(57)【要約】【課題】共振負荷の振動抑制と外乱抑圧制御を可能とする。【解決手段】外乱オブザーバ２０と軸ねじれ反力推定オブザーバ３０を用いて、２慣性共振系の振動抑制に有効である共振比制御手段を構成すると共に、負荷側の軸ねじれ角を測定し、軸ねじれ角と負荷の加速度に基づいて負荷側の外乱を推定するように構成した負荷側外乱オブザーバ４０にて推定した負荷側の外乱を、負荷側外乱から位置指令値までの逆システム５０を通してフィードバックする。【選択図】図６
2007236185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振負荷の振動を抑制すると共に外乱を抑制するための共振比制御手段と、
負荷の変動を含む外乱を補償するための負荷側外乱オブザーバと、
を含み、
該負荷側外乱オブザーバにて推定した負荷側の外乱を、負荷側外乱から位置指令値までの逆システムを通してフィードバックすることを特徴とする位置決め装置の同期防振制御装置。
【請求項２】
前記共振比制御手段が、外乱オブザーバと軸ねじれ反力推定オブザーバを含むことを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置の同期防振制御装置。
【請求項３】
前記共振比制御手段と負荷側外乱オブザーバが、複数の軸に適用されることを特徴とする請求項１又は２に記載の位置決め装置の同期防振制御装置。
【請求項４】
前記負荷側外乱オブザーバを並列駆動する２つの平行な軸に適用する際に、和動モードと差動モードに分解する仮想モード制御を行なうことを特徴とする請求項３に記載の位置決め装置の同期防振制御装置。
【請求項５】
外乱を抑制するための外乱オブザーバと、
軸ねじれ反力が無視できる剛性の高い負荷の変動を含む外乱を補償するための負荷側外乱オブザーバと、
を含み、
該負荷側外乱オブザーバにて推定した負荷側の外乱を、負荷側外乱から位置指令値までの逆システムを通してフィードバックすることを特徴とする位置決め装置の同期防振制御装置。
【請求項６】
前記外乱オブザーバで用いるモータ慣性の推定値を、実際のモータ慣性の値より大に設定することで、位相進み補償を行なうことを特徴とする請求項２又は５に記載の位置決め装置の同期防振制御装置。
【請求項７】
前記負荷側外乱オブザーバが、複数の軸に適用されることを特徴とする請求項５に記載の位置決め装置の同期防振制御装置。
【請求項８】
前記負荷側外乱オブザーバを並列駆動する２つの平行な軸に適用する際に、和動モードと差動モードに分解する仮想モード制御を行なうことを特徴とする請求項７に記載の位置決め装置の同期防振制御装置。
【請求項９】
前記負荷側外乱オブザーバが、負荷側の軸ねじれ角を測定し、該軸ねじれ角と負荷の加速度に基づいて負荷側の外乱を推定するようにしたことを特徴とする請求項１又は５に記載の位置決め装置の同期防振制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置決め装置の同期防振制御装置に係り、特に、電子部品搭載装置等に用いられるガントリ型ＸＹ位置決め装置に用いるのに好適な、位置決め装置の同期防振制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のガントリ型ＸＹ位置決め装置は、図１（Ａ）（全体図）、（Ｂ）（略示平面図）、（Ｃ）（略示側面図）に電子部品搭載装置の一例を示す通り、Ｙ方向への移動に左右１対の平行に配置されたＹ軸駆動部（以下ＹＬ軸、ＹＲ軸）を持ち、その上に設置されたＸ軸駆動部（Ｘ軸）でＸ方向への移動を行なう構成をとる。図において、７は、Ｘ軸１２のＹＬ軸９側をＹ方向に駆動するためのモータ（ＹＬ軸モータと称する）、８は、同じくＸ軸１２のＹＲ軸１０側をＹ方向に駆動するためのモータ（ＹＲ軸モータと称する）、１１は、Ｘ軸１２上の搭載ヘッド１５をＸ方向に駆動するためのモータ（Ｘ軸モータと称する）、１６は、搭載ヘッド１５上を上下のＺ方向に駆動される吸着ノズルである。
【０００３】
Ｘ軸、Ｙ軸の駆動には、回転型モータＭ＋ボールねじＢ又はタイミングベルトや、リニアモータが使用される。図において、Ｃはカップリング、Ｅはリニアエンコーダである。
