WO2020175383A1 - 調整支援装置、サーボドライバ、複数のサーボモータの制御パラメータ調整方法及びプログラム - Google Patents

調整支援装置、サーボドライバ、複数のサーボモータの制御パラメータ調整方法及びプログラム Download PDF

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servo
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control
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健治 中嶋
悌 大野
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Omron Corp
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    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G05B19/056—Programming the PLC

Definitions

  • the present invention relates to an adjustment support device, a servo driver, a control parameter adjustment method for a plurality of servo motors, and a program.
  • control parameters of a control device for controlling a plurality of servo motors have been calculated and set in advance at the design stage of the control device, or adjusted by an operator having experience and know-how.
  • control device controls a plurality of motors
  • control parameters are adjusted for each axis (for example, refer to Patent Document 1).
  • the inertia ratio which is one of the control parameters, cannot be accurately adjusted because interference between multiple axes can occur, as in the gantry mechanism and tandem mechanism. It was difficult to estimate the ratio.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 1 1 -2 2 6 7 6
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of adjusting a control parameter for a plurality of servo motors with a more accurate estimated inertia ratio. And ⁇ 0 2020/175383 2 ⁇ (: 171? 2020 /007148
  • the present invention for solving the above problems provides
  • An adjustment support device for supporting adjustment of control parameters of a plurality of servo motors
  • a parameter acquisition unit for acquiring a parameter including an estimated value of an inertia ratio with respect to a load driven by the servo motor
  • a parameter setting control unit for setting parameters including an inertia ratio when controlling the servo motor
  • the parameter setting control unit causes the parameter acquisition unit to set the acquired inertia ratio for all of the plurality of servo motors after acquiring the estimated value of the inertia ratio for all of the plurality of servo motors. It is characterized by
  • the parameter setting control unit sets the inertia ratios for the plurality of servomotors after waiting for the parameter acquisition unit to acquire the estimated inertia ratios for the plurality of servomotors.
  • the inertia ratio setting/update timing can be made uniform among multiple servo motors. For this reason, it is possible to adjust the control parameters with a more accurate estimated inertia ratio.
  • the present invention also provides
  • the parameter setting control unit When estimating the inertia ratio for any one of the plurality of servo motors, the parameter setting control unit sets the gain and the inertia ratio to the same value for the other servo motors. You can
  • the present invention also provides
  • the present invention also provides
  • the plurality of servomotors may drive loads that may cause axial interference with each other.
  • the present invention also provides
  • a servo driver for controlling each of a plurality of servo motors, the control unit controlling the servo motor,
  • the present invention also provides
  • the plurality of servomotors may drive loads that may cause axial interference with each other.
  • the present invention also provides
  • a method for adjusting control parameters of a plurality of servo motors
  • control parameters including estimated values of inertia ratio for loads driven by each of the plurality of servo motors, for all of the plurality of servo motors;
  • the present invention also provides
  • the present invention also provides
  • the control parameter determined to be appropriate may be set as a control parameter for controlling each of the plurality of servo motors.
  • the present invention also provides
  • the plurality of servomotors may drive loads that may cause axial interference with each other.
  • the present invention also provides
  • Each of the plurality of servo motors estimates a control parameter including an inertia ratio with respect to a load driven by the servo motor; and estimating the control parameters for all other servo motors of the plurality of servo motors. Waiting for completion, and setting the estimated control parameter as a control parameter when controlling each of the plurality of servo motors.
  • the present invention also provides
  • the plurality of servomotors may drive loads that may cause axial interference with each other.
  • the present invention also provides
  • a program for adjusting the control parameters of multiple servo motors is a program for adjusting the control parameters of multiple servo motors.
  • control parameters including estimated values of inertia ratio for loads driven by each of the plurality of servo motors, for all of the plurality of servo motors;
  • a program for adjusting control parameters of a plurality of servo motors is a program for adjusting control parameters of a plurality of servo motors.
  • Each of the plurality of servo motors estimates a control parameter including an inertia ratio with respect to a load driven by the servo motor; and estimating the control parameters for all other servo motors of the plurality of servo motors. Waiting for completion, and setting the estimated control parameter as a control parameter when controlling each of the plurality of servo motors,
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system in a first embodiment.
  • FIG. 2 A graph showing an example when the inertia ratio cannot be accurately estimated.
  • FIG. 3 is a diagram explaining the principle of a phenomenon in which the inertia ratio cannot be accurately estimated.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the servo driver and the adjustment support device in the first embodiment.
  • FIG. 5 A flow chart showing the flow until the inertia ratio is updated in the first embodiment.
  • FIG. 6 A flow chart showing a flow up to updating the inertia ratio in the second embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a servo driver and an adjustment support device in the third embodiment.
  • FIG. 8 is a flow chart showing a flow up to updating the inertia ratio in the third embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system in the fourth embodiment.
  • FIG. 10 A block diagram showing a schematic configuration of a servo drive in Example 4.
  • FIG. 1 1 is a flow _ Chiya _ Bok showing a flow of setting synchronization of the estimated Inashiya ratio in Example 4.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system in a modified example of the first embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system in a modified example of the fourth embodiment.
  • the control system 1 shown in Fig. 1 is a system that controls the servomotors 3 and 4 that drive the load machine 2, and includes the adjustment support device 9, the controller 7, the servo drivers 5 and 6, the servomotors 3 and 4, and the load. Includes Machine 2.
  • the load machine 2 has multiple servo motors 3,
  • the inertia ratio of each axis is estimated.
  • Such inertia ratio estimation is performed for each axis by the inertia ratio estimation unit provided in the servo driver.
  • interference may occur between axes driven by a plurality of servo motors.
  • one axis acts as a load against the other and one axis
  • the inertia ratio of is sometimes estimated to be large.
  • Figure 2 shows an example where the inertia ratio cannot be accurately estimated.
  • the upper part of Fig. 2 shows the rotation speeds of the servomotors 3 and 4 that operate the load machine 2 on a trial basis in order to estimate the inertia ratio (see Fig. 3 (Minami) for the schematic configuration of the load machine 2).
  • the lower part of Fig. 2 shows the inertia ratio of the first shaft 2 1 and the second shaft 2 2 estimated by the operation of the load machine 2 in the upper part.
  • the first axis 2 1 shown by the solid line is the main, and the second axis 2 2 shown by the broken line is in a state of being pulled.
  • the second axis 2 2 acts on the first axis 2 1 like a load. It is in a state of being.
  • the estimated inertia ratio of the 1st axis 2 1 increases while the estimated inertia ratio of the 2nd axis 2 2 decreases to 0, and the inertia ratio of the 1st axis 2 1 and the 2nd axis 2 2 decreases.
  • the ratio cannot be accurately estimated.
  • FIG. 3 (8) (3) and ( ⁇ ) schematically show the estimated inertia ratio and control band of the first axis 2 1 and the second axis 22 2, respectively.
  • Figure 3 (Nami) schematically shows the gantry mechanism of load machine 2.
  • a mechanical element 2 mechanically connected so as to be orthogonal to the first axis 2 1 and the second axis 2 2 arranged in parallel.
  • Fig. 3 are arranged. Also, in Fig. 3 (Minami), the magnitude of the torque during operation of the first shaft 2 1 and the second shaft is shown by the length of the arrow. As shown in Fig. 3 (eight), the estimated inertia ratios of the 1st axis 2 1 and the 2nd axis are the same in the state indicated by the circled number “1”.
  • the position of the diagonal line that intersects the first axis 2 1 in (8) indicates the estimated inertia ratio of the first axis 2 1.
  • the estimated inertia ratio of the second axis decreases (the position of the diagonal line intersecting the second axis in Fig. 3 (8) shows the estimated inertia ratio of the second axis.)
  • the apparent control band of the second shaft is lower than that of the first shaft 21. Therefore, as shown by circled numbers "2" and circled number "3" in Fig. 3 (M), the torque generated on the first shaft 2 1 increases as the speed increases, while the torque increases. , The torque generated on the 2nd axis decreases, and the circled number “3” indicates that almost no torque is generated.
  • the control system 1 has a plurality of axes that may cause axis interference.
  • An adjustment support device 9 is provided to support adjustment of the inertia ratio with respect to the shaft. As shown in FIG. 4, the adjustment support device 9 transmits/receives signals to/from the servo drivers 5 and 6 via the signal relay unit 71 of the controller 7.
  • the adjustment assisting device 9 acquires the estimated values of the inertia ratios from the servo drivers 5 and 6 for the axes in which axis interference may occur, via the driver communication units 5 4 and 6 4, respectively. Then, the inertia ratio setting control unit 92 transmits the estimated value of the inertia ratio to each servo driver 5 and 6 and updates them at the same timing.
  • Servo drivers 5 and 6 are inertia ratio setting control ⁇ 0 2020/175383 9 ⁇ (: 171? 2020 /007148
  • the estimated values of the inertia ratio received from the unit 9 2 via the driver communication units 5 4 and 6 4 are stored in the storage units 5 3 and 6 3, and the control units 5 1 and 6 are based on the stored estimated inertia ratios. 1 updates the set value of inertia ratio.
