JP5127930B2 - Motor control device - Google Patents

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    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/20—Controlling the acceleration or deceleration

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Description

本発明はモータ制御装置に関し、特に、サーボモータを位置制御させる時の加減速制御に関する。   The present invention relates to a motor control device, and more particularly to acceleration / deceleration control when position control of a servo motor is performed.

サーボモータを加減速制御する場合、インバータへの入力電圧の低下に伴って駆動トルクが不足し、サーボモータの加減速時のオーバーシュートやアンダーシュートを引き起こすことがある。このため、入力電圧の低下から生じる駆動トルクの不足分に応じて加減速時間を延ばすことにより、加減速時のオーバーシュートやアンダーシュート等の問題を解決する方法が提案されている（特許文献１）。   When performing acceleration / deceleration control of the servo motor, the drive torque becomes insufficient as the input voltage to the inverter decreases, which may cause overshoot or undershoot during servo motor acceleration / deceleration. For this reason, there has been proposed a method for solving problems such as overshoot and undershoot during acceleration / deceleration by extending the acceleration / deceleration time according to the shortage of drive torque resulting from the decrease in input voltage (Patent Document 1). ).

また、位置制御装置における送り単位量及び加減速単位量を、インバータ部の直流母線電圧または交流入力電圧に応じて補正することで、位置指令値に対して追従させつつ、位置決めの短縮化を図る方法が提案されている（特許文献２）。   Further, the feed unit amount and the acceleration / deceleration unit amount in the position control device are corrected according to the DC bus voltage or the AC input voltage of the inverter unit, so that the positioning is shortened while following the position command value. A method has been proposed (Patent Document 2).

特開昭５８−５４８９４号公報JP 58-54894 A 特開平１０−３３７０８８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-337088

しかしながら、上記従来の特許文献１の技術によれば、加減速時定数を延ばすことにより、トルク不足分による加減速時のオーバーシュートやアンダーシュートを軽減させている。このため、サーボモータによる工具などの位置決め時間が長くなり、サーボモータによって位置決めされる工具を用いた加工時間が延びるという問題があった。   However, according to the technique of the above-mentioned conventional patent document 1, overshoot and undershoot during acceleration / deceleration due to insufficient torque are reduced by extending the acceleration / deceleration time constant. For this reason, there has been a problem that the positioning time of a tool or the like by the servo motor becomes long, and the processing time using the tool positioned by the servo motor is extended.

また、上記従来の特許文献２の技術によれば、入力電圧の低下に伴って送り単位量または加減速単位量が減少されるので、その結果として加減速時定数を延長されるようになる。このため、サーボモータによる工具などの位置決め時間が長くなり、サーボモータによって位置決めされる工具を用いた加工時間が延びるという問題があった。   Further, according to the technique of the above-described conventional Patent Document 2, the feed unit amount or the acceleration / deceleration unit amount is reduced as the input voltage is lowered, and as a result, the acceleration / deceleration time constant is extended. For this reason, there has been a problem that the positioning time of a tool or the like by the servo motor becomes long, and the processing time using the tool positioned by the servo motor is extended.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、入力電圧が低下した場合においても、加減速時間の増大を抑制しつつ、加減速時のオーバーシュートやアンダーシュートを低減することが可能なモータ制御装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and it is possible to reduce overshoot and undershoot during acceleration / deceleration while suppressing increase in acceleration / deceleration time even when the input voltage decreases. An object is to obtain a motor control device.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のモータ制御装置は、サーボモータの低回転数領域では高回転数領域に比べて加速率が大きくなるように指定する加減速パラメータ群を入力電圧ごとに設定する加減速パラメータ群設定部と、前記サーボモータを駆動する駆動部に入力される入力電圧に基づいて、前記加減速パラメータ群設定部にて設定された加減速パラメータ群を選択する加減速パラメータ群選択部と、前記加減速パラメータ群選択部にて選択された加減速パラメータ群に基づいて、加減速時の負荷トルク曲線が前記サーボモータのトルク特性内に収まるように加減速パターンを生成する加減速指令部とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the motor control device of the present invention is an acceleration / deceleration parameter group that specifies that the acceleration rate is larger in the low rotation speed region of the servo motor than in the high rotation speed region. Acceleration / deceleration parameter group setting unit that sets the acceleration / deceleration parameter group set by the acceleration / deceleration parameter group setting unit based on the input voltage input to the drive unit that drives the servo motor. Based on the acceleration / deceleration parameter group selection unit to be selected and the acceleration / deceleration parameter group selected by the acceleration / deceleration parameter group selection unit, the load torque curve during acceleration / deceleration is adjusted so as to be within the torque characteristics of the servo motor. And an acceleration / deceleration command unit that generates a deceleration pattern.

この発明によれば、入力電圧が低下した場合においても、加減速時間の増大を抑制しつつ、加減速時のオーバーシュートやアンダーシュートを低減することが可能という効果を奏する。   According to this invention, even when the input voltage is lowered, there is an effect that it is possible to reduce overshoot and undershoot during acceleration / deceleration while suppressing an increase in acceleration / deceleration time.

