JP7794059B2 - Servo motor inertia ratio setting method and inertia ratio adjustment device - Google Patents
Servo motor inertia ratio setting method and inertia ratio adjustment deviceInfo
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Description
本発明は、サーボモータのイナーシャ比設定方法及びイナーシャ比調整装置に関する。 The present invention relates to a method for setting the inertia ratio of a servo motor and an inertia ratio adjustment device.
ガントリ機構やタンデム機構のように複数のサーボモータを制御するサーボシステムが利用されている。このようなサーボシステムにおいてイナーシャ比を推定し、推定したイナーシャ比を複数のサーボモータの全てに対して設定する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Servo systems that control multiple servo motors, such as gantry mechanisms and tandem mechanisms, are used. Technology has been proposed for such servo systems that estimates the inertia ratio and sets the estimated inertia ratio for all of the multiple servo motors (see, for example, Patent Document 1).
複数のサーボモータを制御するサーボシステムにおいては、負荷の位置により各サーボモータのイナーシャ比が変化する。そのため、イナーシャ比を推定した位置から負荷の位置が移動すると振動や発振が生じうる。そのため、このような振動や発振を抑制するため、イナーシャ比の設定後もイナーシャ比やゲインの調整作業が繰り返し行われる。このような調整作業は、サーボシステムを運用する作業者の負担となっていた。 In a servo system that controls multiple servo motors, the inertia ratio of each servo motor changes depending on the position of the load. As a result, vibrations and oscillations can occur when the load position moves from the position where the inertia ratio was estimated. Therefore, to suppress such vibrations and oscillations, adjustments to the inertia ratio and gain are repeatedly performed even after the inertia ratio has been set. This adjustment work places a burden on the workers operating the servo system.
開示の技術の1つの側面は、イナーシャ比の調整頻度を可及的に低減し得るサーボシステムのイナーシャ比設定方法及びイナーシャ比調整装置を提供することを目的とする。 One aspect of the disclosed technology aims to provide a method for setting the inertia ratio of a servo system and an inertia ratio adjustment device that can reduce the frequency of inertia ratio adjustment as much as possible.
開示の技術の1つの側面は、次のようなサーボモータのイナーシャ比設定方法によって例示される。本サーボモータのイナーシャ比設定方法は、複数のサーボモータの協働によって負荷を駆動するサーボシステムのイナーシャ比を設定する方法である。本イナーシャ比を設定する方法は、複数の上記サーボモータの夫々について、上記負荷を第1の位置に移動させた状態におけるイナーシャ比の第1の推定値と、上記負荷を第2の位置に移動させた状態におけるイナーシャ比の第2の推定値とを取得する取得処理と、複数の上記サーボモータの夫々について、取得した上記第1の推定値と上記第2の推定値との変動幅、上記第1の推定値及び上記第2の推定値を基に仮のイナーシャ比を決定する決定処理と、決定した上記仮のイナーシャ比を複数の上記サーボモータに設定させる第1の設定処理と、上記仮のイナーシャ比を設定させた後に複数の上記サーボモータにおいてゲインの調整を実行させる調整処理と、上記調整処理の後に、取得した全てのサーボモータの夫々についての上記第1の推定値と上記第2の推定値の平均として算出されるイナーシャ比を、複数の上記サーボモータの夫々に設定させる第2の設定処理と、を含む。 One aspect of the disclosed technology is exemplified by the following method for setting the inertia ratio of a servo motor. This method for setting the inertia ratio of a servo motor is a method for setting the inertia ratio of a servo system that drives a load through the cooperation of multiple servo motors. This method of setting an inertia ratio includes an acquisition process for acquiring, for each of the plurality of servo motors, a first estimated value of the inertia ratio when the load is moved to a first position and a second estimated value of the inertia ratio when the load is moved to a second position; a determination process for determining, for each of the plurality of servo motors, a provisional inertia ratio based on the fluctuation range between the acquired first estimated value and the acquired second estimated value and the first estimated value and the second estimated value; a first setting process for setting the determined provisional inertia ratio to the plurality of servo motors; an adjustment process for adjusting the gains of the plurality of servo motors after setting the provisional inertia ratio; and a second setting process for setting, for each of the plurality of servo motors, an inertia ratio calculated as the average of the acquired first estimated value and second estimated value for all of the servo motors after the adjustment process.
上記サーボモータのイナーシャ比設定方法では、推定したイナーシャ比とその変動幅を基に決定した仮のイナーシャ比を設定した上でゲイン調整が行われる。ゲイン調整後に、複数の上記サーボモータについて上記推定値の平均のイナーシャ比を設定させることで、負荷の位置変動に伴うイナーシャ比の変動が生じても振動が生じにくくなる。ひいては、上記サーボモータのイナーシャ比設定方法は、イナーシャ比の調整頻度を可及的に低減することができる。 In the above-mentioned method for setting an inertia ratio for a servo motor, a provisional inertia ratio is set based on the estimated inertia ratio and its fluctuation range, and then gain adjustment is performed. After gain adjustment, the average inertia ratio of the above-mentioned estimated values is set for multiple servo motors, making it less likely that vibration will occur even if the inertia ratio fluctuates due to load position fluctuations. Consequently, the above-mentioned method for setting an inertia ratio for a servo motor can minimize the frequency of inertia ratio adjustments.
上記サーボモータのイナーシャ比設定方法は、次の特徴を備えてもよい。上記第1の位
置は、上記負荷の駆動範囲内において上記負荷が上記サーボモータから最も離れた位置であり、上記第2の位置は、上記負荷の駆動範囲内において上記負荷が上記サーボモータに最も近づく位置である。そして、上記決定処理では、複数の上記サーボモータの夫々について、取得した上記第1の推定値と上記第2の推定値の平均値を基に所定の係数が算出され、複数の上記サーボモータの夫々について、算出された上記所定の係数と上記平均値とに基づいて、上記仮のイナーシャ比が決定される。
The method for setting an inertia ratio of a servo motor may have the following features: the first position is a position at which the load is farthest from the servo motor within a driving range of the load, and the second position is a position at which the load is closest to the servo motor within a driving range of the load, and in the determination process, a predetermined coefficient is calculated for each of the plurality of servo motors based on an average value of the acquired first estimated value and second estimated value, and the tentative inertia ratio is determined for each of the plurality of servo motors based on the calculated predetermined coefficient and the average value.
負荷の位置によるイナーシャ比の変動は、負荷の駆動範囲においてサーボモータに最も近い位置に負荷が存在する場合のイナーシャ比と、サーボモータから最も離れた位置に負荷が存在する場合のイナーシャ比であると考えられる。上記サーボモータのイナーシャ比設定方法は、上記特徴を備えることで、イナーシャ比の変動の最大幅を考慮して仮のイナーシャ比が決定されてゲイン調整が行われることで、駆動範囲内における様々な位置に負荷を移動させたときにおいても、可及的に振動の発生を抑制することができる。 The variation in inertia ratio due to the load position can be considered to be the inertia ratio when the load is located closest to the servo motor within the load's driving range, and the inertia ratio when the load is located farthest from the servo motor. By incorporating the above-mentioned features, the servo motor inertia ratio setting method determines a provisional inertia ratio and adjusts the gain, taking into account the maximum range of inertia ratio variation, thereby minimizing the occurrence of vibrations as much as possible even when the load is moved to various positions within the driving range.