  • the inertia ratio setting timing by the adjustment support device 9 can be accurately estimated even for the load machine 2 that may cause axial interference.
  • the adjustment support device 9 can be realized by, for example, a personal computer or !_ ⁇ that executes a predetermined program. Further, the adjustment support device 9 is not limited to the case where the adjustment support device 9 is configured separately from the servo drivers 5 and 6 and the controller 7.
  • the controller that commonly controls the servo drivers 5 and 6 for a plurality of axes that may cause axis interference may include the adjustment support device 9. Further, the servo drivers 5 and 6 for the axes that may cause axis interference may share the function of the adjustment support device 9. In this case, communication between the servo drivers 5 and 6 may be performed so that the update timing of the inertia ratio is aligned.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system 1 including an adjustment support device 9 according to this embodiment.
  • the load machine 2 is a multi-axis machine having a plurality of axes that can cause axis interference, such as a gantry mechanism or a tandem mechanism.
  • Servo motors 3 and 4 drive axes that can cause axial interference with each other.
  • the load machine 2 is configured, for example, as schematically shown in FIG. 3 (Nami), in which the servomotor 3 drives the first axis 21 and the servomotor 4 drives the second axis.
  • Servo motors 3 and 4 are connected to servo drivers 5 and 6 that output drive signals for the servo motors 3 and 4, respectively, according to command signals.
  • the servo drivers 5 and 6 respond to input from the user or external devices.
  • the controller 7 8 that outputs the command signal is connected. It also supports the adjustment of the inertia ratio by the servo drivers 5 and 6. ⁇ 0 2020/175383 10 10 (:171? 2020/007148
  • An adjustment support device 9 is provided.
  • the configuration is shown with two axes that can cause axis interference.However, even for load machines that have three or more axes that can cause axis interference, servo motors, servo drivers, and controllers can be used for each axis. Is installed, and the adjustment support device 9 is connected to each servo driver.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the servo drivers 5 and 6, the controller 7, and the adjustment support device 9.
  • the servo drivers 5 and 6 include control units 5 1 and 6 1 that output drive currents to the servo motors 3 and 4 based on commands input from the controller 7.
  • the control units 51 and 61 include a position controller, a speed controller, a torque controller, and the like, but a well-known configuration can be appropriately adopted for these, so a detailed description thereof will be omitted.
  • the servo driver 5 includes an inertia ratio estimation unit 52 for estimating the inertia ratio.
  • the controller 7 includes a signal relay unit 7 1 that relays transmission/reception of signals between the servo drivers 5 and 6 and the adjustment support device 9.
  • the controller 7 has a processor, memory, communication unit, etc.
  • the adjustment support device 9 is configured by, for example, a computer that has a storage device that stores a program and data for executing a program for adjusting an inertia ratio, which will be described later.
  • the servo driver 5 has a storage unit 53 for storing data such as various control parameters including an inertia ratio necessary for controlling the servo motor 3 and a control program.
  • the servo driver 5 has a driver communication unit 54 for communicating with the outside.
  • the servo driver 6 also includes a control unit 61, an inertia ratio estimation unit 62, a storage unit 63 and a driver communication unit 64, but the configuration of each unit is the same as that of the servo driver, and the description thereof is omitted.
  • the adjustment assisting device 9 uses the inertia ratios estimated by the inertia ratio estimating units 5 2 and 6 2 as the servo drivers 5 and 6 via the driver communication units 5 4 and 6 4 and the signal relaying unit 7 1.
  • the inertia ratio acquisition unit 91 acquired from 6 and the acquired inertia ratio are transferred to the respective servo drivers 5 and 6 via the signal relay unit 7 1. ⁇ 0 2020/175383 1 1 ⁇ (: 171? 2020 /007148
  • the inertia ratio acquisition unit 91 corresponds to the parameter acquisition unit
  • the inertia ratio setting control unit corresponds to the parameter setting control unit.
  • the inertia ratios received from the inertia ratio setting control unit 9 2 via the signal relay unit 7 1 and the driver communication units 5 4 and 6 4 are stored in the storage units 5 3 and 6 3, Used when updating the inertia ratio in the control units 5 1 and 6 1.
  • FIG. 5 is a flow chart showing a flow up to the updating of the inertia ratio by the servo drivers 5 and 6 and the adjustment support device 9 as an inertia ratio adjusting method.
  • the axes for which the inertia ratio should be estimated that is, the multiple axes that may interfere with each other, are uniquely numbered in order from 1 to identify the axes.
  • the specified axis is explained as the first axis.
  • the load machine 2 tries a positioning operation including a plurality of axes that may cause axis interference (step 3 2). Then, the inertia ratio of the first axis 21 is estimated (step 33). The estimated inertia ratio of the first axis 2 1 is transmitted to the adjustment support device 9 via the driver communication units 5 4 and 6 4 and stored in a predetermined storage area provided in the inertia ratio acquisition unit 9 1. It is recorded (step 34).
  • the inertia ratio setting unit causes the related axis, that is, all of the plurality of axes that can cause mutual axis interference (in the example of Fig. 3 (M), the first axis 21 and It is determined whether the inertia ratio for the second axis 22 (corresponding to the second axis 22) is stored (step 35).
  • Step 3 5 is Inashiya ratio setting unit, out read an estimate of Ina _ shear ratio for each axis from Ina _ shear ratio obtaining unit 9 1, each Send to the servo drivers 5 and 6 corresponding to the axis.
  • the buffers 5 and 6 store the estimated inertia ratio values received via the driver communication units 5 4 and 6 4 in the storage units 5 3 and 6 3, and the inertia ratios used by the control units 5 1 and 6 1 for updating. And complete a series of processing.
  • step 35 When it is determined as 1 ⁇ 100 in step 35, the value of ⁇ is incremented (step 37), and the next axis (here, the second axis) is skipped from step 32 to step 34. Repeat the process. Then, when the plurality of axes in which axis interference may occur are two axes, it is determined in step 35 that it is bad 63, so the process proceeds to step 36.
  • control system for driving and controlling the load machine 2 that may cause axial interference
  • control system 1 including the adjustment support device 9 is the same as that of the first embodiment, the same components as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 6 is a flow chart showing the flow until the inertia ratio is updated by the servo drivers 5 and 6 and the adjustment support device 9 according to the present embodiment.
  • the gain and the inertia ratio are set to the same value for the related axes (step 311).
  • the load machine 2 performs the processing after the positioning operation (step 32) including a plurality of axes that may cause axis interference. Since the processes after step 32 are the same as those in the first embodiment, the description will not be repeated.
  • the gain and inertia ratio set in step 311 are fixed until the estimation of the inertia ratio for the target axis is completed. It
  • the responsiveness of the control side of the axis control of the related axes can be made equal, so the inertia ratio can be estimated correctly. it can.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of the adjustment support device and the servo driver according to the present embodiment.
  • the same components as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the adjustment support device 19 has a validity judgment unit 9 3 in addition to the inertia ratio acquisition unit 91 and the inertia ratio setting control unit 9 2.
  • the validity judgment unit 93 determines whether the inertia ratios obtained from the servo drivers 5 and 6 are proper. This is because when attempting a positioning operation to estimate the inertia ratio in load machine 2, if this operation has low acceleration, the torque during operation is not due to the inertia ratio but due to friction. It is presumed that
  • the judgment value is judged to be invalid when the judgment value is 1 or more, and judged to be valid when the judgment value is less than 1. Since this is one example of the validity condition of the estimated value of the inertia ratio, the validity of the estimated value of the inertia ratio may be judged under other conditions.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the flow until the updating of the inertia ratio by the servo drivers 5 and 6 and the adjustment support device 19 as the inertia ratio adjusting method according to the present embodiment.
  • the positioning operation is tried (step 3 2) and, in addition to the estimation of the inertia ratio of the spindle, the unbalanced load, the dynamic friction, and the viscous friction are estimated (step 3 2 1).
  • the inertia ratio acquisition unit 9 1 acquires these estimated values from the servo drivers 5 and 6 via the driver communication units 5 4 and 6 4, and the validity judgment unit 9 3 determines these values.
  • a judgment value is calculated from the estimated value of and it is judged whether or not the validity condition is satisfied (step 3 2 2).
  • step 3 2 2 2 2 When it is determined in step 3 2 2 2 that the validity condition is satisfied, that is, when the determination value is less than 1, the process proceeds to step 3 4.
  • step 3 2 2 If it is judged in step 3 2 2 that the validity condition is not satisfied, that is, if the judgment value is 1 or more, the process returns to step 3 11 1.
  • the inertia setting control unit causes the servo drivers 5 and 6 to increase the acceleration of the positioning operation to estimate the inertia ratio and the like.
  • the inertia setting control unit may prompt the user to increase the acceleration of the positioning operation by displaying a message or the like.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of the control system 11 according to the present embodiment. This embodiment does not include the adjustment control device in the control system 1 according to the first embodiment, and the configuration of the servo driver is different from that of the first embodiment. Same as Example 1 ⁇ 0 2020/175383 15 ⁇ (: 171? 2020 /007148
  • FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of the servo drivers 15 and 16 according to the present embodiment.
  • Figure 11 is a flow chart showing the flow of the setting synchronization process for the estimated inertia ratio in the servo drivers 15 and 16.
