(57)【要約】【課題】被駆動体の加速度に関する情報を用いて、駆動体の制御ゲイン又は時定数を適切かつ定量的に設定可能な制御装置、及び制御ゲイン又は時定数を調整する機能を備えた調整装置を提供する。【解決手段】制御装置１０は、第１加速度センサ６による被駆動体３の加速度検出値を用いて、速度指令作成部１４及び電流指令作成部１６の制御ゲインを補正する制御ゲイン補正部１８を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動体を駆動するサーボモータを制御する制御装置であって、
前記被駆動体の位置を指令する位置指令作成部と、
前記被駆動体の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置指令作成部が作成した位置指令値と前記位置検出手段が検出した位置検出値との差に基づいて速度指令を作成する速度指令作成部と、
前記被駆動体の速度を検出する第１速度検出手段と、
前記速度指令作成部が作成した速度指令値と前記速度検出手段が検出した速度検出値との差に基づいて電流指令を作成する電流指令作成部と、
前記被駆動体の加速度を検出する第１加速度検出手段と、を有し、
前記速度指令作成部及び前記電流指令作成部の少なくとも一方の制御ゲインを、前記第１加速度検出手段が検出した前記被駆動体の加速度に基づいて補正する制御ゲイン補正部をさらに有することを特徴とする、制御装置。
【請求項２】
前記速度指令値が一定である間に前記加速度検出手段が検出した加速度の絶対値が予め定めた閾値以下となる制御ゲインの最大値を制御ゲインとする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記速度指令値が一定である間に前記加速度検出手段が検出した加速度の絶対値の平均値が予め定めた閾値以下となる制御ゲインの最大値を制御ゲインとする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記速度指令値が一定である間に前記加速度検出手段が検出した加速度の２乗平均値が予め定めた閾値以下となる制御ゲインの最大値を制御ゲインとする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御ゲイン補正部は、前記被駆動体の加速度と前記駆動体の加速度との加速度差に基づいて前記制御ゲインを補正する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
前記加速度差の絶対値が予め定めた閾値以下となる制御ゲインの最大値を制御ゲインとする、請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記加速度差の絶対値の平均値が予め定めた閾値以下となる制御ゲインの最大値を制御ゲインとする、請求項５に記載の制御装置。
【請求項８】
前記加速度差の２乗平均値が予め定めた閾値以下となる制御ゲインの最大値を制御ゲインとする、請求項５に記載の制御装置。
【請求項９】
被駆動体を駆動するサーボモータを制御する制御装置であって、
前記被駆動体の位置を指令する位置指令作成部と、
前記被駆動体の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置指令作成部が作成した位置指令値と前記位置検出手段が検出した位置検出値との差に基づいて速度指令を作成する速度指令作成部と、
前記被駆動体の速度を検出する第１速度検出手段と、
前記速度指令作成部が作成した速度指令値と前記速度検出手段が検出した速度検出値との差に基づいて電流指令を作成する電流指令作成部と、
前記被駆動体の加速度を検出する第１加速度検出手段と、を有し、
前記速度指令作成部が作成した速度指令値の時定数を、前記第１加速度検出手段が検出した前記被駆動体の加速度に基づいて補正する時定数補正部をさらに有することを特徴とする、制御装置。
【請求項１０】
