專利名稱：時間常數(shù)自動推定方法以及時間常數(shù)自動推定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過執(zhí)行讀入的動作程序，用來自動地推定作為機(jī)床或機(jī)器人的驅(qū)動源的伺服電動機(jī)的時間常數(shù)的時間常數(shù)自動推定方法、時間常數(shù)自動推定裝置以及伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
例如，當(dāng)在現(xiàn)場組裝從工廠出廠的機(jī)床或機(jī)器人時，需要對驅(qū)動作為被驅(qū)動物的工具刀具臺或機(jī)器人手臂的伺服電動機(jī)的加速減速時的時間常數(shù)進(jìn)行設(shè)定。此外，由于被驅(qū)動體標(biāo)準(zhǔn)的變更，往往要重新設(shè)定時間常數(shù)。此時，一般在伺服電動機(jī)的允許轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)，為了可以最大限度地發(fā)揮伺服電動機(jī)的性能地設(shè)定時間常數(shù)。
作為通過執(zhí)行讀入到計(jì)算機(jī)中的動作程序，來推定伺服電動機(jī)參數(shù)的方法以及裝置，已知的有在JP-A-2004-74357以及JP-A-9-149670中公開的方法以及裝置。在JP-A-2004-74357中，記載了根據(jù)被安裝在在軸上進(jìn)行移動的被驅(qū)動體上的質(zhì)量體的量確定伺服參數(shù)，使伺服電動機(jī)的驅(qū)動動作最佳化的方法以及裝置。作為伺服參數(shù)的時間常數(shù)和增益，根據(jù)使安裝了希望的質(zhì)量體的被驅(qū)動體進(jìn)行試驗(yàn)動作而檢測到的實(shí)際負(fù)荷，從裝置的存儲器中預(yù)先存儲的與負(fù)荷范圍對應(yīng)的參數(shù)數(shù)據(jù)中進(jìn)行確定。
此外，在JP-A-9-149670中公開了自動進(jìn)行負(fù)荷慣性的計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果自動地調(diào)整增益參數(shù)的方法以及裝置。此外，還記載了以下的內(nèi)容為了減少伺服電動機(jī)摩擦的影響可以進(jìn)行高精度的推定，使用一邊調(diào)整速度控制增益一邊測定從速度指令的10％到達(dá)63％的速度所需要的時間而得到的時間常數(shù)，來進(jìn)行負(fù)荷慣性的計(jì)算。
在JP-A-2004-74357中記載的現(xiàn)有的方法以及裝置，根據(jù)使被驅(qū)動體進(jìn)行試驗(yàn)動作時檢測到的負(fù)荷數(shù)據(jù)，設(shè)定與安裝在被驅(qū)動體上的負(fù)荷的大小對應(yīng)的時間常數(shù)，但是，事前準(zhǔn)備與負(fù)荷大小對應(yīng)的參數(shù)數(shù)據(jù)非常麻煩，而且，負(fù)荷范圍與參數(shù)數(shù)據(jù)的關(guān)系不是一樣地求出的，所以必須對每個機(jī)床或機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)求出與負(fù)荷范圍對應(yīng)的參數(shù)數(shù)據(jù)，存在用于調(diào)整時間常數(shù)的準(zhǔn)備作業(yè)的負(fù)擔(dān)沉重的問題。
在JP-A-9-149670記載的現(xiàn)有的方法以及裝置中，根據(jù)負(fù)荷慣性的計(jì)算結(jié)果自動地調(diào)整增益參數(shù)，但是為了求出更高精度的增益參數(shù)，必須使用在規(guī)定的條件下測定的時間常數(shù)來計(jì)算正確的負(fù)荷慣性，存在無法容易地進(jìn)行增益參數(shù)調(diào)整的問題。