JP4241747B2 - サーボ制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、油圧アクチュエータを制御するサーボ制御装置に関し、特に、油圧アクチュエータからの異なるフィードバック信号を適宜切換えるサーボ制御装置に関する。
例えば、図３に示す如き、疲労試験するワークＷをクランプする油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ２を制御するサーボ制御装置は、油圧シリンダ２のピストンロッド２Ａが下降作動してワークＷに当接するまでは、下降作動するピストンロッド２Ａの変位を変位検出器３からの変位フィードバック信号と変位指令信号とを比較演算して油圧サーボ弁１に作動信号を出力して油圧シリンダ２を位置制御し、下降作動するピストンロッド２ＡがワークＷに当接した後では、油圧シリンダ２のピストンロッド２Ａに受ける荷重を荷重検出器４からの荷重フィードバック信号と荷重指令信号とを比較演算して油圧サーボ弁１に作動信号を出力して油圧シリンダ２を荷重制御していた。
ところが、かかる従来のサーボ制御装置では、位置制御と荷重制御とを切換える際に、変位フィードバック信号と荷重フィードバック信号との異なる種類のフィードバック信号の切換えに伴い、両方のフィードバック信号に対応する作動信号が共に出力しない状態が瞬時発生することに起因して切換ショックが生じ、このため位置制御と荷重制御とを切換える際に油圧シリンダ２に作用する油圧を解除して切換ショックの発生を抑制しており、切換える都度に油圧シリンダ２に作用する油圧を解除しなければならず作業性が悪かった。
本発明は、異なるフィードバック信号を切換える際に、油圧アクチュエータに作用する油圧の解除を不要にして切換ショックの発生を抑制し得るサーボ制御装置を提供することを課題としている。
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段をとった。即ち、
油圧アクチュエータからの異なるフィードバック信号をそれぞれの指令信号と比較演算して制御信号を出力する制御手段と、制御手段からの制御信号を増幅して油圧アクチュエータを作動制御する作動信号を出力する駆動手段とを具備し、制御手段と駆動手段との間には制御手段から出力する異なるフィードバック信号に対応する制御信号の一方を取り込んだり取り込みを解除したりすることで異なるフィードバック信号に対応する制御信号を切換えてどちらか一方を出力する保持手段を備え、保持手段は制御信号の切換えに伴い切換前の制御信号を保持すると共に、切換完了後に切換前の制御信号の保持を解除し、制御手段は前記取り込んだ一方のフィードバック信号に対応した制御信号により油圧アクチュエータの制御を行っている際には、他方の制御用のＰ、Ｉ、Ｄパラメータを他方のフィードバック信号が変化してもこれに対応する制御信号が不変となる値に設定して設けて成るサーボ制御装置がそれである。
油圧アクチュエータからの異なるフィードバック信号をそれぞれの指令信号と比較演算して制御信号を出力する制御手段と、制御手段からの制御信号を増幅して油圧アクチュエータを作動制御する作動信号を出力する駆動手段とを具備し、制御手段と駆動手段との間には制御手段から出力する異なるフィードバック信号に対応する制御信号の一方を取り込んだり取り込みを解除したりすることで異なるフィードバック信号に対応する制御信号を切換えてどちらか一方を出力する保持手段を備え、保持手段は制御信号の切換えに伴い切換前の制御信号を保持すると共に、切換完了後に切換前の制御信号の保持を解除し、制御手段は前記取り込んだ一方のフィードバック信号に対応した制御信号により油圧アクチュエータの制御を行っている際には、他方の制御用のＰ、Ｉ、Ｄパラメータを他方のフィードバック信号が変化してもこれに対応する制御信号が不変となる値に設定して設けて成るサーボ制御装置がそれである。