【０００４】
各軸は、指令発生部より各モータ制御部に受けた指令に基づき、モータ制御をして位置決めが行なわれるが、左右１対のＹ軸は、Ｘ軸が傾かないようにするため、左右両軸が同期して移動することが必要である。
【０００５】
しかしながら、前記ガントリ型ＸＹ位置決め装置で位置決めを行なう場合、Ｘ軸の負荷が移動することによって、左右１対の平行に配置されたＹＬ軸とＹＲ軸の受ける負荷のバランスが変化するため、左右の偏差が発生し、位置決め精度や位置決め時間に悪影響を与えるという問題点があった。
【０００６】
これを防ぐための、一手法として特許文献１に、図２に示す如く、Ｘ軸の負荷位置をモニタして、その位置により変化する左右ＹＬ軸９・ＹＲ軸１０への負荷イナーシャ値を元に、可変ゲイン速度アンプ４、５を用いて、各速度ループゲインを可変とすることで、左右の偏差を抑えようとすることが提案されている。
【０００７】
又、共振系の振動抑制と外乱抑圧制御に対して、状態フィードバック制御やＨ∞制御、遅い外乱オブザーバ制御、共振比制御（非特許文献１参照）等の手法が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特許第３１２５０１５号公報
【非特許文献１】結城他「共振比制御による２慣性共振系の振動抑制制御」電学論Ｄ、１１３巻（平成５年）１０号、１１６２頁−１１６９頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術では、図３を見て分かるとおり、単にＸ軸の負荷位置により変化する、左右ＹＬ・ＹＲ軸に掛かる静的なイナーシャ値を元に各軸の速度ループゲインの可変を行なうという方式のため、Ｘ軸負荷が加速・減速動作した場合などの動的な影響は考慮されることがない。
【００１０】
実際の位置決め時には、Ｘ軸負荷が低速で静かに駆動する場合だけではなく、高速での駆動や様々な加減速度でのあらゆるパターンでの駆動が使用される。高い加減速度で位置決めする場合と低い加減速度で位置決めする場合には、ＹＬ・ＹＲ軸の受ける影響も大きく異なる。
【００１１】
このため、特許文献１の技術のように、単純にＸ軸の負荷位置により左右ＹＬ・ＹＲ軸の速度ループゲインを切り換えるだけの方式では、Ｘ軸負荷が動作するあらゆるパターンに応じて、最適に左右Ｙ軸の同期制御を行なうことは困難である。
【００１２】
又、ＹＬ・ＹＲ軸毎の摩擦や組付けによる平行度の差等も考慮されておらず、これらの要因は同期制御の妨げとなる。
【００１３】
一方、状態フィードバック制御やＨ∞制御は、制御系が複雑であったり、計算量が膨大であることなどから、高速、高機能のＣＰＵが必要となり、実機への適用には問題がある。
【００１４】
これに対して、遅い外乱オブザーバ制御と共振比制御は、比較的簡単な制御系から構成され、実用性が高い。
【００１５】
しかしながら、非特許文献１に記載された共振比制御では、Ｘ軸負荷が移動してＹ軸の共振周波数が変動する場合については考慮されていない。
【００１６】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、共振負荷の振動抑制と外乱抑圧制御を可能とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、共振負荷の振動を抑制すると共に外乱を抑制するための共振比制御手段と、負荷の変動を含む外乱を補償するための負荷側外乱オブザーバと、を含み、該負荷側外乱オブザーバにて推定した負荷側の外乱を、負荷側外乱から位置指令値までの逆システムを通してフィードバックすることを特徴とする位置決め装置の同期防振制御装置により、前記課題を解決したものである。
【００１８】
又、前記共振比制御手段が、外乱オブザーバと軸ねじれ反力推定オブザーバを含むようにしたものである。
【００１９】
又、前記共振比制御手段と負荷側外乱オブザーバを、複数の軸に適用するようにしたものである。
【００２０】
