JPH07319506A - Autotuning controller - Google Patents

Autotuning controller

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JPH07319506A
JPH07319506A JP11668594A JP11668594A JPH07319506A JP H07319506 A JPH07319506 A JP H07319506A JP 11668594 A JP11668594 A JP 11668594A JP 11668594 A JP11668594 A JP 11668594A JP H07319506 A JPH07319506 A JP H07319506A
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control
control parameter
auto
speed
state
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Koji Fujiyoshi
幸司 藤吉
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NipponDenso Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To set optimum control characteristics by automatically adjusting a control parameter so that cycle time measured by an automatic control parameter adjusting means can be desired cycle time. CONSTITUTION:An autotuning part 106 decides whether the present state of a controlled system 200 is a static state or a vibrating state by fetching the real position of the controlled system 200 fed back from a position sensor 23 and the estimated torque of the controlled system 200 estimated by a torque estimating part 107 and when the controlled system is vibrated, that vibration cycle is detected. Further, the autotuning part 106 successively samples and measures the real positions fed back from the position sensor 23 and the estimated torques estimated by the torque estimating part 107 during the execution of a user program and a control state is judged from the respective values so that velocity proportion gains 114 and 115 and velocity integration gains 116 and 117 as velocity control parameters and a position gain 113 as a position control parameter can be decided (adjusted).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動的にサーボ制御装
置の制御状態の調整、特に位置及び速度制御パラメータ
の調整を行うオートチューニングコントローラに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic tuning controller for automatically adjusting a control state of a servo control device, particularly for adjusting position and speed control parameters.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のオートチューニングコントローラ
では、速度制御に係わる制御パラメータを決定するオー
トチューニングにおいて、制御対象の特性を推定するた
めにステップ指令等でサーボモータを実際に動作させ
て、その動作特性(速度応答性)から制御対象を推定し
て制御パラメータを決定している(特開平3−2681
02号公報参照)。
2. Description of the Related Art In a conventional auto-tuning controller, in auto-tuning for determining control parameters related to speed control, a servo motor is actually operated by a step command or the like to estimate the characteristics of a controlled object, and its operation characteristics are The control target is estimated from the (speed response) to determine the control parameter (Japanese Patent Laid-Open No. 3-2681).
No. 02).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のオー
トチューニングでは、その指令に対する動作特性(速度
応答性)が最適であっても、実際に組立機を動かすよう
な一連の動作を行った場合、ユーザが目標とするサイク
ルタイムに動作が完了しない場合があり、再度手動で調
整をし直したり、サイクルタイムを測定しながら、ユー
ザ指令を何度も変更したりという不具合が生じる。
However, in the above-mentioned auto-tuning, even if the operation characteristic (speed response) to the command is optimum, when a series of operations for actually moving the assembly machine is performed, The operation may not be completed at the target cycle time by the user, and there is a problem that manual adjustment is performed again or the user command is repeatedly changed while measuring the cycle time.

【0004】また、制御対象の制御中負荷変動等が生じ
て、一律の制御パラメータでは、最適な制御を実施でき
ない場合があった。さらには従来のオートチューニング
の場合、オートチューニングを実施する際の制御対象の
駆動制御は、ある特定な動作のみに対して制御パラメー
タが設定されており、自動調整時に種々の駆動制御を選
択することができなかった。
Further, there are cases in which optimum control cannot be performed with a uniform control parameter due to load fluctuations during control of the controlled object. Furthermore, in the case of conventional auto-tuning, the drive control of the controlled object when performing auto-tuning has control parameters set only for certain specific operations, and various drive controls should be selected during automatic adjustment. I couldn't.

【0005】本発明は、上記事情に基づいて成されたも
ので、その目的は、最適な制御特性を設定できるオート
チューニングコントローラを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an auto tuning controller capable of setting optimum control characteristics.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項1によれば、制御装置の制御状態
を決定する制御パラメータを自動調整するオートチュー
ニングコントローラにおいて、前記制御装置が実行され
る動作プログラムのサイクル時間を測定し、前記測定さ
れたサイクル時間が、所望のサイクル時間になるよう前
記制御パラメータを自動調整する制御パラメータ自動調
整手段を設けるという技術的手段を採用するものであ
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides an automatic tuning controller for automatically adjusting a control parameter for determining a control state of a control device according to claim 1, wherein: Employing a technical means of measuring a cycle time of an operation program to be executed and providing a control parameter automatic adjusting means for automatically adjusting the control parameter so that the measured cycle time becomes a desired cycle time. Is.

【0007】また、請求項2によれば、制御装置の制御
状態を決定する制御パラメータを自動調整するオートチ
ューニングコントローラにおいて、前記制御パラメータ
を複数設定可能に設け、前記複数の制御パラメータを切
り換える切り換え手段を有するとともに、前記制御装置
によって制御される負荷の状態に基づいて、前記切り換
え手段により前記制御パラメータを切り換え制御すると
いう技術手段を採用するものである。さらには、 前記
制御装置によって制御される負荷は、負荷を搬送制御す
る搬送装置を含み、かつ前記搬送装置は重力によって負
荷状態が変動する垂直駆動軸であってもよい。
According to a second aspect of the present invention, in the auto tuning controller for automatically adjusting the control parameter for determining the control state of the control device, a plurality of the control parameters can be set and a switching means for switching the plurality of control parameters. In addition to the above, the technical means of switching control of the control parameter by the switching means based on the state of the load controlled by the control device is adopted. Further, the load controlled by the control device may include a transfer device that controls the transfer of the load, and the transfer device may be a vertical drive shaft whose load state varies due to gravity.

【0008】さらに、請求項4によれば、 制御装置の
制御状態を決定する制御パラメータを自動調整するオー
トチューニングコントローラにおいて、前記制御パラメ
ータを自動調整するに際し、少なくとも前記制御装置に
よって駆動される単一駆動動作によって前記制御パラメ
ータを設定されるラフ調整モードと、前記制御装置によ
って駆動される動作プログラムの実行によって前記制御
パラメータを設定されるファイン調整モードとを設け、
前記両調整モードを選択することによって、前記制御パ
ラメータの調整をおこなうという技術手段を採用するも
のである。
Further, according to a fourth aspect of the present invention, in an auto tuning controller for automatically adjusting a control parameter for determining a control state of a control device, at the time of automatically adjusting the control parameter, at least a single drive driven by the control device is used. A rough adjustment mode in which the control parameter is set by a driving operation, and a fine adjustment mode in which the control parameter is set by executing an operation program driven by the control device are provided.
The technical means of adjusting the control parameter by selecting both the adjustment modes is adopted.

【0009】[0009]

【発明の作用及び効果】請求項1によれば、制御パラメ
ータ自動調整手段は前記制御装置が実行される動作プロ
グラムのサイクル時間を測定し、前記測定されたサイク
ル時間が、所望のサイクル時間になるよう前記制御パラ
メータを自動調整する。そのため、所定の移動に対して
適当なゲインが設定されたにも係わらず、サイクル時間
が目標値に達しないような場合においても、制御パラメ
ータをさらに動作特性が適性を越えない範囲で自動調整
されるので、煩雑な調整を行うことなくサイクル時間を
目標値に達成させることができる。
According to the first aspect of the present invention, the control parameter automatic adjusting means measures the cycle time of the operation program executed by the control device, and the measured cycle time becomes the desired cycle time. So that the control parameters are automatically adjusted. Therefore, even if the cycle time does not reach the target value even though the appropriate gain is set for the predetermined movement, the control parameters are automatically adjusted within the range in which the operating characteristics do not exceed the suitability. Therefore, the cycle time can be achieved to the target value without making complicated adjustments.

