KR20150119497A - 모터 구동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 모터 구동 장치(2)는, 지령 응답 설정부(22)와, 위치 속도 제어부(23)와, 부하 특성 보상부(24)와, 서보 조정부(6)와, 지령 응답 설정 기능(221)과, 강성 설정 기능(231)과, 평가 지표 측정 기능(27)과, 기억부(28)를 구비한다. 서보 조정부(6)는, 복수의 지령 응답 지표(61)와, 복수의 강성 지표(62)를 기억한다. 또, 서보 조정부(6)는, 각각의 지령 응답 지표(61)와 강성 지표(62)를 조합하여 평가 지표 측정 패턴(63)을 생성한다. 생성된 평가 지표 측정 패턴(63)에 따라서, 순차적으로, 지령 응답 지표(61)와 강성 지표(62)를 변경하면서 모터(3)를 구동한다.

Description

모터 구동 장치{MOTOR DRIVE DEVICE}

본 발명은, 서보 모터를 제어하는 모터 구동 장치에 관한 것이며, 특히, 서보 조정에 관한 것이다.

최근, 내장 마이크로 컴퓨터(Microcomputer)가 고성능화되고 있다. 또, 종래의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)에 대해 커스터마이즈 가능한 요소를 조합한 집적 회로가 발전하고 있다. 내장 마이크로 컴퓨터에는, RISC 마이크로 컴퓨터(Reduced Instruction Set Computer-Microcomputer)나 DSP(Digital Signal Processor) 등이 있다. 집적 회로에는, FPGA(Field Programmable Gate Array)나 SoC(System-on-a-Chip) 등이 있다.

현재, 이러한 내장 마이크로 컴퓨터나 집적 회로를 이용함으로써, 모터 구동 장치는, 서보 모터를 외부로부터의 지령에 의거하여 구동함에 있어서, 기본 기능에 더하여, 다양하게 자동 조정하는 기능을 가지고 있다. 기본 기능이란, 서보 모터를 구동 제어하는 위치, 속도, 전류 제어 등을 말한다.

도 19는, 종래의 모터 구동 장치의 블럭도이다.

도 19에 나타내는 바와 같이, 모터 구동 장치(1002)는, 모터(3)를 구동 제어하는 기본 기능을 가진다. 도면 중, 기본 성능은, 일중선으로 둘러싸진 블록을 이용하여, 각 블록이 실선으로 접속된, 다음의 흐름에 의해 실현된다.

상위 장치(1)는, 모터 구동 장치(1002)에 외부 위치 지령을 송신한다. 상위 장치(1)로부터 송신된 외부 위치 지령은, 모터 구동 장치(1002)의 지령 선택부(21)에 의해 수신된다. 지령 선택부(21)는, 후술하는 시운전 기능(211)으로부터 송신되는 내부 위치 지령과, 상위 장치(1)로부터 송신된 외부 위치 지령 중 어느 한쪽을 선택한다. 지령 선택부(21)는, 지령 선택부(21)에서 선택된, 내부 위치 지령과 외부 위치 지령 중 어느 한쪽을, 선택 후 위치 지령으로서 지령 응답 설정부(22)에 송신한다.

지령 응답 설정부(22)에서는, 선택 후 위치 지령에 대해 필터 연산 처리를 행한다. 지령 응답 설정부(22)에서 필터 연산 처리가 행해진 후, 지령 응답 설정부(22)는, 필터 연산 처리한 결과를 필터 후 위치 지령으로서 위치 속도 제어부(23)에 송신한다.

위치 속도 제어부(23)는, 수신한 필터 후 위치 지령과, 인코더(4)로부터 송신된 모터 위치 정보를 이용하여, 피드백 제어 연산을 행한다. 피드백 제어 연산은, PID 제어(Proportional Integral Derivative Controller)로 대표된다. 위치 속도 제어부(23)에서 피드백 제어 연산이 행해진 후, 위치 속도 제어부(23)는, 위치 편차가 0이 되는 토크 지령을 부하 특성 보상부(24)에 송신한다.

부하 특성 보상부(24)는, 위치 속도 제어부(23)로부터 송신된 토크 지령에 대해, 총 관성에 따른 스케일링 처리를 행한다. 총 관성이란, 모터(3) 및 부하(5) 등에 의한 관성을 말한다. 부하 특성 보상부(24)는, 스케일링 처리를 행함으로써, 부하 관성의 차이를 흡수한다.

또, 부하 특성 보상부(24)는, 인코더(4)로부터 송신된 모터 위치 정보로부터, 모터(3) 및 부하(5)의 마찰 토크를 추정한다. 부하 특성 보상부(24)는, 추정한 마찰 토크를 미리 가산하여, 보상 후 토크 지령을 생성한다. 부하 특성 보상부(24)는, 생성된 보상 후 토크 지령을 공진 억제부(25)에 송신한다.

모터(3)와 부하(5)의 공진 특성에 따라, 진동이 발생하는 경우가 있다. 진동이 여기되지 않도록, 공진 억제부(25)는, 보상 후 토크 지령으로부터 특정 주파수 성분을 제거하는, 노치 필터 처리, 혹은, 로우패스 필터 처리를 행한다. 공진 억제부(25)는, 노치 필터 처리, 혹은, 로우패스 필터 처리를 행한 결과를, 필터 후 토크 지령으로서 모터(3)에 송신한다.

공진 억제부(25)로부터 송신된 필터 후 토크 지령이 이용되는 전류 제어나, 파워 회로를 통하여, 모터(3)는 제어된다. 모터(3)는, 수신한 필터 후 토크 지령 대로의 토크를 출력하도록 제어된다. 모터(3)의 움직임은, 접속된 부하(5)나 인코더(4)에 전해진다. 모터(3)의 움직임은, 인코더(4)를 통하여, 모터 위치 정보로서 모터 구동 장치(1002)에 피드백된다.

다음에, 도 19에 나타내는 바와 같이, 모터 구동 장치(1002)는, 자동 조정 기능을 가진다. 도면 중, 자동 조정 기능은, 이중선으로 둘러싸진 블록을 이용하여, 각 블록이 파선으로 접속된, 다음의 흐름에 의해 실현된다.

예를 들면, 특허 문헌 1에 나타내는 바와 같이, 시운전 기능(211)은, 모터 구동 장치(1002)의 내부에서, 왕복 운전 패턴을 생성한다. 왕복 운전 패턴은, 어떤 기울기의 가감 속도를 가지는, 일정량의 삼각파이다. 왕복 운전 패턴은 양음을 가진다.

일반적으로, 시운전 기능(211)은, 외부로부터의 파라미터가 설정됨으로써, 모터 구동 장치(1002)가 내장하는 NC 연산 처리에 의해 지령 패턴이 리얼타임으로 자동으로 계산된다. 외부로부터의 파라미터란, 이동량, 최고 속도, 가속 시간, 감속 시간, 정지 시간 등을 말한다. 시운전 기능(211)은, 일정 주기마다 내부 위치 지령을 생성하는 기능이다.

또한, 시운전 기능(211)으로부터 지령 선택부(21)에 내부 위치 지령을 송신할 때, 시운전 기능(211)은, 지령 선택부(21)가 내부 위치 지령을 선택하는 부가 정보를 송신할 수도 있다. 이와 같이, 부가 정보를 송신하면, 시운전 기능(211)으로부터 지령 선택부(21)의 동작을 지정할 수 있다.

예를 들면, 특허 문헌 2에 나타내는 바와 같이, 지령 응답 설정 기능(221)은, 위치 지령의 응답성을 결정하는 지령 전치 필터의 차단 주파수를 결정한다. 지령 응답 설정 기능(221)은, 모터 구동 장치(1002)의 외부로부터 강성치(剛性値)라는 1개의 지표가 부여된다. 지령 응답 설정 기능(221)은, 부여된 강성치와, 모터 구동 장치(1002)에 내장되는 테이블로부터, 지령 전치 필터의 차단 주파수를 결정한다.

일반적으로, 지령 응답 설정 기능(221)은, 다음의 형태에서 나타내는, 1개, 혹은, 복수의 지령 응답 지표를 수신함으로써, 지령 응답 설정부(22)의 1개, 또는, 복수의 파라미터를 자동 설정한다. 즉, 지령 응답 지표가 수신되는 형태는, 1차 지연이나 2차 지연의 필터 시정수나, 감쇠비로, 보다 세밀한 주파수 특성을 지시하는 것이 있다. 혹은, 지령 응답 지표가 수신되는 형태는, 상승 시간이나 지연 시간, 오버슛량 등의 시간 응답의 과도 특성을 지시하는 것이 있다. 지령 응답 설정 기능(221)은, 지령 응답 설정부(22)에 대한 송신이나 수신의 관계가, 지령 응답 지표와 가능한 한 일치하도록, 지령 응답 설정부(22)의 1개, 또는, 복수의 파라미터를 자동 설정한다.

예를 들면, 특허 문헌 3에 나타내는 바와 같이, 강성 설정 기능(231)은, 서보 강성을 대표하는 1파라미터를 지표로 하고 있다. 강성 설정 기능(231)은, 서보 강성을 대표하는 1파라미터에 일정한 비율을 곱하여, 속도 비례 게인이나 속도 적분 게인, 위치 비례 게인을 연동하여 설정한다. 또, 먼저 나타낸 특허 문헌 2와 같이, 강성치에 대응한 테이블로부터, 위치 속도 제어부의 게인 설정을 결정해도 된다.

일반적으로, 강성 설정 기능(231)은, 1개, 혹은, 복수의 강성 지표를 수신하여, 위치 속도 제어부(23)의 외란 응답이 강성 지표에 가능한 한 일치하도록, 위치 속도 제어부(23)의 1개, 또는, 복수의 파라미터를 자동 설정한다.

예를 들면, 특허 문헌 4에 나타내는 바와 같이, 부하 특성 측정 기능(241)은, 모터(3)에 송신되는 필터 후 토크 지령, 및, 인코더(4)로부터 송신되는 모터 위치 정보와, 그 고차 차분인 속도·가속도로부터, 최소 자승 추정을 이용하여, 마찰 특성을 자동으로 추정한다. 마찰 특성이란, 모터(3) 및 부하(5) 등에 의한 관성을 합한 총 관성이나, 항상 일정하게 작용하는 편하중 토크, 동작 방향에 의존하는 동마찰 토크, 동작 속도에 비례하는 점성 마찰 토크 등을 말한다.

또, 부하 특성 측정 기능(241)은, 추정된 결과를 부하 특성 보상부(24)에 대해서, 리얼타임으로 반영시킨다. 따라서, 어떠한 부하(5)가 접속되어도, 부하 특성 측정 기능(241)은, 지령 응답 지표나 강성 지표에서 지정된 동일한 응답성을 얻을 수 있는, 적응 로바스트성을 가진다.

예를 들면, 특허 문헌 5에 나타내는 바와 같이, 적응 필터 기능(251)은, 재귀형의 노치 필터를 이용한 적응 알고리즘에 의해, 모터 속도로부터 추출한 고주파 성분을 가능한 한 0에 가까워지도록, 공진 억제부(25)의 파라미터를 자동 조정한다. 또, 적응 필터 기능(251)은, 다음의 바리에이션을 가진다. 즉, 바리에이션의 하나는, 토크 지령으로부터 진동 성분을 추출한다. 다른 바리에이션은, 모델 응답과의 차로부터 진동 성분을 추출한다. 혹은, 다른 바리에이션은, 적응 필터를 복수 가진다. 또한 다른 바리에이션은, 노치 주파수 만이 아니라, 폭이나 깊이, Q치를 자동 조정한다는 것 등이 있다.

일반적으로, 적응 필터 기능(251)은, 어떠한 방법으로, 모터(3)와 부하(5)의 공진 특성에 기인하는 진동 성분을 추출한다. 적응 필터 기능(251)은, 규범 입력과의 차를 최소로 하는 적응 알고리즘에 의해, 공진 억제부(25)의 필터 파라미터를 자동 조정한다.

예를 들면, 특허 문헌 6에 나타내는 바와 같이, 발진 검지 기능(26)은, 인코더(4)로부터 송신된 모터 위치 정보로부터 변동분을 추출한다. 발진 검지 기능(26)은, 추출된 변동분과, 역치의 비교, 계속 시간의 판정 등에 의해, 모터(3) 및 부하(5)의 발진 상태를 검출한다.

발진 검지 기능(26)이 발진을 검지한 경우, 발진 검지 기능(26)은, 상술한 강성 설정 기능(231)에 발진 검지 정보를 전달한다. 이와 같이 하여, 발진 검지 기능(26)은, 피드백 루프의 주파수대역폭이 좁아지는 강성치를 선택하여, 발진을 자동적으로 억제한다.

