JP2017022810A - モータ駆動制御装置およびこれを備えた工作機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 モータの位置情報に基づいて、現在速度、最大減速度、および現在位置と停止位置との差分値を算出するモータ状態算出部33と、最大減速度にマージン設定用比率を掛け合わせて位置制御用減速度を算出する位置制御用減速度算出部35と、最大減速度および位置制御用減速度での移動距離が最小となる速度を、速度制御から位置制御に切り換える第二制御速度として算出する切換速度算出部36と、第二制御速度よりも大きい場合は最大トルクで減速し、第二制御速度よりも小さい場合は位置制御用減速度で減速する減速制御部39とを有する。
【選択図】 図1
Description
ω2=√[{X/(1−X)}・{2a1(L+2πn)−ω1 2}] …式(1)
n≧〔[ω1 2+{(1−X)/X}(a1XT)2]/2a1−L〕/2π …式(2)
ただし、各記号は以下を表す。
ω1:第一制御速度(ベース回転速度)
ω2:第二制御速度(切換速度)
a1:最大減速度
n:モータが停止するまでに必要な回転数
L:現在位置と停止位置との差分値
X:マージン設定用比率
T:位置制御時間
S1=(ω1+ω2)t1/2:a1で減速したときの移動距離 …式(a)
S2=ω2t2/2:a2で減速したときの移動距離 …式(b)
ω1=a1t1+a2t2 …式(c)
ω2=a2t2 …式(d)
S1+S2=ω1t1/2+ω2(t1+t2)/2=L+2πn …式(e)
さらに、上述したマージン設定用比率Xおよび位置制御時間Tのマージンパラメータを用いて以下の関係式(f),(g)が成り立つ。
a2=a1X …式(f)
t2≧T …式(g)
ω2 2(1/2a2−1/2a1)+ω1 2/2a1=L+2πn …式(h)
よって、上記式(h)および上記式(f)により、第二制御速度ω2については、下記式(1)が導出される。
ω2=√[{X/(1−X)}・{2a1(L+2πn)−ω1 2}] …式(1)
n≧(ω1 2/2a1−L)/2π …式(i)
一方、上記式(d),(f),(g)より、マージンに対する制限として、下記式(j)が成り立つ。
ω2≧a2T=a1XT …式(j)
よって、上記式(i)および上記式(j)により、モータ11aが停止するまでに必要な回転数nについては、下記式(2)が導出される。
n≧〔[ω1 2+{(1−X)/X}(a1XT)2]/2a1−L〕/2π …式(2)
ω2=√[{X/(1−X)}・{2a1(L+2πn)−ω1 2}] …式(1)
n≧〔[ω1 2+{(1−X)/X}(a1XT)2]/2a1−L〕/2π …式(2)
ただし、各記号は以下を表す。
ω1:第一制御速度(ベース回転速度)
ω2:第二制御速度(切換速度)
a1:最大減速度
n:モータが停止するまでに必要な回転数
L:現在位置と停止位置との差分値
X:マージン設定用比率
T:位置制御時間
S3=ω3t3/2 …式(k)
また、当該時点において、位置制御用減速度a2で減速している場合、速度ω3については、上記式(d)と同様、下記式(l)が成り立つ。
ω3=a2t3 …式(l)
よって、上記式(k),(l)により、以下の式(m)が導出される。
S3=ω3 2/2a2 …式(m)
a3=ω3 2/2S3 …式(n)
そして、位置制御用減速度調整部38は、当該調整後の位置制御用減速度a3を減速制御部39へ指示するようになっている。
1.速度制御から位置制御への切り換えタイミングを最適化することにより、できるだけ少ない回転数で迅速かつ確実にモータ11aを所定の停止位置に停止させることができる。
2.マージン設定用比率および位置制御時間という二つのマージンパラメータを用いた第二制御速度を切り換えタイミングとするため、計測誤差や外乱の影響があったとしても必ず安定して停止位置に位置決めすることができる。
3.マージン設定用比率および位置制御時間は、ワークによって変更する必要がなく、直感的でもあるため簡単に設定や調整を行うことができる。
4.位置制御において、位置制御用減速度を調整できるため、計測誤差等があったとしても、確実に停止位置に停止することができる。
1a モータ駆動制御プログラム
2 記憶手段
3 演算処理手段
10 上位コントローラ
11 工作機械
11a モータ
11b 位置検出手段
21 プログラム記憶部
22 設定条件記憶部
31 設定条件取得部
32 位置情報取得部
33 モータ状態算出部
34 最大減速度確定部
35 位置制御用減速度算出部
36 切換速度算出部
37 位置決め完了判定部
38 位置制御用減速度調整部
39 減速制御部
Claims (4)
- モータの駆動を制御するモータ駆動制御装置であって、
位置検出手段によって検出された前記モータの位置情報に基づいて、前記モータの現在速度、前記モータの減速度、および現在位置と停止位置との差分値を算出するモータ状態算出部と、
前記モータの最大減速度にマージン設定用比率を掛け合わせて位置制御用減速度を算出する位置制御用減速度算出部と、
前記最大減速度と、前記最大減速度が算出されるタイミングにおけるモータ速度を示す第一制御速度と、前記差分値と、前記マージン設定用比率と、前記位置制御用減速度で駆動制御する時間の最小値として設定される位置制御時間とに基づいて、前記最大減速度での移動距離と前記位置制御用減速度での移動距離との和が最小となる速度を、前記モータの駆動制御を速度制御から位置制御に切り換える第二制御速度として算出する切換速度算出部と、
前記モータの速度が前記第二制御速度よりも大きいうちは最大トルクで減速制御するとともに、前記モータの速度が前記第二制御速度よりも小さくなった後には前記位置制御用減速度で減速制御を実行する減速制御部と、
を有する、モータ駆動制御装置。 - 前記切換速度算出部は、下記式(2)を満たす前記モータが停止するまでに必要な回転数nの最小値を用いて、下記式(1)によって前記第二制御速度ω2を算出する、請求項1に記載のモータ駆動制御装置;
ω2=√[{X/(1−X)}・{2a1(L+2πn)−ω1 2}] …式(1)
n≧〔[ω1 2+{(1−X)/X}(a1XT)2]/2a1−L〕/2π …式(2)
ただし、各記号は以下を表す。
ω1:第一制御速度(ベース回転速度)
ω2:第二制御速度(切換速度)
a1:最大減速度
n:モータが停止するまでに必要な回転数
L:現在位置と停止位置との差分値
X:マージン設定用比率
T:位置制御時間 - 前記減速制御部が、前記第二制御速度よりも小さい速度で前記モータを減速制御している間、最新の前記位置情報に基づいて前記位置制御用減速度を調整する位置制御用減速度調整部を有する、請求項1または請求項2に記載のモータ駆動制御装置。
- 請求項1から請求項3のいずれかに記載のモータ駆動制御装置を備えてなる工作機械。
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2015
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