本発明は、又、外乱を抑制するための外乱オブザーバと、軸ねじれ反力が無視できる剛性の高い負荷の変動を含む外乱を補償するための負荷側外乱オブザーバと、を含み、該負荷側外乱オブザーバにて推定した負荷側の外乱を、負荷側外乱から位置指令値までの逆システムを通してフィードバックすることを特徴とする位置決め装置の同期防振制御装置により、前記課題を解決したものである。
【００２１】
又、前記外乱オブザーバで用いるモータ慣性の推定値（ノミナル値）を、実際のモータ慣性の値より大に設定することで、位相進み補償を行なうようにしたものである。
【００２２】
又、前記負荷側外乱オブザーバを、複数の軸に適用するようにしたものである。
【００２３】
又、前記負荷側外乱オブザーバを並列駆動する２つの平行な軸に適用する際に、和動モードと差動モードに分解する仮想モード制御を行なうようにしたものである。
【００２４】
又、前記負荷側外乱オブザーバが、負荷側の軸ねじれ角を測定し、該軸ねじれ角と負荷の加速度に基づいて負荷側の外乱を推定するようにしたものである。
【００２５】
本発明では、上記の問題点を解決するため、共振比制御に加えて、負荷側外乱オブザーバに基づく同期防振制御を行なう。
【００２６】
ＸＹ位置決め装置等のモータ駆動系においては、図４に示す如く、モータＭ（慣性Ｊm）と負荷Ｌ（慣性Ｊ1）を低剛性の弾性軸（図では、ばねＳ（ばね定数Ｋf））で結合した、図５に示すような２慣性共振系と見なすことができるため、共振比制御を用いて、２慣性共振負荷の振動抑制と外乱抑圧制御を行なう。
【００２７】
更に、Ｙ軸に負荷側外乱オブザーバを適用することにより、Ｘ軸の移動によるＹ軸の負荷質量の変動、Ｙ軸に印加される外乱、剛性などのパラメータ変動により生じる外乱をまとめて補償することが可能となる。即ち、Ｘ軸がどの位置にある場合においても、あたかもＹ軸の中央部に固定されているかのように扱うことができ、また、Ｘ軸の移動によりＹ軸が受ける外乱に対してもロバスト性を持つ為、容易に同期制御を実現することが可能となる。
【００２８】
なお、Ｙ軸だけでなく、Ｘ軸にも適用したり、更に、単軸の位置決め装置にも適用することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、共振系の振動抑制に有効な共振比制御を適用することにより、共振負荷の振動抑制と外乱抑圧制御が可能となる。
【００３０】
又、Ｙ軸に負荷側外乱オブザーバを適用することにより、Ｘ軸の移動によるＹ軸の負荷質量の変動、Ｙ軸に印加される外乱、剛性などのパラメータ変動により生じる外乱をまとめて補償することが可能となる。即ち、Ｘ軸がどの位置にある場合においても、あたかもＹ軸の中央部に固定されているかのように扱うことができ、また、Ｘ軸の移動によりＹ軸が受ける外乱に対してもロバスト性を持つため、容易に同期制御を実現することが可能となる。外乱オブザーバに基づいた制御法であるため、振動抑制効果を持ちながらロバスト性の確保も達成できる。
【００３１】
更に、状態フィードバック制御やＨ∞制御に比べて制御系が簡単で、演算量も少ないため、高価なＣＰＵ等を使用する必要がない。また、設計や調整が容易である。
【００３２】
又、負荷と軸の剛性が高く、軸ねじれ補償が必要とならない場合には、共振比制御を構成せずに、軸ねじれ反力推定オブザーバを省略して、外乱オブザーバのみで制御系を構成することが可能である。
【００３３】
又、並列駆動される２つの平行な軸、例えばＹＬ・ＹＲ両軸に負荷側外乱オブザーバを適用することにより、Ｘ軸の移動によるＹ軸の負荷質量の変動、Ｙ軸に印加される外乱、剛性等のパラメータ変動により生じる外乱をまとめて補償することが可能となる。
【００３４】
更に、ＹＬ・ＹＲ両軸を、例えば２次アダマール行列に基づいて、和動モードと差動モードに分解する仮想モード制御を行なうことにより、仮想和動軸において重心位置サーボ、仮想差動軸においてヨーイング量抑圧のための位置レギュレータをそれぞれ構成することが可能となり、高い精度で２軸同期防振制御を容易に実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３６】