【0010】さらに請求項2によれば、制御パラメータ
切り換え手段は前記制御装置によって制御される負荷の
状態に基づいて、前記制御パラメータを切り換え制御す
る。これにより、特に制御対象の負荷に変動が生じるよ
うな場合においても、その負荷の変動に応じて、制御パ
ラメータを切り換え制御することができるので、常に最
適な制御パラメータによって制御することが可能とな
り、動作時間をさらに短縮することが可能となる。特に
重力作用を受けるような垂直駆動軸にこの方法を適用す
れば、より効果が高い。
Further, according to a second aspect, the control parameter switching means controls the switching of the control parameters based on the state of the load controlled by the control device. As a result, even in the case where the load of the controlled object varies, the control parameter can be switched and controlled according to the variation of the load, so that it is possible to always control with the optimum control parameter. It is possible to further reduce the operation time. In particular, if this method is applied to the vertical drive shaft that is subjected to the action of gravity, the effect is higher.

【0011】また、請求項4によれば、オートチューニ
ングを実行する制御対象の動作モードを単一駆動動作に
よって前記制御パラメータを設定されるラフ調整モード
と、前記制御装置によって駆動される動作プログラムの
実行によって前記制御パラメータを設定されるファイン
調整モードとを設け、前記両調整モードを選択すること
によって、前記制御パラメータの調整をおこなう。これ
により、動作プログラムが実行できないような場合や大
まかな制御パラメータの調整を行う場合はラフ調整モー
ドを選択し、動作プログラム全体に基づいて高精度な制
御パラメータを設定したい場合にはファイン調整モード
を選択することができ、制御対象の作動状態等に応じて
最適な調整モードを選択することが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, the operation mode of the controlled object for performing auto-tuning includes a rough adjustment mode in which the control parameters are set by a single drive operation, and an operation program driven by the control device. A fine adjustment mode in which the control parameter is set by execution is provided, and the control parameter is adjusted by selecting the both adjustment modes. As a result, the rough adjustment mode is selected when the operation program cannot be executed or rough control parameter adjustment is performed, and the fine adjustment mode is selected when high-precision control parameters are set based on the entire operation program. The adjustment mode can be selected, and the optimum adjustment mode can be selected according to the operating state of the controlled object.

【0012】[0012]

【実施例】次に、本発明のオートチューニングコントロ
ーラの一実施例を図1および図2に基づいて説明する。
図1はオートチューニングコントローラにより制御され
るシステムの全体構成を示す図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, one embodiment of the auto tuning controller of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a system controlled by an auto tuning controller.

【0013】100は、対象物を直線方向に往復移動さ
せる1軸ロボット40を制御するオートチューニングコ
ントローラである。オートチューニングコントローラ1
00によって駆動制御されるACサーボモータ20は、
1軸ロボット40の駆動軸を駆動するために1軸ロボッ
ト40内に設置され、ACサーボモータ20の回転駆動
電流等を供給するモータパワーケーブル21と、ACサ
ーボモータ20の位置を検出するエンコーダの信号を入
力するためのエンコーダケーブル22によってオートチ
ューニングコントローラ100に接続されている。さら
にオートチューニングコントローラ100にはプログラ
マブルコントローラ等の外部入出力機器が接続されるよ
うパラレル入出力ポートが設けられている。
Reference numeral 100 is an auto-tuning controller for controlling a uniaxial robot 40 that reciprocates an object in a linear direction. Auto tuning controller 1
The AC servomotor 20 driven and controlled by 00 is
A motor power cable 21 that is installed in the uniaxial robot 40 to drive the drive axis of the uniaxial robot 40 and supplies a rotational drive current of the AC servomotor 20 and an encoder that detects the position of the AC servomotor 20. It is connected to the auto tuning controller 100 by an encoder cable 22 for inputting a signal. Further, the auto tuning controller 100 is provided with a parallel input / output port for connecting an external input / output device such as a programmable controller.

【0014】このオートチューニングコントローラ10
0にはパーソナルコンピュータ30がRS232Cタイ
プ等の回線ケーブル32を介して接続されるようになっ
ており、1軸ロボット40を駆動制御するためのユーザ
プログラムや、手動制御する場合の駆動指令(所謂ジョ
グ送り)等をオートチューニングコントローラ100に
供給することができるようになっている。このオートチ
ューニングコントローラ100内の制御パラメータを自
動調整するオートチューニングを実施するためのユーザ
とのインターフェイスを受け持つ自動調整用プログラム
はフロッピイディスク31もしくはパーソナルコンピュ
ータ30内のハードディスク等のメモリ媒体に蓄積する
ことができ、パソコン30によってこのプログラムに起
動をかけたり、調整過程のユーザプログラム設定等を行
うことが可能である。
This auto tuning controller 10
0 is connected to a personal computer 30 via a line cable 32 of RS232C type or the like. A user program for driving and controlling the uniaxial robot 40 and a driving command for manual control (so-called jog Feed) etc. can be supplied to the auto tuning controller 100. An automatic adjustment program, which is responsible for an interface with a user for automatically adjusting the control parameters in the automatic tuning controller 100, should be stored in a memory medium such as the floppy disk 31 or a hard disk in the personal computer 30. It is possible to activate this program by the personal computer 30 and set a user program in the adjustment process.

【0015】次にオートチューニングコントローラ10
0の詳細な構成について説明する。図2は、オートチュ
ーニングコントローラ100の構成を示すブロック図で
ある。本実施例のオートチューニングコントローラ10
0は、インターフェイス部(I/F部)101、入出力
部(I/O部)102、外部機器指令解読部103、I
/O制御部104、位置指令部105、オートチューニ
ング部106、トルク推定部107、位置制御部10
8、速度制御部109、電流制御部110等を内蔵す
る。なお、制御対象200とは、ACサーボモータ20
と、このACサーボモータ20のモータ軸に取り付けら
れた負荷とから成る。
Next, the auto tuning controller 10
The detailed configuration of 0 will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the auto tuning controller 100. Auto tuning controller 10 of the present embodiment
0 is an interface unit (I / F unit) 101, an input / output unit (I / O unit) 102, an external device command decoding unit 103, I
/ O control unit 104, position command unit 105, auto tuning unit 106, torque estimation unit 107, position control unit 10
8, a speed control unit 109, a current control unit 110, etc. are built in. The controlled object 200 is the AC servomotor 20.
And a load attached to the motor shaft of the AC servomotor 20.

【0016】位置センサ23は、制御対象200の実位
置を検出する位置検出手段であり、具体的には、ACサ
ーボモータ20や駆動軸に取り付けられる回転エンコー
ダを使用することができる。なお、この回転エンコーダ
は、90°位相の異なったパルスを発生させることで回
転方向を判別することができるとともに、1回転1パル
スの出力を得られるようにして原点の判別ができるよう
にしてある。
The position sensor 23 is a position detecting means for detecting the actual position of the controlled object 200, and specifically, the AC servomotor 20 or a rotary encoder attached to the drive shaft can be used. It should be noted that this rotary encoder can determine the rotation direction by generating pulses having different phases by 90 °, and can determine the origin by obtaining an output of one pulse for one rotation. .