以上詳述したように、本発明は、油圧アクチュエータからの異なるフィードバック信号に対応する制御信号の一方を保持手段で取り込んだり取り込みを解除したりすることで切換える際に、保持手段は切換前の制御信号を保持し、この保持した制御信号を駆動手段に出力して駆動手段より作動信号を出力しているから、切換前後のフィードバック信号に対応した制御信号を途切れることなく出力できる。このため、異なるフィードバック信号を切換える際に、油圧アクチュエータに作用する油圧の解除を不要にして切換ショックの発生を抑制することができ、作業性を向上できる。また、保持手段で異なるフィードバック信号に対応する制御信号の一方を取り込んだり取り込みを解除したりすることで異なるフィードバック信号に対応する制御信号を切換えているため、異なるフィードバック信号を切換える切換手段を必要とする装置と比べ、構成の簡素化を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は本発明の一実施形態を示し、油圧サーボ弁１、油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ２、変位検出器３、荷重検出器４はそれぞれ図３に示したものと同一構成で、油圧サーボ弁１はサーボ制御装置からの作動信号により油圧シリンダ２を作動制御して設け、油圧シリンダ２はワークＷ（図３参照）をクランプ及びアンクランプ自在に設け、変位検出器３は油圧シリンダ２の変位に応じた変位フィードバック信号（アナログデータ）をサーボ制御装置に出力して設け、荷重検出器４はワークＷに作用する油圧シリンダ２の圧力に応じた荷重フィードバック信号（アナログデータ）をサーボ制御装置に出力して設けている。
図１及び図２は本発明の一実施形態を示し、油圧サーボ弁１、油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ２、変位検出器３、荷重検出器４はそれぞれ図３に示したものと同一構成で、油圧サーボ弁１はサーボ制御装置からの作動信号により油圧シリンダ２を作動制御して設け、油圧シリンダ２はワークＷ（図３参照）をクランプ及びアンクランプ自在に設け、変位検出器３は油圧シリンダ２の変位に応じた変位フィードバック信号（アナログデータ）をサーボ制御装置に出力して設け、荷重検出器４はワークＷに作用する油圧シリンダ２の圧力に応じた荷重フィードバック信号（アナログデータ）をサーボ制御装置に出力して設けている。
サーボ制御装置は変換手段１６、制御手段１７、保持手段１８、変換手段９、駆動手段１０より構成している。変換手段１６は変位検出器３からの変位フィードバック信号と荷重検出器４からの荷重フィードバック信号のそれぞれのアナログデータをデジタルデータに変換して制御手段１７へ出力して設けている。制御手段１７は変位フィードバック信号と変位指令信号とを比較演算して変位フィードバック信号に対応した制御信号を出力すると共に、荷重フィードバック信号と荷重指令信号とを比較演算して荷重フィードバック信号に対応した制御信号を出力して設けている。そして、制御手段１７は変位フィードバック信号に対応した制御信号により油圧シリンダ２の位置制御を行っている際には、荷重制御用のＰ（比例）、Ｉ（積分）、Ｄ（微分）パラメータを荷重フィードバック信号が変化してもこれに対応する制御信号が不変となる値に設定して設けている。保持手段１８は制御手段１７からの変位フィードバック信号に対応した制御信号を取り込んだり取り込みを解除（プログラムで行う。）したりして設け、これにより荷重フィードバック信号に対応した制御信号と変位フィードバック信号に対応した制御信号とを切換えて設け、この切換えに伴い制御手段１７からの荷重フィードバック信号に対応した制御信号を遮断し切換完了後に遮断を解除する遮断スイッチ１８Ａを有すると共に、切換えに伴い切換前の制御信号を保持し切換完了後に保持を解除する保持機能１８Ｂを有している。変換手段９はデジタル／アナログコンバータから成り、制御手段１７から出力した制御信号のデジタルデータをアナログデータに変換して出力して設けている。駆動手段１０は増幅器から成り、変換手段９からの制御信号を増幅して油圧シリンダ２を作動制御する作動信号を油圧サーボ弁１に出力して設けている。
次に、かかる構成の作動を説明する。