  • the servo driver corresponds to a computer that executes a program for adjusting the inertia ratio.
  • the servo drivers 1 5 and 1 6 have a setting synchronization unit 5 in addition to a control unit 5 1 and 6 1, an inertia estimation unit, a storage unit 5 3 and 6 3, and a driver communication unit 5 4 and 6 4, respectively. Having 5, 6 5.
  • the value of the inertia ratio estimation flag is set to 0 when the inertia ratio is not estimated for any of the related axes.
  • the order in which a plurality of axes included in the related axes estimate the inertia ratio is set in advance.
  • the setting synchronization units 55, 65 determine whether or not inertia ratio estimation is permitted (step 331). That is, it is judged whether the order of inertia ratio estimation has come around to its own axis. If the first axis 2 1 is the axis that is included in the related axes and for which the inertia ratio estimation is to be performed first, regardless of the conditions of the other axes included in the related axes, in step 3 3 1 To be judged. At this time, the load machine 2 tries the positioning operation including the related axes (step 3 3 2), and the inertia estimation section of the servo drivers 1 5 and 1 6 of the 1st axis 2 1 estimates the inertia ratio. (Step 3 3 3).
  • the setting synchronization unit 55 updates the value of the inertia ratio estimation flag of the first axis 2 1 to 1 in the inertia ratio estimation table held by itself. Yes (step 3 3 4). And the setting synchronization unit 5 5 ⁇ 0 2020/175383 16 ⁇ (: 171? 2020 /007148
  • the identification information of the first axis 2 1 and the inertia ratio estimation flag value 1 are sent to the other axes included in the related axes, for example, the servo driver 16 of the second axis. Send (step 3 3 5).
  • the setting synchronization unit 65 of the second-axis server driver 16 Upon receiving this information from the first axis 21, the setting synchronization unit 65 of the second-axis server driver 16 updates the inertia ratio estimation flag to 1 for the first axis 21.
  • the axis for which the inertia ratio should be estimated next here the setting synchronization unit 65 of the servo driver 16 for the second axis, estimates the inertia ratio immediately before in a predetermined order. If the inertia ratio estimation flag for the axis to be performed is 0, the inertia ratio estimation is not performed.
  • step 3 3 1 since the inertia ratio estimation is not permitted on the second axis, it is judged as N 0 in step 3 3 1 and waits until the inertia ratio estimation is permitted.
  • the inertia ratio estimation table held by the servo driver 16 of the 2nd axis the inertia ratio estimation flag for the 1st axis 2 1 which is supposed to perform the inertia ratio estimation immediately before is updated to 1. Therefore, it is judged to be bad in step 3 3 1. Therefore, the setting synchronization unit 65 of the second-axis servo driver 16 causes the inertia ratio estimation unit 62 to estimate the inertia ratio (step 332).
  • the inertia ratio estimation flag of the inertia ratio estimation table is updated to 1 (step 3 3 4) and the other axes included in the related axes are also updated. , Transmits the identification information of the second axis and the value 1 of the inertia ratio estimation flag (steps 3 3 5).
  • the setting synchronization unit 5 5 transmits the second axis which is another axis included in the related axes via the driver communication unit 5 4.
  • the identification information and inertia ratio estimation flag are received from (step 3336).
  • the inertia ratio estimation flag for the second axis in the inertia ratio estimation table is updated to 1 (step 337). In this way, inertia ratio estimation is sequentially performed on a plurality of axes included in the related axes.
  • step 3 3 8 Wait for the inertia ratio estimation flags to be updated to 1 for all axes included in the related axes in the bull (step 3 3 8). Then, the inertia ratio estimation flag for all axes included in the related axes is 1 timing, and the setting synchronization parts 5 5 and 5 6 of the servo drivers 1 5 and 1 6 of each axis are the estimated inertia ratio values of their own axes. Is stored in the storage units 5 3 and 6 3 and the inertia ratio is updated (step 3 3 9) 0
  • the timing of inertia ratio estimation is aligned for a plurality of axes that may cause axis interference, so that it is possible to accurately estimate the inertia ratio.
  • each servo can be similarly transmitted via the driver communication unit. Do between drivers.
  • the gain and the inertia ratio may be set to the same value in the other axes included in the related axes.
  • the validity may be judged when estimating the inertia ratio.
  • the driver communication units 5 4 and 6 4 may communicate via the signal relay unit 7 1 of the controller 7.
  • the adjustment support device 9 is connected via the controller 7 that controls the servo drivers 5 and 6, but the configuration of the control system is not limited to this.
  • FIG. 12 shows the configuration of a control system 3 1 according to a modified example of the first embodiment.
  • the servo drivers 5 and 6 are controlled by the controllers 7 and 8, respectively.
  • the adjustment support device 9 is connected to the servo drivers 5 and 6 without passing through the controllers 7 and 8.
  • the configurations and operations of the servo drivers 5 and 6 and the adjustment support device 9 are the same as those in the control system 1 shown in FIG. Therefore, detailed description will be omitted.
  • the servo drivers 5 and 6 are ⁇ 0 2020/175383 18 ⁇ (: 171? 2020 /007148
  • FIG. 13 shows the configuration of a control system 41 according to a modified example of the fourth embodiment.
  • the servo drivers 5 and 6 are controlled by the controllers 7 and 8, respectively. Since the configurations and operations of the servo drivers 5 and 6 are the same as those in the control system 11 shown in FIG. 10, detailed description thereof will be omitted.
  • a parameter acquisition unit (91) for acquiring a parameter including an estimated value of the inertia ratio with respect to a load driven by the servo motor (3, 4) and a parameter including an inertia ratio when controlling the servo motor are set.
  • the parameter setting control unit (9 2) is configured such that the parameter acquisition unit (9 1) acquires the estimated value of the inertia ratio for all (3, 4) of the plurality of servo motors, Adjustment assisting device characterized by setting the acquired inertia ratios for all the motors (3, 4) (9
  • Servo driver (15) that controls each of the multiple servo motors (3, 4)
  • a servo driver comprising setting synchronization for synchronizing the setting of the estimated value to the control unit (5 1, 6 1).
  • a method for adjusting control parameters of a plurality of servo motors comprising the step of setting the estimated control parameters.
  • Each of the plurality of servo motors (3, 4) estimating a control parameter including an inertia ratio with respect to a load driven by the servo motors (3, 4);
  • a program that causes a computer to execute is a program that causes a computer to execute.