図１は、本発明に係るモータ制御装置の実施例１の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of Embodiment 1 of a motor control device according to the present invention. 図２は、図１の加減速パラメータ群設定部１１０にて設定される加減速パラメータ群の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an acceleration / deceleration parameter group set by the acceleration / deceleration parameter group setting unit 110 in FIG. 図３−１は、図１の加減速指令部１１３にて生成される加減速パターンの一例を示す図である。FIG. 3A is a diagram illustrating an example of an acceleration / deceleration pattern generated by the acceleration / deceleration command unit 113 in FIG. 1. 図３−２は、図１の加減速指令部１１３にて生成される速度パターンの一例を示す図である。3-2 is a diagram illustrating an example of a speed pattern generated by the acceleration / deceleration command unit 113 of FIG. 図４は、加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎから得られる負荷トルク曲線と、サーボモータのトルク特性との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the load torque curve obtained from the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn and the torque characteristics of the servo motor. 図５は、図１の加減速指令部１１３による加減速パターンの生成方法の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a method of generating an acceleration / deceleration pattern by the acceleration / deceleration command unit 113 of FIG. 図６は、入力電圧ごとに設定された加減速パラメータ群の数値例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating numerical examples of acceleration / deceleration parameter groups set for each input voltage. 図７−１は、図６の加減速パラメータ群から生成された加減速パターンを示す図である。FIG. 7A is a diagram illustrating an acceleration / deceleration pattern generated from the acceleration / deceleration parameter group in FIG. 6. 図７−２は、図７−１の加減速パターンから生成された速度パターンを示す図である。FIG. 7B is a diagram illustrating a speed pattern generated from the acceleration / deceleration pattern of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 駆動部
１１ サーボモータ
１００ モータ制御装置
Ｐ１〜Ｐｎ 加減速パラメータ群
１１０ 加減速パラメータ群設定部
１１１ 入力電圧計測部
１１２ 加減速パラメータ群選択部
１１３ 加減速指令部
１１４ 不揮発性メモリ
１１５ 揮発性メモリ
１２１ ラダープログラム
１２２ 入力電圧値
１２３ パラメータ群番号DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Drive part 11 Servo motor 100 Motor control apparatus P1-Pn Acceleration / deceleration parameter group 110 Acceleration / deceleration parameter group setting part 111 Input voltage measurement part 112 Acceleration / deceleration parameter group selection part 113 Acceleration / deceleration command part 114 Non-volatile memory 115 Volatile memory 121 Ladder program 122 Input voltage value 123 Parameter group number

以下に、本発明に係るモータ制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a motor control device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

図１は、本発明に係るモータ制御装置の実施例１の概略構成を示すブロック図である。図１において、モータ制御装置１００には、加減速パラメータ群設定部１１０、入力電圧計測部１１１、加減速パラメータ群選択部１１２、加減速指令部１１３、不揮発性メモリ１１４および揮発性メモリ１１５が設けられている。そして、モータ制御装置１００は、サーボモータ１１を駆動する駆動部１０に接続されている。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of Embodiment 1 of a motor control device according to the present invention. In FIG. 1, the motor control device 100 includes an acceleration / deceleration parameter group setting unit 110, an input voltage measurement unit 111, an acceleration / deceleration parameter group selection unit 112, an acceleration / deceleration command unit 113, a nonvolatile memory 114, and a volatile memory 115. It has been. The motor control device 100 is connected to a drive unit 10 that drives the servo motor 11.

なお、不揮発性メモリ１１４としては、例えば、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭなどを用いることができる。また、揮発性メモリ１１５としては、例えば、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどを用いることができる。また、駆動部１０としては、例えば、インバータなどを用いることができる。   As the nonvolatile memory 114, for example, a flash memory or an EEPROM can be used. As the volatile memory 115, for example, a DRAM or SRAM can be used. Moreover, as the drive part 10, an inverter etc. can be used, for example.

ここで、加減速パラメータ群設定部１１０は、加減速パラメータ群設定部１１０に入力された複数の加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎを不揮発性メモリ１１４に記憶することができる。   Here, the acceleration / deceleration parameter group setting unit 110 can store a plurality of acceleration / deceleration parameter groups P <b> 1 to Pn input to the acceleration / deceleration parameter group setting unit 110 in the nonvolatile memory 114.

