CN103853099A - 具有被驱动体的位置修正功能的伺服控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的伺服控制装置具备伺服电动机、被驱动体、与伺服电动机和被驱动体连结的连结机构（3）、控制伺服电动机的电动机控制部。电动机控制部具备：位置指令生成部，其生成被驱动体的位置指令值；力推定部，其推定作用于被驱动体的驱动力；修正部，其根据由力推定部推定的驱动力来修正位置指令值；控制信号输出部，其根据由修正部修正后的位置指令值向伺服电动机输出控制信号。

Description

具有被驱动体的位置修正功能的伺服控制装置

技术领域

本发明涉及一种伺服控制装置，其具有对通过伺服电动机的动力进行驱动的被驱动体的位置进行修正的功能。

背景技术

之前已知一种伺服控制装置，其对根据位置指令值进行动作的伺服电动机的位置指令值进行修正，提高由伺服电动机驱动的被驱动体的位置精度。例如，在专利第3621278号公报（JP3621278B）所记载的装置中，将相当于伺服电动机产生的扭矩的扭矩指令值的反馈扭矩指令值和前馈扭矩值相加所得的全部扭矩指令值乘以预定的常数，将该相乘所得的信号加上位置指令值，由此修正位置指令值。

JP3621278B所记载的装置将伺服电动机的扭矩（全部扭矩指令值）乘以常数来修正位置指令值，没有考虑到伺服电动机和被驱动体之间的干扰（摩擦力），因此在干扰产生很大变化的情况下，难以高精度地修正位置指令值。

发明内容

本发明的一个形式的伺服控制装置具备：伺服电动机；由伺服电动机驱动的被驱动体；连结机构，其与伺服电动机和被驱动体连结，将伺服电动机作为动力源，产生在被驱动体和连结机构的连结部中作用于被驱动体的驱动力；电动机控制部，其控制伺服电动机。电动机控制部具有：位置指令生成部，其生成被驱动体的位置指令值；力推定部，其推定在连结部作用于被驱动体的驱动力；修正部，其根据由力推定部推定的驱动力，修正由位置指令生成部生成的位置指令值；控制信号输出部，其根据由修正部进行修正后的位置指令值，向伺服电动机输出控制信号。

附图说明

通过以下与附图关联的实施方式的说明，进一步了解本发明的目的、特征和优点。

图1是表示本发明的实施方式的伺服控制装置的概要结构的图。

图2是表示构成本发明的第一实施方式的伺服控制装置的电动机控制部的结构的框图。

图3是表示在图2的电动机控制部中执行的处理的一个例子的流程图。

图4是表示图2的变形例子的图。

图5是表示构成本发明的第二实施方式的伺服控制装置的电动机控制部的结构的框图。

图6是表示在图5的电动机控制部中执行的处理的一个例子的流程图。

图7是表示构成本发明的第三实施方式的伺服控制装置的电动机控制部的主要部分结构的框图。

图8是表示图2的变形例子的图。

图9A是表示图1的连结机构的变形例子的图。

图9B是表示图1的连结机构的变形例子的图。

具体实施方式

第一实施方式

以下，参照图1～图4说明本发明的第一实施方式的伺服控制装置。图1是表示本发明的第一实施方式的伺服控制装置100的概要结构的图。在此，说明将伺服控制装置100应用于机床、例如立式多工序自动数学控制机床的情况。

如图1所示，伺服控制装置100具备：伺服电动机1；由伺服电动机1驱动的工作台2；连结机构3，其与伺服电动机1和工作台2连结，将伺服电动机1作为动力源，产生工作台2的驱动力；电动机控制部10，其控制伺服电动机1。工作台2能够沿着导轨7向箭头X方向移动。在工作台2上装载工件W，未图示的主轴依照加工程序相对于工作台2相对移动，由此能够通过安装在主轴前端部的工具来加工工件W。此外，在工作台2上一体地固定有螺母6，以下有时也包含螺母6称为工作台2。

