t)

主軸指令生成部22Aは、実効負荷率指令Rrmsrefと、機械パラメータと、抵抗負荷トルクTとを用いて、以下に示す(8)式から主軸目標速度vrefを算出する。なお、以下の(8)式に示す関係式は、主軸指令生成部22Aの内部に予め記憶されている。 The spindle command generation unit 22A uses the effective load factor command R rmsref , the machine parameters, and the resistance load torque T L to calculate the spindle target speed v ref from equation (8) shown below. Note that the relational expression shown in equation (8) below is stored in advance in the spindle command generation section 22A.

Figure 0007438097000008
Figure 0007438097000008

上記(8)式の算出手順は、上記(1)式と同様に導くことができる。具体的には、上記(2-1)式に示される従軸目標速度パターンωref1(t)と、上記(2-2)式に示される従軸目標速度ωref2とを上記(6)式に代入してa(t,vref)を演算する。演算したa(t,vref)を以下に示す(9)式に代入して平均トルクTrmsを演算する。そして、演算した平均トルクTrmsを上記(4)式に代入し、主軸目標速度vrefについて整理すると、上記(8)式が得られる。 The calculation procedure for the above equation (8) can be derived in the same manner as the above equation (1). Specifically, the slave shaft target speed pattern ω ref1 (t) shown in the above equation (2-1) and the slave shaft target speed ω ref2 shown in the above equation (2-2) are calculated using the above equation (6). , and calculate a(t,v ref ). The average torque T rms is calculated by substituting the calculated a(t,v ref ) into equation (9) shown below. Then, by substituting the calculated average torque T rms into the above equation (4) and rearranging the spindle target speed v ref , the above equation (8) is obtained.

Figure 0007438097000009
Figure 0007438097000009

上記(8)式を用いて算出された主軸目標速度vrefは、主軸モータ制御装置40及び従軸指令生成部23へ入力される。 The main spindle target speed v ref calculated using the above equation (8) is input to the main spindle motor control device 40 and the slave axis command generation section 23 .

従軸指令生成部23における処理は、実施の形態1と同様であり、上記(2-1),(2-2)式を用いて、非同期区間における従軸目標速度ωref1と、同期区間における従軸目標速度ωref2とから従軸目標速度ωrefが生成される。従軸指令生成部23で生成された従軸目標速度ωrefは、従軸モータ制御装置30へ入力される。 The processing in the slave axis command generation unit 23 is the same as in the first embodiment, and the slave axis target speed ω ref1 in the asynchronous interval and the slave axis target speed ω ref1 in the synchronous interval are determined using the above equations (2-1) and (2-2). The slave axis target speed ω ref is generated from the slave axis target speed ω ref2 . The slave axis target speed ω ref generated by the slave axis command generation unit 23 is input to the slave axis motor control device 30 .

以上のように、上記の(8)式、及び(2-1),(2-2)式を用いることにより、主軸目標速度vrefと従軸目標速度ωrefとが算出される。また、(8)式には、従軸モータ制御装置30における実効負荷率Rrmsが含まれている。従って、駆動指令生成装置20Aは、従軸モータ制御装置30の実効負荷率Rrmsが実効負荷率指令Rrmsrefとなる主軸目標速度vrefと、従軸モータ50の同期区間及び非同期区間における従軸目標速度ωrefとを自動的に生成することができる。 As described above, by using the above equation (8) and equations (2-1) and (2-2), the main shaft target speed v ref and the slave shaft target speed ω ref are calculated. Furthermore, the equation (8) includes the effective load rate R rms in the slave shaft motor control device 30. Therefore, the drive command generation device 20A determines the main shaft target speed v ref at which the effective load ratio R rms of the slave shaft motor control device 30 becomes the effective load ratio command R rmsref , and the slave shaft in the synchronous period and the asynchronous period of the slave shaft motor 50. The target speed ω ref can be automatically generated.

以上説明したように、実施の形態2によれば、主軸指令生成部22Aは、機械パラメータと、実効負荷率指令Rrmsrefと、抵抗負荷トルクTとを用いて、従軸モータ制御装置30の実効負荷率Rrmsが実効負荷率指令Rrmsrefとなる主軸目標速度vrefを生成する。また、従軸指令生成部23は、機械パラメータと主軸目標速度vrefとに基づいて、主軸目標速度vrefに対応する、同期区間及び非同期区間を有する従軸目標速度ωrefを生成する。これにより、従軸モータ制御装置30の実効負荷率Rrmsが実効負荷率指令Rrmsrefとなる主軸目標速度vrefと従軸目標速度ωrefとを生成することができる。その結果、試行錯誤的に主軸目標速度vrefを調整することなく、短時間、且つ容易に同期制御システムの構築が可能となる。 As described above, according to the second embodiment, the main shaft command generation unit 22A uses the machine parameters, the effective load factor command R rmsref , and the resistance load torque T L to control the slave shaft motor control device 30. A spindle target speed v ref is generated in which the effective load rate R rms becomes the effective load rate command R rmsref . Further, the slave axis command generation unit 23 generates a slave axis target speed ω ref that corresponds to the main axis target speed v ref and has a synchronous section and an asynchronous section, based on the machine parameters and the main axis target speed v ref . Thereby, it is possible to generate the main shaft target speed v ref and the slave shaft target speed ω ref such that the effective load ratio R rms of the slave shaft motor control device 30 becomes the effective load ratio command R rmsref . As a result, it becomes possible to easily construct a synchronous control system in a short time without adjusting the spindle target speed v ref by trial and error.

実施の形態3.
実施の形態3では、ワーク5に関するワーク情報に基づいて機械パラメータを生成し、生成した機械パラメータに基づいて主軸目標速度vref及び従軸目標速度ωrefを算出する手法について説明する。
Embodiment 3.
In the third embodiment, a method will be described in which machine parameters are generated based on workpiece information regarding the workpiece 5, and the main axis target speed v ref and slave axis target speed ω ref are calculated based on the generated machine parameters.

図10は、実施の形態3に係る同期制御システム10Bの構成例を示すブロック図である。実施の形態2に係る同期制御システム10Bは、図2に示す実施の形態1に係る同期制御システム10の構成において、駆動指令生成装置20が駆動指令生成装置20Bに置き替えられている。その他の構成は、図2と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して示すと共に、重複する説明は割愛する。 FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of a synchronous control system 10B according to the third embodiment. In the synchronous control system 10B according to the second embodiment, the drive command generation device 20 in the configuration of the synchronous control system 10 according to the first embodiment shown in FIG. 2 is replaced with a drive command generation device 20B. The other configurations are the same or equivalent to those in FIG. 2, and the same or equivalent components are shown with the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted.

図10において、駆動指令生成装置20Bには、実施の形態1と同様に、実効負荷率指令Rrmsrefが入力される。実施の形態3に係る駆動指令生成装置20Bでは、更に、主軸モータ60に具備されるワーク情報検出器62からワーク情報が入力される。ワーク情報検出器62は、主軸モータ60により搬送される「ワークの長さ」及び「ワーク間距離」をワーク情報として駆動指令生成装置20Bへ出力する。 In FIG. 10, the effective load factor command R rmsref is input to the drive command generation device 20B as in the first embodiment. In the drive command generation device 20B according to the third embodiment, workpiece information is further inputted from a workpiece information detector 62 provided in the spindle motor 60. The workpiece information detector 62 outputs the "length of the workpiece" and "distance between the workpieces" conveyed by the spindle motor 60 as workpiece information to the drive command generation device 20B.

図11は、実施の形態3に係る駆動指令生成装置20Bの構成例を示すブロック図である。実施の形態3に係る駆動指令生成装置20Bは、図3に示す実施の形態1に係る駆動指令生成装置20の構成において、パラメータ設定部21がパラメータ設定部21Aに置き替えられている。その他の構成は、図3と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付している。 FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a drive command generation device 20B according to the third embodiment. In the drive command generation device 20B according to the third embodiment, the parameter setting unit 21 in the configuration of the drive command generation device 20 according to the first embodiment shown in FIG. 3 is replaced with a parameter setting unit 21A. The other configurations are the same or equivalent to those in FIG. 3, and the same or equivalent components are given the same reference numerals.

図11において、パラメータ設定部21Aには、実施の形態1と同様に、機械情報が入力される。実施の形態3に係るパラメータ設定部21Aでは、更に、ワーク情報が入力される。パラメータ設定部21Aは、機械情報と、ワーク情報とに基づいて、機械パラメータを生成する。 In FIG. 11, machine information is input to the parameter setting section 21A as in the first embodiment. In the parameter setting section 21A according to the third embodiment, work information is further input. The parameter setting unit 21A generates machine parameters based on machine information and workpiece information.

以上の構成とすることで、搬送されるワーク5の形状を認識し、搬送されるワーク5に合わせて、実効負荷率Rrmsが実効負荷率指令Rrmsrefとなる主軸目標速度vrefと従軸目標速度ωrefとを自動的に生成することができる。 With the above configuration, the shape of the workpiece 5 to be transported is recognized, and the main shaft target speed v ref and slave shaft are adjusted so that the effective load rate R rms becomes the effective load rate command R rmsref according to the workpiece 5 to be transported. The target speed ω ref can be automatically generated.

次に、ワーク5の形状を認識し、機械パラメータへ反映する手順について説明する。 Next, a procedure for recognizing the shape of the workpiece 5 and reflecting it in the machine parameters will be explained.

ワーク情報検出器62は、ワーク5が図示しないセンサ上に存在する時間の長さと、ワーク5がセンサ上に存在しない時間の長さと、ワーク5の搬送速度との関係から、「ワークの長さ」と「ワーク間距離」とを算出する。ワーク5の搬送速度に代えて、主軸モータ60の回転速度である主軸速度を用いてもよい。算出された「ワークの長さ」及び「ワーク間距離」は、ワーク情報としてパラメータ設定部21Aへ出力される。 The workpiece information detector 62 determines the length of the workpiece based on the relationship between the length of time the workpiece 5 exists on a sensor (not shown), the length of time the workpiece 5 does not exist on the sensor, and the conveyance speed of the workpiece 5. ” and “distance between works”. The spindle speed, which is the rotational speed of the spindle motor 60, may be used instead of the conveyance speed of the workpiece 5. The calculated "length of workpiece" and "distance between works" are output to the parameter setting unit 21A as workpiece information.