【0017】入出力部(I/O部)102は、シーケン
サ等の外部機器を接続するためのポートであり、その入
出力信号はI/O制御部で制御され、外部機器指令解析
部103にて解析される。パーソナルコンピュータ30
やロボット用操作盤等は、インターフェイス部101を
介してオートチューニングコントローラ100に接続さ
れ、ジョグ動作指令またはユーザプログラムを、外部機
器指令解読部103へ供給する。外部機器指令解読部1
03は、使用者がパーソナルコンピュータ30やロボッ
ト用操作盤等で作成した高級言語、専門言語によるユー
ザプログラム(制御対象200の動作指令プログラム)
をオートチューニングコントローラ100が解釈できる
言語または信号に変換し、ある一定サンプリング時間毎
に、その時間単位に移動すべき位置の指令(位置指令)
を位置指令部105を介して位置制御部108へ与え
る。位置制御部108は、位置指令部105からある一
定サンプリング時間毎に出力される位置指令と、位置セ
ンサ23よりフィードバックされる制御対象200の実
位置との偏差から、位置制御パラメータである位置ゲイ
ン113を用いてP制御を行い、速度指令を速度制御部
109へ与える。位置制御部108には、さらにオート
チュニング部106によって制御される切り換えスイッ
チSW1が設けられており、位置指令部105からの位
置指令を直接速度制御部109へ送るルートと、通常の
位置ループ制御を行うルートとを切り換えるように構成
される。
An input / output unit (I / O unit) 102 is a port for connecting an external device such as a sequencer, and its input / output signal is controlled by the I / O control unit and sent to the external device command analysis unit 103. Be analyzed. Personal computer 30
The robot operation panel or the like is connected to the auto tuning controller 100 via the interface unit 101, and supplies a jog operation command or a user program to the external device command decoding unit 103. External device command decoding unit 1
Reference numeral 03 denotes a user program (operation command program of the controlled object 200) in a high-level language or a specialized language created by the user using the personal computer 30 or the operation panel for the robot.
Is converted into a language or a signal that can be interpreted by the auto tuning controller 100, and a command (position command) of a position to be moved in a time unit at a certain fixed sampling time.
To the position control unit 108 via the position command unit 105. The position control unit 108 uses the position gain 113, which is a position control parameter, from the deviation between the position command output from the position command unit 105 at every certain sampling time and the actual position of the control target 200 fed back from the position sensor 23. Is used for P control, and a speed command is given to the speed control unit 109. The position control unit 108 is further provided with a changeover switch SW1 controlled by the auto-tuning unit 106, and a route for sending the position command from the position command unit 105 directly to the speed control unit 109 and a normal position loop control. It is configured to switch between the route for performing.

【0018】速度制御部109は、位置センサ23より
フィードバックされる制御対象200の実位置を微分演
算子111によって微分することにより得られる実速度
と、位置制御部108より出力される速度指令との偏差
が入力され、速度制御部109内のスイッチSW2,S
W3にそれぞれ供給される。SW2は、速度制御パラメ
ータの内の2つの速度比例ゲイン114、115を切り
換え選択し、SW3は、速度制御パラメータの内の2つ
の速度積分ゲイン116、117を切り換え選択する。
The speed control unit 109 divides an actual speed obtained by differentiating the actual position of the controlled object 200 fed back from the position sensor 23 with a differentiation operator 111, and a speed command output from the position control unit 108. The deviation is input, and the switches SW2 and S in the speed control unit 109 are input.
Each is supplied to W3. SW2 switches and selects two speed proportional gains 114 and 115 of the speed control parameters, and SW3 switches and selects two speed integral gains 116 and 117 of the speed control parameters.

【0019】これにより、偏差量は、いづれかの速度比
例ゲイン、速度積分ゲインを通じてPD制御され、トル
ク指令を電流制御部110へ与える。電流制御部110
は、速度制御部109からのトルク指令を電流指令に変
換し、その電流指令と実際にサーボモータへ流れる電流
を検出する電流センサ112よりフィードバックされる
実電流との偏差から、制御対象200によって予め設定
された電流制御パラメータを用いてPI制御を行い、サ
ーボモータへ電流を与える。
Thus, the deviation amount is PD-controlled through either the speed proportional gain or the speed integral gain, and the torque command is given to the current control unit 110. Current control unit 110
Is converted from the torque command from the speed control unit 109 into a current command, and the deviation between the current command and the actual current fed back from the current sensor 112 that detects the current actually flowing to the servo motor is controlled by the control target 200 in advance. PI control is performed using the set current control parameter, and a current is given to the servo motor.

【0020】オートチューニング部106は、位置セン
サ23からフィードバックされる制御対象200の実位
置とトルク推定部107で推定される制御対象200に
おける推定トルクが取り込まれて、制御対象200の現
状が静止状態にあるか振動状態にあるかを判定し、振動
している場合はその振動周期を検出する。但し、制御対
象200が静止状態であるか振動状態であるかを判定す
るに際して、位置センサ23(回転エンコーダ)の量子
誤差を考慮する必要がある。そこで、実速度あるいは推
定トルクの振動振幅αが、予め設定された値より小さい
場合は振動していないと判定する。
The auto-tuning unit 106 takes in the actual position of the controlled object 200 fed back from the position sensor 23 and the estimated torque of the controlled object 200 estimated by the torque estimation section 107, and the present state of the controlled object 200 remains stationary. If it is vibrating, the vibration cycle is detected. However, it is necessary to consider the quantum error of the position sensor 23 (rotary encoder) when determining whether the controlled object 200 is in a stationary state or a vibrating state. Therefore, when the vibration amplitude α of the actual speed or the estimated torque is smaller than the preset value, it is determined that the vibration does not occur.

【0021】さらにオートチューニング部106は、ユ
ーザプログラムを実行中に位置センサ23からフィード
バックされる実位置とトルク推定部107で推定される
推定トルクを、逐次サンプリング計測し、それらの値か
ら制御状態を判断し、速度制御パラメータである速度比
例ゲイン114、115及び速度積分ゲイン116、1
17、それと位置制御パラメータである位置ゲイン11
3を決定(調整)する。
Further, the auto-tuning unit 106 sequentially samples and measures the actual position fed back from the position sensor 23 during execution of the user program and the estimated torque estimated by the torque estimation unit 107, and determines the control state from those values. Judgment, speed proportional gains 114, 115 and speed integral gains 116, 1 which are speed control parameters
17, position gain 11 which is the position control parameter
Determine (adjust) 3.

【0022】トルク推定部107は、電流制御部110
からの実電流から制御対象200の駆動トルク、静止ト
ルクを推定する。次に、速度制御パラメータおよび位置
制御パラメータを決定するための本発明におけるオート
チューニングの実際の作動を、作業者の操作手順も含
め、図3〜図5に示すフローチャートに基づいて説明す
る。
The torque estimation unit 107 includes a current control unit 110.
The driving torque and stationary torque of the controlled object 200 are estimated from the actual current from Next, the actual operation of the auto tuning according to the present invention for determining the speed control parameter and the position control parameter will be described based on the flowcharts shown in FIGS.

【0023】最初にステップS1において、システムの
セットアップを行う。パーソナルコンピュータ30を回
線ケーブル32を介してオートチューニングコントロー
ラ100に接続する。パーソナルコンピュータ30には
予めオートチューニングを実施するためのプログラムが
導入されており、該プログラムを選択実行して、その
後、順にパーソナルコンピュータ30の表示画面上に示
されるメニューに従って作業者が操作することによりオ
ートチューニングが実施される。
First, in step S1, the system is set up. The personal computer 30 is connected to the auto tuning controller 100 via the line cable 32. A program for performing auto-tuning is installed in advance in the personal computer 30, and the program is selected and executed, and thereafter, an operator operates in accordance with a menu displayed on the display screen of the personal computer 30 in order. Auto tuning is performed.

