修正移動(dòng)體反轉(zhuǎn)時(shí)的位置誤差的伺服控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的伺服控制裝置（10）具備：反轉(zhuǎn)時(shí)變化量計(jì)算部（24），其根據(jù)由移動(dòng)體位置取得部（13）取得的移動(dòng)體（19）的位置，計(jì)算移動(dòng)體的位置的變化量；距離計(jì)算部（25），其根據(jù)移動(dòng)體的位置或由電動(dòng)機(jī)位置取得部（15）取得的伺服電動(dòng)機(jī)（11）的位置，計(jì)算從伺服電動(dòng)機(jī)到移動(dòng)體之間的距離；近似公式?jīng)Q定部（26），其根據(jù)移動(dòng)體的位置的變化量和距離和由扭矩指令生成部（23）生成的扭矩指令，決定用于計(jì)算位置修正量的近似公式，該位置修正量用于修正伺服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)而造成的伺服電動(dòng)機(jī)的延遲；位置修正量計(jì)算部（27），其根據(jù)近似公式計(jì)算位置修正量。
【專利說(shuō)明】修正移動(dòng)體反轉(zhuǎn)時(shí)的位置誤差的伺服控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種修正移動(dòng)體反轉(zhuǎn)時(shí)的位置誤差的伺服控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]伺服控制裝置被用于根據(jù)位置指令使移動(dòng)體正確地動(dòng)作。這種機(jī)械是使移動(dòng)體沿著進(jìn)給軸進(jìn)行移動(dòng)的機(jī)床。但是，當(dāng)進(jìn)給軸是滾珠絲桿的螺釘軸的情況下，在移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)時(shí)，由于齒隙或摩擦，反轉(zhuǎn)動(dòng)作延遲，其結(jié)果會(huì)產(chǎn)生位置誤差。
[0003]一般，為了修正反轉(zhuǎn)時(shí)的延遲，將相當(dāng)于齒隙的位置修正量與位置指令相加，并且將補(bǔ)償因摩擦造成的延遲的速度修正量與速度指令相加。
[0004]但是，在進(jìn)給軸是滾珠絲桿的螺釘軸的情況下，螺釘軸在軸方向伸縮，由此引起反轉(zhuǎn)時(shí)的延遲。為了消除該情況，在專利第3621278號(hào)公報(bào)中，公開了以下的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具備:機(jī)械端修正常數(shù)乘法部，其將電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩設(shè)為常數(shù)倍；加法器，其將成為常數(shù)倍的全部扭矩指令值與位置指令相加。在該情況下，考慮基于扭矩的螺釘軸的伸縮量而變更位置指令，其結(jié)果能夠正確地修正反轉(zhuǎn)時(shí)的延遲。
[0005]但是，螺釘軸的伸縮量不只是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的扭矩，也根據(jù)螺釘軸上的移動(dòng)體的位置而進(jìn)行變化。在專利第3621278號(hào)公報(bào)中，沒有考慮到移動(dòng)體的位置，因此對(duì)于高精度地控制移動(dòng)體的位置存在限制。
[0006]另外，為了高精度地計(jì)算位置修正量，需要根據(jù)包含伸縮量的螺釘軸的變形量和電動(dòng)機(jī)的扭矩和移動(dòng)體的位置之間的關(guān)系，生成最適合的近似公式。但是，如果利用這些全部數(shù)據(jù)的話，則近似公式的計(jì)算變得復(fù)雜，伺服控制裝置需要大量的勞動(dòng)力。