パラメータ設定部21Aは、ワーク情報から非同期区間における主軸モータ60の移動距離l及び同期区間における主軸モータ60の移動距離lを算出する。これらの移動距離l,lをワーク情報から算出する関係式は、パラメータ設定部21Aの内部に予め記憶されている。 The parameter setting unit 21A calculates a moving distance l1 of the spindle motor 60 in the asynchronous section and a moving distance l2 of the spindle motor 60 in the synchronous section from the workpiece information. The relational expressions for calculating these moving distances l 1 and l 2 from the workpiece information are stored in advance inside the parameter setting unit 21A.

上記の構成に代え、移動距離l,lをワーク情報から算出する関係式がワーク情報検出器62に記憶されるように構成されていてもよい。この構成の場合、ワーク情報検出器62は、「ワークの長さ」及び「ワーク間距離」に基づいて、非同期区間における主軸モータ60の移動距離l及び同期区間における主軸モータ60の移動距離lを算出する。ワーク情報検出器62は、算出した移動距離l,lをワーク情報としてパラメータ設定部21Aに出力する。 Instead of the above configuration, the workpiece information detector 62 may be configured to store a relational expression for calculating the moving distances l 1 and l 2 from the workpiece information. In this configuration, the workpiece information detector 62 determines the moving distance l1 of the spindle motor 60 in the asynchronous section and the moving distance l1 of the spindle motor 60 in the synchronous section based on the "length of the workpiece" and the "distance between the works". Calculate 2 . The work information detector 62 outputs the calculated moving distances l 1 and l 2 to the parameter setting unit 21A as work information.

その他、ワーク5の画像を観測することによって、ワーク情報を算出してもよい。また、ワーク情報は、「ワークの長さ」及び「ワーク間距離」のようにワーク5に関する物理情報を直接決定するものでなく、搬送されているワーク5の種類を識別するものでもよい。例えば、ワーク5に張り付けられたバーコード等をバーコードリーダで読み取ることによりワークの種類を識別することでもよい。この例の場合、ワーク情報検出器62に予め記憶されているワーク5の種類とワーク形状との関係を用いることで、ワーク情報を出力することができる。 Alternatively, the workpiece information may be calculated by observing the image of the workpiece 5. Further, the workpiece information does not directly determine physical information regarding the workpiece 5 such as "length of the workpiece" and "distance between the workpieces", but may be information that identifies the type of the workpiece 5 being transported. For example, the type of workpiece may be identified by reading a barcode or the like pasted on the workpiece 5 with a barcode reader. In this example, the workpiece information can be output by using the relationship between the type of workpiece 5 and the shape of the workpiece, which is stored in advance in the workpiece information detector 62.

以上の構成及び手順により、ワーク情報検出器62は、ワーク情報を自動的に算出し、算出したワーク情報を駆動指令生成装置20Bへ出力することができる。また、ワーク5の形状が変化した際には、ワーク情報検出器で検出したワーク情報を基に、生成する駆動指令を変化させることも可能となる。 With the above configuration and procedure, the work information detector 62 can automatically calculate work information and output the calculated work information to the drive command generation device 20B. Further, when the shape of the workpiece 5 changes, it is also possible to change the generated drive command based on the workpiece information detected by the workpiece information detector.

以上のように、ワーク情報検出器62で検出したワーク情報を基に、パラメータ設定部21Aが機械パラメータを生成することで、主軸モータ60が搬送するワーク5に関するワーク情報を自動的に機械パラメータへ反映することができる。これにより、従軸モータ制御装置30の実効負荷率Rrmsが実効負荷率指令Rrmsrefとなる主軸目標速度vrefをワーク情報に合わせて算出することができる。 As described above, the parameter setting unit 21A generates machine parameters based on the workpiece information detected by the workpiece information detector 62, so that the workpiece information regarding the workpiece 5 conveyed by the spindle motor 60 is automatically converted into machine parameters. can be reflected. Thereby, the main shaft target speed v ref at which the effective load ratio R rms of the slave shaft motor control device 30 becomes the effective load ratio command R rmsref can be calculated in accordance with the workpiece information.

以上説明したように、実施の形態3によれば、パラメータ設定部21Aは、ワーク情報検出器62により生成されるワーク情報に基づいて機械パラメータを生成する。また、主軸指令生成部22は、機械パラメータと実効負荷率指令Rrmsrefとを用いて、従軸モータ制御装置30の実効負荷率Rrmsが実効負荷率指令Rrmsrefとなる主軸目標速度vrefを生成する。また、従軸指令生成部23は、機械パラメータと主軸目標速度vrefとに基づいて、主軸目標速度vrefに対応する、同期区間及び非同期区間を有する従軸目標速度ωrefを生成する。これにより、実施の形態1及び実施の形態2の効果に加え、搬送されるワーク5の位置ずれ、誤ったワーク5が搬送されるというような不具合を事前に検知することが可能となる。 As described above, according to the third embodiment, the parameter setting unit 21A generates machine parameters based on the workpiece information generated by the workpiece information detector 62. In addition, the spindle command generation unit 22 uses the machine parameters and the effective load factor command R rmsref to generate a spindle target speed v ref at which the effective load factor R rms of the slave shaft motor control device 30 becomes the effective load factor command R rmsref . generate. Further, the slave axis command generation unit 23 generates a slave axis target speed ω ref that corresponds to the main axis target speed v ref and has a synchronous section and an asynchronous section, based on the machine parameters and the main axis target speed v ref . As a result, in addition to the effects of the first and second embodiments, it is possible to detect in advance malfunctions such as a positional shift of the workpiece 5 being transported or the wrong workpiece 5 being transported.

実施の形態4.
実施の形態1から実施の形態3に係る構成において、従軸指令生成部23が従軸目標速度を生成する際に、非同期区間における従軸目標速度パターンが負となる区間を持つ場合がある。実施の形態4では、この課題に対処するための具体的な手法について説明する。
Embodiment 4.
In the configurations according to Embodiments 1 to 3, when the slave axis command generation unit 23 generates the slave axis target speed, there may be a period in which the slave axis target speed pattern in the asynchronous period is negative. In Embodiment 4, a specific method for dealing with this problem will be described.

図12は、実施の形態1から実施の形態3に係る従軸指令生成部23によって生成される従軸目標速度パターンが負となる区間を持つ例を示す図である。図12の上段部には従軸目標速度が示され、下段部には従軸目標位置が示されている。図12では、非同期区間の一部であるΔT3の区間において、従軸目標速度の値が正から負に転じている。従軸目標速度の値が正から負に転じることは、従軸モータ50の回転方向を逆転させることを意味しており、好ましくない速度パターンである。 FIG. 12 is a diagram showing an example in which the slave axis target speed pattern generated by the slave axis command generation unit 23 according to Embodiments 1 to 3 has a negative section. The upper part of FIG. 12 shows the slave axis target speed, and the lower part shows the slave axis target position. In FIG. 12, the value of the slave axis target speed changes from positive to negative in the section ΔT3 that is part of the asynchronous section. A change in the value of the slave shaft target speed from positive to negative means that the rotation direction of the slave shaft motor 50 is reversed, which is an unfavorable speed pattern.

図13は、実施の形態4に係る同期制御システム10Cの構成例を示すブロック図である。実施の形態4に係る同期制御システム10Cでは、図2に示す実施の形態1に係る同期制御システム10の構成において、駆動指令生成装置20が駆動指令生成装置20Cに置き替えられている。その他の構成は、図2と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号fを付して示すと共に、重複する説明は割愛する。 FIG. 13 is a block diagram showing a configuration example of a synchronous control system 10C according to the fourth embodiment. In a synchronous control system 10C according to the fourth embodiment, the drive command generation device 20 in the configuration of the synchronous control system 10 according to the first embodiment shown in FIG. 2 is replaced with a drive command generation device 20C. The other configurations are the same or equivalent to those in FIG. 2, and the same or equivalent components are indicated with the same reference numerals f, and redundant explanations will be omitted.

図14は、実施の形態4に係る駆動指令生成装置20Cの構成例を示すブロック図である。実施の形態4に係る駆動指令生成装置20Cでは、図3に示す実施の形態1に係る駆動指令生成装置20の構成において、主軸指令生成部22が主軸指令生成部22Bに置き替えられ、従軸指令生成部23が従軸指令生成部23Aに置き替えられている。更に、実施の形態4に係る駆動指令生成装置20Cでは、速度反転判別部24が設けられている。その他の構成は、図3と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付している。 FIG. 14 is a block diagram showing a configuration example of a drive command generation device 20C according to the fourth embodiment. In the drive command generation device 20C according to the fourth embodiment, in the configuration of the drive command generation device 20 according to the first embodiment shown in FIG. The command generating section 23 is replaced with a slave axis command generating section 23A. Further, the drive command generation device 20C according to the fourth embodiment is provided with a speed reversal determination section 24. The other configurations are the same or equivalent to those in FIG. 3, and the same or equivalent components are given the same reference numerals.

速度反転判別部24は、パラメータ設定部21から出力される機械パラメータを用いて、速度パターン変更信号を生成する。速度反転判別部24が出力する速度パターン変更信号は、主軸指令生成部22B及び従軸指令生成部23Aへ出力される。主軸指令生成部22Bは、機械パラメータと実効負荷率指令Rrmsrefと速度パターン変更信号とを用いて、主軸目標速度vrefを生成する。従軸指令生成部23Aは、機械パラメータと主軸目標速度vrefと速度パターン変更信号とを用いて、従軸目標速度ωrefを生成する。パラメータ設定部21での処理は、実施の形態1と同様であり、ここでの説明は割愛する。 The speed reversal determining section 24 uses the machine parameters output from the parameter setting section 21 to generate a speed pattern change signal. The speed pattern change signal output by the speed reversal determining section 24 is output to the main axis command generating section 22B and the slave axis command generating section 23A. The spindle command generation unit 22B generates the spindle target speed v ref using the machine parameters, the effective load factor command R rmsref , and the speed pattern change signal. The slave axis command generation unit 23A generates the slave axis target speed ω ref using the machine parameter, the main axis target speed v ref , and the speed pattern change signal. The processing in the parameter setting unit 21 is the same as that in the first embodiment, and the explanation here will be omitted.

