JP5455737B2 - Drive control device - Google Patents
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Description
本発明は、非線形要素を有する移動体を駆動するモータを制御して、移動体を位置決めする駆動装置であり、特に移動中にセミクローズド(以下セミクロ)制御とフルクローズド(以下フルクロ)制御を切換えて制御する駆動制御装置に関するものである。 The present invention is a drive device for positioning a moving body by controlling a motor that drives a moving body having a non-linear element, and in particular, switching between semi-closed (hereinafter referred to as semi-micro) control and full-closed (hereinafter referred to as full-chromo) control during movement. The present invention relates to a drive control device that performs
従来、モータ回転力をベルトやボールネジなどの伝達手段にて伝達することにより装置を駆動するとともに、その機械端の位置決めを行う制御において、セミクロ制御とフルクロ制御の切換えを行う場合、目標位置近傍で、位置制御系にて生成した速度指令値に所定値を掛け合わせたものを速度制御系の速度指令値とするか、その速度指令値がモータの実速度以下になった場合に速度制御系から位置制御系に制御方式を切換えるものが提案されている。この制御方法においては、指令応答時間からみた応答性に変化が生じないように動作する(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, when the device is driven by transmitting the rotational force of the motor with a transmission means such as a belt or a ball screw, and in the control for positioning the machine end, when switching between semi-micro control and full-chromo control, it is near the target position. The speed command value generated by the position control system multiplied by a predetermined value is used as the speed command value for the speed control system, or when the speed command value falls below the actual speed of the motor, There has been proposed one that switches a control method to a position control system. This control method operates so as not to cause a change in responsiveness viewed from the command response time (see, for example, Patent Document 1).
また、機械端の最終目標位置を高精度に制御する手段として、高い位置決め精度が必要な領域にのみ機械端センサを配置して、最終目標位置近傍でセミクロ制御とフルクロ制御を切換える制御方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, as a means to control the final target position of the machine end with high accuracy, a control method is proposed in which the machine end sensor is arranged only in an area where high positioning accuracy is required, and switching between semi-micro control and full-chromo control near the final target position is proposed. (For example, refer to Patent Document 2).
セミクロ制御の特徴は、モータ位置検出器(以下エンコーダ)からのモータ位置フィードバック信号より現在のモータ位置と回転速度を検出することができ、モータ位置フィードバック信号に対して、モータを直接制御することができるため制御性がよく、比較的高いゲインを設定しても安定しやすい反面、機械端の位置決め精度は機械精度に依存する。例えばモータにボールネジを接続し、ボールネジ上のテーブルを位置決めするようなシステム構成においては、機械端の位置決め精度は、ボールネジとテーブルのバックラッシ等機械的ガタに依存するところが大きい。このようなことから、セミクロ制御は、機械端位置を高精度に制御することが難しいという短所を持っている。 The feature of semi-micro control is that the current motor position and rotation speed can be detected from the motor position feedback signal from the motor position detector (hereinafter referred to as encoder), and the motor can be directly controlled with respect to the motor position feedback signal. Therefore, it is easy to control even if a relatively high gain is set, but the positioning accuracy of the machine end depends on the machine accuracy. For example, in a system configuration in which a ball screw is connected to a motor and a table on the ball screw is positioned, the positioning accuracy of the machine end largely depends on mechanical play such as backlash between the ball screw and the table. For this reason, the micro control has a disadvantage that it is difficult to control the machine end position with high accuracy.
一方、フルクロ制御の特徴は、スケール等の機械端センサにて機械端位置を直接検出し制御することによって、高精度の位置決め制御を行うことができるが、機械が持つバックラッシュ等の非線形要素により制御ゲインを大きくすることができず、セミクロ制御に比べ、応答性が劣るという短所がある。 On the other hand, the feature of full-chromo control is that high-precision positioning control can be performed by directly detecting and controlling the machine end position with a machine end sensor such as a scale. There is a disadvantage that the control gain cannot be increased and the response is inferior to that of the micro control.
