Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4281167B2 - Positioning control device and positioning control method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4281167B2 - Positioning control device and positioning control method - Google Patents

Positioning control device and positioning control method Download PDF

Info

Publication number
JP4281167B2
JP4281167B2 JP25305899A JP25305899A JP4281167B2 JP 4281167 B2 JP4281167 B2 JP 4281167B2 JP 25305899 A JP25305899 A JP 25305899A JP 25305899 A JP25305899 A JP 25305899A JP 4281167 B2 JP4281167 B2 JP 4281167B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
positioning control
speed command
feedforward
target position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP25305899A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001075650A (en
Inventor
克典 筒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP25305899A priority Critical patent/JP4281167B2/en
Publication of JP2001075650A publication Critical patent/JP2001075650A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4281167B2 publication Critical patent/JP4281167B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボモータの位置決め制御装置およびその位置決め制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、サーボモータの位置決め時間を短くするために位置制御のループにフィードフォワードを入れる方法が取られている。図5はその制御系の一例を示すブロック図である。
【0003】
この制御系21は、演算器2から出力された目標位置信号rに追従するようモータ4を回転させ、ボールネジおよびナットなどにて構成される機械可動部6を所望の位置に移動させるサーボ系である。モータ4はその回転位置を検出するためのエンコーダ8を備えており、これによる検出結果がフィードバックされ、加算器10にて目標位置信号rから減算され、速度指令としてサーボアンプ12に出力される。
【0004】
これだけでは速やかな位置決めが期待できないため、目標位置信号rを微分器14にて微分して速度指令を生成し、これをフィードフォワードして加算器10の出力した速度指令と加算器16にて加算する。こうすることにより速度指令信号のかさ上げをし、速やかな位置決めを図っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によれば、位置決め終了時のインポジションチェック(モータ4の回転位置が正しいか否かのチェック)の時点では目標位置信号rはないのでフィードフォワードが実質的に掛からない。このため位置決めに時間が掛かってしまう。
【0006】
この様子を示したのが図6である。図6(a)は速度指令(微分器14の出力波形)を実線で示し、比較のためにエンコーダ8からの位置フィードバック信号を微分してなる信号(速度フィードバック)を示す一点鎖線と重ねたグラフである。
【0007】
このように、速度指令が時刻t1でゼロになった(一般には、目標位置信号rが変化しなくなった)後も、制御系21に位置ループが含まれているため、実際の速度は速度指令に対して遅れた形となる。サーボアンプ12への速度指令をグラフ化したのが図6(b)である。速度指令が時刻t1でゼロになると、実質的にフィードフォワードが働かなくなり、インポジションチェック時間を有効に短縮することができない。
【0008】
本発明は係る課題に鑑みなされたもので、請求項1、2に記載の位置決め制御装置および請求項に記載の位置決め制御方法は、インポジションチェック時間を短縮すること、本来の速度指令信号に影響を与えることなくインポジションチェック時間の短縮を行なうこと、及びインポジションチェック時間の短縮が有効に行なわれるようにすることを目的としている。また、請求項3に記載の位置決め制御装置および請求項に記載の位置決め制御方法は、インポジションチェック時間を様々な速度に応じて短縮することを目的としている。
【0009】
【0010】
請求項に記載の位置決め制御装置および請求項に記載の位置決め制御方法は、オーバーシュートなどの制御不良が起きないようにすることを目的としている。請求項に記載の位置決め制御装置および請求項1に記載の位置決め制御方法は、サーボアンプへの入力信号の過大化を防ぐことを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
かかる目的を達成するためになされた本発明の請求項1に記載の位置決め制御装置は、少なくともサーボモータの位置信号と目標位置信号とから速度指令信号を生成する速度指令生成手段を備え、少なくとも該速度指令生成手段により出力された速度指令信号をサーボアンプに入力してサーボモータの位置決め制御を行なう位置決め制御装置において、に記載の発明では、速度指令信号に相当する値として予め設定された相当信号を生成する相当信号生成手段と、該相当信号生成手段により生成された相当信号を、目標位置信号の変化がなくなったときにフィードフォワードしてサーボアンプに入力するとともに、相当信号のフィードフォワードを開始してから予め定められた時間が経過した後に該フィードフォワードを停止するフィードフォワード制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0012】
このような位置決め制御装置では、たとえ目標位置信号の変化がなくなった状態においても、代わりに相当信号がフィードフォワード制御手段によってフィードフォワードされるので、位置決めに掛かる時間が短縮される。そして更にフィードフォワード制御手段は、このフィードフォワードを、目標位置信号の変化がなくなった後、相当信号のフィードフォワードを開始してから予め定められた時間が経過した後に停止させるので、相当信号によってサーボモータの回転位置に偏差が生じる、といったこともない。
【0013】
従って請求項1に記載の位置決め制御装置によれば、インポジションチェック時間を短縮することができる。なお、この請求項では微分器14(図5参照)等により生成した速度指令のフィードフォワードを必須要件としていないが、このフィードフォワードを備えない制御系に相当信号生成手段およびフィードフォワード制御手段を適用しても、速度指令の代わりに相当信号をフィードフォワードし、それを目標位置信号の変化がなくなった後に停止させるので、インポジションチェック時間の短縮は実現される。
また、目標位置信号の変化がなくなったときに相当信号のフィードフォワードを開始するので、目標位置信号の変化が有る状態(例えば、図6(a)においてはt 1 までの期間)においては、フィードフォワード制御手段によって出力される相当信号はサーボアンプに全く入力されないことになる。そして目標位置信号の変化がなくなったとき(図6(a)における時刻t 1 )に相当信号のフィードフォワードが開始される。
また、フィードフォワード制御手段が相当信号のフィードフォワードを開始するのは目標位置信号の変化がなくなったとき、すなわち本来の速度指令信号に影響を与えない範囲の内の最も早い時点で行なうため、相当信号をフィードフォワードする期間を確保し易い。
従って、請求項1に記載の位置決め制御装置によれば、本来の速度指令信号に相当信号が影響を一切与えることなく、インポジションチェック時間の短縮を行なうことができる。
また、フィードフォワード制御手段が、相当信号のフィードフォワードを開始してから予め定められた時間が経過した後に該フィードフォワードを停止するので、相当信号のフィードフォワードを、予め定められた時間分だけ確実に行なうことができ、インポジションチェック時間の短縮が有効に行なわれる。
【0014】
速度指令のフィードフォワードを行なう制御系に適用することを明示したのが請求項2に記載の位置決め制御装置である。すなわち請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の位置決め制御装置において、前記速度指令生成手段が、前記サーボモータの位置信号および前記目標位置信号に加え、前記サーボモータの目標位置信号の微分値に比例した値に基づいて前記速度指令信号を生成するものであることを特徴とする。
【0015】
このように速度指令のフィードフォワードを行なう制御系では前述のように、目標位置信号が変化しなくなるとフィードフォワードが働かなくなるので、そうした状態においても、相当信号生成手段により生成された相当信号をフィードフォワードするフィードフォワード制御手段を備えたこの位置決め制御装置によれば、インポジションチェック時間の短縮を実現することができる。
【0016】
請求項3に記載の本発明は、請求項1または2に記載の位置決め制御装置において、前記相当信号生成手段が、前記目標位置信号の変化が大きくなるほど大きな値の前記相当信号を生成するものであることを特徴とする。これは、速度指令の大きさが大きいほど、相当信号を大きさを大きくすることに対応している。これに反し、速度指令の大きさに関わらず相当信号の大きさを一定にすると、速度信号が大きいときに相当信号のフィードフォワードが十分に働かなかったり、速度信号が小さいときに相当信号によってサーボモータがオーバーシュートを起こしてしまったりする虞がある。また、様々な速度に対応できる最適な相当信号の大きさを設定するのが困難、という事態も発生しうる。逆に、速度指令が大きくなるほど相当信号を小さくすると、これらの不具合が発生する可能性が高くなる。
【0017】
この点、請求項3に記載の位置決め制御装置によれば、インポジションチェック時間の短縮を様々な速度において有効に実現することができる
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
請求項に記載の本発明は、請求項1からにいずれか記載の位置決め制御装置において、前記フィードフォワード制御手段が、前記目標位置信号の変化がなくなり、かつ前記サーボモータの位置偏差量が予め定められた値以下になったら前記相当信号のフィードフォワードを停止するものであることを特徴とする。
【0022】
これに反し、位置偏差量が十分小さくなっているにも拘わらず、相当信号のフィードフォワードを続行すると、モータの回転位置がオーバーシュートを起こすなどの制御不良を生じる虞がある。この点、請求項に記載の位置決め制御装置によれば、こうした制御不良が起きないようにすることができる。
【0023】
請求項に記載の本発明は、請求項1からにいずれか記載の位置決め制御装置において、前記相当信号、および前記速度指令信号の入力を受けて、これらの内の大きい方のみを出力して前記サーボアンプに入力する比較手段を備えたことを特徴とする。
【0024】