但是，因?yàn)樵谪?fù)載慣性的正確性上存在局限，最終，一邊在實(shí)際的裝置上觀測電流值(電流指令的電流值或電流反饋的電流值)，一邊通過湊試的方法求出時間常數(shù)，以便得到最大電流，無法容易地求出可以發(fā)揮伺服電動機(jī)的要求性能的時間常數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上的問題而發(fā)明的，其目的在于，提供一種無需在時間常數(shù)的調(diào)整上花費(fèi)工夫和時間，可以用簡單的計(jì)算容易地進(jìn)行推定，且可以減輕伺服電動機(jī)調(diào)整時的作業(yè)負(fù)擔(dān)的時間常數(shù)自動推定方法、時間常數(shù)自動推定裝置以及伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明，提供一種時間常數(shù)自動推定方法，其用于自動地推定伺服電動機(jī)加速時的時間常數(shù)，具備以下步驟對使用為了試驗(yàn)運(yùn)行而預(yù)先準(zhǔn)備的假定時間常數(shù)使所述伺服電動機(jī)加速動作時的峰值電流值進(jìn)行檢測；和根據(jù)該峰值電流值與所述假定時間常數(shù)的關(guān)系，推定在真正控制時以希望的目標(biāo)電流值使所述伺服電動機(jī)實(shí)際動作時的真正時間常數(shù)。
此外，本發(fā)明提供一種時間常數(shù)自動推定裝置，其用于自動地推定伺服電動機(jī)加速時的時間常數(shù)，具備電流值檢測部，其對使用為了試驗(yàn)運(yùn)行而預(yù)先準(zhǔn)備的假定時間常數(shù)使所述伺服電動機(jī)加速動作時的峰值電流值進(jìn)行檢測；和時間常數(shù)推定部，其根據(jù)該峰值電流值與所述假定時間常數(shù)的關(guān)系，推定在真正控制時以希望的目標(biāo)電流值使所述伺服電動機(jī)實(shí)際動作時的真正時間常數(shù)。
根據(jù)時間常數(shù)自動推定方法以及時間常數(shù)自動推定裝置，著眼于伺服電動機(jī)的電流值與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系處于比例關(guān)系，以預(yù)先準(zhǔn)備的假定時間常數(shù)進(jìn)行伺服電動機(jī)的試驗(yàn)運(yùn)行，求出根據(jù)伺服電動機(jī)的電流波形檢測到的峰值電流值與假定時間常數(shù)的關(guān)系，由此，就可以通過簡單的比例計(jì)算求出在真正控制時用于流過希望的目標(biāo)電流的時間常數(shù)。因此，可以省略時間常數(shù)的調(diào)整所需要的時間，可以減輕伺服電動機(jī)調(diào)整時的作業(yè)負(fù)擔(dān)。通過使用如此推定的時間常數(shù)進(jìn)行真正控制，可以最大限度地發(fā)揮伺服電動機(jī)的性能。


本發(fā)明的上述以及其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在與附圖關(guān)聯(lián)的以下的合適的實(shí)施方式的說明中會更加清晰。在該附圖中圖1是用于說明本發(fā)明的伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)的一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是用于說明圖1所示的伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是表示使用圖2所示的時間常數(shù)自動推定裝置的第一時間常數(shù)自動推定方法的流程圖。
圖4A是圖3所示的時間常數(shù)自動推定方法的試驗(yàn)運(yùn)行時的說明圖。
圖4B是圖3所示的時間常數(shù)自動推定方法的真正控制時的說明圖。
圖5A表示圖3所示的時間常數(shù)自動推定方法的試驗(yàn)運(yùn)行時的實(shí)際的電流波形。
圖5B表示圖3所示的時間常數(shù)自動推定方法的真正控制時的實(shí)際的電流波形。
圖6是表示第二時間常數(shù)自動推定方法的流程圖。
圖7A是圖6所示的時間常數(shù)自動推定方法的試驗(yàn)運(yùn)行時的說明圖。
圖7B是圖6所示的時間常數(shù)自動推定方法的真正控制時的說明圖。
圖8是表示第三時間常數(shù)自動推定方法的流程圖。
圖9A是圖8所示的時間常數(shù)自動推定方法的試驗(yàn)運(yùn)行時的說明圖。
圖9B是使用圖8所示的時間常數(shù)自動推定方法的推定時間常數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)運(yùn)行時的說明圖。