上記のようなセミクロ制御とフルクロ制御の特徴を利用するために、従来前述した制御切換え方法が提案されている。しかしながら、駆動制御装置をリンク機構のような非線形機構に用いる場合には、モータ速度と機械端速度に比例関係が無いため、セミクロ制御でのフィードバック信号(以下fb信号)と、フルクロ制御でのfb信号とに連続性が無く、切り換える際に速度が変化して機械的なショックが発生する。よって、非線形機構にて、セミクロ制御とフルクロ制御の切換えを機械的なショックなく実現するためには、例えばモータ停止後に制御切換えをしなければならないという問題があった。 In order to utilize the features of the above-described semi-micro control and full-chromo control, the control switching method described above has been proposed. However, when the drive control device is used for a non-linear mechanism such as a link mechanism, there is no proportional relationship between the motor speed and the machine end speed, so a feedback signal (hereinafter referred to as fb signal) in semi-micro control and fb in full-chromo control. There is no continuity with the signal, and when switching, the speed changes and a mechanical shock occurs. Therefore, in order to realize the switching between the semi-micro control and the full-chromo control without mechanical shock in the non-linear mechanism, there has been a problem that the control must be switched after the motor is stopped, for example.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、リンク機構等の非線形機構に対する機械端位置制御の高応答化や高精度化、セミクロ制御からフルクロ制御への切換え時の機械的ショックの低減を図ることができる駆動制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and has improved the response and accuracy of machine end position control for nonlinear mechanisms such as a link mechanism, and reduced mechanical shock when switching from semi-micro control to full-chromo control. An object of the present invention is to provide a drive control device that can be realized.
上述した目的を達成するために、本発明の駆動制御装置は、非線形機構を有する移動体に対して移動体を駆動するモータを制御して移動体を位置決めする駆動制御装置であり、モータの回転位置を検出するモータ端センサを含み、モータの回転位置に基づいて生成されたセミクロ速度指令によりモータをセミクロ制御するセミクロ制御手段と、移動体の位置を検出する機械端センサを含み、移動体の位置に基づいて生成されたフルクロ速度指令によりモータをフルクロ制御するフルクロ制御手段と、セミクロ速度指令とフルクロ速度指令のいずれか一方を選択してセミクロ制御とフルクロ制御とを切り換える切換スイッチと、切換スイッチの後段に設けられ、速度指令を所定の大きさ以下に制限することにより、セミクロ制御とフルクロ制御との間の制御切り換え時の速度指令の変動を吸収する速度リミッタとを備え、前記所定の大きさは、予め設定された固定値と前記セミクロ速度指令とのうちの大きい方である、ことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the drive control device of the present invention is a drive control device that positions a moving body by controlling a motor that drives the moving body with respect to the moving body having a non-linear mechanism. Including a motor end sensor for detecting the position, including a micro control means for controlling the motor in accordance with a micro speed command generated based on the rotational position of the motor, and a machine end sensor for detecting the position of the moving body. A full-chromo control means for performing full-chromo control of the motor based