これに反し、サーボアンプに、相当信号、および速度指令信号を単純加算して入力すると、入力信号が過大化する可能性がある。そこで、請求項では比較手段を備えており、これにて、これらの信号の内の大きい方のみをサーボアンプに入力している。このような位置決め制御装置によれば、サーボアンプへの入力信号の過大化を防ぐことができる。
【0025】
なお、請求項1〜5の位置決め制御装置を位置決め制御方法として構成したのが、それぞれ請求項8〜10に記載の本発明であり、それぞれ対応する位置決め制御装置と同様の効果を奏することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面と共に説明する。まず、図1は本発明を適用した制御系1のブロック図である。なお、図5に示した制御系21と同じ名称の構成については同じ符号を付している。
【0027】
この制御系1は、制御系21と同様、演算器2から出力された目標位置信号rに追従するようモータ4を回転させることにより機械可動部6を所望の位置に移動させるサーボ系である。この制御系1においても、モータ4の備えるエンコーダ8による検出結果はフィードバックされ、加算器10にて目標位置信号rから減算され、後述する比較器19を介してサーボアンプ12へ入力される速度指令指令となる。そして目標位置信号rを微分器14にて微分し、これをフィードフォワードして加算器10の出力した速度指令信号と加算器16にて加算する。ここで加算器16が本発明の速度指令生成手段に相当する。
【0028】
また演算器2は、目標位置信号rだけでなく、速度指令信号に相当する値として予め設定された相当信号vも出力する。つまり演算器2は、本発明の相当信号生成手段に相当する。なお、制御系1において相当信号vは、目標位置信号rやその微分値などの大きさに関わらず一定値となっている。
【0029】
相当信号vは、スイッチ動作を行なうフィードフォワード制御部20を介して比較器19に入力される。フィードフォワード制御部20では、相当信号vを比較器19に出力するか否かのON/OFF制御が行なわれる。ONになる条件は、目標位置信号rの変化が有る状態から、その変化がなくなった状態に移行したことである。制御系1では微分器14の出力がゼロになったことを検出することにより、この相当信号vはONされ、比較器19に入力される。
【0030】
一方、OFF条件は2つあり、次の内のいずれかが成立するとOFFになる。すなわち、その1つは相当信号vがONされてから一定時間経過したことであり、他方は、位置偏差量が一定量以下になったことである。これらの内の一方が成立すると、相当信号vはOFFされる。
【0031】
比較器19には、加算器16からの出力信号xと相当信号v(フィードフォワード制御部20がON状態になっている場合)とが入力され、それらの内の大きい方が出力される。従って、フィードフォワード制御部20がOFF状態になっていれば、加算器16からの出力信号xが出力される。つまり比較器19は本発明の比較手段に相当する。
【0032】
この制御系1は例えば図2に示すように構成される。所望の順序で機械可動部6を稼働させるNC(数値制御)プログラムが予め記録されたフロッピーディスクをフロッピーディスクドライブ(本図ではFDDと記載)23に読み取らせると、そのNCプログラムがFDDコントローラ24を介してCPU27に解釈される。そのNCプログラム中にある、テーブル25を目標位置に位置決めする命令に基づき、その目標位置から目標速度の時系列データ(これが図4(a)の速度指令に相当)をCPU27が算出し、RAM29内に展開する。それに基づいて、モータ4、サーボアンプ12からなる制御対象のインポジションチェック時間を短縮すべく、更にCPU27が適切な制御信号を算出してインタフェース(本図ではI/Fと記載)31からD/A変換器33に出力する。こうした一連の処理を行なうソフトウェアはROM35に予め格納されている。D/A変換器33では、I/F31から受け取ったデジタル信号がアナログ化され、サーボアンプ12に入力される。するとモータ4が稼働してボールネジ39を回転させ、ナット41とともにテーブル25が移動される。なお、符号43は、CPU27などからなる制御ユニット45の処理タイミングや後述するタイマーの基準となるクロック信号を発する水晶発信子である。
【0033】
演算器2、加算器10、微分器14、加算器16、フィードフォワード制御部20、比較器19はソフトウェアとしてROM35に記憶されており、CPU27がこのソフトウェアを実行することにより実現される。このCPU27にて実行されるソフトウェアの内、フィードフォワード制御部20としての処理のフローチャートを図3に示す。本処理は所定時間(例えば2msec)毎に起動される。
【0034】
本処理が起動されるとまずステップ(以下、Sと記す)100にて指令速度、すなわち微分器14の出力がゼロか否かを判定する。ゼロであればS110に進み、前回、本処理を起動したときの指令速度がゼロでなかったか否かを判定する。Yes、すなわちゼロでなかったときにはS120に移行し、フィードフォワード制御部20のスイッチをONにする。実際にはこのスイッチはソフトウェアで実現されているため、正確にはこれは、相当信号vを比較器19における比較対象とする、というべきである。そして、S130にてタイマーをスタートさせ、S140に進む。なお、S100にてNOと判定された場合、またはS110にてNOと判定された場合にはS140に直行する。
【0035】
S140ではフィードフォワード制御部20のスイッチがON、すなわち相当信号vが比較器19における比較の対象となっているか否かを判定する。比較の対象になっていればS150に移行し、タイマーの計測値が予め設定された時間よりも大きいか否か、つまり相当信号vが比較器19における比較の対象に成ってから設定時間だけ経過したかどうかを判定する。経過していればS160に進み、スイッチOFF、すなわち相当信号vが比較器19に出力されないようにし、S170でタイマーの計測値をゼロに戻し(本図ではリセットと記載)本処理を終了する。S150にてNOと判定された場合は、S180に移行し、位置偏差量が予め設定された偏差量以下になっているか否かを判定する。この判定の結果がYesであればS160に移行し、Noであれば本処理を終了する。またS140にてNOと判定された場合にはそのまま本処理を終了する。
【0036】
図1、2のように構成され、図3に示した処理をはじめとする処理を行なう制御系1において、図6(a)に示した速度指令と同じ指令パターンを与えたときの速度フィードバック、比較器19の出力信号(制御系21におけるサーボアンプ12への速度指令に相当)を示したのが図2(a)、図2(b)である。
【0037】
すなわち、図6(a)で演算器2に発生させたのと同じ目標位置信号rを演算器2に発生させると、速度指令は当然同じとなる。速度フィードバックも、速度指令がゼロになるまでは同じである。時刻t1で速度指令がゼロになると、フィードフォワード制御部20がONになり、相当信号vが比較器19に入力されるようになる。この結果、図2(b)に示すように比較器19からは一定の相当信号vが出力されることとなる。これにより速度フィードバックは、図2(a)に一点鎖線で示すように、図6(a)に示した速度フィードバックよりも大きな値を呈する。この結果、図6に示した時刻t2よりも早い時刻t3 にてモータ4が正しい回転位置に到達し、インポジションチェック時間は短縮される。なお、ここで相当信号vは、位置偏差が一定量以下になったためにOFFにされているものとする。このため、速度フィードバックもオーバーシュートや振動を呈することなくインポジションチェック時間が短縮される、という望ましい制御結果が得られている。ここでは最高速度を50m/minとし、相当信号vはONされてから50msec経過したか、または位置偏差が100パルス以下になったらOFFされるようにして実験を行なった。
【0038】
目標位置信号rの与え方によっては、相当信号vのOFFが、ONされてから一定時間が経過したために行なわれることもある。その場合にも、その一定時間分、相当信号vのフィードフォワードが行なわれるので、インポジションチェック時間の短縮が図られる。また、この一定時間の途中で位置偏差が小さくなった場合には相当信号vはOFFされるので、相当信号vのON期間が長すぎて、望ましい制御結果が得られない、ということもない。
【0039】
以上、本発明の一実施の形態として、制御系1について説明してきたが、本発明はこの実施の形態に何等限定されるものではなく様々な態様で実施しうる。例えば、制御系1において相当信号vは一定値としたが、目標位置信号rやその微分値などに応じて変化させても良い。その一例として、目標位置信号rの変化が大きくなるほど(つまり速度指令が大きくなるほど)大きな値の相当信号vが大きくなるようにしておけば、速度信号が大きいときに相当信号のフィードフォワードが十分に働かなかったり、速度信号が小さいときに相当信号によってサーボモータがオーバーシュートを起こす、といった事態を防ぐことができる。
【0040】
また、フィードフォワード制御部20における相当信号vのOFF条件を、位置偏差が一定量以下になったことのみ(つまりS150を削除する)にしても良いし、フィードフォワード制御部20がONになってから一定時間が経過しかことのみ(S180を削除することに相当)にしても良い。一方、相当信号vのON条件を速度指令がゼロになったときではなく、それよりも前の時点(例えば、速度指令が減少し始めた時点)としてもよい。このようにしても、比較器19により、出力信号x、相当信号vの大きい方がサーボアンプ12に入力されるので、適切な速度指令がサーボアンプ12に入力される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態である制御系1のブロック図である。
【図2】 制御系1の構成の概略を示す説明図である。
【図3】 CPU27にて実行される、フィードフォワード制御手段に相当する処理のフローチャートである。
【図4】 制御系1における速度フィードバック、サーボアンプ12への速度指令信号の変化を表すグラフである。
【図5】 従来の位置決め制御系の一例である制御系21のブロック図である。
【図6】 制御系21における速度フィードバック、サーボアンプ12への速度指令信号の変化を表すグラフである。
【符号の説明】
1…制御系、2…演算器、4…モータ、6…機械可動部、8…エンコーダ、
10、16…加算器、12…サーボアンプ、14…微分器、19…比較器
20…フィードフォワード制御部、21…従来の制御系、
27…CPU、r…目標位置信号、v…相当信号、x…出力信号。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a servo motor positioning control device and a positioning control method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to shorten the positioning time of the servo motor, a method of feeding forward to the position control loop has been taken. FIG. 5 is a block diagram showing an example of the control system.
[0003]
The control system 21 is a servo system that rotates the motor 4 so as to follow the target position signal r output from the computing unit 2 and moves the machine movable unit 6 composed of a ball screw and a nut to a desired position. is there. The motor 4 includes an encoder 8 for detecting the rotational position. The detection result is fed back, subtracted from the target position signal r by the adder 10, and output to the servo amplifier 12 as a speed command.