[0007]本發(fā)明就是鑒于這樣的情況而提出的，其目的在于:提供一種能夠高精度并且簡(jiǎn)單地修正移動(dòng)體反轉(zhuǎn)時(shí)的位置誤差的伺服控制裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了達(dá)到上述目的，根據(jù)第一個(gè)方式，提供一種驅(qū)動(dòng)與伺服電動(dòng)機(jī)連接的滾珠絲桿的螺釘軸，并使與該螺釘軸螺合的移動(dòng)體移動(dòng)的伺服控制裝置，其具備:電動(dòng)機(jī)位置取得部，其在每個(gè)預(yù)定的控制周期取得上述伺服電動(dòng)機(jī)的位置；移動(dòng)體位置取得部，其在每個(gè)上述預(yù)定的控制周期取得上述移動(dòng)體的位置；扭矩指令生成部，其在每個(gè)上述預(yù)定的控制周期生成上述伺服電動(dòng)機(jī)的扭矩指令；反轉(zhuǎn)時(shí)變化量計(jì)算部，其根據(jù)由上述移動(dòng)體位置取得部取得的上述移動(dòng)體的位置，計(jì)算上述移動(dòng)體的位置的變化量；距離計(jì)算部，其根據(jù)由上述電動(dòng)機(jī)位置取得部取得的上述伺服電動(dòng)機(jī)的位置或由上述移動(dòng)體位置取得部取得的上述移動(dòng)體的位置，計(jì)算從上述伺服電動(dòng)機(jī)到上述移動(dòng)體之間的距離；近似公式?jīng)Q定部，其根據(jù)由上述反轉(zhuǎn)時(shí)變化量計(jì)算部計(jì)算出的上述移動(dòng)體的位置的變化量、由上述扭矩指令生成部生成的扭矩指令、以及由上述距離計(jì)算部計(jì)算出的距離，決定用于計(jì)算位置修正量的近似公式，該位置修正量用于修正上述伺服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)所造成的上述伺服電動(dòng)機(jī)的延遲；位置修正量計(jì)算部，其根據(jù)由上述近似公式?jīng)Q定部決定的近似公式，計(jì)算上述位置修正量。[0009]根據(jù)第二個(gè)方式，在第一個(gè)方式中，上述近似公式?jīng)Q定部根據(jù)上述伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行反轉(zhuǎn)的上述螺釘軸上的至少2個(gè)不同位置處的上述移動(dòng)體的位置的變化量和上述扭矩指令和上述距離，決定用于計(jì)算上述位置修正量的一次近似公式。
[0010]根據(jù)第三個(gè)方式，在第一個(gè)方式或第二個(gè)方式中，上述扭矩指令生成部生成從上述扭矩指令減去上述伺服電動(dòng)機(jī)的加減速所需要的扭矩后得到的負(fù)荷扭矩，上述近似公式?jīng)Q定部根據(jù)上述移動(dòng)體的位置的變化量和上述負(fù)荷扭矩和上述距離，決定用于計(jì)算上述位置修正量的近似公式。
[0011]根據(jù)附圖所示的本發(fā)明的典型實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明，能夠進(jìn)一步了解本發(fā)明的這些目的、特征和優(yōu)點(diǎn)、以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的伺服控制裝置的功能框圖。
[0013]圖2是表示圖1所示的伺服控制裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0014]圖3是表示沿著圓弧狀軌跡加工工件的情況下的移動(dòng)體的實(shí)際軌跡和修正后軌跡的圖。
[0015]圖4是圖3所示的移動(dòng)體的實(shí)際軌跡的部分放大圖。
[0016]圖5是表不時(shí)間和扭矩之間的關(guān)系的圖。
[0017]圖6是伺服電動(dòng)機(jī)和螺釘軸的放大圖。
[0018]圖7是表示從伺服電動(dòng)機(jī)到移動(dòng)體之間的距離和每單位扭矩的變化量之間的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下，參照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的附圖中，對(duì)相同的構(gòu)件附加相同的參照符號(hào)。為了容易理解，這些附圖適當(dāng)?shù)刈兏吮壤摺?br> [0020]圖1是本發(fā)明的伺服控制裝置的功能框圖。如圖1所示，機(jī)床I包含在輸出軸安裝了第一螺釘軸17的第一伺服電動(dòng)機(jī)11和在輸出軸安裝了第二螺釘軸18的第二伺服電動(dòng)機(jī)12。根據(jù)圖1可知，這些第一螺釘軸17和第二螺釘軸18相互垂直，分別作為X軸、Y軸發(fā)揮功能。