连结机构3具有与伺服电动机1的转子1a的端部连结的联轴器4、一个端部固定在联轴器4上的滚珠丝杆5，螺母6与滚珠丝杆5螺合。电动机控制部10根据指示工作台2的X方向位置的位置指令值来向伺服电动机1输出控制信号，使伺服电动机1（转子1a）旋转。如果伺服电动机1旋转，则滚珠丝杆5经由联轴器4旋转，螺母6沿着滚珠丝杆5的轴方向（X）方向移动。即，伺服电动机1的旋转运动通过滚珠丝杆5变换为直线运动。由此，工作台2向X方向移动，控制工作台2的位置。

在伺服电动机1驱动时，驱动力作用于连结机构3和工作台2，它们进行弹性变形，但连结机构3与工作台2相比刚性低，因此全体的弹性变形中的连结机构3的弹性变形占大部分的比例。如果连结机构3弹性变形，则使伺服电动机1按指令值进行旋转的情况下，在工作台2的位置也产生弹性变形量的误差。因此，为了消除该误差，必须按照连结机构3的弹性变形量而修正位置指令值。连结机构3的弹性变形量与在工作台2（螺母6）和连结机构3的连结部2a中作用于工作台2的驱动力成正比，可以用在连结部2a作用的驱动扭矩（以下称为工作台驱动扭矩T1）来表示驱动力。考虑到该点，在本实施方式中，如后述那样推定工作台驱动扭矩T1，根据工作台驱动扭矩T1来修正位置指令值。

但是，在伺服电动机1的驱动时，摩擦力等干扰（干扰扭矩）作用于转子1a、连结机构3、以及工作台2。该干扰扭矩根据加工条件（工件W的相对移动速度、相对位置等）而进行变化。因此，将伺服电动机1产生的扭矩（电动机扭矩T）乘以常数来修正位置指令值的方法没有考虑到干扰扭矩，因此在干扰扭矩变化的情况下，难以提高工作台2的位置精度。与此相对，如本实施方式那样以工作台驱动扭矩T1为基准而修正位置指令值的方法在干扰扭矩变化的情况下，也能够提高工作台2的位置精度。以下，对该点进行说明。

伺服电动机1的驱动时的工作台驱动扭矩T1和电动机扭矩T的关系如下式（I）那样。

T1=T-T2    ……（I）

上式（I）的T2是为了驱动伺服电动机1（转子1a）和连结机构3（联轴器4、滚珠丝杆5）所需要的扭矩（必要扭矩），如果从电动机扭矩T减去必要扭矩T2，则成为工作台驱动扭矩T1。

如下式（II）所示，通过将使转子1a、联轴器4、滚珠丝杆5加减速所需要的扭矩（加减速扭矩Ta）和由于转子1a、联轴器4、滚珠丝杆5的摩擦等产生的干扰扭矩Tb相加来求出必要扭矩T2。

T2=Ta+Tb    ……（II）

根据上式（I）、（II），通过下式（III）来表示工作台驱动扭矩T1。

T1=T-Ta-Tb    ……（III）

根据上式（III），对于工作台驱动扭矩T1，转子1a、联轴器4、滚珠丝杆5的干扰扭矩Tb成为参数。另外，如果设使工作台2加减速所需要的加减速扭矩为Tc，由于工作台2的摩擦等产生的干扰扭矩为Td，则也通过下式（IV）表示工作台驱动扭矩T1。

T1=Tc+Td    ……（IV）

根据上式（IV），对于工作台驱动扭矩T1，工作台2的干扰扭矩Td也成为参数。根据以上，通过以工作台驱动扭矩T1为基准求出位置指令值的修正量，能够考虑到干扰扭矩Tb、Td而适当地进行工作台2的位置修正。

图2是表示电动机控制部10的结构的框图。电动机控制部10包括具有CPU、ROM、RAM、其他***电路等的运算处理装置而构成。如图2所示，电动机控制部10具备位置指令生成部11、速度指令生成部12、扭矩指令生成部13、电动机扭矩计算部14、加减速扭矩计算部15、干扰扭矩计算部16、力推定部17、位置修正量计算部18。