[0004]
Since the positioning cannot be expected with this alone, the target position signal r is differentiated by the differentiator 14 to generate a speed command, which is fed forward and added by the speed command output from the adder 10 and the adder 16. To do. In this way, the speed command signal is raised to achieve quick positioning.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above prior art, since there is no target position signal r at the time of the in-position check at the end of positioning (check whether the rotational position of the motor 4 is correct), feedforward is not substantially applied. For this reason, it takes time for positioning.
[0006]
This is shown in FIG. FIG. 6A shows a speed command (output waveform of the differentiator 14) by a solid line, and a graph superimposed with a one-dot chain line showing a signal (speed feedback) obtained by differentiating the position feedback signal from the encoder 8 for comparison. It is.
[0007]
Thus, even after the speed command becomes zero at time t 1 (generally, the target position signal r no longer changes), since the control system 21 includes the position loop, the actual speed is the speed. The form is delayed with respect to the command. FIG. 6B is a graph showing the speed command to the servo amplifier 12. When the speed command becomes zero at time t 1 , feedforward does not substantially work and the in-position check time cannot be shortened effectively.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and the positioning control device according to claims 1 and 2 and the positioning control method according to claims 6 and 7 reduce the in-position check time , and the original speed command. It is an object to reduce the in-position check time without affecting the signal and to effectively reduce the in-position check time . The positioning control device according to claim 3 and the positioning control method according to claim 8 are intended to shorten the in-position check time according to various speeds.
[0009]
[0010]
The positioning control device according to claim 4 and the positioning control method according to claim 9 are intended to prevent control failure such as overshoot from occurring. Positioning control method according to the positioning control device and claim 1 0 of Claim 5 is intended to prevent the excessive increase in the input signal to the servo amplifier.
[0011]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
The positioning control device according to claim 1 of the present invention made to achieve such an object includes speed command generation means for generating a speed command signal from at least a position signal of a servo motor and a target position signal. In the positioning control device that performs positioning control of the servo motor by inputting the speed command signal output from the speed command generating means to the servo amplifier, the equivalent signal set in advance as a value corresponding to the speed command signal The equivalent signal generation means for generating the signal and the equivalent signal generated by the equivalent signal generation means are fed forward and input to the servo amplifier when there is no change in the target position signal, and the feed forward of the equivalent signal is started. Fidofu the predetermined time from the stop the feedforward after a lapse Characterized by comprising a word control means.
[0012]
In such a positioning control device, even when the target position signal is not changed, the equivalent signal is instead fed forward by the feedforward control means, so that the time required for positioning is shortened. Further, the feedforward control means stops the feedforward after a predetermined time has elapsed after starting the feedforward of the corresponding signal after the target position signal has ceased to change. There is no deviation in the rotational position of the servo motor.
[0013]
Therefore, according to the positioning control apparatus of the first aspect, the in-position check time can be shortened. In this claim, feedforward of the speed command generated by the differentiator 14 (see FIG. 5) is not an essential requirement, but the equivalent signal generation means and the feedforward control means are applied to a control system that does not have this feedforward. Even so, instead of the speed command, the equivalent signal is fed forward and stopped after the change of the target position signal is eliminated, so that the in-position check time can be shortened.
In addition, since the feedforward of the corresponding signal is started when the change of the target position signal ceases, in the state where the change of the target position signal is present (for example, the period up to t 1 in FIG. 6A ), the feed is performed. The equivalent signal output by the forward control means is not input to the servo amplifier at all. Then, when the target position signal no longer changes (time t 1 in FIG. 6A), feed-forward of the corresponding signal is started.
Also, the feedforward control means starts feedforward of the corresponding signal when the target position signal no longer changes, that is, at the earliest time within the range that does not affect the original speed command signal. It is easy to secure a period during which the signal is fed forward.