前記速度指令値が一定である間に前記加速度検出手段が検出した加速度の絶対値が予め定めた閾値以下となる時定数の最小値を時定数とする、請求項９に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記速度指令値が一定である間に前記加速度検出手段が検出した加速度の絶対値の平均値が予め定めた閾値以下となる時定数の最小値を時定数とする、請求項９に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記速度指令値が一定である間に前記加速度検出手段が検出した加速度の２乗平均値が予め定めた閾値以下となる時定数の最小値を時定数とする、請求項９に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記時定数補正部は、前記被駆動体の加速度と前記駆動体の加速度との加速度差に基づいて前記時定数を補正する、請求項９に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記加速度差の絶対値が予め定めた閾値以下となる時定数の最小値を時定数とする、請求項１３に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記加速度差の絶対値の平均値が予め定めた閾値以下となる時定数の最小値を時定数とする、請求項１３に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記加速度差の２乗平均値が予め定めた閾値以下となる時定数の最小値を時定数とする、請求項１３に記載の制御装置。
【請求項１７】
前記駆動体の加速度は第２加速度検出手段によって検出される、請求項５又は１３に記載の制御装置。
【請求項１８】
前記駆動体の加速度は、前記駆動体の速度を検出する第２速度検出手段の検出値を１階微分することによって求められる、請求項５又は１３に記載の制御装置。
【請求項１９】
前記駆動体の加速度は、前記速度指令作成部が作成した前記駆動体の速度指令値を１階微分することによって求められる、請求項５又は１３に記載の制御装置。
【請求項２０】
前記制御装置は工作機械、射出成形機及び産業用ロボットのいずれかに使用され、前記被駆動体は前記工作機械の送り軸又は主軸、前記射出成形機の射出ユニット及び前記産業用ロボットの各制御軸のいずれかである、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２１】
被駆動体を駆動するサーボモータを制御する制御装置に関連付けられる調整装置であって、
前記制御装置は、
前記被駆動体の位置を指令する位置指令作成部と、
前記被駆動体の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置指令作成部が作成した位置指令値と前記位置検出手段が検出した位置検出値との差に基づいて速度指令を作成する速度指令作成部と、
前記被駆動体の速度を検出する第１速度検出手段と、
前記速度指令作成部が作成した速度指令値と前記速度検出手段が検出した速度検出値との差に基づいて電流指令を作成する電流指令作成部と、
前記被駆動体の加速度を検出する第１加速度検出手段と、を有し、
前記調整装置は、
前記第１加速度検出手段が検出した前記被駆動体の加速度を前記制御装置から受信する受信部と、
前記制御装置が有する前記速度指令作成部及び前記電流指令作成部の少なくとも一方の制御ゲインを補正するための補正値を前記加速度に基づいて計算する制御ゲイン補正値計算部と、
前記補正値を前記制御装置に送信する送信部と、を有することを特徴とする、調整装置。
【請求項２２】
被駆動体を駆動するサーボモータを制御する制御装置に関連付けられる調整装置であって、
前記制御装置は、
前記被駆動体の位置を指令する位置指令作成部と、
前記被駆動体の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置指令作成部が作成した位置指令値と前記位置検出手段が検出した位置検出値との差に基づいて速度指令を作成する速度指令作成部と、
前記被駆動体の速度を検出する第１速度検出手段と、
前記速度指令作成部が作成した速度指令値と前記速度検出手段が検出した速度検出値との差に基づいて電流指令を作成する電流指令作成部と、
前記被駆動体の加速度を検出する第１加速度検出手段と、を有し、
前記調整装置は、
前記第１加速度検出手段が検出した前記被駆動体の加速度を前記制御装置から受信する受信部と、
前記制御装置が有する前記速度指令作成部の時定数を補正するための補正値を前記加速度に基づいて計算する時定数補正値計算部と、
前記補正値を前記制御装置に送信する送信部と、を有することを特徴とする、調整装置。
【請求項２３】