电动机控制部10与检测伺服电动机1的旋转角度（角度位置ω）的旋转编码器等位置检测部31、检测伺服电动机1的转速v的速度检测部32连接。速度检测部32具有以下运算功能，即通过对位置检测部31所检测出的角度位置ω进行1阶微分而取得转速v。此外，也可以由直接检测转速v的速度传感器构成速度检测部32。另外，在由直接检测转速v的速度传感器构成速度检测部32的情况下，位置检测部31也可以通过对速度检测部32所检测出的转速v进行积分来取得角度位置ω。

位置指令输出部11根据预先确定的加工程序生成工作台2的位置指令值A0。该位置指令值A0经由加法器21而进行修正。即，加法器21将由位置修正量计算部18计算出的位置修正量A1与位置指令值A0进行相加，输出修正后的位置指令值Ax。

减法器22从位置指令值Ax减去由位置检测部31检测出的伺服电动机1的角度位置ω，生成位置偏差Ax1。速度指令生成部12生成与该位置偏差Ax1对应的速度指令值Vx。即，速度指令生成部12根据位置指令值A0和由位置检测部31检测出的角度位置ω，经由加法器21和减法器22生成伺服电动机1的速度指令值Vx。

减法器23从速度指令值Vx减去由速度检测部32检测出的伺服电动机1的转速V，输出速度偏差Vx1。扭矩指令生成部13生成与该速度偏差Vx1对应的扭矩指令值T0。即，扭矩指令生成部13根据速度指令值Vx和由速度检测部32检测出的转速V，经由减法器23生成伺服电动机1的扭矩指令值T0。将与该扭矩指令值T0对应的控制信号输出到伺服电动机1，控制伺服电动机1使得伺服电动机1所产生的扭矩（电动机扭矩T）成为扭矩指令值T0。

电动机扭矩计算部14根据扭矩指令值T0计算电动机扭矩T。扭矩指令值T0和电动机扭矩T相等或大致相等，因此例如计算扭矩指令值T0作为电动机扭矩T。

加减速扭矩计算部15计算用于使伺服电动机1（转子1a）和连结机构3（联轴器4和滚珠丝杆5）加减速的扭矩（加减速扭矩Ta）。通过将转子1a、联轴器4、以及滚珠丝杆5的惯性J0乘以伺服电动机1的角加速度a0来计算出加减速扭矩Ta。惯性J0是机械固有的值，预先存储在电动机控制部10的存储器中。通过对由位置检测部31检测出的角度位置ω进行2阶微分来计算角加速度a0，或者通过对速度检测部32所检测出的转速V进行1阶微分来计算角加速度a0。

干扰扭矩计算部16在伺服电动机1的驱动时，计算由于作用于伺服电动机1（转子1a）和连结机构3的干扰（摩擦）而产生的干扰扭矩Tb。具体地说，通过将由速度检测部32检测出的转速V乘以预先确定常数k1，来计算干扰扭矩Tb。常数k1是机械固有的值，预先使机械实际动作、或通过模拟计算等来求出。

力推定部17根据由电动机扭矩计算部14输出的电动机扭矩T、由加减速扭矩计算部15输出的加减速扭矩Ta、由干扰扭矩计算部16输出的干扰扭矩Tb，推定工作台驱动扭矩T1。即，如上式（III）所示，从电动机扭矩T减去加减速扭矩Ta和干扰扭矩Tb，计算出作用于工作台2的实质的工作台驱动扭矩T1。

位置修正量计算部18根据从力推定部17输出的工作台驱动扭矩T1，计算伺服电动机1的位置修正量A1。具体地说，通过将工作台驱动扭矩T1乘以预先确定的常数k2，来计算位置修正量A1。常数k2是机械固有的值，预先使机械实际动作、或通过模拟计算等来求出。例如，预先使工作台2进行圆运动，使常数k2逐渐变化使得这时的工作台2或工件W的位置与位置指令值Ax一致，通过上述操作来求出最适合的常数k2。

通过流程图说明以上的电动机控制部10的处理步骤、特别是位置指令值Ax的计算步骤。图3是表示在第一实施方式的电动机控制部10中执行的处理的一个例子的流程图。例如在输入了工件W的加工指令后，开始该流程图所示的处理。