圖9C是對圖8所示的時間常數(shù)自動推定方法的推定時間常數(shù)進(jìn)行修正后進(jìn)行真正控制時的說明圖。
圖10是表示第四時間常數(shù)自動推定方法的流程圖。
圖11A是圖10所示的時間常數(shù)自動推定方法的試驗(yàn)運(yùn)行時的說明圖。
圖11B是使用圖10所示的時間常數(shù)自動推定方法的推定時間常數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)運(yùn)行時的說明圖。
圖11C是對圖10所示的時間常數(shù)自動推定方法的推定時間常數(shù)進(jìn)行修正后進(jìn)行真正控制時的說明圖。
圖12是表示本發(fā)明的伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)的變形例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1以及圖2對本發(fā)明的伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。如圖1所示，本實(shí)施方式的伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)1，由對直線驅(qū)動機(jī)床的刀具臺(被驅(qū)動體)的伺服電動機(jī)進(jìn)行控制的NC控制裝置2、和自動推定伺服電動機(jī)19的加速時的時間常數(shù)的時間常數(shù)自動推定裝置6構(gòu)成。NC控制裝置2和時間常數(shù)自動推定裝置6，經(jīng)由信號線相互連接，接收發(fā)送程序以及數(shù)據(jù)。此外，由伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)1和沒有圖示的機(jī)床或機(jī)器人構(gòu)成整體的加工系統(tǒng)。
NC控制裝置2，作為以下各部來工作通過讀入的動作程序，生成針對伺服電動機(jī)19的控制指令的指令生成部3；接收來自指令生成部3的控制指令控制伺服電動機(jī)19的伺服控制部4；改寫諸如時間常數(shù)、位置、速度、電流的伺服信息，或?qū)⑺欧畔l(fā)送給時間常數(shù)自動推定裝置6的參數(shù)管理部5。
時間常數(shù)自動推定裝置6，作為以下各部來工作通過讀入的動作程序，對伺服電動機(jī)生成試驗(yàn)運(yùn)行時的控制指令的試驗(yàn)運(yùn)行用指令生成部7；從NC控制裝置2接收電流波形，檢測電流指令的峰值電流值或反饋電流的峰值電流值的電流值檢測部8；根據(jù)檢測到的峰值電流值和試驗(yàn)運(yùn)行時的假定時間常數(shù)T的關(guān)系，推定在真正控制時使伺服電動機(jī)19以希望的目標(biāo)電流值實(shí)際動作時的真正時間常數(shù)τ(τ2)的時間常數(shù)推定部9；將推定的時間常數(shù)τ向NC控制裝置2的參數(shù)管理部5進(jìn)行發(fā)送的參數(shù)設(shè)定部10。
圖2表示伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)1的方框圖。NC控制裝置2，具有處理器板15、數(shù)字伺服控制電路17和伺服放大器18。處理器板15具有中央運(yùn)算處理裝置(以下稱為CPU)15a、ROM15b、RAM15c、以及未圖示的CMOS，經(jīng)由總線16在與NC控制裝置2內(nèi)的其它部分之間進(jìn)行指令、數(shù)據(jù)的交換。CPU15a按照在ROM15b中存儲的系統(tǒng)程序控制NC控制裝置2。系統(tǒng)程序進(jìn)行程序的生成以及編輯處理、用于自動運(yùn)行的再生處理、模擬、伺服參數(shù)的調(diào)整處理。
RAM15c的很大一部分構(gòu)成了非易失性存儲器區(qū)域，存儲了示教數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)(伺服數(shù)據(jù))、各種設(shè)定值、和各種動作程序。RAM15c的一部分為了CPU15a執(zhí)行的計(jì)算處理等，用于暫時存儲數(shù)據(jù)。CMOS存儲器被構(gòu)成為作為由未圖示的電池后備的，即使切斷NC控制裝置2的電源仍然保持存儲狀態(tài)的非易失性存儲器。在該CMOS存儲器中，經(jīng)由串行端口20存儲從示教操作盤(CRT/MDI單元)21輸入的動作程序和數(shù)據(jù)。