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Abstract

複数のサーボモータに対して、より正確な推定イナーシャ比による制御パラメータの調整が可能となる。複数のサーボモータを駆動するサーボドライバ５，６に対する制御パラメータとしてイナーシャ比の調整を支援する調整支援装置９を有する。調整支援装置９のイナーシャ比取得部９１は、サーボドライバ５，６のそれぞれのイナーシャ比推定部５２，６２において推定されたイナーシャ比を取得し、イナーシャ比設定制御部９２がサーボドライバ５，６に対してタイミングを揃えてイナーシャ比を設定・更新させる。

Description

\¥0 2020/175383 1 ?＜：17 2020 /007148 明 細 書
発明の名称 ：
調整支援装置、 サーボドライバ、 複数のサーボモータの制御パラメータ調 整方法及びプログラム
技術分野
[0001 ] 本発明は、 調整支援装置、 サーボドライバ、 複数のサーボモータの制御パ ラメータ調整方法及びプログラムに関する。
背景技術
[0002] 従来、 複数のサーボモータを制御する制御装置の制御パラメータは、 制御 装置の設計段階で予め算出し設定するか、 経験やノウハウを有する作業者が 調整していた。
[0003] 特に、 制御装置が複数のモータを制御する場合には、 各軸に対して、 上述 の制御パラメータの調整が行われていた （例えば、 特許文献 1 を参照） 。
[0004] そのため、 上述のような従来の方法では、 制御パラメータの調整に時間が かかる場合があった。 とりわけ、 複数のモータを制御する制御装置における 制御パラメータの調整において、 制御パラメータのひとつであるイナーシャ 比については、 ガントリ機構やタンデム機構のように複数軸間の干渉が生じ 得るために、 正確なイナーシャ比を推定することが難しかった。
先行技術文献
特許文献
[0005] 特許文献 1 :特開 2 0 1 1 - 2 2 6 7 6号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0006] 本発明は、 上記のような問題に鑑みてなされたものであり、 複数のサーボ モータに対して、 より正確な推定イナーシャ比による制御パラメータの調整 が可能な技術を提供することを目的とする。 \¥0 2020/175383 2 卩（：171? 2020 /007148
課題を解決するための手段
[0007] 上記の課題を解決するための本発明は、
複数のサーボモータの制御パラメータの調整を支援する調整支援装置であ って、
前記サーボモータによって駆動される負荷に対するイナーシャ比の推定値 を含むパラメータを取得するパラメータ取得部と、
前記サーボモータを制御する際のイナーシャ比を含むパラメータを設定さ せるパラメータ設定制御部と、
を備え、
前記パラメータ設定制御部は、 前記パラメータ取得部が、 前記イナーシャ 比の推定値を複数の前記サーボモータの全てについて取得した後に、 複数の 前記サーボモータの全てについて、 取得された該イナーシャ比を設定させる ことを特徴とする。
[0008] このようにすれば、 複数のサーボモータにおける推定イナーシャ比をパラ メータ取得部が取得するのを待ってパラメータ設定制御部によって複数のサ —ボモータにイナーシャ比を設定することになるので、 複数のサーボモータ 間で、 イナーシャ比の設定 ·更新のタイミングを揃えることができる。 この ため、 より正確な推定イナーシャ比による制御パラメータの調整が可能とな る。
[0009] また、 本発明は、
複数の前記サーボモータのうちのいずれかについて前記イナーシャ比を推 定する場合には、 前記パラメータ設定制御部は、 他の前記サーボモータにつ いては、 ゲイン及びイナーシャ比を同じ値に設定させるようにしてもよい。
[0010] このようにすれば、 各サーボモータに対する制御側での応答性のばらつき をなくすことができるので、 より正確なイナーシャ比の推定が可能なる。
[001 1 ] また、 本発明は、
前記パラメータ取得部が取得した前記イナーシャ比の推定値の妥当性を判 断する妥当性判断部を備えるようにしてもよい。 \¥0 2020/175383 3 卩（：171? 2020 /007148
[0012] このようにすれば、 イナーシャ比に影響を与える要因を考慮した妥当性条 件を設定することにより、 この妥当性条件を満足するイナーシャ比推定値に よって制御パラメータの調整が行われるので、 より正確な推定イナーシャ比 による調整が可能となる。
[0013] また、 本発明は、
前記複数のサーボモータは、 互いに軸干渉を生じ得る負荷を駆動するよう にしてもよい。
[0014] このように、 複数のサーボモータは、 互いに軸干渉を生じ得る負荷を駆動 する場合には、 あるサーボモータが駆動する軸が他のサーボモータに対して 負荷として作用し、 イナーシャ比の正確な推定が難しいことがあるが、 その ような場合にも、 正確なイナーシャ比による制御パラメータの調整が可能と なる。
[0015] また、 本発明は、
複数のサーボモータをそれぞれ制御するサーボドライバであって、 前記サーボモータを制御する制御部と、
前記サーボモータによって駆動される負荷に対するイナーシャ比を含むパ ラメータを推定するパラメータ推定部と、
複数の前記サーボモータのそれぞれにおける前記パラメータの推定値の前 記制御部への設定を同期させる設定同期を備えたことを特徴とする。
[0016] このように、 サーボドライバ間で、 イナーシャ比の設定タイミングを同期 させることにより、 それぞれのサーボモータに対して、 より正確な推定イナ —シャ比による制御パラメータの調整が可能となる。
[0017] また、 本発明は、
前記複数のサーボモータは、 互いに軸干渉を生じ得る負荷を駆動するよう にしてもよい。
[0018] このように、 複数のサーボモータは、 互いに軸干渉を生じ得る負荷を駆動 する場合には、 あるサーボモータが駆動する軸が他のサーボモータに対して 負荷として作用し、 イナーシャ比の正確な推定が難しいことがある。 しかし \¥0 2020/175383 4 卩（：171? 2020 /007148
、 そのような場合にも、 サーボドライバ間で推定イナーシャ比の設定タイミ ングを揃えることにより、 正確なイナーシャ比による制御パラメータの調整 が可能となる。
[0019] また、 本発明は、
複数のサーボモータの制御パラメータ調整方法であって、
複数の前記サーボモータのそれぞれによって駆動される負荷に対するイナ —シャ比の推定値を含む制御パラメータを、 複数の前記サーボモータの全て について取得するステップと、
取得した前記制御パラメータを、 複数の前記サーボモータのそれぞれを制 御する際の制御パラメータとして設定するステップ、
を含む。
[0020] また、 本発明は、
複数の前記サーボモータのそれぞれについてのイナーシャ比が推定される 際に、 他の前記サーボモータについては、 ゲイン及びイナーシャ比を同じ値 に設定させるステップ、
をさらに含むようにしてもよい。
[0021 ] また、 本発明は、
複数の前記サーボモータから取得された前記制御パラメータが妥当である か否かを判断するステップ、
をさらに含み、
妥当であると判断された前記制御パラメータを、 複数の前記サーボモータ のそれぞれを制御する際の制御パラメータとして設定するようにしてもよい
[0022] また、 本発明は、
前記複数のサーボモータは、 互いに軸干渉を生じ得る負荷を駆動するよう にしてもよい。
[0023] また、 本発明は、
複数のサーボモータの制御パラメータ調整方法であって、 \¥0 2020/175383 5 卩（：171? 2020 /007148
複数の前記サーボモータのそれぞれが、 該サーボモータによって駆動され る負荷に対するイナーシャ比を含む制御パラメータを推定するステップと、 複数の前記サーボモータのうち他の全てのサーボモータに対する前記制御 パラメータの推定が完了するのを待って、 前記複数の前記サーボモータのそ れそれを制御する際の制御パラメータとして、 前記推定された制御パラメー 夕を設定するステップを含む。
[0024] また、 本発明は、
前記複数のサーボモータは、 互いに軸干渉を生じ得る負荷を駆動するよう にしてもよい。
[0025] また、 本発明は、
複数のサーボモータの制御パラメータを調整するためのプログラムであっ て、
複数の前記サーボモータのそれぞれによって駆動される負荷に対するイナ —シャ比の推定値を含む制御パラメータを、 複数の前記サーボモータの全て について取得するステップと、
取得した前記制御パラメータを、 複数の前記サーボモータのそれぞれを制 御する際の制御パラメータとして設定するステップ、
をコンピュータに実行させるプログラムである。
[0026] 複数のサーボモータの制御パラメータ調整するためのプログラムであって
複数の前記サーボモータのそれぞれが、 該サーボモータによって駆動され る負荷に対するイナーシャ比を含む制御パラメータを推定するステップと、 複数の前記サーボモータのうち他の全てのサーボモータに対する前記制御 パラメータの推定が完了するのを待って、 前記複数の前記サーボモータのそ れそれを制御する際の制御パラメータとして、 前記推定された制御パラメー 夕を設定するステップ、
をコンピュータに実行させるプログラムである。 発明の効果 \¥0 2020/175383 6 卩（：171? 2020 /007148
［0027］ 本発明によれば、 複数のサーボモータに対して、 より正確なイナーシヤ比 による制御パラメータの調整が可能となる。
図面の簡単な説明
