(57)【要約】  【課題】  特殊な検出器を備える必要もなく、また、停止時以外の特性を大きく悪化させるというような問題をも生じない、位置決め動作停止時の振動を抑制できるモータ制御装置を提供する。  【解決手段】    位置指令Prefとモータ位置検出信号Pmとを入力し、予め約束されたルールに従って、位置指令Prefまたはモータ位置検出信号Pmを位置フィードバック信号Pfbとして出力するフィードバック信号処理部１５を備える。  【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ位置に基づいて作成された位置フィードバック信号を入力し、位置指令に前記モータ位置が一致するよう位置および速度制御を行い、トルク指令を出力する位置・速度制御部と、前記トルク指令を入力し、駆動電流をモータへ出力する電流制御部と、モータ位置を検出する検出器とを備えたモータ制御装置において、
前記位置指令と前記モータ位置に基づいて作成されたモータ位置検出信号とを入力し、前記モータ位置検出信号または前記位置指令のいずれかを位置フィードバック信号として位置・速度制御部へ出力するフィードバック信号処理部を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記位置フィードバック信号処理部は、前記位置指令の時間増分値が零の場合にのみ動作することを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記位置フィードバック信号処理部は、前記モータ位置検出信号と前記位置指令との差の絶対値が予め設定した閾値より大きい場合は前記モータ位置検出信号を位置フィードバック信号として出力し，前記モータ位置検出信号と前記位置指令との差の絶対値が前記閾値より小さい場合は前記位置指令を位置フィードバック信号として出力することを特徴とする請求項１または２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記位置フィードバック信号処理部は、前記モータ位置検出信号と前記位置指令との差の絶対値が予め設定した閾値より大きい場合および前記モータ位置検出信号と前記位置指令との差の絶対値が前記閾値より小さくなった後前記モータ位置検出信号と前記位置指令との差が最初に零になるまでの間は、前記モータ位置検出信号を位置フィードバック信号として出力し、前記モータ位置検出信号と前記位置指令との差が零になった後前記モータ位置と前記位置指令の差の絶対値が前記閾値より大きくなるまでの間は前記位置指令を位置フィードバック信号として出力することを特徴とする請求項１または２記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記位置フィードバック信号処理部は、前記閾値を位置決め動作停止時の許容位置偏差に基づいて決定することを特徴とする請求項３または４記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記位置フィードバック信号処理部は、前記閾値を位置・速度制御器の比例ゲインに基づいて決定することを特徴とする請求項３または４記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置の位置決め駆動用モータ制御装置、工作機械や産業用ロボットを駆動するモータ制御装置などの位置決め動作停止時の振動を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ制御装置の位置決め動作による停止時の振動を抑制する第１の従来技術として、モータの回転位置に対応して連続的に変化する擬似ｓｉｎ波信号と擬似ｃｏｓ波信号とを出力する検出器を備え、モータ回転時にはこれらの擬似ｓｉｎ波信号および擬似ｃｏｓ波信号を二値化したパルス信号によって制御し、停止時にはこれらのこれらの擬似ｓｉｎ波信号および擬似ｃｏｓ波信号をそのままフィードバックして制御するように切り替えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
図５は第１の従来技術を説明するブロック図である。図５において、位置制御器５１は位置偏差カウンタ及びD/A変換器を有し、位置指令Prefと位置フィードバック信号Pfbdを入力し、位置偏差を演算し、D/A変換した位置偏差値Perrを切替器及び電流制御部５２へ出力する。切替器及び速度制御部５２は、切替指令SWfbと位置偏差値Perrと前記擬似ｓｉｎ波信号および擬似ｃｏｓ波信号Pfbaとを入力し、切替指令SWfbに応じて位置偏差値Perrと前記擬似ｓｉｎ波信号および擬似ｃｏｓ波信号Pfbaとのいずれかをフィードバック値として入力してトルク指令Trefを演算し、電流制御部１２へ出力する。電流制御部１２はトルク指令Trefを入力し、これに応じた駆動電流iqrefをモータ１３へ出力してモータ１３を駆動する。検出器５５はモータ回転位置を検出し、モータ回転位置に対応して連続的に変化する擬似ｓｉｎ波信号および擬似ｃｏｓ波信号Pfbaを切替器及び電流制御部５２並びに２値化回路５７へ出力する。ループ信号切替指令生成部５６は位置指令Prefを入力し、位置指令Prefに基づいて判断して、切替指令SWfbを切替器及び電流制御部５２へ出力する。２値化回路５７は前記擬似ｓｉｎ波信号および擬似ｃｏｓ波信号Pfbaとを入力し、これらを２値パルスに変換してデジタルフィードバック信号Pfbdを出力する。
この様にして、モータ制御装置の位置決め動作による停止時の振動を抑制している。
【０００３】
また、モータ制御装置の位置決め動作停止時の振動を抑制する第２の従来技術の例として、位置・制御部の出力信号をローパスフィルタ処理したものを電流制御部の電流指令とするモータ制御装置が知られている。