開示の技術は、上記サーボモータのイナーシャ比設定方法を実行するイナーシャ比設定装置の側面から把握することも可能である。 The disclosed technology can also be understood from the perspective of an inertia ratio setting device that executes the above-mentioned servo motor inertia ratio setting method.
開示の技術によれば、イナーシャ比の調整頻度を可及的に低減することができる。 The disclosed technology makes it possible to reduce the frequency of inertia ratio adjustments as much as possible.
以下、図面を参照して実施形態について説明する。図1は、実施形態に係るサーボシステム1の一例を示す図である。サーボシステム1は、負荷機械2、サーボモータ3a、3b、3c、サーボドライバ4a、4b、4c、コントローラ7及び調整支援装置9を備える。サーボシステム1は、サーボドライバ4a、4b、4cの協働によって負荷機械2を駆動するシステムである。サーボシステム1は、「サーボシステム」の一例である。 Embodiments will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a servo system 1 according to an embodiment. The servo system 1 includes a load machine 2, servo motors 3a, 3b, and 3c, servo drivers 4a, 4b, and 4c, a controller 7, and an adjustment support device 9. The servo system 1 is a system that drives the load machine 2 through cooperation between the servo drivers 4a, 4b, and 4c. The servo system 1 is an example of a "servo system."
負荷機械2は、例えば、ガントリ機構やタンデム機構によって例示される軸干渉を生じ得る複数の軸を有する多軸構成の機械である。図2は、負荷機械2の概略構成の一例を示す図である。負荷機械2は、サーボモータ3aによって駆動される第1軸21と、サーボモータ3bによって駆動される第2軸22と、サーボモータ3cによって駆動される第3軸23と、を含む。第1軸21と第2軸22とは、平行に配置される。第3軸23は、平行に配置された第1軸21と第2軸22とに直交するように機械的に接続される。第3軸23には、精密ステージ24が配置される。 The load machine 2 is a multi-axis machine having multiple axes that may cause axis interference, such as a gantry mechanism or tandem mechanism. Figure 2 shows an example of the general configuration of the load machine 2. The load machine 2 includes a first axis 21 driven by a servo motor 3a, a second axis 22 driven by a servo motor 3b, and a third axis 23 driven by a servo motor 3c. The first axis 21 and the second axis 22 are arranged in parallel. The third axis 23 is mechanically connected so as to be perpendicular to the first axis 21 and the second axis 22, which are arranged in parallel. A precision stage 24 is arranged on the third axis 23.
負荷機械2では、第1軸21がサーボモータ3aによって駆動され、第2軸22がサーボモータ3bによって駆動されることで、第3軸23が第1軸21及び第2軸22の軸方向に沿って移動する。また、第3軸23がサーボモータ3cによって駆動されることで、精密ステージ24が第3軸23の軸方向に沿って移動する。精密ステージ24は、「負荷」の一例である。 In the load machine 2, the first axis 21 is driven by a servo motor 3a, and the second axis 22 is driven by a servo motor 3b, causing the third axis 23 to move along the axial direction of the first axis 21 and the second axis 22. Furthermore, the third axis 23 is driven by a servo motor 3c, causing the precision stage 24 to move along the axial direction of the third axis 23. The precision stage 24 is an example of a "load."
サーボモータ3a、3b、3cには、指令信号にしたがってサーボモータ3a、3b、3cの駆動信号を出力するサーボドライバ4a、4b、4cが夫々接続される。サーボドライバ4a、4b、4cには、ユーザ又は外部装置からの入力に応じて指令信号を出力するコントローラ7が接続される。また、コントローラ7には、サーボドライバ4a、4bによるイナーシャ比の調整を支援する調整支援装置9が設けられる。調整支援装置9は、例えば、所定のプログラムを実行するパーソナルコンピュータやPLCによって実現することができる。調整支援装置9は、「イナーシャ比設定装置」の一例である。 Servo drivers 4a, 4b, and 4c are connected to servo motors 3a, 3b, and 3c, respectively, and output drive signals for servo motors 3a, 3b, and 3c in accordance with command signals. Servo drivers 4a, 4b, and 4c are connected to controller 7, which outputs command signals in response to input from a user or an external device. Controller 7 is also provided with an adjustment support device 9 that supports adjustment of the inertia ratio by servo drivers 4a and 4b. Adjustment support device 9 can be implemented, for example, by a personal computer or PLC that executes a predetermined program. Adjustment support device 9 is an example of an "inertia ratio setting device."
なお、図1では、軸干渉を生じ得る軸を第1軸21、第2軸22の二軸とし、軸干渉を生じない軸を第3軸23の一軸として構成を例示しているが、軸干渉を生じ得る軸が三軸以上である負荷機械が採用されてもよい。軸干渉を生じ得る軸が三軸以上である負荷機械が採用される場合、各軸に対してサーボモータ、サーボドライバ及びコントローラが設けられ、各サーボドライバに調整支援装置9が接続されればよい。 Note that Figure 1 illustrates a configuration in which two axes, the first axis 21 and the second axis 22, are capable of causing shaft interference, and only one axis, the third axis 23, is capable of not causing shaft interference. However, a loaded machine with three or more axes capable of causing shaft interference may also be used. When a loaded machine with three or more axes capable of causing shaft interference is used, a servo motor, servo driver, and controller may be provided for each axis, and an adjustment support device 9 may be connected to each servo driver.
多軸構成を有する負荷機械2を有するサーボシステム1においてサーボモータ3a、3bの制御に用いる制御パラメータを調整する際に、負荷機械2の各軸におけるイナーシャ比の推定が行われる。イナーシャ比の推定には、例えば、上記特許文献1に記載の技術を採用することで、可及的に正確なイナーシャ比の推定を実現できる。 When adjusting the control parameters used to control the servo motors 3a and 3b in a servo system 1 having a load machine 2 with a multi-axis configuration, the inertia ratio of each axis of the load machine 2 is estimated. For example, by employing the technology described in Patent Document 1 above, the inertia ratio can be estimated as accurately as possible.
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術を採用した場合でも、イナーシャ比を推定した位置から第3軸23や精密ステージ24が移動すると第1軸21及び第2軸22のイナーシャ比が変化する。図3は、第3軸23や精密ステージ24の移動によるイナーシャ比が変動した場合の第1軸21及び第2軸22への変動の影響を例示する図である。図3のL1の直線は、推定したイナーシャ比と実際のイナーシャ比とが等しい状態を例示する。また、図3のL2の直線は、推定したイナーシャ比よりも実際のイナーシャ比の方が大きい状態を例示する。図3のL3の直線は、推定したイナーシャ比よりも実際のイナーシャ比の方が小さい状態を例示する。また、図3中の「Kvp」は、速度比例ゲインである。 However, even when the technology described in Patent Document 1 is adopted, the inertia ratios of the first axis 21 and the second axis 22 change when the third axis 23 or the precision stage 24 moves from the position where the inertia ratio was estimated. Figure 3 is a diagram illustrating the effect of fluctuations on the first axis 21 and the second axis 22 when the inertia ratio fluctuates due to movement of the third axis 23 or the precision stage 24. The line L1 in Figure 3 illustrates a state in which the estimated inertia ratio and the actual inertia ratio are equal. The line L2 in Figure 3 illustrates a state in which the actual inertia ratio is greater than the estimated inertia ratio. The line L3 in Figure 3 illustrates a state in which the actual inertia ratio is smaller than the estimated inertia ratio. Furthermore, "Kvp" in Figure 3 is the velocity proportional gain.