前記調整装置は工作機械、射出成形機及び産業用ロボットのいずれかに使用され、前記被駆動体は前記工作機械の送り軸又は主軸、前記射出成形機の射出ユニット及び前記産業用ロボットの各制御軸のいずれかである、請求項２１又は２２に記載の調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサを用いて、被駆動体を駆動するサーボモータを適切に制御する制御装置、及びその制御装置に接続される調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械、射出成形機又は産業用ロボット等においては、送り軸や主軸等の被駆動体の駆動にサーボモータが使用されることが多い。サーボモータを駆動源として使用することにより、油圧式又は空圧式の装置を駆動源とする場合に比べ高精度の速度制御又は力制御を行うことが可能になる。例えば特許文献１には、スライダの加速度を検出するセンサを備えた送り制御装置が開示されている。この制御装置では、スライダの加速度信号に含まれる振動成分を誤差として電流ループに返して電流指令から差し引くことにより、加減速時のスライダの振動を抑制しようとするものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−９１４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、サーボモータの制御装置における速度ゲインや電流ゲイン等の制御ゲインは大きい方がサーボモータの追従性が上がって偏差が減少する傾向にある。また、サーボモータの時定数は小さい方が加工時間を短縮することができるので一般には好ましい。しかし、制御ゲインが大き過ぎたり時定数が小さ過ぎたりすると、サーボモータによる被駆動体の加減速時、特に一定速で移動中の被駆動体を停止させたり停止中の被駆動体を起動させたりするときに、好ましくない振動や衝撃を生じる場合がある。従来は制御ゲインや時定数の設定は、実機運転時に生じる振動、衝撃さらにはそれらに伴う音に基づいて作業者が経験的に行うことが多く、制御ゲインや時定数の最適値を得ることが困難であった。
【０００５】
また上述の特許文献１に記載の送り制御装置は、スライダの加速度信号を電流指令から減算することによって加減速時の振動を抑制しようとするものであるが、電流ゲインや速度ゲイン等の制御ゲイン又は時定数は上記加速度信号によっては調整されない。従って電流指令値を補正しても制御ゲインや時定数が不適切な数値のままでは、加減速時（すなわち停止状態からの起動又は定速状態からの停止）の振動を抑制した適切な制御が十分に行えない場合がある。
【０００６】
そこで本発明は、被駆動体の加速度に関する情報を用いて、制御ゲイン又は時定数を適切かつ定量的に設定可能な制御装置、及び制御ゲイン又は時定数を調整する機能を備えた調整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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被駆動体を駆動するサーボモータを制御する制御装置であって、前記被駆動体の位置を指令する位置指令作成部と、前記被駆動体の位置を検出する位置検出手段と、前記位置指令作成部が作成した位置指令値と前記位置検出手段が検出した位置検出値との差に基づいて速度指令を作成する速度指令作成部と、前記被駆動体の速度を検出する第１速度検出手段と、前記速度指令作成部が作成した速度指令値と前記速度検出手段が検出した速度検出値との差に基づいて電流指令を作成する電流指令作成部と、前記被駆動体の加速度を検出する第１加速度検出手段と、を有し、前記速度指令作成部及び前記電流指令作成部の少なくとも一方の制御ゲインを、前記第１加速度検出手段が検出した前記被駆動体の加速度に基づいて補正する制御ゲイン補正部をさらに有することを特徴とする、制御装置を提供する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、前記速度指令値が一定である間に前記加速度検出手段が検出した加速度の絶対値が予め定めた閾値以下となる制御ゲインの最大値を制御ゲインとする、制御装置を提供する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、前記速度指令値が一定である間に前記加速度検出手段が検出した加速度の絶対値の平均値が予め定めた閾値以下となる制御ゲインの最大値を制御ゲインとする、制御装置を提供する。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、前記速度指令値が一定である間に前記加速度検出手段が検出した加速度の２乗平均値が予め定めた閾値以下となる制御ゲインの最大値を制御ゲインとする、制御装置を提供する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の制御装置において、前記制御ゲイン補正部は、前記被駆動体の加速度と前記駆動体の加速度との加速度差に基づいて前記制御ゲインを補正する、制御装置を提供する。