예를 들면, 특허 문헌 7에 나타내는 바와 같이, 평가 지표 측정 기능(27)은, 입출력 데이터를 주기적으로 측정하여 기억한다. 평가 지표 측정 기능(27)은, 평가 지표에 대응한 입출력 데이터로부터, 평가치를 산출, 표시, 축적하는 기능이다. 입출력 데이터란, 지령 선택부(21)의 위치 지령 출력, 인코더(4)의 모터 위치 출력, 부하 특성 보상부(24)의 토크 지령 출력 등을 말한다. 평가 지표란, 정정 시간이나 오버슛, 토크 변동 등을 말한다. 본 기능의 중요한 측면은, 어느 것도 리얼타임으로 취득할 수 있는 방대한 모터 제어 정보로부터, 보다 의미가 있는 소수의 평가 지표로 데이터 압축하는 것이다.

또, 예를 들면, 특허 문헌 8에는, 강성 지표에 상당하는 게인 파라미터치와, 지령 응답 지표에 상당하는 목표 응답 특성 조정 게인의 조정 방법이 나타나 있다.

일본국 특허공개 평5-346359호 공보 일본국 특허공개 2007-336792호 공보 일본국 특허공개 평6-319284호 공보 일본국 특허공개 2005-168166호 공보 일본국 특허공개 2004-274976호 공보 국제 공개 제 2008/087893호 국제 공개 제 2009/096169호 일본국 특허공개 2006-254630호 공보

본 발명이 대상으로 하는 모터 구동 장치는, 모터를 구동한다. 모터 구동 장치는, 지령 응답 설정부와, 위치 속도 제어부와, 부하 특성 보상부와, 서보 조정부와, 지령 응답 설정 기능과, 강성 설정 기능과, 평가 지표 측정 기능과, 기억부를 구비한다.

지령 응답 설정부는, 위치 지령을 수신하여, 특정 주파수대역을 제거하는 필터 처리를 행한다. 또, 지령 응답 설정부는, 필터 처리를 행한 결과를 필터 후 위치 지령으로서 송신한다.

위치 속도 제어부는, 필터 후 위치 지령과, 인코더로부터 송신된 모터 위치 정보를 수신한다. 위치 속도 제어부는, 필터 후 위치 지령과 모터 위치 정보의 편차를 0으로 하는 토크 지령을 생성한다. 위치 속도 제어부는, 생성한 토크 지령을 송신한다.

부하 특성 보상부는, 토크 지령을 수신하여, 모터와 모터에 가해진 부하의 관성 추정치를 곱한다. 부하 특성 보상부는, 관성 추정치를 곱한 후, 부하의 마찰 토크 추정치를 가산하여, 모터를 구동하는 보상 후 토크 지령을 생성한다. 부하 특성 보상부는, 생성한 보상 후 토크 지령을 송신한다.

서보 조정부는, 복수의 지령 응답 지표와, 복수의 강성 지표를 기억한다. 또, 서보 조정부는, 각각의 지령 응답 지표와 강성 지표를 조합하여 평가 지표 측정 패턴을 생성한다.

지령 응답 설정 기능은, 서보 조정부로부터 송신되는, 평가 지표 측정 패턴을 구성하는 지령 응답 지표에 따라서, 지령 응답 설정부의 필터 특성을 자동으로 설정한다.

강성 설정 기능은, 서보 조정부로부터 송신되는, 평가 지표 측정 패턴을 구성하는 강성 지표에 따라서, 위치 속도 제어부의 파라미터를 자동으로 설정한다.

평가 지표 측정 기능은, 위치 지령과, 모터 위치 정보와, 보상 후 토크 지령 중 적어도 하나로부터 도출된 평가 지표를 자동으로 측정한다.

기억부는, 평가 지표 측정 기능에서 측정된 결과를 기억한다.

특히, 모터 구동 장치는, 생성된 평가 지표 측정 패턴에 따라서, 순차적으로, 지령 응답 지표와 강성 지표를 변경하면서 모터를 구동한다.

도 1a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치의 블럭도이다.
도 1b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 다른 모터 구동 장치의 블럭도이다.
도 2a는, 도 1a, 도 1b에 나타내는 지령 응답 설정부(22)를 설명하는 주요부 블럭도이다.
도 2b는, 도 2a에 나타내는 이동 평균 필터 단계 응답(22a)을 설명하는 특성도이다.
도 2c는, 도 2a에 나타내는 일시(一時) 지연 필터 단계 응답(22b)을 설명하는 특성도이다.
도 2d는, 도 2a에 나타내는 2차 필터 주파수 특성(22c)을 설명하는 특성도이다.
도 2e는, 도 2a에 나타내는 제진 필터 주파수 특성(22d)을 설명하는 특성도이다.
도 3은, 도 1a, 도 1b에 나타내는 위치 속도 제어부(23)를 설명하는 주요부 블럭도이다.
도 4는, 도 1a, 도 1b에 나타내는 위치 속도 제어부(23)의 다른 실시의 형태를 설명하는 주요부 블럭도이다.
도 5는, 도 1a, 도 1b에 나타내는 부하 특성 보상부(24)를 설명하는 주요부 블럭도이다.
도 6은, 도 1a, 도 1b에 나타내는 지령 응답 설정 기능(221)을 설명하는 주요부 블럭도이다.
도 7a는, 도 1a, 도 1b에 나타내는 강성 설정 기능(231)을 설명하는 주요부 블럭도이다.
도 7b는, 도 7a에 나타내는 강성 테이블(231a)을 설명하는 설명도이다.
도 8은, 도 1a, 도 1b에 나타내는 평가 지표 측정 기능(27)을 설명하는 주요부 블럭도이다.
도 9a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치의 서보 조정을 설명하는 플로차트이다.
도 9b는, 도 9a와 함께 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치의 서보 조정을 설명하는 플로차트이다.
도 10a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 최고 강성으로부터 지령 응답 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다.
도 10b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 최고 강성을 포함하는 강성 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다.
도 11a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 최고 강성으로부터 지령 응답 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다.
도 11b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위로부터 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다.
도 12a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 최고 강성으로부터 지령 응답 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다.
도 12b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위의 최소 강성 지표로부터 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다.
도 13a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 최고 강성으로부터 지령 응답 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다.
도 13b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위의 최소 강성 지표로부터 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다.
도 14a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위 중, 위치 결정 정정(整定) 시간의 조합 패턴의 평가 지표의 측정 결과를 나타내는 설명도이다.
도 14b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위 중, 오버슛량의 조합 패턴의 평가 지표의 측정 결과를 나타내는 설명도이다.
도 14c는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위 중, 진동 레벨의 조합 패턴의 평가 지표의 측정 결과를 나타내는 설명도이다.
도 15a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위 중, 위치 결정 정정 시간의 조합 패턴의 평가 지표의 경향을 나타내는 설명도이다.
도 15b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위 중, 오버슛량의 조합 패턴의 평가 지표의 경향을 나타내는 설명도이다.
도 15c는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위 중, 진동 레벨의 조합 패턴의 평가 지표의 경향을 나타내는 설명도이다.
도 16은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 마찰 보상치에 따른 위치 결정 정정 시의 위치 편차를 나타내는 설명도이다.
도 17a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 최고 강성으로부터 지령 응답 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다.
도 17b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위의 최대 강성 지표로부터 제진 탐색 강성 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다.
도 18은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 제진 필터의 깊이 설정에 따른 위치 결정 정정 시의 위치 편차를 나타내는 설명도이다.
도 19는, 종래의 모터 구동 장치의 블럭도이다.

본 발명의 실시의 형태에 있어서의 모터 구동 장치는, 후술하는 구성에 의해, 서보 조정에 대해서, 자세한 지식이나 충분한 경험을 가지지 않은 작업자라도, 간단하게 서보 조정에 관한 결과를 얻을 수 있다. 얻어진 서보 조정에 관한 결과는, 용도마다 상이한 평가 지표의 요구를 만족함과 함께, 보다 안정성이 높다.

즉, 종래의 모터 구동 장치는, 다음의 개선해야 할 점을 가지고 있었다. 즉, 종래의 모터 구동 장치는, 각종의 자동 조정 기능이 개별적으로 최적화된다. 따라서, 종래의 모터 구동 장치는, 서보 조정의 일련의 흐름에 대해, 정합이 이루어져 있지 않다.

예를 들면, 지령 응답 설정 기능(221)은, 지령 응답 지표를 높게 할 수록, 위치 결정 제어(PTP 제어： Point To Point Control이라고도 한다.)에서는, 정정 시간을 짧게 할 수 있다. 지령 응답 설정 기능(221)은, 지령 응답 지표를 높게 할 수록, 궤적 제어(CP 제어： Continuous Path Control)에서는, 추종 오차를 작게 할 수 있다. 그러나, 지령 응답 설정 기능(221)에서는, 외부 위치 지령의 이산화나 지령 분해능의 설정에 따라 제약을 받는다.

또, 모터(3)와 부하(5)가 고정되는 장치 자체의 강성에 의해, 지령 응답 설정 기능(221)은, 기대 진동을 고려하여 지령 응답 지표를 낮게 하는 경우도 있다. 이러한 판단을 행하는 경우, 작업자에는, 상위 장치의 이해나, 실기를 운용한 경험이 요구된다.

다음에, 강성 설정 기능(231)은, 강성 지표를 높게 할 수록, 외란 억압 특성이 개선된다. 따라서, 강성 설정 기능(231)은, PTP 제어에서는, CP 제어와 비교해서 오버슛량을 작게 할 수 있다. 강성 설정 기능(231)은, CP 제어에서는, PTP 제어와 비교해서 추종 오차를 작게 할 수 있다. 그러나, 강성 지표를 어디까지 높게 할 수 있을지는, 위치 속도 제어부(23)의 피드백 제어의 안정성에 크게 의존한다. 따라서, 최적의 조정을 행하기 위해, 작업자에게는, 제어 이론에 관한 지식이 요구된다.

또, 위치 속도 제어부(23)와, 부하 특성 보상부(24)의 총 관성과, 공진 억제부(25)의 설정은, 올바른 순서로 설정해야 한다. 이러한 설정이, 올바른 순서로 설정되지 않는 경우, 피드백의 안정성이 손상되어, 강성 지표에서 지정한 응답성이 얻어지지 않는 경우가 있다. 혹은, 최악의 경우, 모터(3)가 불안정화되어 발진하는 경우도 있다. 즉, 작업자에는, 제어 이론뿐만이 아니라, 서보 조정의 순서를 파악하고 있는 것이 요구된다.

다음에, 평가 지표 측정 기능(27)은, 모터를 제어하는 기본 기능에는 영향을 주지 않는다. 그러나, 평가 지표에 따라서는, 올바른 측정 결과를 얻기 위해, 지령 패턴이나 기본 기능의 설정에 일정한 제약이 걸리는 경우가 있다. 일례로서, PTP 제어에 있어서의 위치 결정 정정 시간을 들 수 있다. 위치 결정 정정 시간은, 외부 위치 지령이 정지한 시점으로부터, 모터 위치가 위치 결정 완료 범위 내에 들어간 시점까지로 정의된다.

그런데, 지령 응답 지표나 강성 지표가 낮기 때문에, 모터 위치가 위치 결정 완료 범위에 들어가기 전에, 다음의 외부 위치 지령 변화가 시작되는 경우가 있다. 이러한 경우, 당연히, 위치 결정 정정 시간은 측정할 수 없다. 즉, 작업자가, 평가 지표의 의미나, 평가 지표 측정 기능의 측정 방법을 이해하고 있지 않으면, 서보 조정의 결과를 올바르게 판정할 수 없다.

이들 개개의 자동 조정 기능을 유효, 무효로 하거나, 혹은, 모드 설정을 행하는 등의 조작은, 통상, 개별적으로 모터 구동 장치의 외부로부터 행해진다. 그러나, 서보 조정을 행하기 위해, 작업자가, 모든 자동 조정 기능을 올바른 순서로 조작하는 것은, 매우 곤란했다.

다음에, 특허 문헌 8에는, 강성 지표에 상당하는 게인 파라미터치와, 지령 응답 지표에 상당하는 목표 응답 특성 조정 게인의 조정 방법이 나타나 있다. 그러나, 모터 구동 장치는, 이용되는 용도에 따라, 요구되는 평가 지표는 상이하다. 모든 용도에 대해, 최적의 조정 결과를 얻는 것은 곤란했다.

또, 게인 파라미터치는, 기계 진동이 발생하지 않는 한도까지 높여진 설정이 된다. 따라서, 게인 파라미터치는, 요구되는 평가 지표를 만족하면서, 제어로서 안정성이 높은, 조정 결과가 얻어진다고는 할 수 없다.