【0024】通常1軸ロボット40が、工場等において
繰り返し自動運転で稼働している状態の時は、オートチ
ューニングコントローラ100自身に動作プログラムを
ダウンロードしているため、パーソナルコンピュータ3
0は、オートチューニングコントローラ100には接続
されておらず別の場所に保管される。次にオートチュー
ニングコントローラ100に電源を投入する。このとき
ACサーボモータ20には別途電源供給有無のスイッチ
(図示せず)が設けられており、このスイッチをオフし
た状態にしておく。これにより電源投入と同時に駆動装
置が振動状態となることを防ぐ。
Normally, when the 1-axis robot 40 is repeatedly operating in a factory or the like by automatic operation, the operation program is downloaded to the auto tuning controller 100 itself, so the personal computer 3
0 is not connected to the auto tuning controller 100 and is stored in another place. Next, the power of the auto tuning controller 100 is turned on. At this time, the AC servomotor 20 is additionally provided with a switch (not shown) for supplying or not supplying power, and this switch is kept in an off state. This prevents the drive from vibrating at the same time when the power is turned on.

【0025】次にこのACサーボモータ用電源スイッチ
を入れて、一旦一定量低速で駆動軸を移動させるジョグ
送り動作をパーソナルコンピュータ30から指令して駆
動させ、システムの大まかな作動状態を目視で確認す
る。ステップS2において軸パラメータ、サーボパラメ
ータ等の各種パラメータの初期値をオートチューニング
コントローラ100側へダウンロードする。これにより
位置ゲイン113、速度比例ゲイン114、115、速
度積分ゲイン116、117にも所定の初期値が設定さ
れる。
Next, the power switch for the AC servo motor is turned on, and the personal computer 30 commands and drives the jog feed operation for temporarily moving the drive shaft at a constant low speed, and the rough operating state of the system is visually confirmed. To do. In step S2, initial values of various parameters such as axis parameters and servo parameters are downloaded to the auto tuning controller 100 side. As a result, the position gain 113, the velocity proportional gains 114 and 115, and the velocity integral gains 116 and 117 are also set to predetermined initial values.

【0026】次にパーソナルコンピュータ30の画面上
に示された幾つかの操作メニューの中からオートチュー
ニングのための”自動調整”メニューを選択する。する
と画面上には「ラフ調整」、「ファイン調整」、「剛性
調整」のメニューが表示される。「ラフ調整」、「ファ
イン調整」は、位置制御パラメータ、速度制御パラメー
タの自動調整を実行する2種類のモードであり、「剛性
調整」は、制御対象の剛性を、低応答、中応答、高応答
の3段階に選択できるものであり、いづれかをステップ
S4にて選択する。予め剛性が高いことが判っている場
合は剛性を「高応答」とすることにより、調整の初期段
階から制御パラメータの調整幅を小さくし、より早い自
動調整が行える。
Next, the "automatic adjustment" menu for auto tuning is selected from among several operation menus displayed on the screen of the personal computer 30. Then, the menus of "rough adjustment", "fine adjustment", and "stiffness adjustment" are displayed on the screen. "Rough adjustment" and "fine adjustment" are two types of modes for automatically adjusting the position control parameter and the speed control parameter. "Rigidity adjustment" indicates the rigidity of the control target, that is, low response, medium response, and high response. It can be selected from three levels of response, and any one of them is selected in step S4. If it is known in advance that the rigidity is high, the rigidity is set to "high response", so that the adjustment width of the control parameter can be reduced from the initial stage of the adjustment, and the automatic adjustment can be performed faster.

【0027】「ラフ調整」、「ファイン調整」の各モー
ドにおける詳細な調整方法については後に説明するが、
ラフ調整モードは、各制御パラメータをジョグ送り動作
に対する大まかな範囲でのゲイン調整を行うものであ
り、ファイン調整モードは、ロボットの動作プログラム
を実際に作動させ、その作動全体において最適なゲイン
になるよう調整を行うものである。
A detailed adjustment method in each of the "rough adjustment" and "fine adjustment" modes will be described later.
In the rough adjustment mode, each control parameter is used to adjust the gain within a rough range for the jog feed operation. In the fine adjustment mode, the robot operation program is actually operated, and the optimum gain is obtained in the entire operation. To make adjustments.

【0028】このように2つの調整モードを設けるの
は、調整段階の最初から精度の高いゲイン調整を行おう
とした場合、最適なゲイン値が求まる迄に時間が掛かっ
てしまうのを避けるためと、ある作業中、一定の範囲
内、もしくは特定の動作のときだけの、ゲインを調整し
たい場合があり、このような時は単一動作の調整ができ
るモードが必要な為などがあげられる。
In this way, the two adjustment modes are provided in order to avoid taking a long time until the optimum gain value is obtained when an accurate gain adjustment is performed from the beginning of the adjustment stage. During a certain work, there is a case where it is desired to adjust the gain within a certain range or only in a specific operation. In such a case, a mode capable of adjusting a single operation is required.

【0029】次に「ラフ調整」モードが選択された場合
の作動について説明する。ステップS5において画面上
のメニューよりラフ調整モードが選択されると、ステッ
プS6において初期動作を行う。これは、ある少量の軸
移動をジョグ送りと同じように移動駆動させるものであ
り、この時に、負荷イナーシャの推定と速度ループゲイ
ンの調整が行われる。即ち、初期動作が選択されると、
オートチューニング部106はスイッチSW1、SW
2、SW3をそれぞれ接点1a,1b,1c側に倒す。
これにより、位置指令部105より位置制御部108に
送られた位置指令は、位置ループゲイン113を通らず
に、そのまま、速度指令として、速度制御部109へ送
られる所謂オープンループ制御状態とする(ステップS
7)。
Next, the operation when the "rough adjustment" mode is selected will be described. When the rough adjustment mode is selected from the menu on the screen in step S5, the initial operation is performed in step S6. This is to drive a small amount of axis movement in the same manner as jog feed, at which time load inertia is estimated and speed loop gain is adjusted. That is, when the initial operation is selected,
The auto tuning unit 106 has switches SW1 and SW.
2 and SW3 are tilted to the contacts 1a, 1b, 1c side, respectively.
As a result, the position command sent from the position command unit 105 to the position control unit 108 does not pass through the position loop gain 113, and is directly sent to the speed control unit 109 as a speed command in a so-called open loop control state ( Step S
7).

【0030】この状態で、ステップS2において設定さ
れた速度制御パラメータの初期値を用いて軸移動を行い
(ステップS8)、移動中の加減速トルク、加減速時間
等をトルク推定部107及びオートチューニング部10
6が、電流制御部110、位置センサ23のフィードバ
ック信号により求め、それらの値からオートチューニン
グ部106において負荷トルク及び負荷イナーシャを推
定する(ステップS9)。
In this state, the axis is moved using the initial value of the speed control parameter set in step S2 (step S8), and the acceleration / deceleration torque during the movement, the acceleration / deceleration time, etc. are calculated by the torque estimation unit 107 and the automatic tuning. Part 10
6 obtains the feedback signals from the current control unit 110 and the position sensor 23, and estimates the load torque and the load inertia in the auto tuning unit 106 from these values (step S9).

【0031】次に推定された負荷トルク及び負荷イナー
シャから位置及び速度制御パラメータを計算により求
め、位置ゲイン113及び各速度制御ゲイン114、1
15、116、117、(この時114と115には同
じ値を、また116と117にも同じ値を設定する。)
に設定する。さらに移動が終了した位置において、制御
対象200が振動せず静止するよう速度比例ゲイン11
4、速度積分ゲイン116を、オートチューニング部1
06により自動調整する(ステップS100)。即ち位
置センサ23からの信号をオートチューニング部106
に取り込み、実速度の振動振幅αと、ピーク値の周期か
ら振動周波数xを算出する(ステップS101)。
Next, the position and speed control parameters are calculated from the estimated load torque and load inertia, and the position gain 113 and each speed control gain 114, 1 are obtained.
15, 116, 117, (At this time, the same value is set to 114 and 115, and the same value is set to 116 and 117.)
Set to. Further, at the position where the movement ends, the velocity proportional gain 11 is set so that the controlled object 200 does not vibrate and stands still.
4, the speed integral gain 116, the automatic tuning unit 1
Automatic adjustment is performed according to 06 (step S100). That is, the signal from the position sensor 23 is sent to the auto tuning unit 106.
Then, the vibration frequency x is calculated from the vibration amplitude α of the actual speed and the cycle of the peak value (step S101).