図２は、図１の加減速パラメータ群設定部１１０にて設定される加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎの一例を示す図である。図２において、加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎには、例えば、早送り速度ｖｓ、定格速度ｖｋ、定格速度ｖｋまでの加速時間ｔｋ、最大加速度ａｍに対する加速率ｒａをそれぞれ含めることができる。そして、加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎとして、早送り速度ｖｓ、定格速度ｖｋ、定格速度ｖｋまでの加速時間ｔｋ、最大加速度ａｍに対する加速率ｒａを入力電圧Ｖｉごとに設定することができる。なお、最大加速度ａｍに対する加速率ｒａは、早送り速度ｖｓに達した時の加速度をａｓとすると、ｒａ＝ａｓ／ａｍで与えることができる。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn set by the acceleration / deceleration parameter group setting unit 110 of FIG. In FIG. 2, the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn can include, for example, the rapid traverse speed vs, the rated speed vk, the acceleration time tk to the rated speed vk, and the acceleration rate ra with respect to the maximum acceleration am. Then, as the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn, the fast feed speed vs, the rated speed vk, the acceleration time tk to the rated speed vk, and the acceleration rate ra with respect to the maximum acceleration am can be set for each input voltage Vi. Note that the acceleration rate ra with respect to the maximum acceleration am can be given by ra = as / am, where as is the acceleration when the rapid feed speed vs is reached.

また、加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎは、サーボモータ１１の低回転数領域では高回転数領域に比べて加速率ｒａが大きくなるように設定することができる。すなわち、駆動トルクに余裕がある低回転数領域ではサーボモータ１１の加速率ｒａを大きくし、駆動トルクが不足する高回転数領域では加速率ｒａを小さくすることができる。   Further, the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn can be set so that the acceleration rate ra is larger in the low rotation speed region of the servo motor 11 than in the high rotation speed region. That is, the acceleration rate ra of the servo motor 11 can be increased in the low rotation speed region where the drive torque is sufficient, and the acceleration rate ra can be decreased in the high rotation speed region where the drive torque is insufficient.

また、図１において、入力電圧計測部１１１は、駆動部１０に入力される入力電圧Ｖｉを計測することができる。なお、入力電圧Ｖｉとしては、駆動部１０として用いられるインバータの直流母線電圧または交流入力電圧とすることができる。加減速パラメータ群選択部１１２は、入力電圧計測部１１１にて計測された入力電圧Ｖｉに基づいて、加減速パラメータ群設定部１１０にて設定された加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎを選択することができる。加減速指令部１１３は、加減速パラメータ群選択部１１２にて選択された加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎに基づいて加減速パターンを生成し、サーボモータ１１の加減速を駆動部１０に行わせることができる。ここで、加減速指令部１１３は、加減速時の負荷トルク曲線がサーボモータ１１のトルク特性内に収まるように加減速パターンを生成する。また、加減速指令部１１３は、加減速パターンにおいて、サーボモータ１１の定格速度ｖｋまでは加速度を一定に設定し、定格速度ｖｋから早送り速度ｖｓまでは、加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎで指定される加速率ｒａに到達するように加速度を段階的に低下させることができる。   In FIG. 1, the input voltage measurement unit 111 can measure the input voltage Vi input to the drive unit 10. The input voltage Vi can be a DC bus voltage or an AC input voltage of an inverter used as the drive unit 10. The acceleration / deceleration parameter group selection unit 112 may select the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn set by the acceleration / deceleration parameter group setting unit 110 based on the input voltage Vi measured by the input voltage measurement unit 111. it can. The acceleration / deceleration command unit 113 generates an acceleration / deceleration pattern based on the acceleration / deceleration parameter group P1 to Pn selected by the acceleration / deceleration parameter group selection unit 112, and causes the drive unit 10 to perform acceleration / deceleration of the servo motor 11. Can do. Here, the acceleration / deceleration command unit 113 generates an acceleration / deceleration pattern so that the load torque curve during acceleration / deceleration is within the torque characteristics of the servomotor 11. Further, the acceleration / deceleration command unit 113 sets the acceleration constant up to the rated speed vk of the servo motor 11 in the acceleration / deceleration pattern, and is designated by the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn from the rated speed vk to the rapid feed speed vs. The acceleration can be reduced stepwise so as to reach the acceleration rate ra.

また、不揮発性メモリ１１４には、加減速パラメータ群設定部１１０にて設定された加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎを記憶するとともに、加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎの選択方法を指定するラダープログラム１２１を記憶することができる。なお、ラダープログラム１２１は、入力電圧Ｖｉに対してマージンを持って加減速パターンが生成されるように、加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎを加減速パラメータ群選択部１１２に選択させることができる。また、揮発性メモリ１１５には、入力電圧計測部１１１にて計測された入力電圧Ｖｉの値に対応した入力電圧値１２２を記憶するとともに、加減速パラメータ群選択部１１２にて選択された加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎを特定するパラメータ群番号１２３を記憶することができる。   Further, the nonvolatile memory 114 stores a ladder program 121 that stores the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn set by the acceleration / deceleration parameter group setting unit 110 and specifies the selection method of the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn. Can be remembered. The ladder program 121 can cause the acceleration / deceleration parameter group selection unit 112 to select the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn so that the acceleration / deceleration pattern is generated with a margin with respect to the input voltage Vi. The volatile memory 115 stores an input voltage value 122 corresponding to the value of the input voltage Vi measured by the input voltage measuring unit 111 and the acceleration / deceleration selected by the acceleration / deceleration parameter group selecting unit 112. A parameter group number 123 for specifying the parameter groups P1 to Pn can be stored.

