(57)【要約】【課題】  サーボモータの２つを連動して機械の１つの軸を駆動する場合、２軸間の干渉を防ぎ、２軸間のデータに遅れがあっても位置偏差の少ないサーボ制御システムおよびサーボ制御方法を提供する。【解決手段】  ２つのサーボ制御装置それぞれに、別の軸のデータを受取る位置・速度・トルクデータ受信手段１６、２６と、２軸間の位置フィードバックの差分に位置補正係数をかけた値を自分の位置指令に加算し、２軸間の速度フィードバックの差分に速度補正係数をかけた値を自分の速度指令に加算し、２軸間のトルク指令の差分にトルク補正係数をかけた値を自分のトルク指令に加算し、２軸間の干渉の度合いや剛性に応じてそれぞれの補正係数を調整する位置・速度・トルク補正手段１７、２７とを備える。【選択図】図１
2006011631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボ制御装置で駆動されるサーボモータの２つを連動して機械の１つの駆動系を駆動するサーボ制御システムにおいて、
前記２つのサーボ制御装置それぞれに、別の軸の位置、速度、トルクのデータを前記サーボ制御装置の制御周期に同期して受取る位置・速度・トルクデータ受信手段と、
受取った前記別の軸の位置、速度、トルクのデータと自分の軸の位置、速度、トルクのデータを基に２軸間の位置フィードバックの差分に位置補正係数をかけた値を自分の位置指令に加算し、２軸間の速度フィードバックの差分に速度補正係数をかけた値を自分の速度指令に加算し、２軸間のトルク指令の差分にトルク補正係数をかけた値を自分のトルク指令に加算し、２軸間の干渉の度合いや剛性に応じてそれぞれの補正係数を調整する位置・速度・トルク補正手段とを備えることを特徴とするサーボ制御システム。
【請求項２】
サーボ制御装置で駆動されるサーボモータの２つを連動して機械の１つの駆動系を駆動するサーボ制御方法において、
前記２つのサーボ制御装置それぞれで、別の軸の位置、速度、トルクのデータを前記サーボ制御装置の制御周期に同期して受取り、
受取った前記別の軸の位置、速度、トルクのデータと自分の軸の位置、速度、トルクのデータを基に２軸間の位置フィードバックの差分に位置補正係数をかけた値を自分の位置指令に加算し、２軸間の速度フィードバックの差分に速度補正係数をかけた値を自分の速度指令に加算し、２軸間のトルク指令の差分にトルク補正係数をかけた値を自分のトルク指令に加算し、２軸間の干渉の度合いや剛性に応じてそれぞれの補正係数を調整することを特徴とするサーボ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボ制御装置で駆動されるサーボモータの２つを連動して機械の１つの駆動系を駆動するサーボ制御システムおよびサーボ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーボ制御装置で駆動されるサーボモータの２つを連動して機械の１つの駆動系を駆動するサーボ制御システムは、２軸間の位置の差をとり１軸側に補正している。または１軸は通常の位置決めを行い、もう１軸はトルク制御で位置決めの補佐をしている。またはスレーブ軸にマスタ軸との偏差を速度指令にして指令し、速度で追従させている。（例えば特許文献１）
【０００３】
図５は、従来のサーボ制御装置で駆動されるサーボモータの２つを連動して機械の１つの駆動系を駆動するサーボ制御システムのうち、２軸間の位置の差を取り１軸側に補正する場合のサーボ制御システムのブロック図である。このサーボ制御システムは２つのサーボ制御装置を通信またはバスで結合することで構成される。図５において１、２はそれぞれサーボ制御装置である。１１、２１はそれぞれサーボ制御装置１のＣＰＵ、サーボ制御装置２のＣＰＵである。以下同様に、１２、２２は電流アンプ、１３、２３はベースドライブ回路、１４、２４はパワートランジスタモジュール、１５、２５はサーボモータ、１６、３１はサーボ制御装置へ外部から入力される位置指令、３２はサーボ制御装置１とサーボ制御装置２を結合する通信またはバス、３３は位置データ受信手段、３４は位置データ補正手段である。それぞれのＣＰＵ１１とＣＰＵ２１は、外部のコントローラからの位置指令３１を受取ると位置制御を行い、その出力の速度指令で速度制御を行い、その結果を電流アンプ１２、２２に出力する。電流アンプ１２、２２は電流制御を行い、その出力でベースドライブ回路１３、２３を通じてパワートランジスタモジュール１４、２４を駆動しサーボモータ１５、２５を回転させる。
サーボ制御装置２の位置データ受信手段３３は、サーボ制御装置２の制御周期に同期して、ＣＰＵ１１からサーボ制御装置１の軸の位置データを通信またはバス３２を経由して受取る。位置補正手段３４は得たデータと自分の軸の位置データの差分に位置補正係数をかけた値を自分の位置指令に加算する。
【０００４】
図６は、図５のサーボ制御システムの制御ブロック図である。図５において、３１は外部から入力される位置指令、５１、６１はそれぞれ２つのサーボ制御装置の位置制御手段である。同様に、５２、６２は速度制御手段、５３、６３はサーボモータである。７２のＫは２軸間の剛性またはそれに相当する係数で２軸が直結の場合Ｋ＝１で完全に分離している場合Ｋ＝０となる。７１のＫ４は位置補正係数で、２軸間の位置フィードバックの差にＫ４をかけ、１軸の位置指令に加算している。このようにして従来は２軸間の位置偏差を小さくしている。
【特許文献１】特開平１１−３０５８３９（第８−１１頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来の技術では、２軸間の位置の差を取り１軸側に補正する方法の場合、位置には遅れがあるので更に小さくしようとする方向に補正をかけると、逆に戻そうとする力も発生し、軸相互で影響しあう干渉が発生してしまう問題がある。また、１軸をトルク制御で位置決めの補佐をする方法では、位置制御はないので干渉は少ないが２軸間の位置偏差は大きくなるという問題がある。また、特許文献１に開示されているスレーブ軸にマスタ軸との偏差を速度指令で補正する方法では、遅れが出てしまい２軸間の位置偏差を小さくできない問題がある。
本発明はこのような様々な問題点に鑑みてなされたものであり、サーボ制御装置で駆動されるサーボモータの２つを連動して機械の１つの駆動系を駆動する場合、位置、速度、トルクを補正し２軸間の干渉を防ぎ、２軸間のデータに遅れがあっても位置偏差の少ないサーボ制御システムおよびサーボ制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のサーボ制御システムは、サーボ制御装置で駆動されるサーボモータの２つを連動して機械の１つの駆動系を駆動するサーボ制御システムにおいて、前記２つのサーボ制御装置それぞれに、別の軸の位置、速度、トルクのデータを前記サーボ制御装置の制御周期に同期して受取る位置・速度・トルクデータ受信手段と、受取った前記別の軸の位置、速度、トルクのデータと自分の軸の位置、速度、トルクのデータを基に２軸間の位置フィードバックの差分に位置補正係数をかけた値を自分の位置指令に加算し、２軸間の速度フィードバックの差分に速度補正係数をかけた値を自分の速度指令に加算し、２軸間のトルク指令の差分にトルク補正係数をかけた値を自分のトルク指令に加算し、２軸間の干渉の度合いや剛性に応じてそれぞれの補正係数を調整する位置・速度・トルク補正手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明のサーボ制御方法は、サーボ制御装置で駆動されるサーボモータの２つを連動して機械の１つの駆動系を駆動するサーボ制御方法において、前記２つのサーボ制御装置それぞれで、別の軸の位置、速度、トルクのデータを前記サーボ制御装置の制御周期に同期して受取り、受取った前記別の軸の位置、速度、トルクのデータと自分の軸の位置、速度、トルクのデータを基に２軸間の位置フィードバックの差分に位置補正係数をかけた値を自分の位置指令に加算し、２軸間の速度フィードバックの差分に速度補正係数をかけた値を自分の速度指令に加算し、２軸間のトルク指令の差分にトルク補正係数をかけた値を自分のトルク指令に加算し、２軸間の干渉の度合いや剛性に応じてそれぞれの補正係数を調整することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、サーボ制御装置で駆動されるサーボモータの２つを連動して機械の１つの駆動系を駆動する場合、位置、速度、トルクを補正することにより、２軸間で干渉することなく、２軸間のデータ遅れがあっても位置偏差の少ない同期制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は本発明のサーボ制御装置で駆動されるサーボモータの２つを連動して機械の１つの駆動系を駆動するサーボ制御システムのブロック図である。図１において１〜１５、２１〜２５、３１、３２は図５と同一で有り説明は省略する。本発明が従来技術と異なる点は、図５の位置データ受信手段３３、位置データ補正手段３４の代わりに位置・速度・トルクデータ受信手段１６、２６と、位置・速度・トルク補正手段１７、２７を備えた点である。
サーボ制御装置１の位置・速度・トルクデータ受信手段１６は、サーボ制御装置１の制御周期に同期してＣＰＵ２１からサーボ制御装置２側の軸の位置、速度、トルクのデータを通信またはバス３２を経由して受取る。位置・速度・トルク補正手段１７は、受取ったデータと自分の軸のデータを基に、２軸間の位置フィードバックの差分に位置補正係数をかけた値を自分の位置指令に加算し、２軸間の速度フィードバックの差分に速度補正係数をかけた値を自分の速度指令に加算し、２軸間のトルク指令の差分にトルク補正係数をかけた値を自分のトルク指令に加算する。同様に、サーボ制御装置２の位置・速度・トルクデータ受信手段２６は、サーボ制御装置２の制御周期に同期してＣＰＵ１１からサーボ制御装置１側の軸の位置、速度、トルクのデータを通信またはバス３２を経由して受取る。位置・速度・トルク補正手段２７は、受取ったデータと自分の軸のデータを基に、２軸間の位置フィードバックの差分に位置補正係数をかけた値を自分の位置指令に加算し、２軸間の速度フィードバックの差分に速度補正係数をかけた値を自分の速度指令に加算し、２軸間のトルク指令の差分にトルク補正係数をかけた値を自分のトルク指令に加算する。
【００１１】
図２は、本発明のサーボ制御システムの制御ブロック図である。２軸間の位置フィードバックの差分に位置補正係数Ｋ１をかけ、２つのサーボ制御装置の位置指令に加算する。同様に、２軸間の速度フィードバックの差分に速度補正係数Ｋ２をかけ、２つのサーボ制御装置の速度指令に加算する。また、２軸間のトルク指令の差分にトルク補正係数Ｋ３をかけ、２つのサーボ制御装置のトルク指令に加算する。このようにすると、それぞれの軸はお互い同じ位置やトルクを出そうとして干渉が発生しにくくなる。１軸が動こうとするトルクより、もう１軸が戻す方向により大きなトルクを発生するような干渉がある場合は速度やトルクの補正係数を大きくして干渉を抑え、こういった干渉がない場合は位置補正係数を大きくして追従性を上げるようにする。このように干渉の度合いや２軸間の剛性に応じて位置、速度、トルクの補正係数を調整する。
【００１２】
図３は本発明のサーボ制御システムの１軸にフィードフォワード補償をかけたときの制御ブロック図である。なお、図３では２軸目の制御ブロック図は省略してある。一般に、位置決め時間を早くするために、フィードフォワード補償をかけることがしばしば行われるが、２つのサーボモータを駆動して機械の１つの駆動系を駆動する場合、１軸にフィードフォワード補償をかけると干渉が発生し、振動が発生したりゲインが上げられなかったりする。しかし、本発明のサーボ制御システムでは２軸間の干渉が発生せず、１軸のように扱うことができるので、位置決め時間を早くするために図３のようにフィードフォワード補償をかけ応答を早めることが可能となる。
【００１３】
図４は本発明を実施した場合の補正ゲインと２軸間の位置偏差の関係を表す図である。位置補正係数Ｋ１やトルク補正係数Ｋ３を大きくすると、軸間の位置偏差を小さくすることができる。このように、サーボ制御装置で駆動されるサーボモータの２つを連動して機械の１つの駆動系を駆動する場合、位置、速度、トルクを補正することにより、２軸間で干渉することなく、２軸間のデータ遅れがあっても位置偏差の少ない同期制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のサーボ制御システムのブロック図
【図２】本発明のサーボ制御システムの制御ブロック図
【図３】本発明の本発明のサーボ制御システムの１軸にフィードフォワード補償をかけたときの制御ブロック図
【図４】本発明を実施した場合の補正ゲインと２軸間の位置偏差の関係を表す図
【図５】従来のサーボ制御システムのブロック図
【図６】従来のサーボ制御システムの制御ブロック図
【符号の説明】
【００１５】
１、２  サーボ制御装置
１１、２１  ＣＰＵ
１２、２２  電流アンプ
１３、２３  ベースドライブ回路
１４、２４  パワートランジスタモジュール
１５、２５  サーボモータ
１６、２６  位置・速度・トルクデータ受信手段
１７、２７  位置・速度・トルク補正手段
３１  位置指令
３２  通信またはバス
３３  位置データ受信手段
３４  位置データ補正手段
５１、６１  位置制御
５２、６２  速度制御
５３、６３  サーボモータ
５４、６４  積分
７１  位置補正ゲイン
７２  速度補正ゲイン
７３  トルク補正ゲイン
７４  ２軸間の剛性係数
８１  フィードフォワード
τ、τ２  トルク
ω、ω２  速度
θ、θ２  位置
Ｋ  ２軸間の剛性またはそれに相当する係数
Ｋ１、Ｋ４  位置補正係数
Ｋ２  速度補正係数
Ｋ３  トルク補正係数
【図１】
2006011631.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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