図3を参照すると理解できるように、実際のイナーシャ比が変動することで速度制御帯域が変動する。速度制御帯域が変動することで振動や発振が生じることとなる。そこで、本実施形態では、イナーシャ比を推定した箇所から第3軸23や精密ステージ24が移動しても振動や発振を抑制して、イナーシャ比の再調整を可及的に抑制するために以下の構成を採用する。 As can be seen from Figure 3, fluctuations in the actual inertia ratio cause fluctuations in the speed control band. Fluctuations in the speed control band result in vibrations and oscillations. Therefore, in this embodiment, the following configuration is adopted to suppress vibrations and oscillations even when the third axis 23 or precision stage 24 moves from the point where the inertia ratio was estimated, and to minimize the need for readjustment of the inertia ratio.
図4は、実施形態におけるサーボドライバ4a、4bと調整支援装置9の概略構成を示すブロック図である。図4では、軸干渉が生じ得る第1軸21及び第2軸22を制御するサーボドライバについて記載されている。また、図4では、コントローラ7についても記載されている。以下、図4を参照して、サーボドライバ4a、4bと調整支援装置9の概略構成について説明する。 Figure 4 is a block diagram showing the general configuration of the servo drivers 4a, 4b and the adjustment support device 9 in this embodiment. Figure 4 shows the servo drivers that control the first axis 21 and second axis 22, which may cause axis interference. Figure 4 also shows the controller 7. Below, the general configuration of the servo drivers 4a, 4b and the adjustment support device 9 will be explained with reference to Figure 4.
サーボドライバ4aは、コントローラ7から入力される指令に基づいてサーボモータ3aに駆動電流を出力する制御部41aを含む。制御部41aは、位置制御器、速度制御器、トルク制御器等を含むが、これらは公知の構成を適宜採用することができるので詳細な説明は省略する。サーボドライバ4aは、イナーシャ比を推定するための推定部42aを含む。推定部42aによるイナーシャ比の推定方法としては、例えば、特許文献1に記載の技術を採用することができる。サーボドライバ4aは、各種情報を記憶する記憶部43a及び外部と通信するための通信部44aを有する。サーボドライバ4bも同様に、制御部41b推定部42b記憶部43b及び通信部44bを含むが、各部の構成はサーボドライバ4aと同様であるので説明を省略する。 The servo driver 4a includes a control unit 41a that outputs a drive current to the servo motor 3a based on commands input from the controller 7. The control unit 41a includes a position controller, a speed controller, a torque controller, etc., but these can be configured using known components as appropriate, so detailed descriptions are omitted. The servo driver 4a also includes an estimation unit 42a that estimates the inertia ratio. The estimation unit 42a can use the technology described in Patent Document 1, for example, as a method for estimating the inertia ratio. The servo driver 4a has a memory unit 43a that stores various information and a communication unit 44a for communicating with the outside. The servo driver 4b also includes a control unit 41b, an estimation unit 42b, a memory unit 43b, and a communication unit 44b, but the configuration of each unit is the same as that of the servo driver 4a, so descriptions are omitted.
コントローラ7は、サーボドライバ4a、4bと調整支援装置9との間での信号の送受信を中継する信号中継部71を含む。コントローラ7は、数値制御プログラム等を実行するCPUからなるプロセッサ、メモリ、通信部等を有するが、これらは公知の構成を適宜採用することができるので詳細な説明は省略する。 The controller 7 includes a signal relay unit 71 that relays the transmission and reception of signals between the servo drivers 4a, 4b and the adjustment support device 9. The controller 7 has a processor consisting of a CPU that executes numerical control programs, etc., memory, a communication unit, etc., but as these can be configured in a known manner as appropriate, detailed explanations will be omitted.
調整支援装置9は、例えば、後述するイナーシャ比を調整するためのプログラムを実行するCPUや当該プログラムやデータを記憶する記憶装置を有するコンピュータにより構成される。調整支援装置9は、イナーシャ比取得部91及びイナーシャ比設定制御部92を有する。イナーシャ比取得部91は、推定部42a、42bによって推定されたイナーシャ比を、通信部44a、44b及び信号中継部71を介して、サーボドライバ4a、4bから取得する。 The adjustment support device 9 is configured, for example, by a computer having a CPU that executes a program for adjusting the inertia ratio (described below) and a storage device that stores the program and data. The adjustment support device 9 has an inertia ratio acquisition unit 91 and an inertia ratio setting control unit 92. The inertia ratio acquisition unit 91 acquires the inertia ratios estimated by the estimators 42a and 42b from the servo drivers 4a and 4b via the communication units 44a and 44b and the signal relay unit 71.
イナーシャ比設定制御部92は、イナーシャ比取得部91によって取得されたイナーシャ比を基に決定した仮のイナーシャ比を、信号中継部71を介して、それぞれのサーボドライバ4a、4bに送信する。 The inertia ratio setting control unit 92 transmits the provisional inertia ratio determined based on the inertia ratio acquired by the inertia ratio acquisition unit 91 to each of the servo drivers 4a and 4b via the signal relay unit 71.
仮のイナーシャ比を受信したサーボドライバ4a、4bでは、受信した仮のイナーシャ比を制御部41a、41bが記憶部43a、43bに記憶させる。記憶部43a、43b、に記憶された仮のイナーシャ比は、制御部41a、41bにおけるイナーシャ比の設定に用いられる。サーボドライバ4a、4bでは、仮のイナーシャ比が設定された状態でゲインの調整が実施される。ゲインの調整では、例えば、速度比例ゲインや位置比例ゲインが調整される。 When the servo drivers 4a, 4b receive the provisional inertia ratio, the control units 41a, 41b store the received provisional inertia ratio in the memory units 43a, 43b. The provisional inertia ratio stored in the memory units 43a, 43b is used to set the inertia ratio in the control units 41a, 41b. The servo drivers 4a, 4b adjust the gain with the provisional inertia ratio set. Gain adjustments include, for example, adjusting the velocity proportional gain and position proportional gain.
サーボドライバ4a、4bにおけるゲイン調整が終了すると、調整支援装置9のイナーシャ比設定制御部92は、イナーシャ比取得部91によって取得されたイナーシャ比を、信号中継部71を介して、それぞれのサーボドライバ4a、4bに送信する。 When gain adjustment in the servo drivers 4a and 4b is complete, the inertia ratio setting control unit 92 of the adjustment support device 9 transmits the inertia ratio acquired by the inertia ratio acquisition unit 91 to each of the servo drivers 4a and 4b via the signal relay unit 71.
イナーシャ比を受信したサーボドライバ4a、4bでは、受信したイナーシャ比を制御部41a、41bが記憶部43a、43bに記憶させる。記憶部43a、43bに記憶されたイナーシャ比は、制御部41a、41bにおけるイナーシャ比の設定に用いられる。 When the servo drivers 4a, 4b receive the inertia ratio, the control units 41a, 41b store the received inertia ratio in the memory units 43a, 43b. The inertia ratio stored in the memory units 43a, 43b is used to set the inertia ratio in the control units 41a, 41b.