【0032】続いて、オートチューニング部106によ
り、制御対象200の現状が静止状態であるのか振動し
ているのかを判定する。この判定は、実速度(あるいは
実位置)の振動振幅αが、予め設定された値より小さい
場合は振動していないと判定し、振動振幅αが、予め設
定された値以上の場合は振動状態であると判定する。
(ステップS102) 続いて、ステップS102の判定結果がYESの場合、
つまり制御対象200が振動状態であると判定された場
合は、あるサンプリング時間の周波数fsに対して振動
周波数xが一定の割合より小さいか否かを判定する(ス
テップS103)。この判定結果がYESの場合、つま
り振動周波数xが周波数fsに対して一定の割合より小
さい場合(x/fs<A)は、実速度の振動振幅αが設
定された値以下になるまで(ステップS102で静止状
態であると判定されるまで)、オートチューニング部1
06で速度制御パラメータ114、116を徐々に大き
くしていく(ステップS105)。
Then, the auto-tuning unit 106 determines whether the current state of the controlled object 200 is a stationary state or a vibrating state. In this determination, when the vibration amplitude α of the actual speed (or the actual position) is smaller than the preset value, it is judged that the vibration is not occurring, and when the vibration amplitude α is equal to or larger than the preset value, the vibration state is determined. It is determined that
(Step S102) Then, when the determination result of step S102 is YES,
That is, when it is determined that the control target 200 is in the vibrating state, it is determined whether the vibration frequency x is smaller than a certain ratio with respect to the frequency fs of a certain sampling time (step S103). If the determination result is YES, that is, if the vibration frequency x is smaller than a certain ratio with respect to the frequency fs (x / fs <A), the vibration amplitude α of the actual speed becomes less than or equal to the set value (step Until it is determined to be in a stationary state in S102), the auto tuning unit 1
At 06, the speed control parameters 114 and 116 are gradually increased (step S105).

【0033】また、ステップS103の判定結果がNO
の場合、つまり、振動周波数xが周波数fsに対して一
定の割合以上の場合(x/fs≧A)は、実速度の振動
振幅αが設定された値以下になるまで(ステップS10
2の判定手段で静止状態であると判定されるまで)、オ
ートチューニング部106で速度制御パラメータを徐々
に小さくしていく(ステップS104)。
Further, the determination result of step S103 is NO.
In other words, when the vibration frequency x is equal to or higher than a certain ratio with respect to the frequency fs (x / fs ≧ A), the vibration amplitude α of the actual speed becomes equal to or lower than the set value (step S10).
The automatic tuning unit 106 gradually reduces the speed control parameter until the determination unit 2 determines that the vehicle is in the stationary state (step S104).

【0034】上記ステップS102の判定結果がNOの
場合、つまり制御対象200が静止状態であると判定さ
れた場合は、そのときのオートチューニング部106で
決定された速度制御パラメータ114、116を、速度
制御部109で用いられる速度制御パラメータとして更
新し、位置制御部108内のスイッチSW1を接点1b
側に倒し、通常の制御ループ状態に戻して初期動作を終
了する(ステップS10)。
When the result of the determination in step S102 is NO, that is, when it is determined that the controlled object 200 is in a stationary state, the speed control parameters 114 and 116 determined by the auto tuning unit 106 at that time are set to the speed control parameters. It is updated as a speed control parameter used in the control unit 109, and the switch SW1 in the position control unit 108 is set to the contact 1b.
Then, the control loop is returned to the normal control loop state to end the initial operation (step S10).

【0035】次に、パーソナルコンピュータ30よりジ
ョグ動作を指令する(ステップS11)。このジョグ動
作指令は外部機器指令解読部103を通じて位置指令部
105に送られ、位置指令部105より位置指令が位置
制御部108に送られることにより軸移動を実施する。
この移動の間オートチューニング部106は、サンプリ
ング時間毎に位置センサ23からフィードバックされる
制御対象の実位置及び、トルク推定部107からの推定
トルク値等の各種データを計測し、外部機器指令解読部
103の指令状態から、指令位置に対するオーバーシュ
ート、アンダーシュート量、制御対象200の負荷トル
ク、加減速時の加減速トルク及び加減速時間等を算出す
る(ステップS12)。
Next, the jog operation is commanded from the personal computer 30 (step S11). This jog operation command is sent to the position command unit 105 through the external device command decoding unit 103, and the position command unit 105 sends the position command to the position control unit 108 to perform axis movement.
During this movement, the auto tuning unit 106 measures various data such as the actual position of the controlled object fed back from the position sensor 23 at each sampling time and the estimated torque value from the torque estimation unit 107, and the external device command decoding unit. From the command state of 103, an overshoot amount, an undershoot amount with respect to the command position, a load torque of the controlled object 200, an acceleration / deceleration torque during acceleration / deceleration, an acceleration / deceleration time, etc. are calculated (step S12).

【0036】続いて、「ラフ調整」においては、ステッ
プS13に進み、ステップS12において計測、算出さ
れた種々のデータが、いくつかの判定条件に合致してい
るかどうかを判定する。判定する内容としては、 判定1.位置のオーバーシュート(一つの動作パターン
の最終目的地をインポジション以上に行き過ぎること)
があるか。 判定2.制御対象停止時に振動していないか。 判定3.速度のオーバーシュート及びアンダーシュート
が10%以下であるかがあげられる。
Subsequently, in the "rough adjustment", the process proceeds to step S13, and it is determined whether or not various data measured and calculated in step S12 meet some determination conditions. The contents of the judgment are as follows. Position overshoot (exceeding the final destination of one motion pattern beyond in-position)
Is there Judgment 2. Is there vibration when the controlled object is stopped? Judgment 3. Speed overshoot and undershoot are below 10%.

【0037】以上の判定結果により、すべての条件が満
足した場合は調整完了を画面上に表示し(ステップS1
6)、少なくともいづれか一つの条件が満足しなかった
場合は、未完了として画面に表示される。未完了の場合
で再度計測調整を行いたい場合は、パーソナルコンピュ
ータ30の画面上のメニューより再度ジョグ動作を指定
して、前述と同様な動作を実施する。この時、ステップ
S14にて動作の繰り返し数が、所定回数N回以下であ
るかどうかを判定し、N回以下であれば、以下のルール
に従って制御パラメータを調整し(ステップ15)たの
ち、再び動作を実行する。
According to the above judgment results, if all the conditions are satisfied, the adjustment completion is displayed on the screen (step S1).
6) If at least one of the conditions is not satisfied, it is displayed on the screen as incomplete. If the measurement adjustment is to be performed again when it has not been completed, the jog operation is designated again from the menu on the screen of the personal computer 30 and the same operation as described above is performed. At this time, in step S14, it is determined whether or not the number of repetitions of the operation is a predetermined number of times N times or less, and if it is N times or less, the control parameter is adjusted according to the following rule (step 15), and then, again. Perform an action.