次に、駆動指令生成装置20Cにおける主軸目標速度vref及び従軸目標速度ωrefの生成手法について説明する。なお、以下の説明では、実施の形態1と同様に、非同期区間における従軸目標速度パターンωref1(t)が、放物線形状である場合を例にとる。 Next, a method of generating the main axis target speed v ref and the slave axis target speed ω ref in the drive command generation device 20C will be explained. In addition, in the following description, similarly to Embodiment 1, a case will be taken as an example in which the slave axis target speed pattern ω ref1 (t) in the asynchronous section has a parabolic shape.

まず、パラメータ設定部21では、前述した、以下に示す7つの機械パラメータが生成される。 First, the parameter setting section 21 generates the seven machine parameters described below and shown below.

・非同期区間における従軸モータ50の移動距離:d
・同期区間における従軸モータ50の移動距離:d
・非同期区間における主軸モータ60の移動距離:l
・同期区間における主軸モータ60の移動距離:l
・従軸モータ50の定格トルク:Ttyp
・従軸モータ軸に換算した従軸総イナーシャ:Jall
・非同期区間における従軸目標速度パターン:ωref1(t)
- Movement distance of the slave shaft motor 50 in the asynchronous section: d 1
- Movement distance of the slave shaft motor 50 in the synchronization section: d 2
- Movement distance of the main shaft motor 60 in the asynchronous section: l 1
- Movement distance of the main shaft motor 60 in the synchronous section: l 2
・Rated torque of slave shaft motor 50: T type
・Slave shaft total inertia converted to slave shaft motor shaft: J all
- Slave axis target speed pattern in the asynchronous section: ω ref1 (t)

速度反転判別部24は、パラメータ設定部21から出力される機械パラメータを用いて、以下の(10)式により、従軸目標速度ωrefが負となる区間を持つか否かを判別する。 The speed reversal determining unit 24 uses the machine parameters output from the parameter setting unit 21 to determine whether or not there is a section in which the slave axis target speed ω ref is negative, using the following equation (10).

Figure 0007438097000010
Figure 0007438097000010

機械パラメータが(10)式の判別条件を満たすとき、従軸目標速度ωrefは負となる区間を持つ。速度反転判別部24は、従軸目標速度ωrefが負となる区間を持つときは「論理1」の速度パターン変更信号を出力する。一方、従軸目標速度ωrefが負となる区間を持たないとき、速度反転判別部24は、「論理0」の速度パターン変更信号を出力する。なお、ここで示す速度パターン変更信号の論理は一例であり、「論理1」と「論理0」とが逆になってもよい。 When the machine parameter satisfies the discrimination condition of equation (10), the slave axis target speed ω ref has a negative section. The speed reversal determining unit 24 outputs a speed pattern change signal of "logic 1" when the slave axis target speed ω ref has a negative section. On the other hand, when the slave axis target speed ω ref does not have a negative section, the speed reversal determining unit 24 outputs a speed pattern change signal of "logic 0". Note that the logic of the speed pattern change signal shown here is just an example, and "logic 1" and "logic 0" may be reversed.

従軸目標速度が負となる区間を持たないとき、主軸指令生成部22B及び従軸指令生成部23Aは、実施の形態1と同様に上記(1),(2)式を用いて、主軸目標速度vref及び従軸目標速度ωrefを生成する。従軸目標速度ωrefが負となる区間を持つとき、主軸指令生成部22B及び従軸指令生成部23Aは、速度パターンの形状を放物線形状から従軸目標速度ωrefが負となる区間を持たない速度パターン形状に変更する。従軸目標速度ωrefが負となる区間を持たない速度パターン形状の一例は、台形形状である。台形形状の目標速度パターン形状を用いることで、従軸目標速度ωrefが負となる区間を持たない速度パターン形状へ変更することができる。主軸指令生成部22B及び従軸指令生成部23Aは、従軸目標速度ωrefが負となる区間を持たない速度パターン形状を用いて、主軸目標速度vref及び従軸目標速度ωrefを生成する。 When the slave axis target speed does not have a negative section, the spindle command generating section 22B and the slave axis command generating section 23A use the above equations (1) and (2) as in the first embodiment to determine the spindle target speed. A speed v ref and a slave axis target speed ω ref are generated. When the slave axis target speed ω ref has a negative section, the main axis command generation section 22B and the slave axis command generation section 23A change the shape of the speed pattern from a parabolic shape to have a section where the slave axis target speed ω ref is negative. Not change the speed pattern shape. An example of a speed pattern shape that does not have a section where the slave axis target speed ω ref is negative is a trapezoidal shape. By using a trapezoidal target speed pattern shape, the speed pattern shape can be changed to a speed pattern shape that does not have a section where the slave axis target speed ω ref is negative. The main axis command generation unit 22B and the slave axis command generation unit 23A generate the main axis target speed v ref and the slave axis target speed ω ref using a speed pattern shape that does not have a section where the slave axis target speed ω ref is negative. .

以上のように、実施の形態4に係る駆動指令生成装置20Cは、従軸目標速度ωrefが負となる区間を持つか否かを判別する速度反転判別部24を備えている。これにより、従軸目標速度ωrefが負となる区間を持つ場合には、従軸目標速度ωrefが負となる区間を持たない速度パターン形状への変更を自動的に行うことが可能となる。 As described above, the drive command generation device 20C according to the fourth embodiment includes the speed reversal determining unit 24 that determines whether or not the slave axis target speed ω ref has a negative section. As a result, when there is a section where the slave axis target speed ω ref is negative, it is possible to automatically change the shape of the speed pattern to a shape that does not have a section where the slave axis target speed ω ref is negative. .

なお、上記では、従軸目標速度ωrefが負となる区間を持たない速度パターン形状として台形形状を例示したが、これに限定されない。台形形状に代えて、三角関数等の他の形状の関数を用いてもよい。また、機械装置によっては、非同期区間における従軸モータ50の移動距離d、非同期区間における主軸モータ60の移動距離lなどの機械パラメータの変更が可能な場合がある。このような場合には、速度パターン形状の変更に代え、上記(10)式の条件を満たさないように、機械パラメータを変更してもよい。 Note that, in the above, a trapezoidal shape is exemplified as a speed pattern shape that does not have a section where the slave axis target speed ω ref is negative, but the shape is not limited to this. Instead of the trapezoidal shape, other shaped functions such as trigonometric functions may be used. Further, depending on the mechanical device, it may be possible to change machine parameters such as the moving distance d 1 of the slave shaft motor 50 in the asynchronous section and the moving distance l 1 of the main shaft motor 60 in the asynchronous section. In such a case, instead of changing the speed pattern shape, the machine parameters may be changed so that the condition of equation (10) above is not satisfied.

以上説明したように、実施の形態4によれば、速度反転判別部24は、パラメータ設定部21が生成した機械パラメータを用いて、従軸目標速度ωrefが負となる区間を持つか否かを判別した速度パターン変更信号を生成する。従軸指令生成部23Aは、速度パターン変更信号に基づいて、速度パターン形状を変更する。その結果、負となる区間を持たない従軸目標速度ωrefを生成することができ、位置決め性能の低下を抑制することができる。これにより、実施の形態1から実施の形態3に示す効果を維持しつつ、位置決め性能の低下を抑制できるという効果が得られる。 As described above, according to the fourth embodiment, the speed reversal determining unit 24 uses the machine parameters generated by the parameter setting unit 21 to determine whether or not there is a section in which the slave axis target speed ω ref is negative. A speed pattern change signal is generated based on the determined speed pattern. The slave axis command generation unit 23A changes the speed pattern shape based on the speed pattern change signal. As a result, it is possible to generate a slave axis target speed ω ref that does not have a negative section, and it is possible to suppress a decrease in positioning performance. As a result, it is possible to maintain the effects shown in Embodiments 1 to 3 while suppressing deterioration in positioning performance.

実施の形態5.
実施の形態5では、実施の形態1で説明した駆動指令生成装置20による駆動条件を学習装置によって学習させる実施の形態について説明する。図15は、実施の形態1で説明した駆動指令生成装置20による駆動条件を学習する学習装置200を含む機械学習システム150の構成を示すブロック図である。実施の形態5に係る機械学習システム150は、図15に示されるように、学習装置200と、駆動指令生成装置20と、主軸駆動指令生成部500と、従軸駆動指令生成部510と、主軸モータ電力供給部300と、従軸モータ電力供給部310と、主軸モータ400と、従軸モータ410と、を備える。主軸モータ400には、主軸モータ速度を検出する速度検出器401が設けられている。従軸モータ410には、従軸モータ速度を検出する速度検出器411が設けられている。駆動指令生成装置20は、実施の形態2から4で説明した駆動指令生成装置20A,20B,20Cのうちの何れかに置き替えてもよい。
Embodiment 5.
In Embodiment 5, an embodiment will be described in which a learning device learns the driving conditions by the drive command generation device 20 described in Embodiment 1. FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of a machine learning system 150 including a learning device 200 that learns drive conditions by the drive command generation device 20 described in the first embodiment. As shown in FIG. 15, the machine learning system 150 according to the fifth embodiment includes a learning device 200, a drive command generation device 20, a main shaft drive command generation section 500, a slave shaft drive command generation section 510, and a main shaft drive command generation section 510. It includes a motor power supply section 300, a slave shaft motor power supply section 310, a main shaft motor 400, and a slave shaft motor 410. The main shaft motor 400 is provided with a speed detector 401 that detects the main shaft motor speed. The slave shaft motor 410 is provided with a speed detector 411 that detects the slave shaft motor speed. The drive command generation device 20 may be replaced with any one of the drive command generation devices 20A, 20B, and 20C described in the second to fourth embodiments.

駆動指令生成装置20は、主軸駆動指令生成部500と、従軸駆動指令生成部510とを備える。駆動指令生成装置20は、主軸駆動指令及び従軸駆動指令に基づいて、従軸モータ410を主軸モータ位置に同期させる制御を行う。主軸駆動指令は、主軸モータ400を駆動するための駆動指令である。従軸駆動指令は、従軸モータ410を駆動するための駆動指令である。主軸駆動指令生成部500は、主軸駆動指令を生成して主軸モータ電力供給部300に出力する。従軸駆動指令生成部510は、従軸駆動指令を生成して従軸モータ電力供給部310に出力する。 The drive command generation device 20 includes a main shaft drive command generation section 500 and a slave shaft drive command generation section 510. The drive command generation device 20 performs control to synchronize the slave shaft motor 410 with the main shaft motor position based on the main shaft drive command and the slave shaft drive command. The main shaft drive command is a drive command for driving the main shaft motor 400. The slave shaft drive command is a drive command for driving the slave shaft motor 410. The spindle drive command generation section 500 generates a spindle drive command and outputs it to the spindle motor power supply section 300 . The slave shaft drive command generation section 510 generates a slave shaft drive command and outputs it to the slave shaft motor power supply section 310.