<処理フロー>
図5及び図6は、実施形態におけるイナーシャ比設定処理の処理フローの一例を示す図である。以下、図5及び図6を参照して、実施形態におけるイナーシャ比設定処理の処理
フローの一例について説明する。
<Processing flow>
5 and 6 are diagrams showing an example of a processing flow of the inertia ratio setting processing in the embodiment. Hereinafter, an example of the processing flow of the inertia ratio setting processing in the embodiment will be described with reference to FIGS.
S1では、イナーシャ比推定を行う軸を特定する変数iに対して、i=1とおく。ここでは、イナーシャ比の推定を行うべき軸、すなわち、互いに軸干渉が生じ得る複数の軸には、当該軸を特定するために1から順に一意に番号が付されており、このように特定される軸を第i軸として説明する。 In S1, the variable i that identifies the axis for which inertia ratio estimation is to be performed is set to i = 1. Here, the axes for which inertia ratio estimation is to be performed, i.e., the multiple axes that may experience axis interference with each other, are assigned unique numbers starting from 1 to identify the axes, and the axis identified in this way will be described as the i-th axis.
S2では、負荷機械2によって、軸干渉を生じ得る複数の軸を含む位置決め動作を試行する。S3では、変数iによって示される軸(例えば、「i=1」のときであれば第1軸21)のイナーシャ比の推定が行われる。S4では、変数iによって示される軸の推定されたイナーシャ比は、通信部44a、44bを介して、調整支援装置9に送信され、イナーシャ比取得部91に設けられた所定の記憶領域に記録される。 In S2, the load machine 2 attempts a positioning operation involving multiple axes that may cause axis interference. In S3, the inertia ratio of the axis indicated by the variable i (for example, the first axis 21 when i = 1) is estimated. In S4, the estimated inertia ratio of the axis indicated by the variable i is transmitted to the adjustment support device 9 via the communication units 44a and 44b and recorded in a specified memory area provided in the inertia ratio acquisition unit 91.
S5では、イナーシャ比設定制御部92が、関連軸、すなわち互いに軸干渉を生じ得る複数の軸の全て(図2の例では第1軸21、第2軸22及び第3軸23に対応する)についてイナーシャ比が記憶されているか否かを判定する。記憶されている場合(S5でYES)、処理はS7に進められる。少なくとも一部の軸についてのイナーシャ比が記憶されていない場合(S5でNO)、処理はS6に進められる。 In S5, the inertia ratio setting control unit 92 determines whether inertia ratios are stored for all of the related axes, i.e., the multiple axes that may cause axis interference with one another (in the example of Figure 2, these correspond to the first axis 21, the second axis 22, and the third axis 23). If they are stored (YES in S5), processing proceeds to S7. If inertia ratios for at least some of the axes are not stored (NO in S5), processing proceeds to S6.
S6では、iがインクリメントされる。その後、インクリメント後のiが示す軸について、S2以降の処理が実行される。 In S6, i is incremented. Then, the processing from S2 onwards is executed for the axis indicated by the incremented i.
S7では、イナーシャ比設定制御部92は、各軸に対するイナーシャ比の推定値をイナーシャ比取得部91から読み出して、仮のイナーシャ比を決定する。仮のイナーシャ比は、例えば、イナーシャ比の推定値に対して所定の係数αを乗じて決定される。仮のイナーシャ比を決定する処理の詳細については後述する。 In S7, the inertia ratio setting control unit 92 reads the estimated inertia ratio value for each axis from the inertia ratio acquisition unit 91 and determines a provisional inertia ratio. The provisional inertia ratio is determined, for example, by multiplying the estimated inertia ratio value by a predetermined coefficient α. The process of determining the provisional inertia ratio will be described in detail later.
S8では、イナーシャ比設定制御部92は、S7で決定された仮のイナーシャ比を各軸に対応するサーボドライバ4a、4bに送信する。 In S8, the inertia ratio setting control unit 92 transmits the provisional inertia ratio determined in S7 to the servo drivers 4a and 4b corresponding to each axis.
S9では、仮のイナーシャ比が各軸に設定された状態で、i=1に初期化される。S10では、変数iによって示される軸(例えば、「i=2」のときであれば第2軸22)においてゲインの調整が行われる。 In S9, a temporary inertia ratio is set for each axis, and i is initialized to 1. In S10, gain adjustment is performed on the axis indicated by the variable i (for example, the second axis 22 when i = 2).
S11では、イナーシャ比設定制御部92が、関連軸、すなわち互いに軸干渉を生じ得る複数の軸の全て(図2の例であれば、第1軸21、第2軸22)についてゲインの調整が完了しているか否かを判定する。完了している場合(S11でYES)、処理はS12に進められる。少なくとも一部の軸についてゲインの調整が完了していない場合(S11でNO)、処理はS13に進められる。 In S11, the inertia ratio setting control unit 92 determines whether gain adjustment has been completed for all related axes, i.e., all multiple axes that may cause axis interference with each other (in the example of Figure 2, first axis 21 and second axis 22). If so (YES in S11), processing proceeds to S12. If gain adjustment has not been completed for at least some axes (NO in S11), processing proceeds to S13.
S12では、イナーシャ比設定制御部92は、S5で記録した推定されたイナーシャ比を各軸に対応するサーボドライバ4a、4bに送信する。 In S12, the inertia ratio setting control unit 92 transmits the estimated inertia ratio recorded in S5 to the servo drivers 4a and 4b corresponding to each axis.
<係数αの算出>
図7は、仮のイナーシャ比算出に用いられる係数αの算出を模式的に示す図である。係数αを算出する際には、負荷機械2において精密ステージ24を複数の位置に移動させ、夫々の箇所でサーボドライバ4a、4bによるイナーシャ比の推定が行われる。図7の例では、丸囲み数字「1」、「2」、「3」、「4」の位置に精密ステージ24が移動されて、サーボドライバ4a、4bによるイナーシャ比の推定が行われた状態が例示される。
<Calculation of coefficient α>
7 is a diagram schematically illustrating the calculation of the coefficient α used to calculate the provisional inertia ratio. When calculating the coefficient α, the precision stage 24 of the load machine 2 is moved to multiple positions, and the servo drivers 4a and 4b estimate the inertia ratio at each position. The example of FIG. 7 illustrates a state in which the precision stage 24 is moved to the positions indicated by the circled numbers "1,""2,""3," and "4," and the servo drivers 4a and 4b estimate the inertia ratio.