在步骤S1中，在位置指令生成部11生成位置指令值A0。在步骤S2中，读入由位置检测部31检测出的伺服电动机1的角度位置ω。在步骤S3中，根据位置指令值A0和位置角度ω，在速度指令生成部12生成伺服电动机1的速度指令值Vx。在步骤S4中，读入由速度检测部32检测出的伺服电动机1的转速V。在步骤S5中，根据速度指令值Vx和转速V，在扭矩指令生成部13生成扭矩指令值T0。

在步骤S6中，根据扭矩指令值T0，在电动机扭矩计算部14中计算电动机扭矩T。在步骤S7中，在加减速扭矩计算部15将伺服电动机1和连结机构3的惯性J0与对角度位置ω进行了2阶微分、或对转速V进行了1阶微分所得的伺服电动机1的角加速度a0相乘，计算加减速扭矩Ta。在步骤S8中，在干扰扭矩计算部16将转速V乘以常数k1后计算干扰扭矩Tb。

在步骤S9中，在力推定部17从电动机扭矩T减去加减速扭矩Ta和干扰扭矩Tb，计算工作台驱动扭矩T1。在步骤S10中，在位置修正量计算部18将工作台驱动扭矩T1乘以常数k2后计算位置修正量A1。在步骤S11中，在加法器21将位置指令值A0加上位置修正量A1，计算修正后的位置指令值Ax。

根据第一实施方式，能够起到以下这样的作用效果。

（1）控制伺服电动机1的电动机控制部10具备生成工作台2的位置指令值A0的位置指令生成部11、推定在工作台2和连结机构3的连结部2a中作用于工作台2的工作台驱动扭矩T的力推定部17、根据推定出的工作台驱动扭矩T1修正位置指令值A0的位置修正量计算部18和加法器21。通过这样根据工作台驱动扭矩T1修正位置指令值A0，而进行考虑到伺服电动机1和工作台2之间的摩擦等干扰Tb、Td的位置修正，在加工条件变化且干扰Tb、Td发生很大变化的情况下，也能够高精度地修正位置指令值A0。

（2）电动机控制部10具备计算伺服电动机1所产生的电动机扭矩T的电动机扭矩计算部14、分别计算伺服电动机1和连结机构3的驱动所需要的必要扭矩T2、即加减速扭矩Ta和干扰扭矩Tb的加减速扭矩计算部15和干扰扭矩计算部16。另外，在力推定部17，根据这些电动机扭矩T和必要扭矩T2（=Ta+Tb），推定工作台驱动扭矩T1（步骤S9）。由此，通过计算能够良好地求出工作台驱动扭矩T1，能够提高工作台2的位置精度。

（3）在位置修正量计算部18，将由力推定部17推定出的工作台驱动扭矩T1乘以预先确定的常数k2，计算位置指令值A0的修正量A1（步骤S10）。在此，常数k2是机械固有的值，能够根据工作台驱动扭矩T1高精度地求出每个机械的修正量。

（4）伺服控制装置100具备检测伺服电动机1的角度位置ω的位置检测部31、检测伺服电动机1的速度V的速度检测部32，电动机控制部10还具备根据由位置指令生成部11生成的位置指令值A0和由位置检测部31检测出的位置检测值ω而生成伺服电动机1的速度指令值Vx的速度指令生成部12、根据由速度指令生成部12生成的速度指令值Vx和由速度检测部32检测出的速度检测值V而生成伺服电动机1的扭矩指令值T0的扭矩指令生成部13。并且，在电动机扭矩计算部14，根据所生成的扭矩指令值T0计算电动机扭矩T（步骤S6）。由此，能够高精度地求出电动机扭矩T，能够提高工作台2的位置精度。

此外，在上述第一实施方式中，电动机扭矩计算部14根据扭矩指令值T0计算电动机扭矩T，但电动机扭矩T与流过伺服电动机1的电流（电动机电流C）具有相关关系，因此也可以根据电动机电流C来计算电动机扭矩T。图4是表示这样构成的电动机控制部10的一个例子的框图。此外，在图4中，将根据位置指令值Ax向伺服电动机1输出控制信号（扭矩指令值T0）的部分、即相当于速度指令生成部12和扭矩指令生成部13的部分进行汇总表示为控制循环19。