図16は、図15に示す主軸駆動指令生成部500の構成を概略的に示すブロック図である。図16において、主軸モータ400は、主軸の駆動源として用いられる。主軸駆動指令生成部500は、主軸モータ電力供給部300と、電流検出器301と、電流制御部511と、電流指令生成部512と、速度指令生成部513とを備える。主軸モータ電力供給部300は、主軸モータ400を駆動するための駆動電力を供給する図示しない逆変換器を備える。主軸モータ電力供給部300の逆変換器を制御する駆動指令を生成するための構成として、図16では、位置制御ループ、速度制御ループ及び電流制御ループが記載されている。 FIG. 16 is a block diagram schematically showing the configuration of the spindle drive command generation section 500 shown in FIG. 15. In FIG. 16, a main shaft motor 400 is used as a drive source for the main shaft. The spindle drive command generation section 500 includes a spindle motor power supply section 300, a current detector 301, a current control section 511, a current command generation section 512, and a speed command generation section 513. The main shaft motor power supply section 300 includes an inverter (not shown) that supplies driving power for driving the main shaft motor 400. FIG. 16 shows a position control loop, a speed control loop, and a current control loop as a configuration for generating a drive command to control the inverter of the spindle motor power supply section 300.

位置制御ループにおいては、位置フィードバック値と位置指令との差分情報に基づいて、速度指令生成部513により速度指令が生成される。位置フィードバック値は、主軸モータ400に取り付けられた位置検出器402により検出された主軸モータ400のローラ実位置に関する情報である。位置指令は、図示しない位置指令生成部で生成された主軸モータ位置に関する情報である。 In the position control loop, a speed command is generated by the speed command generation unit 513 based on the difference information between the position feedback value and the position command. The position feedback value is information regarding the actual roller position of the spindle motor 400 detected by the position detector 402 attached to the spindle motor 400. The position command is information regarding the spindle motor position generated by a position command generation section (not shown).

速度制御ループにおいては、速度フィードバック値と、速度指令生成部513により生成された速度指令との差分情報に基づいて、電流指令生成部512により電流指令が生成される。速度フィードバック値は、主軸モータ400に取り付けられた速度検出器401により検出された主軸モータ400の主軸速度に関する情報である。 In the speed control loop, the current command generation section 512 generates a current command based on the difference information between the speed feedback value and the speed command generated by the speed command generation section 513. The speed feedback value is information regarding the spindle speed of the spindle motor 400 detected by the speed detector 401 attached to the spindle motor 400.

電流制御ループにおいては、電流フィードバック値と電流指令生成部512により生成された電流指令との差分情報に基づいて、電流制御部511により駆動指令が生成される。電流フィードバック値は、主軸モータ電力供給部300内の逆変換器から主軸モータ400へ流れ込む電流に関する情報である。電流フィードバック値は、電流検出器301によって検出され、電流制御部511にフィードバックされる。駆動指令の一例は、逆変換器の電力変換動作を制御するためのPWM(Pulse Width Modulation)制御信号である。 In the current control loop, a drive command is generated by the current control unit 511 based on difference information between the current feedback value and the current command generated by the current command generation unit 512. The current feedback value is information regarding the current flowing from the inverter in the spindle motor power supply 300 to the spindle motor 400 . The current feedback value is detected by the current detector 301 and fed back to the current controller 511. An example of the drive command is a PWM (Pulse Width Modulation) control signal for controlling the power conversion operation of the inverter.

主軸モータ電力供給部300内の逆変換器は、例えば内部に設けられたスイッチング素子のスイッチング動作により直流電力を交流電力に変換するモータ電力供給用のインバータである。主軸モータ電力供給部300は、受信した駆動指令により、逆変換器内のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで直流電力を主軸モータ400の駆動用の交流電力に変換する変換動作を制御する。 The inverter in the main shaft motor power supply unit 300 is an inverter for supplying motor power that converts DC power into AC power by, for example, a switching operation of a switching element provided therein. The spindle motor power supply unit 300 controls a conversion operation of converting DC power into AC power for driving the spindle motor 400 by controlling a switching operation of a switching element in an inverter based on the received drive command.

主軸モータ400は、主軸モータ電力供給部300内の逆変換器から出力された交流電力を駆動電力として動作する。逆変換器から出力される交流電力の電圧又は周波数の制御により、主軸モータ400の速度、トルク、又は主軸モータ位置を制御することができる。主軸モータ400を駆動することで機械装置の主軸可動部が駆動される。 The main shaft motor 400 operates using AC power output from an inverter in the main shaft motor power supply section 300 as driving power. By controlling the voltage or frequency of the AC power output from the inverter, the speed, torque, or position of the main shaft motor 400 can be controlled. By driving the main shaft motor 400, the main shaft movable portion of the mechanical device is driven.

なお、従軸駆動指令生成部510も主軸駆動指令生成部500と同様に構成され、同様の動作を行う。内容が重複するので、ここでの説明は割愛する。 Note that the slave shaft drive command generation section 510 is also configured in the same manner as the main shaft drive command generation section 500, and operates in the same manner. Since the content is redundant, we omit the explanation here.

図15の説明に戻る。図15では、煩雑になるのを避けるため、主軸モータ400及び従軸モータ410からのフィードバック値がモータ速度、即ち速度フィードバック値である場合を例示している。なお、速度フィードバック値に加え、若しくは速度フィードバック値に代え、位置フィードバック値及び電流フィードバック値のうちの少なくとも1つがフィードバック値として入力される構成でもよい。 Returning to the explanation of FIG. 15. In order to avoid complexity, FIG. 15 illustrates a case where the feedback values from the main shaft motor 400 and the slave shaft motor 410 are motor speeds, that is, speed feedback values. Note that in addition to or instead of the speed feedback value, at least one of the position feedback value and the current feedback value may be input as the feedback value.

学習装置200は、状態観測部211と、学習部212とを備える。状態観測部211には、主軸駆動指令生成部500から主軸制御情報が入力され、従軸駆動指令生成部510から従軸制御情報が入力される。主軸制御情報は、主軸モータ400を駆動制御するための制御情報である。従軸制御情報は、従軸モータ410を駆動制御するための制御情報である。状態観測部211は、主軸制御情報及び従軸制御情報を状態変数として観測する。主軸制御情報及び従軸制御情報には、主軸駆動指令生成部500及び従軸駆動指令生成部510における各軸の運転指令から算出される速度パターン、従軸駆動指令生成部510の実効負荷を表す指標の一つである実効負荷率などが含まれる。各軸の運転指令は、位置指令、速度指令又は電流指令のうちの何れかの指令である。 The learning device 200 includes a state observation section 211 and a learning section 212. The state observation unit 211 receives main axis control information from the main axis drive command generation unit 500 and receives slave axis control information from the slave axis drive command generation unit 510. The spindle control information is control information for driving and controlling the spindle motor 400. The slave shaft control information is control information for driving and controlling the slave shaft motor 410. The state observation unit 211 observes the main axis control information and slave axis control information as state variables. The main axis control information and the slave axis control information represent the speed pattern calculated from the operation commands for each axis in the main axis drive command generation unit 500 and the slave axis drive command generation unit 510, and the effective load of the slave axis drive command generation unit 510. This includes the effective load factor, which is one of the indicators. The operation command for each axis is a position command, a speed command, or a current command.

主軸制御情報及び従軸制御情報は、主軸駆動指令生成部500及び従軸駆動指令生成部510の各動作プログラムにおいて、内部データとして利用されるものである。従って、状態観測部211は、主軸駆動指令生成部500及び従軸駆動指令生成部510の各動作プログラムの内部データを状態変数として観測することにより、主軸制御情報及び従軸制御情報の観測が可能となる。 The main axis control information and the slave axis control information are used as internal data in each operation program of the main axis drive command generation section 500 and the slave axis drive command generation section 510. Therefore, the state observation unit 211 can observe the main axis control information and the slave axis control information by observing the internal data of each operation program of the main axis drive command generation unit 500 and the slave axis drive command generation unit 510 as state variables. becomes.

図15には、状態観測部211によって観測される状態変数の一部が示されている。状態観測部211は、制御対象物に対する加工条件に関するデータ及び機械装置の機械諸元データも状態変数として観測する。機械装置が図1に示すシート貼り付け機械である場合、制御対象物はワークであり、過去条件はワーク加工条件になる。ワーク加工条件に関するデータ及び機械諸元データは、機械装置から取得することができる。 FIG. 15 shows some state variables observed by the state observation unit 211. The state observation unit 211 also observes data regarding processing conditions for the controlled object and mechanical specification data of the mechanical device as state variables. When the mechanical device is a sheet pasting machine shown in FIG. 1, the object to be controlled is a workpiece, and the past conditions are workpiece processing conditions. Data regarding workpiece processing conditions and machine specification data can be acquired from the mechanical device.

主軸駆動指令生成部500及び従軸駆動指令生成部510の各動作プログラムの情報、並びにワーク加工条件に関するデータは、主軸駆動指令生成部500及び従軸駆動指令生成部510の動作を統括する図示しない統括制御部から取得してもよい。また、ワーク加工条件に関するデータは、作業者により入力装置を介して取得してもよい。 Information on each operation program of the main spindle drive command generation section 500 and the slave axis drive command generation section 510, as well as data regarding the workpiece machining conditions, are not shown in the figure and are used to control the operations of the main spindle drive command generation section 500 and the slave axis drive command generation section 510. It may also be obtained from the general control unit. Further, data regarding workpiece processing conditions may be acquired by an operator via an input device.

学習部212は、状態変数に基づいて作成される学習用データに従って、駆動条件を学習する。ここで言う駆動条件は、主軸駆動指令生成部500における運転指令、及び従軸駆動指令生成部510における運転指令に関連付けられる条件である。 The learning unit 212 learns driving conditions according to learning data created based on state variables. The driving conditions referred to here are conditions associated with the driving commands in the main shaft drive command generating section 500 and the driving commands in the slave shaft driving command generating section 510.