또, 강성 지표에 상당하는 게인 파라미터치와, 지령 응답 지표에 상당하는 목표 응답 특성 조정 게인을 변경했을 때의 평가 지표의 경향을 알 수는 없다. 따라서, 게인 파라미터치는, 설정치를 선택하는 범위에 있어서, 충분한 폭이 없다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서, 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 이하의 실시의 형태는, 본 발명을 구체화한 일례이며, 본 발명의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다.

(실시의 형태 1)

도 1a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치의 블럭도이다. 도 1b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 다른 모터 구동 장치의 블럭도이다.

도 19에 나타낸, 종래의 모터 구동 장치(1002)와 동일한 구성 요소에는, 동일한 부호를 부여하고, 설명을 원용한다.

본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치(2)는, 모터(3)를 구동한다. 모터 구동 장치(2)는, 지령 응답 설정부(22)와, 위치 속도 제어부(23)와, 부하 특성 보상부(24)와, 서보 조정부(6)와, 지령 응답 설정 기능(221)과, 강성 설정 기능(231)과, 평가 지표 측정 기능(27)과, 기억부(28)를 구비한다.

지령 응답 설정부(22)는, 위치 지령을 수신하여, 특정 주파수대역을 제거하는 필터 처리를 행한다. 또, 지령 응답 설정부(22)는, 필터 처리를 행한 결과를 필터 후 위치 지령으로서 송신한다.

위치 속도 제어부(23)는, 필터 후 위치 지령과, 인코더(4)로부터 송신된 모터 위치 정보를 수신한다. 위치 속도 제어부(23)는, 필터 후 위치 지령과 모터 위치 정보의 편차를 0으로 하는 토크 지령을 생성한다. 위치 속도 제어부(23)는, 생성한 토크 지령을 송신한다.

부하 특성 보상부(24)는, 토크 지령을 수신하여, 모터(3)와 모터(3)에 가해진 부하(5)의 관성 추정치를 곱한다. 부하 특성 보상부(24)는, 관성 추정치를 곱한 후, 부하(5)의 마찰 토크 추정치를 가산하여, 모터(3)를 구동하는 보상 후 토크 지령을 생성한다. 부하 특성 보상부(24)는, 생성한 보상 후 토크 지령을 송신한다.

서보 조정부(6)는, 복수의 지령 응답 지표(61)와, 복수의 강성 지표(62)를 기억한다. 또, 서보 조정부(6)는, 각각의 지령 응답 지표(61)와 강성 지표(62)를 조합하여 평가 지표 측정 패턴(63)을 생성한다.

지령 응답 설정 기능(221)은, 서보 조정부(6)로부터 송신되는, 평가 지표 측정 패턴(63)을 구성하는 지령 응답 지표에 따라서, 지령 응답 설정부의 필터 특성을 자동으로 설정한다.

강성 설정 기능(231)은, 서보 조정부(6)로부터 송신되는, 평가 지표 측정 패턴(63)을 구성하는 강성 지표(62)에 따라서, 위치 속도 제어부(23)의 파라미터를 자동으로 설정한다.

평가 지표 측정 기능(27)은, 위치 지령과, 모터 위치 정보와, 보상 후 토크 지령 중 적어도 하나로부터 도출된 평가 지표를 자동으로 측정한다.

기억부(28)는, 평가 지표 측정 기능(27)에서 측정된 결과를 기억한다.

특히, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치(2)는, 생성된 평가 지표 측정 패턴(63)에 따라서, 순차적으로, 지령 응답 지표(61)와 강성 지표(62)를 변경하면서 모터(3)를 구동한다.

평가 지표는, 적어도 위치 결정 정정 시간과, 오버슛량과, 진동 레벨과, 위치 결정 완료 출력 신호 변화 회수 중, 하나 이상을 이용할 수 있다.

본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치에 의하면, 서보 조정에 대해서, 상세한 지식을 가지지 않는 작업자라도, 용도마다 상이한 평가 지표를 만족하면서, 보다 안정성이 높은 서보 조정을 행할 수 있다.

이하, 도 1a 내지 도 8을 이용하여, 주로 하드웨어 구성에 대해서, 상세하게 설명한다.

처음에, 도 1a에 나타내는 모터 구동 장치(2)와 도 1b에 나타내는 모터 구동 장치(2)의 차이는, 기억부(28)를 설치하는 위치의 차이이다. 도 1a에 나타내는 모터 구동 장치(2)는, 모터(3)를 구동하는 기본 기능을 가지는 모터 구동부(2a)와, 기억부(28)가, 다른 구조체로 구성된다. 도 1b에 나타내는 모터 구동 장치(2)는, 모터(3)를 구동하는 기본 기능을 가지는 부분과, 기억부(28)가, 일체로 구성된다.

도 1a, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 본 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치(2)의 주된 특징은, 다음과 같다. 즉, 자동 조정 기능에 관한 외부와의 송수신이, 서보 조정부(6)를 통하여 행해진다. 서보 조정부(6)에 의해, 자동 조정 기능에 관한 제어가 가능해진다.

또, 본 실시의 형태 1에 있어서, 도 19에서 나타낸 종래의 모터 구동 장치(1002)로부터, 반드시 필요하지 않은, 다음의 구성 요소를 생략하고 있다. 즉, 종래의 모터 구동 장치(1002)로부터, 지령 선택부(21)와, 공진 억제부(25)와, 발진 검지 기능(26)과, 시운전 기능(211)과, 부하 특성 측정 기능(241) 및 적응 필터 기능(251)이 생략된다.

도 1a에 나타내는 바와 같이, 본 실시의 형태 1에 있어서, 모터(3)를 구동 제어하는 기본 기능은, 상위 장치(1)와, 모터 구동부(2a)와, 모터(3)를 접속하여 실현된다. 모터 구동부(2a)는, 지령 응답 설정부(22)와, 위치 속도 제어부(23)와, 부하 특성 보상부(24)를 가진다.

우선, 도 1a에 나타내는 바와 같이, 모터 구동 장치(2)는, 모터(3)를 구동 제어하는 기본 성능을 가진다. 도면 중, 기본 성능은, 일중선으로 둘러싸진 블록을 이용하여, 각 블록이 실선으로 접속된, 다음의 흐름에 의해 실현된다.

상위 장치(1)는, 모터 구동 장치(2)에 외부 위치 지령을 송신한다. 상위 장치(1)로부터 송신된 외부 위치 지령은, 모터 구동 장치(2)의 지령 응답 설정부(22)에 의해 수신된다.

또한, 모터 구동 장치(2)의 내부에 있어서, 내부 위치 지령을 생성하는 시운전 기능을 가지는 경우, 지령 응답 설정부(22)는, 외부 위치 지령 대신에, 내부 위치 지령을 이용해도 된다.

도 2a는, 도 1a, 도 1b에 나타내는 지령 응답 설정부(22)를 설명하는 주요부 블럭도이다. 도 2b는, 도 2a에 나타내는 이동 평균 필터 단계 응답(22a)을 설명하는 특성도이다. 도 2c는, 도 2a에 나타내는 일시 지연 필터 단계 응답(22b)을 설명하는 특성도이다. 도 2d는, 도 2a에 나타내는 2차 필터 주파수 특성(22c)을 설명하는 특성도이다. 도 2e는, 도 2a에 나타내는 제진 필터 주파수 특성(22d)을 설명하는 특성도이다.

도 2a에 나타내는 바와 같이, 지령 응답 설정부(22)는, 상위 장치(1)로부터 송신되는 외부 위치 지령을 받아, 다음의 공정을 거친 후, 필터 후 위치 지령을 송신한다.

즉, 도 2a, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 이동 평균 필터 단계 응답(22a)은, 외부 위치 지령과, 후술하는 지령 응답 설정 기능(221)으로부터 송신된 이동 평균 회수를 수신한다. 이동 평균 필터 단계 응답(22a)은, 지령 응답 설정 기능(221)으로부터 지정된 이동 평균 회수의 이동 평균 처리를 행한다.

도 2a, 도 2c에 나타내는 바와 같이, 1차 지연 필터 단계 응답(22b)은, 이동 평균 필터 단계 응답(22a)에서 이동 평균 처리된 결과와, 지령 응답 설정 기능(221)으로부터 송신된 지령 응답 시정수를 수신한다. 1차 지연 필터 단계 응답(22b)은, 지령 응답 시정수에 단계 응답 특성을 더한다.

도 2a, 도 2d에 나타내는 바와 같이, 2차 필터 주파수 특성(22c)은, 1차 지연 필터 단계 응답(22b)으로부터 얻은 결과와, 지령 응답 설정 기능(221)으로부터 송신된, 2차 필터 주파수와 감쇠비를 수신한다. 2차 필터 주파수 특성(22c)은, 2차 필터 주파수와 감쇠비로 규정된 결과를 송신한다.

도 2a, 도 2e에 나타내는 바와 같이, 제진 필터 주파수 특성(22d)은, 2차 필터 주파수 특성(22c)으로부터 얻은 결과와, 지령 응답 설정 기능(221)으로부터 송신된, 제진 주파수와 깊이를 수신한다. 제진 필터 주파수 특성(22d)은, 제진 주파수와 깊이로 정의되는 제진 필터를 거친 결과, 필터 후 위치 지령을 얻는다. 지령 응답 설정부(22)는, 제진 필터 주파수 특성(22d)이 얻은 필터 후 위치 지령을, 다음의 공정으로 송신한다.

도 3은, 도 1a, 도 1b에 나타내는 위치 속도 제어부(23)를 설명하는 주요부 블럭도이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 위치 속도 제어부(23)는, 필터 후 위치 지령과 함께, 구동 대상인 모터(3)에 접속된 인코더(4)로부터, 모터 위치 정보를 수신한다. 위치 속도 제어부(23)는, 필터 후 위치 지령과 모터 위치 정보의 편차가 0이 되는 토크 지령을 송신한다.

구체적으로는, 필터 후 위치 지령과 모터 위치 정보의 차이인 위치 편차가 계산된다. 또, 위치 속도 제어부(23)에는, 후술하는 강성 설정 기능(231)으로부터 위치 루프 게인이 송신된다.

위치 속도 제어부(23)에서는, 위치 편차에 대해, 강성 설정 기능(231)으로부터 지정된 위치 루프 게인을 곱하는, 위치 비례 처리(23a)가 행해진다. 위치 속도 제어부(23)에서는, 위치 비례 처리(23a)의 결과로서, 속도 지령이 얻어진다.

또, 위치 속도 제어부(23)에서는, 모터 위치 정보의 차분 등으로부터, 실현 가능한 속도 검출 처리(23e)가 행해진다. 위치 속도 제어부(23)에서는, 속도 검출 처리(23e)의 결과로서, 모터 속도가 얻어진다.

위치 속도 제어부(23)에서는, 속도 지령과 모터 속도의 차이인, 속도 편차가 산출된다.

위치 속도 제어부(23)에는, 강성 설정 기능(231)으로부터 속도 루프 게인과 속도 루프 적분 시정수가 송신된다.

위치 속도 제어부(23)에서는, 산출된 속도 편차와, 강성 설정 기능(231)으로부터 지정된 속도 루프 게인에 의한 속도 비례 처리(23b)가 행해진다. 또, 위치 속도 제어부(23)에서는, 산출된 속도 편차와, 속도 루프 적분 시정수에 의한 속도 적분 처리(23c)가 행해진다. 위치 속도 제어부(23)에서는, 속도 비례 처리(23b)와 속도 적분 처리(23c)로부터 송신되는 값이 가산된 결과, 내부 토크 지령이 얻어진다.

위치 속도 제어부(23)에는, 강성 설정 기능(231)으로부터 토크 필터 시정수가 송신된다.

위치 속도 제어부(23)에서는, 강성 설정 기능(231)으로부터 지정된 토크 필터 시정수를 이용하여, 내부 토크 지령과 1차 지연 필터의 토크 필터 처리(23d)가 행해진다. 위치 속도 제어부(23)에서는, 토크 필터 처리(23d)의 결과로서, 토크 지령이 얻어진다. 위치 속도 제어부(23)는, 얻은 토크 지령을, 다음의 공정으로 송신한다.

또한, 응답성을 개선하기 위해, 속도 지령은, 필터 후 위치 지령의 차분으로부터, 실현 가능한, 속도 피드 포워드 처리(23f)를 거친 결과를 가산해도 된다.

도 4는, 도 1a, 도 1b에 나타내는 위치 속도 제어부(23)의 다른 실시의 형태를 설명하는 주요부 블럭도이다.

여기서, 도 4에 나타내는, 다른 위치 속도 제어부(123)의 구체예에 대해서 설명한다. 위치 속도 제어부(123)에서는, 필터 후 위치 지령의 1층 차분이나 2층 차분과, 필터 처리를 조합하여, 피드 포워드 지령 생성 처리를 행함으로써, 실현 가능한, 다음의 3개의 지령이, 동시에 생성된다.