[0021]在圖1中，第一螺釘軸17和第二螺釘軸18與共通的移動(dòng)體19螺合。移動(dòng)體19發(fā)揮作為安裝在作為滾珠絲桿的螺釘軸的第一螺釘軸17和第二螺釘軸18上的滾珠絲桿的螺母的作用。
[0022]如圖示那樣，第一伺服電動(dòng)機(jī)11和第二伺服電動(dòng)機(jī)12與伺服控制裝置10連接，由伺服控制裝置10進(jìn)行控制。另外，雖然在附圖中沒有表示，但將工件W保持在移動(dòng)體19上，配置為未圖示的加工工具與工件W相對(duì)?；蛘?，也可以將加工工具固定在移動(dòng)體19上，將工件W保持在其他操作臺(tái)上。
[0023]另外，第一伺服電動(dòng)機(jī)11和第二伺服電動(dòng)機(jī)12具備編碼器15、16。這些編碼器15,16在每個(gè)預(yù)定的控制周期檢測(cè)各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)11、12的位置。根據(jù)在每個(gè)預(yù)定的控制周期檢測(cè)出的位置數(shù)據(jù)，求出輸出軸的位置檢測(cè)值Pd和速度檢測(cè)值Vd。因此，這些編碼器15,16發(fā)揮作為在每個(gè)預(yù)定的控制周期取得伺服電動(dòng)機(jī)11、12的位置的電動(dòng)機(jī)位置取得部的作用。
[0024]另外，如圖1所示，與第一螺釘軸17平行地配置線性標(biāo)尺13。該線性標(biāo)尺13在每個(gè)預(yù)定的控制周期測(cè)定與第一螺釘軸17平行方向上的移動(dòng)體的位置。因此，線性標(biāo)尺13發(fā)揮作為移動(dòng)體位置取得部的作用。此外，也可以與第二螺釘軸18平行地配置追加相同結(jié)構(gòu)的線性標(biāo)尺。
[0025]伺服控制裝置10包括:位置指令生成部21，其讀入程序且在每個(gè)預(yù)定的控制周期生成第一和第二伺服電動(dòng)機(jī)11、12各自的位置指令Pc。另外，伺服控制裝置10包括:速度指令生成部22，其根據(jù)從位置指令Pc減去由編碼器15、16生成的位置檢測(cè)值Pd所得的偏差，生成第一和第二伺服電動(dòng)機(jī)11、12各自的速度指令Vc。進(jìn)而，伺服控制裝置10包括:扭矩指令生成部23，其根據(jù)從速度指令Vc減去由編碼器15、16生成的速度檢測(cè)值Vd所得的偏差，生成第一和第二伺服電動(dòng)機(jī)11、12各自的扭矩指令Tc。
[0026]另外，伺服控制裝置10包括:反轉(zhuǎn)時(shí)變化量計(jì)算部24，其根據(jù)由線性標(biāo)尺13取得的移動(dòng)體19的位置，計(jì)算伺服電動(dòng)機(jī)11反轉(zhuǎn)時(shí)的移動(dòng)體19的位置的變化量；距離計(jì)算部25，其根據(jù)由電動(dòng)機(jī)位置取得部15取得的第一伺服電動(dòng)機(jī)11的位置和由線性標(biāo)尺13取得的移動(dòng)體19的位置，計(jì)算從第一伺服電動(dòng)機(jī)11到移動(dòng)體19之間的距離L。
[0027]進(jìn)而，伺服控制裝置10包括:近似公式?jīng)Q定部26，其根據(jù)由反轉(zhuǎn)時(shí)變化量計(jì)算部24計(jì)算出的移動(dòng)體19的位置的變化量、由扭矩指令生成部23生成的扭矩指令Tc、由距離計(jì)算部25計(jì)算出的距離L，決定用于計(jì)算修正第一伺服電動(dòng)機(jī)11的反轉(zhuǎn)所造成的第一伺服電動(dòng)機(jī)11的延遲的位置修正量的近似公式；位置修正量計(jì)算部27，其根據(jù)由近似公式?jīng)Q定部26決定的近似公式，計(jì)算位置修正量。
[0028]圖2是表示圖1所示的伺服控制裝置的動(dòng)作的流程圖。在以下的說(shuō)明中，主要說(shuō)明第一伺服電動(dòng)機(jī)11的控制，但對(duì)于第二伺服電動(dòng)機(jī)12也同樣進(jìn)行控制。
