(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ回転速度に応じてトルク脈動に相当するトルクをトルク指令にフィードバックするサーボモータ駆動装置のトルクリップル低減装置において、トルクリップル量と振動周波数を演算するＦＦＴ解析手段と、演算された振動周波数と速度指令とからモータ１回転あたりの振動数パラメータＢを演算する手段と、位相パラメータαを調整する手段と、振幅パラメータＡを調整する手段と、モータ回転角をθとして補正トルクＴ＝Ａ＊ｓｉｎ（Ｂ＊θ＋α）を前記トルク指令に加算する手段と、を備え、
前記位相パラメータαを調整する手段は、初期値として、αを０とし、トルク指令値をFFT 解析し、リップルの大きさを記憶し、αを＋１度ずつ変えて、前回のリップルの大きさと比較し、大きければ、αをさらに＋１度足し、小さければ現在のリップルの大きさと位相をメモリに保存し、αが３６０度になるまで実行し、終了した時にメモリに保存されている位相をパラメータαとし、
前記振幅パラメータＡを調整する手段は、パラメータＡ  に定格トルクの１％の値を設定し、パラメータＡ  を±０．１％で変化させ、値を変えた時のＦＦＴ  から得られる振幅が初期値よりも大きくなったら、前回の値と符号を確認してパラメータＡの値を変更することを特徴とするサーボモータ駆動装置のトルクリップル低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械用モータ制御においてトルクリップルを低減する為の調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ACサーボモータのトルクに脈動があれば、サーボ性能が低下し、駆動される機械に悪影響を及ぼす。
例えば、工作機械にこのようなサーボを使った場合、トルクの脈動が切削時の面に筋目として現れる。駆動装置側でトルクの脈動を低減する為の方法として、特開平１０−２２９６９０では、サーボモータの回転速度から回転位置を算出する位置検出回路と、回転子が１回転する間のトルクが一定となる電流に対応する信号を回転子の前記回転位置毎に格納したROMとD/A変換器と乗算器とからなるトルク脈動補償回路を設け、サーボモータの回転位置に対応して電流制御部の入力信号を補正する事を特徴とするものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術にあるように、回転子が１回転する間のトルクが一定となる電流に対応する信号を回転子の回転位置毎にROMに格納しておいても、回路基板を組んだ場合、伝送遅れなどにより、トルクが一定とならない事がある。また、工作機械に用いられるモータでポール数６個の場合では、切削面に影響を与えるリップルがコギングのみでなく、１回転に１山（エンコーダ取り付け誤差）、４山（電流オフセット調整が十分でない）、８山、２４山（コギングの影響）などの成分が含まれている。従来技術では、モータのコギングにより発生するトルクリップルの問題を低減することのみに使われていた。また、コギング以外の影響で発生するリップルは、回転位置（磁極位置）だけで判断できるものではない。
本発明は、トルクに発生する各トルクリップル成分を除去するための調整装置を提供する事にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モータ回転角度に応じてトルク脈動に相当するトルクをトルク指令にフィードバックするサーボモータ駆動装置のトルクリップル低減装置において、トルクリップル量と振動周波数を演算するＦＦＴ解析手段と、演算された振動周波数と速度指令とからモータ１回転あたりの振動数パラメータＢを演算する手段と、位相パラメータαを調整する手段と、振幅パラメータＡを調整する手段と、モータ回転角をθとして補正トルクＴ＝Ａ＊ｓｉｎ（Ｂ＊θ＋α）を前記トルク指令に加算する手段と、を備え、前記位相パラメータαを調整する手段は、初期値として、αを０とし、トルク指令値をFFT 解析し、リップルの大きさを記憶し、αを＋１度ずつ変えて、前回のリップルの大きさと比較し、大きければ、αをさらに＋１度足し、小さければ現在のリップルの大きさと位相をメモリに保存し、αが３６０度になるまで実行し、終了した時にメモリに保存されている位相をパラメータαとし、前記振幅パラメータＡを調整する手段は、パラメータＡに定格トルクの１％の値を設定し、パラメータＡ  を±０．１％で変化させ、値を変えた時のＦＦＴから得られる振幅が初期値よりも大きくなったら、前回の値と符号を確認してパラメータＡの値を変更することを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に従って、全体の構成について述べる。モータ１は、U相、Ｖ相、Ｗ相の３相ACサーボモータであり、角度センサとしてロータリーエンコーダを持つ。電流制御器２は、モータ１の３相の電流を検出し、電流指令とモータからフィードバックされた電流とを比較して補正を行い電流指令に応じた電流をモータに供給する機能を持つ。トルクフィルタ３は、高周波のリップル成分を除去するものである。速度制御器４はモータ１のエンコーダ信号を差分演算器５に通した後のモータ速度フィードバック信号と速度指令６との差が小さくなるように補正を行うものである。トルク指令値７に出てくるリップル成分を除去する為にモータ角度に同期して、Sin波を生成する。生成された信号をトルク指令にフィードバックして打ち消すものである。Sin波形をモータの角度に同期させて発生させ、トルクにフィードバックさせる装置はこれまでの従来技術にもある。本発明では、トルクリップルの周波数とモータ角度を検出してトルクにフィードバックするまでの時間遅れを考慮して位相を変更する機能とリップルの振幅を小さくする為の振幅の大きさを調整する機能を持っている。トルクリップルを小さくする為のリップル発生器８の内部パラメータを決定する機構１０について説明する。得られた振動周波数と速度指令を使って、図２のステップ１であるパラメータＢの決定方法からリップル発生器のパラメータＢを決定する。次にリップル発生器のパラメータαの決定方法を説明する。初期値として、αを０としておく。トルク指令値をFFT解析してその時のリップルの大きさを記憶しておく。その後、αを＋１度ずつ変えて、前回のリップルの大きさと比較する。大きければ、αをさらに＋１度足し、小さければ現在のリップルの大きさと位相をメモリに保存する。そのように続けていき、αが３６０度になるまで実行する。終了した時にメモリに保存されている位相をパラメータαの位相とする。最後に図２のステップ３であるパラメータAの決定方法を説明する。初期値として、パラメータAに定格トルクの１％の値を設定する。トルクをモニタしておき、パラメータAを±０．１％で変化させる。値を変えた時のFFTから得られる振幅が初期値よりも大きくなったら、前回の値と符号を確認してパラメータAの値を変更する。この繰り返しを行い、切削面に筋目が現れない程度までパラメータAを変える。
【０００６】
【発明の効果】
トルクリップルを除去できる為、工作機械用サーボに適用した場合、切削面に筋目が現れる事はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する制御ブロック図
【図２】パラメータ決定フローチャート
【符号の説明】
１  モータ
２  電流制御器
３  トルクフィルタ
４  速度制御器
５  差分演算器
６  速度指令
７  トルク指令
８  リップル生成器
９  FFT解析手段
１０  内部パラメータ決定機構
【図１】
0004144018.tif 000002
【図２】
0004144018.tif 000003