係数αは、例えば、推定されたイナーシャ比を基に決定される。ここで、係数αの推定に好ましいイナーシャ比としては、例えば、精密ステージ24による荷重が第1軸21及び第2軸22のうちの一方の軸に偏っている複数の位置で推定されたイナーシャ比を挙げることができる。図7の例では、丸囲み数字「1」の位置がサーボモータ3a、3b及び3cのいずれからも離れた位置、丸囲み数字「2」の位置がサーボモータ3a、3bからは離れておりサーボモータ3cには最も近い位置、丸囲み数字「3」の位置がサーボモータ3b、3cからは離れておりサーボモータ3aには最も近い位置、丸囲み数字「4」の位置がサーボモータ3a、3cからは離れておりサーボモータ3bには最も近い位置、を例示する。丸囲み数字「1」、「2」、「3」、「4」のいずれの位置も第1軸21または第2軸22の一方に荷重が偏った位置である。 The coefficient α is determined, for example, based on an estimated inertia ratio. Here, preferred inertia ratios for estimating the coefficient α include inertia ratios estimated at multiple positions where the load from the precision stage 24 is biased toward one of the first axis 21 and the second axis 22. In the example of Figure 7, the circled number "1" is a position far from all of the servo motors 3a, 3b, and 3c; the circled number "2" is a position far from the servo motors 3a and 3b but closest to the servo motor 3c; the circled number "3" is a position far from the servo motors 3b and 3c but closest to the servo motor 3a; and the circled number "4" is a position far from the servo motors 3a and 3c but closest to the servo motor 3b. All of the circled numbers "1," "2," "3," and "4" are positions where the load is biased toward either the first axis 21 or the second axis 22.
サーボドライバ4a、4bの推定部42a、42bは、丸囲み数字「1」、「2」、「3」、「4」の夫々に精密ステージ24を移動させたときにおけるイナーシャ比を推定する。推定されたイナーシャ比は、通信部44a、44bを介して調整支援装置9に送信され、イナーシャ比取得部91に設けられた所定の記憶領域に記録される。図7を参照して説明した各軸におけるイナーシャ比の推定処理は、例えば、図5のS1からS5、S6において実行される。ここで、推定されてたイナーシャ比を用いて係数αを算出する方式としては、例えば、以下の2つの方式を挙げることができる。 The estimating units 42a and 42b of the servo drivers 4a and 4b estimate the inertia ratio when the precision stage 24 is moved to each of the circled numbers "1," "2," "3," and "4." The estimated inertia ratios are transmitted to the adjustment support device 9 via the communication units 44a and 44b and recorded in a predetermined memory area provided in the inertia ratio acquisition unit 91. The process of estimating the inertia ratio for each axis described with reference to Figure 7 is executed, for example, in steps S1 to S5 and S6 in Figure 5. Here, the following two methods can be used to calculate the coefficient α using the estimated inertia ratio.
図8は、仮のイナーシャ比算出に用いられる係数αの算出の第1の方式を模式的に示す図である。図8の「位置」に記載された丸囲み数字「1」、「2」、「3」、「4」は、図7の丸囲み数字「1」、「2」、「3」、「4」に夫々対応する。図8では、第1軸21及び第2軸22の夫々について、丸囲み数字「1」、「2」、「3」、「4」の位置に精密ステージ24を移動させた状態で推定されたイナーシャ比と、第1軸21及び第2軸22の夫々について推定されたイナーシャ比の平均値が例示される。 Figure 8 is a diagram schematically illustrating a first method for calculating the coefficient α used to calculate the provisional inertia ratio. The circled numbers "1," "2," "3," and "4" listed under "Position" in Figure 8 correspond to the circled numbers "1," "2," "3," and "4," respectively, in Figure 7. Figure 8 illustrates the inertia ratios estimated for each of the first axis 21 and the second axis 22 when the precision stage 24 is moved to the positions of the circled numbers "1," "2," "3," and "4," as well as the average values of the inertia ratios estimated for each of the first axis 21 and the second axis 22.
係数α算出の第1の方式では、イナーシャ比設定制御部92は、第1軸21、第2軸22の夫々について、丸囲み数字「1」、「2」、「3」、「4」の位置に精密ステージ24を移動させた状態で推定されたイナーシャ比の平均値を算出する。イナーシャ比設定制御部92は、第1軸21、第2軸22の夫々について、推定されたイナーシャ比の平均値と、推定されたイナーシャ比のうち最も平均値から離れた値との変化量を基に係数αを算出する。 In the first method for calculating the coefficient α, the inertia ratio setting control unit 92 calculates the average value of the estimated inertia ratios for each of the first axis 21 and the second axis 22, while the precision stage 24 is moved to the circled numbers "1," "2," "3," and "4." The inertia ratio setting control unit 92 calculates the coefficient α for each of the first axis 21 and the second axis 22, based on the amount of change between the average value of the estimated inertia ratios and the value of the estimated inertia ratios that is furthest from the average value.
図9は、仮のイナーシャ比算出に用いられる係数αの算出の第2の方式を模式的に示す図である。第2の方式では、精密ステージ24が自軸上にあるときに推定されたイナーシャ比が係数αの決定に用いられる。図9の「位置」に記載された丸囲み数字「1」、「2」、「3」、「4」は、図7の丸囲み数字「1」、「2」、「3」、「4」に夫々対応する。図9の例では、丸囲み数字「1」、「3」の位置に精密ステージ24が移動されてサーボドライバ4aによるイナーシャ比の推定が行われ、丸囲み数字「2」、「4」の位置に精密ステージ24が移動されてサーボドライバ4bによるイナーシャ比の推定が行われた状態が例示される。丸囲み数字「1」、「3」の位置は精密ステージ24が第1軸21上に位置するときであり、丸囲み数字「2」、「4」の位置は精密ステージ24が第2軸22上に位置するときである。 Figure 9 is a schematic diagram showing a second method for calculating the coefficient α used to calculate the provisional inertia ratio. In this second method, the inertia ratio estimated when the precision stage 24 is on its own axis is used to determine the coefficient α. The circled numbers "1," "2," "3," and "4" listed under "Position" in Figure 9 correspond to the circled numbers "1," "2," "3," and "4" in Figure 7, respectively. The example in Figure 9 illustrates a state in which the precision stage 24 is moved to the positions of circled numbers "1" and "3," where the inertia ratio is estimated by the servo driver 4a, and the precision stage 24 is moved to the positions of circled numbers "2" and "4," where the inertia ratio is estimated by the servo driver 4b. The positions of circled numbers "1" and "3" correspond to when the precision stage 24 is located on the first axis 21, and the positions of circled numbers "2" and "4" correspond to when the precision stage 24 is located on the second axis 22.
係数α算出の第1の方式では、イナーシャ比設定制御部92は、第1軸21については、第1軸21上に精密ステージ24が位置する状態(図7の丸囲み数字「1」、「3」の状態)の夫々において推定されたイナーシャ比の平均値を算出する。イナーシャ比設定制御部92は、第1軸21について算出された平均値と、第1軸21において推定されたイナーシャ比のうち最も平均値から離れた値との変化量を基に第1軸21に適用する係数αを算出する。 In the first method for calculating the coefficient α, the inertia ratio setting control unit 92 calculates the average value of the inertia ratios estimated for the first axis 21 in each of the states in which the precision stage 24 is positioned on the first axis 21 (states indicated by the circled numbers "1" and "3" in Figure 7). The inertia ratio setting control unit 92 calculates the coefficient α to be applied to the first axis 21 based on the amount of change between the average value calculated for the first axis 21 and the inertia ratio estimated for the first axis 21 that is furthest from the average value.
