JP7031637B2 - 制御装置、調整必要箇所特定方法、トルクバランス調整方法及びプログラム - Google Patents
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二つのサーボモータを制御し、該サーボモータのそれぞれによって駆動される軸に対して機械的に接続された部材を移動させる制御装置であって、
前記部材を移動させて、二つの前記サーボモータの間のトルクのバランスを検出し、該トルクバランスの調整が必要な位置である調整必要箇所を特定するトルクバランス検出部と、
特定された前記調整必要箇所について、二つの前記サーボモータの間のトルクバランスを調整するトルクバランス調整部と、
を備えたことを特徴とする制御装置である。
前記トルクバランス検出部は、台形速度指令により、前記部材を所定速度で移動させて、二つの前記サーボモータの間のトルクのバランスを検出するようにしてもよい。
前記トルクバランス検出部は、前記部材の移動範囲内に設定した複数の基準点について隣接する該基準点間のトルク差と閾値とを比較し、前記調整必要箇所を特定するようにしてもよい。
前記トルクバランス検出部は、二つ以上前の前記基準点との間における前記トルクの変化に基づいて、さらに、前記調整必要箇所を特定するようにしてもよい。
前記トルクバランス調整部は、前記調整必要箇所とされなかった位置について、直近の前記調整必要箇所に対する調整結果に基づいて、トルクバランスを調整することを特徴とするようにしてもよい。
二つのサーボモータを制御し、該サーボモータのそれぞれによって駆動される軸に対して機械的に接続された部材を移動させる際の、二つの前記サーボモータの間でトルクバランスの調整が必要な位置を特定する調整必要箇所特定方法であって、
前記部材を移動させるステップと、
二つの前記サーボモータの間のトルクのバランスを検出するステップと、
検出された二つの前記サーボモータの間のトルクバランスに基づいて、前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップと、
を含む調整必要箇所特定方法である。
前記部材を移動させる際に、台形速度指令により、前記部材を所定速度で移動させるようにしてもよい。
前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップは、
前記部材の移動範囲内に設定した複数の基準点について隣接する該基準点間のトルク差を取得するステップと、
取得された前記トルク差と閾値とを比較するステップと、
を含むようにしてもよい。
前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップは、
さらに、二つ以上前の前記基準点との間における前記トルクの変化に基づいて、前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップを含むようにしてもよい。
二つのサーボモータを制御し、該サーボモータのそれぞれによって駆動される軸に対して機械的に接続された部材を移動させる際の、二つの前記サーボモータの間でトルクバランスを調整するトルクバランス調整方法であって、
前記部材を移動させるステップと、
二つの前記サーボモータの間のトルクのバランスを検出するステップと、
検出された二つの前記サーボモータの間のトルクバランスに基づいて、前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップと、
前記トルクバランスの調整が必要な個所と特定されなかった位置について、直近のトルクバランスの調整が必要な位置に対する調整結果に基づいて、トルクバランスを調整するステップと、
を含むことを特徴とするトルクバランス調整方法である。
二つのサーボモータを制御し、該サーボモータのそれぞれによって駆動される軸に対して機械的に接続された部材を移動させる際の、二つの前記サーボモータの間でトルクバランスの調整が必要な位置を特定する調整必要箇所を特定するためのプログラムであって、
前記部材を移動させるステップと、
二つの前記サーボモータの間のトルクのバランスを検出するステップと、
検出された二つの前記サーボモータの間のトルクバランスに基づいて、前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラムである。
二つのサーボモータを制御し、該サーボモータのそれぞれによって駆動される軸に対して機械的に接続された部材を移動させる際の、二つの前記サーボモータの間でトルクバランスを調整するためのプログラムであって、
前記部材を移動させるステップと、
二つの前記サーボモータの間のトルクのバランスを検出するステップと、
検出された二つの前記サーボモータの間のトルクバランスに基づいて、前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップと、
前記トルクバランスの調整が必要な個所と特定されなかった位置について、直近のトルクバランスの調整が必要な位置に対する調整結果に基づいて、トルクバランスを調整するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラムである。