즉, 제1의 생성되는 지령은, 위치 비례 처리(23a)가 수신하는 피드 포워드 위치 지령이다. 제2의 생성되는 지령은, 속도 피드 포워드 처리(23f)가 수신하는 피드 포워드 속도 지령이다. 제3의 생성되는 지령은, 토크 피드 포워드 처리(23g)가 수신하는 피드 포워드 토크 지령이다.

위치 속도 제어부(123)는, 구동 대상인 모터(3)에 접속된 인코더(4)로부터 송신된 모터 위치 정보를 수신한다. 위치 속도 제어부(123)에서는, 피드 포워드 위치 지령과의 차이인 위치 편차가 산출된다. 또, 위치 속도 제어부(123)에는, 후술하는 강성 설정 기능(231)으로부터 위치 루프 게인이 송신된다. 위치 속도 제어부(123)에서는, 산출된 위치 편차에 대해, 강성 설정 기능(231)으로부터 지정된 위치 루프 게인을 곱하는, 위치 비례 처리(23a)가 행해진다. 위치 속도 제어부(123)에서는, 위치 비례 처리(23a)의 결과로서, 속도 지령이 얻어진다.

본 구성에 있어서, 위치 속도 제어부(123)에서는, 피드 포워드 속도 지령을 수신하는 속도 피드 포워드 처리(23f)가 송신하는 값에 대해, 속도 지령이 가산된다. 위치 속도 제어부(123)에서는, 모터 위치 정보의 차분 등으로부터, 실현 가능한 속도 검출 처리(23e)를 거쳐, 모터 속도가 얻어진다. 위치 속도 제어부(123)에서는, 속도 지령과 모터 속도의 차이인 속도 편차가 산출된다.

위치 속도 제어부(123)에는, 강성 설정 기능(231)으로부터 속도 루프 게인과 속도 루프 적분 시정수가 송신된다.

위치 속도 제어부(123)에서는, 산출된 속도 편차와, 강성 설정 기능(231)으로부터 지정된 속도 루프 게인에 의한 속도 비례 처리(23b)가 행해진다. 또, 위치 속도 제어부(123)에서는, 산출된 속도 편차와, 속도 루프 적분 시정수에 의한 속도 적분 처리(23c)가 행해진다. 위치 속도 제어부(123)에서는, 속도 비례 처리(23b)와 속도 적분 처리(23c)로부터 송신되는 값이 가산된 결과, 내부 토크 지령이 얻어진다.

본 구성에 있어서, 위치 속도 제어부(123)에서는, 피드 포워드 토크 지령을 수신하는 토크 피드 포워드 처리(23g)가 송신하는 값에 대해, 내부 토크 지령이 가산된다.

또, 위치 속도 제어부(123)에는, 강성 설정 기능(231)으로부터 토크 필터 시정수가 송신된다.

위치 속도 제어부(123)에서는, 내부 토크 지령이 가산된 토크 피드 포워드 처리(23g)가 송신하는 값에 대해, 강성 설정 기능(231)으로부터 지정된 토크 필터 시정수를 가지는, 1차 지연 필터에 의한 토크 필터 처리(23d)가 행해진다. 위치 속도 제어부(123)에서는, 토크 필터 처리(23d)의 결과로서, 토크 지령이 얻어진다. 위치 속도 제어부(123)는, 얻어진 토크 지령을, 다음의 공정으로 송신한다.

본 구성에 있어서, 필터 후 위치 지령이 충분히 원활하면, 위치 속도 제어부(123)는, 외란 토크에 의한 영향을 고려하지 않는 이상적인 상태로, 필터 후 위치 지령에 대한 모터 위치를 완전히 추종할 수 있다.

모터 구동 장치(2)는, 각각 독립적으로 설정할 수 있는 2개의 제어 요소를 얻을 수 있다. 하나는, 후술하는 지령 응답 설정 기능(221)에 의한 지령 응답 지표가, 지령 응답을 자유롭게 제어할 수 있다. 또 하나는, 후술하는 강성 설정 기능(231)에 의한 강성 지표가, 외란 응답을 자유롭게 제어할 수 있다.

도 5는, 도 1a, 도 1b에 나타내는 부하 특성 보상부(24)를 설명하는 주요부 블럭도이다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 부하 특성 보상부(24)에서는, 토크 지령에 대해 관성 보상 처리(24a)가 실시된다. 관성 보상 처리(24a)란, 토크 지령에 대해, 사전에 설정된 부하 특성이 지정하는 관성 추정치가 곱해지는 것이다. 이와 같이, 모터(3) 및 부하(5)의 총 관성에 따른 스케일링 처리를 행함으로써, 부하 특성 보상부(24)에서는, 다양한 부하(5)에 따라 상이한, 모터를 등가(等價)한 관성의 차이를 흡수할 수 있다.

또, 부하 특성 보상부(24)에서는, 후술하는 구체예와 같은, 상정 가능한 범위의 마찰 보상을 행함으로써, 즉응성의 개선이나, 동작 방향 또는 속도에 따른 응답의 차이를 경감할 수 있다. 즉, 제1 마찰 보상으로서는, 부하 특성이 지정하는 편하중 추정치를 토크 지령에 가산하는, 편하중 보상 처리(24b)가 있다. 제2 마찰 보상으로서는, 동마찰 보상 처리(24c)가 있다. 동마찰 보상 처리(24c)는, 인코더(4)로부터 송신된 모터 위치 정보로부터 모터 속도를 산출한다. 동마찰 보상 처리(24c)는, 동마찰 추정치를 모터 속도 방향에 따라 토크 지령에 가감산한다. 제3 마찰 보상으로서는, 점성 마찰 보상 처리(24d)가 있다. 점성 마찰 보상 처리(24d)는, 점성 마찰 계수 추정치와 모터 속도를 곱하여, 토크 지령에 가산한다.

부하 특성 보상부(24)는, 상술한, 다양한 부하 특성 보상을 행한 결과로서, 보상 후 토크 지령을 송신한다.

또한, 동마찰 보상, 점성 마찰 보상에 이용되는 모터 속도 정보는, 위치 속도 제어부(23)가 동작하는 한, 속도 지령에 추종한다. 따라서, 부하 특성 보상부(24)는, 모터 속도 정보 대신에, 위치 지령의 차분 등으로부터 산출되는 속도 지령을 이용하면, 부하 변동에 의한 영향을 받는 경우가 없다. 그 결과, 부하 특성 보상부(24)는, 안정된 보상치를 얻는 것도 가능하다.

모터(3)에는, 전류 제어나 파워 회로를 통하여, 전압이나 전류가 공급된다. 부하 특성 보상부(24)로부터 송신된 보상 후 토크 지령에 따라서, 모터(3)에 공급되는 전압이나 전류가 조정된다. 따라서, 보상 후 토크 지령에 따라, 모터(3)의 출력 토크는 변화된다. 이 결과, 모터(3)에 접속된 부하(5)가 동작한다.

그런데, 모터(3)와, 모터(3)에 접속된 부하(5)의 공진 특성에 따라, 진동이 발생하는 경우가 있다. 그래서, 공진 억제부가 모터 구동 장치(2)에 부착되면, 공진 억제부가, 부하 특성 보상부(24)로부터 송신된 보상 후 토크 지령으로부터, 특정 주파수 성분을 제거한다. 즉, 공진 억제부에 의한 필터 처리를 행함으로써, 공진을 발생시키는 진동이 여기되지 않도록 할 수 있다.

다음에, 도 1a에 나타내는 바와 같이, 모터 구동 장치(2)는, 자동 조정 기능을 가진다. 도면 중, 자동 조정 기능은, 이중선으로 둘러싸진 블록을 이용하여, 각 블록이 파선으로 접속된, 다음의 흐름에 의해 실현된다.

도 6은, 도 1a, 도 1b에 나타내는 지령 응답 설정 기능(221)을 설명하는 주요부 블럭도이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 지령 응답 설정 기능(221)은, 서보 조정부(6)로부터, 지령 응답 지표로서, 다음의 신호를 수신한다. 즉, 지령 응답 지표는, 이동 평균 시간과 시정수, 및, 제진 주파수와 깊이를 포함한다. 또, 지령 응답 지표는, 지령 응답 설정 기능(221)이 수취한 지령 응답 지표를, 지령 응답 설정부(22)로 반영할 기회를 나타내는 신호를 포함한다. 지령 응답 설정 기능(221)이 수취한 지령 응답 지표를, 지령 응답 설정부(22)로 반영할 기회를 나타내는 신호를, 지령 응답 지표 반영 개시 신호라고 한다.

이 지령 응답 지표 반영 개시 신호가 온인 경우, 이동 평균 시간 설정 처리(221a)는, 지령 응답 설정부(22)를 향해, 이동 평균 회수를 송신한다. 지령 응답 설정부(22) 내에 포함되는 이동 평균 필터 단계 응답(22a)의 연산 주기로, 이동 평균 시간을 나누면, 이동 평균 회수가 산출된다.

예를 들면, 2차 필터 설정 처리(221c)는, 2차 필터의 감쇠비를 1로 고정한다. 예를 들면, 2차 필터 설정 처리(221c)는, 2차 필터의 주파수를, 지령 응답 지표에 포함되는 시정수의 역수를 2π로 나눈 값으로 한다.

제진 필터 설정 처리(221d)는, 지령 응답 지표에 포함되는, 제진 주파수와 깊이에 관한 설정을, 그대로 제진 필터(22d)에 송신한다.

그 외에, 지령 응답 설정부(22)는, 지령 응답 시정수의 단계 응답 특성을 가지는, 1차 지연 필터 단계 응답(22b)이 있다. 이 1차 지연 필터 단계 응답(22b)의 지령 응답 시정수는, 지령 응답 설정 기능(221) 내에서 연산하지 않아도 되다. 1차 지연 필터 단계 응답(22b)의 지령 응답 시정수는, 수동 설정 파라미터인, 1차 지연 스무딩 시정수로부터 설정해도 된다.

또한, 지령 응답 지표는, 다양한 형태나 조합으로 설정된다. 예를 들면, 지령 응답 지표는, 간단히, 지령 응답 컷오프 주파수와 같은 단일 값으로 설정된다. 또, 지령 응답 지표는, 1차 지연의 필터 시정수나, 2차 지연의 필터 시정수, 혹은, 감쇠비와 같은 주파수 특성의 전체를 지시하는 형태로 설정된다. 혹은, 지령 응답 지표는, 상승 시간이나 지연 시간, 오버슛량 등의 과도 특성을 지시하는 형태로 설정된다. 지령 응답 설정부(22) 전체의 송수신 관계가 지령 응답 지표에 가능한 한 일치하도록, 지령 응답 설정부(22)는, 필터 특성을 자동으로 설정되도록 해도 된다.

도 7a는, 도 1a, 도 1b에 나타내는 강성 설정 기능(231)을 설명하는 주요부 블럭도이다. 도 7b는, 도 7a에 나타내는 강성 테이블(231a)을 설명하는 설명도이다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 강성 설정 기능(231)은, 서보 조정부(6)로부터 강성 지표를 수신한다.

서보 조정부(6)로부터 송신된 강성 지표 반영 개시 신호가 온인 경우, 강성 테이블(231a)은, 강성 테이블(231a) 내에 기억된 테이블을 참조하여, 위치 속도 제어부(23)로의 파라미터 세트를 송신한다. 본 실시의 형태에서는, 강성 지표는, 0에서 31까지의 32단계의 값으로 이루어진다. 강성 지표는, 강성 지표의 값이 클수록, 위치 속도 제어부(23)의 외란을 억압하는 특성이 높아지는, 파라미터 세트를 송신한다. 파라미터 세트는, 위치 루프 게인 Kp, 속도 루프 게인 Kvp, 속도 루프 적분 시정수 Ti, 토크 필터 시정수 TF를 가진다.

또한, 강성 지표는, 일반적으로 외란을 억압하는 특성에 관계하는 강성 지표를 입력하여, 위치 속도 제어부(23)의 송수신 관계가 강성 지표에 가능한 한 일치하도록, 위치 속도 제어부(23)의 파라미터 세트를 자동으로 설정하도록 해도 된다. 일반적으로, 외란을 억압하는 특성에 관계하는 강성 지표에는, 외란 토크부터 모터 속도까지의 주파수 응답 전체에 관한 지표나, 속도 변동율이나 지터 등의 정상 특성에 관한 지표 등이 있다.