図17は、実施の形態5に係る学習装置200における学習方法の動作フローを示すフローチャートである。図17に示すフローチャートには、状態観測ステップS101と、学習ステップS102とが含まれている。 FIG. 17 is a flowchart showing the operation flow of the learning method in the learning device 200 according to the fifth embodiment. The flowchart shown in FIG. 17 includes a state observation step S101 and a learning step S102.

状態観測ステップS101は、状態観測部211により実行される。状態観測部211は、主軸駆動指令生成部500から出力される主軸制御情報と、従軸駆動指令生成部510から出力される従軸制御情報と、主軸駆動指令生成部500及び従軸駆動指令生成部510に設定されるワーク加工条件に関するデータと、機械装置の機械諸元データと、のうちの少なくとも1つから構成される状態変数を観測する。主軸制御情報及び従軸制御情報については、主軸駆動指令生成部500及び従軸駆動指令生成部510の動作プログラムの内部データを状態変数として観測してもよい。 The state observation step S101 is executed by the state observation unit 211. The state observation unit 211 receives the main axis control information output from the main axis drive command generation unit 500, the slave axis control information output from the slave axis drive command generation unit 510, and the main axis drive command generation unit 500 and the slave axis drive command generation unit. A state variable composed of at least one of data regarding workpiece machining conditions set in the section 510 and mechanical specification data of the mechanical device is observed. Regarding the main axis control information and the slave axis control information, internal data of the operation programs of the main axis drive command generation section 500 and the slave axis drive command generation section 510 may be observed as state variables.

学習ステップS102は、学習部212によって実行される。学習部212は、状態変数によって構成される学習用データに従って、主軸駆動指令生成部500における運転指令と、従軸駆動指令生成部510における運転指令とに関連付けられる条件とを学習する。 Learning step S102 is executed by the learning unit 212. The learning unit 212 learns the conditions associated with the driving command in the main shaft drive command generating unit 500 and the driving command in the slave shaft driving command generating unit 510, according to learning data configured by state variables.

学習部212が用いる学習アルゴリズムとしては、どのようなものを用いてもよい。学習装置200は、入力されるデータの集合体から、その中にある有用な規則、知識表現、判断基準などを解析により抽出し、その判断結果を出力すると共に、知識の学習を行う機能を有する。その手法は様々であるが、大別すれば「教師あり学習」、「教師なし学習」、「強化学習」に分けられる。更に、これらの手法を実現するうえで、特徴量そのものの抽出を学習する、「深層学習(ディープラーニング:Deep Learning)」と呼ばれる手法がある。なお、これらの学習を行う学習装置200は、例えば、GPGPU(General-Purpose computing on Graphics Processing Units)、大規模PCクラスター等を適用することにより実現される。 Any learning algorithm may be used by the learning unit 212. The learning device 200 has a function of extracting useful rules, knowledge expressions, judgment criteria, etc. from a collection of input data through analysis, outputting the judgment results, and learning knowledge. . There are various methods, but they can be broadly divided into ``supervised learning,'' ``unsupervised learning,'' and ``reinforcement learning.'' Furthermore, in realizing these methods, there is a method called "deep learning" that learns to extract the feature amount itself. Note that the learning device 200 that performs these learnings is realized by applying, for example, GPGPU (General-Purpose Computing on Graphics Processing Units), a large-scale PC cluster, or the like.

以下、一例として、強化学習(Reinforcement Learning)を用いた場合について図18及び図19を参照して説明する。図18は、実施の形態5に係る学習装置200が強化学習を行う場合の構成例を示すブロック図である。学習部212は、報酬計算部221と、関数更新部222とを備える。また、図19は、図18に示す学習装置200における学習方法の概略の動作フローを示すフローチャートである。図19に示すフローチャートには、状態観測ステップS101と、報酬計算ステップS102-1と、関数更新ステップS102-2とが含まれている。 Hereinafter, as an example, a case where reinforcement learning is used will be described with reference to FIGS. 18 and 19. FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration example when learning device 200 according to Embodiment 5 performs reinforcement learning. The learning section 212 includes a reward calculation section 221 and a function updating section 222. Further, FIG. 19 is a flowchart showing a general operation flow of the learning method in the learning device 200 shown in FIG. 18. The flowchart shown in FIG. 19 includes a state observation step S101, a reward calculation step S102-1, and a function update step S102-2.

強化学習は、「ある環境内におけるエージェント(行動主体)が、現在の状態(環境のパラメータ)を観測し、取るべき行動を決定する」というものである。エージェントの行動により環境が動的に変化し、エージェントには環境の変化に応じて報酬が与えられる。エージェントはこれを繰り返し、一連の行動を通じて報酬が最も多く得られる行動方針を学習する。強化学習の代表的な手法として、Q学習(Q-learning)、及びTD学習(TD-learning)が知られている。例えば、Q学習の場合、行動価値関数Q(s,a)の一般的な更新式(行動価値テーブル)は、以下の(11)式で表される。 Reinforcement learning is ``an agent (actor) in a certain environment that observes the current state (parameters of the environment) and decides what action to take.'' The environment changes dynamically depending on the actions of the agent, and the agent is rewarded according to changes in the environment. The agent repeats this process and learns the course of action that yields the most rewards through a series of actions. Q-learning and TD-learning are known as typical methods of reinforcement learning. For example, in the case of Q-learning, a general update formula (action value table) for the action value function Q(s, a) is expressed by the following equation (11).

Figure 0007438097000011
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上記(11)式において、sは時刻tにおける環境の状態を表し、aは時刻tにおける行動を表す。行動aにより、状態はst+1に変わる。rt+1はその状態の変化によってもらえる報酬を表し、γは割引率を表し、αは学習係数を表す。なお、γは0<γ≦1、αは0<α≦1の範囲とする。Q学習を適用した場合、主軸駆動指令生成部500における運転指令と、従軸駆動指令生成部510における運転指令とに関連付けられる条件とが、行動aとなる。 In the above equation (11), s t represents the state of the environment at time t, and a t represents the behavior at time t. The action a t changes the state to s t+1 . r t+1 represents the reward obtained by changing the state, γ represents the discount rate, and α represents the learning coefficient. Note that γ is in the range of 0<γ≦1, and α is in the range of 0<α≦1. When Q learning is applied, the condition associated with the driving command in the main shaft drive command generating section 500 and the driving command in the slave shaft driving command generating section 510 becomes the action at .

(11)式で表される更新式は、時刻t+1における最もQ値の高い行動aの行動価値Qが、時刻tにおいて実行された行動aの行動価値Qよりも大きければ、行動価値Qを大きくし、逆の場合は、行動価値Qを小さくする。換言すれば、時刻tにおける行動aの行動価値Qを、時刻t+1における最良の行動価値に近づけるように、行動価値関数Q(s,a)を更新する。それにより、或る環境における最良の行動価値が、それ以前の環境における行動価値に順次伝播していくようになる。 The update formula expressed by equation (11) is that if the action value Q of action a with the highest Q value at time t+1 is greater than the action value Q of action a executed at time t, then the action value Q is increased. However, in the opposite case, the action value Q is decreased. In other words, the action value function Q(s, a) is updated so that the action value Q of action a at time t approaches the best action value at time t+1. As a result, the best action value in a certain environment will be successively propagated to the action value in the previous environment.

次に、図19に示すフローチャートによる動作を説明する。 Next, the operation according to the flowchart shown in FIG. 19 will be explained.

まず、図19に示す状態観測ステップS101の動作は、図17に示す状態観測ステップS101の動作と同等である。図17の説明と重複するが動作内容を再掲する。 First, the operation of the state observation step S101 shown in FIG. 19 is equivalent to the operation of the state observation step S101 shown in FIG. Although it overlaps with the explanation of FIG. 17, the operation contents will be reproduced.

状態観測ステップS101は、状態観測部211により実行される。状態観測部211は、主軸駆動指令生成部500から出力される主軸制御情報と、従軸駆動指令生成部510から出力される従軸制御情報と、主軸駆動指令生成部500及び従軸駆動指令生成部510に設定されるワーク加工条件に関するデータと、機械装置の機械諸元データと、のうちの少なくとも1つから構成される状態変数を観測する。主軸制御情報及び従軸制御情報については、主軸駆動指令生成部500及び従軸駆動指令生成部510の動作プログラムの内部データを状態変数として観測してもよい。 The state observation step S101 is executed by the state observation unit 211. The state observation unit 211 receives the main axis control information output from the main axis drive command generation unit 500, the slave axis control information output from the slave axis drive command generation unit 510, and the main axis drive command generation unit 500 and the slave axis drive command generation unit. A state variable composed of at least one of data regarding workpiece machining conditions set in the section 510 and mechanical specification data of the mechanical device is observed. Regarding the main axis control information and the slave axis control information, internal data of the operation programs of the main axis drive command generation section 500 and the slave axis drive command generation section 510 may be observed as state variables.

報酬計算ステップS102-1は、報酬計算部221により実行される。報酬計算部221は、主軸駆動指令生成部500及び従軸駆動指令生成部510の各運転指令から算出される速度パターンと、従軸駆動指令生成部510の運転指令による従軸駆動指令生成部510の実効負荷率が任意に設定される負荷率制限値の範囲内に収まるか否かの条件とに基づいて報酬を計算する。負荷率制限値は、実効負荷として実効負荷率を用いる場合の負荷制限値の例である。なお、負荷率制限値については、各モータ及び機械装置の製造コスト、使用環境などの種々の要因を考慮して、作業者又は管理者が適宜設定すればよい。 The remuneration calculation step S102-1 is executed by the remuneration calculation unit 221. The remuneration calculation unit 221 generates a speed pattern calculated from each operation command of the main axis drive command generation unit 500 and the slave axis drive command generation unit 510, and a slave axis drive command generation unit 510 based on the operation command of the slave axis drive command generation unit 510. The remuneration is calculated based on the condition of whether or not the effective load factor falls within the range of an arbitrarily set load factor limit value. The load factor limit value is an example of a load limit value when the effective load factor is used as the effective load. Note that the load factor limit value may be appropriately set by an operator or administrator in consideration of various factors such as the manufacturing cost of each motor and mechanical device, and the usage environment.

