JP5297759B2 - 産業機械 - Google Patents
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特許文献1に記載の三次元位置制御システム(制御装置)では、位置検出器(位置検出部)と、位置制御器(位置制御部)とを備え、制御対象の位置をフィードバック制御している。また、三次元位置制御システムは、フィードバック制御のループ外において、位置検出器による検出位置を補正するとともに、制御対象の目標位置を逆補正することで位置指令値を算出して空間誤差を補正している。なお、空間誤差とは、指令座標系と、運動座標系との間の誤差である(特許文献1参照)。
これに対して、目標位置を逆補正することなく、空間誤差を補正することができる制御装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献2に記載の空間誤差補正装置(制御装置)では、位置検出器と、位置制御器とを備え、制御対象の位置をフィードバック制御している。また、空間誤差補正装置は、フィードバック制御のループ内において、位置検出器による検出位置を補正する補正部を備えることで空間誤差を適切に補正している。
制御装置10は、図2に示すように、制御対象の位置を検出する位置検出部11と、位置検出部11による検出位置の位置指令値に対する偏差に基づいて、移動機構19に速度指令値を出力することで制御対象の位置を制御する位置制御部12と、目標位置を逆補正することで位置指令値を算出して出力する簡易逆補正部13と、位置検出部11による検出位置を補正する直線補正部14、及び空間誤差補正部15と、フィードフォワード制御部16とを備える。なお、制御装置10において、フィードフォワード制御部16を除く各構成要素11〜15は、特許文献1に記載の三次元位置制御システムにおける各構成要素と同様の機能を有しているので説明を省略する。
このような構成によれば、制御装置10は、フィードフォワード制御部16を備えているので、目標位置の変化速度に起因して生じる追従誤差を抑制することができる。また、制御装置10は、フィードバック制御、及びフィードフォワード制御のループ外で空間誤差を補正しているので、空間誤差の補正に起因する追従誤差が生じることもない。
制御装置20は、図3に示すように、制御対象の位置を検出する位置検出部21と、位置検出部21による検出位置を補正する補正部22と、補正部22にて補正された検出位置の位置指令値に対する偏差に基づいて、移動機構29に速度指令値を出力することで制御対象の位置を制御する位置制御部23と、フィードフォワード制御部24とを備える。なお、制御装置20において、フィードフォワード制御部24を除く各構成要素21〜23は、特許文献2に記載の空間誤差補正装置における各構成要素と同様の機能を有しているので説明を省略する。
このような構成によれば、制御装置20は、フィードフォワード制御部24を備えているので、目標位置の変化速度に起因して生じる追従誤差を抑制することができる。
このような構成によれば、前述した産業機械と同様の作用効果を奏することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る三次元測定機1の概略構成を示すブロック図である。
産業機械としての三次元測定機1は、図1に示すように、被測定物を測定するための測定子(制御対象)を移動させる移動機構2と、移動機構2を制御することで測定子の位置を位置指令値に追従させる制御装置3とを備える。
制御装置3は、位置検出部31と、補正部32と、位置制御部33とを備え、測定子の位置をフィードバック制御している。
補正部32は、位置検出部31による検出位置を補正する。具体的に、補正部32は、位置検出部31による検出位置を補正することで指令座標系と、運動座標系との間の誤差である空間誤差を補正する。なお、本実施形態では、三次元測定機1は、補正部32にて補正された検出位置を測定値として出力する。
位置制御部33は、補正部32にて補正された検出位置の位置指令値に対する偏差に基づいて、移動機構2に速度指令値を出力することで測定子の位置を制御する。なお、本実施形態では、測定子の目標位置を位置指令値として位置制御部33に入力する。
位置フィードフォワード制御部34は、位値指令値に基づいて、移動機構2をフィードフォワード制御するものであり、位置フィードフォワード制御部34のループ内には、位置FF(フィードフォワード)補償器36が設けられている。位置FF補償器36は、位値指令値に基づく速度指令値を移動機構2に出力する。
そして、位置FF補償器36にて出力される速度指令値は、位置制御部33にて出力される速度指令値に加算されて移動機構2に出力される。
ここで、補正部32の入力は、補正部32にて補正をする前の位置検出部31による検出位置であり、補正部32の出力は、補正部32にて補正をした後の検出位置であるので、補正部32による検出位置の補正量は、補正部32の入出力の差を取ることで算出される。
そして、補正量FF補償器37にて出力される速度指令値は、位置制御部33にて出力される速度指令値から減算されて移動機構2に出力される。
(1)制御装置3は、位置検出部31と、補正部32と、位置制御部33とを備えるので、フィードバック制御のループ内で空間誤差を補正することができる。また、制御装置3は、位置フィードフォワード制御部34を備えるので、目標位置の変化速度に起因して生じる追従誤差を抑制することができる。さらに、制御装置3は、補正量フィードフォワード制御部35を備えるので、補正に起因する追従誤差を抑制することができる。
(2)制御装置3は、目標位置を逆補正することなく、空間誤差を補正することができるので、適切に空間誤差を補正することができる。
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、補正量フィードフォワード制御部35は、補正部32の入出力の差を取ることで算出される補正量に基づいて、移動機構2をフィードフォワード制御していた。これに対して、例えば、補正部による補正量が既知である場合には、補正量フィードフォワード制御部は、既知の補正量に基づいて、移動機構をフィードフォワード制御してもよい。
前記実施形態では、産業機械として三次元測定機1を例示していたが、例えば、他の測定機や、工作機械等の他の産業機械を採用してもよい。要するに、本発明は、制御対象を移動させる移動機構と、移動機構を制御することで制御対象の位置を位置指令値に追従させる制御装置とを備える産業機械に適用することができる。
2…移動機構
3…制御装置
31…位置検出部
32…補正部
33…位置制御部
34…位置フィードフォワード制御部
35…補正量フィードフォワード制御部。
Claims (2)
- 制御対象を移動させる移動機構と、前記移動機構を制御することで前記制御対象の位置を位置指令値に追従させる制御装置とを備え、前記制御装置は、前記制御対象の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部による検出位置を補正して指令座標系と運動座標系との間の空間誤差を補正する補正部と、前記補正部にて補正された前記検出位置の前記位置指令値に対する偏差に基づいて、前記制御対象の位置を制御する位置制御部とを備える産業機械であって、
前記制御装置は、
前記位値指令値に基づいて、前記移動機構をフィードフォワード制御する位置フィードフォワード制御部と、
前記位置検出部で検出された前記制御対象の位置と前記補正部の出力との差に基づいて、前記移動機構をフィードフォワード制御する補正量フィードフォワード制御部とを備えることを特徴とする産業機械。 - 請求項1に記載の産業機械において、
前記産業機械は、被測定物を測定するための測定子を前記制御対象とする測定機であることを特徴とする産業機械。
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