on a full-chromo speed command generated based on the position; a selector switch for selecting either the micro-speed command or the full-chromo speed command and switching between the micro control and the full-chromo control; and a switch It is provided in the subsequent stage, and by limiting the speed command to a predetermined size or less, semi-micro control and full-chromo control And a speed limiter for absorbing the fluctuations in the speed command when the control switching between the predetermined size is the larger of the said Semikuro speed command and a preset fixed value, characterized in that And
本発明によれば、切換スイッチの後段に設けられ、速度指令を所定の大きさ以下に制限することにより、セミクロ制御とフルクロ制御との間の制御切り換え時の速度指令の変動を吸収する速度リミッタを備えており、この速度リミッタが有効な状態で、セミクロ制御からフルクロ制御へ制御切換えを行う。そのため、セミクロ制御からフルクロ制御切換え時に、セミクロ制御で発生する、セミクロ指令位置とセミクロ位置fb信号との偏差(モータ端位置偏差)と、フルクロ制御で発生するフルクロ指令位置とフルクロ位置fb信号との偏差(機械端位置偏差)の大小にかかわらず、速度リミッタにより速度変動が抑制されるため、セミクロ制御からフルクロ制御への連続的な切換えが可能となり、装置の動作時間短縮が図れるという効果を奏する。 According to the present invention, the speed limiter is provided at the subsequent stage of the changeover switch, and absorbs fluctuations in the speed command when the control is switched between the semi-micro control and the full-chromo control by limiting the speed command to a predetermined magnitude or less. With this speed limiter enabled, the control is switched from the semi-micro control to the full-chromo control. Therefore, at the time of switching from semi-micro control to full-chromo control, the deviation (motor end position deviation) between the semi-micro command position and the semi-micro position fb signal generated by the semi-micro control, and the full black command position and the full black position fb signal generated by the full-chromo control. Regardless of the magnitude of the deviation (machine end position deviation), speed fluctuation is suppressed by the speed limiter, so continuous switching from semi-micro control to full-chromo control is possible, and the operation time of the device can be shortened. .
以下に、本発明にかかるリンク機構を持つ装置のセミクロ制御とフルクロ制御を切替えて機械端を制御する駆動制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of a drive control apparatus for controlling a machine end by switching between semi-micro control and full-chromo control of an apparatus having a link mechanism 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.
実施の形態
図1は、本発明の駆動制御装置の一実施の形態の構成を示すブロック図であり、非線形な移動体としてリンク機構を位置決め制御する駆動制御装置を示すものである。図1において、モータ4は、リンク機構7を駆動するアクチュエータである。本実施の形態では、モータ4として永久磁石式サーボモータを用いている。
Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a drive control apparatus of the present invention, and shows a drive control apparatus that controls the positioning of a link mechanism as a nonlinear moving body. In FIG. 1, a motor 4 is an actuator that drives a link mechanism 7. In the present embodiment, a permanent magnet servomotor is used as the motor 4.
モータ4は、タイミングプーリからベルト5を介してボールネジ6に回転力を伝達するようにされており、ボールネジ6上のナットを介してリンク機構7が接続され、ボールネジ6が回転することにより、ナットが図1の左右に移動し、リンク機構7の機械端である移動体9を移動させる。この機械端としての移動体9の位置が位置決め制御する対象となる。
The motor 4 is configured to transmit a rotational force from the timing pulley to the
モータ4は、サーボアンプ(駆動制御装置)3により駆動される。サーボアンプ3は、上位コントローラ50より出力されるモータ端位置指令(16)csと機械端位置指令(19)cfに基づいてモータ4を駆動する。
The motor 4 is driven by a servo amplifier (drive control device) 3. The
モータ4には、モータ4の速度や位置を検出するモータ端センサ2が取り付けられている。モータ端センサ2は、モータ端速度fb信号やモータ端位置fb信号をサーボアンプ3に入力する。本実施の形態では、モータ端センサ2は一例として、モータ端位置fb信号rsを生成している。
A
機械端センサ8は、移動体9の移動経路に沿って取り付けられたセンサであり、具体的には移動体9の位置を検出する非接触型または接触型のリニアスケールである。機械端センサ8は、リンク機構7における機械端(移動体9)の観測に基づいて得られる機械端の位置情報であり、フルクロ制御にて使用する機械端位置fb信号rfを生成する。なお、本実施の形態では、機械端位置fb信号rfが確立されたことを識別する機械端センサ有効信号21を機械端センサ8に備えているが、機械端センサ有効信号21は、機械端位置fb信号rfの状態より生成可能である。
The
サーボアンプ3は、セミクローズドループ制御手段と、フルクローズドループ制御手段とから成る。セミクローズドループ制御手段は、位置偏差演算部(第1の位置偏差算出部)35と、位置ゲイン(PG)27、セミクロ/フルクロ切換えスイッチ30、速度リミッタ31、速度偏差演算部37、速度ゲイン(VG)33、電流制御部34、及びモータ端センサ2を含んで制御ループを形成している。一方、フルクローズドループ制御手段は、位置偏差演算部(第2の位置偏差算出部)36、位置ゲイン(PG)27、定数ゲイン(K)28、セミクロ/フルクロ切換えスイッチ30、速度リミッタ31、速度偏差演算部37、速度ゲイン(VG)33、電流制御部34、及び機械端センサ8を含んで制御ループを形成している。
The
位置偏差算出部35は、位置検出器において得られたモータ端位置fb信号rsをモータ端位置指令値(最終目標位置)16csから減算し、セミクロ位置偏差(第1の位置偏差)Esを算出する。また、位置偏差算出部36は、機械端検出器8より得られた機械端位置fb信号rfを機械端位置指令値(最終目標位置)19cfから減算し、フルクロ位置偏差(第2の位置偏差)Efを算出する。
The position
この時使用されるモータ端位置指令値csと機械端位置指令値cfは上位コントローラ50にて生成される。この処理は式(1)、(2)で表される。
The motor end position command value cs and the machine end position command value cf used at this time are generated by the
Es = cs − rs ・・・(1)
Ef = cf − rf ・・・(2)
Es = cs-rs (1)
Ef = cf−rf (2)
機械端位置指令19は、フルクロ制御時において、入力される指令値であり、セミクロ制御時には本実施の形態では0が設定されるが0に限定される必要はない。
The machine
位置偏差算出部35につづく、位置ゲイン(PG)27は、セミクロ側の位置偏差Esとフルクロ側の位置偏差Efに乗算されるゲインである。また、フルクロ側偏差Efにおいては、位置ゲイン(PG)27と直列に定数ゲイン(K)28を乗算している。この定数Kは、機械端位置情報をモータ位置情報単位系に換算するために使用する。本実施の形態では、位置ゲインとして簡略化しているが、位置ゲインPGの場所には、位置制御器として、任意の制御器が使用できる。
A position gain (PG) 27 following the position
セミクロ側位置偏差Esと位置ゲインPGの乗算の結果、モータ速度指令値が生成される。セミクロ制御側速度指令値(セミクローズド速度指令)をvcs、フルクロ側速度指令値(フルクローズド速度指令)をvcfとする。この処理は式(3)、(4)で表される。 As a result of multiplying the micro-side position deviation Es and the position gain PG, a motor speed command value is generated. The micro control side speed command value (semi-closed speed command) is set to vcs, and the full-chromo side speed command value (full closed speed command) is set to vcf. This process is expressed by equations (3) and (4).