【0038】ルール1.オーバーシュトが10%以上
で、減衰比が0.2以上の場合、速度比例ゲイン、速度
積分ゲインを一定則に従って上げる。 ルール2.オーバーシュトが10%以上で、減衰比が
0.2以下の場合、位置ゲインを下げる。 ルール3.判定2(制御対象停止時に振動していない
か)が満足しない場合、速度比例ゲイン、速度積分ゲイ
ンを一定則に従って下げる。
Rule 1. When the overshoot is 10% or more and the damping ratio is 0.2 or more, the speed proportional gain and the speed integral gain are increased according to a fixed rule. Rule 2. When the overshoot is 10% or more and the damping ratio is 0.2 or less, the position gain is reduced. Rule 3. If the determination 2 (whether the controlled object is vibrating when stopped) is not satisfied, the speed proportional gain and the speed integral gain are lowered according to a fixed rule.

【0039】もしN回以内に上記判定が満たされなけれ
ば、調整未完了を、その理由(即ち上述のいずれの判定
条件に合致していないのか)とともに画面に表示し(ス
テップS18)、「ラフ調整」を終了する。次に「ファ
イン調整」モードの作動について説明する。「ラフ調
整」が完了し、各データが画面上に表示された(ステッ
プS16)のち,「ファイン調整」を実行するかどうか
を判断し(ステップS17)、「ファイン調整」モード
を選択する場合は、ステップS5へ進み、「ファイン調
整」モードを選択する。「ファイン調整」モードが選択
されると、パーソナルコンピュータ30上で自動調整の
必要な動作プログラムを読み出し、その動作プログラム
の目標サイクル時間と、その余裕度を設定する(ステッ
プS200)。図6(a)は、設定された動作プログラ
ムの指令速度の状態を示す図である。横軸を時間軸と
し、縦軸が速度を表す。図6(a)において区間A,
B,C,D,Eでプログラムの1サイクルを成し、C及
びEにおいては停止区間となる。また、余裕度とは、目
標時間に対しどれだけマイナスしてもよいかを目標時間
に対する%で設定するものである。
If the above determination is not satisfied within N times, the incomplete adjustment is displayed on the screen together with the reason (that is, which of the above determination conditions is not met) (step S18), and the "rough" Adjustment ”ends. Next, the operation of the "fine adjustment" mode will be described. After "rough adjustment" is completed and each data is displayed on the screen (step S16), it is judged whether "fine adjustment" is to be executed (step S17), and "fine adjustment" mode is selected. , Step S5, and selects the "fine adjustment" mode. When the "fine adjustment" mode is selected, the operation program requiring automatic adjustment is read out on the personal computer 30, and the target cycle time of the operation program and its margin are set (step S200). FIG. 6A is a diagram showing a state of the command speed of the set operation program. The horizontal axis is the time axis and the vertical axis is the speed. In FIG. 6A, section A,
B, C, D, and E form one cycle of the program, and C and E form a stop section. In addition, the allowance is a percentage set with respect to the target time as to how much the target time may be subtracted.

【0040】次にステップS200で設定された値をオ
ートチューニングコントローラ100にダウンロードす
る(ステップS201)。この状態でプログラムを動作
させ、(ステップ11)、「ラフ調整」と同様、指令位
置に対するオーバーシュート、アンダーシュート量、制
御対象200の負荷トルク、加減速時の加減速トルク及
び加減速時間、サイクル時間、振幅減衰比等を算出する
(ステップS12)。
Next, the value set in step S200 is downloaded to the auto tuning controller 100 (step S201). The program is operated in this state (step 11), as in “rough adjustment”, overshoot and undershoot amount with respect to the command position, load torque of the control target 200, acceleration / deceleration torque and acceleration / deceleration time during acceleration / deceleration, cycle The time, the amplitude attenuation ratio, etc. are calculated (step S12).

【0041】次に、これら算出された値から駆動軸が、
垂直軸であるかどうかを判定する(ステップS20
2)。即ちモータ起動時(サイクル起動時)及び図6
(a)の区間C,Eの制御対象停止時における静止トル
クがモータの定格トルクの所定のトルクTa以上であれ
ば、オートチューニング部106は、垂直軸であると判
断し、速度比例ゲイン114、115にそれぞれ違う値
を、また速度積分ゲイン116、117へもそれぞれ違
う値を設定する(ステップS205)。
Next, from these calculated values, the drive axis is
It is determined whether it is the vertical axis (step S20).
2). That is, at motor startup (cycle startup) and in FIG.
If the stationary torque when the controlled object is stopped in the sections C and E of (a) is equal to or larger than the predetermined torque Ta of the rated torque of the motor, the auto-tuning unit 106 determines that the axis is the vertical axis, and the speed proportional gain 114, Different values are set to 115 and different values to the velocity integral gains 116 and 117 (step S205).

【0042】これらゲインの切り換え制御方法について
説明する。例えば図7に示すようにオートチューニング
部106によって重力方向(下方向)の加速時と反重力
方向(上方向)の減速時に速度比例ゲイン114及び速
度積分ゲイン116で制御されるようスイッチSW2,
SW3をそれぞれ接点2a,3a側へ切り換え、重力方
向(下方向)の減速時及び移動中、それと反重力方向
(上方向)の加速時に速度比例ゲイン115及び速度積
分ゲイン117で制御されるようスイッチSW2,SW
3をそれぞれ接点2b,3b側へ切り換える。これによ
り、垂直軸のような移動方向によって負荷変動が激しい
場合においてそれぞれに適切なゲインで制御することが
できる。
A method of controlling switching of these gains will be described. For example, as shown in FIG. 7, the switch SW2 is controlled by the auto tuning unit 106 so as to be controlled by the velocity proportional gain 114 and the velocity integral gain 116 during acceleration in the gravity direction (downward) and deceleration in the antigravity direction (upward).
SW3 is switched to the contact points 2a and 3a, respectively, and is switched so as to be controlled by the velocity proportional gain 115 and the velocity integral gain 117 during deceleration in the gravity direction (downward) and during movement and during acceleration in the antigravity direction (upward). SW2, SW
3 is switched to the contacts 2b and 3b side, respectively. This makes it possible to control the gain with an appropriate gain when the load changes significantly depending on the moving direction such as the vertical axis.

【0043】つぎにステップS202で垂直軸でないと
判断した場合、ステップS203にて負荷変動があるか
どうかを判断する。即ち図6(a)における各移動中の
区間A,B,Dにおいて、加速トルクと減速トルクとの
差がACサーボモータ20の定格トルクの所定のトルク
Tb以上であれば、負荷大と判断し、上記トルク差がT
b以上のものと、Tb以下のものと区別し、速度比例ゲ
イン114、115にそれぞれ違う値を、また速度積分
ゲイン116、117へもそれぞれ違う値を設定する
(ステップS205)。これにより、たとえば、重量物
を搭載して移動している区間の場合は、トルクTb以上
の場合に設定した速度比例ゲイン114及び速度積分ゲ
イン116で制御されるようスイッチSW2,SW3を
それぞれ接点2a,3a側へ切り換え、からの状態で移
動している区間の場合は速度比例ゲイン115及び速度
積分ゲイン117で制御されるようスイッチSW2,S
W3をそれぞれ接点2b,3b側へ切り換え、それぞれ
最適な制御パラメータで制御することができる。
Next, when it is determined in step S202 that the axis is not the vertical axis, it is determined in step S203 whether there is a load change. That is, if the difference between the acceleration torque and the deceleration torque is equal to or larger than the predetermined torque Tb of the rated torque of the AC servomotor 20 in each of the moving sections A, B, and D in FIG. , The torque difference is T
Different values are set to the speed proportional gains 114 and 115, and different values are set to the speed integral gains 116 and 117, respectively, by distinguishing those of b or more and those of Tb or less (step S205). Thus, for example, in the section where a heavy object is loaded and moving, the switches SW2 and SW3 are respectively set to contact points 2a so as to be controlled by the speed proportional gain 114 and the speed integral gain 116 set when the torque is Tb or more. , 3a side, and switches SW2, S to be controlled by the speed proportional gain 115 and the speed integral gain 117 in the case where the section is moving in the state of
W3 can be switched to the contact points 2b and 3b, respectively, and can be controlled with optimum control parameters.