Therefore, according to the positioning control apparatus of the first aspect, the in-position check time can be shortened without any influence of the corresponding signal on the original speed command signal.
In addition, since the feedforward control means stops the feedforward after a predetermined time has elapsed since the start of feedforward of the corresponding signal, the feedforward of the corresponding signal is ensured for a predetermined time. The in-position check time can be effectively shortened.
[0014]
The positioning control device according to claim 2 is clearly applied to a control system that performs feedforward of a speed command. That is, the present invention described in claim 2 is the positioning control device according to claim 1, wherein the speed command generation means includes a target position signal of the servo motor in addition to the position signal of the servo motor and the target position signal. The speed command signal is generated on the basis of a value proportional to the differential value.
[0015]
In the control system that performs feedforward of the speed command in this way, as described above, if the target position signal stops changing, feedforward does not work. Even in such a state, the equivalent signal generated by the equivalent signal generating means is fed. According to this positioning control apparatus provided with the feedforward control means for forwarding, the in-position check time can be shortened.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the positioning control device according to the first or second aspect, the equivalent signal generating means generates the equivalent signal having a larger value as the change in the target position signal increases. It is characterized by being. This corresponds to increasing the size of the equivalent signal as the size of the speed command increases. On the other hand, if the size of the corresponding signal is kept constant regardless of the speed command, the feed forward of the corresponding signal does not work sufficiently when the speed signal is large, or the servo is triggered by the corresponding signal when the speed signal is small. There is a risk that the motor may overshoot. In addition, it may be difficult to set an optimal equivalent signal size that can support various speeds. Conversely, if the corresponding signal is made smaller as the speed command becomes larger, the possibility that these problems will occur increases.
[0017]
In this regard, according to the positioning control device of the third aspect, the in-position check time can be effectively reduced at various speeds .
[0018]
[0019]
[0020]
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, in the positioning control device according to any one of the first to third aspects, the feedforward control means is configured such that the target position signal does not change and the position deviation amount of the servo motor is The feedforward of the corresponding signal is stopped when the value becomes equal to or less than a predetermined value.
[0022]
On the other hand, if the feedforward of the corresponding signal is continued even though the positional deviation amount is sufficiently small, there is a possibility that control failure such as overshooting of the rotational position of the motor may occur. In this regard, according to the positioning control device of the fourth aspect, it is possible to prevent such a control failure from occurring.
[0023]
According to a fifth aspect of the present invention, in the positioning control device according to any one of the first to fourth aspects, the input of the equivalent signal and the speed command signal is received, and only the larger one of them is output. And comparing means for inputting to the servo amplifier.
[0024]
On the other hand, if the equivalent signal and the speed command signal are simply added to the servo amplifier and input, the input signal may become excessive. Therefore, in claim 5 , a comparison means is provided, and only the larger one of these signals is input to the servo amplifier. According to such a positioning control device, an excessive input signal to the servo amplifier can be prevented.
[0025]
The positioning control devices according to claims 1 to 5 are configured as positioning control methods according to the present invention according to claims 8 to 10 , respectively, and can achieve the same effects as the corresponding positioning control devices. .
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a control system 1 to which the present invention is applied. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure of the same name as the control system 21 shown in FIG.
[0027]
Similar to the control system 21, the control system 1 is a servo system that moves the machine movable unit 6 to a desired position by rotating the motor 4 so as to follow the target position signal r output from the computing unit 2. Also in this control system 1, the detection result by the encoder 8 provided in the motor 4 is fed back, subtracted from the target position signal r by the adder 10, and input to the servo amplifier 12 via the comparator 19 described later. It becomes a command. Then, the target position signal r is differentiated by the differentiator 14, feed-forwarded, and added by the adder 16 and the speed command signal output from the adder 10. Here, the adder 16 corresponds to the speed command generation means of the present invention.