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の制御装置において、前記加速度差の絶対値が予め定めた閾値以下となる制御ゲインの最大値を制御ゲインとする、制御装置を提供する。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の制御装置において、前記加速度差の絶対値の平均値が予め定めた閾値以下となる制御ゲインの最大値を制御ゲインとする、制御装置を提供する。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の制御装置において、前記加速度差の２乗平均値が予め定めた閾値以下となる制御ゲインの最大値を制御ゲインとする、制御装置を提供する。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、被駆動体を駆動するサーボモータを制御する制御装置であって、前記被駆動体の位置を指令する位置指令作成部と、前記被駆動体の位置を検出する位置検出手段と、前記位置指令作成部が作成した位置指令値と前記位置検出手段が検出した位置検出値との差に基づいて速度指令を作成する速度指令作成部と、前記被駆動体の速度を検出する第１速度検出手段と、前記速度指令作成部が作成した速度指令値と前記速度検出手段が検出した速度検出値との差に基づいて電流指令を作成する電流指令作成部と、前記被駆動体の加速度を検出する第１加速度検出手段と、を有し、前記速度指令作成部が作成した速度指令値の時定数を、前記第１加速度検出手段が検出した前記被駆動体の加速度に基づいて補正する時定数補正部をさらに有することを特徴とする、制御装置を提供する。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の制御装置において、前記速度指令値が一定である間に前記加速度検出手段が検出した加速度の絶対値が予め定めた閾値以下となる時定数の最小値を時定数とする、制御装置を提供する。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の制御装置において、前記速度指令値が一定である間に前記加速度検出手段が検出した加速度の絶対値の平均値が予め定めた閾値以下となる時定数の最小値を時定数とする、制御装置を提供する。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項９に記載の制御装置において、前記速度指令値が一定である間に前記加速度検出手段が検出した加速度の２乗平均値が予め定めた閾値以下となる時定数の最小値を時定数とする、制御装置を提供する。
【００１９】
請求項１３に記載の発明は、請求項９に記載の制御装置において、前記時定数補正部は、前記被駆動体の加速度と前記駆動体の加速度との加速度差に基づいて前記時定数を補正する、制御装置を提供する。
【００２０】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の制御装置において、前記加速度差の絶対値が予め定めた閾値以下となる時定数の最小値を時定数とする、制御装置を提供する。
【００２１】
請求項１５に記載の発明は、請求項１３に記載の制御装置において、前記加速度差の絶対値の平均値が予め定めた閾値以下となる時定数の最小値を時定数とする、制御装置を提供する。
【００２２】
請求項１６に記載の発明は、請求項１３に記載の制御装置において、前記加速度差の２乗平均値が予め定めた閾値以下となる時定数の最小値を時定数とする、制御装置を提供する。
【００２３】
請求項１７に記載の発明は、請求項５又は１３に記載の制御装置において、前記駆動体の加速度は第２加速度検出手段によって検出される、制御装置を提供する。
【００２４】
請求項１８に記載の発明は、請求項５又は１３に記載の制御装置において、前記駆動体の加速度は、前記駆動体の速度を検出する第２速度検出手段の検出値を１階微分することによって求められる、制御装置を提供する。
【００２５】
請求項１９に記載の発明は、請求項５又は１３に記載の制御装置において、前記駆動体の加速度は、前記速度指令作成部が作成した前記駆動体の速度指令値を１階微分することによって求められる、制御装置を提供する。
