(57)【要約】【課題】回転する機械装置の負荷変動量が大きいと機械装置を安定した速度で運転させることができず、生産設備の場合、製品の品質に悪影響を及ぼす。【解決手段】機械装置の負荷変動の位置、量およびパターンをあらかじめ測定しておき、制御装置のトルク指令を負荷変動の発生する位置で補正することにより負荷変動による機械の回転速度への影響を軽減させる。  機械装置の回転軸に取り付けたインクリメンタルエンコーダおよび機械装置の原点を検出する近接スイッチ、またはアブソリュートエンコーダなどを設け、これより得られる機械の回転角度（位置）情報により機械のどの位置で負荷変動が発生するかを計測する。負荷変動量は、速度制御装置のトルク指令または電流指令の量を観測することで得る。  機械の回転角度（位置）が負荷変動の発生する位置に来たときあらかじめ設定しておいた負荷変動補償パターンを速度制御装置のトルク指令に加算する。【選択図】図１
2009044833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電動機の制御装置において、機械の回転軸に設けたインクリメンタルエンコーダおよび該機械の原点を検出する近接スイッチ、またはアブソリュートエンコーダなどにより得られる前記機械の回転角度情報を使用し、機械的に決まった位置で発生する負荷変動の位置および量をあらかじめ測定し、該駆動電動機のトルク指令を該位置で補正することで前記機械を安定した回転数で回転させることを特徴とする負荷変動補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機により駆動する機械装置の負荷変動補償方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転する機械装置を電動機により駆動すると、回転体の特定の角度（位置）で機械固有の負荷変動が発生する場合がある。負荷変動量が大きいと機械装置を安定した速度で運転させることができず、生産設備の場合、製品の品質に悪影響を及ぼす。
【０００３】
機械装置を安定した回転で運転させるため、機械装置側にフライホイールを付けたり、制御装置側では速度制御回路の制御定数（比例ゲイン、積分時間、微分補償量、慣性モーメントなど）を調整し負荷変動を極力抑えるようにしている。
【特許文献１】特開２００４‐５８５３６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする課題は、機械装置の負荷変動量が大きいと制御装置側で速度変動を抑え切れず、生産設備においては製品に悪影響が及ぶ点である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明によれば、駆動電動機の制御装置において、機械の回転軸に設けたインクリメンタルエンコーダおよび該機械の原点を検出する近接スイッチ、またはアブソリュートエンコーダなどにより得られる前記機械の回転角度情報を使用し、機械的に決まった位置で発生する負荷変動の位置および量をあらかじめ測定し、該駆動電動機のトルク指令を該位置で補正することで前記機械を安定した回転数で回転させることを特徴とする。
【０００６】
すなわち、機械装置が発生する負荷変動の位置、量およびパターンをあらかじめ測定しておき、制御装置のトルク指令を負荷変動の発生する位置で補正することにより負荷変動による機械の回転速度への影響を軽減させる。
具体的には、機械装置の回転軸に取り付けたインクリメンタルエンコーダおよび機械装置の原点を検出する近接スイッチ、またはアブソリュートエンコーダなどにより機械軸位置カウンターを設け、これより得られる機械の回転角度（位置）情報により機械のどの位置でどれくらいの量、負荷変動が発生するかを計測する。負荷変動量は、速度制御装置のトルク指令または電流指令の量を観測することなどで得ることができる。
機械の回転角度（位置）が負荷変動の発生する角度（位置）に来たときあらかじめ設定しておいた負荷変動補償パターンを速度制御装置のトルク指令に加算する。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように本発明では、機械装置の負荷変動発生位置で最適な負荷変動補償を行うことにより、機械装置の速度変動を抑制し安定した回転を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
機械装置の回転軸に取り付けたインクリメンタルエンコーダおよび機械装置の原点を検出する近接スイッチ、またはアブソリュートエンコーダなどにより機械軸位置カウンターを設け、これより得られる機械の回転角度（位置）情報を用いることにより、負荷変動を抑制することができた。
【実施例１】
【０００９】
図２は本発明の技術的思想の理解を容易にするために示した全体構成図、図１は、図２の制御方法を具体的に示す制御装置の一例を示したものである。また、図３は機械軸位置カウンターの動作を示すグラフ、図４は負荷変動による速度変動例、図５は負荷変動補償パターン例である。
【００１０】
図２において、１は機械装置、２は回転体、３は減速機、４は電動機、５は鉄片、６は近接スイッチ、７はインクリメンタルエンコーダ、８は電動機駆動装置、９は速度制御装置、１０は速度指令装置、１１は速度位置フィードバック信号、１２は機械原点検出信号、１３は速度指令信号である。
【００１１】
図１において、２１は回転体、２２は鉄片、２３は近接スイッチ、２４は減速機、２５は電動機、２６はインクリメンタルエンコーダ、２７は速度指令装置、２８は速度制御装置、２９は電動機駆動装置、３０はリレー接点（負荷変動補償入り）、３１は機械軸位置カウンター、３２は負荷変動補償パターン発生器、３３は負荷変動補償量設定器、４１は速度指令信号、４２は速度偏差、４３はトルク指令（補償前）、４４はトルク指令（補償後）、４５は速度位置フィードバック信号、４６は機械原点検出信号、４７は機械角度位置情報、４８は負荷変動補償量信号、４９は負荷変動補償信号である。