また、イナーシャ比設定制御部92は、第2軸22については、第2軸22上に精密ステージ24が位置する状態(図7の丸囲み数字「2」、「4」の状態)の夫々において推定されたイナーシャ比の平均値を算出する。イナーシャ比設定制御部92は、第2軸22について算出された平均値と、第2軸22において推定されたイナーシャ比のうち最も平均値との差が大きい値との変化量を基に、第2軸22に適用する係数αを算出する。このように算出された係数αを用いて、例えば、図5のS7において仮のイナーシャ比が決定される。仮のイナーシャ比の算出には、例えば、以下の式(1)を用いることができる。
式(1)において、Tは仮のイナーシャ比、Y1は第1軸21において推定されたイナーシャ比の平均値、Y2は第2軸22において推定されたイナーシャ比の平均値である。 In equation (1), T is the tentative inertia ratio, Y1 is the average value of the inertia ratio estimated on the first axis 21, and Y2 is the average value of the inertia ratio estimated on the second axis 22.
図10は、仮のイナーシャ比を決定する処理の処理フローの一例を示す図である。図10の処理は、図5のS7で実行される処理である。以下、図10を参照して、仮のイナーシャ比を決定する処理の処理フローの一例について説明する。 Figure 10 shows an example of the processing flow for determining a tentative inertia ratio. The processing in Figure 10 is executed in S7 of Figure 5. Below, an example of the processing flow for determining a tentative inertia ratio will be described with reference to Figure 10.
S21では、仮のイナーシャ比を決定する軸を特定する変数iに対して、i=1とおく。ここで、仮のイナーシャ比を決定する対象となる軸は、軸干渉を生じ得る複数の軸(例えば、第1軸21、第2軸22)である。 In S21, the variable i, which identifies the axis for which the provisional inertia ratio is to be determined, is set to i = 1. Here, the axes for which the provisional inertia ratio is to be determined are multiple axes that may cause axis interference (e.g., first axis 21, second axis 22).
S22では、イナーシャ比設定制御部92は、第i軸について、推定されたイナーシャ比の平均値を算出する。S23では、イナーシャ比設定制御部92は、S22で算出した平均値と、推定されたイナーシャ比とを用いて、係数αを算出する。S22においてイナーシャ比の平均値の算出する方式及びS23において係数αを算出する方式としては、例えば、図8及び図9を参照して説明した第1の方式及び第2の方式が挙げられる。 In S22, the inertia ratio setting control unit 92 calculates the average value of the estimated inertia ratios for the i-th axis. In S23, the inertia ratio setting control unit 92 calculates the coefficient α using the average value calculated in S22 and the estimated inertia ratio. Methods for calculating the average value of the inertia ratios in S22 and the coefficient α in S23 include, for example, the first method and the second method described with reference to Figures 8 and 9.
S24では、イナーシャ比設定制御部92は、第3軸23で決定した係数αと推定されたイナーシャ比の平均値とを用いて仮のイナーシャ比を決定する。 In S24, the inertia ratio setting control unit 92 determines a provisional inertia ratio using the coefficient α determined for the third axis 23 and the average value of the estimated inertia ratios.
S25では、イナーシャ比設定制御部92は、、関連軸、すなわち互いに軸干渉を生じ得る複数の軸の全て(図2の例では第1軸21及び第2軸22に対応する)について、仮のイナーシャ比が決定済みか否かを判定する。決定済みの場合(S25でYES)、処理は終了される。少なくとも一部の軸についての仮のイナーシャ比が決定されていない場合(S25でNO)、処理はS26に進められる。 In S25, the inertia ratio setting control unit 92 determines whether or not provisional inertia ratios have been determined for all related axes, i.e., all of the multiple axes that may cause axis interference (corresponding to the first axis 21 and the second axis 22 in the example of Figure 2). If they have been determined (YES in S25), the process ends. If provisional inertia ratios have not been determined for at least some of the axes (NO in S25), the process proceeds to S26.
S26では、iがインクリメントされる。その後、インクリメント後のiが示す軸について、S22以降の処理が実行される。 In S26, i is incremented. Then, the processing from S22 onwards is executed for the axis indicated by the incremented i.
本実施形態の効果を検証するため、比較例について説明する。比較例では、仮のイナーシャ比を設定した上でのゲイン調整は行わずに、推定したイナーシャ比がそのまま設定されてゲイン調整が行われる。図11は、比較例に係るサーボシステムにおけるボード線図の一例を示す図である。また、図12は、実施形態に係るサーボシステム1におけるボード線図の一例を示す図である。図11及び図12の縦軸はゲイン(dB)であり、横軸は周波数(Hz)である。 To verify the effects of this embodiment, a comparative example will be described. In the comparative example, gain adjustment is not performed after setting a tentative inertia ratio, but rather the estimated inertia ratio is set as is and gain adjustment is performed. Figure 11 is a diagram showing an example of a Bode plot for a servo system according to the comparative example. Figure 12 is a diagram showing an example of a Bode plot for servo system 1 according to the embodiment. The vertical axis of Figures 11 and 12 represents gain (dB), and the horizontal axis represents frequency (Hz).
図11と図12とを比較すると理解できるように、図11の比較例では仮のイナーシャ
比を設定した上でのゲイン調整が省略された結果、全体としては周波数が高くなるにつれてゲインが下がっているにもかかわらず、周波数103Hz付近において0dBを超えるゲインが確認され、負荷機械2で振動が生じていることが理解できる。一方、図12に例示される実施形態では、全体としては周波数が高くなるにつれてゲインが下がるとともに、一度0dBを下回ると0dB以上のゲインが生じず、負荷機械2に生じる振動が抑制されていることが理解できる。
11 and 12, in the comparative example of Fig. 11, gain adjustment after setting a tentative inertia ratio was omitted, and as a result, although the gain decreases overall as the frequency increases, a gain exceeding 0 dB was confirmed at a frequency of around 10 3 Hz, and it can be seen that vibration occurs in the load machine 2. On the other hand, in the embodiment illustrated in Fig. 12, the gain decreases overall as the frequency increases, and once it falls below 0 dB, no gain of 0 dB or more occurs, and it can be seen that vibration occurring in the load machine 2 is suppressed.
すなわち、本実施形態に係るサーボシステム1は、軸干渉を生じ得る複数の軸に対応するサーボドライバ(例えば、サーボドライバ4a、4b)に対して、推定したイナーシャ比よりも係数αだけ高めに設定した仮のイナーシャ比を設定してからゲイン調整を行う。そして、ゲイン調整後に、サーボモータ3a、3bの夫々について推定されたイナーシャ比の平均値をサーボドライバ4a、4bに設定することで、負荷機械2におい精密ステージ24を移動させても、振動の発生を抑制することができる。そのため、本実施形態によれば、イナーシャ比の調整頻度を可及的に低減することができる。 In other words, the servo system 1 according to this embodiment sets a provisional inertia ratio that is set higher than the estimated inertia ratio by coefficient α for the servo drivers (e.g., servo drivers 4a, 4b) corresponding to multiple axes that may cause axis interference, and then performs gain adjustment. Then, after gain adjustment, the average value of the inertia ratios estimated for each of the servo motors 3a, 3b is set for the servo drivers 4a, 4b, thereby suppressing the occurrence of vibrations even when the precision stage 24 in the load machine 2 is moved. Therefore, according to this embodiment, the frequency of inertia ratio adjustment can be reduced as much as possible.