또, 강성 설정 기능(231)이 강성 지표를 수신하고 나서, 강성 설정 기능(231)이 위치 속도 제어부(23)에 파라미터 세트를 송신하는 공정에 있어서, 이번에, 예시한 바와 같이, 강성 지표로부터 일의적으로 내부 파라미터가 결정되는 강성 테이블을 이용하는 것이 있다. 그 외에, 본 공정은, 다음에 나타내는, 다양한 자동 설정 방법을 이용할 수 있다. 즉, 본 공정은, 어느 하나의 내부 파라미터와 강성 지표의 관계만이 정의되어 있으며, 그 외에는 내부 파라미터 간의 비율로부터 계산되는 것을 이용할 수 있다. 또한, 본 공정은, 강성 지표 만이 아니라, 부하 특성 보상부(24)의 설정도 입력으로 하여, 복수의 파라미터를 포함하는 계산식으로부터 내부 파라미터를 결정하는 것 등도 이용할 수 있다.

도 8은, 도 1a, 도 1b에 나타내는 평가 지표 측정 기능(27)을 설명하는 주요부 블럭도이다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 평가 지표 측정 기능(27)은, 인코더(4)로부터 모터 위치 정보를, 상위 장치(1)로부터 외부 위치 지령을, 부하 특성 보상부(24)로부터 보상 후 토크 지령을 수신한다. 평가 지표 측정 기능(27)은, 서보 조정부(6)로부터, 위치 결정 완료 범위, 최대 토크 제한, 진동 검지 레벨 등의 측정 역치를 수신한다. 평가 지표 측정 기능(27)은, 서보 조정부(6)로부터 송신된 제어 신호에 따라, 서보 조정부(6)에 대해, 각종 평가 지표를 송신한다. 제어 신호에는, 측정 개시 신호, 측정 회수, 최대 정지 시간 등이 있다.

평가 지표 그 자체나, 평가 지표의 계산 방법은 다양하다. 일례로서, 도 8을 이용하여, 실시의 형태에 나타낸 평가 지표의 계산 방법에 대해서, 이하에 설명한다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 위치 결정 정정 시간은, 상위 장치(1)로부터 송신된 외부 위치 지령이 정지한 후, 위치 편차가 서보 조정부(6)로부터 송신되는 위치 결정 완료 범위 이내가 될 때까지의 시간으로 측정할 수 있다. 위치 편차란, 외부 위치 지령과 인코더(4)로부터 송신된 모터 위치 정보의 편차이다.

오버슛량은, 택트 간에 있어서의 최대 위치 편차와 최소 위치 편차 중, 외부 위치 지령의 방향과 역방향의 것으로 정의할 수 있다.

진동 레벨 및 진동 주파수는, 몇가지의 계산 방법이 있다. 진동 레벨 및 진동 주파수는, 인코더(4)로부터 송신된 모터 위치 정보에 의거하여, 진동 성분을 추출하는 방법이 있다. 진동 레벨 및 진동 주파수는, 부하 특성 보상부(24)로부터 송신된 보상 후 토크 지령으로부터, 특정 주파수대역의 진동 성분을 추출하는 방법도 있다. 서보 조정부(6)로부터 송신된 진동 검지 레벨과, 진동 레벨 및 진동 주파수를 비교하면, 진동 검출이 가능하다.

위치 결정 완료 출력 신호는, 위치 편차가 위치 결정 완료 범위 내에 들어가면 온하고, 위치 편차가 위치 결정 완료 범위 밖에서는 오프하는 신호로서 일반적이다. 이하, 위치 결정 완료 출력 신호를 INP라고 하는 경우도 있다. INP는, 택트 간의 INP 신호 변화 회수를, 위치 결정 정정의 지표로 할 수도 있다. INP 변화 회수는, 외부 위치 지령이 정지한 후로 한정해도 된다.

지령 속도나 모터 속도는, 상위 장치(1)로부터 송신된 외부 위치 지령이나, 인코더(4)로부터 송신된 모터 위치 정보의 차분으로부터 계산된다.

토크 지령은, 부하 특성 보상부(24)로부터 송신된 보상 후 토크 지령으로부터 얻을 수 있다.

위치 편차는, 외부 위치 지령과, 인코더(4)로부터 송신된 모터 위치 정보의 편차가 된다.

이들 값 중, 택트 간에서 최대치 혹은 최소치가 되는 것을 평가 지표로 한다. 이러한 평가 지표를 이용하면, 택트 간에서 발생하는 동작 중, 상당한 부분이 파악된다.

토크 지령은, 택트 간의 2승 적산 평방근으로부터 실효치가 구해진다. 구해진 토크 지령은, 모터(3)나 모터 구동 장치(2)의 용량을 선정할 때 등에서, 매우 유용한 평가 지표가 된다.

상술한 바와 같이, 리얼타임으로 취득할 수 있는, 방대한 양의 모터 제어에 관한 정보가 존재한다. 평가 지표 측정 기능(27)에서는, 이들 방대한 양의 모터 제어에 관한 정보를, 일정한 알고리즘으로, 보다 의미가 있는, 적은 수의 평가 지표로서, 압축하는 것이 요구된다.

도 9a, 도 9b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치의 서보 조정을 설명하는 플로차트이다.

도 9a, 도 9b에는, 도 1a, 도 1b에서 나타낸 모터 구동 장치(2)가 가지는 기본 기능과 자동 조정 기능에 대해서, 서보 조정할 때의 단계가 나타난다. 본 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치(2)에서는, 후술하는 서보 조정의 단계가, 도 1a, 도 1b에서 나타낸 서보 조정부(6) 내에서 실시된다.

본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치(2)는, 생성된 평가 지표 측정 패턴(63)에 따라서, 순차적으로, 지령 응답 지표(61)와 강성 지표(62)를 변경하면서 모터(3)를 구동하기 전에, 이하의 동작을 행한다.

제1 마찰 보상 측정 패턴이, 평가 지표 측정 패턴(63)에 있어서, 시정수가 최소가 되는 지령 응답 지표(61)와, 시정수가 최소가 되는 지령 응답 지표(61)에 대응하는 강성 지표(62)를 조합하여 결정된다.

지령 응답 설정 기능(221)과 강성 설정 기능(231)을 이용하여, 강성 지표(62)를, 순차적으로 변경하면서, 모터(3)가 구동된다. 제1 마찰 보상 측정 패턴은, 모든 조합에서 위치 결정 지표가 측정되고, 그 결과가 기억된다.

각각의 제1 마찰 보상 측정 패턴에 있어서, 위치 결정 지표가 최량이 되는 마찰 보상치가 탐색되고, 그 결과가 기억된다.

또는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치(2)는, 생성된 평가 지표 측정 패턴(63)에 따라서, 순차적으로, 지령 응답 지표(61)와 강성 지표(62)를 변경하면서 모터(3)를 구동하기 전에, 이하의 동작을 행한다.

제2 마찰 보상 측정 패턴이, 평가 지표 측정 패턴(63)에 있어서, 응답성이 최저가 되는 강성 지표(62)와, 응답성이 최저가 되는 강성 지표(62)에 대응하는 지령 응답 지표(61)를 조합하여 결정된다.

지령 응답 설정 기능(221)과 강성 설정 기능(231)을 이용하여, 지령 응답 지표(61)를, 순차적으로 변경하면서, 모터(3)가 구동된다. 제2 마찰 보상 측정 패턴은, 모든 조합에서 위치 결정 지표가 측정되고, 그 결과가 기억된다.

각각의 제2 마찰 보상 측정 패턴에 있어서, 위치 결정 지표가 최량이 되는 마찰 보상치가 탐색되고, 그 결과가 기억된다.

혹은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치(2)는, 생성된 평가 지표 측정 패턴(63)에 따라서, 순차적으로, 지령 응답 지표(61)와 강성 지표(62)를 변경하면서 모터(3)를 구동하기 전에, 이하의 동작을 행한다.

제3 마찰 보상 측정 패턴이, 평가 지표 측정 패턴(63)에 있어서, 시정수가 최소가 되는 지령 응답 지표(61)와, 응답성이 최저가 되는 강성 지표(62)를 조합하여 결정된다.

지령 응답 설정 기능(221)과 강성 설정 기능(231)을 이용하여, 모터(3)가 구동된다. 제3 마찰 보상 측정 패턴은, 위치 결정 지표가 측정되고, 그 결과가 기억된다.

제3 마찰 보상 측정 패턴에 있어서, 위치 결정 지표가 최량이 되는 마찰 보상치가 탐색되고, 그 결과가 기억된다.

위치 결정 지표는, 적어도 위치 결정 정정 시간과, 오버슛량과, 위치 결정 완료 출력 신호 변화 회수 중, 하나 이상을 이용할 수 있다.

마찰 보상치의 탐색은, 위치 결정 지표가 최량이 되도록, 마찰 보상치를 증가 또는 감소시켜 탐색된다. 마찰 보상치의 탐색은, 위치 결정 지표가 양화되는 방향으로, 마찰 보상치를 증가 또는 감소시키는 것을 반복함으로써 탐색된다.

그런데, 위치 결정 지표가 양화되는 방향의 구체예로서, 이하에 그 일례를 나타낸다. 또한, 위치 결정 지표가 양화되는 방향은, 이하의 내용에 한정되는 것은 아니다.

위치 결정 정정 시간이 짧을수록, 위치 결정 지표는 양화된다. 오버슛량이 작을수록, 위치 결정 지표는 양화된다. 위치 결정 완료 출력 신호 변화 회수는, 외부 위치 지령이 0이 되고 나서, 1회만 변화되는 것이 바람직하다. 진동 레벨이 작을수록, 위치 결정 지표는 양화된다.

본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치에 의하면, 측정 범위 내의 전체 패턴에 있어서, 오버슛이 없다. 또는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치에 의하면, 오버슛이 위치 결정 완료 범위 내에 들어가는 측정 결과를 얻을 수 있다. 따라서, 작업자가, 최종 조정 결과를 선택할 때의 선택지의 폭을 넓힐 수 있다.

이하, 도 9a 내지 도 16을 이용하여, 주로 소프트웨어 구성에 대해서, 상세하게 설명한다.

도 9a에 나타내는 바와 같이, 단계 1에서는, 사전에 결정된 최고 강성으로부터, 지령 응답 측정을 행하는 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위가 결정된다.

최고 강성의 결정은, 다음과 같이 행해진다. 우선, 미리 정해진 초기 지령 응답 지표가 지령 응답 설정부(22)에 설정된다. 또, 미리 정해진 초기 강성 지표가 강성 설정 기능(231)에 설정된다. 초기 지령 응답 지표 및 초기 강성 지표는, 모터(3) 및 부하(5)의 발진이 일어나지 않도록, 응답성을 낮게 해 두는 것이 바람직하다.

다음에, 상위 장치(1)로부터 송신된 외부 위치 지령의 동작 패턴이, 결정된다. 동작 패턴에 의거하여, 부하 특성이 측정된다. 부하 특성의 측정이 적절히 행해지도록, 동작 패턴은, 가속도나 최고 속도, 혹은, 토크 지령이 커지도록 설정되는 것이 바람직하다. 부하 특성으로서, 관성, 편가중, 동마찰, 및, 점성 마찰 계수의 각 추정치가 측정된다. 측정된 각 추정치는, 부하 특성 보상부(24)의 관성 보상 처리(24a), 편가중 보상 처리(24b), 동마찰 보상 처리(24c), 및, 점성 마찰 보상 처리(24d)에 설정된다.

다음에, 결정된 동작 패턴에 대해서, 강성 지표를 올리면서, 부하 특성이 측정된다. 최고 강성에는, 모터(3) 및 부하(5)의 발진이 일어나는 강성 지표로부터, 일정한 마진이 확보된 낮은 강성 지표가 채용된다. 또한, 모터(3) 및 부하(5)의 진동 레벨에 제한치가 규정되어 있는 경우, 최고 강성에는, 진동 레벨이 제한치를 넘었을 때의 강성 지표의 직전의 강성 지표가 채용된다.

모터(3)와, 모터(3)에 접속되는 부하(5)의 공진 특성에 의해 발생되는 진동이 여기되지 않도록, 보상 후 토크 지령으로부터 특정 주파수 성분을 제거하는, 필터 처리가 실시되는 경우가 있다. 필터 처리가 실시되는 공진 억제부가 존재하는 경우, 부하 특성의 측정은, 필터 처리를 활용하면서 행해진다. 즉, 필터 처리를 활용하면서 강성 지표가 올려진다. 부하 특성의 측정은, 강성 지표마다, 공진 억제부의 설정치를 기억해 두는 것이 바람직하다.

도 10a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 최고 강성으로부터 지령 응답 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다. 도 10b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 최고 강성을 포함하는 강성 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다.