図６は第２の従来技術を説明するブロック図である。図６において、位置・速度制御部１１は位置指令Prefとモータ位置検出信号Pmとを入力し、モータ位置検出信号Pmが位置指令Prefに一致するよう位置および速度制御を行い、トルク指令Trefをローパスフィルタ６５へ出力する。ローパスフィルタ６５はトルク指令Trefに含まれるパルス状の信号成分を平滑して電流指令Irefを電流制御部１２へ出力する。電流制御部１２は電流指令Irefを入力し、これに応じた駆動電流iqrefをモータ１３へ出力してモータ１３を駆動する。検出器１４はモータ回転位置を検出してモータ位置検出信号Pmを位置・速度制御部１１へ出力する。
この様にして、モータ制御装置の位置決め動作による停止時の振動を抑制している。
【特許文献１】特許第２９６９６７５号公報（第３−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、第１の従来技術では、モータの回転位置検出器として、モータの回転位置に対応して連続的に変化する擬似ｓｉｎ波信号と擬似ｃｏｓ波信号とを出力するという特殊な検出器を備える必要があった。
また、第２の従来技術では、制御ループの中にローパスフィルタを組み込んでいるので、停止時以外の特性を大きく悪化させるというような問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、モータの回転位置検出器として、モータの回転位置に対応して連続的に変化する擬似ｓｉｎ波信号と擬似ｃｏｓ波信号とを出力するという特殊な検出器を備える必要もなく、モータ制御装置で通常使用されている、２値化されたパルスを出力する検出器を使用して、位置決め動作停止時の振動を抑制でき、また、制御ループの中にローパスフィルタを組み込んで停止時以外の特性を大きく悪化させるというような問題をも生じない、位置決め動作停止時の振動を抑制できるモータ制御装置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】
【０００５】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成した。
請求項１に記載の発明は、モータ位置に基づいて作成された位置フィードバック信号を入力し、位置指令に前記モータ位置が一致するよう位置および速度制御を行い、トルク指令を出力する位置・速度制御部と、前記トルク指令を入力し、駆動電流をモータへ出力する電流制御部と、モータ位置を検出する検出器とを備えたモータ制御装置において、
前記位置指令と前記モータ位置に基づいて作成されたモータ位置検出信号とを入力し、前記モータ位置検出信号または前記位置指令のいずれかを位置フィードバック信号として位置・速度制御部へ出力するフィードバック信号処理部を備えることを特徴とするものである。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、前記位置フィードバック信号処理部は、前記位置指令の時間増分値が零の場合にのみ動作することを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、前記位置フィードバック信号処理部は、前記モータ位置検出信号と前記位置指令との差の絶対値が予め設定した閾値より大きい場合は前記モータ位置検出信号を位置フィードバック信号として出力し，前記モータ位置検出信号と前記位置指令との差の絶対値が前記閾値より小さい場合は前記位置指令を位置フィードバック信号として出力することを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、前記位置フィードバック信号処理部は、前記モータ位置検出信号と前記位置指令との差の絶対値が予め設定した閾値より大きい場合および前記モータ位置検出信号と前記位置指令との差の絶対値が前記閾値より小さくなった後前記モータ位置検出信号と前記位置指令との差が最初に零になるまでの間は、前記モータ位置検出信号を位置フィードバック信号として出力し、前記モータ位置検出信号と前記位置指令との差が零になった後前記モータ位置と前記位置指令の差の絶対値が前記閾値より大きくなるまでの間は前記位置指令を位置フィードバック信号として出力することを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項５に記載の発明は、前記閾値は、位置決め動作停止時の許容位置偏差に基づいて決定することを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項６に記載の発明は、前記閾値は、前記位置・速度制御器の比例ゲインに基づいて決定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、予め約束されたルールに従って、フィードバック信号処理部で位置指令Prefとモータ位置検出信号Pmとを切替えてフィードバック信号Pfbを作成しているので、モータの回転位置検出器として、モータの回転位置に対応して連続的に変化する擬似ｓｉｎ波信号と擬似ｃｏｓ波信号とを出力するという特殊な検出器を備える必要がなく、モータ制御装置で通常使用されている、２値化されたパルスを出力する検出器を使用して、位置決め動作停止時の振動を抑制できるモータ制御装置を提供できる。
また、本発明は、制御ループの中にモータ制御装置の位置決め動作による停止時の振動を抑制するためのローパスフィルタを組み込んでいないので、停止時以外の特性を大きく悪化させることなく、特性を維持した位置決め動作停止時の振動を抑制できるモータ制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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】