數(shù)字伺服控制電路17，具備機(jī)床的軸控制電路(未圖示)、主軸控制電路(未圖示)。各個控制電路經(jīng)由總線16與處理器板15相連接，接收來自CPU15a的移動指令。伺服放大器18，把從數(shù)字伺服控制電路17接收到的移動指令轉(zhuǎn)換為速度指令來驅(qū)動伺服電動機(jī)19。在與各個軸對應(yīng)的伺服電動機(jī)19中內(nèi)置了位置檢測用的脈沖編碼器(未圖示)，來自該脈沖編碼器的位置信號通過脈沖串或串行傳送進(jìn)行反饋。在為脈沖串時，可以通過(頻率/速度)轉(zhuǎn)換形成速度數(shù)據(jù)；在為串行數(shù)據(jù)時，通過求出絕對位置的差分可取得速度數(shù)據(jù)。
例如，主軸控制電路接收向機(jī)床的主軸旋轉(zhuǎn)指令，對主軸放大器輸出主軸速度指令。主軸放大器接收該主軸速度指令，以指令的旋轉(zhuǎn)速度使機(jī)床的主軸電動機(jī)旋轉(zhuǎn)。通過齒輪或皮帶將位置編碼器與主軸電動機(jī)進(jìn)行結(jié)合，位置編碼器與主軸的旋轉(zhuǎn)同步地輸出反饋脈沖，該反饋脈沖經(jīng)由接口由CPU15a讀取。
位置的反饋信號、速度的反饋信號、電流的反饋信號以及反饋脈沖等可以作為伺服信息使用。電流的反饋信號用于本發(fā)明的時間常數(shù)的推定。
將各種輸入輸出部、外部存儲裝置以及外部設(shè)備經(jīng)由未圖示的接口與總線16連接。NC控制裝置2，可以通過該接口在與外部裝置之間讀入動作程序等，還可以向外部輸出編輯的程序。
此外，對串行端口20進(jìn)行總線連接，并與示教操作盤21和RS232C設(shè)備(通信用接口)22相連接。示教操作盤21用于輸入動作程序等程序、位置數(shù)據(jù)、各種設(shè)定值等。此外，將數(shù)字信號用數(shù)字I/O(輸入輸出裝置)23、模擬信號用模擬I/O(輸入輸出裝置)24與總線16連接此外，上述NC控制裝置2的結(jié)構(gòu)，因?yàn)榕c現(xiàn)有公知的控制裝置為大致相同的結(jié)構(gòu)，所以省略其它的說明。
然后，對時間常數(shù)自動推定裝置6進(jìn)行說明。本發(fā)明的時間常數(shù)自動推定裝置6通過與接口連接，可以處理動作程序和收發(fā)伺服信息。處理器30是整體控制時間常數(shù)自動推定裝置6的處理器，經(jīng)由總線31讀出存儲在ROM32中的系統(tǒng)程序，并按照該系統(tǒng)程序整體控制時間常數(shù)自動推定裝置6。此外，在盤裝置33等存儲裝置中存儲了用于使伺服電動機(jī)19進(jìn)行規(guī)定動作的各種程序。在RAM34中存儲暫時的計(jì)算數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)以及經(jīng)由CRT/MdI單元37由操作員輸入的各種數(shù)據(jù)。推定時間常數(shù)所需要的數(shù)據(jù)可以存儲在該RAM34中。
此外，在盤裝置33等存儲裝置中預(yù)先寫入了使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下功能部的動作程序檢測通過為試驗(yàn)運(yùn)行而預(yù)先準(zhǔn)備的假定時間常數(shù)T使伺服電動機(jī)19加速動作時的峰值電流值P的功能部；和根據(jù)峰值電流值P和假定時間常數(shù)T的關(guān)系，推定在真正控制時以希望的目標(biāo)電流值使伺服電動機(jī)19實(shí)際動作時的真正時間常數(shù)τ的功能部。此外，存儲在存儲裝置中的程序，被從存儲裝置中讀出后傳送給NC控制裝置2。接口35在與NC控制裝置2之間進(jìn)行信號的交換。
CRT/MdI單元37是具備處理器、存儲器、顯示器以及鍵盤等的手動數(shù)據(jù)輸入裝置。接口38接受來自CRT/MdI單元37的數(shù)據(jù)將其交給處理器30。此外，CRT/MdI單元37根據(jù)從處理器30發(fā)送來的數(shù)據(jù)，執(zhí)行顯示處理在顯示器上進(jìn)行顯示。