関数更新ステップS102-2は、関数更新部222により実行される。関数更新部222は、状態観測部211によって観測された状態変数及び報酬計算部221によって計算された報酬に基づいて、行動価値関数Q(s,a)を更新する。ここでの行動価値関数Q(s,a)は、従軸駆動指令生成部510の運転指令による従軸駆動指令生成部510の実効負荷率が任意に設定される負荷率制限内であり、且つ、主軸駆動指令生成部500及び従軸駆動指令生成部510の各運転指令から算出される速度パターンの周期がより短くなるような運転指令を計算するための関数である。速度パターンの周期は、速度パターンから算出される次のワークまでのサイクル時間と言い替えることができる。 The function update step S102-2 is executed by the function update unit 222. The function update unit 222 updates the action value function Q(s, a) based on the state variable observed by the state observation unit 211 and the reward calculated by the reward calculation unit 221. The action value function Q(s, a) here is such that the effective load rate of the slave axis drive command generation unit 510 based on the operation command of the slave axis drive command generation unit 510 is within the load rate limit set arbitrarily, and , is a function for calculating an operation command such that the cycle of the speed pattern calculated from each operation command of the main shaft drive command generation unit 500 and the slave axis drive command generation unit 510 becomes shorter. The period of the speed pattern can be rephrased as the cycle time until the next workpiece calculated from the speed pattern.

なお、学習部212は、状態観測部211で観測された状態変数を多層構造で演算し、行動価値関数Q(s,a)をリアルタイムで更新してもよい。状態変数を多層構造で表したものに、ニューラルネットワークモデルがある。図20は、図18に示す学習装置200に適用可能なニューラルネットワークモデルの例を示す図である。 Note that the learning unit 212 may calculate the state variables observed by the state observation unit 211 in a multilayer structure and update the action value function Q(s, a) in real time. A neural network model is a model that expresses state variables in a multilayer structure. FIG. 20 is a diagram showing an example of a neural network model applicable to the learning device 200 shown in FIG. 18.

ニューラルネットワークは、複数のニューロンからなる入力層、複数のニューロンからなる中間層(隠れ層)、及び複数のニューロンからなる出力層で構成される。中間層は、1層、又は2層以上でもよい。 A neural network is composed of an input layer consisting of a plurality of neurons, an intermediate layer (hidden layer) consisting of a plurality of neurons, and an output layer consisting of a plurality of neurons. The intermediate layer may be one layer or two or more layers.

例えば、図20に示すような3層のニューラルネットワークであれば、複数の入力が入力層(X1-X3)に入力されると、その値に重みW1(w11-w16)が乗算されて中間層(Y1-Y2)に入力される。そして、その結果に更に重みW2(w21-w26)が乗算されて出力層(Z1-Z3)から出力される。この出力結果は、重みW1とW2の値によって変わる。 For example, in a three-layer neural network as shown in Figure 20, when multiple inputs are input to the input layer (X1-X3), the values are multiplied by weights W1 (w11-w16) and the intermediate layer (Y1-Y2) is input. Then, the result is further multiplied by weight W2 (w21-w26) and output from the output layer (Z1-Z3). This output result changes depending on the values of weights W1 and W2.

本願において、ニューラルネットワークは、状態観測部211によって観測された状態変数が、最適条件に近づくように重みW1とW2を調整することで学習する。ここで言う最適条件は、従軸駆動指令生成部510の実効負荷率が任意に設定される負荷率制限内であり、且つ、主軸駆動指令生成部500及び従軸駆動指令生成部510の各運転指令から算出される速度パターンの周期が最短となるような運転指令を生成する条件である。 In the present application, the neural network learns by adjusting the weights W1 and W2 so that the state variables observed by the state observation unit 211 approach optimal conditions. The optimum conditions mentioned here are that the effective load factor of the slave axis drive command generation section 510 is within the arbitrarily set load factor limit, and that each operation of the main axis drive command generation section 500 and the slave axis drive command generation section 510 is This is a condition for generating a driving command such that the cycle of the speed pattern calculated from the command is the shortest.

図21は、図18に示す学習装置200が強化学習を行う場合の動作フローを示すフローチャートである。なお、以下の説明では、主軸駆動指令生成部500及び従軸駆動指令生成部510を総称して「各駆動指令生成部」と呼ぶ。 FIG. 21 is a flowchart showing an operation flow when the learning device 200 shown in FIG. 18 performs reinforcement learning. In the following description, the main shaft drive command generation section 500 and the slave shaft drive command generation section 510 are collectively referred to as "each drive command generation section."

一般に、強化学習では、行動の初期値はランダムに選択される。実施の形態5に係る学習装置200では、ステップS201において、行動である運転指令がランダムに選択される。ここで言う運転指令は、位置指令、速度指令及び電流指令のうちの何れか1つである。 Generally, in reinforcement learning, the initial value of a behavior is randomly selected. In the learning device 200 according to the fifth embodiment, a driving command, which is an action, is randomly selected in step S201. The driving command referred to here is any one of a position command, a speed command, and a current command.

ステップS202において、主軸駆動指令生成部500は、選択された運転指令に基づいて、主軸モータ400を駆動する。また、従軸駆動指令生成部510は、選択された運転指令に基づいて、従軸モータ410を駆動する。 In step S202, the spindle drive command generation unit 500 drives the spindle motor 400 based on the selected operation command. Further, the slave shaft drive command generation unit 510 drives the slave shaft motor 410 based on the selected driving command.

主軸駆動指令生成部500は、主軸モータ400の速度、トルク、又は主軸モータ位置を制御するための駆動指令を生成する。これにより、主軸モータ電力供給部300は、交流電力を直流電力に変換する力行動作(「順変換動作」とも言う)及び直流電力を交流電力に変換する回生動作(「逆変換動作」とも言う)を行う。主軸モータ400は、供給された交流の駆動電力により駆動される。速度検出器401は、主軸モータ速度を検出する。位置検出器402は、主軸モータ位置を検出する。電流検出器301は、主軸モータ電力供給部300から主軸モータ400へ流れ込む電流を検出する。 The spindle drive command generation unit 500 generates a drive command for controlling the speed, torque, or position of the spindle motor 400. As a result, the spindle motor power supply unit 300 performs a power operation (also referred to as a "forward conversion operation") that converts AC power into DC power and a regeneration operation (also referred to as a "reverse conversion operation") that converts DC power into AC power. I do. The main shaft motor 400 is driven by the supplied AC drive power. Speed detector 401 detects the spindle motor speed. Position detector 402 detects the spindle motor position. Current detector 301 detects the current flowing from main shaft motor power supply section 300 to main shaft motor 400 .

従軸駆動指令生成部510は、従軸モータ410の速度、トルク、又は従軸モータ位置を制御するための駆動指令を生成する。これにより、従軸モータ電力供給部310は、交流電力を直流電力に変換する力行動作及び直流電力を交流電力に変換する回生動作を行う。従軸モータ410は、供給された交流の駆動電力により駆動される。速度検出器411は、従軸モータ速度を検出する。図示しない位置検出器は、従軸モータ位置を検出する。図示しない電流検出器は、従軸モータ電力供給部310から従軸モータ410へ流れ込む電流を検出する。 The slave shaft drive command generation unit 510 generates a drive command for controlling the speed, torque, or slave shaft motor position of the slave shaft motor 410. Thereby, the slave shaft motor power supply section 310 performs a powering operation to convert AC power to DC power and a regeneration operation to convert DC power to AC power. The slave shaft motor 410 is driven by the supplied AC drive power. Speed detector 411 detects the slave shaft motor speed. A position detector (not shown) detects the position of the slave shaft motor. A current detector (not shown) detects the current flowing from the slave shaft motor power supply section 310 to the slave shaft motor 410.

ステップS203において、状態観測部211は、各駆動指令生成部の動作プログラム、主軸制御情報、従軸制御情報、設定されるワーク加工条件に関するデータ、及び機械装置の機械諸元データを状態変数として観測する。 In step S203, the state observation unit 211 observes the operation program of each drive command generation unit, main axis control information, slave axis control information, data regarding set workpiece machining conditions, and mechanical specification data of the mechanical device as state variables. do.

ステップS204では、各駆動指令生成部における運転指令に関係付けられる駆動条件を学習し、学習した駆動条件を判定条件として用いる。具体的に、報酬計算部221は、各駆動指令生成部の今回の運転指令から算出される速度パターンの周期が、各駆動指令生成部の前回の運転指令から算出される速度パターンの周期よりも短く、且つ、今回の運転指令による従軸駆動指令生成部510の実効負荷率が任意に設定される負荷率制限値の範囲内に収まるか否かを判定する。この判定条件を満たす場合には(ステップS204、Yes)、ステップS205に進み、報酬を増やしてからステップS207に進む。一方、判定条件を満たさない場合には(ステップS204、No)、ステップS206に進み、報酬を減らしてからステップS207に進む。 In step S204, the drive conditions associated with the drive commands in each drive command generation unit are learned, and the learned drive conditions are used as determination conditions. Specifically, the reward calculation unit 221 calculates that the period of the speed pattern calculated from the current driving command of each drive command generation unit is longer than the period of the speed pattern calculated from the previous driving command of each drive command generation unit. It is short and determines whether the effective load factor of the slave axis drive command generation unit 510 based on the current operation command falls within the range of the arbitrarily set load factor limit value. If this determination condition is satisfied (step S204, Yes), the process proceeds to step S205, the reward is increased, and the process proceeds to step S207. On the other hand, if the determination condition is not satisfied (step S204, No), the process proceeds to step S206, the reward is reduced, and the process proceeds to step S207.

ステップS207において、関数更新部222は、状態観測部211によって観測された状態変数及び報酬計算部221によって計算された報酬に基づいて、主軸モータ400の駆動に際しての運転指令及び従軸モータ410の駆動に際しての運転指令を決定するための関数を更新する。 In step S207, the function updating unit 222 issues a driving command for driving the main shaft motor 400 and driving the slave shaft motor 410 based on the state variables observed by the state observing unit 211 and the remuneration calculated by the remuneration calculation unit 221. Update the function for determining the driving command for the event.

続くステップS208において、学習部212は、ステップS207において更新された関数に基づいて、報酬が最も多く得られる運転指令を決定する。決定した運転指令は選択されて、ステップS202へ戻る。これ以降、ステップS202~S208の処理が繰り返し実行される。これにより、学習装置200は、従軸駆動指令生成部510の実効負荷率が任意に設定される負荷率制限内で、且つ、各駆動指令生成部の運転指令から算出される速度パターンの周期がより短くなるような運転指令を学習していく。 In subsequent step S208, the learning unit 212 determines the driving command that provides the most reward based on the function updated in step S207. The determined driving command is selected and the process returns to step S202. From this point on, the processes of steps S202 to S208 are repeatedly executed. Thereby, the learning device 200 ensures that the effective load factor of the slave axis drive command generation section 510 is within the arbitrarily set load factor limit, and that the period of the speed pattern calculated from the operation command of each drive command generation section is It will learn shorter driving commands.