vcs = Es×PG ・・・(3)
vcf = Ef×PG×K ・・・(4)
vcs = Es × PG (3)
vcf = Ef × PG × K (4)
セミクロ制御側速度指令値vcsとフルクロ側制御指令値vcfのどちらの速度指令値を使用するかは、セミクロ/フルクロ切換えスイッチ30によって決定される。このスイッチは、上位コントローラ50からのセミクロ/フルクロ切換え指令14によってセミクロ側をオンとするか、フルクロ側をオンとするかを決定する。
It is determined by the semi-micro / full-color change-
ここで、上位コントローラ50は、機械端センサ8から直接入力される機械端センサ有効信号21の状態を、セミクロ/フルクロ切換え指令14の条件に適用することも可能である。この場合には、前述の機械端位置指令19は、セミクロ制御中においても、上位コントローラ50より指令値が入力される。
Here, the
次に、上述したセミクロ/フルクロ切換えスイッチ30によって選択されたモータ端速度指令値vcsまたは機械端速度指令vcfは、速度リミッタ31において所定の大きさ以下となるように制限される。
Next, the motor end speed command value vcs or the machine end speed command vcf selected by the above-mentioned semi-micro / full-
速度リミッタ31により、上位コントローラ50より設定される速度リミッタ設定値(15)vlimを超える値であれば速度リミッタ設定値vlimとなり、速度リミッタ設定値vlim以下であれば、そのまま処理なく出力される。この出力信号を速度指令値vcmdとする。速度指令値vcmdの選択方法は、式(5)、(6)、(7)、(8)で表される。この例においてはセミクロ速度指令vcsを使用するが、フルクロ制御時においては、セミクロ速度指令vcsをフルクロ速度指令vcfとすればよい。
If the value exceeds the speed limiter set value (15) vlim set by the
if vlim ≦ vcs ・・・(5)
vcmd = vlim ・・・(6)
if vlim > vcs ・・・(7)
vcmd = vcs ・・・(8)
if vlim ≤ vcs (5)
vcmd = vlim (6)
if vlim> vcs (7)
vcmd = vcs (8)
この速度リミッタ設定値15vlimは、上位コントローラ50内で設定される固定値あるいは変数であり、設定値の生成方法は限定されない。速度偏差演算部37により、選択された速度指令値vcmdとモータ端位置fb信号rsを微分して生成されたモータ端速度fb信号vfb信号との差が速度偏差信号veとして算出される。電流制御部34は、この速度偏差信号veに速度ゲイン(VG)33が乗じられた電流指令信号Tcに基づいて電流iをモータ4に流す。
The speed limiter set value 15 vlim is a fixed value or variable set in the
さて、図2は、図1のリンク機構を持つ装置60を簡略化した図である。説明を簡素化するためにリンク機構の上下が自由に可動する図とした。図2では、第1のリンク100、第2のリンク101がナット102の横移動により伸び縮みする。第1のリンク100、第2のリンク101の長さをL、ナットの位置Mにより変化するリンク角度をθとすると、リンク移動量は次の式(9)で表される。
FIG. 2 is a simplified diagram of the
リンク移動量 = 2×L×(1−sin(acos(M/L))) ・・・(9)
ここでacosは、cosの逆関数である。
Link movement amount = 2 × L × (1-sin (acos (M / L))) (9)
Here, acos is an inverse function of cos.
図3は、図2のリンク機構におけるモータ回転量とナット102の移動量、リンク移動量の変化を示したものである。ナット移動量は、モータ回転量と比例関係にあるのに対して、リンク移動量は機構として非線形要素を含むために実線のような特性となる。この関係は、機構によって決定される。 FIG. 3 shows changes in the motor rotation amount, the amount of movement of the nut 102, and the amount of link movement in the link mechanism of FIG. The nut movement amount is proportional to the motor rotation amount, whereas the link movement amount has a characteristic shown by a solid line because it includes a nonlinear element as a mechanism. This relationship is determined by the mechanism.