【００１２】
図３は機械軸位置カウンターの動作を示すグラフであり、縦軸がカウント値＝回転角度（位置）、横軸が時間である。インクリメンタルエンコーダより得られるパルス信号を積算カウントし、近接スイッチ信号の入力でリセットする動作となる。積算カウント値を読むことにより負荷変動位置を特定することができる。
【００１３】
図４は負荷変動による速度変動の例であり、縦軸が機械速度、横軸が時間である。機械の速度が特定の位置で変動することを示している。
【００１４】
図５は負荷変動補償パターンの例であり、縦軸が負荷変動補償量、横軸が時間である。負荷変動補償パターン発生器により負荷変動に応じた任意のパターンを必要な位置で発生させることができる。
【００１５】
速度指令装置より与えられる速度指令信号と電動機に設けたインクリメンタルエンコーダからの速度位置フィードバック信号により速度制御装置で速度制御を行い、電動機駆動装置へトルク指令を与え、電動機を廻して機械装置を動作させる。
【００１６】
このような構成からなる電動機駆動機械装置において、まず速度指令装置１０よりの速度指令信号１３と電動機４に設けたインクリメンタルエンコーダ７よりの速度位置フィードバック信号１１を速度制御装置９に与えて速度制御を行い、電動機駆動装置８にトルク指令を与えて電動機４を回転させる。電動機４は機械装置１の回転体２と減速機３を介して機械的に接続されており、電動機４と回転体２は連動して回転する。回転体２に設けた鉄片５と近接スイッチ６により回転体２の１回転に１パルスの機械原点検出信号１２を速度制御装置９に与える。
【００１７】
速度指令装置２７より与えられる速度指令信号４１と電動機２５に設けたインクリメンタルエンコーダ２６よりの速度位置フィードバック信号４５を演算し速度偏差信号４２を算出し速度制御装置２８より得られるトルク指令（補償前）４３と負荷変動補償信号４９を加算しトルク指令（補償後）４４として電動機駆動装置２９へ与える。
【００１８】
電動機駆動装置２９により駆動される電動機２５は減速機２４を介して回転体２１と機械的に接続され、回転体２１は電動機２５と連動して回転する。回転体２１に設けた鉄片２２と近接スイッチ２３により機械１回転で１パルスの信号＝機械原点検出信号４６を得る。
【００１９】
電動機２５に設けたインクリメンタルエンコーダ２６よりの速度位置フィードバック信号４５と機械原点検出信号４６により機械軸位置カウンター３１を動作させ機械角度位置情報４７を得る。機械角度位置情報４７をもとに負荷変動補償パターン発生器３２においてあらかじめ設定しておいた機械角度位置に応じた負荷変動補償信号４９を生成する。
【００２０】
負荷変動補償信号４９は負荷の状態に応じて負荷変動補償量設定器３３により任意の量に調整することができる。また負荷変動補償信号４９はリレー接点（負荷変動補償入り）３０によりトルク指令（補償前）４３との加算／非加算を選択することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
製造設備に限らず工作機械、搬送機などの制御において、機械の位置さえ検出できれば負荷変動を補償することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例を示す要部構成図である。
【図２】本発明の技術思想の理解を容易にするために示した全体構成である。
【図３】機械軸位置カウンターの動作を示すグラフである。
【図４】負荷変動による速度変動例を示すグラフである。
【図５】負荷変動補償パターンの例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２３】
１        機械装置
２        回転体
３        減速機
４        電動機
５        鉄片
６        近接スイッチ
７        インクリメンタルエンコーダ
８        電動機駆動装置
９        速度制御装置
１０        速度指令装置
１１        速度位置フィードバック信号
１２        機械原点検出信号 
１３        速度指令信号
２１        回転体
２２        鉄片
２３        近接スイッチ
２４        減速機
２５        電動機
２６        インクリメンタルエンコーダ
２７        速度指令装置
２８        速度制御装置
２９        電動機駆動装置
３０        リレー接点（負荷変動補償入り）
３１        機械軸位置カウンター
３２        負荷変動補償パターン発生器
３３        負荷変動補償量設定器
４１        速度指令信号
４２        速度偏差信号
４３        トルク指令（補償前）
４４        トルク指令（補償後）
４５        速度位置フィードバック信号
４６        機械原点検出信号
４７        機械角度位置情報
４８        負荷変動補償量信号
４９        負荷変動補償信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2009044833.tif 000006
【図５】
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