【００１３】
実際のモータ制御装置には様々な機能や手段が内蔵されているが、図には本発明に関係する機能や手段のみを記載し説明することとする。また、以下同一名称には極力同一符号を付け重複説明を省略する。
図１は、本発明を適用する実施例を説明するモータ装置のブロック図である。
図１において、１１は位置・速度制御部、１２は電流制御部、１３はモータ、１４は検出器、１５はフィードバック信号処理部である。
位置・速度制御部１１は、位置指令Prefと位置フィードバック信号Pfbとを入力し、トルク指令Trefを電流制御部１２へ出力する。電流制御部１２は、トルク指令Trefを入力し、これに応じた駆動電流iqrefをモータ１３へ出力してモータ１３を駆動する。検出器１４は、モータ１３に搭載されており、モータ１３の回転位置を検出してモータ位置検出信号Pmをフィードバック信号処理部１５へ出力する。フィードバック信号処理部１５は、位置指令Prefとモータ位置検出信号Pmとを入力し、位置フィードバック信号Pfbを位置・速度制御部１１へ出力する。
位置・速度制御部１１は、位置フィードバック信号Pfbが位置指令Prefに一致するよう位置および速度制御を行う。
本発明が第１の従来技術と異なる点は、フィードバック信号処理部１５を備えたことである。
【００１４】
図２は、フィードバック信号処理部１５の詳細なブロック図である。
図２において、１５１はフィードバック切替指令算出部、１５２はフィードバック信号切替部である。
フィードバック切替指令算出部１５１は、位置指令Prefとモータ位置検出信号Pmを入力し、予め約束されたルールに従って判断し、フィードバック切替指令SWfbをフィードバック信号切替部１５２へ出力する。本実施例では、フィードバック信号切替部１５２は、位置指令Prefとモータ位置検出信号Pmを入力し、フィードバック切替指令SWfbがHiなら位置指令Prefをフィードバック信号Pfbとして出力し、フィードバック切替指令SWfbがLoならモータ位置検出信号Pmをフィードバック信号Pfbとして出力する。
【００１５】
図３はフィードバック信号処理部１５の動作を示すフローチャートである。
図３においてＳに続く数字はステップ番号を示す。Ｓ１５１ではモータ位置検出信号Pmおよび位置指令Prefを入力する。Ｓ１５２では位置指令の時間増分値ΔPrefが０か否か判定し、０であればＳ１５３へ進み、それ以外の場合はＳ１５８へ進む。Ｓ１５３ではモータ位置検出信号Pmと位置指令Prefとの差の絶対値 |Pm ？ Pref|を予め定めた閾値Pswと比較し、|Pm ？ Pref|≦PswならＳ１５４へ進み、それ以外の場合はＳ１５８へ進む。Ｓ１５４ではPm？ Prefが０か否か判定し、０ならＳ１５５へ、それ以外の場合はＳ１５６へ進む。Ｓ１５５では後にＳ１５６で用いるフラグFlg＝１とする。Ｓ１５６ではFlgが０か１かを判別し、１ならＳ１５７へ進み、それ以外の場合はＳ１５９へ進む。Ｓ１５７ではフィードバック切替指令SWfbをHiとする。また、Ｓ１５８ではFlg＝０とし、Ｓ１５９へ進む。Ｓ１５９ではフィードバック切替指令SWfbをLoとする。
【００１６】
次に、フィードバック切替指令のパターンを、図４を用いて説明する。図４はモータ位置検出信号Pmと位置指令Prefとの差およびフィードバック切替指令SWfbの動作波形例である。図４において、グラフの横軸は時間を表す。図４のように、モータ位置検出信号Pmと位置指令Prefとの差の絶対値が前記閾値Pswより小さくなった後、モータ位置検出信号Pmと位置指令Prefとの差が０になってから、再びモータ位置検出信号Pmと位置指令Prefとの差の絶対値が前記閾値Pswより大きくなるまでの間だけ、フィードバック切替指令SWfbはHiとなる。
【００１７】
なお、前記閾値Pswはモータ制御装置に位置決め動作停止時の許容偏差が設定されている場合、前記許容位置偏差の１乃至５倍程度にすることが好ましい。
また、位置・速度制御器１１の比例ゲインを大きくする場合は、前記閾値Pswも大きくすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、半導体製造装置の位置決め駆動用モータ制御装置、工作機械や産業用ロボットを駆動するモータ制御装置などに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用する第１の実施例を示すモータ制御装置のブロック図
【図２】本発明のフィードバック信号処理部１５の詳細なブロック図
【図３】本発明のフィードバック信号処理部１５の動作を示すフローチャート
【図４】本発明のフィードバック切替指令SWfbの動作波形例
【図５】第１の従来技術のモータ制御装置のブロック図
【図６】第２の従来技術のモータ制御装置のブロック図
【符号の説明】
【００２０】
１１  位置・速度制御部
１２  電流制御部
１３  モータ
１４  検出器
１５  フィードバック信号処理部
１５１  フィードバック切替指令算出部
１５２  フィードバック信号切替部
５１  位置制御器
５２  切替器及び速度制御部
５５  検出器
５６  ループ切替信号発生部
５７  ２値化回路
６５  ローパスフィルタ
【図１】
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【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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