精密ステージ24の位置によってイナーシャ比は変動する。本実施形態では、図7に例示したように、精密ステージ24を複数の箇所に移動させ、夫々の箇所に精密ステージ24を移動させた状態でイナーシャ比の推定が行われる。そして、推定した複数のイナーシャ比を基に、係数αが決定されて仮のイナーシャ比が決定される。このように複数の箇所に精密ステージ24を移動させた状態で推定されたイナーシャ比を用いることで、精密ステージ24の移動によるイナーシャ比の変動による係数αへの影響を抑制し、ひいては、軸上の様々な位置に精密ステージ24を移動させたときにおける振動の発生が抑制される。 The inertia ratio varies depending on the position of the precision stage 24. In this embodiment, as illustrated in Figure 7, the precision stage 24 is moved to multiple locations, and the inertia ratio is estimated while the precision stage 24 is moved to each location. Then, based on the multiple estimated inertia ratios, the coefficient α is determined, and a provisional inertia ratio is determined. By using the inertia ratio estimated while the precision stage 24 is moved to multiple locations in this way, the effect on the coefficient α of fluctuations in the inertia ratio due to movement of the precision stage 24 is suppressed, and ultimately, the occurrence of vibrations when the precision stage 24 is moved to various positions on the axis is suppressed.
ここで、本実施形態では、軸干渉を生じ得る複数の軸(第1軸21及び第2軸22)の夫々について、これらの軸を駆動するサーボモータ(サーボドライバ4a、4b)から精密ステージ24が駆動される駆動範囲内において最も離れた位置(例えば、図7の丸囲み数字「1」、「2」の位置)と最も近い位置(例えば、図7の丸囲み数字「3」、「4」)に精密ステージ24を配置した状態で、イナーシャ比の推定が行われる。そして、推定されたイナーシャ比を基に、係数αが決定される。各軸において、駆動するモータから最も離れた位置と最も近い位置は、イナーシャ比の変動が最も大きい位置と考えられる。このような位置に精密ステージ24を配置した状態で推定したイナーシャ比を基に係数αを算出し、算出したαを用いて決定した仮のイナーシャ比を設定してゲイン調整が行われることで、軸上の様々な位置に精密ステージ24を移動させたときにおける振動の発生が抑制される。 In this embodiment, for each of the multiple axes (first axis 21 and second axis 22) that may cause axial interference, the inertia ratio is estimated with the precision stage 24 positioned at the farthest position (e.g., the positions indicated by the circled numbers "1" and "2" in FIG. 7) and the closest position (e.g., the circled numbers "3" and "4" in FIG. 7) within the driving range of the precision stage 24 driven by the servo motors (servo drivers 4a and 4b) that drive these axes. The coefficient α is then determined based on the estimated inertia ratio. For each axis, the farthest and closest positions from the driving motor are considered to be the positions with the largest fluctuations in the inertia ratio. The coefficient α is calculated based on the estimated inertia ratio with the precision stage 24 positioned in such a position, and a provisional inertia ratio determined using the calculated α is set and gain adjustment is performed. This suppresses vibration when the precision stage 24 is moved to various positions on the axis.
なお、イナーシャ比設定制御部92は、図6のS12における処理では、S5で記録された全てのイナーシャ比の平均値をサーボドライバ4a、4bに設定してもよい。すなわち、イナーシャ比設定制御部92は、夫々のサーボドライバ4a、4bで推定されたイナーシャ比に代えて、一律のイナーシャ比をサーボドライバ4a、4bに設定してもよい。一律のイナーシャ比が設定できることで、処理を簡略化することができる。 In the process of S12 in FIG. 6, the inertia ratio setting control unit 92 may set the average value of all inertia ratios recorded in S5 to the servo drivers 4a, 4b. In other words, the inertia ratio setting control unit 92 may set a uniform inertia ratio to the servo drivers 4a, 4b instead of the inertia ratios estimated by each of the servo drivers 4a, 4b. Being able to set a uniform inertia ratio simplifies the process.
<付記1>
複数のサーボモータ(3a、3b)の協働によって負荷を駆動するサーボシステムのイナーシャ比を設定する方法であって、
複数の前記サーボモータ(3a、3b)の夫々について、前記負荷(24)を第1の位置に移動させた状態におけるイナーシャ比の第1の推定値と、前記負荷を第2の位置に移動させた状態におけるイナーシャ比の第2の推定値とを取得する取得処理(S4)と、
複数の前記サーボモータの夫々について、取得した前記第1の推定値と前記第2の推定値との変動幅、前記第1の推定値及び前記第2の推定値を基に仮のイナーシャ比を決定す
る決定処理(S7)と、
決定した前記仮のイナーシャ比を複数の前記サーボモータ(3a、3b)に設定させる第1の設定処理(S8)と、
前記仮のイナーシャ比を設定させた後に複数の前記サーボモータ(3a、3b)においてゲインの調整を実行させる調整処理(S10)と、
前記調整処理の後に、取得した全てのサーボモータの夫々についての前記第1の推定値と前記第2の推定値の平均として算出されるイナーシャ比を、複数の前記サーボモータの夫々に設定させる第2の設定処理(S12)と、を含む、
サーボモータのイナーシャ比設定方法。
<Appendix 1>
A method for setting an inertia ratio of a servo system that drives a load by cooperation of a plurality of servo motors (3a, 3b), comprising:
an acquisition process (S4) for acquiring, for each of the plurality of servo motors (3 a, 3 b), a first estimated value of an inertia ratio when the load (24) is moved to a first position and a second estimated value of an inertia ratio when the load is moved to a second position;
a determination process (S7) for determining a provisional inertia ratio for each of the plurality of servo motors based on a fluctuation range between the acquired first estimated value and the acquired second estimated value, the acquired first estimated value, and the acquired second estimated value;
a first setting process (S8) for setting the determined provisional inertia ratios in the plurality of servo motors (3 a, 3 b);
an adjustment process (S10) for adjusting gains of the plurality of servo motors (3 a, 3 b) after setting the provisional inertia ratio;
a second setting process (S12) of setting, after the adjustment process, an inertia ratio calculated as an average of the first estimated value and the second estimated value for each of all of the acquired servo motors, for each of the plurality of servo motors,
How to set the inertia ratio of a servo motor.
<付記2>
複数のサーボモータ(3a、3b)の協働によって負荷を駆動するサーボシステム(1)のイナーシャ比を設定するイナーシャ比設定装置(9)であって、
複数の前記サーボモータ(3a、3b)の夫々について、前記負荷(24)を第1の位置に移動させた状態におけるイナーシャ比の第1の推定値と、前記負荷を第2の位置に移動させた状態におけるイナーシャ比の第2の推定値とを取得する取得部(91)と、
前記サーボモータを制御する際のイナーシャ比を設定させる設定制御部(92)と、を備え、
前記設定制御部(92)は、
複数の前記サーボモータ(3a、3b)の夫々について、取得した前記第1の推定値と前記第2の推定値との変動幅、前記第1の推定値及び前記第2の推定値を基に仮のイナーシャ比を決定する決定処理と、
決定した前記仮のイナーシャ比を複数の前記サーボモータ(3a、3b)に設定させる第1の設定処理と、
前記仮のイナーシャ比を設定させた後に複数の前記サーボモータ(3a、3b)においてゲインの調整を実行させる調整処理と、
前記調整処理の後に、取得した全てのサーボモータの夫々についての前記第1の推定値と前記第2の推定値の平均として算出されるイナーシャ比を、複数の前記サーボモータの夫々に設定させる第2の設定処理と、を実行する、
イナーシャ比設定装置(9)。
<Appendix 2>
An inertia ratio setting device (9) for setting an inertia ratio of a servo system (1) that drives a load by cooperation of a plurality of servo motors (3 a, 3 b), comprising:
an acquisition unit (91) that acquires, for each of the plurality of servo motors (3 a, 3 b), a first estimated value of an inertia ratio when the load (24) is moved to a first position and a second estimated value of an inertia ratio when the load is moved to a second position;
a setting control unit (92) for setting an inertia ratio when controlling the servo motor,
The setting control unit (92)
a determination process for determining a provisional inertia ratio for each of the plurality of servo motors (3 a, 3 b) based on a fluctuation range between the acquired first estimated value and the acquired second estimated value, the acquired first estimated value, and the acquired second estimated value;
a first setting process for setting the determined provisional inertia ratios in the plurality of servo motors (3 a, 3 b);
an adjustment process for adjusting gains of the plurality of servo motors (3 a, 3 b) after setting the temporary inertia ratio;
and executing a second setting process after the adjustment process to set the inertia ratio calculated as the average of the first estimated value and the second estimated value for each of all the acquired servo motors to each of the plurality of servo motors.