本発明の第１実施形態に係るＹ軸１軸（片側）分の同期防振制御装置の全体のブロック図を図６に示す。
【００３７】
本制御装置では、図７に示すような外乱オブザーバ２０と、図８に示すような軸ねじれ反力推定オブザーバ３０を用いて、２慣性共振系の振動抑制において有効である共振比制御手段を構成する。
【００３８】
共振比制御は、状態フィードバック制御やＨ∞制御などと異なり、比較的簡単な制御系から構成される為、設計が容易であり、計算量も少なくて済むなど実用性が高い。
【００３９】
モータ側に外乱オブザーバ２０を適用することにより、モータに作用する各種外乱の影響を除去することができ、図９に示すようなロバストな加速度制御系を構築することができる。即ち、外乱オブザーバゲインGdisを大きく設定することにより、外乱トルクTdism
の影響が除去されることが分かる。これにより、モータは軸ねじれ反力を除去し、負荷側の影響を受けないロバストな制御系となる。
【００４０】
なお、外乱オブザーバ２０をモータ側に適用することにより、唯一の負荷側の情報である軸ねじれ反力を相殺、除去してしまうため、負荷の振動を誘発してしまうことになる。
【００４１】
そこで、外乱オブザーバ２０とほぼ同じ構造を持つ図８に示した軸ねじれ反力推定オブザーバ３０を利用して、軸ねじれ反力の推定を行なう。図８において、Greacは軸ねじれ反力推定オブザーバ３０に含まれる１次のローパスフィルタのカットオフ周波数である。
【００４２】
モータ側に外乱オブザーバ２０を適用することにより加速度制御系を構成した制御対象に、軸ねじれ反力をフィードバックした系を図１０に示す。図において、Ｋrは軸ねじれ反力のフィードバックゲインであり、任意に設定することができる。
【００４３】
加速度参照値（ｄ2θm／ｄｔ2）refからモータ位置θmまでの伝達関数と、モータ位置θmから負荷位置θlまでの伝達関数はそれぞれ以下のようになる。
【００４４】
【数１】
2007236185.tif 000003
【００４５】
又、モータ共振周波数ωm及び負荷共振周波数ω1を以下のように定義する。
【００４６】
【数２】
2007236185.tif 000004
【００４７】
ここで、共振比Ｋを次式に定義する。
【００４８】
Ｋ ＝ωm ／ω1          …（５）
＝√（１＋ＫrＪ1）   …（６）
【００４９】
負荷共振周波数ωlはモータ側には零点として作用する逆共振周波数となる。
【００５０】
ωlは任意パラメータを含まず制御対象により決定される。また、モータ側の状態フィ
ードバックに対して不可制御である。
【００５１】
一方、ωmは軸ねじれ反力フィードバックゲインＫrにより、任意に設定できる。
【００５２】
共振比を制御することは、仮想的モータ慣性を制御することに相当し、共振比が大きいとき、即ちＫrが大きい場合には、負荷慣性に対しモータ慣性が小さくなり、負荷側の影響を受けやすくなる。また逆も同様である。
【００５３】
共振比を
Ｋ＝√５              …（７）
に設定することにより、いかなる２慣性共振系に対しても、振動抑制、即応性とも優れるゲイン設定が可能となる。
【００５４】
各ゲインは以下の通りである。
【００５５】
Ｋr＝４／Ｊ1         …（８）
Ｋp＝ω12            …（９）
Ｋv＝４ω1           …（１０）
（ωm：モータ共振周波数、ωl：負荷共振周波数、Ｊl：負荷慣性）
【００５６】
更に、Ｘ軸の移動によるＹ軸への影響を除去するため、Ｙ軸の負荷側に、図１１に示すような外乱オブザーバ４０を構成する。
【００５７】
Ｙ軸への影響は、Ｙ軸負荷側に印加される外乱及びパラメータ変動による外乱として、次式で表される。
【００５８】
【数３】
2007236185.tif 000005
【００５９】
Ｙ軸にリニアエンコーダ等を備えて、Ｙ軸負荷側の軸ねじれ角が測定できる場合、軸ねじれ角と負荷の先端加速度に基づいて負荷側外乱オブザーバ４０を構成することにより、負荷側に印加される外乱及びパラメータ変動による外乱を合計した全負荷側外乱を推定することが可能となる。
【００６０】