［0028］ ［図 1］実施例 1 における制御システムの概略構成を示すブロック図である。
［図 2］イナーシヤ比を正確に推定できない場合の一例を示すグラフである。
［図 3］イナーシヤ比を正確に推定できない現象の原理を説明する図である。
［図 4］実施例 1 におけるサーボドライバと調整支援装置の概略構成を示すブロ ック図である。
［図 5］実施例 1 におけるイナーシヤ比更新までの流れを示すフローチヤートで ある。
［図 6］実施例 2におけるイナーシヤ比更新までの流れを示すフローチヤートで ある。
［図 7］実施例 3におけるサーボドライバと調整支援装置の概略構成を示すブロ ック図である。
［図 8］実施例 3におけるイナーシヤ比更新までの流れを示すフローチヤートで ある。
［図 9］実施例 4における制御システムの概略構成を示すブロック図である。
［図 10］実施例 4におけるサーボドライ/ の概略構成を示すブロック図である
［図 1 1］実施例 4における推定イナーシヤ比の設定同期処理の流れを示すフロ _チヤ _卜である。
［図 12］実施例 1の変形例における制御システムの概略構成を示すブロック図 である。
［図 13］実施例 4の変形例における制御システムの概略構成を示すブロック図 である。
発明を実施するための形態
［0029］ 〔適用例〕
以下、 本発明の適用例について、 図面を参照しつつ説明する。 本発明は例 \¥0 2020/175383 7 卩（：171? 2020 /007148
えば、 図 1 に示すような調整支援装置 9に適用される。 図 1 に示す制御シス テム 1は、 負荷機械 2を駆動するサーボモータ 3 , 4を制御するシステムで あり、 調整支援装置 9、 コントローラ 7、 サーボドライバ 5 , 6、 サーボモ —夕 3 , 4及び負荷機械 2を含む。 負荷機械 2は、 複数のサーボモータ 3 ,
4によって駆動されるいわゆる多軸構成を有する。
[0030] 多軸構成を有する負荷機械を含む制御システムにおいて制御パラメータを 調整する際に、 各軸のイナーシャ比の推定が行われる。 このようなイナーシ ャ比の推定は、 サーボドライバが備えるイナーシャ比推定部によって軸ごと に行われていた。 しかし、 多軸構成として、 ガントリ機構やタンデム機構を 含む負荷機械においては、 複数のサーボモータによってそれぞれ駆動される 軸間で干渉が生じ得る。 とりわけ、 複数のサーボモータによって駆動される 要素の間の機械的連結の剛性が高い場合には、 負荷機械を動作させるときに —方の軸が他方の軸に対して負荷として働き、 一方の軸のイナーシャ比が大 きく推定されることがある。 図 2は、 このようにイナーシャ比が正確に推定 できない場合の例を示す。 図 2の上段は、 イナーシャ比推定のために負荷機 械 2を試行的に動作させるサーボモータ 3 , 4の回転速度を示す （負荷機械 2の概略構成については図 3 （巳） 参照） 。 図 2の下段は、 上段の負荷機械 2に動作によって推定された第 1軸 2 1 と第 2軸 2 2のイナーシャ比を示す 。 実線で示す第 1軸 2 1が主となり、 破線で示す第 2軸 2 2が引っ張られる 状態となっており、 第 2軸 2 2が第 1軸 2 1 に対して負荷のように作用して いる状態である。 このため、 第 1軸 2 1の推定イナーシャ比は増加する一方 で、 第 2軸 2 2の推定イナーシャ比は減少し、 0になってしまい、 第 1軸 2 1及び第 2軸 2 2のイナーシャ比を正確に推定することができない。
[0031 ] 図 3 （八） 及び図 3 （巳） によって、 上述の現象が生じる原理について説 明する。 図 3 （八） において、 （3） , （匕） はそれぞれ第 1軸 2 1 と第 2 軸 2 2の推定イナーシャ比と制御帯域を模式的に示す。 図 3 （巳） は、 負荷 機械 2のガントリ機構を模式的に示している。 ここでは、 平行に配置された 第 1軸 2 1 と第 2軸 2 2とに直交するように機械的に接続された機械要素 2 \¥0 2020/175383 8 卩（：171? 2020 /007148
3が配置されている。 また、 図 3 （巳） では、 第 1軸 2 1 と第 2軸の動作時 のトルクの大きさを矢印の長さによって示している。 図 3 （八） に示すよう に、 丸囲み数字 「1」 で示す状態では第 1軸 2 1 と第 2軸の推定イナーシャ 比は等しい。 このとき、 負荷機械の剛性が高い場合 （各軸の負荷が同等の場 合も同様） には、 速度比例ゲインも第 1軸 2 1 と第 2軸について等しく設定 されていると、 第 1軸 2 1 と第 2軸に対する制御帯域も等しくなるので、 図 3 （巳） に示すように、 第 1軸 2 1 と第 2軸には同じトルクが発生する。 丸 囲み数字 「 1」 から丸囲み数字 「2」 、 丸囲み数字 「2」 から丸囲み数字 「 3」 の状態へと移るに従って、 第 1軸 2 1の推定イナーシャ比は増加する （ 図 3 （八） の第 1軸 2 1 と交差する斜線の位置が第 1軸 2 1の推定イナーシ ャ比を示す。 ） 。 一方で、 第 2軸の推定イナーシャ比は減少する （図 3 （八 ） の第 2軸と交差する斜線の位置が第 2軸の推定イナーシャ比を示す。 ） 。 このとき、 第 1軸 2 1のイナーシャ比が高くなる一方で第 2軸のイナーシャ 比が低くなると、 見かけの制御帯域は第 2軸の方が第 1軸 2 1 よりも低くな る。 このため、 図 3 （巳） において、 丸囲み数字 「2」 及び丸囲み数字 「3 」 で示すように、 より速度が増加するように第 1軸 2 1 に発生するトルクは 増加するのに対し、 第 2軸に発生するトルクは減少し、 丸囲み数字 「3」 で はほとんどトルクが発生していない状態となる。
[0032] 軸干渉が生じ得る複数の軸ごとにサーボドライバ内でイナーシャ比を推定 更新するために、 イナーシャ比を正確に推定できないことに鑑み、 制御シ ステム 1は、 軸干渉が生じ得る複数の軸に対するイナーシャ比の調整を支援 する調整支援装置 9を備えている。 この調整支援装置 9は、 図 4に示すよう に、 コントローラ 7の信号中継部 7 1 を介して、 サーボドライバ 5 , 6と信 号の送受信を行う。 ここでは、 調整支援装置 9は、 軸干渉が生じ得る軸に対 するサーボドライバ 5 , 6から、 それぞれイナーシャ比の推定値を、 ドライ バ通信部 5 4 , 6 4を介して取得する。 そして、 イナーシャ比設定制御部 9 2から、 イナーシャ比の推定値を各サーボドライバ 5 , 6に送信して、 同じ タイミングで更新させる。 サーボドライバ 5 , 6は、 イナーシャ比設定制御 \¥0 2020/175383 9 卩（：171? 2020 /007148
部 9 2からドライバ通信部 5 4 , 6 4を介して受信したイナーシャ比の推定 値を記憶部 5 3 , 6 3に記憶し、 この記憶された推定イナーシャ比に基づい て制御部 5 1 , 6 1がイナーシャ比の設定値を更新する。
このように調整支援装置 9によって、 イナーシャ比の設定タイミングを揃 えることにより、 軸干渉を生じ得る負荷機械 2に対しても、 イナーシャ比を 正確に推定することができる。
[0033] 調整支援装置 9は、 例えば、 所定のプログラムを実行するパーソナルコン ピュータや !_〇によって実現することができる。 また、 調整支援装置 9は 、 サーボドライバ 5 , 6及びコントローラ 7とは別に構成される場合に限ら れない。 軸干渉を生じ得る複数の軸に対するサーボドライバ 5 , 6を共通し て制御するコントローラが調整支援装置 9を含んでもよい。 また、 軸干渉を 生じ得る軸に対するサーボドライバ 5 , 6が、 調整支援装置 9の機能を分担 するようにしてもよい。 この場合には、 サーボドライバ 5 , 6間で通信する ことにより、 イナーシャ比の更新タイミングを揃えるようにすればよい。
[0034] 〔実施例 1〕
以下では、 本発明の実施例に係る調整支援装置 9について、 図面を用いて 、 より詳細に説明する。
[0035] ＜装置構成＞
図 1は、 本実施例に係る調整支援装置 9を含む制御システム 1の概略構成 を示すブロック図である。 負荷機械 2は、 ガントリ機構やタンデム機構のよ うに軸干渉を生じ得る複数の軸を有する多軸構成の機械である。 サーボモー 夕 3 , 4はそれぞれ互いに軸干渉を生じ得る軸を駆動する。 負荷機械 2は、 例えば、 図 3 （巳） に模式的に示すように構成され、 サーボモータ 3が第 1 軸 2 1 を駆動し、 サーボモータ 4が第 2軸を駆動する。 サーボモータ 3 , 4 には、 指令信号に従ってサーボモータ 3 , 4の駆動信号を出力するサーボド ライバ 5 , 6がそれぞれ接続され、 サーボドライバ 5 , 6には、 ユーザ又は 外部装置からの入力に応じて指令信号を出力するコントローラ 7 8が接続さ れている。 また、 サーボドライバ 5 , 6によるイナーシャ比の調整を支援す \¥0 2020/175383 10 卩（：171? 2020 /007148
る調整支援装置 9が設けられている。 図 1では、 軸干渉を生じ得る軸を二軸 として構成を示しているが、 軸干渉を生じ得る軸が三以上である負荷機械に ついても、 各軸に対してサーボモータ、 サーボドライバ、 コントローラが設 けられ、 各サーボドライバに調整支援装置 9が接続される。
[0036] 図 4は、 サーボドライバ 5 , 6とコントローラ 7と調整支援装置 9の概略 構成を示すブロック図である。