[0029]首先，從伺服控制裝置10的存儲(chǔ)部(未圖示)讀出加工工件W的動(dòng)作程序。該動(dòng)作程序通過(guò)驅(qū)動(dòng)第一伺服電動(dòng)機(jī)11和第二伺服電動(dòng)機(jī)12而使移動(dòng)體19沿著預(yù)定的圓弧狀軌跡動(dòng)作。或者，動(dòng)作程序也可以只驅(qū)動(dòng)第一伺服電動(dòng)機(jī)11而使移動(dòng)體19在第一螺釘軸17上往返運(yùn)動(dòng)。以下，假設(shè)工作程序是與圓弧狀軌跡相關(guān)的。
[0030]首先，在圖2的步驟Sll中，使移動(dòng)體19移動(dòng)到圓弧狀軌跡中的第一螺釘軸17上的多個(gè)不同位置。然后，在這些多個(gè)位置中，分別使第一伺服電動(dòng)機(jī)11反轉(zhuǎn)，通過(guò)編碼器15在每個(gè)預(yù)定的控制周期取得這時(shí)的第一伺服電動(dòng)機(jī)11的位置。
[0031]這些多個(gè)位置最好是在圓弧狀軌跡中伴隨著第一伺服電動(dòng)機(jī)11的反轉(zhuǎn)動(dòng)作的位置。在此，圖3是表示沿著圓弧狀軌跡進(jìn)行加工時(shí)的移動(dòng)體的實(shí)際軌跡(實(shí)線)和修正后軌跡(虛線)的圖。多個(gè)不同位置最好是在圖3中從第二象限II向第三象限III的轉(zhuǎn)移位置、以及從第四象限IV向第一象限I的轉(zhuǎn)移位置。這些轉(zhuǎn)移位置分別與第一螺釘軸17的一端附近和另一端附近對(duì)應(yīng)(例如圖6中的C地點(diǎn)和D地點(diǎn))。
[0032]此外，也可以沿著第二螺釘軸18配置線性標(biāo)尺13。在這樣的情況下，多個(gè)位置是在圓弧狀軌跡中伴隨著第二伺服電動(dòng)機(jī)12的反轉(zhuǎn)動(dòng)作的位置。這樣的多個(gè)位置是在圖3中從第一象限I向第二象限II的轉(zhuǎn)移位置、以及從第三象限III向第四象限IV的轉(zhuǎn)移位置。
[0033]再次參照?qǐng)D2，在步驟S12中，與步驟Sll的動(dòng)作一起使用線性標(biāo)尺13，在每個(gè)預(yù)定的控制周期也取得在上述多個(gè)位置分別使第一伺服電動(dòng)機(jī)11反轉(zhuǎn)時(shí)的移動(dòng)體19的位置。進(jìn)而，在步驟S13中，與步驟S12的動(dòng)作一起，扭矩指令生成部23在每個(gè)預(yù)定的控制周期取得在上述多個(gè)位置分別使第一伺服電動(dòng)機(jī)11反轉(zhuǎn)時(shí)的扭矩指令Tc。
[0034]接著，在步驟S14中，距離計(jì)算部25根據(jù)在步驟Sll中取得的第一伺服電動(dòng)機(jī)11的位置或在步驟S12中取得的移動(dòng)體19的位置，計(jì)算從第一伺服電動(dòng)機(jī)11的輸出端部到移動(dòng)體19之間的距離L。在計(jì)算距離L時(shí)，采用在產(chǎn)生后述的象限突起時(shí)的控制周期中檢測(cè)出的值。
[0035]進(jìn)而，在步驟S15中，反轉(zhuǎn)時(shí)變化量計(jì)算部24根據(jù)在步驟S12中取得的移動(dòng)體19的位置，計(jì)算第一伺服電動(dòng)機(jī)11反轉(zhuǎn)時(shí)的移動(dòng)體19的位置的變化量ε。在上述多個(gè)位置分別進(jìn)行步驟S14和步驟S15的動(dòng)作。
[0036]圖4是圖3所示的移動(dòng)體的實(shí)際軌跡的部分放大圖。如圖4所示，在伺服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)前后由線性標(biāo)尺13測(cè)量的移動(dòng)體的實(shí)際位置有很大變動(dòng)，產(chǎn)生象限突起。在步驟S15中，將象限突起的大小作為移動(dòng)體19的位置的變化量ε而進(jìn)行計(jì)算。