負荷側外乱オブザーバ４０のブロック線図を図１１に示す。
【００６１】
ここで、広域ノイズ低減のため、カットオフ周波数ｇ1の１次ローパスフィルタ４２を挿入している。これにより、ゲインも調整できる。
【００６２】
推定した負荷側外乱を補償するため、負荷側外乱から位置指令までの逆システム５０を通してフィードバックする。負荷側の正確な値は不明で全て推定値（ノミナル値）として制御されるため、共振比制御に用いるねじれ反力も実際の値ではなく、推定値に基づく値をフィードバックする必要がある。
【００６３】
位置指令値θcmdから負荷位置θlまでの伝達関数は次式のようになる。
【００６４】
【数４】
2007236185.tif 000006
【００６５】
又、負荷側外乱Tdisl*allから負荷位置θ1までの伝達関数は次式のようになる。
【００６６】
【数５】
2007236185.tif 000007
【００６７】
従って、負荷側外乱から位置指令値までの逆システムは次式のようになる。
【００６８】
【数６】
2007236185.tif 000008
【００６９】
負荷側外乱抑制システムのＹ軸１軸（片側）での構成を図１２に示す。
【００７０】
以上のように、負荷側外乱オブザーバ４０を用いることにより、軸剛性Ｋf及び負荷側の慣性Ｊ1を推定値Ｋfn、Ｊ1nとして扱うことができる。従って、推定値と実際のずれを外乱として補償することで、Ｘ軸の移動によりＹ軸の共振周波数が変動することを防ぐことができ、共振周波数を固定することが可能となる。
【００７１】
従って、ＹＬ軸、ＹＲ軸のそれぞれに上記システムを用いれば、Ｘ軸がどの位置にある場合においても、あたかもＹ軸の中央部に固定されているかのように扱うことができ、また、Ｘ軸の移動によりＹ軸が受ける外乱に対してもロバスト性を持つため、容易に同期制御を実現することが可能となる。
【００７２】
第１実施形態の同期防振制御の有効性を確認する為、シミュレーションを行なった。シミュレーションのパラメータを表１に示す。
【００７３】
【表１】
2007236185.tif 000009
【００７４】
図１３は、Ｘ軸負荷が中央にある場合、即ちＹＬ軸とＹＲ軸に掛かる負荷を等しくした場合（Ｊ1Ｌ＝Ｊ1Ｒ＝Ｊ1ｎ）のシミュレーション結果である。この場合は、左右Ｙ軸でのパラメータ変動が一切生じず、また軸の弾性によって生じる共振も共振比制御により抑圧される為、左右Ｙ軸間での偏差は生じない。
【００７５】
図１４は、Ｘ軸負荷をＹＬ軸側に寄せた場合のシミュレーション結果である。
【００７６】
図１４（Ａ）に同期防振制御を行なわない場合の結果を、図１４（Ｂ）に同期防振制御を行なった場合の結果を示す。同期防振制御を行なうことで、ＹＬ軸とＹＲ軸との偏差が小さく抑えられ、精度良く同期を取ることが可能であることが分かる。
【００７７】
図１５は、図１５（Ａ）に示す如く、Ｘ軸の移動によりＹＬ軸とＹＲ軸の負荷が常時変動する際のシミュレーション結果である。この場合においても、図１５（Ｃ）に示す如く、同期防振制御を行なうことにより、Ｘ軸がどの位置にある場合でも、ＹＬ軸とＹＲ軸との偏差が小さく抑えられ、精度良く同期を取ることが可能であることが分かる。
【００７８】
以上のシミュレーション結果を見て分かるとおり、本発明の同期防振制御を用いることによって、負荷側を推定値化して左右Ｙ軸の共振周波数を固定することができる為、共振比制御により同期の確保及び高精度な防振位置決め制御が容易に実現できることを確認できた。
【００７９】
なお、図６の本制御装置のブロック図では、速度演算部にＰ制御を用いているが、ＰＩ
制御、ＰＤ制御、ＰＩＤ制御を用いても良い。
【００８０】
又、共振比制御系内の外乱オブザーバの負荷慣性の推定値Ｊmnを実際の負荷慣性値Ｊm
より大きく設定しても良い。これにより、位相進み補償を達成し、２慣性共振系よりも更に高次の振動極に対して安定化を図ることが可能となり、すべての共振極の安定化を達成することができる。
【００８１】