Inertia ratio setting device (9).
1・・サーボシステム
2・・負荷機械
3a・・サーボモータ
3b・・サーボモータ
3c・・サーボモータ
4a・・サーボドライバ
4b・・サーボドライバ
4c・・サーボモータ
7・・コントローラ
9・・調整支援装置
21・・第1軸
22・・第2軸
23・・第3軸
24・・精密ステージ
41a・・制御部
41b・・制御部
42a・・推定部
42b・・推定部
43a・・記憶部
43b・・記憶部
44a・・通信部
61・・制御部
71・・信号中継部
91・・イナーシャ比取得部
92・・イナーシャ比設定制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1. Servo system 2. Load machine 3a. Servo motor 3b. Servo motor 3c. Servo motor 4a. Servo driver 4b. Servo driver 4c. Servo motor 7. Controller 9. Adjustment support device 21. First axis 22. Second axis 23. Third axis 24. Precision stage 41a. Control unit 41b. Control unit 42a. Estimation unit 42b. Estimation unit 43a. Storage unit 43b. Storage unit 44a. Communication unit 61. Control unit 71. Signal relay unit 91. Inertia ratio acquisition unit 92. Inertia ratio setting control unit
Claims (3)
複数の前記サーボモータの夫々について、前記負荷を第1の位置に移動させた状態におけるイナーシャ比の第1の推定値と、前記負荷を第2の位置に移動させた状態におけるイナーシャ比の第2の推定値とを取得する取得処理と、
複数の前記サーボモータの夫々について、取得した前記第1の推定値と前記第2の推定値との変動幅、前記第1の推定値及び前記第2の推定値を基に仮のイナーシャ比を決定する決定処理と、
決定した前記仮のイナーシャ比を複数の前記サーボモータに設定させる第1の設定処理と、
前記仮のイナーシャ比を設定させた後に複数の前記サーボモータにおいてゲインの調整を実行させる調整処理と、
前記調整処理の後に、取得した全てのサーボモータの夫々についての前記第1の推定値と前記第2の推定値の平均として算出されるイナーシャ比を、複数の前記サーボモータの夫々に設定させる第2の設定処理と、を含む、
サーボモータのイナーシャ比設定方法。 1. A method for setting an inertia ratio of a servo system in which a load is driven by cooperation of a plurality of servo motors, comprising:
an acquisition process for acquiring, for each of the plurality of servo motors, a first estimated value of an inertia ratio when the load is moved to a first position and a second estimated value of an inertia ratio when the load is moved to a second position;
a determination process for determining a tentative inertia ratio for each of the plurality of servo motors based on a fluctuation range between the acquired first estimated value and the acquired second estimated value, the acquired first estimated value, and the acquired second estimated value;
a first setting process for setting the determined provisional inertia ratios to the plurality of servo motors;
an adjustment process for adjusting gains of the plurality of servo motors after setting the provisional inertia ratio;
a second setting process for setting, after the adjustment process, an inertia ratio calculated as an average of the first estimated value and the second estimated value for each of all of the acquired servo motors, for each of the plurality of servo motors,
How to set the inertia ratio of a servo motor.
前記第2の位置は、前記負荷の駆動範囲内において前記負荷が前記サーボモータに最も近づく位置であり、
前記決定処理では、
複数の前記サーボモータの夫々について、取得した前記第1の推定値と前記第2の推定値の平均値を基に所定の係数が算出され、
複数の前記サーボモータの夫々について、算出された前記所定の係数と前記平均値とに基づいて、前記仮のイナーシャ比が決定される、
請求項1に記載のサーボモータのイナーシャ比設定方法。 the first position is a position where the load is farthest from the servo motor within a driving range of the load,
the second position is a position where the load is closest to the servo motor within a driving range of the load;
In the determination process,
a predetermined coefficient is calculated based on an average value of the acquired first estimated value and the acquired second estimated value for each of the plurality of servo motors;
The provisional inertia ratio is determined for each of the plurality of servo motors based on the calculated predetermined coefficient and the average value.
2. The method for setting an inertia ratio of a servo motor according to claim 1.
複数の前記サーボモータの夫々について、前記負荷を第1の位置に移動させた状態におけるイナーシャ比の第1の推定値と、前記負荷を第2の位置に移動させた状態におけるイナーシャ比の第2の推定値とを取得する取得部と、
前記サーボモータを制御する際のイナーシャ比を設定させる設定制御部と、を備え、
前記設定制御部は、
複数の前記サーボモータの夫々について、取得した前記第1の推定値と前記第2の推定値との変動幅、前記第1の推定値及び前記第2の推定値を基に仮のイナーシャ比を決定する決定処理と、
決定した前記仮のイナーシャ比を複数の前記サーボモータに設定させる第1の設定処理と、
前記仮のイナーシャ比を設定させた後に複数の前記サーボモータにおいてゲインの調整を実行させる調整処理と、
前記調整処理の後に、取得した全てのサーボモータの夫々についての前記第1の推定値と前記第2の推定値の平均として算出されるイナーシャ比を、複数の前記サーボモータの夫々に設定させる第2の設定処理と、を実行する、
イナーシャ比設定装置。 An inertia ratio setting device for setting an inertia ratio of a servo system that drives a load by cooperation of a plurality of servo motors,
an acquisition unit that acquires, for each of the plurality of servo motors, a first estimated value of an inertia ratio when the load is moved to a first position and a second estimated value of an inertia ratio when the load is moved to a second position;
a setting control unit that sets an inertia ratio when controlling the servo motor,
The setting control unit
a determination process for determining a tentative inertia ratio for each of the plurality of servo motors based on a fluctuation range between the acquired first estimated value and the acquired second estimated value, the acquired first estimated value, and the acquired second estimated value;
a first setting process for setting the determined provisional inertia ratios to the plurality of servo motors;
an adjustment process for adjusting gains of the plurality of servo motors after setting the provisional inertia ratio;
and executing a second setting process after the adjustment process to set the inertia ratio calculated as the average of the first estimated value and the second estimated value for each of all the acquired servo motors to each of the plurality of servo motors.
Inertia ratio setting device.
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