【００２６】
請求項２０に記載の発明は、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の制御装置において、前記制御装置は工作機械、射出成形機及び産業用ロボットのいずれかに使用され、前記被駆動体は前記工作機械の送り軸又は主軸、前記射出成形機の射出ユニット及び前記産業用ロボットの各制御軸のいずれかである、制御装置を提供する。
【００２７】
請求項２１に記載の発明は、被駆動体を駆動するサーボモータを制御する制御装置に関連付けられる調整装置であって、前記制御装置は、前記被駆動体の位置を指令する位置指令作成部と、前記被駆動体の位置を検出する位置検出手段と、前記位置指令作成部が作成した位置指令値と前記位置検出手段が検出した位置検出値との差に基づいて速度指令を作成する速度指令作成部と、前記被駆動体の速度を検出する第１速度検出手段と、前記速度指令作成部が作成した速度指令値と前記速度検出手段が検出した速度検出値との差に基づいて電流指令を作成する電流指令作成部と、前記被駆動体の加速度を検出する第１加速度検出手段と、を有し、前記調整装置は、前記第１加速度検出手段が検出した前記被駆動体の加速度を前記制御装置から受信する受信部と、前記制御装置が有する前記速度指令作成部及び前記電流指令作成部の少なくとも一方の制御ゲインを補正するための補正値を前記加速度に基づいて計算する制御ゲイン補正値計算部と、前記補正値を前記制御装置に送信する送信部と、を有することを特徴とする、調整装置を提供する。
【００２８】
請求項２２に記載の発明は、被駆動体を駆動するサーボモータを制御する制御装置に関連付けられる調整装置であって、前記制御装置は、前記被駆動体の位置を指令する位置指令作成部と、前記被駆動体の位置を検出する位置検出手段と、前記位置指令作成部が作成した位置指令値と前記位置検出手段が検出した位置検出値との差に基づいて速度指令を作成する速度指令作成部と、前記被駆動体の速度を検出する第１速度検出手段と、前記速度指令作成部が作成した速度指令値と前記速度検出手段が検出した速度検出値との差に基づいて電流指令を作成する電流指令作成部と、前記被駆動体の加速度を検出する第１加速度検出手段と、を有し、前記調整装置は、前記第１加速度検出手段が検出した前記被駆動体の加速度を前記制御装置から受信する受信部と、前記制御装置が有する前記速度指令作成部の時定数を補正するための補正値を前記加速度に基づいて計算する時定数補正値計算部と、前記補正値を前記制御装置に送信する送信部と、を有することを特徴とする、調整装置を提供する。
【００２９】
請求項２３に記載の発明は、請求項２１又は２２に記載の調整装置において、前記調整装置は工作機械、射出成形機及び産業用ロボットのいずれかに使用され、前記被駆動体は前記工作機械の送り軸又は主軸、前記射出成形機の射出ユニット及び前記産業用ロボットの各制御軸のいずれかである、調整装置を提供する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る加速度センサを用いた制御装置又は調整装置によれば、被駆動体が駆動体によって駆動させられるときに生じ得る好ましくない振動又は衝撃を、加速度センサを用いて定量的に判定することができ、さらに好ましくない振動等を生じない範囲で、制御ゲイン最大又は時定数を最小とすることができるので、追従性の高い制御を行うことが可能になる。またこのような制御装置又は調整装置は、振動を嫌う工作機械、射出成形機及び産業用ロボットのいずれかの適用に特に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る第１の実施形態の制御装置１０を含むシステム１のブロック構成を示す図である。システム１は、制御装置１０により制御される駆動体すなわちサーボモータ２及びサーボモータ２によって駆動される被駆動体３を有する。ここでシステム１としては工作機械、射出成形機及び産業用ロボット等が可能であり、その場合被駆動体３としては工作機械の送り軸又は主軸、射出ユニット及びロボットの各制御軸等が挙げられる。またシステム１は、被駆動体３の位置、速度及び加速度をそれぞれ検出する手段として位置センサ４、第１速度センサ５及び第１加速度センサ６を有する。
【００３２】