そして、加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎが加減速パラメータ群設定部１１０に入力されると、加減速パラメータ群設定部１１０は加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎを不揮発性メモリ１１４に格納する。そして、入力電圧計測部１１１は、駆動部１０に入力される入力電圧Ｖｉを計測し、その計測結果を平均化フィルタにて平均化することで入力電圧値１２２を算出し、揮発性メモリ１１５に格納するとともに、加減速パラメータ群選択部１１２に出力する。   When the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn are input to the acceleration / deceleration parameter group setting unit 110, the acceleration / deceleration parameter group setting unit 110 stores the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn in the nonvolatile memory 114. Then, the input voltage measurement unit 111 measures the input voltage Vi input to the drive unit 10, calculates the input voltage value 122 by averaging the measurement result using an averaging filter, and stores the input voltage value 122 in the volatile memory 115. The data is stored and output to the acceleration / deceleration parameter group selection unit 112.

そして、加減速パラメータ群選択部１１２は、入力電圧値１２２が算出されると、入力電圧値１２２と定格電圧（例えば、２００Ｖ）とを比較することで、どの程度の入力電圧Ｖｉの低下が発生しているかを算出する。そして、加減速パラメータ群選択部１１２は、入力電圧Ｖｉの低下の割合に応じた加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎを選択し、その加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎを特定するパラメータ群番号１２３を揮発性メモリ１１５に格納する。   Then, when the input voltage value 122 is calculated, the acceleration / deceleration parameter group selection unit 112 compares the input voltage value 122 with a rated voltage (for example, 200 V), and how much the input voltage Vi is reduced. Calculate whether you are doing. Then, the acceleration / deceleration parameter group selection unit 112 selects the acceleration / deceleration parameter group P1 to Pn according to the rate of decrease of the input voltage Vi, and sets the parameter group number 123 for specifying the acceleration / deceleration parameter group P1 to Pn to be volatile. Store in the memory 115.

そして、加減速指令部１１３は、パラメータ群番号１２３で特定される加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎを不揮発性メモリ１１４から読み出し、その加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎに基づいて加減速パターンを生成する。そして、加減速指令部１１３は、その加減速パターンから加速パターンＲを生成し、その加速パターンＲを駆動部１０へ出力する。そして、駆動部１０は、サーボモータ１１の回転速度が加速パターンＲで指定される速度に近づくように、サーボモータ１１に印加される電圧を制御することで、サーボモータ１１の加減速を行う。   The acceleration / deceleration command unit 113 reads the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn specified by the parameter group number 123 from the nonvolatile memory 114, and generates an acceleration / deceleration pattern based on the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn. The acceleration / deceleration command unit 113 generates an acceleration pattern R from the acceleration / deceleration pattern and outputs the acceleration pattern R to the drive unit 10. Then, the drive unit 10 performs acceleration / deceleration of the servo motor 11 by controlling the voltage applied to the servo motor 11 so that the rotation speed of the servo motor 11 approaches the speed specified by the acceleration pattern R.

ここで、加減速指令部１１３は、入力電圧Ｖｉに応じた加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎに基づいて加減速パターンを生成するとともに、サーボモータ１１の低回転数領域では高回転数領域に比べて加速率ｒａが大きくなるように加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎを設定することで、入力電圧Ｖｉが低下した場合においても、加減速時の負荷トルク曲線がサーボモータ１１のトルク特性内に収まるようにしつつ、サーボモータ１１の出力トルクを最大限活用できるようにすることができ、加減速時間の増大を抑制しつつ、加減速時のオーバーシュートやアンダーシュートを低減することが可能となる。   Here, the acceleration / deceleration command unit 113 generates an acceleration / deceleration pattern based on the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn corresponding to the input voltage Vi, and the servo motor 11 has a lower rotation speed region than a high rotation speed region. By setting the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn so as to increase the acceleration rate ra, the load torque curve during acceleration / deceleration is kept within the torque characteristics of the servomotor 11 even when the input voltage Vi decreases. On the other hand, it is possible to make maximum use of the output torque of the servo motor 11, and it is possible to reduce overshoot and undershoot during acceleration / deceleration while suppressing an increase in acceleration / deceleration time.