サーボドライバ 5 , 6は、 コントローラ 7から入力される指令に基づいて サーボモータ 3 , 4に駆動電流を出力する制御部 5 1 , 6 1 を含む。 制御部 5 1 , 6 1は、 位置制御器、 速度制御器、 トルク制御器等を含むが、 これら は公知の構成を適宜採用することができるので詳細な説明は省略する。 サー ボドライバ 5は、 イナーシャ比を推定するためのイナーシャ比推定部 5 2を 含む。 コントローラ 7は、 サーボドライバ 5 , 6と調整支援装置 9との間で の信号の送受信を中継する信号中継部 7 1 を含む。 コントローラ 7は、 数値 制御プログラム等を実行する〇 IIからなるプロセッサ、 メモリ、 通信部等 を有するが、 これらは公知の構成を適宜採用することができるので詳細な説 明は省略する。 調整支援装置 9は、 例えば、 後述するイナーシャ比を調整す るためのプログラムを実行する〇 IIや当該プログラムやデータを記憶する 記憶装置を有するコンピュータにより構成される。 また、 サーボドライバ 5 は、 サーボモータ 3を制御するために必要なイナーシャ比を含む種々の制御 パラメータ等のデータや制御プログラムを記憶する記憶部 5 3を有する。 さ らに、 サーボドライバ 5は、 外部と通信するためのドライバ通信部 5 4を有 する。 サーボドライバ 6も同様に、 制御部 6 1、 イナーシャ比推定部 6 2、 記憶部 6 3及びドライバ通信部 6 4を含むが、 各部の構成はサーボドライバ と同様であるので説明を省略する。
[0037] 調整支援装置 9は、 イナーシャ比推定部 5 2 , 6 2において推定されたイ ナーシャ比を、 ドライバ通信部 5 4 , 6 4及び信号中継部 7 1 を介して、 サ —ボドライバ 5 , 6から取得するイナーシャ比取得部 9 1 と、 取得したイナ —シャ比を、 信号中継部 7 1 を介して、 それぞれのサーボドライバ 5 , 6に \¥0 2020/175383 1 1 卩（：171? 2020 /007148
送信するイナーシヤ比設定制御部 9 2を有する。 ここでは、 イナーシヤ比取 得部 9 1がパラメータ取得部に、 イナーシヤ比設定制御部がパラメータ設定 制御部にそれぞれ相当する。
サーボドライバ 5 , 6において、 信号中継部 7 1及びドライバ通信部 5 4 , 6 4を介して、 イナーシヤ比設定制御部 9 2から受信したイナーシヤ比は 、 記憶部 5 3 , 6 3に記憶され、 制御部 5 1 , 6 1 におけるイナーシヤ比の 更新の際に用いられる。
[0038] ＜イナーシヤ比調整方法＞
図 5は、 イナーシヤ比調整方法としての、 サーボドライバ 5 , 6及び調整 支援装置 9によるイナーシヤ比の更新までの流れを示すフローチヤートであ る。
まず、 イナーシヤ比推定を行う軸を特定する変数丨 に対して、 丨 = 1 とお く （ステップ 3 1） 。 ここでは、 イナーシヤ比の推定を行うべき軸、 すなわ ち、 互いに軸干渉が生じ得る複数の軸には、 当該軸を特定するために 1から 順に一意に番号が付されており、 このように特定される軸を第丨軸として説 明する。
[0039] 次に、 負荷機械 2によって、 軸干渉を生じ得る複数の軸を含む位置決め動 作を試行する （ステップ 3 2） 。 そして、 第 1軸 2 1のイナーシヤ比の推定 を行う （ステップ 3 3） 。 推定された第 1軸 2 1のイナーシヤ比は、 ドライ バ通信部 5 4 , 6 4を介して、 調整支援装置 9に送信され、 イナーシヤ比取 得部 9 1 に設けられた所定の記憶領域に記録される （ステップ 3 4） 。
[0040] 次に、 調整支援装置 9では、 イナーシヤ比設定部が、 関連軸、 すなわち互 いに軸干渉を生じ得る複数の軸の全て （図 3 （巳） の例では第 1軸 2 1及び 第 2軸 2 2に対応する） についてイナーシヤ比が記憶されているかを判断す る （ステップ3 5） 。
[0041 ] ステップ 3 5において丫6 3と判断された場合には、 イナーシヤ比設定部 は、 各軸に対するイナ _シヤー比の推定値をイナ _シヤ比取得部 9 1から読 み出して、 各軸に対応するサーボドライバ 5 , 6に送信する。 サーボドライ \¥0 2020/175383 12 卩（：171? 2020 /007148
バ 5 , 6は、 ドライバ通信部 5 4 , 6 4を介して受信したイナーシヤ比の推 定値を記憶部 5 3 , 6 3に記憶し、 制御部 5 1 , 6 1が更新に用いるイナー シヤ比として設定し、 一連の処理を終了する。
[0042] ステップ 3 5において 1\1〇と判断された場合には、 丨 をインクリメントし （ステップ 3 7） 、 次の軸 （ここでは第 2軸） について、 ステップ 3 2〜ス テップ3 4の処理を繰り返す。 そして、 軸干渉が生じ得る複数の軸が二軸で ある場合には、 ステップ 3 5において丫 6 3と判断されるので、 ステップ 3 6に進む。
[0043] このように、 軸干渉を生じ得る負荷機械 2を駆動 ·制御する制御システム
1 において、 制御パラメータを調整する際に、 各軸の状況に応じたイナーシ ヤ比を正確に推定することができる。
[0044] 〔実施例 2〕
本実施例に係る調整支援装置 9を含む制御システム 1の構成は実施例 1 と 同じであるので、 実施例 1 と同じ構成については同じ符号を付して説明を省 略する。
図 6は、 本実施例に係るサーボドライバ 5 , 6及び調整支援装置 9による イナーシヤ比の更新までの流れを示すフローチヤートである。 本実施例では 、 軸干渉を生じ得る複数軸のそれぞれについてイナーシヤ比を推定する際に 、 関連軸についてゲイン及びイナーシヤ比を同じ値に設定する （ステップ 3 1 1） 。 このように設定した後に、 負荷機械 2によって、 軸干渉を生じ得る 複数の軸を含む位置決め動作 （ステップ 3 2） 以降の処理を行う。 ステップ 3 2以降の処理は実施例 1 と同じであるため、 説明は繰り返さない。 イナー シヤ比の推定の対象となっている軸以外の関連軸については、 対象となって いる軸のイナーシヤ比の推定が完了するまで、 ステップ 3 1 1 において設定 されたゲイン及びイナーシヤ比に固定される。
[0045] 関連軸の軸制御の応答性が異なる状態でイナーシヤ比の推定を行うと、 あ る軸の応答性が高くなり、 その軸が大きなトルクを出力して動作することに なり、 イナーシヤ比を正確に推定できない場合がある。 しかし、 上述のよう \¥0 2020/175383 13 卩（：171? 2020 /007148
に、 イナーシャ推定時に関連軸のゲイン及びイナーシャ比を同じ値に設定す ることにより、 関連軸の軸制御の制御側の応答性を等しくすることができる ので、 イナーシャ比を正解に推定することができる。
なお、 本実施例のように、 軸制御の制御側の応答性を関連軸について同等 となるように設定しても、 各自によって駆動される実負荷が異なる場合には 、 負荷機械 2における応答は異なるものとなる。 しかし、 関連軸の制御を位 置制御で行う場合には、 負荷が大きい分だけトルクを出力することとなるた め、 関連軸間で実負荷の配分が異なっていても正確なイナーシャ比を推定す ることができる。
[0046] 〔実施例 3〕
図 7は、 本実施例に係る調整支援装置及びサーボドライバの概略構成を示 すブロック図である。 実施例 1及び実施例 2と同じ構成については同じ符号 を付して説明を省略する。
本実施例では、 調整支援装置 1 9が、 イナーシャ比取得部 9 1及びイナー シャ比設定制御部 9 2に加えて、 妥当性判断部 9 3を有する。 この妥当性判 断部 9 3は、 サーボドライバ 5 , 6から取得したイナーシャ比が妥当である か否かを判断する。 これは、 負荷機械 2においてイナーシャ比の推定のため に位置決め動作を試行する際に、 この動作が加速度の低い動作である場合に は、 動作時のトルクがイナーシャ比によるものではなく、 摩擦によるものと 推定されるからである。
[0047] このようなイナーシャ比の推定値が妥当であるか否かの判断方法の例につ いて説明する。 イナーシャ比が推定される際には、 動摩擦、 粘性摩擦及び偏 荷重も併せて推定されることが多いため、 これらのパラメータによって （偏 荷重十動摩擦十粘性摩擦） /イナーシャ比を判定値とする。 負荷機械 2の位 置決め動作の加速度が小さい領域では、 イナーシャ比が摩擦として推定され るために、 イナーシャ比が小さく判定値が大きく表れる。 一方で、 負荷機械 2の位置決め動作の加速度が大きい領域では、 イナーシャ比の推定値はほぼ —定値となり、 判定値は減少する。 このような判定値の特定から、 イナーシ \¥0 2020/175383 14 卩（：171? 2020 /007148
ヤ比の妥当性の判断条件として、 判定値が 1以上である場合に妥当でないと 判断し、 判定値が 1未満である場合に妥当であると判断するようにする。 こ れはイナーシヤ比の推定値の妥当性条件の一例であるから、 他の条件によつ てイナーシヤ比の推定値の妥当性を判断してもよい。
[0048] ＜イナーシヤ比調整方法＞
図 8は、 本実施例に係るイナーシヤ比調整方法としての、 サーボドライバ 5 , 6及び調整支援装置 1 9によるイナーシヤ比の更新までの流れを示すフ 口ーチヤートである。 本実施例では、 位置決め動作を試行し （ステップ 3 2 ） 、 第丨軸のイナーシヤ比の推定に加えて、 偏荷重、 動摩擦、 粘性摩擦を推 定する （ステップ3 2 1） 。 そして、 ステップ3 2 1 において、 これらの推 定値を、 イナーシヤ比取得部 9 1がサーボドライバ 5 , 6からドライバ通信 部 5 4 , 6 4を介して取得し、 妥当性判断部 9 3が、 これらの推定値から判 定値を算出し、 妥当性条件を満たすか否かを判断する （ステップ 3 2 2） 。