図１に示すように、制御装置１０は、サーボモータ２の位置指令を作成する位置指令作成部１２、速度指令を作成する速度指令作成部１４及び電流指令を作成する電流指令作成部１６を含む。速度指令作成部１４は、位置指令作成部１２により作成された位置指令値と位置センサ４が検出した位置検出値との差である位置偏差を求める第１演算部１４ａと、その位置偏差を増幅して（位置偏差に係数を乗じて）速度指令とする位置ループゲイン１４ｂとを有する。また電流指令作成部１６は、速度指令作成部１４により作成された速度指令値と第１速度センサ５が検出した速度検出値との差である速度偏差を求める第２演算部１６ａと、その速度偏差を増幅して電流指令とする速度ループ比例ゲイン１６ｂとを有する。あるいは電流指令作成部１６は、図２に示すように、速度偏差を積分した値を増幅する速度ループ積分ゲイン１６ｃをさらに有してもよく、その場合速度ループ比例ゲイン１６ｂにより増幅された値と速度ループ積分ゲイン１６ｃにより増幅された値との和が電流指令となる。
【００３３】
第１加速度センサ６の検出値（すなわち被駆動体３の加速度検出値）は、制御装置１０が有する制御ゲイン補正部１８に送られる。上述の位置ループゲイン及び速度ループゲインの少なくとも一方は、制御ゲイン補正部１８によって適宜補正される。以降、この制御ゲイン補正部１８の作用について詳述する。なおここでいう制御ゲインとは、サーボモータ２の制御に関するゲインのうちの少なくとも１つを指す。
【００３４】
図３は、制御ゲイン補正部１８の作用を示すフローチャートである。先ずステップＳ１０１において、第１加速度センサ６から被駆動体３の加速度検出値を取り込む。次に、被ステップＳ１０２において駆動体３が停止中であるかを判定する。ここでいう停止中とは、サーボモータ２の位置指令が一定（不変）という意味であり、振動等がなければ（すなわち理想的には）被駆動体３の加速度はゼロである状態を意味する。停止中でない場合は被駆動体３が例えば定速動作中であることを意味するので、制御ゲイン補正部１８によるゲイン調整は不要であり、そのままサーボモータの駆動を続ける（ステップＳ１１０）。停止中である場合は、ステップＳ１０３に進んで以降に述べる処理を行う。
【００３５】
ステップＳ１０３ではフラグの判定を行うが、初期はフラグはゼロに設定されているのでここではステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４ではステップＳ１０１で得られた加速度の絶対値を求め、次のステップＳ１０５でその絶対値と予め定めた閾値とを比較する。ここで閾値は適宜設定可能であるが、予め得られている被駆動体３の好ましくない又は許容できない振動のデータを用いて算出されることが好ましい。具体的には、好ましくない振動の振幅及び周期のデータを用いることによりそのときの加速度を求め、その加速度を閾値として用いることができる。
【００３６】
換言すれば、理想的には停止中の被駆動体３の加速度はゼロであるから、加速度の絶対値が閾値を超えている場合は好ましくない又は許容できない振動が生じていることを意味する。加速度の絶対値が閾値以下の場合は、生じている振動が許容範囲内であることになるから、制御ゲインは現在設定されている値よりもいくらか大きくできる余裕がある。従ってその場合は、ステップＳ１０６に進んで先ず現在の制御ゲインを適当なメモリに保存し、次のステップＳ１０７において制御ゲインを増加させる。このときの増加方法としては種々の方法が可能であるが、例えば１より大きい定数を乗ずる方法が好適である。乗ずる定数としては、１．０５〜１．４が好ましく、１．１〜１．２がより好ましく、１．１が特に好ましい。ステップＳ１０１〜Ｓ１０７のサイクルを繰り返すことにより、制御ゲインは漸増し、制御がより追従性の高いものとなっていく。
【００３７】
ステップＳ１０１〜Ｓ１０７を繰り返す過程で、加速度の絶対値が閾値を超える場合が生じる。その場合はステップＳ１０５からステップＳ１０８に進み、制御ゲイン値を１回前の制御ゲイン（すなわち加速度の絶対値が閾値以下となる最大のゲイン）に戻す。以上のことから、好ましくない振動が生じない条件を満たす制御ゲインの最大値が制御ゲインとして採用されることになり、可能な限り追従性の高い制御が可能となる。
【００３８】
このようにして、ある動作条件下での最適な制御ゲインが作業者の五感等に頼ることなく設定される。なお同一の動作条件下では最適な制御ゲインの設定は一度行えばよいので、ステップＳ１０８の次のステップＳ１０９でフラグを１に設定すれば、次回以降のサイクルではステップＳ１０３のフラグ判定によってステップＳ１０４以降が省略される。但し被駆動体の動作条件が変わればフラグは再びゼロにリセットされる。
【００３９】