如图4所示，电动机控制部10与检测电动机电流C的电流检测部33连接。电动机扭矩计算部14将由电流检测部33检测出的电动机电流C和预先确定的扭矩常数k3相乘，由此计算电动机扭矩T。

此外，在上述第一实施方式中，根据电动机扭矩T、伺服电动机1以及连结机构3的加减速扭矩Ta和干扰扭矩Tb，由力推定部17推定工作台驱动扭矩T1，但也可以无视干扰扭矩Tb。在该情况下，力推定部17根据电动机扭矩T和加减速扭矩Ta，从电动机扭矩T减去加减速扭矩Ta而推定工作台驱动扭矩T1即可。

第二实施方式

参照图5、图6说明本发明的第二实施方式。第二实施方式与第一实施方式不同的是电动机控制部10的结构。图5是表示构成第二实施方式的伺服控制装置100的电动机控制部10的结构的框图。此外，对与图2相同的地方赋予相同的符号，以下，主要说明与第一实施方式的不同点。

如图5所示，电动机控制部10具备位置指令生成部11、速度指令生成部12、扭矩指令生成部13、干扰扭矩计算部16、干扰扭矩推定部24、加减速扭矩计算部25、力推定部17、位置修正量计算部18。即，代替电动机扭矩计算部14和加减速扭矩计算部15而具备干扰扭矩推定部24和加减速扭矩计算部25这一点与第一实施方式（图2）不同。

干扰扭矩推定部24推定由于作用于伺服电动机1（转子1a）、连结机构3、工作台2的干扰（摩擦等）而产生的干扰扭矩Tt。该干扰扭矩Tt是将转子1a以及连结机构3的干扰扭矩Tb和工作台2的干扰扭矩Td相加所得的扭矩，相当于作用于伺服电动机1的全体的干扰扭矩（称为全部干扰扭矩）。可以根据由速度检测部32检测出的伺服电动机1的转速V、从扭矩指令生成部13输出的扭矩指令值T0，使用观察器求出全部干扰扭矩Tt。

加减速扭矩计算部25计算用于使工作台2加减速的扭矩（加减速扭矩Tc）。通过将相对于滚珠丝杆5的旋转中心的工作台2的惯性J2乘以相对于滚珠丝杆5的旋转中心的工作台2的角加速度a2，来计算加减速扭矩Tc。惯性J2是机械固有的值，预先存储在电动机控制部10的存储器中。通过假定a2=a0（伺服电动机1的角加速度）近似成立，对由位置检测部31检测出的角度位置ω进行2阶微分，能够计算出角加速度a2。也可以使用公式模型（例如2惯性模型）来计算角加速度a2。

力推定部17根据由干扰扭矩推定部24输出的全部干扰扭矩Tt、由加减速扭矩计算部25输出的加减速扭矩Tc、由干扰扭矩计算部16输出的干扰扭矩Tb，推定工作台驱动扭矩T1。即，使用将（Tt-Tb）代入到上式（IV）的干扰扭矩Td所得的下式（V），计算工作台驱动扭矩T1。

T1=Tt+Tc-Tb    ……（V）

图6是表示在第二实施方式的电动机控制部10中执行的处理的一个例子的流程图。此外，对与图3相同的地方附加相同的符号。

如图6所示，在步骤S21中，在干扰扭矩推定部24计算全部干扰扭矩Tt。即，根据伺服电动机1的转速V和扭矩指令值T0，使用观察器来计算全部干扰扭矩Tt。在步骤S22中，在加减速扭矩计算部25，将工作台2的惯性J2乘以相对于工作台2的滚珠丝杆5的旋转中心的角加速度a2，计算出加减速扭矩Tc。在步骤S23中，在力推定部17，将加减速扭矩Tc与干扰扭矩Tt相加，并且减去干扰扭矩Tb，计算出工作台驱动扭矩T1。