[0028]
The computing unit 2 outputs not only the target position signal r but also a corresponding signal v set in advance as a value corresponding to the speed command signal. That is, the arithmetic unit 2 corresponds to the equivalent signal generation means of the present invention. In the control system 1, the equivalent signal v is a constant value regardless of the magnitude of the target position signal r and its differential value.
[0029]
The equivalent signal v is input to the comparator 19 via the feedforward control unit 20 that performs a switching operation. The feedforward control unit 20 performs ON / OFF control as to whether or not the equivalent signal v is output to the comparator 19. The condition for turning on is that the state where the target position signal r has changed has shifted to a state in which the change has disappeared. In the control system 1, by detecting that the output of the differentiator 14 has become zero, this equivalent signal v is turned on and input to the comparator 19.
[0030]
On the other hand, there are two OFF conditions, which are turned OFF when any of the following conditions is satisfied. That is, one is that a certain time has elapsed since the corresponding signal v is turned on, and the other is that the positional deviation amount is equal to or less than a certain amount. When one of these is established, the equivalent signal v is turned off.
[0031]
The comparator 19 receives the output signal x from the adder 16 and the equivalent signal v (when the feedforward control unit 20 is in the ON state), and the larger of them is output. Therefore, if the feedforward control unit 20 is in the OFF state, the output signal x from the adder 16 is output. That is, the comparator 19 corresponds to the comparison means of the present invention.
[0032]
For example, the control system 1 is configured as shown in FIG. When a floppy disk drive (denoted as FDD in this figure) 23 is read by a floppy disk in which an NC (numerical control) program for operating the machine movable unit 6 in a desired order is recorded in advance, the NC program causes the FDD controller 24 to operate. To the CPU 27. Based on a command for positioning the table 25 at the target position in the NC program, the CPU 27 calculates time-series data of the target speed from the target position (this corresponds to the speed command in FIG. 4A). Expand to. Based on this, in order to shorten the in-position check time of the control target composed of the motor 4 and the servo amplifier 12, the CPU 27 further calculates an appropriate control signal and inputs the interface (described as I / F in this figure) 31 to D / Output to the A converter 33. Software for performing such a series of processes is stored in the ROM 35 in advance. In the D / A converter 33, the digital signal received from the I / F 31 is converted into an analog signal and input to the servo amplifier 12. Then, the motor 4 is operated to rotate the ball screw 39, and the table 25 is moved together with the nut 41. Reference numeral 43 denotes a crystal oscillator that emits a processing signal of the control unit 45 including the CPU 27 and the like and a clock signal that serves as a reference of a timer described later.
[0033]
The computing unit 2, the adder 10, the differentiator 14, the adder 16, the feedforward control unit 20, and the comparator 19 are stored as software in the ROM 35, and are realized by the CPU 27 executing this software. Of the software executed by the CPU 27, a flowchart of processing as the feedforward control unit 20 is shown in FIG. This process is started every predetermined time (for example, 2 msec).
[0034]
When this processing is started, first, at step (hereinafter referred to as S) 100, it is determined whether or not the command speed, that is, the output of the differentiator 14 is zero. If it is zero, it will progress to S110 and it will be determined whether the command speed when this process was started last time was not zero. If Yes, that is, if not zero, the process proceeds to S120, and the switch of the feedforward control unit 20 is turned on. Actually, since this switch is realized by software, it should be said that the equivalent signal v is a comparison target in the comparator 19. Then, a timer is started in S130, and the process proceeds to S140. If NO is determined in S100, or if NO is determined in S110, the process goes straight to S140.
[0035]
In S140, it is determined whether or not the switch of the feedforward control unit 20 is ON, that is, the equivalent signal v is a comparison target in the comparator 19. If it is to be compared, the process proceeds to S150, and whether or not the measured value of the timer is larger than a preset time, that is, the set time elapses after the equivalent signal v becomes the comparison target in the comparator 19. Determine if you did. If it has elapsed, the process proceeds to S160, the switch is turned off, that is, the corresponding signal v is not output to the comparator 19, and the measured value of the timer is returned to zero (denoted as reset in this figure) in S170, and this process is terminated. When it is determined NO in S150, the process proceeds to S180, and it is determined whether or not the position deviation amount is equal to or less than a preset deviation amount. If the result of this determination is Yes, the process proceeds to S160, and if the result is No, this process ends. If NO is determined in S140, the process is terminated as it is.