図4は、図2のリンク機構における、ナット位置Mでのナット102の移動速度とリンク移動速度を示したものである。図4よりナット移動速度が一定であっても、リンク移動速度はリンク角度θ=90°近傍(ナット位置0mm側)では移動速度が遅く、リンク角度θが小さくなるに従い(ナット位置150mm側)移動速度が速くなる。すなわちモータ移動量の変化に対するリンク移動量の変化がナット位置Mにより大きく異なるため、サーボアンプ内での制御量がナット位置Mにより大きく変化する。
FIG. 4 shows the moving speed of the nut 102 and the link moving speed at the nut position M in the link mechanism of FIG. As shown in FIG. 4, even if the nut moving speed is constant, the link moving speed is slow in the vicinity of the link angle θ = 90 ° (
本発明ではこのような非線形性に対応するため、セミクロ制御とフルクロ制御の切換えスイッチ30の後段に速度リミッタ31を設けるように構成している。速度リミッタにより式(3)と式(4)の演算結果の如何に関わらず速度リミッタ出力が等しくなるため、機械的な振動を発生することなく移動の広い範囲でセミクロ制御からフルクロ制御への制御切換えが行える。このことを図5、図6の速度指令値と機械端位置の相関図より説明する。
In the present invention, in order to cope with such non-linearity, a
まず図5を用いて従来方式の問題点を説明する。図5において、機械稼動範囲40をセミクロ制御のみにて制御した場合の、モータ端速度指令値vcmdは破線43となる。破線44は、機械稼動範囲40をフルクロ制御のみで制御した場合のモータ端速度指令である。
First, the problem of the conventional method will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the motor end speed command value vcmd is a
このモータ速度指令値vcmdの違いによってたとえば、位置45にてセミクロ制御とフルクロ制御を切換えた場合には、実線のように速度指令値vcmdが急変するため機械振動を発生する。このため、従来は機械振動を抑制するために、位置42のようにセミクロ速度指令とフルクロ速度指令が一致する点でセミクロ制御とフルクロ制御を切換えるか、あるいはモータを停止させた後にセミクロ制御からフルクロ制御への切換えを行う必要があった。前者の場合には、最終目標位置から位置42までの機械端センサが必要であり、長い計測範囲を持つ機械端センサを用いる必要があった。また、後者の場合には制御切換えのためにモータを一旦停止させるので、位置決め時間が長くなっていた。
For example, when the semi-micro control and the full-chromo control are switched at the
次に図6において、図1にあるセミクロ制御とフルクロ制御切換えスイッチ後に設置された速度リミッタ15の効果、すなわち本発明の効果を具体的に示す。例えば、速度リミッタの設定値が図6中の点46の値に設定されている場合には、速度指令vcmdは実線のように推移する。図5と同様に制御切換え点45で図1のセミクロ/フルクロ切換えスイッチ30をセミクロ制御からフルクロ制御へ切り替えても切換え前後の速度指令vcmdは速度リミッタ値46で一定となるため、機械端の速度に変動は無く滑らかにセミクロ制御とフルクロ制御を切換えることができる。
Next, FIG. 6 specifically shows the effect of the speed limiter 15 installed after the semi-micro control and full-chromo control changeover switch shown in FIG. 1, that is, the effect of the present invention. For example, when the set value of the speed limiter is set to the value at
図6では速度リミッタ値vlimが固定値の場合の例を示したが、可変としてもよい。図7は速度リミッタ値をあらかじめ設定された固定値と、セミクロ速度指令の大きい方となるようにした場合の例である。図7のように、速度リミッタ値46は位置47まではセミクロ制御指令43となり、それ以降は固定値46となるので、移動時間を短縮できかつ位置42から最終目標位置までの機械端センサ長を必要とせず、位置決め精度を必要とする最小の機械端センサを選択することが可能となる。
Although FIG. 6 shows an example in which the speed limiter value vlim is a fixed value, it may be variable. FIG. 7 shows an example in which the speed limiter value is set to a fixed value set in advance and the larger one of the semi-micro speed commands. As shown in FIG. 7, the
このように構成される本実施の形態によれば、制御方式として、単にセミクロ制御とフルクロ制御とを二者択一的に切換えるのではなく、両方の制御の長所を生かした位置決め制御を、非線形機構を持つ装置において実施することができる。 According to the present embodiment configured as described above, as a control method, positioning control that takes advantage of the advantages of both controls is performed in a nonlinear manner, instead of simply switching between semi-micro control and full-chromo control. It can be implemented in a device having a mechanism.