図３のフローチャートを用いて説明した制御ゲインの設定手順は、一例に過ぎず、種々の変更が可能である。例えば、被駆動体の加速度の絶対値を閾値と比較するステップＳ１０５において、２サイクル目以降は加速度の絶対値の平均値を閾値を比較することも可能である。図３に示す一連の手順を含むサイクルの各々は１ｍｓ以下（例えば数十μｓ〜数百μｓ）の周期で繰り返されるので、あるサイクルにおいては、求められた加速度が何らかの外乱を含んだ異常な値となる可能性がある。しかし加速度の絶対値の平均値を使用すれば、異常な値が含まれていても平準化されるので、所望の制御ゲインをより確実に得ることができる。また絶対値の単純平均を使用する代わりに、絶対値の２乗平均値を求めてそれを閾値と比較してもよい。もちろんその場合は、閾値として２乗平均に相当する値が用いられる。
【００４０】
被駆動体３に好ましくない振動が生じ得るケースとしては、図３で想定した停止中の場合に加え、停止状態からの起動時や、ある一定速度での定速動作から他の一定速度への定速動作に移行する際の比較的大きな加減速時等も考えられる。このような場合は、被駆動体３及びサーボモータ２の加速度差を用いて振動を判定することが望ましい。以降はそのための制御装置１０の構成及び制御ゲイン補正部１８の作用について説明する。
【００４１】
図４は、本発明に係る第２の実施形態の制御装置１０ａを含むシステムを示す図である。制御装置１０ａは、サーボモータ２の加速度を検出する第２加速度センサ７を有し、第２加速度センサ７の検出値は第１加速度センサ６の検出値と同様に制御ゲイン補正部１８に送られる。他の構成要素については図１に示したシステム１と同様でよく、説明は省略する。
【００４２】
図５は、制御装置１０ａの制御ゲイン補正部１８の作用を示すフローチャートである。先ず、Ｓ２０１において第１加速度センサ６から被駆動体３の加速度検出値を取込み、次のステップＳ２０２において第２加速度センサ７からサーボモータ２の加速度検出値を取り込む。次に、取り込んだ２つの加速度検出値の差を求める（ステップＳ２０３）。
【００４３】
次に、ステップＳ２０４において図３のステップＳ１０３と同様のフラグ判定を行う。ステップＳ２０５ではステップＳ２０３で得られた加速度差の絶対値を求め、次のステップＳ２０６でその絶対値と予め定めた閾値とを比較する。図５のフローチャートでは被駆動体３及びサーボモータ２の加速度差を用いるので、加速度検出時の被駆動体３が停止中であるか否かを問わず、好ましくない振動の有無を判定することができる。すなわち、理想的には被駆動体３及びサーボモータ２の加速度はゼロであるから、加速度の絶対値が閾値を超えている場合は好ましくない又は許容できない振動が生じていることを意味する。従ってステップＳ２０７以降の処理は図３のステップＳ１０６以降の処理と同様に行うことができる。
【００４４】
要するに、図５のフローチャートでは、図３のフローチャートにおけるステップＳ１０２が省略され、駆動体すなわちサーボモータ２の加速度を検出するステップＳ２０２が追加され、被駆動体の加速度の絶対値の代わりに加速度差の絶対値が閾値と比較される。またこの場合も、加速度の絶対値の平均を用いてもよいし、２乗平均を用いてもよい。
【００４５】
図４及び図５に示す第２の実施形態では第２加速度センサ７を用いてサーボモータ２の加速度を求めたが、サーボモータ２の加速度は他の手段によって求めてもよい。例えば、図６に示す第３の実施形態の制御装置１０ｂのように、第２加速度センサ７の代わりにサーボモータ２の速度を検出する第２速度センサ８を使用し、制御装置１０ｂが有する１階微分演算部２０を用いて第２速度センサ８の検出値を１階微分して加速度値とした後に該加速度値を制御ゲイン補正部１８に送ってもよい。あるいは、図７に示す第４の実施形態の制御装置１０ｃのように、第２速度センサ８を使用せず、速度指令作成部１４からの速度指令値を１階微分演算部２０に送って加速度指令値とし、その値を加速度差演算部１８に送ることも可能である。図６及び図７の場合はいずれも図５のフローチャートと同様の処理が可能である。
【００４６】
以上、制御ゲインの適切な補正について説明したが、サーボモータ２に対する速度指令に含まれる時定数を調整することによって、加工時間を短縮する効果が得られる。この場合は、図８に示す第５の実施形態の制御装置１０ｄのように、制御ゲイン補正部１８の代わりに時定数補正部２２が、速度指令作成部１４と電流指令作成部１６との間に設けられる。時定数補正部２２の作用は、図３を用いて説明した制御ゲイン補正部１８と２つの点を除き同様である。すなわち、第１は、制御ゲインが時定数に置換されることである。第２は、時定数は、制御ゲインとは逆に、好ましくない振動が生じない限りにおいて小さい方が好ましいので、図３のステップＳ１０７において時定数に係る定数は１未満、好ましくは０．７〜０．９５、より好ましくは０．８〜０．９、特に好ましくは０．９となることである。従ってこの場合も、好ましくない振動が生じない条件を満たす時定数の最小値が時定数として採用されることになり、振動を抑えつつ、加工時間を短縮することが可能となる。