根据第二实施方式，电动机控制部10具备推定由于作用于伺服电动机1、连结机构3、工作台2的干扰Ta、Tb而产生的全部干扰扭矩Tt的干扰扭矩推定部24，力推定部17根据全部干扰扭矩Tt推定工作台驱动扭矩T1（步骤S23）。由此，能够不求出电动机扭矩T，就良好地推定考虑到干扰扭矩Tb、Td的工作台驱动扭矩T1。

另外，电动机控制部10具备计算工作台2的加减速所需要的加减速扭矩Tc的加减速扭矩计算部25、计算干扰扭矩Tb的干扰扭矩计算部16，力推定部17根据由干扰扭矩推定部24推定的全部干扰扭矩Tt、加减速扭矩Tc、干扰扭矩Tb，推定工作台驱动扭矩T1。由此，能够通过计算良好地求出工作台驱动扭矩T1，能够提高工作台2的位置精度。干扰扭矩推定部24根据由速度检测部32检测出的转速检测值V、由扭矩指令生成部13生成的扭矩指令值T0，计算全部干扰扭矩Tt（步骤S21），因此能够高精度地求出作用于伺服电动机1的全体的干扰扭矩Tt。

此外，在上述第二实施方式中，根据全部干扰扭矩Tt、工作台2的加减速扭矩Tc、伺服电动机1以及连结机构3的干扰扭矩Tb，由力推定部17推定工作台驱动扭矩T1，但也可以无视干扰扭矩Tb。在该情况下，力推定部17根据全部干扰扭矩Tt和加减速扭矩Tc，即将加减速扭矩Tc与全部干扰扭矩Tt相加而推定工作台驱动扭矩T1即可。

第三实施方式

参照图7说明本发明的第三实施方式。在上述第一和第二实施方式中，将工作台驱动扭矩T1乘以常数k2来计算位置修正量A1，将该位置修正量A1与位置指令值A0相加来修正位置指令值A0，但如果修正量A1过大，则有可能对工件W的加工面产生损伤等从而无法得到良好的加工结果。考虑到该点，第三实施方式对位置修正量A1的大小进行了限制。此外，以下主要说明与第一和第二实施方式的不同点。

图7是表示第三实施方式的电动机控制部10的主要部分结构的框图。此外，对与图2、图5相同的地方附加相同的符号。如图7所示，电动机控制部10具有修正量限制部20，将在位置修正量计算部18中计算出的位置修正量A1输入到修正量限制部20。在电动机控制部10的存储器中预先设定有位置修正量A1的限制值、即上限值Amax和下限值Amin。

修正量限制部20对这些上限值Amax、下限值Amin和位置修正量A1进行比较，如果Amin≤A1≤Amax，则直接将位置修正量A1作为位置修正量A2输出。另一方面，在位置修正量A1大于上限值Amax时，将上限值Amax作为位置修正量A2输出，在位置修正量A1小于下限值Amin时，将下限值Amin作为位置修正量A2输出。加法器21将位置指令值A0加上位置修正量A2，来修正位置指令值A0。

以连结机构3（滚珠丝杆5）的齿隙量B为基准设定上限值Amax和下限值Amin。例如，将齿隙量B乘以预定的常数k4（例如1）所得的值设定为上限值Amax，将齿隙量B乘以预定的常数k5（例如-1）所得的值设定为下限值Amin。此外，在连结机构3的刚性低的情况下，将常数k4设为大于1的值，将常数k5设为小于-1的值即可。

这样在第三实施方式中，在修正量限制部20中限制位置修正量A1，因此能够将位置修正量A2抑制在预定的范围内，能够进行不损伤加工面的良好的工件W的加工。

（变形例）

在上述实施方式（图2、图4）中，在力推定部17根据电动机扭矩T和加减速扭矩Ta以及干扰扭矩Tb来推定工作台驱动扭矩T1，在上述实施方式（图5）中，在力推定部17根据全部干扰扭矩Tt和加减速扭矩Tc以及干扰扭矩Tb来推定工作台驱动扭矩T1，但是如果推定作用于工作台2的工作台驱动扭矩T1（驱动力）的话，力推定部17的结构不仅限于以上结构。例如，如图8所示，代替图2的加减速扭矩计算部15以及干扰扭矩计算部16，而设置计算伺服电动机1以及连结机构3的驱动所需要的必要扭矩T2、即作为加减速扭矩Ta和干扰扭矩Tb之和的必要扭矩T2的必要扭矩计算部26，在力推定部17根据电动机T和必要扭矩T2来推定工作台驱动扭矩T1。