油圧シリンダ２の位置制御は次のとおり行う。変位検出器３からの変位フィードバック信号は変換手段１６でデジタルデータに変換されて制御手段１７に入力し、制御手段１７は変位フィードバック信号と変位指令信号とを比較演算して制御信号を出力し、制御手段１７から出力した変位フィードバック信号に対応した制御信号は保持手段１８に取り込まれて変換手段９でアナログデータに変換されて駆動手段１０に入力し、駆動手段１０は変位フィードバック信号に対応した制御信号を増幅して作動信号を油圧サーボ弁１に出力し、油圧サーボ弁１は駆動手段１０からの作動信号により油圧シリンダ２を作動する。このとき、荷重検出器４から変換手段１６を介して制御手段１７に入力する荷重フィードバック信号と荷重指令信号とを比較演算して出力する制御信号は、荷重制御用のＰ、Ｉ、Ｄパラメータを荷重フィードバック信号が変化しても不変となる値に設定してあり、油圧シリンダ２の位置制御に影響を与えない。
油圧シリンダ２の位置制御は次のとおり行う。変位検出器３からの変位フィードバック信号は変換手段１６でデジタルデータに変換されて制御手段１７に入力し、制御手段１７は変位フィードバック信号と変位指令信号とを比較演算して制御信号を出力し、制御手段１７から出力した変位フィードバック信号に対応した制御信号は保持手段１８に取り込まれて変換手段９でアナログデータに変換されて駆動手段１０に入力し、駆動手段１０は変位フィードバック信号に対応した制御信号を増幅して作動信号を油圧サーボ弁１に出力し、油圧サーボ弁１は駆動手段１０からの作動信号により油圧シリンダ２を作動する。このとき、荷重検出器４から変換手段１６を介して制御手段１７に入力する荷重フィードバック信号と荷重指令信号とを比較演算して出力する制御信号は、荷重制御用のＰ、Ｉ、Ｄパラメータを荷重フィードバック信号が変化しても不変となる値に設定してあり、油圧シリンダ２の位置制御に影響を与えない。
また、油圧シリンダ２の荷重制御は次のとおり行う。
荷重検出器４からの荷重フィードバック信号は変換手段１６でデジタルデータに変換されて制御手段１７に入力し、制御手段１７は荷重フィードバック信号と荷重指令信号とを比較演算して制御信号（このとき、荷重制御用のＰ、Ｉ、Ｄパラメータは前述の不変となる値より変更する。）を出力し、制御手段１７から出力した荷重フィードバック信号に対応した制御信号は保持手段１８を介して変換手段９でアナログデータに変換されて駆動手段１０に入力し、駆動手段１０は制御手段１７からの荷重フィードバック信号に対応した制御信号を増幅して作動信号を油圧サーボ弁１に出力し、油圧サーボ弁１は駆動手段１０からの作動信号により油圧シリンダ２を荷重制御で作動する。このとき、変位フィードバック信号と変位指令信号とを比較演算して出力した変位フィードバック信号に対応した制御信号は保持手段１８で取り込みを解除し、油圧シリンダ２の圧力制御に影響を与えない。
荷重検出器４からの荷重フィードバック信号は変換手段１６でデジタルデータに変換されて制御手段１７に入力し、制御手段１７は荷重フィードバック信号と荷重指令信号とを比較演算して制御信号（このとき、荷重制御用のＰ、Ｉ、Ｄパラメータは前述の不変となる値より変更する。）を出力し、制御手段１７から出力した荷重フィードバック信号に対応した制御信号は保持手段１８を介して変換手段９でアナログデータに変換されて駆動手段１０に入力し、駆動手段１０は制御手段１７からの荷重フィードバック信号に対応した制御信号を増幅して作動信号を油圧サーボ弁１に出力し、油圧サーボ弁１は駆動手段１０からの作動信号により油圧シリンダ２を荷重制御で作動する。このとき、変位フィードバック信号と変位指令信号とを比較演算して出力した変位フィードバック信号に対応した制御信号は保持手段１８で取り込みを解除し、油圧シリンダ２の圧力制御に影響を与えない。
かかる作動で、位置制御から荷重制御に切換える際には、まず制御手段１７から出力する変位フィードバック信号に対応した制御信号の保持手段１８への取り込みを解除し、保持手段１８の遮断スイッチ１８Ａで荷重フィードバック信号に対応した制御信号を遮断し、取り込み解除前の変位フィードバック信号に対応した制御信号を保持機能１８Ｂで保持し、この保持した制御信号を変換手段９を介して駆動手段１０に出力する。そして、制御手段１７で荷重制御用のＰ、Ｉ、Ｄパラメータを不変となる値より変更し、遮断スイッチ１８Ａでの遮断を解除すると共に、保持機能１８Ｂでの保持を解除し、荷重フィードバック信号に対応した制御信号を出力する。この切換直後においては、荷重フィードバック信号を制御手段１７での荷重指令信号とし、荷重フィードバック信号と荷重指令信号との比較演算により出力する制御信号を可及的に零に近づけ切換ショックを低減する。