[0036]
In the control system 1 configured as shown in FIGS. 1 and 2 and performing processing including the processing shown in FIG. 3, speed feedback when the same command pattern as the speed command shown in FIG. FIGS. 2A and 2B show the output signal of the comparator 19 (corresponding to the speed command to the servo amplifier 12 in the control system 21).
[0037]
That is, when the same target position signal r generated by the calculator 2 in FIG. 6A is generated by the calculator 2, the speed command is naturally the same. The speed feedback is the same until the speed command becomes zero. When the speed command becomes zero at time t 1 , the feedforward control unit 20 is turned on and the equivalent signal v is input to the comparator 19. As a result, a constant equivalent signal v is output from the comparator 19 as shown in FIG. As a result, the speed feedback exhibits a larger value than the speed feedback shown in FIG. 6A, as indicated by a one-dot chain line in FIG. As a result, the motor 4 reaches the correct rotational position at time t 3 earlier than time t 2 shown in FIG. 6, and the in-position check time is shortened. Here, it is assumed that the equivalent signal v is turned off because the positional deviation has become a certain amount or less. For this reason, a desirable control result is obtained that the in-position check time is shortened without the speed feedback also exhibiting overshoot or vibration. Here, the experiment was conducted such that the maximum speed was 50 m / min and the corresponding signal v was turned off when 50 msec had elapsed since the ON or when the positional deviation became 100 pulses or less.
[0038]
Depending on how the target position signal r is given, the equivalent signal v may be turned off because a certain time has elapsed since it was turned on. Even in such a case, since the equivalent signal v is fed forward for the predetermined time, the in-position check time can be shortened. Further, when the position deviation becomes small in the middle of this fixed time, the equivalent signal v is turned off, so that the ON period of the equivalent signal v is too long and a desired control result cannot be obtained.
[0039]
As described above, the control system 1 has been described as an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this embodiment and can be implemented in various modes. For example, although the equivalent signal v is a constant value in the control system 1, it may be changed according to the target position signal r and its differential value. As an example, if the change of the target position signal r increases (that is, the speed command increases), the corresponding value v of a larger value is increased, so that the feedforward of the corresponding signal is sufficiently performed when the speed signal is large. It is possible to prevent such a situation that the servo motor does not work or the servo motor causes an overshoot by the corresponding signal when the speed signal is small.
[0040]
Further, the OFF condition of the equivalent signal v in the feedforward control unit 20 may be set only when the position deviation is equal to or smaller than a certain amount (that is, S150 is deleted), or the feedforward control unit 20 is turned on. It may be only that a certain time has passed (corresponding to deleting S180). On the other hand, the ON condition of the equivalent signal v may not be the time when the speed command becomes zero, but may be a time before that (for example, the time when the speed command starts to decrease). Even in this case, the comparator 19 inputs the larger one of the output signal x and the corresponding signal v to the servo amplifier 12, so that an appropriate speed command is input to the servo amplifier 12.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a control system 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of a configuration of a control system 1;
FIG. 3 is a flowchart of processing corresponding to feedforward control means, which is executed by a CPU 27.
FIG. 4 is a graph showing speed feedback in the control system 1 and changes in a speed command signal to the servo amplifier 12;
FIG. 5 is a block diagram of a control system 21, which is an example of a conventional positioning control system.
6 is a graph showing speed feedback in the control system 21 and changes in a speed command signal to the servo amplifier 12. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control system, 2 ... Operation unit, 4 ... Motor, 6 ... Machine movable part, 8 ... Encoder,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 16 ... Adder, 12 ... Servo amplifier, 14 ... Differentiator, 19 ... Comparator 20 ... Feedforward control part, 21 ... Conventional control system,
27 ... CPU, r ... target position signal, v ... equivalent signal, x ... output signal.