在上述实施方式中，通过位置修正量计算部18和加法器21的处理，修正位置指令值A0，但如果根据由力推定部17推定出的工作台驱动扭矩T1来修正位置指令值A0，则修正部的结构也不限于上述的结构。在上述实施方式中，经由输入修正后的位置指令值Ax的速度指令生成部12和扭矩指令生成部13（图2、图5）、或经由控制循环19（图4）向伺服电动机1输出控制信号，但只要是根据修正后的位置指令值Ax向伺服电动机1输出控制信号，则控制信号输出部的结构也可以是任意的。

与伺服电动机1和工作台2连结的连结结构3的结构也不限于上述的结构。图9A、图9B是表示连结机构3的变形例子的图。在图9A中，伺服电动机1经由联轴器41与工作台2连结，由联轴器41构成连结机构3。另一方面，在图9B中，伺服电动机1经由联轴器41、减速机构42（减速齿轮）、以及联轴器43与工作台2连结，由联轴器41、43和减速机构42构成连结机构3。只要是这样包含滚珠丝杆5（图1）、减速机构42、联轴器4，41，43的任意一个，则减速机构3的结构也可以是任意的。

在上述实施方式中，将工作台2与连结机构3连结，但由伺服电动机1驱动的被驱动体的结构也可以是工作台2以外的机构。另外，本发明的伺服控制装置100也能够同样地适用于卧式多工序自动数学控制机床等其他机床和机床之外的设备。

能够将上述实施方式和变形例子的一个或多个进行任意地组合。

根据本发明，推定作用于被驱动体的驱动力，根据该驱动力修正被驱动体的位置指令值，因此能够与伺服电动机和被驱动体之间的干扰无关而高精度地修正位置指令值。

以上，与其适合的实施方式关联地说明了本发明，但本技术领域的技术人员可以理解能够不脱离后述的权利要求的公开范围而进行各种修正和变更。

Claims (12)

1.一种伺服控制装置，其特征在于，具备：

伺服电动机（1）；

由上述伺服电动机驱动的被驱动体（2）；

连结机构（3），其是与上述伺服电动机和上述被驱动体连结的连结机构，将上述伺服电动机作为动力源，产生在上述被驱动体和上述连结机构的连结部（2a）中作用于上述被驱动体的驱动力（T1）；