【0044】ステップS203において,いずれの区間
においても、所定のトルクTb以上の場合がなかった場
合は、各速度比例ゲイン114、115には同じ値を設
定し、同様に各速度積分ゲイン116、117へも、そ
れぞれ同じ値を設定する。(ステップS204) 次に、ステップS12において計測された値が、各判定
条件に合致しているかを判定する(ステップS13)。
In step S203, if there is no torque equal to or greater than the predetermined torque Tb in any section, the same value is set in each speed proportional gain 114, 115, and similarly, each speed integral gain 116, 117 is set. The same value is set for each. (Step S204) Next, it is determined whether the value measured in step S12 matches each determination condition (step S13).

【0045】この時の判定条件としては、「ラフ調整」
時の判定条件に加え、 判定4.ACサーボモータの指令最高回転速度の10%
から90%に達する時間(立ち上がり時間)が計算され
たある所定値taより短いか、またACサーボモータの
指令最高回転速度の90%から10%に達する時間(立
ち下がり時間)が計算されたある所定値tbより短いか 判定5.サイクル時間が指定した目標値以下かを判定す
る。
The determination condition at this time is "rough adjustment"
In addition to the judgment conditions at the time, judgment 4. 10% of maximum commanded speed of AC servo motor
From 90% to 90% of the maximum commanded rotational speed of the AC servo motor (fall time) is calculated. Judgment whether it is shorter than a predetermined value tb 5. Determine if the cycle time is less than or equal to the specified target value.

【0046】これらの判定条件を満足しなければ、ステ
ップS14へ進み、動作プログラムの繰り返し回数がN
回以下かどうかを判定し(ステップS14)、N回以下
であれば、以下のルールに従ってパラメータを調整す
る。(ステップS15) ルール1.判定4(立ち上がり時間がta以下、立ち下
がり時間がtb以下)が満足しない場合、位置ゲインを
あげる。
If these judgment conditions are not satisfied, the process proceeds to step S14, and the number of repetitions of the operation program is N.
It is determined whether the number of times is less than or equal to the number of times (step S14). If the number of times is less than or equal to N, the parameters are adjusted according to the following rules. (Step S15) Rule 1. If the determination 4 (rise time is ta or less, fall time is tb or less) is not satisfied, the position gain is increased.

【0047】ルール2.オーバーシュトが10%以上
で、減衰比が0.2以上の場合、速度比例ゲイン、速度
積分ゲインを一定則に従って上げる。 ルール3.オーバーシュトが10%以上で、減衰比が
0.2以下の場合、位置ゲインを下げる。 ルール4.判定2(制御対象停止時に振動していない
か)が満足しない場合、速度比例ゲイン、速度積分ゲイ
ンを一定則に従って下げる。
Rule 2. When the overshoot is 10% or more and the damping ratio is 0.2 or more, the speed proportional gain and the speed integral gain are increased according to a fixed rule. Rule 3. When the overshoot is 10% or more and the damping ratio is 0.2 or less, the position gain is reduced. Rule 4. If the determination 2 (whether the controlled object is vibrating when stopped) is not satisfied, the speed proportional gain and the speed integral gain are lowered according to a fixed rule.

【0048】ルール5.インポジションに入る時間が長
い(目標サイクル時間を越える)場合、速度比例ゲイ
ン、速度積分ゲインを一定則に従って上げる。 また、位置ゲイン113は、サイクル調整が繰り返され
る毎に値を徐々に上げていくが、ある値以上上げても実
速度の加速減速の傾きが上がらない場合は、現傾きを保
つための最小の値を位置ゲイン113とする。この調整
は、上記ルールと平行して行われるので、例えばルール
3の調整と重なった場合は、位置ゲインはその調整方向
が相殺されるため、かわらないこととなる。
Rule 5. When the time to enter the in-position is long (exceeds the target cycle time), the speed proportional gain and the speed integral gain are increased according to a fixed rule. Further, the position gain 113 gradually increases every time the cycle adjustment is repeated, but if the slope of acceleration / deceleration at the actual speed does not rise even if the value is increased by a certain value or more, the position gain 113 has a minimum value for maintaining the current slope. The value is the position gain 113. Since this adjustment is performed in parallel with the above rule, if it overlaps with the adjustment of rule 3, for example, the position gain will not change because the adjustment directions thereof are canceled.

【0049】そして、すべての判定条件が満足した場合
は調整完了を画面上に表示し(ステップS16)、また
動作プログラムをN回繰り返してもいづれかの判定条件
が満足しなかった場合は、未完了として画面に表示され
(ステップS18)、終了する。図6(a),(b)
に、ユーザプログラムの指令速度とその時の実速度の状
態を示し、図6(c),(d)にファイン調整後の指令
速度とその実速度の状態を示す。図6(b)において
は、自動調整前の段階でサイクル時間目標値をオーバー
している。そして自動調整後、各ゲインが最適値に調整
されることによって各移動区間A,B,Dが短縮され全
体としてサイクル時間が短くなり、目標値以内に指令速
度が設定され(図6(c))、かつ実際の動作も目標値
以内となっている。(図6(d))。なお、移動停止区
間である区間C及びDにおいては、その停止時間は、各
作業に必要な最低の時間であるため、この時間は最初の
動作プログラムの設定値のままとしてある。
When all the judgment conditions are satisfied, the adjustment completion is displayed on the screen (step S16), and when any of the judgment conditions is not satisfied even if the operation program is repeated N times, the adjustment is not completed. Is displayed on the screen (step S18), and the process ends. 6 (a), 6 (b)
6 shows the command speed of the user program and the state of the actual speed at that time, and FIGS. 6C and 6D show the command speed after the fine adjustment and the state of the actual speed thereof. In FIG. 6B, the cycle time target value is exceeded before the automatic adjustment. After the automatic adjustment, each gain is adjusted to the optimum value to shorten each moving section A, B, D, and the cycle time is shortened as a whole, and the command speed is set within the target value (Fig. 6 (c)). ), And the actual operation is within the target value. (FIG.6 (d)). In the sections C and D, which are movement stop sections, the stop time is the minimum time required for each work, so this time is left as the setting value of the first operation program.

【0050】また、「ファイン調整」は、前述のように
「ラフ調整」を実施したあとに行ってもよいし、最初か
ら「ファイン調整」モードを選択して実行してもよい。
その場合、ラフ調整で行われた初期動作(ステップS6
〜ステップS10)は、行われず、ステップS2におい
てダウンロードされた初期値に基づいて一旦作動したの
ち、最初の動作プログラムの動作中における計測からシ
ステムの負荷トルク及び負荷イナーシャを推定し、この
推定値に基づいて計算された値が設定され、以下「ファ
イン調整」を実行する。
The "fine adjustment" may be performed after the "rough adjustment" has been performed as described above, or the "fine adjustment" mode may be selected and executed from the beginning.
In that case, the initial operation performed by the rough adjustment (step S6
~ Step S10) is not performed, but once operates based on the initial value downloaded in Step S2, the load torque and the load inertia of the system are estimated from the measurement during the operation of the first operation program, and the estimated values are obtained. The value calculated based on the above is set, and the following "fine adjustment" is executed.