[0049] ステップ 3 2 2において、 妥当性条件を満たすと判断した場合、 すなわち 判定値が 1未満である場合はステップ 3 4に進む。
ステップ 3 2 2において、 妥当性条件を満たさないと判断した場合、 すな わち判定値が 1以上である場合は、 ステップ 3 1 1 に戻る。 ステップ 3 1 1 以降の処理を行う際には、 イナーシヤ設定制御部は、 サーボドライバ 5 , 6 に位置決め動作の加速度を上げてイナーシヤ比等の推定を行わせる。 このと き、 イナーシヤ設定制御部は、 メッセージを表示する等により、 ユーザに位 置決め動作の加速度を上げるように促してもよい。
[0050] このようにすれば、 推定されたイナーシヤ比の妥当性が判断されるので、 より正確なイナーシヤ比の推定が可能となる。
[0051 ] 〔実施例 4〕
＜装置構成＞
図 9は、 本実施例に係る制御システム 1 1の概略構成を示すブロック図で ある。 本実施例は、 実施例 1 に係る制御システム 1 における調整制御装置を 備えておらず、 実施例 1 とはサーボドライバの構成が異なる。 実施例 1 と同 \¥0 2020/175383 15 卩（：171? 2020 /007148
じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。 図 1 〇は、 本実施例に 係るサーボドライバ 1 5 , 1 6の概略構成を示すブロック図である。 図 1 1 は、 サーボドライバ 1 5 , 1 6における推定イナーシヤ比の設定同期処理の 流れを示すフローチヤートである。 ここでは、 サーボドライバが、 イナーシ ヤ比を調整するためのプログラムを実行するコンピュータに対応する。
[0052] サーボドライバ 1 5 , 1 6は、 それぞれ制御部 5 1 , 6 1、 イナーシヤ推 定部、 記憶部 5 3 , 6 3、 ドライバ通信部 5 4 , 6 4に加えて、 設定同期部 5 5 , 6 5を有する。 互いに軸干渉を生じ得る複数の軸、 すなわち関連軸に 含まれる複数の軸は、 関連軸に含まれる軸を識別する識別情報と当該軸のイ ナーシヤ比推定に関する情報であるイナーシヤ比推定フラグを関連付けたイ ナーシヤ比推定テーブルを保有している。 関連軸に含まれるいずれの軸もイ ナーシヤ比推定を行っていない状態では、 イナーシヤ比推定フラグの値は 0 に設定されている。 関連軸に含まれる複数の軸がイナーシヤ比を推定する順 序は予め定めておく。
[0053] 図 1 1 を参照して、 本実施例に係るイナーシヤ比調整方法としての、 サー ボドライバ 1 5 , 1 6における推定イナーシヤ比の設定同期処理の流れを説 明する。
まず、 設定同期部 5 5 , 6 5では、 イナーシヤ比推定が許可されているか 否かを判断する （ステップ 3 3 1） 。 すなわち、 自らの軸にイナーシヤ比推 定の順番が巡ってきているかを判断する。 第 1軸 2 1が関連軸に含まれる軸 のうち最初にイナーシヤ比推定を行うべき軸であれば、 関連軸に含まれる他 の軸の状況にかかわらず、 ステップ 3 3 1で丫 6 3と判断される。 このとき は、 負荷機械 2によって、 関連軸を含む位置決め動作を試行し （ステップ 3 3 2） 、 第 1軸 2 1のサーボドライバ 1 5 , 1 6のイナーシヤ推定部がイナ —シヤ比推定を行う （ステップ 3 3 3） 。
[0054] 第 1軸 2 1のイナーシヤ比の推定が完了すると、 設定同期部 5 5は、 自ら が保有するイナーシヤ比推定テーブルにおける第 1軸 2 1のイナーシヤ比推 定フラグの値を 1 に更新する （ステップ 3 3 4） 。 そして、 設定同期部 5 5 \¥0 2020/175383 16 卩（：171? 2020 /007148
は、 ドライバ通信部 5 4を介して、 関連軸に含まれる他の軸、 例えば第 2軸 のサーボドライバ 1 6に対して、 第 1軸 2 1の識別情報とイナーシャ比推定 フラグの値 1 を送信する （ステップ 3 3 5） 。
[0055] 第 2軸のサーバドライバ 1 6の設定同期部 6 5は、 第 1軸 2 1からこの情 報を受信すると、 第 1軸 2 1 についてイナーシャ比推定フラグを 1 に更新す る。 関連軸に含まれる複数の軸のうち次にイナーシャ比推定を行うべき軸、 ここでは第 2軸のサーボドライバ 1 6の設定同期部 6 5では、 予め定めれた 順序で直前にイナーシャ比推定を行うこととされている軸についてのイナー シャ比推定フラグが 0となっている場合には、 イナーシャ比推定を行わない 。 すなわち、 第 2軸では、 イナーシャ比推定が許可されていないので、 ステ ップ 3 3 1 において N 0と判断され、 イナーシャ比推定が許可されるのを待 機する。 ここでは、 第 2軸のサーボドライバ 1 6が保有するイナーシャ比推 定テーブルでは、 直前にイナーシャ比推定を行うこととされている第 1軸 2 1 についてのイナーシャ比推定フラグが 1 に更新されており、 ステップ 3 3 1 において丫 6 3と判断される。 従って、 第 2軸のサーボドライバ 1 6の設 定同期部 6 5は、 イナーシャ比推定部 6 2にイナーシャ比の推定を行わせる （ステップ 3 3 2） 。 第 2軸のイナーシャ比の推定が完了すると、 同様に、 イナーシャ比推定テーブルのイナーシャ比推定フラグを 1 に更新する （ステ ップ 3 3 4） とともに、 関連軸に含まれる他の軸に対して、 第 2軸の識別情 報とイナーシャ比推定フラグの値 1 を送信する （ステップ 3 3 5） 。
[0056] 第 1軸 2 1 に関する処理に戻ると、 第 1軸 2 1では、 設定同期部 5 5がド ライバ通信部 5 4を介して、 関連軸に含まれる他の軸である第 2軸からの識 別情報とイナーシャ比推定フラグを受信する （ステップ 3 3 6） 。 そして、 イナーシャ比推定テーブルにおける第 2軸のイナーシャ比推定フラグを 1 に 更新する （ステップ 3 3 7） 。 このように、 関連軸に含まれる複数の軸で、 順番にイナーシャ比推定が行われる。
[0057] そして、 予め定められた順序において最後にイナーシャ比推定を行うこと とされている軸についてのイナーシャ比推定が完了し、 イナーシャ比推定テ \¥0 2020/175383 17 卩（：171? 2020 /007148
—ブルにおいて関連軸に含まれる全ての軸についてイナーシャ比推定フラグ が 1 に更新されるのを待機する （ステップ 3 3 8） 。 そして、 関連軸に含ま れる全ての軸についてイナーシャ比推定フラグが 1タイミングで、 各軸のサ —ボドライバ 1 5 , 1 6の設定同期部 5 5 , 5 6は、 自らの軸のイナーシャ 比推定値を記憶部 5 3 , 6 3に記憶させて、 イナーシャ比を更新する （ステ ップ 3 3 9） 0
[0058] このようにすれば、 軸干渉を生じ得る複数の軸についてイナーシャ比推定 のタイミングが揃えられるので、 正確なイナーシャ比の推定が可能となる。
[0059] ここでは、 軸干渉を生じ得る軸が二つである場合を示しているが、 軸干渉 を生じ得る軸が三つ以上ある場合には同様に、 ドライバ通信部を介して、 各 サーボドライバ間で行う。
本実施例においても、 イナーシャ比を推定する際に、 関連軸に含まれる他 の軸においてゲイン及びイナーシャ比を同じ値に設定するようにしてもよい 。 また、 イナーシャ比を推定する際に妥当性を判断するようにしてもよい。 また、 図 4と同様に、 ドライバ通信部 5 4 , 6 4が、 コントローラ 7の信 号中継部 7 1 を介して通信するようにしてもよい。
[0060] 〔変形例〕
実施例 1の制御システム 1 においては、 サーボドライバ 5 , 6を制御する コントローラ 7を介して、 調整支援装置 9が接続されていたが、 制御システ ムの構成はこれに限られない。 図 1 2には、 実施例 1の変形例に係る制御シ ステム 3 1の構成を示す。 制御システム 3 1では、 サーボドライバ 5 , 6は それぞれコントローラ 7 , 8によって制御される。 そして、 調整支援装置 9 は、 コントローラ 7 , 8を介することなく、 サーボドライバ 5 , 6と接続さ れている。 サーボドライバ 5 , 6及び調整支援装置 9の構成及び動作につい ては、 図 4に示した制御システム 1 におけるものとコントローラ 7の信号中 継部 7 1 による信号の中継が省略されている点を除いて同一であるため、 詳 細な説明は省略する。
また、 実施例 4の制御システム 1 1 においては、 サーボドライバ 5 , 6を \¥0 2020/175383 18 卩（：171? 2020 /007148
制御するコントローラ 7を介して、 調整支援装置 9が接続されていたが、 制 御システムの構成はこれに限られない。 図 1 3には、 実施例 4の変形例に係 る制御システム 4 1の構成を示す。 制御システム 4 1では、 サーボドライバ 5 , 6はそれぞれコントローラ 7 , 8によって制御される。 サーボドライバ 5 , 6の構成及び動作については、 図 1 0に示した制御システム 1 1 におけ るものと同一であるため、 詳細な説明は省略する。
[0061 ] なお、 以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするため に、 本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
<発明 1 >