电动机控制部（10），其控制上述伺服电动机，其中

上述电动机控制部具备：

位置指令生成部（11），其生成上述被驱动体的位置指令值（A0）；

力推定部（17），其推定在上述连结部中作用于上述被驱动体的驱动力；

修正部（18、21），其根据由上述力推定部推定的驱动力，修正由上述位置指令生成部生成的位置指令值；

控制信号输出部（12、13、19），其根据由上述修正部修正后的位置指令值（Ax），向上述伺服电动机输出控制信号。

2.根据权利要求1所述的伺服控制装置，其特征在于，

上述电动机控制部还具备：

电动机扭矩计算部（14），其计算上述伺服电动机产生的电动机扭矩（T）；

必要扭矩计算部（26），其计算上述伺服电动机和上述连结机构的驱动所需要的必要扭矩（T2），

上述力推定部根据由上述电动机扭矩计算部计算出的电动机扭矩、由上述必要扭矩计算部计算出的必要扭矩，推定上述驱动力。

3.根据权利要求1所述的伺服控制装置，其特征在于，

上述电动机控制部还具备：

电动机扭矩计算部（14），其计算上述伺服电动机产生的电动机扭矩（T）；

加减速扭矩计算部（15），其计算上述伺服电动机和上述连结机构的加减速所需要的加减速扭矩（Ta）；

干扰扭矩计算部（16），其计算由于作用于上述伺服电动机和上述连结机构的干扰而产生的干扰扭矩（Tb），

上述力推定部根据由上述电动机扭矩计算部计算出的电动机扭矩、由上述加减速扭矩计算部计算出的加减速扭矩、由上述干扰扭矩计算部计算出的干扰扭矩，推定上述驱动力。

4.根据权利要求1所述的伺服控制装置，其特征在于，

上述电动机控制部还具备：干扰扭矩推定部（24），其推定由于作用于上述伺服电动机、上述连结机构、以及上述被驱动体的干扰而产生的全体的干扰扭矩（Tt），

上述力推定部根据由上述干扰扭矩推定部推定的全体的干扰扭矩，推定上述驱动力。

5.根据权利要求4所述的伺服控制装置，其特征在于，

上述电动机控制部还具备：加减速扭矩计算部（25），其计算上述被驱动体的加减速所需要的加减速扭矩（Tc），

上述力推定部根据由上述干扰扭矩推定部推定的全体的干扰扭矩、由上述加减速扭矩计算部计算出的加减速扭矩，推定上述驱动力。

6.根据权利要求4所述的伺服控制装置，其特征在于，

上述电动机控制部还具备：

加减速扭矩计算部（25），其计算上述被驱动体的加减速所需要的加减速扭矩（Tc）；

干扰扭矩计算部（16），其计算由于作用于上述伺服电动机和上述连结机构的干扰而产生的干扰扭矩（Tb），

上述力推定部根据由上述干扰扭矩推定部推定的全体的干扰扭矩、由上述加减速扭矩计算部计算出的加减速扭矩、由上述干扰扭矩计算部计算出的干扰扭矩，推定上述驱动力。

7.根据权利要求1～6的任意一项所述的伺服控制装置，其特征在于，

上述修正部将由上述力推定部推定的驱动力乘以预先确定的常数（k2），而修正上述位置指令值。

8.根据权利要求1～7的任意一项所述的伺服控制装置，其特征在于，

上述修正部具备：修正量限制部（20），其限制上述位置指令值的修正量（A1）。

9.根据权利要求2或3所述的伺服控制装置，其特征在于，还具备：

位置检测部（31），其检测上述伺服电动机的角度位置（ω）；

速度检测部（32），其检测上述伺服电动机的转速（V），其中

上述电动机控制部还具备：

速度指令生成部（12），其根据由上述位置指令生成部生成的位置指令值、由上述位置检测部检测出的角度位置，生成上述伺服电动机的速度指令值（Vx）；

扭矩指令生成部（13），其根据由上述速度指令生成部生成的速度指令值、由上述速度检测部检测出的转速，生成上述伺服电动机的扭矩指令值（T0），

上述电动机扭矩计算部根据由上述扭矩指令生成部生成的扭矩指令值，计算上述电动机扭矩。

10.根据权利要求2或3所述的伺服控制装置，其特征在于，

还具备：电流检测部（33），其检测流过上述伺服电动机的电流（C），

上述电动机扭矩计算部根据由上述电流检测部检测出的电流，计算上述电动机扭矩。

11.根据权利要求4～6的任意一项所述的伺服控制装置，其特征在于，还具备：

位置检测部（31），其检测上述伺服电动机的角度位置（ω）；

速度检测部（32），其检测上述伺服电动机的转速（V），其中

上述电动机控制部还具备：

速度指令生成部（12），其根据由上述位置指令生成部生成的位置指令值、由上述位置检测部检测出的角度位置，生成上述伺服电动机的速度指令值（Vx）；

扭矩指令生成部（13），其根据由上述速度指令生成部生成的速度指令值、由上述速度检测部检测出的转速，生成上述伺服电动机的扭矩指令值（T0），

上述干扰扭矩推定部根据由上述速度检测部检测出的转速、由上述扭矩指令生成部生成的扭矩指令值，推定上述全体的干扰扭矩。

12.根据权利要求1～11的任意一项所述的伺服控制装置，其特征在于，

上述连结机构包括滚珠丝杆（5）、减速机构（3）、联轴器（4）的至少任意一个。

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