一方、ラダープログラム１２１が起動されると、ラダープログラム１２１は、入力電圧Ｖｉよりも低い電圧に対応した加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎを選択するように加減速パラメータ群選択部１１２に指示する。そして、加減速パラメータ群選択部１１２は、ラダープログラム１２１からの指示があると、現在の入力電圧Ｖｉよりも低い電圧に対応した加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎを選択し、その加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎを特定するパラメータ群番号１２３を揮発性メモリ１１５に格納する。そして、加減速指令部１１３は、パラメータ群番号１２３で特定される加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎを不揮発性メモリ１１４から読み出し、その加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎに基づいて加減速パターンを生成することで、現在の入力電圧Ｖｉに対してマージンを加減速パターンに持たせることができる。   On the other hand, when the ladder program 121 is activated, the ladder program 121 instructs the acceleration / deceleration parameter group selection unit 112 to select acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn corresponding to a voltage lower than the input voltage Vi. When receiving an instruction from the ladder program 121, the acceleration / deceleration parameter group selection unit 112 selects an acceleration / deceleration parameter group P1 to Pn corresponding to a voltage lower than the current input voltage Vi, and the acceleration / deceleration parameter group P1. The parameter group number 123 for specifying ~ Pn is stored in the volatile memory 115. The acceleration / deceleration command unit 113 reads the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn specified by the parameter group number 123 from the nonvolatile memory 114, and generates an acceleration / deceleration pattern based on the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn. Thus, the acceleration / deceleration pattern can have a margin with respect to the current input voltage Vi.

図３−１は、図１の加減速指令部１１３にて生成される加減速パターンの一例を示す図である。図３−１において、加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎによって、早送り速度ｖｓ、定格速度ｖｋおよび最大加速度ａｍに対する加速率ｒａが与えられると、最大加速度ａｍに加速率ｒａを乗じることで、早送り速度ｖｓに達した時の加速度（以下、最小加速度とも言う）ａｓを求めることができる。そして、加減速指令部１１３は、定格速度ｖｋまでは加速度を最大加速度ａｍに維持し、定格速度ｖｋから早送り速度ｖｓまでは加速度を最小加速度ａｓまで段階的に低下させるように加減速パターンを生成することで、駆動トルクに余裕がある低回転数領域では加減速率を大きくし、駆動トルクが不足する高回転数領域では加減速率を小さくすることができる。   FIG. 3A is a diagram illustrating an example of an acceleration / deceleration pattern generated by the acceleration / deceleration command unit 113 in FIG. 1. In FIG. 3A, when the acceleration rate ra for the rapid feed speed vs, the rated speed vk, and the maximum acceleration am is given by the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn, the rapid acceleration speed vs is obtained by multiplying the maximum acceleration am by the acceleration rate ra. The acceleration (hereinafter also referred to as the minimum acceleration) as can be obtained. The acceleration / deceleration command unit 113 generates an acceleration / deceleration pattern so that the acceleration is maintained at the maximum acceleration am until the rated speed vk, and the acceleration is gradually decreased from the rated speed vk to the fast-forward speed vs to the minimum acceleration as. As a result, the acceleration / deceleration rate can be increased in the low rotation speed region where the drive torque is sufficient, and the acceleration / deceleration rate can be decreased in the high rotation speed region where the drive torque is insufficient.

ここで、定格速度ｖｋから早送り速度ｖｓまでは、最大加速度ａｍから最小加速度ａｓまで加速度を段階的に低下させる場合、定格速度ｖｋにおける最大加速度ａｍから、早送り速度ｖｓにおける最小加速度ａｓに至る直線を引き、この直線に沿って加速度を段階的に低下させることができる。   Here, from the rated speed vk to the rapid traverse speed vs, when the acceleration is decreased stepwise from the maximum acceleration am to the minimum acceleration as, a straight line extending from the maximum acceleration am at the rated speed vk to the minimum acceleration as at the rapid traverse speed vs. The acceleration can be lowered stepwise along this straight line.

図３−２は、図１の加減速指令部１１３にて生成される速度パターンの一例を示す図である。図３−２において、図１の加減速指令部１１３は、図３−１の加減速パターンを生成すると、この加減速パターンから速度パターンを生成し、駆動部１０に出力することができる。ここで、図３−２の速度パターンでは、定格速度ｖｋまでの加速時間ｔｋに至る間は、速度が直線的に増加し、そこから早送り速度ｖｓまでの加速時間ｔｓに至る間は、速度の直線的な傾きが徐々に小さくなる。   3-2 is a diagram illustrating an example of a speed pattern generated by the acceleration / deceleration command unit 113 of FIG. 3-2, when the acceleration / deceleration command unit 113 in FIG. 1 generates the acceleration / deceleration pattern in FIG. 3A, it can generate a speed pattern from the acceleration / deceleration pattern and output it to the drive unit 10. Here, in the speed pattern of FIG. 3-2, the speed linearly increases during the acceleration time tk up to the rated speed vk, and the speed is increased during the acceleration time ts up to the fast feed speed vs. The linear slope gradually decreases.