도 10a, 도 10b에 나타내는 바와 같이, 최고 강성으로부터, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위가 결정된다. 도 10a에 나타내는 바와 같이, 지령 응답 지표 범위는, 최고 강성으로부터 지령 응답 지표 No.1부터 지령 응답 지표 No.6까지의 6패턴이 선출된다. 도 10b에 나타내는 바와 같이, 강성 지표 범위는, 최고 강성을 포함하는, 최고 강성으로부터 5단계 아래의 강성 지표까지의 6패턴이 선택된다. 선택된 강성 지표 범위와, 선출된 지령 응답 지표 범위를 조합하여, 36패턴이 설정된다. 후술하는 단계 4-2에 있어서, 설정된 36패턴에 대해서는, 순차적으로, 지령 응답 지표와 강성 지표가 변경되면서, 평가 지표가 측정된다. 또, 후술하는 단계 2-2 및 단계 3-2에 있어서도, 설정된 36패턴에 있어서의 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위가 이용된다.

또한, 당연한 일이지만, 설정된 패턴의 조합수는, 측정 정밀도와 측정 시간의 균형에 의해, 필요에 따라 증감해도 된다. 도 10b에 나타내는 바와 같이, 이 조합은, 강성 지표를 종축, 지령 응답 지표를 횡축으로 한 경우, 바둑판형으로 늘어서도록 배치된다.

도 9a에 나타내는 바와 같이, 단계 2-1부터 단계 2-6에서는, 단계 1 전에 설정된, 동마찰 보상 처리(24c) 및 점성 마찰 보상 처리(24d)인, 마찰 보상치의 최적치가 탐색된다.

단계 2-1에서는, 단계 1에서 결정된, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위에 의거하여, 마찰 보상치의 최적치가 탐색될 때의, 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위와 마찰 보상 탐색 지령 응답 지표 범위가 결정된다.

도 11a 내지 도 13b에는, 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위와 마찰 보상 탐색 지령 응답 지표 범위가 결정되는 예가 나타난다.

구체적으로는, 도 11a, 도 12a, 도 13a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 최고 강성으로부터 지령 응답 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다. 도 11b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위로부터 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다. 도 12b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위의 최소 강성 지표로부터 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다. 도 13b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위의 최소 강성 지표로부터 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다.

도 11b에 나타내는 바와 같이, 강성 지표 범위가, 그대로 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위로 결정된다. 또, 지령 응답 지표 범위 중에서, 시정수가 최소가 되는 지령 응답 지표 No.6이, 마찰 보상 탐색 지령 응답 지표 범위로 결정된다.

결정된, 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위와 마찰 보상 탐색 지령 응답 지표 범위에 의거하여, 6패턴이 설정된다. 후술하는 단계 2-2에 있어서, 설정된 6패턴에 대해서는, 순차적으로 변경되면서, 각 패턴에 있어서의 마찰 보상치의 최적치가 탐색된다.

도 12b에 나타내는 바와 같이, 강성 지표 범위 중에서 최소의 강성 지표가, 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위로 결정된다. 또, 지령 응답 지표 범위인, 지령 응답 지표 No.1부터 지령 응답 지표 No.6이, 그대로 마찰 보상 탐색 지령 응답 지표 범위로 결정된다.

결정된, 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위와 마찰 보상 탐색 지령 응답 지표 범위에 의거하여, 6패턴이 설정된다. 후술하는 단계 2-2에 있어서, 설정된 6패턴에 대해서는, 순차적으로 변경되면서, 각 패턴에 있어서의 마찰 보상치의 최적치가 탐색된다.

도 13b에 나타내는 바와 같이, 강성 지표 범위 중에서 최소의 강성 지표가, 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위로 결정된다. 또, 지령 응답 지표 범위 중에서, 시정수가 최소가 되는 지령 응답 지표 No.6이, 마찰 보상 탐색 지령 응답 지표 범위로 결정된다.

결정된, 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위와 마찰 보상 탐색 지령 응답 지표 범위에서 결정된 1패턴에 대해서, 마찰 보상치의 최적치가 탐색된다.

이 구체예에서는, 강성 지표 범위보다 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위가 좁게 설정된다. 또, 지령 응답 지표 범위보다 마찰 보상 탐색 지령 응답 지표 범위가 좁게 설정된다.

그러나, 강성 지표 범위를 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위로 하고, 또한, 지령 응답 지표 범위를 마찰 보상 탐색 지령 응답 지표 범위로 하여, 전체 조합 패턴에 있어서의 마찰 보상치의 최적치가 탐색되어도 된다. 즉, 마찰 보상치의 최적치가 탐색되는 범위는, 측정 시간과의 균형에 의해, 필요에 따라 확대해도 된다.

도 9a에 나타내는 바와 같이, 단계 2-2에서는, 후술하는 단계 2-3에서 실제의 동작이 행해지기 전에, 단계 2-1에서 결정된, 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위와 마찰 보상 탐색 지령 응답 지표 범위의 조합 패턴에 따라서, 강성 지표와 지령 응답 지표의 조합이 변경된다. 지령 응답 설정부(22)는, 지령 응답 설정 기능(221)에 의해, 지령 응답 지표에 따라서 설정된다. 위치 속도 제어부(23)는, 강성 설정 기능(231)에 의해, 강성 지표에 따라서 설정된다.

단계 2-3에서는, 단계 1의 전에 결정된 동작 패턴에 따라서, 모터가 구동된다. 평가 지표는, 평가 지표 측정 기능(27)에 의해 측정된다. 여기서, 평가 지표는, 위치 결정 정밀도에 관한 정정 시간, 오버슛량, INP 변화 회수 등이 있다. 기억부(28)의 기억 용량에 제한이 없으면, 가능한 한 많은 평가 지표가 수집되는 것이 바람직하다. 측정된 결과는, 강성 지표와 지령 응답 지표의 조합 패턴과 대응지어, 마찰 보상치와 함께 기억부(28)에 기억된다.

또한, 도 1a, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 측정된 결과를 기억할 수 있다면, 기억부(28)는, 모터(3)를 구동하는 기본 기능으로부터 떨어진 장소여도 된다.

단계 2-4에서는, 마찰 보상치의 최적치에 대해서, 탐색이 완료되었는지 어떤지가 판정된다. 플로차트는, 탐색이 완료되어 있으면, 단계 2-6으로 진행된다. 플로차트는, 탐색이 완료되어 있지 않으면, 단계 2-5로 진행된다.

단계 2-5에서는, 동마찰, 및, 점성 마찰 계수의 추정치가 변경된다. 단계 2-5에서는, 동마찰 보상 처리(24c), 및, 점성 마찰 보상 처리(24d)가 재설정된다. 추정치의 변경은, 단계 1의 전에 측정된 부하 특성에 대해 일정한 배율이 적산된 조작량을, 현재의 추정치로부터 가감산하면 된다. 변경이 완료되면, 플로차트는, 단계 2-3으로 돌아온다. 단계 2-3에서는, 다시, 단계 1의 전에 결정된 동작 패턴에 따라서 모터가 구동된다. 평가 지표는, 평가 지표 측정 기능(27)에 의해 측정된다.

단계 2-6에서는, 단계 2-1에서 결정된, 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위와 마찰 보상 탐색 지령 응답 지표 범위의 모든 조합에 대해, 마찰 보상치의 최적치 탐색이 완료되었는지가 판정된다. 탐색이 완료되어 있지 않으면, 플로차트는, 단계 2-2로 돌아온다. 단계 2-2에서는, 다시, 강성 지표와 지령 응답 지표의 조합이 변경된다. 전체 탐색이 완료되어 있으면, 플로차트는, 단계 3-1로 진행된다.

여기서, 단계 2-1에 있어서, 도 11a 내지 도 13b에 이르는 과정을 거쳐, 마찰 보상 탐색 강성 지표 범위와 마찰 보상 탐색 지령 응답 지표 범위가 결정되는 이유에 대해서, 도 14a 내지 도 15c를 이용하여 설명한다.

도 14a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위 중, 위치 결정 정정 시간의 조합 패턴의 평가 지표의 측정 결과를 나타내는 설명도이다. 도 14b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위 중, 오버슛량의 조합 패턴의 평가 지표의 측정 결과를 나타내는 설명도이다. 도 14c는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위 중, 진동 레벨의 조합 패턴의 평가 지표의 측정 결과를 나타내는 설명도이다.

도 15a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위 중, 위치 결정 정정 시간의 조합 패턴의 평가 지표의 경향을 나타내는 설명도이다. 도 15b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위 중, 오버슛량의 조합 패턴의 평가 지표의 경향을 나타내는 설명도이다. 도 15c는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위 중, 진동 레벨의 조합 패턴의 평가 지표의 경향을 나타내는 설명도이다.

도 14a 내지 도 14c에는, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위의 조합 패턴에 있어서의, 위치 결정 정정 시간, 오버슛량, 진동 레벨에 대해서, 실제로 측정한 결과가 나타난다.

도 14a에 나타내는 바와 같이, 위치 결정 정정 시간을 나타내는 수치는, 수치가 클수록, 외부 위치 지령이 정지하고 나서 위치 편차가 위치 결정 완료 범위 이내가 될 때까지의 시간이 긴 것을 의미한다. 도 14b에 나타내는 바와 같이, 오버슛량을 나타내는 수치는, 수치가 클수록, 목표 위치를 지나친 양이 큰 것을 의미한다. 도 14c에 나타내는 바와 같이, 진동 레벨을 나타내는 수치는, 수치가 클수록, 위치 편차에 대해서, 진동 성분의 진폭이 큰 것을 의미한다.

사선 부분은, 다음의 경과를 거쳐, 위치 결정 완료 출력 신호 깨짐(INT 깨짐)이 발생하고 있는 것을 의미한다. 즉, 외부 위치 지령이 정지하고 나서, 위치 편차가 위치 결정 완료 범위 이내가 된다. 그 후, 목표 위치를 지나쳤기 때문에, 위치 편차가 위치 결정 완료 범위 이외가 된다. 그 후, 다시, 위치 편차가 위치 결정 완료 범위 이내가 된다.

실제로 측정한 이번 경우, 위치 결정 완료 범위를 5로 설정했다. 따라서, 도 14b에 나타내는 바와 같이, 오버슛량이 6 이상에서 INP 깨짐이 발생하고 있는 것을 알 수 있다.

또한, INP 깨짐의 발생은, 위치 결정 완료 출력 신호의 변화 회수로부터도 판단할 수 있다. 외부 위치 지령이 정지하고 나서, 위치 결정 완료 출력 신호의 변화 회수가 1회이면, INP 깨짐의 발생은 없다. 외부 위치 지령이 정지하고 나서, 위치 결정 완료 출력 신호의 변화 회수가 1회보다 크면, INP 깨짐이 발생하고 있는 것이 된다.

도 15a에는, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위의 조합 패턴에 있어서의 위치 결정 정정 시간에 대해서, 도 14a의 측정 결과로부터 알 수 있는 경향이 나타난다.

위치 결정 정정 시간에 대해서는, 지령 응답성이 지배적이다. 따라서, 지령 응답 지표가 클수록, 즉 시정수가 작을수록, 위치 결정 정정 시간은 짧아진다. 위치 결정 정정 시간에 대해서는, 강성 지표의 영향은 작다. 그러나, 강성 지표가 커질수록, 위치 결정 정정 시간은 짧아진다.

도 15b에는, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위의 조합 패턴에 있어서의 오버슛량에 대해서, 도 14b의 측정 결과로부터 알 수 있는 경향이 나타난다.

강성 지표가 작을수록, 오버슛량은 커진다. 또, 지령 응답 지표가 클수록, 즉 시정수가 작을수록, 오버슛량은 커진다.

도 15c에는, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위의 조합 패턴에 있어서의 진동 레벨에 대해서, 도 14c의 측정 결과로부터 알 수 있는 경향이 나타난다.

진동 레벨에 대해서는, 외란 응답성이 지배적이다. 따라서, 강성 지표가 클수록, 진동 레벨은 커진다. 또한, 진동 레벨에 대해서, 지령 응답 지표의 영향은 거의 없다.

여기서, 도 9a에 나타낸 단계 2-5에 있어서의, 마찰 보상치의 변경 방법에 대해서, 도 16을 이용하여 설명한다.

도 16은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 마찰 보상치에 따른 위치 결정 정정 시의 위치 편차를 나타내는 설명도이다.

마찰 보상치가 너무 작으면, 위치 편차는, (1)로 나타내는 상태가 된다. 이 경우, 오버슛량이 커, INP 깨짐이 발생한다.

마찰 보상치를 크게 해나가면, 위치 편차는, (2)로 나타내는 상태가 된다. 이 경우, 오버슛량은, 딱 위치 결정 완료 범위 내에 들어간다. 또, 위치 결정 정정 시간은 최단이 된다.