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。本発明は例えば、図1に示すような制御システム1に適用される。ここでは、負荷機械10は、ガントリ機構やタンデム機構のように軸間干渉を生じ得る複数の軸を有する多軸構成の機械である。図1に示された、サーボモータ2,3は、負荷機械10の互いに軸干渉を生じ得る軸を駆動する。
以下では、本発明の実施例に係るトルクバランス調整方法について、図面を用いて、より詳細に説明する。
又は外部装置からの入力に応じて指令信号を出力するコントローラ6が接続される。コントローラ6には、サーボモータ2,3のトルクバランスを検出するトルクバランス検出部61と、サーボモータ2,3のエンコーダ20,30を通じて機械要素13の位置情報を取得して軸間のトルクバランスを調整するトルクバランス調整部62が設けられている。機械要素13の位置を検出するリニアスケールを負荷機械10に備え、トルクバランス調整部62はリニアスケールから機械要素13の位置情報を取得するようにしてもよい。
まず、トルクバランス検出部61は、i=0とおく(ステップS1)。
次に、台形速度指令により、機械要素13を稼働範囲の一端から他端に向けて移動させる(ステップS2)。
そして、トルクバランス検出部61は、T[i]とT[i-1]を比較し、
|T[i]-T[i-1]|>Tth ・・・式(1)
を満たすか否かを判断する(ステップS4)。ここで、Tthはトルク閾値である。
ここで、台形速度指令の速度は一定、すなわち所定速度とする。ただし、補正量算出処理として後述する方法を採用する場合には、機械要素13を停止させて補正量を算出するので、このような機械要素13の動作を疑似的に再現するために速度の上限が規定されることになる。また、静止摩擦の影響を受けにくくするために速度の下限が規定される。従って、補正量算出方法に応じて、速度の範囲が規定される場合にはその範囲内で適宜設定する。
ステップS4において、T[i]とT[i-1]が式(1)を満たさないと判断した場合には、トルクバランス検出部61は、このときのP[i]を補正必要箇所と特定せず、
P[i-1]に対する補正量を、P[i]の補正量とする(ステップS6)。
ここでは、例えば、各格子点に補正に関するフラグを設定し、P[i]が補正必要箇所でない場合には0、補正必要箇所である場合には1と設定し、後述の補正量算出処理では、このフラグを参照して、補正必要箇所のみ補正量算出処理を行うようにする。
ステップS7おいて、i=nであると判断した場合には、トルクバランス検出部61は、補正箇所の特定を終了して後述の補正量算出処理を行い(ステップS9)、トルクバランス調整処理を終了する。
ステップS7おいて、i=nではないと判断した場合には、トルクバランス検出部61は、iをインクリメントして(ステップS8)、ステップS3以降の処理を繰り返す。
バランス調整部62は、機械要素13の位置変化が安定したところで(ステップS28)、現在位置(p4とする)を読み込む(ステップS29)。次に、第2軸12に対するサーボ制御をオンする(ステップS30)。このとき、第1軸11に対するサーボ制御はオンされたままである。
ステップS32において、Yesと判断された場合には、補正必要箇所として特定された格子点での補正量を、例えばディスプレイ等の出力部に表示する(ステップS33)。
ステップS32において、Noと判断された場合には、図6の矢印18に示すように所定範囲に含まれる次の格子点、例えば、正方向の隣に位置する格子点Bに移動し(ステップS34)、当該格子点に対してステップS11~S31までの処理を繰り返す。
本実施例において正方向から負方向への移動と、負方向から正方向への移動を行うのは、方向依存性がある静止摩擦の影響を排除するためである。
なお、上述の補正により、図4に太い破線で示す第1軸(補正あり)、細い破線で示す第2軸(補正あり)のようにトルクアンバランスを解消することができる。
図9に、実施例2に係るトルクバランス調整方法の流れを示す。
実施例1においては、補正量算出を行った格子点のうち直近の格子点に対する補正量を、補正量算出を行わなかった格子点に対する補正量としている。
このとき、連続する複数の格子点のうちの各格子点間ではいずれも
|T[i]-T[i-1]|≦Tth ・・・式(2)
を満たすものの、一連の格子点の端点間のトルク差、|T[i+k]-T[i-1]|>Tthとなる場合もあり得る。このように、隣接する格子点間のトルク差|T[i]-T[i-1]|が累積すると大きな値になる場合についても同様に直近の格子点の補正量を、その補正量とすることは適切ではない。
ステップS41において、Noと判断した場合には、ステップS6に進んで、このときのP[i]を補正必要箇所と特定せず、P[i-1]に対する補正量を、P[i]の補正量とする。
ステップS5及びステップS6以降の処理は、図3に示す実施例1と同様である。
このようにすれば、効率的にトルクバランスを調整するとともに、より正確なトルクバランスの調整が可能となる。
図10は、実施例1の変形例に係る制御システム31の概略構成を示す。本変形例では、トルクバランス検出部71及びトルクバランス調整部72は、コントローラ6ではなく、コントローラ6に接続されるツール7に設けられる。トルクバランス検出部71及びトルクバランス調整部72の機能は、実施例1に係るトルクバランス検出部61及びトルクバランス調整部62と同様であるため、詳細な説明は省略する。本変形例では、トルクバランス検出部71及びトルクバランス調整部72は、コントローラ6を介して信号の送受信を行う。ここでは、ツール7が制御装置に相当する。ツール7は、所定のプログラムを実行することでトルクバランス検出部71及びトルクバランス調整部72の機能を実現するパーソナルコンピュータとして構成することもできる。