また、荷重制御から位置制御に切換える際には、まず保持手段１８の遮断スイッチ１８Ａで荷重フィードバック信号に対応した制御信号を遮断し、この遮断前の制御信号を保持機能１８Ｂで保持し、この保持した制御信号を変換手段９を介して駆動手段１０に出力する。そして、制御手段１７で荷重制御用のＰ、Ｉ、Ｄパラメータを荷重フィードバック信号が変化しても不変となり位置制御に影響を与えない値に変更すると共に、位置制御用のＰ、Ｉ、Ｄパラメータを設定する。この後、遮断スイッチ１８Ａでの遮断を解除して保持機能１８Ｂでの保持を解除すると共に、解除していた保持手段１８への取り込みを再開し、変位フィードバック信号に対応した制御信号を出力する。この切換直後においては、変位フィードバック信号を制御手段１７での変位指令信号とし、変位フィードバック信号と変位指令信号との比較演算により出力する制御信号を可及的に零に近づけ切換ショックを低減する。
このため、位置制御から荷重制御に切換える際、及び荷重制御から位置制御に切換える際に、切換前後のフィードバック信号に対応した制御信号を途切れることなく出力でき、異なるフィードバック信号に対応した制御信号を切換える際に、油圧シリンダ２に作用する油圧の解除を不要にして切換ショックの発生を抑制することができ、切換える都度に油圧シリンダ２に作用する油圧の入切をしなくて作業性を向上できる。また、変位フィードバック信号に対応した制御信号の保持手段１８への取り込みと取り込み解除により位置制御と荷重制御とを切換えているため、変位フィードバック信号と圧力フィードバック信号とを切換える切換手段を必要とする装置と比べ、構成の簡素化を図ることができる。
なお、本発明の一実施形態では、異なるフィードバック信号として変位フィードバック信号と荷重フィードバック信号としたが、これに限定されるものではなく、例えば油温、速度、回転数等をフィードバック信号とできることは勿論である。また、アナログデータのフィードバック信号をデジタルデータに変換する変換手段１６及びデジタルデータの制御信号をアナログデータに変換する変換手段９を設けたが、デジタルデータのフィードバック信号とすることで変換手段１６、９を不要にできることは勿論である。
２：油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
１０：駆動手段
１７：制御手段
１８：保持手段
１０：駆動手段
１７：制御手段
１８：保持手段
Claims (1)
- 油圧アクチュエータからの異なるフィードバック信号をそれぞれの指令信号と比較演算して制御信号を出力する制御手段と、制御手段からの制御信号を増幅して油圧アクチュエータを作動制御する作動信号を出力する駆動手段とを具備し、制御手段と駆動手段との間には制御手段から出力する異なるフィードバック信号に対応する制御信号の一方を取り込んだり取り込みを解除したりすることで異なるフィードバック信号に対応する制御信号を切換えてどちらか一方を出力する保持手段を備え、保持手段は制御信号の切換えに伴い切換前の制御信号を保持すると共に、切換完了後に切換前の制御信号の保持を解除し、制御手段は前記取り込んだ一方のフィードバック信号に対応した制御信号により油圧アクチュエータの制御を行っている際には、他方の制御用のＰ、Ｉ、Ｄパラメータを他方のフィードバック信号が変化してもこれに対応する制御信号が不変となる値に設定して設けて成るサーボ制御装置。
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| JP2006054095A JP4241747B2 (ja) | 2006-02-28 | 2006-02-28 | サーボ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006054095A JP4241747B2 (ja) | 2006-02-28 | 2006-02-28 | サーボ制御装置 |
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