図４は、加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎから得られる負荷トルク曲線と、サーボモータのトルク特性との関係を示す図である。図４において、早送り速度ｖｓまで加速度が一定の加減速処理では、入力電圧Ｖｉが低下すると、高回転数領域において負荷トルク曲線Ｒｔ０がサーボモータ１１のトルク特性Ｅｔ内に収まらなくなるため、加減速時のオーバーシュートやアンダーシュートが発生する。   FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the load torque curve obtained from the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn and the torque characteristics of the servo motor. In FIG. 4, in the acceleration / deceleration processing in which the acceleration is constant up to the rapid traverse speed vs, when the input voltage Vi decreases, the load torque curve Rt0 does not fit within the torque characteristic Et of the servo motor 11 in the high rotation speed region. Overshoot and undershoot occur.

これに対して、低回転数領域では加速率ｒａが大きくなり、高回転数領域では加速率ｒａが小さくなるように加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎを設定することにより、高回転数領域においてサーボモータ１１のトルク特性Ｅｔ内に収まるように負荷トルク曲線Ｒｔ１を生成することが可能となるとともに、低回転数領域における速度の上昇率を大きくすることができ、加速時間の増大を抑制することができる。   On the other hand, by setting the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn so that the acceleration rate ra increases in the low rotation speed region and decreases in the high rotation speed region, the servo motor in the high rotation speed region is set. The load torque curve Rt1 can be generated so as to be within the 11 torque characteristics Et, the rate of increase in speed in the low speed region can be increased, and the increase in acceleration time can be suppressed. .

図５は、図１の加減速指令部１１３による加減速パターンの生成方法の一例を示す図である。図５において、加減速パラメータ群Ｐ１〜Ｐｎによって、例えば、最大加速度ａｍに対する加速率ｒａが５８％に設定されているものとする。そして、加減速指令部１１３は、定格速度ｖｋから早送り速度ｖｓまでは最大加速度ａｍの１０％ずつ加速度を段階的に低下させるものとすると、（１００−５８）／１０＋１＝５という計算を行うことで段数を求め、５段階の加減速処理を実行する。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a method of generating an acceleration / deceleration pattern by the acceleration / deceleration command unit 113 of FIG. In FIG. 5, it is assumed that the acceleration rate ra with respect to the maximum acceleration am is set to 58% by the acceleration / deceleration parameter groups P1 to Pn, for example. Then, the acceleration / deceleration command unit 113 performs a calculation of (100−58) / 10 + 1 = 5, assuming that the acceleration is decreased stepwise by 10% of the maximum acceleration am from the rated speed vk to the rapid traverse speed vs. The number of stages is obtained by, and five stages of acceleration / deceleration processing are executed.

一般的には、各段における加速度の低下率をＤ（％）とすると、定格速度ｖｋから早送り速度ｖｓまでの加速度の段数Ｓは以下の式で求めることができる。
Ｓ＝（１００−ｒａ）／Ｄ＋１In general, assuming that the rate of decrease in acceleration at each stage is D (%), the number S of acceleration stages from the rated speed vk to the rapid traverse speed vs can be obtained by the following equation.
S = (100-ra) / D + 1

図６は、入力電圧ごとに設定された加減速パラメータ群の数値例を示す図である。図６において、例えば、定格電圧に対する入力電圧値１２２の低下率が０％である場合の加減速パラメータ群をＰ１、定格電圧に対する入力電圧値１２２の低下率が１０％である場合の加減速パラメータ群をＰ２とすると、加減速パラメータ群Ｐ１、Ｐ２に対して、早送り速度ｖｓ、定格速度ｖｋ、定格速度ｖｋまでの加速時間ｔｋ、最大加速度ａｍに対する加速率ｒａがそれぞれ設定される。   FIG. 6 is a diagram illustrating numerical examples of acceleration / deceleration parameter groups set for each input voltage. In FIG. 6, for example, the acceleration / deceleration parameter group is P1 when the rate of decrease of the input voltage value 122 with respect to the rated voltage is 0%, and the acceleration / deceleration parameter when the rate of decrease of the input voltage value 122 with respect to the rated voltage is 10%. Assuming that the group is P2, the rapid traverse speed vs, the rated speed vk, the acceleration time tk to the rated speed vk, and the acceleration rate ra for the maximum acceleration am are set for the acceleration / deceleration parameter groups P1 and P2, respectively.

そして、図１の加減速パラメータ群選択部１１２は、入力電圧値１２２の低下率が０％である場合、加減速パラメータ群Ｐ１を選択し、その加減速パラメータ群Ｐ１を特定するパラメータ群番号１２３を揮発性メモリ１１５に格納する。また、図１の加減速パラメータ群選択部１１２は、入力電圧値１２２の低下率が１０％である場合、加減速パラメータ群Ｐ２を選択し、その加減速パラメータ群Ｐ２を特定するパラメータ群番号１２３揮発性メモリ１１５に格納する。   Then, the acceleration / deceleration parameter group selection unit 112 in FIG. 1 selects the acceleration / deceleration parameter group P1 and specifies the acceleration / deceleration parameter group P1 when the rate of decrease of the input voltage value 122 is 0%. Is stored in the volatile memory 115. Further, the acceleration / deceleration parameter group selection unit 112 in FIG. 1 selects the acceleration / deceleration parameter group P2 when the rate of decrease of the input voltage value 122 is 10%, and parameter group number 123 for specifying the acceleration / deceleration parameter group P2 Stored in the volatile memory 115.