Claims (10)

少なくともサーボモータの位置信号と目標位置信号とから速度指令信号を生成する速度指令生成手段を備え、少なくとも該速度指令生成手段により出力された速度指令信号をサーボアンプに入力してサーボモータの位置決め制御を行なう位置決め制御装置において、
前記速度指令信号に相当する値として予め設定された相当信号を生成する相当信号生成手段と、
該相当信号生成手段により生成された前記相当信号を、前記目標位置信号の変化がなくなったときにフィードフォワードして前記サーボアンプに入力するとともに、前記相当信号のフィードフォワードを開始してから予め定められた時間が経過した後に該フィードフォワードを停止するフィードフォワード制御手段と、
を備えたことを特徴とする位置決め制御装置。
At least a speed command generating means for generating a speed command signal from the position signal and the target position signal of the servo motor is provided, and at least the speed command signal output by the speed command generating means is input to a servo amplifier to control positioning of the servo motor. In the positioning control device for performing
Equivalent signal generation means for generating an equivalent signal set in advance as a value corresponding to the speed command signal;
The equivalent signal generated by the equivalent signal generating means is feed-forwarded when the change in the target position signal ceases to be input to the servo amplifier, and is determined in advance after starting feed-forward of the equivalent signal. Feedforward control means for stopping the feedforward after a lapse of a given time ;
A positioning control device comprising:
請求項1に記載の位置決め制御装置において、
前記速度指令生成手段が、
前記サーボモータの位置信号および前記目標位置信号に加え、前記サーボモータの目標位置信号の微分値に比例した値に基づいて前記速度指令信号を生成するものであることを特徴とする位置決め制御装置。
The positioning control device according to claim 1,
The speed command generating means is
A positioning control device for generating the speed command signal based on a value proportional to a differential value of the target position signal of the servo motor in addition to the position signal of the servo motor and the target position signal.
請求項1または2に記載の位置決め制御装置において、
前記相当信号生成手段が、前記目標位置信号の変化が大きくなるほど大きな値の前記相当信号を生成するものであることを特徴とする位置決め制御装置。
In the positioning control device according to claim 1 or 2,
The positioning control device characterized in that the equivalent signal generating means generates the equivalent signal having a larger value as the change in the target position signal becomes larger.
請求項1から3にいずれか記載の位置決め制御装置において、
前記フィードフォワード制御手段は、フィードフォワードを開始してから予め定められた時間が経過していない場合、前記サーボモータの位置偏差量が予め定められた値以下になったら前記相当信号のフィードフォワードを停止するものであることを特徴とする位置決め制御装置。
The positioning control device according to any one of claims 1 to 3,
When the predetermined time has not elapsed since the start of feedforward, the feedforward control means performs feedforward of the corresponding signal when the position deviation amount of the servomotor becomes equal to or less than a predetermined value. A positioning control device that stops.
請求項1からにいずれか記載の位置決め制御装置において、
前記相当信号、および前記速度指令信号の入力を受けて、これらの内の大きい方のみを出力して前記サーボアンプに入力する比較手段を備えたことを特徴とする位置決め制御装置。
In the positioning control device according to any one of claims 1 to 4 ,
A positioning control apparatus comprising: a comparison unit that receives the equivalent signal and the speed command signal, outputs only the larger one of these signals, and inputs it to the servo amplifier.
少なくとも、サーボモータの位置信号と目標位置信号とから生成される速度指令信号をサーボアンプに入力してサーボモータの位置決め制御を行なう位置決め制御方法において、
前記速度指令信号に相当する値として予め設定された相当信号を、前記目標位置信号の変化がなくなったときにフィードフォワードして前記サーボアンプに入力するとともに、前記相当信号のフィードフォワードを開始してから予め定められた時間が経過した後に該フィードフォワードを停止することを特徴とする位置決め制御方法。
In a positioning control method for performing positioning control of a servo motor by inputting a speed command signal generated from at least a position signal of a servo motor and a target position signal to a servo amplifier,
A corresponding signal preset as a value corresponding to the speed command signal is fed forward and input to the servo amplifier when the change in the target position signal ceases, and feed forward of the corresponding signal is started. A positioning control method , wherein the feedforward is stopped after a predetermined time has elapsed .
請求項に記載の位置決め制御方法において、
前記速度指令信号が、前記サーボモータの位置信号および前記目標位置信号に加え、前記サーボモータの目標位置信号の微分値に比例した値に基づいて生成されることを特徴とする位置決め制御方法。
The positioning control method according to claim 6 ,
The positioning control method, wherein the speed command signal is generated based on a value proportional to a differential value of the target position signal of the servo motor in addition to the position signal and the target position signal of the servo motor.
請求項またはに記載の位置決め制御方法において、
前記相当信号が、前記目標位置信号の変化が大きくなるほど値が大きくされることを特徴とする位置決め制御方法。
In the positioning control method according to claim 6 or 7 ,
The positioning control method, wherein the value of the equivalent signal is increased as the change of the target position signal is increased.
請求項からにいずれか記載の位置決め制御方法において、
前記相当信号のフィードフォワードを開始してから予め定められた時間が経過していない場合、前記サーボモータの位置偏差量が予め定められた値以下になったら前記相当信号のフィードフォワードを停止することを特徴とする位置決め制御方法。
The positioning control method according to any one of claims 6 to 8 ,
When a predetermined time has not elapsed since the start of feedforward of the equivalent signal, the feedforward of the equivalent signal is stopped when the position deviation amount of the servo motor becomes equal to or less than a predetermined value. A positioning control method characterized by the above.
請求項からにいずれか記載の位置決め制御方法において、
前記サーボアンプに、前記相当信号、前記速度指令信号の内の大きい方が入力されることを特徴とする位置決め制御方法。
The positioning control method according to any one of claims 6 to 9 ,
A positioning control method, wherein the larger one of the corresponding signal and the speed command signal is input to the servo amplifier.
JP25305899A 1999-09-07 1999-09-07 Positioning control device and positioning control method Expired - Fee Related JP4281167B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25305899A JP4281167B2 (en) 1999-09-07 1999-09-07 Positioning control device and positioning control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25305899A JP4281167B2 (en) 1999-09-07 1999-09-07 Positioning control device and positioning control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001075650A JP2001075650A (en) 2001-03-23
JP4281167B2 true JP4281167B2 (en) 2009-06-17