[0037]接著，在圖2的步驟S16中，根據(jù)在步驟S13中取得的扭矩指令Tc、在步驟S14中計(jì)算出的距離L、在步驟S15中計(jì)算出的移動(dòng)體19的位置的變化量ε，由近似公式?jīng)Q定部26決定近似公式。該近似公式用于計(jì)算對(duì)第一伺服電動(dòng)機(jī)11的反轉(zhuǎn)而造成的第一伺服電動(dòng)機(jī)11的延遲進(jìn)行修正的位置修正量。然后，在步驟S17中，位置修正量計(jì)算部27根據(jù)近似公式計(jì)算位置修正量ε。
[0038]在此，說(shuō)明由近似公式?jīng)Q定部26決定的近似公式。
[0039]在驅(qū)動(dòng)與滾珠絲桿的第一螺釘軸17連接的第一伺服電動(dòng)機(jī)11，且驅(qū)動(dòng)第一螺釘軸17上的移動(dòng)體19的情況下，移動(dòng)體19的位置受到第一螺釘軸17的剛性影響。例如，在第一伺服電動(dòng)機(jī)11和第一螺釘軸17的接頭部的剛性低的情況下，產(chǎn)生與扭矩成正比的扭轉(zhuǎn)。另外，在第一螺釘軸17自身的剛性小的情況下，通過(guò)移動(dòng)體19對(duì)第一螺釘軸17產(chǎn)生的力，第一螺釘軸17在軸方向伸縮。
[0040]如果設(shè)第一螺釘軸17的楊氏模量為E (N/m2)，第一螺釘軸17的截面積為S Cm2),從與第一伺服電動(dòng)機(jī)11連結(jié)的第一螺釘軸17的端部到移動(dòng)體19之間的距離為L(zhǎng) (m)，則用公式(I)表示彈簧常數(shù)k (N/m)。
[0041]k=E.S/L (I)
[0042]另外，根據(jù)霍克法則，滾珠絲桿的第一螺釘軸17的伸縮量ε I和扭矩T和與滾珠絲桿有關(guān)的系數(shù)a滿足以下的公式(2)。
[0043]T=a.k.ε I (2)
[0044]因此，用以下的公式(3)表示滾珠絲桿的第一螺釘軸17的伸縮量ε I。
[0045]ε I=T/ (a.k) =T/ (a.E.S/L) =A.T.L (3)
[0046]此外，字符A是與滾珠絲桿有關(guān)的其他系數(shù)。
[0047]另外，由于接頭部的扭轉(zhuǎn)造成的定位的誤差量ε 2與第一伺服電動(dòng)機(jī)11的旋轉(zhuǎn)扭矩成正比，因此以下的公式(4)成立。
[0048]ε 2=Β.T (4)
[0049]在公式(4)中，字符B是與連結(jié)第一伺服電動(dòng)機(jī)11和第一螺釘軸17的接頭部有關(guān)的系數(shù)。[0050]根據(jù)公式(3)和公式(4)可知，位置修正量(與上述的變形量對(duì)應(yīng))的近似公式是將扭矩T和距離L作為變量的函數(shù)。在步驟S15中計(jì)算出的移動(dòng)體19的位置的變化量ε除了包含由于齒隙和摩擦造成的誤差，還包含第一螺釘軸17的伸縮和接頭部的扭轉(zhuǎn)。
[0051]在此，圖5是表示時(shí)間和扭矩之間的關(guān)系的圖，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示扭矩。在圖5中，表示移動(dòng)體19定位在第一螺釘軸17上的某地方時(shí)(距離L)的扭矩T的變化。如圖5所示那樣，扭矩T由于第一伺服電動(dòng)機(jī)11的反轉(zhuǎn)而從Tl下降到Τ2。
[0052]移動(dòng)體19的位置的變化量ε與圖5所示的扭矩差分的絕對(duì)值|Τ1_Τ2|對(duì)應(yīng)。因此，用ε/|Τ1_Τ2|來(lái)表示每單位扭矩的移動(dòng)體19的位置的變化量。
[0053]如上述那樣，在多個(gè)位置、例如C地點(diǎn)和D地點(diǎn)進(jìn)行步驟S14中的距離L的計(jì)算。多個(gè)位置也可以是三個(gè)以上，通過(guò)增加測(cè)定位置能夠提高近似公式的精度。另外，根據(jù)同樣的理由，多個(gè)位置最好相互不接近。
[0054]在步驟S16中，近似公式?jīng)Q定部26如以下那樣來(lái)決定近似公式。首先，取得圖6所示那樣的C地點(diǎn)的距離LI和D地點(diǎn)的距離L2，取得各個(gè)距離L1、L2的變化量ε。然后，計(jì)算各個(gè)距離L1、L2的每單位扭矩的變化量ε / I Τ1-Τ2 |。
[0055]接著，針對(duì)距離L對(duì)這些每單位扭矩的變化量ε/|Τ1_Τ2|進(jìn)行繪圖。圖7是表示從伺服電動(dòng)機(jī)到移動(dòng)體之間的距離和每單位扭矩的變化量之間的關(guān)系的圖。在圖7中，橫軸表示距離L,縱軸表示每單位扭矩的變化量ε / I Τ1-Τ2 I。