以上のように、本実施の形態によれば、非線形要素を持つ機構の機械端制御を、セミクロ制御とフルクロ制御を切替えて実施する場合に、セミクロ位置偏差Esとフルクロ位置偏差Efが等しくない場合においても、速度リミッタが両者のギャップを吸収するために、モータを停止することなく、連続的にセミクロ制御とフルクロ制御の切換えが可能となる。また、速度リミッタの設定値を可変とすることにより位置決め時間の短縮が可能になる。 As described above, according to the present embodiment, when mechanical end control of a mechanism having a nonlinear element is performed by switching between semi-micro control and full-chromo control, when the micro-position deviation Es and the full-chromo position deviation Ef are not equal. However, since the speed limiter absorbs the gap between the two, it is possible to continuously switch between the micro control and the full black control without stopping the motor. In addition, the positioning time can be shortened by making the setting value of the speed limiter variable.
また、セミクロ制御とフルクロ制御が速度リミッタ31の設定により、自由に切り替えが出来るため、位置決め精度が必要な部分のみ機械端センサを設置することが可能となり、機械設計の自由度の向上や、機械端センサの低コスト化が可能となる。
Also, since the micro-control and full-chromo control can be switched freely according to the setting of the
以上のように、本発明にかかる駆動制御装置は、リンク機構を持つ装置をセミクロ制御とフルクロ制御との間で切り換えて制御する駆動制御装置で、特に機械端の高精度制御を求められる装置に有用であり、例えばプレス機械、射出成形機、工作機械等の非線形要素を持つ機構を駆動する駆動制御装置に適している。 As described above, the drive control device according to the present invention is a drive control device that controls a device having a link mechanism by switching between semi-micro control and full-chromo control, and particularly for a device that requires high-precision control of a machine end. It is useful and suitable for a drive control device that drives a mechanism having a nonlinear element such as a press machine, an injection molding machine, or a machine tool.
2 モータ端センサ
3 サーボアンプ(駆動制御装置)
4 モータ
5 ベルト
6 ボールネジ
7 リンク機構
8 機械端センサ
9 移動体
14 セミクロ/フルクロ切換え指令
15 速度フィルタ設定値
16 モータ端位置指令
19 機械端位置指令
21 機械端センサ有効信号
27 位置ゲイン
28 定数ゲイン
30 セミクロ/フルクロ切換えスイッチ
31 速度リミッタ
33 速度ゲイン
34 電流制御部
35 位置偏差演算部(第1の位置偏差算出部)
36 位置偏差演算部(第2の位置偏差算出部)
37 速度偏差演算部
40 機械端稼動範囲
42 セミクロ制御/フルクロ制御切換え可能な点
43 セミクロ制御モータ端速度指令値
44 フルクロ制御モータ端速度指令値
45 セミクロ制御/フルクロ制御切換え点
46 速度リミッタ設定値の点
47 速度リミッタ可変地点
50 上位コントローラ
55 速度制御部
100 第1のリンク
101 第2のリンク
102 ナット
2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4
36 Position deviation calculation unit (second position deviation calculation unit)
37 Speed
Claims (3)
前記モータの回転位置を検出するモータ端センサを含み、前記モータの回転位置に基づいて生成されたセミクローズド速度指令により前記モータをセミクローズドループ制御するセミクローズドループ制御手段と、
前記移動体の位置を検出する機械端センサを含み、前記移動体の位置に基づいて生成されたフルクローズド速度指令により前記モータをフルクローズドループ制御するフルクローズドループ制御手段と、
前記セミクローズド速度指令と前記フルクローズド速度指令のいずれか一方を選択してセミクローズドループ制御とフルクローズドループ制御とを切り換える切換スイッチと、 前記切換スイッチの後段に設けられ、速度指令を所定の大きさ以下に制限することにより、セミクローズドループ制御とフルクローズドループ制御との間の制御切り換え時の速度指令の変動を吸収する速度リミッタと、
を備え、
前記所定の大きさは、予め設定された固定値と前記セミクローズド速度指令とのうちの大きい方である、
ことを特徴とする駆動制御装置。 A drive control device for positioning a moving body by controlling a motor that drives the moving body having a nonlinear mechanism;
A semi-closed loop control unit that includes a motor end sensor that detects a rotational position of the motor, and performs semi-closed loop control of the motor by a semi-closed speed command generated based on the rotational position of the motor;
A full-closed loop control means that includes a machine end sensor that detects the position of the moving body, and that performs full-closed loop control of the motor based on a full-closed speed command generated based on the position of the moving body;
A selector switch that selects either the semi-closed speed command or the full-closed speed command and switches between semi-closed loop control and full-closed loop control; A speed limiter that absorbs fluctuations in the speed command when the control is switched between semi-closed loop control and full-closed loop control.
