[发明专利]伺服电动机的控制装置有效

专利信息
申请号: 200810003883.6 申请日: 2008-01-28
公开(公告)号: CN101236436A 公开(公告)日: 2008-08-06
发明(设计)人: 岩下平辅;置田肇;河村宏之 申请(专利权)人: 发那科株式会社
主分类号: G05D3/12 分类号: G05D3/12;G05B11/36;G05B19/19;H02P29/00
代理公司: 北京银龙知识产权代理有限公司 代理人: 许静
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 伺服 电动机 控制 装置
【说明书】:

本申请基于先前在2007年1月29日递交的日本专利申请JP2007-017824,并享受其优先权;其全部内容被收容于本申请中,以资参考。

技术领域

本发明涉及一种伺服电动机的控制装置,尤其涉及对伺服电动机以及利用该伺服电动机进行驱动的被驱动部组成的机械系统的共振所引起的振动进行抑制的伺服电动机的控制装置。

背景技术

一直以来,在机床以及产业机械中使用了伺服电动机的控制装置。尤其是使用了反馈控制的伺服电动机的控制装置进行控制,使位置、速度、电流等指令值与实际值的差始终为零,所以能够正确地控制机械的位置或电动机转速,因此在一般的CNC机床等中广泛应用。

另一方面,由伺服电动机以及利用该伺服电动机进行驱动的被驱动部组成的机械系统是具有弹性、摩擦、质量等的物理的力学系统,在其刚性或者衰减特性低的情况下,存在产生机械共振的情况。

因此,提出了抑制由这样的机械共振而引起的振动的电动机的控制装置。

例如,在Japanese Patent No.2504307中公开了如下的电动机的速度控制装置,该电动机的速度控制装置具有由电动机以及利用该电动机进行驱动的负载组成的机械系统,具备在速度反馈控制环内的转矩指令中插入的滤波器,该滤波器限制在机械系统的速度检测值中包含的由电动机和负载的机械共振引起的频率成分的通过。

另外,在Japanese Unexamined Patent Publication No.2004-272883中公开了如下的伺服控制装置,该伺服控制装置具有:机械特性补偿部,其根据位置指令信号衰减与驱动对象机械的特性对应的规定的频率成分,运算位置、速度以及转矩的各前馈信号;以及反馈补偿部,其根据由机械特性补偿部运算出的位置、速度以及转矩的各前馈信号来对驱动对象机械进行驱动。在该伺服电动机的控制装置中,机械特性补偿部具有衰减驱动对象机械的共振频率成分,运算转矩前馈信号的转矩指令运算器。

在Japanese Patent No.2504307中记载的电动机的速度控制装置中,机械系统的机械共振频率位于比该速度控制装置的传递函数的增益的频带高的频率区域。

另外,Japanese Unexamined Patent Publication No.2004-272883所记载的伺服控制装置在运算转矩前馈信号的电动机的转矩指令信号的运算部中设有衰减驱动对象机械的机械共振频率成分的滤波器。

如此,在机械系统的机械共振频率比较高的情况下,如Japanese PatentNo.2504307以及Japanese Unexamined Patent Publication No.2004-272883中记载的那样,在伺服电动机的转矩指令信号中设有滤波器,由此可抑制机械共振引起的振动。

但是,存在机械系统的机械共振频率是与伺服电动机的控制装置的传递函数的增益的频带重叠的较低频率的情况,即速度控制可以充分反应的较频的情况。

在这样的情况下,在Japanese Patent No.2504307或者Japanese UnexaminedPatent Publication No.2004-272883所记载的控制装置中,无法充分抑制机械共振引起的振动,或者应该控制的位置精度降低,所以担心机床等的加工精度降低。

例如,在多个轴联动进行工作的机床中,存在发生这样的低频的机械共振的情况。此时,当对各轴的位置指令或由此而产生的各轴的速度指令应用了Japanese Patent No.2504307或Japanese Unexamined Patent Publication No.2004-272883所记载的滤波器时,合成了多个轴的轨迹的轨迹相对于位置指令的合成轨迹可能产生较大的误差。

另外在机床中,当对发生低频的机械共振的进给轴应用了抑制这样的振动的滤波器时,在进行锐角工作的位置或加速度高的位置,由于动作轴控制延迟的影响,可能导致加工结果恶化。

如此,当对位置指令或者速度指令单纯地应用滤波器时,存在无法充分输出电动机的加速或者减速所需的速度指令的情况,结果担心机床等的加工精度恶化。

并且,当假设使伺服电动机的控制装置中的传递函数的增益的频带低于机械共振的频率,来避免这样的低频振动时,机械系统的动态特性降低。

发明内容

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