[0056]移動(dòng)體19的位置的變化量ε是第一螺釘軸17的伸縮量ε I與接頭部的扭轉(zhuǎn)而造成的定位誤差量ε 2的和，因此根據(jù)公式(3)和公式(4)，以下的近似公式(5)、公式(6)成立。
[0057]ε = ε 1+ ε 2=Α.T.L+B.T= (A.L+B) T (5)
[0058]ε /T=A.L+B (6)
[0059]根據(jù)圖7可知，公式(6)中的系數(shù)A是圖7所示的直線的斜率，系數(shù)B是直線和縱軸的交點(diǎn)的值。這樣求出系數(shù)A、B，因此通過(guò)決定公式(5)并使用公式(5)，能夠容易地計(jì)算出移動(dòng)體19的位置的變化量ε。
[0060]此外，在針對(duì)測(cè)定第一螺釘軸17上的三個(gè)以上的位置來(lái)測(cè)定距離L等的情況下，根據(jù)最小二乘法，決定公式(5)。由此，應(yīng)該知道能夠得到更高精度的近似公式。
[0061]通過(guò)將包含第一螺釘軸17的伸縮量ε I和接頭部的定位誤差量ε 2的位置修正量ε與位置指令Pc相加，能夠高精度地控制移動(dòng)體19的位置。然后，如圖1所示，在加法部28將根據(jù)近似公式(5)計(jì)算出的變化量ε與位置指令Pc相加。然后，根據(jù)加上變化量ε后得到的新的位置指令Pc生成速度指令Vc和扭矩指令Tc，由此控制第一伺服電動(dòng)機(jī)11。
[0062]在圖3中，用虛線表示基于新的位置指令的修正后軌跡。根據(jù)圖3可知，在修正軌跡中沒有形成象限突起。因此，在本發(fā)明中，應(yīng)該知道能夠進(jìn)行順暢的反轉(zhuǎn)動(dòng)作，使移動(dòng)體19沿著圓弧狀軌跡順暢地移動(dòng)。
[0063]這樣，在本發(fā)明中，根據(jù)考慮到從伺服電動(dòng)機(jī)到移動(dòng)體之間的距離L1、L2的近似公式，計(jì)算出位置修正量ε。該位置修正量ε是除了現(xiàn)有的齒隙、摩擦的影響以外，還考慮到滾珠絲桿的螺釘軸17的伸縮量和接頭部的定位誤差量的修正值。因此，在本發(fā)明中，能夠根據(jù)滾珠絲桿所具備的實(shí)際的機(jī)械結(jié)構(gòu)，高精度并且簡(jiǎn)單地對(duì)移動(dòng)體反轉(zhuǎn)時(shí)的位置誤差進(jìn)行修正。
[0064]另外，扭矩指令生成部23能夠從扭矩指令Tc減去第一伺服電動(dòng)機(jī)11的加減速所需要的扭矩而生成負(fù)荷扭矩?？梢愿鶕?jù)對(duì)慣性和電動(dòng)機(jī)速度進(jìn)行微分后所得的加速度來(lái)求出這樣的加減速所需要的扭矩。另外，也可以使用負(fù)荷扭矩，根據(jù)公式(5)等計(jì)算出位置修正量ε。一般，反轉(zhuǎn)時(shí)的移動(dòng)體19的位置的變化由于負(fù)荷扭矩造成的影響大。因此，在使用負(fù)荷扭矩的情況下，能夠更高精度地計(jì)算出位置修正量ε。
[0065]參照?qǐng)D1等，說(shuō)明了使移動(dòng)體19沿著圓弧狀軌跡移動(dòng)的情況。但是，本發(fā)明也適用于在不存在第二伺服電動(dòng)機(jī)12和第二螺釘軸18的一軸式的機(jī)床中使移動(dòng)體19沿著螺釘軸17進(jìn)行往返移動(dòng)時(shí)的情況。即，能夠根據(jù)上述的位置修正量ε消除在移動(dòng)體通過(guò)第一伺服電動(dòng)機(jī)11進(jìn)行反轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)在移動(dòng)體的位置產(chǎn)生的誤差。其結(jié)果是應(yīng)該知道能夠使移動(dòng)體19順暢地往返運(yùn)動(dòng)。這種用于一軸式的機(jī)床的伺服控制裝置也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0066]在第一個(gè)方式中，根據(jù)考慮到從伺服電動(dòng)機(jī)到移動(dòng)體之間的距離的近似公式來(lái)計(jì)算出位置修正量。因此，能夠還考慮到滾珠絲桿的螺釘軸的伸縮量、接頭部的定位誤差量而進(jìn)行修正。因此，能夠根據(jù)滾珠絲桿所具備的實(shí)際的機(jī)械的結(jié)構(gòu)，高精度并且簡(jiǎn)單地修正移動(dòng)體反轉(zhuǎn)時(shí)的位置誤差。