【００４７】
図１〜図８を用いて上述した実施形態では、制御ゲイン補正部又は時定数補正部はいずれも制御装置に含まれる構成要素として説明されている。しかし制御ゲイン又は時定数を補正して速度指令値又は電流指令値を適切な値に調整する機能を、制御装置とは別の調整装置に担わせることも可能である。
【００４８】
例えば図９に示すように、制御ゲイン補正部に相当する機能を備えた調整装置３０を、制御ゲイン補正部及び時定数補正部を有さない制御装置１０ｅとは別に設けることが可能である。調整装置３０は、第１加速度センサ６が検出した被駆動体３の加速度を制御装置１０ｅの第１加速度センサ６から受信する受信部３２と、制御装置１０ｅが有する速度指令作成部１４及び電流指令作成部１６の少なくとも一方の制御ゲインを補正するための補正値を被駆動体３の加速度に基づいて計算する制御ゲイン補正値計算部３４と、制御ゲイン補正値計算部３４が求めた補正値を制御装置１０ｅに送信する送信部３６とを有する。制御ゲイン補正値計算部３４の作用は図１、図４、図６及び図７に示した制御ゲイン補正部１８と同様であってよいので説明は省略する。制御ゲインの補正機能を備えた調整装置を制御装置とは別に備えることにより、制御装置をコンパクトに構成することや制御ゲインの補正機能を使用するか否かの切替えを容易に行うことが可能になる。
【００４９】
また図１０に示すように、時定数補正部に相当する機能を備えた調整装置３１を、上述の制御装置１０ｅとは別に設けることも可能である。調整装置３１は、第１加速度センサ６が検出した被駆動体３の加速度を制御装置１０ｅの第１加速度センサ６から受信する受信部３２と、制御装置１０ｅが有する速度指令作成部１４の時定数を補正するための補正値を被駆動体３の加速度に基づいて計算する時定数補正値計算部３５と、時定数補正値計算部３５が求めた補正値を制御装置１０ｅに送信する送信部３６とを有する。時定数補正値計算部３５の詳細な作用は図８に示した時定数補正部２２と同様であってよいので説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の制御装置を含むシステムのブロック構成図である。
【図２】図１に示す制御装置に含まれる電流指令作成部の他の形態を示す図である。
【図３】第１の実施形態において制御ゲインを補正する手順を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態の制御装置を含むシステムのブロック構成図である。
【図５】第２の実施形態において制御ゲインを補正する手順を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施形態の制御装置を含むシステムのブロック構成図である。
【図７】第４の実施形態の制御装置を含むシステムのブロック構成図である。
【図８】第５の実施形態の制御装置を含むシステムのブロック構成図である。
【図９】制御ゲイン補正機能を備えた調整装置を含むシステムのブロック構成図である。
【図１０】時定数補正機能を備えた調整装置を含むシステムのブロック構成図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    システム
２    サーボモータ
３    被駆動体
４    位置センサ
５    第１速度センサ
６    第１加速度センサ
７    第２加速度センサ
８    第２速度センサ
１０    制御装置
１２    位置指令作成部
１４    速度指令作成部
１６    電流指令作成部
１８    制御ゲイン補正部
２０    １階微分演算部
２２    時定数補正部
３０、３１    調整装置
３２    受信部
３４    制御ゲイン補正値計算部
３５    時定数補正値計算部
３６    送信部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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