なお、第１実施形態では、モータと負荷とが柔軟な駆動軸により結合され、軸ねじれが問題となるような剛性の低い制御系を対象としていたが、負荷と軸の剛性が高く軸ねじれ補償が必要ないような場合には、図１６に示す第２実施形態のように、軸ねじれ反力推定オブザーバを省略して、外乱オブザーバ１０のみで位相進み補償制御を構成することが可能である。この場合、軸ねじれ反力オブザーバを省略する為、フィードバックゲインＫrは０となる。
【００８２】
この第２実施形態においても、位相進み補償の効果により、第１実施形態と同様に全ての共振極に対して安定化を図ることができる。
【００８３】
又、回転型モータとタイミングベルト又はボールねじを組み合わせたものや、リニアモータなど何にでも用いることができる。ＹＬ軸とＹＲ軸の両方にリニアモータを用いた第３実施形態の同期防振制御装置を図１７に示す（同じくＫr＝０）。
【００８４】
又、図１８に示すような構成の、一方の軸（図ではＹＬ軸）にのみリニアモータを使用し、他方の軸（図ではＹＲ軸）はリニアモータ無しでガイドのみのＸＹ位置決め装置であれば、ブロック線図は図６や図１６のままで、同様の効果を得ることが可能となる。
【００８５】
次に、上記の負荷側外乱オブザーバを導入した２慣性共振系に対して、仮想モード制御に基づくＹＬ、ＹＲ両軸の同期制御を行なうようにした、本発明の第４実施形態について説明する。
【００８６】
本実施形態では、Ｙ軸２軸を仮想的な和動軸と差動軸に分解して制御系を構成する。例えば２次アダマール行列を用いて、次のように、２軸を仮想和動軸、仮想差動軸にモード変換する。
【００８７】
2007236185.tif 000010
【００８８】
ここで、αは、対になるパラメータの種類を表わしている。
【００８９】
本実施形態では、位置応答値θm、速度応答値ｄθm／ｄｔ、ねじれ反力Ｔ＊reac及び負荷外乱補償位置指令θcmpを用いる。又、添え字comは和動モードを、difは差動モードを表わす。
【００９０】
２軸の同期を実現するため、図１９に示すように、和動軸において２軸の重心位置を制御するための位置サーボを構成し、差動軸においてヨーイングを０に制御するための位置レギュレータを構成する。図において、９ＦはＹＬ軸９の足、１０ＦはＹＲ軸１０の足である。
【００９１】
それぞれの仮想軸における加速度参照値は、共振比制御に基づき、以下のようになる。
【００９２】
ｄ2θcomref／ｄｔ2＝（θcomcmd＋θcomcmp−θcomm）ＫpＫv
−（ｄθcomm／ｄｔ）Ｋv−ＫrＴ*comreac     …（１７）
ｄ2θdifref／ｄｔ2＝（θdifcmd＋θdifcmp−θdifm）ＫpＫv
−（ｄθdifm／ｄｔ）Ｋv−ＫrＴ*difreac      …（１８）
【００９３】
２軸並列駆動においては、差動モード指令ｄ2θdifref／ｄｔ2＝０とする。
【００９４】
又、仮想軸で設計した加速度参照値は、２次アダマール行列の逆行列を用いることにより、次式に示す如く、実モータへの加速度参照値に変換が可能である。
【００９５】
2007236185.tif 000011
【００９６】
仮想モード共振比制御に基づくＹ軸並列駆動での同期防振制御系の構成を図２０に示す。  第４実施形態の同期防振制御の有効性を確認する為、シミュレーションを行なった。シュミレーションのパラメータは表１と同じである。
【００９７】
図２１は、Ｘ軸負荷が中央にある場合、即ちＹＬ軸とＹＲ軸に掛かる負荷を等しくした場合のシミュレーション結果である。図２１（Ａ）に同期防振制御を行なわない通常の並列駆動の結果を、図２１（Ｂ）に同期防振制御を行なった並列駆動の結果を示す。この場合は、左右Ｙ軸でのパラメータ変動が一切生じず、また軸の弾性によって生じる共振も共振比制御により抑圧される為、左右Ｙ軸間での偏差は生じない。
【００９８】
図２２は、Ｘ軸負荷をＹＬ軸側に寄せた場合のシミュレーション結果である。図２２（Ａ）に同期防振制御を行なわない通常の並列駆動の結果を、図２２（Ｂ）に同期防振制御を行なった並列駆動の結果を示す。同期防振制御を行なうことで、ＹＬ軸とＹＲ軸との偏差が小さく抑えられ、精度良く同期を取ることが可能であることが分かる。
【００９９】