<発明1>
二つのサーボモータ(2,3)を制御し、該サーボモータ(2,3)のそれぞれによって駆動される軸(11,12)に対して機械的に接続された部材(13)を移動させる制御装置(6)であって、
前記部材(13)を移動させて、二つの前記サーボモータ(2,3)の間のトルクのバランスを検出し、該トルクバランスの調整が必要な位置である調整必要箇所を特定するト
ルクバランス検出部(61)と、
特定された前記調整必要箇所について、二つの前記サーボモータの間のトルクバランスを調整するトルクバランス調整部(62)と、
を備えたことを特徴とする制御装置(6)。
<発明2>
二つのサーボモータ(2,3)を制御し、該サーボモータ(2,3)のそれぞれによって駆動される軸(11,12)に対して機械的に接続された部材(13)を移動させる制御装置(6)において、二つの前記サーボモータ(2,3)の間でトルクバランスの調整が必要な位置を特定する調整必要箇所特定方法であって、
前記部材(13)を移動させるステップと、
二つの前記サーボモータ(2,3)の間のトルクのバランスを検出するステップと、
検出された二つの前記サーボモータ(2,3)の間のトルクバランスに基づいて、前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップと、
を含む調整必要箇所特定方法。
<発明3>
二つのサーボモータ(2,3)を制御し、該サーボモータ(2,3)のそれぞれによって駆動される軸(11,12)に対して機械的に接続された部材(13)を移動させる制御装置(6)において、二つの前記サーボモータ(2,3)の間でトルクバランスを調整するトルクバランス調整方法であって、
前記部材(13)を移動させるステップと、
二つの前記サーボモータ(2,3)の間のトルクのバランスを検出するステップと、
検出された二つの前記サーボモータ(2,3)の間のトルクバランスに基づいて、前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップと、
前記トルクバランスの調整が必要な個所と特定されなかった位置について、直近のトルクバランスの調整が必要な位置に対する調整結果に基づいて、トルクバランスを調整するステップと、
を含むことを特徴とするトルクバランス調整方法。
<発明4>
二つのサーボモータ(2,3)を制御し、該サーボモータ(2,3)のそれぞれによって駆動される軸(11,12)に対して機械的に接続された部材(13)を移動させる際の、二つの前記サーボモータ(2,3)の間でトルクバランスの調整が必要な位置を特定する調整必要箇所を特定するためのプログラムであって、
前記部材(13)を移動させるステップと、
二つの前記サーボモータの間のトルクのバランスを検出するステップと、
検出された二つの前記サーボモータ(2,3)の間のトルクバランスに基づいて、前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。
<発明5>
二つのサーボモータ(2,3)を制御し、該サーボモータ(2,3)のそれぞれによって駆動される軸(11,12)に対して機械的に接続された部材(13)を移動させる際の、二つの前記サーボモータ(2,3)の間でトルクバランスを調整するためのプログラムであって、
前記部材を移動させるステップと、
二つの前記サーボモータ(2,3)の間のトルクのバランスを検出するステップと、
検出された二つの前記サーボモータ(2,3)の間のトルクバランスに基づいて、前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップと、
前記トルクバランスの調整が必要な個所と特定されなかった位置について、直近のトルクバランスの調整が必要な位置に対する調整結果に基づいて、トルクバランスを調整するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。
3 :サーボモータ
6 :コントローラ
11 :第1軸
12 :第2軸
13 :機械要素
61 :トルクバランス検出部
62 :トルクバランス調整部
Claims (10)
- 二つのサーボモータを制御し、該サーボモータのそれぞれによって駆動される軸に対して機械的に接続された部材を移動させる制御装置であって、
前記部材を移動させて、二つの前記サーボモータの間のトルクのバランスを検出し、該トルクバランスの調整が必要な位置である調整必要箇所を特定するトルクバランス検出部と、
特定された前記調整必要箇所について、二つの前記サーボモータの間のトルクバランスを調整するトルクバランス調整部と、
を備え、
前記トルクバランス検出部は、
前記部材の移動範囲内に設定した複数の基準点について隣接する該基準点間のトルク差と閾値とを比較し、前記調整必要箇所を特定することを特徴とする制御装置。 - 前記トルクバランス検出部は、台形速度指令により、前記部材を所定速度で移動させて、二つの前記サーボモータの間のトルクのバランスを検出することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記トルクバランス検出部は、二つ以上前の前記基準点との間における前記トルクの変化に基づいて、さらに、前記調整必要箇所を特定することを特徴とする請求項1又は2に記載の制御装置。
- 前記トルクバランス調整部は、前記調整必要箇所とされなかった位置について、直近の前記調整必要箇所に対する調整結果に基づいて、トルクバランスを調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の制御装置。
- 二つのサーボモータを制御し、該サーボモータのそれぞれによって駆動される軸に対して機械的に接続された部材を移動させる際の、二つの前記サーボモータの間でトルクバランスの調整が必要な位置を特定する調整必要箇所特定方法であって、
前記部材を移動させるステップと、
二つの前記サーボモータの間のトルクのバランスを検出するステップと、
検出された二つの前記サーボモータの間のトルクバランスに基づいて、前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップと、
を含み、
前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップは、
前記部材の移動範囲内に設定した複数の基準点について隣接する該基準点間のトルク差を取得するステップと、
取得された前記トルク差と閾値とを比較するステップと、
を含む調整必要箇所特定方法。 - 前記部材を移動させる際に、台形速度指令により、前記部材を所定速度で移動させることを特徴とする請求項5に記載の調整必要箇所特定方法。
- 前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップは、
さらに、二つ以上前の前記基準点との間における前記トルクの変化に基づいて、前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップを含むことを特徴とする請求項5又は6に記載の調整必要箇所特定方法。 - 二つのサーボモータを制御し、該サーボモータのそれぞれによって駆動される軸に対して機械的に接続された部材を移動させる際の、二つの前記サーボモータの間でトルクバランスを調整するトルクバランス調整方法であって、
前記部材を移動させるステップと、
二つの前記サーボモータの間のトルクのバランスを検出するステップと、
検出された二つの前記サーボモータの間のトルクバランスに基づいて、前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップと、
前記トルクバランスの調整が必要な個所と特定されなかった位置について、直近のトルクバランスの調整が必要な位置に対する調整結果に基づいて、トルクバランスを調整するステップと、
を含み、
前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップは、
前記部材の移動範囲内に設定した複数の基準点について隣接する該基準点間のトルク差を取得するステップと、
取得された前記トルク差と閾値とを比較するステップと、
を含むことを特徴とするトルクバランス調整方法。 - 二つのサーボモータを制御し、該サーボモータのそれぞれによって駆動される軸に対して機械的に接続された部材を移動させる際の、二つの前記サーボモータの間でトルクバランスの調整が必要な位置を特定する調整必要箇所を特定するためのプログラムであって、
前記部材を移動させるステップと、
二つの前記サーボモータの間のトルクのバランスを検出するステップと、
検出された二つの前記サーボモータの間のトルクバランスに基づいて、前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップであって、前記部材の移動範囲内に設定した複数の基準点について隣接する該基準点間のトルク差を取得するステップと、取得された前記トルク差と閾値とを比較するステップと、を含むステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。 - 二つのサーボモータを制御し、該サーボモータのそれぞれによって駆動される軸に対して機械的に接続された部材を移動させる際の、二つの前記サーボモータの間でトルクバランスを調整するためのプログラムであって、
前記部材を移動させるステップと、
二つの前記サーボモータの間のトルクのバランスを検出するステップと、
検出された二つの前記サーボモータの間のトルクバランスに基づいて、前記トルクバランスの調整が必要な位置を特定するステップであって、前記部材の移動範囲内に設定した複数の基準点について隣接する該基準点間のトルク差を取得するステップと、取得された前記トルク差と閾値とを比較するステップと、を含むステップと、
前記トルクバランスの調整が必要な個所と特定されなかった位置について、直近のトルクバランスの調整が必要な位置に対する調整結果に基づいて、トルクバランスを調整するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。
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JP2014156340A (ja) | 2013-02-18 | 2014-08-28 | Mitsubishi Heavy Industries Machinery Technology Corp | クレーンの駆動装置、及びクレーン |
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