複数のサーボモータ （3 , 4） の制御パラメータの調整を支援する調整支 援装置 （9） であって、
前記サーボモータ （3 , 4） によって駆動される負荷に対するイナーシャ 比の推定値を含むパラメータを取得するパラメータ取得部 （9 1） と、 前記サーボモータを制御する際のイナーシャ比を含むパラメータを設定さ せるパラメータ設定制御部 （9 2） と、
を備え、
前記パラメータ設定制御部 （9 2） は、 前記パラメータ取得部 （9 1） が 、 前記イナーシャ比の推定値を複数の前記サーボモータの全て （ 3 , 4） に ついて取得した後に、 複数の前記サーボモータの全て （3 , 4） について、 取得された該イナーシャ比を設定させることを特徴とする調整支援装置 （ 9
<発明 2 >
複数のサーボモータ （3 , 4） をそれぞれ制御するサーボドライバ （1 5
, 1 6） であつて、
前記サーボモータ （3 , 4） を制御する制御部 （5 1 , 6 1） と、 前記サーボモータ （3 , 4） によって駆動される負荷に対するイナーシヤ 比を含むパラメータを推定するパラメータ推定部 （5 2 , 6 2） と、 複数の前記サーボモータ （3 , 4） のそれぞれにおける前記パラメータの \¥0 2020/175383 19 卩（：171? 2020 /007148
推定値の前記制御部 （5 1 , 6 1） への設定を同期させる設定同期を備えた ことを特徴とするサーボドライバ。
<発明 3 >
複数のサーボモータ （3 , 4） の制御パラメータ調整方法であって、 複数の前記サーボモータ （3 , 4） のそれぞれによって駆動される負荷に 対するイナーシャ比の推定値を含む制御パラメータを、 複数の前記サーボモ —夕の全てについて取得するステップと、
取得した前記制御パラメータを、 複数の前記サーボモータのそれぞれを制 御する際の制御パラメータとして設定するステップ、
を含む複数のサーボモータの制御パラメータ調整方法。
<発明 4 >
複数のサーボモータ （3 , 4） の制御パラメータ調整方法であって、 複数の前記サーボモータ （3 , 4） のそれぞれが、 該サーボモータ （3 , 4） によって駆動される負荷に対するイナーシャ比を含む制御パラメータを 推定するステップと、
複数の前記サーボモータ （3 , 4） のうち他の全てのサーボモータに対す る前記制御パラメータの推定が完了するのを待って、 前記複数の前記サーボ モータのそれぞれを制御する際の制御パラメータとして、 前記推定された制 御パラメータを設定するステップを含む複数のサーボモータの制御パラメー 夕調整方法。
<発明 5 >
複数のサーボモータ （3 , 4） の制御パラメータを調整するためのプログ ラムであって、
複数の前記サーボモータ （3 , 4） のそれぞれによって駆動される負荷に 対するイナーシャ比の推定値を含む制御パラメータを、 複数の前記サーボモ —夕 （3 , 4） の全てについて取得するステップと、
取得した前記パラメータを、 複数の前記サーボモータ （3 , 4） のそれぞ れを制御する際の制御パラメータとして設定するステップ、 \¥02020/175383 20 卩（：171? 2020 /007148
をコンピュータに実行させるプログラム
<発明 6 >
複数のサーボモータ （3, 4） の制御パラメータ調整するためのプログラ ムであって、
複数の前記サーボモータ （3, 4） のそれぞれが、 該サーボモータ （3, 4） によって駆動される負荷に対するイナーシャ比を含む制御パラメータを 推定するステップと、
複数の前記サーボモータ （3, 4） のうち他の全てのサーボモータに対す る前記制御パラメータの推定が完了するのを待って、 前記複数の前記サーボ モータ （3, 4） のそれぞれを制御する際の制御パラメータとして、 前記推 定された制御パラメータを設定するステップ、
をコンピュータに実行させるプログラム。
符号の説明
[0062] 3, 4 サーボモータ、 9 調整支援装置、 1 5, 1 6 サーボドライバ、
2 1 第 1軸、 22 第 2軸、 23 機械要素、 55, 56 設定同期部、 9 1 イナーシャ比取得部、 92 イナーシャ比設定制御部、 93 妥当性 判断部

Claims

\¥0 2020/175383 21 卩（：17 2020 /007148 請求の範囲
[請求項 1 ] 複数のサーボモータの制御パラメータの調整を支援する調整支援装 置であって、
前記サーボモータによって駆動される負荷に対するイナーシャ比の 推定値を含むパラメータを取得するパラメータ取得部と、
前記サーボモータを制御する際のイナーシャ比を含むパラメータを 設定させるパラメータ設定制御部と、
を備え、
前記パラメータ設定制御部は、 前記パラメータ取得部が、 前記イナ —シャ比の推定値を複数の前記サーボモータの全てについて取得した 後に、 複数の前記サーボモータの全てについて、 取得された該イナー シャ比を設定させることを特徴とする調整支援装置。
[請求項 2] 複数の前記サーボモータのうちのいずれかについて前記イナーシャ 比を推定する場合には、 前記パラメータ設定制御部は、 他の前記サー ボモータについては、 ゲイン及びイナーシャ比を同じ値に設定させる ことを特徴とする請求項 1 に記載の調整支援装置。
[請求項 3] 前記パラメータ取得部が取得した前記イナーシャ比の推定値の妥当 性を判断する妥当性判断部を備えたことを特徴とする請求項 1又は 2 に記載の調整支援装置。
[請求項 4] 前記複数のサーボモータは、 互いに軸干渉を生じ得る負荷を駆動す ることを特徴とする請求項 1ないし 3のいずれか 1項に記載の調整支 援装置。
[請求項 5] 複数のサーボモータをそれぞれ制御するサーボドライバであって、 前記サーボモータを制御する制御部と、
前記サーボモータによつて駆動される負荷に対するイナーシヤ比を 含むパラメータを推定するパラメータ推定部と、
複数の前記サーボモータのそれぞれにおける前記パラメータの推定 値の前記制御部への設定を同期させる設定同期部を備えたことを特徴 \¥0 2020/175383 22 卩（：171? 2020 /007148
とするサーボドライバ。
[請求項 6] 前記複数のサーボモータは、 互いに軸干渉を生じ得る負荷を駆動す ることを特徴とする請求項 5に記載のサーボドライバ。
[請求項 7] 複数のサーボモータの制御パラメータ調整方法であって、
複数の前記サーボモータのそれぞれによって駆動される負荷に対す るイナーシャ比の推定値を含む制御パラメータを、 複数の前記サーボ モータの全てについて取得するステップと、
取得した前記制御パラメータを、 複数の前記サーボモータのそれぞ れを制御する際の制御パラメータとして設定するステップ、 を含む複数のサーボモータの制御パラメータ調整方法。
[請求項 8] 複数の前記サーボモータのそれぞれについてのイナーシャ比が推定 される際に、 他の前記サーボモータについては、 ゲイン及びイナーシ ャ比を同じ値に設定させるステップ、
をさらに含む請求項 7に記載の複数のサーボモータの制御パラメータ 調整方法。
[請求項 9] 複数の前記サーボモータから取得された前記制御パラメータが妥当 であるか否かを判断するステップ、
をさらに含み、
妥当であると判断された前記制御パラメータを、 複数の前記サーボ モータのそれぞれを制御する際の制御パラメータとして設定すること を特徴とする請求項 7または 8に記載の複数のサーボモータの制御パ ラメータ調整方法。
[請求項 10] 前記複数のサーボモータは、 互いに軸干渉を生じ得る負荷を駆動す ることを特徴とする請求項 7ないし 9のいずれか 1項に記載の複数の サーボモータの制御パラメータ調整方法。
[請求項 1 1 ] 複数のサーボモータの制御パラメータ調整方法であって、
複数の前記サーボモータのそれぞれが、 該サーボモータによって駆 動される負荷に対するイナーシャ比を含む制御パラメータを推定する \¥0 2020/175383 23 卩（：171? 2020 /007148
ステップと、
複数の前記サーボモータのうち他の全てのサーボモータに対する前 記制御パラメータの推定が完了するのを待って、 前記複数の前記サー ボモータのそれぞれを制御する際の制御パラメータとして、 前記推定 された制御パラメータを設定するステップを含む複数のサーボモータ の制御パラメータ調整方法。
[請求項 12] 前記複数のサーボモータは、 互いに軸干渉を生じ得る負荷を駆動す ることを特徴とする請求項 1 1 に記載の複数のサーボモータの制御パ ラメータ調整方法。
[請求項 13] 複数のサーボモータの制御パラメータを調整するためのプログラム であって、
複数の前記サーボモータのそれぞれによって駆動される負荷に対す るイナーシャ比の推定値を含む制御パラメータを、 複数の前記サーボ モータの全てについて取得するステップと、
取得した前記制御パラメータを、 複数の前記サーボモータのそれぞ れを制御する際の制御パラメータとして設定するステップ、 をコンピュータに実行させるプログラム。
[請求項 14] 複数のサーボモータの制御パラメータ調整するためのプログラムで ぁって、
複数の前記サーボモータのそれぞれが、 該サーボモータによって駆 動される負荷に対するイナーシャ比を含む制御パラメータを推定する ステップと、
複数の前記サーボモータのうち他の全てのサーボモータに対する前 記制御パラメータの推定が完了するのを待って、 前記複数の前記サー ボモータのそれぞれを制御する際の制御パラメータとして、 前記推定 された制御パラメータを設定するステップ、
をコンピュータに実行させるプログラム。
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