또한, 마찰 보상치를 크게 해 나가면, 위치 편차는, (3) 혹은 (4)로 나타내는 상태가 된다. 이러한 경우, 오버슛은 발생하지 않게 된다. 위치 결정 정정 시간은, 위치 편차가 (2)로 나타내는 상태보다 길어진다.

이상으로부터, 단계 2-5에 있어서의, 마찰 보상치의 변경은, 다음과 같이 행하면 되는 것을 알 수 있다.

즉, 오버슛을 허용할 수 있는 경우, INP 깨짐이 발생하고 있으면, 마찰 보상치를 크게 한다. 또, INP 깨짐이 발생하고 있지 않으면, 마찰 보상치를 작게 한다. 이 조정을, INP 깨짐의 발생과 INP 깨짐의 미발생에 대해서, 변화가 발생할 때까지 반복해서 행한다.

오버슛을 허용할 수 없는 경우, 오버슛이 발생하고 있으면, 마찰 보상치를 크게 한다. 또, 오버슛이 발생하고 있지 않으면, 마찰 보상치를 작게 한다. 이 조정을, 오버슛의 발생과 오버슛의 미발생에 대해서, 변화가 발생할 때까지 반복해서 행한다.

이상의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 오버슛량, 지령 응답 지표, 강성 지표에 대해서, 다음의 (a) 내지 (c)의 조합으로 한다. 즉, (a) 오버슛량은 큰, (b) 지령 응답 지표는 큰, (c) 강성 지표는 작은, 과 같은 3개의 조건의 조합이다.

본 조합에 의해, 마찰 보상치를 최적으로 조정하면, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위의 모든 조합에 있어서, INP 깨짐이 없는, 혹은, 오버슛이 없는, 측정 결과를 얻을 수 있다. 따라서, 작업자가, 최종의 조정 결과를 선출할 때, 선택의 폭이 넓어진다.

또, 지령 응답 지표가 크고, 강성 지표가 작은, 조합을 선출할 수 있다. 따라서, 작업자는, 위치 결정 정정 시간을 너무 길게 하지 않고, 서보 모터를 제어함에 있어서, 안정성이 높은 조정 결과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치(2)는, 생성된 평가 지표 측정 패턴(63)에 따라서, 순차적으로, 지령 응답 지표(61)와 강성 지표(62)를 변경하면서 모터(3)를 구동하기 전에, 이하의 동작을 행한다.

제진 측정 패턴이, 평가 지표 측정 패턴(63)에 있어서, 응답성이 최고가 되는 강성 지표(62)와, 응답성이 최고가 되는 강성 지표(62)에 대응하는 지령 응답 지표(61)를 조합하여 결정된다.

지령 응답 설정 기능(221)과 강성 설정 기능(231)을 이용하여, 모터(3)가 구동된다. 제진 측정 패턴은, 위치 결정 지표가 측정되고, 그 결과가 기억된다.

제진 측정 패턴에 있어서, 위치 결정 지표가 최량이 되는 제진 주파수와 깊이 설정치가 탐색되고, 그 결과가 기억된다.

위치 결정 지표는, 적어도 위치 결정 정정 시간과, 진동 레벨과, 진동 주파수 중, 하나 이상을 이용할 수 있다.

제진 주파수와 깊이 설정치의 탐색은, 위치 결정 지표가 최량이 되도록, 깊이 설정치를 증가 또는 감소시켜 탐색된다. 제진 주파수와 깊이 설정치의 탐색은, 위치 결정 지표가 양화되는 방향으로, 깊이 설정치를 증가 또는 감소시키는 것을 반복함으로써 탐색된다.

본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 모터 구동 장치에 의하면, 측정 범위 내의 전체 패턴에 있어서, 진동 레벨이 낮은 측정 결과를 얻을 수 있다. 따라서, 작업자가, 최종 조정 결과를 선택할 때, 선택지의 폭을 넓힐 수 있다.

이하, 도 9b, 도 17a 내지 도 18을 이용하여, 주로 소프트웨어 구성에 대해서, 더 상세하게 설명한다.

도 9b에 나타내는 바와 같이, 단계 3-1부터 단계 3-6에서는, 제진 주파수와 깊이 설정의 최적치가 탐색된다.

단계 3-1에서는, 단계 1에서 결정된, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위에 의거하여, 제진 주파수와 깊이 설정의 최적치가 탐색될 때의, 제진 탐색 강성 지표 범위와 제진 탐색 지령 응답 지표 범위가 결정된다. 이 때, 제진 주파수의 초기치는, 제진 필터가 무효가 되는 주파수로 설정한다. 또, 깊이 설정의 초기치는, 제진 필터의 입력에 대한 출력의 관계가 0배가 되는 깊이로 설정한다.

또한, 제진 주파수 및 깊이 설정에 대해서, 적절한 값의 개산치(槪算値)를 알고 있으면, 이 개산치를 초기치로 해도 된다.

도 17a는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 최고 강성으로부터 지령 응답 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다. 도 17b는, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 강성 지표 범위의 최대 강성 지표로부터 제진 탐색 강성 지표 범위를 결정하는 예를 나타내는 설명도이다.

도 17b에 나타내는 바와 같이, 강성 지표 범위 중에서 최대의 강성 지표가, 제진 탐색 강성 지표 범위로 결정된다. 또, 지령 응답 지표 범위 중에서, 시정수가 최소가 되는 지령 응답 지표 No.6이, 제진 탐색 지령 응답 지표 범위로 결정된다.

결정된, 제진 탐색 강성 지표 범위와 제진 탐색 지령 응답 지표 범위에서 결정된 1패턴에 대해서, 제진 주파수와 깊이 설정의 최적치가 탐색된다.

이 구체예에서는, 강성 지표 범위보다 제진 탐색 강성 지표 범위가 좁게 설정된다. 또, 지령 응답 지표 범위보다 제진 탐색 지령 응답 지표 범위가 좁게 설정된다.

그러나, 강성 지표 범위를 제진 탐색 강성 지표 범위로 하고, 또한, 지령 응답 지표 범위를 제진 탐색 지령 응답 지표 범위로 하여, 전체 조합 패턴에 있어서의 제진 주파수와 깊이 설정의 최적치가 탐색되어도 된다. 즉, 제진 주파수와 깊이 설정의 최적치가 탐색되는 범위는, 측정 시간과의 균형에 의해, 필요에 따라 확대해도 된다.

도 9b에 나타내는 바와 같이, 단계 3-2에서는, 후술하는 단계 3-3에서 실제의 동작이 행해지기 전에, 단계 3-1에서 결정된, 제진 탐색 강성 지표 범위와 제진 탐색 지령 응답 지표 범위의 조합 패턴에 따라서, 강성 지표와 지령 응답 지표의 조합이 변경된다. 지령 응답 설정부(22)는, 지령 응답 설정 기능(221)에 의해, 지령 응답 지표에 따라서 설정된다. 위치 속도 제어부(23)는, 강성 설정 기능(231)에 의해, 강성 지표에 따라서 설정된다.

단계 3-3에서는, 단계 1 전에 결정된 동작 패턴에 따라서, 모터가 구동된다. 평가 지표는, 평가 지표 측정 기능(27)에 의해 측정된다. 여기서, 평가 지표는, 위치 결정 정밀도에 관한 정정 시간, 오버슛량, INP 변화 회수, 진동 레벨, 진동 주파수 등이 있다. 기억부(28)의 기억 용량에 제한이 없으면, 가능한 한 많은 평가 지표가 수집되는 것이 바람직하다. 측정된 결과는, 강성 지표와 지령 응답 지표의 조합 패턴과 대응지어, 제진 주파수와 깊이 설정과 함께 기억부(28)에 기억된다.

또한, 도 1a, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 측정된 결과를 기억할 수 있다면, 기억부(28)는, 모터(3)를 구동하는 기본 기능으로부터 떨어진 장소여도 된다.

단계 3-4에서는, 제진 주파수와 깊이 설정의 최적치에 대해서, 탐색이 완료되었는지 어떤지가 판정된다. 탐색이 완료되어 있으면, 플로차트는, 단계 3-6으로 진행된다. 탐색이 완료되어 있지 않으면, 플로차트는, 단계 3-5로 진행된다.

단계 3-5에서는, 제진 주파수와 깊이 설정이 변경된다. 단계 3-5에서는, 제진 필터 설정 처리(221d)를 통하여, 제진 필터(22d)의 주파수 특성이 변경된다. 제진 주파수의 변경은, 평가 지표의 진동 주파수를 제진 주파수로서 설정하면 된다. 깊이 설정의 변경은, 제진 필터의 입력에 대한 출력의 관계가 0배에서 1배가 될 때까지, 얕게 하면 된다. 예를 들면, 깊이 설정의 변경은, 0.1배나 0.01배와 같은 일정 간격으로, 얕게 하면 된다. 변경이 완료되면, 플로차트는, 단계 3-3으로 돌아온다. 단계 3-3에서는, 다시, 단계 1 전에 결정된 동작 패턴에 따라서, 모터가 구동된다. 평가 지표는, 평가 지표 측정 기능(27)에 의해 측정된다.

단계 3-6에서는, 단계 3-1에서 결정된, 제진 탐색 강성 지표 범위와 제진 탐색 지령 응답 지표 범위의 모든 조합에 대해, 제진 주파수와 깊이 설정의 최적치 탐색이 완료되었는지가 판정된다. 탐색이 완료되어 있지 않으면, 플로차트는, 단계 3-2로 돌아온다. 단계 3-2에서는, 다시, 강성 지표와 지령 응답 지표의 조합이 변경된다. 전체 탐색이 완료되어 있으면, 플로차트는, 단계 4-1로 진행된다.

여기서, 단계 3-1에 있어서, 도 17a, 도 17b에 나타내는 과정을 거쳐, 제진 탐색 강성 지표 범위와 제진 탐색 지령 응답 지표 범위가 결정되는 이유에 대해서, 도 14a 내지 도 15c, 도 18을 이용하여 설명한다.

강성 지표와 지령 응답 지표를 변경했을 때의 진동 레벨에 대해서는, 도 14a 내지 도 15c를 이용하여, 먼저 설명한 대로이다. 즉, 진동 레벨은, 강성 지표가 클수록 진동이 크다. 또, 진동 레벨은, 지령 응답 지표의 영향은 거의 없다.

도 18은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 서보 구동 장치에 있어서, 제진 필터의 깊이 설정에 따른 위치 결정 정정 시의 위치 편차를 나타내는 설명도이다.

위치 편차의 진동 주파수가 제진 주파수로서 올바르게 설정되어 있는 경우, 제진 필터의 깊이 설정을 얕게 한다. 즉, 제진 필터의 입력에 대한 출력이, 1배에 가까워진다. 이 경우, 진동 성분이 완전히 제거되지 않고, 위치 편차는, (3)으로 나타내는 바와 같이 진동 상태가 된다.

또, 제진 필터의 깊이 설정을 깊게 한다. 즉, 제진 필터의 입력에 대한 출력이, 0배에 가까워진다. 이 경우, 진동 성분이 과잉에 제거되면, 응답의 지연은 커진다. 위치 편차는, (1)로 나타내는 바와 같이 진동 상태가 된다.

다음에, 제진 필터의 깊이 설정을 적절히 설정한다. 이 경우, 진동 성분이 적절히 제거된다. 위치 편차는, (2)로 나타내는 바와 같이 진동이 없어진다.

즉, 위치 편차의 진동이 크면, INP 깨짐의 발생에 의해, 위치 결정 정정 시간이 (2)보다 긴, (1) 및 (3)과 같이 된다.

이상으로부터, 단계 3-5에 있어서의, 제진 필터의 깊이 설정의 변경은, 다음과 같이 행하면 되는 것을 알 수 있다.

즉, 제진 필터의 깊이 설정의 초기치가, 제진 필터의 입력에 대한 출력의 관계가 0배가 되는 깊이로 설정되어 있는 경우, 깊이 설정이 1배에 가까워지도록, 서서히 얕게 한다.

제진 필터의 깊이 설정의 초기치가, 제진 필터의 입력에 대한 출력의 관계가 0배가 되는 깊이로 설정되어 있지 않은 경우, 진동 레벨이 감소되는 방향으로, 깊이 설정을 얕게 하거나, 혹은, 깊게 한다. 이 조정을, 진동 레벨이 감소에서 증가로 바뀔 때까지 반복해서 행한다.

또한, 제진 필터의 깊이 설정의 변경에 수반하는, 진동 주파수의 변동은, 기본적으로는 발생하지 않는다. 따라서, 제진 주파수의 설정은, 위치 편차의 진동 성분으로부터 진동 주파수를 추출하고, 제진 주파수로서 설정하면 된다. 제진 주파수의 설정은, 처음에 1회만 설정하면 된다. 혹은, 제진 주파수의 설정은, 깊이 설정의 변경이 발생할 때마다, 그때 마다, 재설정해도 된다.