Equipped with a,
The predetermined magnitude is a larger one of a preset fixed value and the semi-closed speed command.
The drive control apparatus characterized by the above-mentioned.
速度指令に基づいて前記モータの速度を制御する速度制御部と、
前記モータの回転位置を検出しモータ端位置フィードバック信号を出力するモータ端センサと、
前記モータ端位置フィードバック信号とモータ端位置指令値との差である第1の位置偏差を算出する第1の位置偏差算出部と、
前記速度制御部、前記モータ端センサ、及び前記第1の位置偏差算出部を含み、前記第1の位置偏差に基づいて生成されたセミクローズド速度指令により前記モータをセミクローズドループ制御するセミクローズドループ制御手段と、
前記移動体の位置を検出し機械端位置フィードバック信号を出力する機械端センサと、 前記機械端位置フィードバック信号と機械端位置指令値との差である第2の位置偏差を算出する第2の位置偏差算出部と、
前記速度制御部、前記機械端センサ、及び前記第2の位置偏差算出部を含み、前記第2の位置偏差に基づいて生成されたフルクローズド速度指令により前記モータをフルクローズドループ制御するフルクローズドループ制御手段と、
前記セミクローズド速度指令と前記フルクローズド速度指令のいずれか一方を前記速度制御部に出力して、セミクローズドループ制御とフルクローズドループ制御とを切り換える切換スイッチと、
前記切換スイッチと前記速度制御部との間に設けられ、前記速度制御部に出力される前記速度指令を所定の大きさ以下に制限することにより、セミクローズドループ制御とフルクローズドループ制御との間の制御切り換え時の速度指令の変動を吸収する速度リミッタと、
を備え、
前記所定の大きさは、予め設定された固定値と前記セミクローズド速度指令とのうちの大きい方である、
ことを特徴とする駆動制御装置。 A drive control device for positioning a moving body by controlling a motor that drives the moving body having a nonlinear mechanism;
A speed control unit for controlling the speed of the motor based on a speed command;
A motor end sensor that detects a rotational position of the motor and outputs a motor end position feedback signal;
A first position deviation calculating unit that calculates a first position deviation that is a difference between the motor end position feedback signal and a motor end position command value;
Said speed control unit, the motor end sensor, and wherein the first comprises a positional deviation calculation unit, semi-closed loop for semi-closed loop control the motor by semi-closed speed command generated based on the first positional deviation Control means;
A machine end sensor that detects a position of the moving body and outputs a machine end position feedback signal; and a second position that calculates a second position deviation that is a difference between the machine end position feedback signal and a machine end position command value. A deviation calculating unit;
It said speed control unit, the machine end sensor, and the second includes a positional deviation calculation unit, full closed loop for full closed loop control the motor by full closed speed command generated based on the second positional deviation Control means;
One of the semi-closed speed command and the full-closed speed command is output to the speed control unit, and a changeover switch for switching between semi-closed loop control and full-closed loop control,
Between the semi-closed loop control and the fully closed loop control, the speed command is provided between the changeover switch and the speed control unit, and the speed command output to the speed control unit is limited to a predetermined magnitude or less. A speed limiter that absorbs fluctuations in the speed command when the control is switched,
Equipped with a,
The predetermined magnitude is a larger one of a preset fixed value and the semi-closed speed command.
The drive control apparatus characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の駆動制御装置。 The drive control apparatus according to claim 1, wherein the nonlinear mechanism includes a link structure.
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