図７−１は、図６の加減速パラメータ群から生成された加減速パターンを示す図である。図７−１において、図６の加減速パラメータ群Ｐ１を特定するパラメータ群番号１２３が揮発性メモリ１１５に格納されると、加減速指令部１１３は、パラメータ群番号１２３で特定される加減速パラメータ群Ｐ１を不揮発性メモリ１１４から読み出す。そして、加減速指令部１１３は、加減速パラメータ群Ｐ１から加速度を段階的に低下させる時の段数（この場合は７）を算出し、その加減速パラメータ群Ｐ１に基づいて加減速パターンＱ１を生成する。   FIG. 7A is a diagram illustrating an acceleration / deceleration pattern generated from the acceleration / deceleration parameter group in FIG. 6. 7A, when the parameter group number 123 that specifies the acceleration / deceleration parameter group P1 of FIG. 6 is stored in the volatile memory 115, the acceleration / deceleration command unit 113 may The group P1 is read from the nonvolatile memory 114. Then, the acceleration / deceleration command unit 113 calculates the number of steps (in this case, 7) when the acceleration is gradually reduced from the acceleration / deceleration parameter group P1, and generates an acceleration / deceleration pattern Q1 based on the acceleration / deceleration parameter group P1. To do.

また、図６の加減速パラメータ群Ｐ２を特定するパラメータ群番号１２３が揮発性メモリ１１５に格納されると、加減速指令部１１３は、パラメータ群番号１２３で特定される加減速パラメータ群Ｐ２を不揮発性メモリ１１４から読み出す。そして、加減速指令部１１３は、加減速パラメータ群Ｐ２から加速度を段階的に低下させる時の段数（この場合は６）を算出し、その加減速パラメータ群Ｐ２に基づいて加減速パターンＱ２を生成する。   When the parameter group number 123 that specifies the acceleration / deceleration parameter group P2 in FIG. 6 is stored in the volatile memory 115, the acceleration / deceleration command unit 113 stores the acceleration / deceleration parameter group P2 specified by the parameter group number 123 in a nonvolatile manner. Read from the memory 114. Then, the acceleration / deceleration command unit 113 calculates the number of steps (6 in this case) when the acceleration is gradually reduced from the acceleration / deceleration parameter group P2, and generates an acceleration / deceleration pattern Q2 based on the acceleration / deceleration parameter group P2. To do.

図７−２は、図７−１の加減速パターンから生成された速度パターンを示す図である。図７−２において、入力電圧Ｖｉの低下率が０％である場合、加減速指令部１１３は、加減速パターンＱ１を生成すると、その加減速パターンＱ１から加速パターンＲ１を生成し、図１の駆動部１０に出力する。そして、駆動部１０は、加速パターンＲ１を加減速指令部１１３から受け取ると、加速パターンＲ１で与えられる速度に一致するようにサーボモータ１１を駆動する。   FIG. 7B is a diagram illustrating a speed pattern generated from the acceleration / deceleration pattern of FIG. 7-2, when the rate of decrease of the input voltage Vi is 0%, when the acceleration / deceleration command unit 113 generates the acceleration / deceleration pattern Q1, the acceleration / deceleration pattern Q1 generates an acceleration pattern R1. Output to the drive unit 10. When the driving unit 10 receives the acceleration pattern R1 from the acceleration / deceleration command unit 113, the driving unit 10 drives the servo motor 11 so as to coincide with the speed given by the acceleration pattern R1.

また、入力電圧Ｖｉの低下率が１０％である場合、加減速指令部１１３は加減速パターンＱ２を生成すると、その加減速パターンＱ２から加速パターンＲ２を生成し、図１の駆動部１０に出力する。そして、駆動部１０は、加速パターンＲ２を加減速指令部１１３から受け取ると、加速パターンＲ２で与えられる速度に一致するようにサーボモータ１１を駆動する。なお、図６の例では、入力電圧値１２２の低下率が０％および１０％である場合の加減速パラメータ群Ｐ１、Ｐ２の設定方法について説明したが、入力電圧値１２２の低下率が５％や２０％などのその他の場合においても加減速パラメータ群を設定するようにしてもよい。   When the rate of decrease of the input voltage Vi is 10%, when the acceleration / deceleration command unit 113 generates the acceleration / deceleration pattern Q2, the acceleration / deceleration pattern Q2 is generated from the acceleration / deceleration pattern Q2 and output to the drive unit 10 in FIG. To do. Then, when the driving unit 10 receives the acceleration pattern R2 from the acceleration / deceleration command unit 113, the driving unit 10 drives the servo motor 11 so as to match the speed given by the acceleration pattern R2. In the example of FIG. 6, the method of setting the acceleration / deceleration parameter groups P1 and P2 when the rate of decrease of the input voltage value 122 is 0% and 10% has been described, but the rate of decrease of the input voltage value 122 is 5%. The acceleration / deceleration parameter group may be set also in other cases such as 20% and 20%.

