【手続補正書】
【提出日】平成24年12月17日(2012.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
例えば、図１に示すように、従来のサーボモータの制御装置１００は、モーションコントローラからみるとオープンループ制御となっており、現在の指令位置と、モータ１３０から得られる実位置および実速度を使用して、サーボアンプ１２０（速度ループ制御部１２１および位置ループ制御部１２２）でのみ位置と速度の補償を行っている。即ち、目標位置速度が制御装置１００に与えられると、指令速度波形部１１０の出力波形１１１に応じて、指令パルス列生成部１１２は位置指令値を指令パルス列として順番にサーボアンプ１２０に出力する。サーボアンプ１２０は、入力された位置指令値に応答して、位置ループ制御部１２１および速度ループ制御部１２２がモータ１３０に制御信号を出力する。即ち、制御信号に応じてモータ１３０が回転し、回転に応じて、実位置および実速度が位置ループ制御部１２１および速度ループ制御部１２２に帰還して、帰還制御が行われる。
上述の従来技術では、高速でモータを動作させる場合に、サーボアンプ１２０内では今後の指令波形を把握することができない。このため、進行方向に対する振動や整定時間を容易に抑えることが困難であった。また、溜まりパルス（または、位置偏差パルス、または、エラーパルス）方式でのモータ制御となるため、同期制御等を行う際に理想的な軌跡で動作させることが困難であった。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上述の従来技術では、高速でモータを動作させる場合に、サーボアンプ１２０内では今後の指令波形を把握することができない。このため、被駆動体の進行方向に対する振動や整定時間を容易に抑えることが困難であった。また、溜まりパルス方式でのモータ制御となるため、同期制御等を行う際に理想的な軌跡で動作させることが困難であった。
本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、動作中の進行方向に対する振動や偏差を抑えることにより、整定時間を短くすることが可能なモータ制御装置およびモータ制御方法を提供することある。
また、本発明により、理想的な軌跡でモータを動作させることができ、さらに、現在の位置を常にモニタリングすることができるため、複数の軸を同期させて動作させることが容易となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
図２は、本発明の制御装置の一実施例の基本的な原理を説明するためのブロック構成図である。２００は制御装置、２１０はモーションコントローラ、２１１は理想的な指令波形の生成処理を行う理想波形生成部、２１２は指令波形生成部、２１３はＤＡＣ（Digital to Analog Converter）、２２０はサーボアンプ、２２１は速度ループ制御部、１３０はサーボモータである。図１と同じ機器には同じ参照番号を付し、説明を省略した。
図２に示すように、本発明の制御装置２００は、モーションコントローラ２１０とサーボアンプ２２０とがクローズドループ制御となっている。従って、現在の指令位置と、モータ１３０から得られる実位置および実速度を使用して、サーボアンプ２２０の速度ループ制御部２２１で速度制御を行う。ただし、速度ループ制御部２２１は、その速度制御を、モーションコントローラ２１０がモータ１３０からの実速度および実位置を得て加加速度制限しながら、指令波形を再生成することによって行っている。なお、指令波形生成部２１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
例えば、図２において、目標位置速度が制御装置２００に与えられる。そして、指令波形生成部２１２には、サーボアンプ２２０を介して若しくはモータ１３０から直接、実位置および実速度がエンコーダ信号として逐次入力する。
モーションコントローラ２１０の理想波形生成部２１１は、出力信号の指令波形として、（ａ）加加速度波形、（ｂ）加速度波形、（ｃ）速度波形、（ｄ）位置波形をそれぞれ、指令波形生成部２１２に出力する。
指令波形生成部２１２は、理想波形生成部２１１から出力される出力信号波形と、モータ１３０から入力されるエンコーダ信号に応じて、加加速度制限しながら、今後の指令波形を再生成して、ＤＡＣ２１３に逐次出力する。例えば、指令波形生成部２１２は、（１）指令波形入出力処理、（２）エンコーダ信号カウント処理、および（３）指令波形再生処理を行う。
ＤＡＣ２１３は、入力されたデジタルの指令値をアナログ信号の速度指令値に変換して、サーボアンプ２２０の速度ループ制御部２２１に出力する。なお、エンコーダ信号は、エンコーダシグナルカウンタ（後述の図４Ｂ等）にて位置偏差量をパルスとして蓄積する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
サーボアンプ２２０の速度ループ制御部２２１は、モーションコントローラ２１０から入力される速度指令値と、モータ１３０から入力されるエンコーダ信号に応じて、モータ１３０の回転速度を制御する。
モータ１３０は、サーボアンプ２２０の速度ループ制御部２２１から入力される回転速度の制御に応じた回転速度で回転し、実位置および実速度をエンコーダ信号としてサーボアンプ２２０の速度ループ制御部２２１とモーションコントローラ２１０の指令波形生成部２１２に出力する。
なお、図２の実施例では、モータ１３０のカウント値（回転回数および回転角度）から被駆動体の実位置を算出し、算出された実位置をもとに実速度を算出している。しかし、被駆動体の位置を直接検出する位置検出装置を備え、当該位置検出装置が検出した位置を実位置とするようにしても良い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