実施の形態5に係る学習装置200によれば、主軸モータの速度設定を短時間、且つ容易、且つ効率的に行うことができるという効果が得られる。 According to the learning device 200 according to the fifth embodiment, it is possible to obtain the effect that the speed setting of the spindle motor can be easily and efficiently performed in a short time.

なお、実施の形態5では、学習部212が用いる学習アルゴリズムに強化学習を適用した場合について説明したが、これに限定されない。学習アルゴリズムについては、強化学習以外にも、教師あり学習、教師なし学習、又は半教師あり学習といった他の学習アルゴリズムを適用することも可能である。 In the fifth embodiment, a case has been described in which reinforcement learning is applied to the learning algorithm used by the learning unit 212, but the present invention is not limited to this. As for the learning algorithm, in addition to reinforcement learning, other learning algorithms such as supervised learning, unsupervised learning, or semi-supervised learning can also be applied.

また、上述した学習アルゴリズムとしては、特徴量そのものの抽出を学習する、深層学習を用いることもでき、他の公知の方法、例えばニューラルネットワーク、遺伝的プログラミング、機能論理プログラミング、サポートベクターマシンなどに従って機械学習を実行してもよい。 In addition, as the above-mentioned learning algorithm, deep learning, which learns the extraction of the feature values themselves, can be used, and other known methods such as neural networks, genetic programming, functional logic programming, support vector machines, etc. Learning may be performed.

実施の形態6.
実施の形態5において、報酬計算部221は、従軸駆動指令生成部510の実効負荷率と、運転指令から算出される速度パターンの周期とに基づく判定条件により、報酬を計算していた。実施の形態6では、更に主軸モータ400及び従軸モータ410への供給電力を判定条件として用いる場合について説明する。
Embodiment 6.
In the fifth embodiment, the remuneration calculation unit 221 calculates the remuneration based on the determination condition based on the effective load factor of the slave axis drive command generation unit 510 and the period of the speed pattern calculated from the driving command. In the sixth embodiment, a case will be further described in which power supplied to the main shaft motor 400 and the slave shaft motor 410 is used as a determination condition.

報酬計算部221は、主軸駆動指令生成部500及び従軸駆動指令生成部510の各運転指令から算出される速度パターンと、従軸駆動指令生成部510の運転指令による従軸駆動指令生成部510の実効負荷率が任意に設定される負荷率制限値の範囲内に収まるか否かの条件と、主軸モータ400及び従軸モータ410への供給電力とに基づいて報酬を計算する。 The remuneration calculation unit 221 generates a speed pattern calculated from each operation command of the main axis drive command generation unit 500 and the slave axis drive command generation unit 510, and a slave axis drive command generation unit 510 based on the operation command of the slave axis drive command generation unit 510. The remuneration is calculated based on the condition of whether or not the effective load factor of is within the range of an arbitrarily set load factor limit value, and the power supplied to the main shaft motor 400 and the slave shaft motor 410.

関数更新部222は、状態観測部211によって観測された状態変数及び報酬計算部221によって計算された報酬に基づいて、行動価値関数Q(s,a)を更新する。ここでの行動価値関数Q(s,a)は、従軸駆動指令生成部510の運転指令による従軸駆動指令生成部510の実効負荷率が任意に設定される負荷率制限内であり、且つ、主軸駆動指令生成部500及び従軸駆動指令生成部510の各運転指令から算出される速度パターンの周期がより短くなり、且つ、主軸モータ400及び従軸モータ410への供給電力がより小さくなるような運転指令を計算するための関数である。 The function update unit 222 updates the action value function Q(s, a) based on the state variable observed by the state observation unit 211 and the reward calculated by the reward calculation unit 221. The action value function Q(s, a) here is such that the effective load rate of the slave axis drive command generation unit 510 based on the operation command of the slave axis drive command generation unit 510 is within the load rate limit set arbitrarily, and , the period of the speed pattern calculated from each operation command of the main shaft drive command generation unit 500 and the slave shaft drive command generation unit 510 becomes shorter, and the power supplied to the main shaft motor 400 and the slave shaft motor 410 becomes smaller. This is a function for calculating such driving commands.

実施の形態6に係る学習装置200によれば、実施の形態5の効果に加え、更に主軸モータ400及び従軸モータ410への供給電力をより小さくできるという効果が得られる。 According to the learning device 200 according to the sixth embodiment, in addition to the effects of the fifth embodiment, it is possible to further reduce the power supplied to the main shaft motor 400 and the slave shaft motor 410.

次に、駆動指令生成装置20及び学習装置200を動作させるコンピュータのハードウェア構成について説明する。図22は、実施の形態1から実施の形態4に係る駆動指令生成装置20及び実施の形態5,6に係る学習装置200の機能を実現するハードウェア構成の第1の例を示す図である。図23は、実施の形態1から実施の形態4に係る駆動指令生成装置20及び実施の形態5,6に係る学習装置200の機能を実現するハードウェア構成の第2の例を示す図である。 Next, the hardware configuration of the computer that operates the drive command generation device 20 and the learning device 200 will be described. FIG. 22 is a diagram showing a first example of a hardware configuration that realizes the functions of the drive command generation device 20 according to the first to fourth embodiments and the learning device 200 according to the fifth and sixth embodiments. . FIG. 23 is a diagram showing a second example of a hardware configuration that realizes the functions of the drive command generation device 20 according to the first to fourth embodiments and the learning device 200 according to the fifth and sixth embodiments. .

駆動指令生成装置20及び学習装置200を動作させるコンピュータは、図22に示したプロセッサ701、メモリ702、およびインタフェース704により実現することができる。プロセッサ701は、CPU(Central Processing Unit、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSP(Digital Signal Processor)ともいう)、システムLSI(Large Scale Integration)などである。メモリ702は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)などである。 A computer that operates the drive command generation device 20 and the learning device 200 can be realized by the processor 701, memory 702, and interface 704 shown in FIG. The processor 701 is a system L SI( Large Scale Integration). The memory 702 is a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), or the like.

メモリ702には、駆動指令生成装置20及び学習装置200の機能を実行するプログラムが格納されている。プロセッサ701は、メモリ702で記憶されているプログラムを読み出して実行することによって、駆動指令生成装置20及び学習装置200による処理を実行する。メモリ702に格納されているプログラムは、駆動指令生成装置20及び学習装置200の手順又は手法に対応する複数の命令をコンピュータに実行させるものであるともいえる。メモリ702は、プロセッサ701が各種処理を実行する際の一時メモリとしても使用される。 The memory 702 stores programs that execute the functions of the drive command generation device 20 and the learning device 200. The processor 701 executes the processing by the drive command generation device 20 and the learning device 200 by reading and executing the program stored in the memory 702. It can be said that the program stored in the memory 702 causes the computer to execute a plurality of instructions corresponding to the procedures or methods of the drive command generation device 20 and the learning device 200. The memory 702 is also used as temporary memory when the processor 701 executes various processes.

プロセッサ701が実行するプログラムは、コンピュータで実行可能な、データ処理を行うための複数の命令を含むコンピュータ読取り可能かつ非遷移的な(non-transitory)記録媒体を有するコンピュータプログラムプロダクトであってもよい。即ち、駆動指令生成装置20及び学習装置200は、プログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な媒体で実現されてもよい。 The program executed by processor 701 may be a computer program product having a computer-readable non-transitory storage medium that is executable by a computer and includes a plurality of instructions for performing data processing. . That is, the drive command generation device 20 and the learning device 200 may be realized by a computer-readable medium on which a program is recorded.

なお、図22に示すプロセッサ701およびメモリ702は、図23に示す処理回路703に置き換えられてもよい。処理回路703は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又は、これらを組み合わせたものが該当する。なお、駆動指令生成装置20及び学習装置200の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。 Note that the processor 701 and memory 702 shown in FIG. 22 may be replaced with the processing circuit 703 shown in FIG. 23. The processing circuit 703 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or a combination thereof. Applicable. Note that some of the functions of the drive command generation device 20 and the learning device 200 may be realized by dedicated hardware, and some may be realized by software or firmware.

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the embodiments above are merely examples, and can be combined with other known techniques, or can be combined with other embodiments, within the scope of the gist. It is also possible to omit or change part of the configuration.

1 コンベア機構部、1A コンベアベルト、1B,1C,2A モータ、2 ローラ機構部、2B ローラ、4 シート、5,6 ワーク、10,10A,10B,10C 同期制御システム、20,20A,20B,20C 駆動指令生成装置、21,21A パラメータ設定部、22,22A,22B 主軸指令生成部、23,23A 従軸指令生成部、24 速度反転判別部、30 従軸モータ制御装置、40 主軸モータ制御装置、50,410 従軸モータ、51,61 検出器、60,400 主軸モータ、62 ワーク情報検出器、100 シート貼り付け機械、150 機械学習システム、200 学習装置、211 状態観測部、212 学習部、221 報酬計算部、222 関数更新部、300 主軸モータ電力供給部、301 電流検出器、310 従軸モータ電力供給部、401,411 速度検出器、402 位置検出器、500 主軸駆動指令生成部、510 従軸駆動指令生成部、511 電流制御部、512 電流指令生成部、513 速度指令生成部、701 プロセッサ、702 メモリ、703 処理回路、704 インタフェース。 1 Conveyor mechanism section, 1A Conveyor belt, 1B, 1C, 2A Motor, 2 Roller mechanism section, 2B Roller, 4 Sheet, 5, 6 Workpiece, 10, 10A, 10B, 10C Synchronous control system, 20, 20A, 20B, 20C Drive command generation device, 21, 21A Parameter setting unit, 22, 22A, 22B Main axis command generation unit, 23, 23A Slave axis command generation unit, 24 Speed reversal determination unit, 30 Slave axis motor control device, 40 Main axis motor control device, 50,410 slave axis motor, 51,61 detector, 60,400 main axis motor, 62 work information detector, 100 sheet pasting machine, 150 machine learning system, 200 learning device, 211 state observation unit, 212 learning unit, 221 Reward calculation section, 222 Function update section, 300 Main shaft motor power supply section, 301 Current detector, 310 Slave shaft motor power supply section, 401, 411 Speed detector, 402 Position detector, 500 Main shaft drive command generation section, 510 Slave shaft Axis drive command generation unit, 511 current control unit, 512 current command generation unit, 513 speed command generation unit, 701 processor, 702 memory, 703 processing circuit, 704 interface.