[0067]在第二個(gè)方式中，利用至少2個(gè)不同的位置計(jì)算出一次近似公式，因此能夠更簡(jiǎn)單地計(jì)算出位置修正量。
[0068]在第三個(gè)方式中，使用減去了伺服電動(dòng)機(jī)的加減速所需要的扭矩所得到的負(fù)荷扭矩，因此能夠更正確地計(jì)算出位置修正量。
[0069]使用典型實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，但如果是本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員，則應(yīng)該能夠理解在不脫離本發(fā)明的范圍情況下可以進(jìn)行上述變更和各種其他的變更、省略以及追加。
【權(quán)利要求】
1.一種伺服控制裝置，其驅(qū)動(dòng)與伺服電動(dòng)機(jī)(11)連接的滾珠絲桿的螺釘軸，使與該螺釘軸螺合的移動(dòng)體移動(dòng)，該伺服控制裝置(10)的特征在于，具備: 電動(dòng)機(jī)位置取得部(15)，其在每個(gè)預(yù)定的控制周期取得上述伺服電動(dòng)機(jī)的位置； 移動(dòng)體位置取得部(13)，其在每個(gè)上述預(yù)定的控制周期取得上述移動(dòng)體的位置； 扭矩指令生成部(23)，其在每個(gè)上述預(yù)定的控制周期生成上述伺服電動(dòng)機(jī)的扭矩指令； 反轉(zhuǎn)時(shí)變化量計(jì)算部(24)，其根據(jù)由上述移動(dòng)體位置取得部(13)取得的上述移動(dòng)體的位置，計(jì)算上述移動(dòng)體的位置的變化量； 距離計(jì)算部(25)，其根據(jù)由上述電動(dòng)機(jī)位置取得部(15)取得的上述伺服電動(dòng)機(jī)的位置或由上述移動(dòng)體位置取得部(13)取得的上述移動(dòng)體的位置，計(jì)算從上述伺服電動(dòng)機(jī)到上述移動(dòng)體之間的距離； 近似公式?jīng)Q定部(26)，其根據(jù)由上述反轉(zhuǎn)時(shí)變化量計(jì)算部(24)計(jì)算出的上述移動(dòng)體的位置的變化量、由上述扭矩指令生成部(23)生成的扭矩指令、由上述距離計(jì)算部(25)計(jì)算出的距離，決定用于計(jì)算位置修正量的近似公式，該位置修正量用于修正上述伺服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)所造成的上述伺服電動(dòng)機(jī)的延遲； 位置修正量計(jì)算部(27)，其根據(jù)由上述近似公式?jīng)Q定部(26)決定的近似公式，計(jì)算上述位置修正量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服控制裝置，其特征在于， 上述近似公式?jīng)Q定部(26)根據(jù)上述伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行反轉(zhuǎn)的上述螺釘軸上的至少2個(gè)不同位置的上述移動(dòng)體的位置的變化量和上述扭矩指令和上述距離，決定用于計(jì)算上述位置修正量的一次近似公式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的伺服控制裝置，其特征在于， 上述扭矩指令生成部(23)生成從上述扭矩指令減去上述伺服電動(dòng)機(jī)的加減速所需要的扭矩所得到的負(fù)荷扭矩， 上述近似公式?jīng)Q定部(26)根據(jù)上述移動(dòng)體的位置的變化量和上述負(fù)荷扭矩和上述距離，決定用于計(jì)算上述位置修正量的近似公式。
【文檔編號(hào)】H02P29/00GK103872973SQ201310685081
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月14日
【發(fā)明者】手塚淳一, 小川肇 申請(qǐng)人:發(fā)那科株式會(huì)社