指令波形復元部４２１０は、ＮＧ情報が、加加速度制限部４２７、加速度制限部４２８、または速度制限部４２９のいずれかから入力された場合には、前回の指令波形を復元し、全偏差量の補正を次回指令出力時まで持ち越す（上限と下限の確認処理）。即ち、復元した前回の指令波形を指令波形入出力部４１０に出力する。
なお、上記実施例では、指令波形復元部４２１０が前回の指令波形を復元したが、ＮＧ情報を出力し、指令波形入出力部４１０がＮＧ情報に応じて、保存していた前回の指令波形を現在の指令波形とするようにしても良い。指令波形入出力部４１０が復元する場合の一実施例を図４Ｃに示す。
この後、図４Ｂおよび図４Ｃにおいて、再生成した指令波形ＪＤ’’１〜ＪＤ’’ｎ、ＡＤ’’１〜ＡＤ’’ｎ、ＶＤ’’１〜ＶＤ’’ｎ、およびＰＤ’’１〜ＰＤ’’ｎを新たな指令波形として保存する。
指令波形の速度指令値ＶＤ’’１は、指令波形入出力部４１０からＤＡＣ２１３に出力され、ＤＡＣ２１３は、アナログ変換した速度指令値をサーボアンプ２２０に出力する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図４Ｂにおいて、ＤＡＣ２１３は、入力された速度指令値ＶＤ’’１をアナログ値に変換してサーボアンプ２２０に出力する。サーボアンプ２２０は、入力されたアナログデータに応じてモータ１３０を回転駆動し、かつモータ１３０の回転位置（および回転速度）をエンコーダ信号として、指令波形生成部２１２に出力する。
モータ１３０から出力されたエンコーダ信号は、指令波形生成部２１２のエンコーダシグナルカウンタ４３０に入力される。
エンコーダシグナルカウンタ４３０は、所定のサイクルでカウントしたカウント値ＰＡ０を指令波形再生成処理部４２０に出力する。
指令波形再生成処理部４２０では、加算器４２１が、その減算入力端子に、エンコーダシグナルカウンタ４３０が出力するカウント値ＰＡ０を入力する。
サーボアンプ２２０は、入力された速度指令値ＶＤ’’１に従ってモータ１３０を制御する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
以上、本発明を実施例によって詳細に説明した。本発明は、回転するモータ以外のリニアモータにも適用することができる。具体的には、図２において、サーボアンプ２２０の速度ループ制御部２２１は、モーションコントローラ２１０から入力される速度指令値と、モータ１３０から入力されるエンコーダ信号に応じて、モータ１３０の移動速度を制御する。
モータ１３０は、サーボアンプ２２０の速度ループ制御部２２１から入力される移動速度の制御に応じた移動速度で移動し、実位置および実速度をエンコーダ信号としてサーボアンプ２２０の速度ループ制御部２２１とモーションコントローラ２１０の指令波形生成部２１２に出力する。
なお、図２の実施例では、モータ１３０のカウント値から被駆動体の実位置を算出し、算出された実位置をもとに実速度を算出している。しかし、被駆動体の位置を直接検出する位置検出装置を備え、当該位置検出装置が検出した位置を実位置とするようにしても良い。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
例えば、図４Ｂにおいて、ＤＡＣ２１３は、入力された速度指令値ＶＤ’’１をアナログ値に変換してサーボアンプ２２０に出力する。サーボアンプ２２０は、入力されたアナログデータに応じてモータ１３０を駆動し、かつモータ１３０の移動位置（および移動速度）をエンコーダ信号として、指令波形生成部２１２に出力する。
モータ１３０から出力されたエンコーダ信号は、指令波形生成部２１２のエンコーダシグナルカウンタ４３０に入力される。
エンコーダシグナルカウンタ４３０は、所定のサイクルでカウントしたカウント値ＰＡ０を指令波形再生成処理部４２０に出力する。
指令波形再生成処理部４２０では、加算器４２１が、その減算入力端子に、エンコーダシグナルカウンタ４３０が出力するカウント値ＰＡ０を入力する。全ての指令波形が再生成される様子を図８に示す。図８は、本発明のモータ制御装置およびモータ制御方法における補償用の加加速度波形算出後の、再生成された指令波形の一実施例を示す図である。横軸は時間、縦軸はそれぞれパルス高さを示す。一点鎖線はそれぞれ補償前の波形で、現在時刻から指令加加速度において補償用の加加速度波形が加算された期間Ｔｊの間に、実線で示された波形でモータ１３０が制御される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
１００：制御装置、  １１０：モーションコントローラ、  １１１：指令速度波形生成部、  １１２：指令パルス列生成部、  １２０：サーボアンプ、  １２１：位置ループ制御部、  １２２：速度ループ制御部、  １３０：サーボモータ、  ２００：制御装置、  ２１０：モーションコントローラ、  ２１１：理想波形生成部、  ２１２：指令波形生成部、  ２１３：ＤＡＣ、  ２２０：サーボアンプ、  ２２１：速度ループ制御部、  ４１０：指令波形入出力部、  ４２０：指令波形再生成処理部、  ４２１：減算器、  ４２２：加加速度加算波形生成部、  ４２３〜４２６：加算器、  ４２７：加加速度制限部、  ４２８：加速度制限部、  ４２９：速度制限部、  ４２１０：指令波形復元部、  ４３０：エンコーダシグナルカウンタ。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2012175768.tif 000001
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2012175768.tif 000002
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ｂ】
2012175768.tif 000003
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ｃ】
2012175768.tif 000004