이상의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 진동 레벨, 강성 지표에 대해서, 다음의 (a)(b)의 조합으로 한다. 즉, (a) 진동 레벨은 큰, (b) 강성 지표는 큰, 2개의 조건의 조합이다.

본 조합에 의해, 제진 주파수와 깊이 설정을 최적으로 조정하면, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위의 모든 조합에 있어서, 진동 레벨이 작은, 측정 결과를 얻을 수 있다. 따라서, 작업자가, 최종의 조정 결과를 선출할 때, 선택의 폭이 넓어진다.

또한, 단계 2-1부터 단계 2-6까지와, 단계 3-1부터 단계 3-6까지는, 순서를 역으로 해도 된다.

도 9b에 나타내는 바와 같이, 단계 4-1부터 단계 4-3에서는, 단계 1에서 결정된, 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위의 전체 조합 패턴에 대해서, 평가 지표가 측정된다.

단계 4-1에서는, 단계 4-2에서 실제로 동작이 행해지기 전에, 단계 1에서 결정된 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위에 의거하여, 강성 지표와 지령 응답 지표의 조합이 변경된다. 지령 응답 설정부(22)는, 지령 응답 설정 기능(221)에 의해, 지령 응답 지표에 따라서 설정된다. 위치 속도 제어부(23)는, 강성 설정 기능(231)에 의해, 강성 지표에 따라서 설정된다.

또, 단계 2-1부터 단계 2-6에서 탐색된, 강성 지표와 지령 응답 지표의 조합에 있어서의 마찰 보상치의 최적치에 의거하여, 동마찰, 및, 점성 마찰 계수의 추정치가 변경된다. 또, 마찰 보상치의 최적치에 의거하여, 동마찰 보상 처리(24c), 및, 점성 마찰 보상 처리(24d)가 설정된다.

단계 4-2에서는, 단계 1 전에 결정된 동작 패턴에 따라서, 모터가 구동된다. 각 동작의 평가 지표는, 평가 지표 측정 기능(27)에 의해 측정된다. 여기서, 평가 지표는, 위치 결정 정밀도에 관한 정정 시간, 오버슛량, INP 변화 회수, 진동 레벨 등이 있다. 기억부(28)의 기억 용량에 제한이 없으면, 가능한 한 많은 평가 지표가 수집되는 것이 바람직하다. 측정된 결과는, 강성 지표와 지령 응답 지표의 조합 패턴과 대응지어, 기억부(28)에 기억된다.

단계 4-3에서는, 단계 1에서 결정된 강성 지표 범위와 지령 응답 지표 범위의 전체 조합 패턴에 대해서, 측정이 완료되었는지 어떤지가 판정된다. 측정이 완료되어 있지 않으면, 플로차트는, 단계 4-1로 돌아온다. 단계 4-1에서는, 다시, 강성 지표와 지령 응답 지표의 조합이 변경된다. 측정이 완료되어 있으면, 플로차트는, 단계 5로 진행된다.

도 9b에 나타내는 바와 같이, 단계 5에서는, 우선, 추천 조건이 선택된다. 추천 조건은, 용도에 따라, 미리 정의된 선택지로부터 선택된다. 또, 추천 조건은, 평가 지표가 그래프 표시되어, 그림적으로 선택되어도 된다. 혹은, 추천 조건은, 지령 응답 지표와 강성 지표의 매트릭스에 대해 평가 지표가 표시된다. 그리고, 추천 조건은, 지령 응답 지표와 강성 지표의 조합이, 직접, 지정되어도 된다. 지령 응답 지표와 강성 지표의 매트릭스에 대해 평가 지표가 표시됨으로써, 강성 지표 또는 지령 응답 지표가 변경되었을 때의, 평가 지표의 경향을 파악할 수 있다.

환언하면, 지령 응답 지표와 강성 지표의 조합 패턴 중에서, 1개 이상의 후보가 선출되는 방법이면, 어떠한 방법이어도 허용된다.

도 9b에 나타내는 바와 같이, 단계 6에서는, 단계 4-1부터 단계 4-3의 평가 지표 측정 결과에 의거하여, 단계 5에서 선택된 추천 조건에 따라서, 가장 우선 순위가 높은 지령 응답 지표와 강성 지표의 조합이, 최종 조정 결과로서 선출된다. 추천 조건이 재배열 조건을 포함하는 경우, 우선 순위가 2번째 이후인 후보에 대해서 나타내도 된다.

또, 지령 응답 지표와 강성 지표의 매트릭스에 대해 평가 지표가 표시되어 있으면, 요구가 만족되는 가운데, 보다 강성 지표가 낮은, 지령 응답 지표와 강성 지표의 조합이 선출된다. 따라서, 작업자는, 서보 모터를 제어함에 있어서, 안정성이 높은 조정 결과를 얻을 수 있다.

마지막으로, 모터 구동 장치(2)의 모든 자동 조정 기능이 무효화되고, 단계 6이 종료된다.

지령 응답 설정 기능(221)은, 지령 응답 지표가, 실제의 지령 응답 설정부(22)에 반영되지 않도록, 반영 개시 신호가 오프가 된다. 또, 강성 설정 기능(231)은, 강성 지표가, 실제의 위치 속도 제어부(23)에 반영되지 않도록, 반영 개시 신호를 오프로 해 둔다.

본 발명의 모터 구동 장치는, 서보 조정에 대해서, 충분한 지식이나 경험을 가지지 않는 작업자라도, 용도마다 상이한 평가 지표를 만족하면서, 안정성이 높은 조정 결과를 간단하게 얻을 수 있다.

1: 상위 장치 2, 1002: 모터 구동 장치
2a: 모터 구동부 3: 모터
4: 인코더 5: 부하
6: 서보 조정부 22: 지령 응답 설정부
23, 123: 위치 속도 제어부 24: 부하 특성 보상부
27: 평가 지표 측정 기능 28: 기억부
61: 지령 응답 지표 62: 강성 지표
63: 평가 지표 측정 패턴 221: 지령 응답 설정 기능
231: 강성 설정 기능

Claims (10)

1. 모터를 구동하는 모터 구동 장치로서,
   위치 지령을 수신하여, 특정 주파수대역을 제거하는 필터 처리를 행함과 함께, 상기 필터 처리를 행한 결과를 필터 후 위치 지령으로서 송신하는 지령 응답 설정부와,
   상기 필터 후 위치 지령과, 인코더로부터 송신된 모터 위치 정보를 수신하여, 상기 필터 후 위치 지령과 상기 모터 위치 정보의 편차를 0으로 하는 토크 지령을 생성하고, 생성한 상기 토크 지령을 송신하는 위치 속도 제어부와,
   상기 토크 지령을 수신하여, 상기 모터와 상기 모터에 가해진 부하의 관성 추정치를 곱한 후, 상기 부하의 마찰 토크 추정치를 가산하여, 상기 모터를 구동하는 보상 후 토크 지령을 생성하고, 생성한 상기 보상 후 토크 지령을 송신하는 부하 특성 보상부와,
   복수의 지령 응답 지표와, 복수의 강성 지표를 기억함과 함께, 각각의 상기 지령 응답 지표와 상기 강성 지표를 조합하여 평가 지표 측정 패턴을 생성하는 서보 조정부와,
   상기 서보 조정부로부터 송신되는, 상기 평가 지표 측정 패턴을 구성하는 상기 지령 응답 지표에 따라서, 상기 지령 응답 설정부의 필터 특성을 자동으로 설정하는 지령 응답 설정 기능과,
   상기 서보 조정부로부터 송신되는, 상기 평가 지표 측정 패턴을 구성하는 상기 강성 지표에 따라서, 상기 위치 속도 제어부의 파라미터를 자동으로 설정하는 강성 설정 기능과,
   상기 위치 지령과, 상기 모터 위치 정보와, 상기 보상 후 토크 지령 중 적어도 하나로부터 도출된 평가 지표를 자동으로 측정하는 평가 지표 측정 기능과,
   상기 평가 지표 측정 기능으로 측정된 결과를 기억하는 기억부를 구비하고,
   생성된 상기 평가 지표 측정 패턴에 따라서, 순차적으로, 상기 지령 응답 지표와 상기 강성 지표를 변경하면서 상기 모터를 구동하는, 모터 구동 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 평가 지표는, 적어도 위치 결정 정정(整定) 시간과, 오버슛량과, 진동 레벨과, 위치 결정 완료 출력 신호 변화 회수 중, 하나 이상을 이용하는, 모터 구동 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   생성된 상기 평가 지표 측정 패턴에 따라서, 순차적으로, 상기 지령 응답 지표와 상기 강성 지표를 변경하면서 상기 모터를 구동하기 전에,
   상기 평가 지표 측정 패턴에 있어서, 시정수가 최소가 되는 상기 지령 응답 지표와, 시정수가 최소가 되는 상기 지령 응답 지표에 대응하는 상기 강성 지표를 조합하여 제1 마찰 보상 측정 패턴을 결정하고,
   상기 지령 응답 설정 기능과 상기 강성 설정 기능을 이용하여, 상기 강성 지표를, 순차적으로, 변경하면서 상기 모터를 구동시켜, 모든 조합에서 위치 결정 지표를 측정하여 기억하고, 각각의 상기 제1 마찰 보상 측정 패턴에 있어서, 상기 위치 결정 지표가 최량이 되는 마찰 보상치를 탐색하여 기억하는, 모터 구동 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   생성된 상기 평가 지표 측정 패턴에 따라서, 순차적으로, 상기 지령 응답 지표와 상기 강성 지표를 변경하면서 상기 모터를 구동하기 전에,
   상기 평가 지표 측정 패턴에 있어서, 응답성이 최저가 되는 상기 강성 지표와, 응답성이 최저가 되는 상기 강성 지표에 대응하는 상기 지령 응답 지표를 조합하여 제2 마찰 보상 측정 패턴을 결정하고,
   상기 지령 응답 설정 기능과 상기 강성 설정 기능을 이용하여, 상기 지령 응답 지표를, 순차적으로, 변경하면서 상기 모터를 구동시켜, 모든 조합에서 위치 결정 지표를 측정하여 기억하고, 각각의 상기 제2 마찰 보상 측정 패턴에 있어서, 상기 위치 결정 지표가 최량이 되는 마찰 보상치를 탐색하여 기억하는, 모터 구동 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   생성된 상기 평가 지표 측정 패턴에 따라서, 순차적으로, 상기 지령 응답 지표와 상기 강성 지표를 변경하면서 상기 모터를 구동하기 전에,
   상기 평가 지표 측정 패턴에 있어서, 시정수가 최소가 되는 상기 지령 응답 지표와, 응답성이 최저가 되는 상기 강성 지표를 조합하여 제3 마찰 보상 측정 패턴을 결정하고,
   상기 지령 응답 설정 기능과 상기 강성 설정 기능을 이용하여 상기 모터를 구동시켜, 위치 결정 지표를 측정하여 기억하고, 상기 제3 마찰 보상 측정 패턴에 있어서, 상기 위치 결정 지표가 최량이 되는 마찰 보상치를 탐색하여 기억하는, 모터 구동 장치.
6. 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 위치 결정 지표는, 적어도 위치 결정 정정 시간과, 오버슛량과, 위치 결정 완료 출력 신호 변화 회수 중, 하나 이상을 이용하는, 모터 구동 장치.
7. 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 위치 결정 지표가 최량이 되도록, 상기 마찰 보상치를 증가 또는 감소시켜 탐색하는, 모터 구동 장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   생성된 상기 평가 지표 측정 패턴에 따라서, 순차적으로, 상기 지령 응답 지표와 상기 강성 지표를 변경하면서 상기 모터를 구동하기 전에,
   상기 평가 지표 측정 패턴에 있어서, 응답성이 최고가 되는 상기 강성 지표와, 응답성이 최고가 되는 상기 강성 지표에 대응하는 상기 지령 응답 지표를 조합하여 제진 측정 패턴을 결정하고,
   상기 지령 응답 설정 기능과 상기 강성 설정 기능을 이용하여 상기 모터를 구동시켜, 위치 결정 지표를 측정하여 기억하고, 상기 제진 측정 패턴에 있어서, 상기 위치 결정 지표가 최량이 되는 제진 주파수와 깊이 설정치를 탐색하여 기억하는, 모터 구동 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 위치 결정 지표는, 적어도 위치 결정 정정 시간과, 진동 레벨과, 진동 주파수 중, 하나 이상을 이용하는, 모터 구동 장치.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 위치 결정 지표가 최량이 되도록, 상기 깊이 설정치를 증가 또는 감소시켜 탐색하는, 모터 구동 장치.

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