Claims (14)

従軸モータを主軸モータの位置又は速度に同期させる制御を行う同期制御システムに具備される駆動指令生成装置であって、
前記同期制御システムの制御対象に関する情報である機械情報が入力され、前記機械情報に基づいて機械パラメータを設定するパラメータ設定部と、
前記従軸モータを駆動するときの平均的負荷の指標である実効負荷に対する指令値である実効負荷指令が入力され、前記機械パラメータと、前記実効負荷指令とに基づいて主軸の目標速度に関する情報である主軸目標速度を生成する主軸指令生成部と、
前記機械パラメータと前記主軸目標速度とに基づいて、従軸の目標速度に関する情報である従軸目標速度を生成する従軸指令生成部と
を備え
前記主軸指令生成部は、前記従軸指令生成部で生成された前記従軸目標速度に基づいて前記従軸モータを駆動したときの前記実効負荷が前記実効負荷指令と一致するように前記主軸目標速度を生成する
ことを特徴とする駆動指令生成装置。
A drive command generation device included in a synchronous control system that performs control to synchronize a slave shaft motor with the position or speed of a main shaft motor,
a parameter setting unit that receives machine information that is information about a control target of the synchronous control system and sets machine parameters based on the machine information;
An effective load command, which is a command value for an effective load, which is an index of the average load when driving the slave shaft motor, is input, and information regarding the target speed of the main shaft is generated based on the machine parameters and the effective load command. a spindle command generation unit that generates a spindle target speed that is;
a slave axis command generation unit that generates a slave axis target speed, which is information regarding the target speed of the slave axis, based on the machine parameter and the main axis target speed ;
Equipped with
The main axis command generating section generates the main axis target so that the effective load when driving the slave axis motor matches the effective load command based on the slave axis target speed generated by the slave axis command generating section. generate velocity
A drive command generation device characterized by :
前記従軸指令生成部は、前記従軸モータが前記主軸モータの位置又は速度に同期して動作する同期区間の前記従軸目標速度と、前記従軸モータが前記主軸モータに同期せずに動作する非同期区間の前記従軸目標速度とを生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動指令生成装置。
The slave axis command generation unit is configured to determine the slave axis target speed in a synchronization period in which the slave axis motor operates in synchronization with the position or speed of the main axis motor, and the slave axis motor operates without synchronization with the main axis motor. The drive command generation device according to claim 1, wherein the drive command generation device generates the slave axis target speed in the asynchronous section.
前記非同期区間における前記従軸目標速度は時間の関数であり、
時間の関数である前記従軸目標速度の速度パターンは放物線形状である
ことを特徴とする請求項2に記載の駆動指令生成装置。
The slave axis target speed in the asynchronous section is a function of time,
The drive command generation device according to claim 2, wherein the speed pattern of the slave axis target speed, which is a function of time, has a parabolic shape.
前記パラメータ設定部が生成した前記機械パラメータを用いて前記従軸目標速度が負となる区間を持つか否かを判別した速度パターン変更信号を生成する速度反転判別部を備え、
前記従軸指令生成部は、前記速度パターン変更信号に基づいて前記速度パターンの形状を前記従軸目標速度が負となる区間を持たない速度パターン形状へ変更する
ことを特徴とする請求項3に記載の駆動指令生成装置。
a speed reversal determining unit that generates a speed pattern change signal that determines whether or not the slave axis target speed has a negative section using the machine parameter generated by the parameter setting unit;
3. The slave axis command generation unit changes the shape of the speed pattern to a speed pattern shape that does not have a section where the slave axis target speed is negative, based on the speed pattern change signal. The drive command generation device described in .
前記機械パラメータは、前記非同期区間における前記従軸モータの移動距離、前記同期区間における前記従軸モータの移動距離、前記非同期区間における前記主軸モータの移動距離、前記同期区間における前記主軸モータの移動距離、及び前記従軸モータのモータ諸元に関する情報である
ことを特徴とする請求項2から4の何れか1項に記載の駆動指令生成装置。
The machine parameters include a moving distance of the slave shaft motor in the asynchronous section, a moving distance of the slave shaft motor in the synchronous section, a moving distance of the main shaft motor in the asynchronous section, and a moving distance of the main shaft motor in the synchronous section. , and information regarding motor specifications of the slave shaft motor. The drive command generation device according to any one of claims 2 to 4.
前記主軸指令生成部は、前記機械パラメータ及び前記実効負荷指令に加え、更に抵抗負荷トルクに関する情報を用いて、前記実効負荷が前記実効負荷指令となる前記主軸目標速度を生成する
ことを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の駆動指令生成装置。
The spindle command generation unit generates the spindle target speed at which the effective load becomes the effective load command, using information regarding resistance load torque in addition to the machine parameters and the effective load command. The drive command generation device according to any one of claims 1 to 5.
前記パラメータ設定部には、搬送されるワークに関するワーク情報が入力され、
前記主軸指令生成部は、前記ワーク情報に基づく前記機械パラメータを用いて前記主軸目標速度を生成する
ことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の駆動指令生成装置。
Work information regarding the work to be transported is input to the parameter setting section,
The drive command generation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the spindle command generation unit generates the spindle target speed using the machine parameter based on the workpiece information.
請求項1から7の何れか1項に記載の駆動指令生成装置と、
前記駆動指令生成装置によって生成された主軸目標速度に基づいて前記主軸モータを制御する主軸モータ制御装置と、
前記駆動指令生成装置によって生成された従軸目標速度に基づいて前記従軸モータを制御する従軸モータ制御装置と、
を備えたことを特徴とする同期制御システム。
A drive command generation device according to any one of claims 1 to 7;
a spindle motor control device that controls the spindle motor based on the spindle target speed generated by the drive command generation device;
a slave shaft motor control device that controls the slave shaft motor based on the slave shaft target speed generated by the drive command generation device;
A synchronous control system characterized by comprising:
請求項1から7の何れか1項に記載の駆動指令生成装置に適用され、前記駆動指令生成装置の駆動条件を学習する学習装置であって、
前記駆動指令生成装置から出力される制御情報を状態変数として観測する状態観測部と、
前記状態変数に基づいて作成される学習用データに従って前記駆動条件を学習する学習部と、
を備えたことを特徴とする学習装置。
A learning device that is applied to the drive command generation device according to any one of claims 1 to 7 and learns drive conditions of the drive command generation device,
a state observation unit that observes control information output from the drive command generation device as a state variable;
a learning unit that learns the driving conditions according to learning data created based on the state variables;
A learning device characterized by comprising:
前記学習部は、
前記制御情報、機械装置の機械諸元データ及び制御対象物に対する加工条件データに基づいて報酬を計算する報酬計算部と、
前記報酬計算部によって計算された報酬に基づいて、前記主軸モータの駆動に際しての運転指令及び前記従軸モータの駆動に際しての運転指令を決定するための関数を更新する関数更新部と、
を備えたことを特徴とする請求項9に記載の学習装置。
The learning department is
a remuneration calculation unit that calculates remuneration based on the control information, mechanical specification data of the mechanical device, and processing condition data for the controlled object;
a function updating unit that updates a function for determining a driving command for driving the main shaft motor and a driving command for driving the slave shaft motor, based on the remuneration calculated by the remuneration calculation unit;
The learning device according to claim 9, further comprising:
前記報酬計算部は、学習した前記駆動条件を判定条件として用いる
ことを特徴とする請求項10に記載の学習装置。
The learning device according to claim 10, wherein the reward calculation unit uses the learned drive condition as a determination condition.
前記報酬計算部は、前記判定条件として、
前記主軸指令生成部及び前記従軸指令生成部における、今回の運転指令から算出される速度パターンの周期が、前回の運転指令から算出される速度パターンの周期よりも短く、且つ、今回の運転指令による前記従軸指令生成部の実効負荷が任意に設定される負荷制限値の範囲内に収まるか否かを判定し、
前記判定条件を満たす場合には報酬を増やし、前記判定条件を満たさない場合には報酬を減らす
ことを特徴とする請求項11に記載の学習装置。
The remuneration calculation unit, as the determination condition,
The period of the speed pattern calculated from the current operation command in the main axis command generation unit and the slave axis command generation unit is shorter than the period of the speed pattern calculated from the previous operation command, and Determining whether the effective load of the slave axis command generation unit according to the operation command falls within a range of an arbitrarily set load limit value,
The learning device according to claim 11, wherein the reward is increased when the determination condition is satisfied, and the reward is decreased when the determination condition is not satisfied.
前記報酬計算部は、前記判定条件として、
前記主軸指令生成部及び前記従軸指令生成部における、今回の運転指令から算出される速度パターンの周期が、前回の運転指令から算出される速度パターンの周期よりも短く、且つ、前記主軸モータ及び前記従軸モータへの供給電力がより小さくなり、且つ、今回の運転指令による前記従軸指令生成部の実効負荷が任意に設定される負荷制限値の範囲内に収まるか否かを判定し、
前記判定条件を満たす場合には報酬を増やし、前記判定条件を満たさない場合には報酬を減らす
ことを特徴とする請求項11に記載の学習装置。
The remuneration calculation unit, as the determination condition,
The period of the speed pattern calculated from the current operation command in the main axis command generation unit and the slave axis command generation unit is shorter than the period of the speed pattern calculated from the previous operation command, and Whether or not the power supplied to the main axis motor and the slave axis motor becomes smaller, and the effective load of the slave axis command generation unit due to the current operation command falls within the range of the arbitrarily set load limit value. Determine,
The learning device according to claim 11, wherein the reward is increased when the determination condition is satisfied, and the reward is decreased when the determination condition is not satisfied.
前記学習部は、
前記関数更新部によって更新された関数に基づいて、報酬が最も多く得られる運転指令を決定する
ことを特徴とする請求項12又は13に記載の学習装置。
The learning department is
The learning device according to claim 12 or 13, wherein a driving command that provides the most reward is determined based on the function updated by the function updating unit.
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