Family

ID=17245911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25305899A Expired - Fee Related JP4281167B2 (en) 1999-09-07 1999-09-07 Positioning control device and positioning control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4281167B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2695804C1 (en) * 2018-02-07 2019-07-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Servo electric drive with synchronous actuating engine
RU2724926C1 (en) * 2019-10-09 2020-06-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Electric servo drive

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7265511B2 (en) 2003-03-17 2007-09-04 Sanyo Denki Co., Ltd. Motor control device
JP3892823B2 (en) * 2003-03-17 2007-03-14 山洋電気株式会社 Motor speed control device
JP4496545B2 (en) * 2005-10-12 2010-07-07 株式会社安川電機 Digital servo control device and control method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2695804C1 (en) * 2018-02-07 2019-07-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Servo electric drive with synchronous actuating engine
RU2724926C1 (en) * 2019-10-09 2020-06-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Electric servo drive

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001075650A (en) 2001-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100454198C (en) controller
US5107193A (en) Feedforward control apparatus for a servomotor
US9869989B2 (en) Numerical controller
JPH0569275A (en) Numerical control device
JP3169838B2 (en) Servo motor control method
JP4281167B2 (en) Positioning control device and positioning control method
JP6426771B2 (en) Servo controller
US5517100A (en) Method of controlling a servo motor
US11114967B2 (en) Controller of rotary axis
JP2006215732A (en) Numerical control device
Shiller et al. Trajectory preshaping for high-speed articulated systems
JP3749222B2 (en) Numerical controller
JPH09179623A (en) Method and device for controlling mechanical device by numerical control
JP2826391B2 (en) Backlash acceleration control method
CN112241148B (en) Machine tool control device and control system
JP3226413B2 (en) Numerical control unit
JP3556779B2 (en) Servo motor overshoot prevention method
JPH07104813A (en) Numerical controller
JP3253022B2 (en) Servo motor backlash compensation control method
JPH11104934A (en) Method and apparatus for controlling spindle head movement during automatic tool change operation
JP2703096B2 (en) Teaching method of robot system with conveyor
JP3433817B2 (en) Feed control device
JP2652977B2 (en) Numerical control unit
JPH0691481A (en) Driving amount correcting device of drive shaft of finishing machine
JP2546881B2 (en) Maximum static friction torque measurement method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060331

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081118

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090224

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090309

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4281167

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120327

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120327

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130327

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130327

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140327

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees