(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータで駆動するワークに外力が印加される装置の振動抑制方法において、速度指令部と、実速度検出手段と、速度の振動検出部と、振動を抑制するためのフィルタが複数個生成される振動抑制フィルタとを備えたモータ制御装置を用い、前記速度指令部で前記モータが停止していることを検知するステップ１と、前記モータの停止時に前記実速度検出手段から得られる実速度データの振動成分を振動検出部で抽出するステップ２と、このステップ２で抽出した振動成分に対するフィルタを前記振動抑制フィルタに設定するステップ３とを有する振動抑制方法であり、
さらに、前記モータの停止が検出されないときは前記ステップ１を繰り返し、前記モータの停止が検出された場合には、前記ステップ２に移行する動作を含み、
さらに、前記ステップ２にて、抽出された複数の振動成分に対し、ある閾値を超える振動成分を保持し、少なくとも一つ以上の振動成分に対するフィルタを前記振動抑制フィルタに設定することにより振動成分を除去し、
さらに、前記ステップ１、前記ステップ２、前記ステップ３を順次繰り返し、その度に抽出された最も大きな振動成分を保持し、この保持された振動成分に対応するフィルタを前記振動抑制フィルタに設定する振動抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボモータの位置決め停止中に発生する振動を抑制する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの制御分野において、生産性や品質の向上のため、高速高精度な位置決めが要求されている。しかし、モータの回転により振動が発生し、位置決め整定に時間がかかることが問題となっていた。これは、モータの回転により機械系の共振が励起され、振動が発生するためである。
【０００３】
この振動に対する制御方法として、モータの速度を検出して、その速度がある振幅で振動しているかどうかを判断して、共振の有無を判断し、制御系のゲインを変更する方法が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開平４−２１７８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、モータの動作によって常に発生する共振による振動の他に、エアーなどの圧力のような外力によってモータの停止中に振動が発生することである。すなわち、ワークの停止中に加工をする際、加工精度に悪影響を与えることになる。
【０００５】
共振による振動は機械系に対し固有のものであり、ゲイン調整を行うことで振動を抑制することができるが、外力によって発生する振動は常に発生するものではないため、特に考慮されていなかった。しかしながら、高精度な位置決めをした状態での加工、すなわちモータ停止中にワークを加工するような際に、このような振動が問題となる。
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するものであり、モータ停止中に外力によってワークに発生する振動を抑制する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】
【０００７】
上記の課題を解決するために本発明は、モータで駆動するワークに外力が印加される装置の振動抑制方法において、速度指令部と、実速度検出手段と、速度の振動検出部と、振動を抑制するためのフィルタが複数個生成される振動抑制フィルタとを備えたモータ制御装置を用い、前記速度指令部で前記モータが停止していることを検知するステップ１と、前記モータの停止時に前記実速度検出手段から得られる実速度データの振動成分を振動検出部で抽出するステップ２と、このステップ２で抽出した振動成分に対するフィルタを前記振動抑制フィルタに設定するステップ３とを有する振動抑制方法であり、
さらに、前記モータの停止が検出されないときは前記ステップ１を繰り返し、前記モータの停止が検出された場合には、前記ステップ２に移行する動作を含み、
さらに、前記ステップ２にて、抽出された複数の振動成分に対し、ある閾値を超える振動成分を保持し、少なくとも一つ以上の振動成分に対するフィルタを前記振動抑制フィルタに設定することにより振動成分を除去し、
さらに、前記ステップ１、前記ステップ２、前記ステップ３を順次繰り返し、その度に抽出された最も大きな振動成分を保持し、この保持された振動成分に対応するフィルタを前記振動抑制フィルタに設定する振動抑制方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の振動抑制方法によれば、モータ停止中に加工するワークの振動成分を抽出し、振動抑制フィルタを適用して振動成分を除去するので、エアーなどの外力によって発生する停止中の振動を抑制できる。このため、高精度に位置決めされたワークを高精度で加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
モータで駆動するワークに外力が印加される装置において、速度指令部と、実速度検出手段と、速度の振動検出部と、振動を抑制するための振動抑制フィルタとを備えたモータ制御装置を用い、上記速度指令部でモータが停止していることを検知するステップ１と、モータ停止時に上記実速度検出手段から得られる実速度データの振動成分を振動検出部で抽出するステップ２と、ステップ２で抽出した振動成分に対する振動抑制フィルタを設定するステップ３とを備え、ステップ２において、抽出された複数の振動成分に対し、ある閾値を超える振動成分を保持し、少なくとも一つ以上の振動成分に対するフィルタを設定することにより、効果的に振動成分を除去する。
【実施例１】
【００１０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。図２において、１は速度指令と実速度を入力とする速度指令部、２は速度指令部１の出力を入力とするゲイン調節可能な制御部、３は制御部２の出力を入力とする振動抑制フィルタで、固有の周波数にソフト対応するフィルタであり、複数個のフィルタを生成できる。４は振動抑制フィルタ３の出力を入力するモータ駆動回路、５はモータ駆動回路４によって駆動されるモータ、６はモータ５の速度を検出する実速度検出手段、７は振動抑制フィルタ３の出力、速度検出手段６の出力から負荷のイナーシャや共振周波数を推定する振動検出部である。本発明では、振動検出部７において、速度指令部１からの停止信号でモータの停止を検知し、速度検出手段６の出力から振動成分（周波数およびレベル）を抽出する。
【００１１】
共振による振動を抑制する場合、モータ５を動作させたときにＦＦＴなどによる振動成分の検出を振動検出部７で行い、振動抑制フィルタ３は共振周波数に対する共振フィルタを適用することで振動を抑制する。検出された共振周波数は機器固有のものであるため、常時この共振フィルタを適用する。また、振動抑制フィルタ３の出力と速度検出手段６の出力から負荷のイナーシャを推定し、その推定値から制御部２のゲインを調節することで高精度な位置決めを行うことができる。
【００１２】
上記の共振抑制方法に加え、本発明は、モータ停止中に外力によってワークに発生する振動を抑制するため、図１に示すステップ１からステップ３に従って処理を行う点に特徴がある。
【００１３】
このため、ステップ１において、速度指令部１でモータ３が停止していることを検知する。モータ５が停止中でなければ、ステップ１を繰り返し、モータ５の停止を検出した場合、ステップ２に移行する。
【００１４】
次に、ステップ２では、ワークを位置決めするため連結されたモータ５から、外力によってワークに発生している振動成分を抽出するため、実速度検出手段６を介して得られる実速度データをＦＦＴなどの周波数解析を用いた振動検出部７で抽出する。抽出した振動成分はワークが発生している振動周波数として保持する。ステップ２で振動成分が検出されなかった場合は、ステップ３でフィルタの設定を行わない。
【００１５】
ステップ３では、ステップ２で保持された振動周波数に対し、その振動成分を抑制するフィルタの設定を行う。これが基本のステップである。
【００１６】
モータへの駆動指令が入力された場合、本発明のフィルタの適用を解除し、モータ停止後、再度停止時の振動成分を抽出し、フィルタを適用する。または、動作前の振動周波数を保持しておき、モータ停止後に再びフィルタを適用する。
【００１７】
ステップ１から３を繰り返す場合は、前回設定したフィルタの適用を保持したまま、新たに振動成分の抽出を行う。ステップ１に戻り、モータ４の停止を検出すれば、フィルタの適用を保持し、ステップ２へ移行する。仮にモータが駆動中であればフィルタの適用を解除する。
【００１８】
ところで、ステップ２において、抽出された振動成分に対して効果的に振動抑制をするため、振幅の大きい振動成分を優先的に保持する。同レベルの振動成分が複数抽出された場合には、最も低い振動周波数を一つだけ保持し、その振動周波数を抑制するフィルタの設定を行う。
【００１９】
また、ステップ２において、閾値を超えた振動成分のみを保持するようにしてもよい。この場合、ステップ３では、ステップ２で保持された少なくとも一つ以上の振動周波数に対し、抑制するフィルタの設定を行う。例えば、一定の閾値を超えた振動成分の中から最も低い振動周波数に対してフィルタを適用すれば、効果的に振動を抑制できる。また、閾値は周波数帯域ごとに設定してもよい。
【００２０】
一方、抽出した複数の振動成分に対して複数のフィルタを同時に設定してもよいが、フィルタにより制御系に遅れが生じるため、振幅の大きな振動成分から優先的に抑制する方がよい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の振動抑制方法は、モータで駆動するワークに外力が印加される装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の振動抑制方法におけるフローチャート
【図２】本発明における要部のブロック構成図
【符号の説明】
【００２３】
１  速度指令部
２  制御部
３  振動抑制フィルタ
４  モータ駆動回路
５  モータ
６  実速度検出手段
７  振動検出部                                                                          
【図１】
0004692266.tif 000002
【図２】
0004692266.tif 000003