上述した実施例１では、入力電圧計測部１１１をモータ制御装置１００の内部に設ける方法について説明したが、入力電圧計測部１１１は、モータ制御装置１００の外部に設けるようにしてもよく、例えば、駆動部１０に設けるようにしてもよい。   In the first embodiment described above, the method of providing the input voltage measuring unit 111 inside the motor control device 100 has been described. However, the input voltage measuring unit 111 may be provided outside the motor control device 100, for example, You may make it provide in the drive part 10. FIG.

以上のように本発明に係るモータ制御装置は、加減速パラメータ群に基づいて加減速指令を生成して駆動装置へ出力することで、ワークと工具をサーボモータにて相対的に移動させながらワークを加工させる駆動装置を制御する方法に適している。   As described above, the motor control device according to the present invention generates an acceleration / deceleration command based on the acceleration / deceleration parameter group and outputs the acceleration / deceleration command to the drive device, thereby moving the workpiece and the tool relatively with the servo motor. It is suitable for a method for controlling a drive device for machining the material.

Claims (7)

サーボモータの低回転数領域では高回転数領域に比べて加速率が大きくなるように指定するとともに、入力電圧の低下率の増大に伴って前記加速率が大きくなるように指定する加減速パラメータ群を前記入力電圧ごとに設定する加減速パラメータ群設定部と、
前記サーボモータを駆動する駆動部に入力される入力電圧に基づいて、前記加減速パラメータ群設定部にて設定された加減速パラメータ群を選択する加減速パラメータ群選択部と、
前記加減速パラメータ群選択部にて選択された加減速パラメータ群に基づいて、加減速時の負荷トルク曲線が前記サーボモータのトルク特性内に収まるように加減速パターンを生成する加減速指令部とを備えることを特徴とするモータ制御装置。Acceleration / deceleration parameter group that specifies the acceleration rate to be larger in the low rotation speed region of the servo motor than that in the high rotation speed region, and that the acceleration rate increases as the input voltage decrease rate increases. Acceleration / deceleration parameter group setting unit for setting for each input voltage,
An acceleration / deceleration parameter group selection unit that selects an acceleration / deceleration parameter group set by the acceleration / deceleration parameter group setting unit based on an input voltage input to a drive unit that drives the servo motor;
An acceleration / deceleration command unit that generates an acceleration / deceleration pattern based on the acceleration / deceleration parameter group selected by the acceleration / deceleration parameter group selection unit so that a load torque curve during acceleration / deceleration is within the torque characteristics of the servo motor; A motor control device comprising: 前記入力電圧ごとに設定された複数の加減速パラメータ群を記憶する不揮発性メモリを備えることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。  The motor control device according to claim 1, further comprising a non-volatile memory that stores a plurality of acceleration / deceleration parameter groups set for each of the input voltages. 前記加減速指令部は、前記サーボモータの定格速度までは加速度を一定に設定し、前記定格速度から早送り速度までは、前記加減速パラメータ群で指定される加速率に到達するように加速度を段階的に低下させる加減速パターンを生成することを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。  The acceleration / deceleration command unit sets the acceleration constant up to the rated speed of the servomotor, and steps the acceleration so as to reach the acceleration rate specified by the acceleration / deceleration parameter group from the rated speed to the rapid traverse speed. The motor control device according to claim 1, wherein an acceleration / deceleration pattern that is lowered is generated. 前記サーボモータを駆動する駆動部に入力される入力電圧を計測する入力電圧計測部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。  4. The motor control device according to claim 1, further comprising an input voltage measurement unit that measures an input voltage input to a drive unit that drives the servo motor. 5. 前記加減速パラメータ群は、早送り速度、定格速度、定格速度までの加速時間、最大加速度に対する加速率を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。  5. The motor control device according to claim 1, wherein the acceleration / deceleration parameter group includes a rapid feed speed, a rated speed, an acceleration time to the rated speed, and an acceleration rate with respect to a maximum acceleration. 前記加減速パラメータ群は、前記入力電圧の低下率の増大に伴って前記早送り速度、前記定格速度および前記加速時間が小さくなるように指定することを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。  6. The motor control device according to claim 5, wherein the acceleration / deceleration parameter group is specified so that the rapid feed speed, the rated speed, and the acceleration time become smaller as the rate of decrease of the input voltage increases. . 前記加減速指令部は、定格速度における最大加速度から、早送り速度における最小加速度に至る直線に沿って加速度を段階的に低下させることを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。  The motor control device according to claim 3, wherein the acceleration / deceleration command unit decreases the acceleration stepwise along a straight line from a maximum acceleration at a rated speed to a minimum acceleration at a fast-forward speed.
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