以上のシミュレーション結果を見て分かる通り、第４実施形態の同期防振制御を用いることによって、負荷側をノミナル化して左右Ｙ軸の共振周波数を固定することが可能となり、仮想モード共振比制御により同期の確保及び高精度な防振位置決め制御が容易に実現できることを確認できた。
【０１００】
本発明は、２軸並列駆動での同期防振制御に好適であるが、Ｘ軸などの単軸での外乱抑圧に用いても効果が高い。即ち、送り位置の変化によるボールねじやベルト等の剛性変化（モータ軸に近ければ剛性が高いが、離れて剛性が下がると発振を生じ易くなる）、Ｙ軸の移動によりＸ軸が受ける衝撃（外乱）、対象物を把持したことによる負荷変動等に対する補償（振動抑制と外乱抑圧）に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の適用対象の１つである電子部品搭載装置の（Ａ）全体図、（Ｂ）略示平面図、（Ｃ）略示側面図
【図２】特許文献１に記載された制御装置を示すブロック図
【図３】同じく同軸駆動軸の負荷の位置対負荷イナーシャ特性図
【図４】本発明の適用対象の２慣性共振系のモデル図
【図５】同じく２慣性共振系のブロック図
【図６】本発明に係る同期防振制御装置の第１実施形態のブロック図
【図７】第１実施形態で用いられている外乱オブザーバを示すブロック図
【図８】同じく軸ねじれ反力推定オブザーバを示すブロック図
【図９】同じく加速度制御系を示すブロック図
【図１０】同じく軸ねじれ反力フィードバックを示すブロック図
【図１１】同じく負荷側外乱オブザーバを示すブロック図
【図１２】同じく負荷側外乱制御システムを示すブロック図
【図１３】同じくＸ軸負荷が中央にある場合のシミュレーション結果を示す図
【図１４】同じくＸ軸負荷をＹ軸側に寄せた場合のシミュレーション結果を示す図
【図１５】同じくＸ軸の移動によりＹＬ軸とＹＲ軸の負荷が常時変動する際のシミュレーション結果を示す図
【図１６】軸ねじれ補償が必要でない場合の本発明に係る同期防振制御装置の第２実施形態のブロック図
【図１７】リニアモータに用いた場合の本発明に係る同期防振制御装置の第３実施形態のブロック図
【図１８】図６又は図１６に示した同期防振制御装置の第１又は第２実施形態が適用可能なリニアモータＸＹ位置決め装置の一例の構成を示す略示平面図
【図１９】本発明の第４実施形態における２軸並列駆動での位置の和動モードと差動モードを示す平面図
【図２０】同じく同期防振制御系の構成を示すブロック図
【図２１】同じくＸ軸負荷が中央にある場合のシミュレーション結果を示す図
【図２２】同じくＸ軸負荷をＹ軸側に寄せた場合のシミュレーション結果を示す図
【符号の説明】
【０１０２】
２０…外乱オブザーバ
３０…軸ねじれ反力推定オブザーバ
４０…負荷側外乱オブザーバ
５０…逆システム
【図１】
2007236185.tif 000012
【図２】
2007236185.tif 000013
【図３】
2007236185.tif 000014
【図４】
2007236185.tif 000015
【図５】
2007236185.tif 000016
【図６】
2007236185.tif 000017
【図７】
2007236185.tif 000018
【図８】
2007236185.tif 000019
【図９】
2007236185.tif 000020
【図１０】
2007236185.tif 000021
【図１１】
2007236185.tif 000022
【図１２】
2007236185.tif 000023
【図１３】
2007236185.tif 000024
【図１４】
2007236185.tif 000025
【図１５】
2007236185.tif 000026
【図１６】
2007236185.tif 000027
【図１７】
2007236185.tif 000028
【図１８】
2007236185.tif 000029
【図１９】
2007236185.tif 000030
【図２０】
2007236185.tif 000031
【図２１】
2007236185.tif 000032
【図２２】
2007236185.tif 000033