【0051】〔その他の実施例〕オートチューニング部
106は、オートチューニングコントローラ10内に設
けられているが、別途設置するようにしてもよい。ま
た、本実施例においては、1軸移動型のロボットを制御
するものに適用したが、ロボットに限らず、工作機械、
組立機械、搬送装置等の駆動制御においても適用でき
る。
[Other Embodiments] Although the auto-tuning unit 106 is provided in the auto-tuning controller 10, it may be separately provided. Further, although the present embodiment is applied to the one for controlling the one-axis moving type robot, the present invention is not limited to the robot, but the machine tool,
It can also be applied to drive control of an assembly machine, a carrier, and the like.

【0052】トルク推定部107は、電流センサ112
よりフィードバックされる実電流のみでトルクを推定し
たが、位置センサ23からの実位置を直接取り込み、A
Cサーボモータ20の現在の電気角と電流センサ112
からの実電流とにより、制御対象200を静止するため
に必要なトルクを推定するようにしてもよい。なお、こ
のトルクは、下記の数式に基づいて演算することができ
る。
The torque estimation unit 107 includes a current sensor 112.
Although the torque was estimated only with the actual current fed back, the actual position from the position sensor 23 was directly taken in and A
Current electrical angle and current sensor 112 of the C servo motor 20
The torque required to make the controlled object 200 stand still may be estimated based on the actual current from. The torque can be calculated based on the following formula.

【0053】[0053]

【数1】TRQ=KT ×ia/sinθ 但し、TRQ=推定トルク、KT =トルク定数、ia=
実電流、θ=モータ電気角である。また、本実施例で
は、実速度および実位置の振動より速度制御パラメータ
および位置制御パラメータの最適値を求めたが、各段階
においてトルク推定部107で得られるデータに基づい
て、トルクのリップルγを求め、このリップルγが最小
となるように、速度制御パラメータおよび位置制御パラ
メータを決定することも可能である。
## EQU1 ## TRQ = KT × ia / sin θ where TRQ = estimated torque, KT = torque constant, ia =
Real current, θ = motor electrical angle. Further, in this embodiment, the optimum values of the speed control parameter and the position control parameter are obtained from the vibrations of the actual speed and the actual position, but the torque ripple γ is calculated based on the data obtained by the torque estimation unit 107 at each stage. It is also possible to obtain and determine the speed control parameter and the position control parameter so that this ripple γ becomes the minimum.

【0054】また、本実施例において、「ラフ調整」モ
ードの場合、垂直軸、負荷変動の有無は判定されなかっ
たが、ジョグ動作を、正負両方向実施して、そのときの
作動状態から、ファイン調整モードと同様に垂直軸、負
荷変動有無の判定をし、それらに対応した速度制御パラ
メータを設定することも可能である。
Further, in the present embodiment, in the "rough adjustment" mode, it is not judged whether or not there is a vertical axis and load fluctuation, but the jog operation is carried out in both positive and negative directions, and a fine operation is performed from the operating state at that time. As in the adjustment mode, it is possible to determine the vertical axis and whether or not there is a load change, and set speed control parameters corresponding to them.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】オートチューニングコントローラにより制御さ
れるシステムの全体構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a system controlled by an auto tuning controller.

【図2】オートチューニングコントローラ100の構成
を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an auto tuning controller 100.

【図3】本実施例の作動を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the operation of this embodiment.

【図4】本実施例の作動を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the operation of this embodiment.

【図5】本実施例の作動を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the operation of this embodiment.

【図6】(a),(b)は、ユーザプログラムの指令速
度とその時の実速度の状態を示す図であり、(c),
(d)はファイン調整後の指令速度とその実速度の状態
を示す図である。
6A and 6B are diagrams showing states of a command speed of a user program and an actual speed at that time, and FIGS.
(D) is a diagram showing a state of a command speed after fine adjustment and its actual speed.

【図7】垂直軸において速度制御パラメータを切り換え
制御した場合の速度制御状態を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a speed control state when speed control parameters are switched and controlled on a vertical axis.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 ACサーボモータ 23 位置センサ 30 パーソナルコンピュータ 40 1軸ロボット 100 オートチューニングコントローラ 103 外部機器指令解読部 105 位置指令部 106 オートチューニング部 107 トルク推定部 108 位置制御部 109 速度制御部 110 電流制御部 113 位置ゲイン 114、115 速度比例ゲイン 116、117 速度積分ゲイン 200 制御対象 20 AC Servo Motor 23 Position Sensor 30 Personal Computer 40 1-axis Robot 100 Auto Tuning Controller 103 External Device Command Decoding Unit 105 Position Command Unit 106 Auto Tuning Unit 107 Torque Estimating Unit 108 Position Control Unit 109 Speed Control Unit 110 Current Control Unit 113 Position Gain 114, 115 Speed proportional gain 116, 117 Speed integral gain 200 Control target

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御装置の制御状態を決定する制御パラ
メータを自動調整するオートチューニングコントローラ
において、 前記制御装置が実行される動作プログラムのサイクル時
間を測定し、前記測定されたサイクル時間が、所望のサ
イクル時間になるよう前記制御パラメータを自動調整す
る制御パラメータ自動調整手段を設けたことを特徴とす
るオートチューニングコントローラ。
1. An auto-tuning controller for automatically adjusting a control parameter for determining a control state of a control device, wherein a cycle time of an operation program executed by the control device is measured, and the measured cycle time is set to a desired value. An auto-tuning controller characterized in that a control-parameter automatic adjusting means for automatically adjusting the control parameter so as to obtain a cycle time is provided.
【請求項2】 制御装置の制御状態を決定する制御パラ
メータを自動調整するオートチューニングコントローラ
において、 前記制御パラメータを複数設定可能に設け、前記複数の
制御パラメータを切り換える切り換え手段を有するとと
もに、前記制御装置によって制御される負荷の状態に基
づいて、前記切り換え手段により前記制御パラメータを
切り換え制御することを特徴とするオートチューニング
コントローラ。
2. An auto tuning controller for automatically adjusting a control parameter for determining a control state of a control device, wherein the control parameter is provided so that a plurality of the control parameters can be set, and the control device has a switching means for switching the plurality of control parameters. An auto-tuning controller characterized in that the control parameter is switched and controlled by the switching means on the basis of a state of a load controlled by.
【請求項3】 前記制御装置によって制御される負荷
は、負荷を搬送制御する搬送装置を含み、かつ前記搬送
装置は重力によって負荷状態が変動する垂直駆動軸であ
ることを特徴とする請求項2に記載のオートチューニン
グコントローラ。
3. The load controlled by the control device includes a transfer device that controls the transfer of the load, and the transfer device is a vertical drive shaft whose load state varies due to gravity. The auto tuning controller described in.
【請求項4】 制御装置の制御状態を決定する制御パラ
メータを自動調整するオートチューニングコントローラ
において、 前記制御パラメータを自動調整するに際し、少なくとも
前記制御装置によって駆動される単一駆動動作によって
前記制御パラメータを設定されるラフ調整モードと、 前記制御装置によって駆動される動作プログラムの実行
によって前記制御パラメータを設定されるファイン調整
モードとを設け、 前記両調整モードを選択することによって、前記制御パ
ラメータの調整をおこなうことを特徴とするオートチュ
ーニングコントローラ。
4. An auto-tuning controller for automatically adjusting a control parameter for determining a control state of a control device, wherein when the control parameter is automatically adjusted, the control parameter is adjusted by at least a single drive operation driven by the control device. A rough adjustment mode to be set and a fine adjustment mode in which the control parameter is set by execution of an operation program driven by the control device are provided, and the adjustment of the control parameter can be performed by selecting both adjustment modes. An auto tuning controller that is characterized by what it does.
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