然后，根據(jù)圖3以及圖4A、4B，對使用時間常數(shù)自動推定裝置6的第一時間常數(shù)自動推定方法進(jìn)行說明。
首先，在步驟A1中，設(shè)置在真正控制時想要實(shí)現(xiàn)的加速時的峰值電流值A(chǔ)。在步驟A2中，將用于試驗(yàn)運(yùn)行的假定時間常數(shù)T(圖4A)發(fā)送給NC控制裝置2。在步驟A3中，將用于試驗(yàn)運(yùn)行的動作程序發(fā)送給NC控制裝置2。在步驟A4中，在進(jìn)行了從NC控制裝置2進(jìn)行接收的電流數(shù)據(jù)取得準(zhǔn)備之后，在步驟A5中進(jìn)行試驗(yàn)運(yùn)行。在步驟A6中，從NC控制裝置2接收(取得)電流指令或反饋電流的電流波形。在步驟A7中，從接收到的電流波形中讀取電流指令的峰值電流值P或反饋電流的峰值電流值P。在步驟A8中，根據(jù)式子τ＝T/(A/P)自動計(jì)算與真正控制加速時的峰值電流值A(chǔ)對應(yīng)的時間常數(shù)τ(圖4B)。其中，T假定時間常數(shù)、P以假定時間常數(shù)進(jìn)行驅(qū)動時的峰值電流值、A真正控制時流過的希望的目標(biāo)電流值。上式中，伺服電動機(jī)19的電流值與轉(zhuǎn)矩關(guān)系為比例關(guān)系，通過簡單的比例計(jì)算來求出時間常數(shù)τ。在步驟A9中，將求出的時間常數(shù)τ發(fā)送給NC控制裝置2，然后結(jié)束。
圖5A表示了試驗(yàn)運(yùn)行時的實(shí)際的電流波形，圖5B表示了真正控制時的實(shí)際的電流波形。在圖中，與電流波形一起還記載了電動機(jī)速度?？芍趫D5A和圖5B中為得到相同的電動機(jī)速度而流過的電流指令的電流值不相同。在圖5A中，因?yàn)槭褂瞄L的時間常數(shù)(300ms)，所以僅使用了最大電流的12％。與此相對，在圖5B中，因?yàn)橐粤鬟^最大電流85％的電流為目標(biāo)，所以為短時間常數(shù)(42ms)。因此，通過使用如此推定的時間常數(shù)τ進(jìn)行控制，可以最大限度地發(fā)揮伺服電動機(jī)19的性能，可以進(jìn)行周期短的控制。
然后，根據(jù)圖6以及圖7A、7B，對使用時間常數(shù)自動推定裝置的第二時間常數(shù)自動推定方法進(jìn)行說明。作為時間常數(shù)自動推定裝置，除了第一方法中使用的時間常數(shù)自動推定裝置6的功能之外，還使用檢測恒定電流值的第二電流值檢測部(未圖示)的功能。
步驟B1～B7因?yàn)榕c步驟A1～A7相同，所以省略重復(fù)的說明。在步驟B8中，通過第二電流值檢測部讀取以一定速度移動的部分的恒定電流值B。在步驟S9中，將峰值電流值P減去恒定電流值B的值作為新的峰值電流值，將希望的峰值電流值A(chǔ)減去恒定電流值B的值作為新的目標(biāo)電流值，根據(jù)τ＝T/{(A-B)/(P-B)}計(jì)算與真正控制的加速時的峰值電流值A(chǔ)對應(yīng)的時間常數(shù)τ。式中，T假定時間常數(shù)，P以假定時間常數(shù)驅(qū)動時的峰值電流值，A真正控制時流過的目標(biāo)電流值，B恒定電流值。在步驟B10中，將求出的時間常數(shù)τ發(fā)送給NC控制裝置2，然后結(jié)束。
根據(jù)第二時間常數(shù)自動推定方法，可以將摩擦轉(zhuǎn)矩消除的電流值和加速電流值分開，來求出去除了由摩擦產(chǎn)生的影響的正確的時間常數(shù)。
然后，根據(jù)圖8以及圖9A～圖9C，對使用時間常數(shù)自動推定裝置的第三時間常數(shù)自動推定方法進(jìn)行說明。作為時間常數(shù)自動推定裝置，除了第二方式中使用的時間常數(shù)自動推定裝置的功能以外，還使用判定峰值電流值是否達(dá)到了伺服放大器的最大允許電流值的未圖示的峰值電流值判定部(第一判定部)的功能。
首先，在步驟C1中，將在真正控制時希望實(shí)現(xiàn)的加速時的峰值電流值A(chǔ)設(shè)為放大器最大允許電流。步驟C2～C10因?yàn)榕c步驟B2～B10相同，所以省略重度的說明。在步驟C11中，以在步驟C10中推定的時間常數(shù)τ1執(zhí)行試驗(yàn)運(yùn)行。在步驟C12中，通過判定部判定峰值電流值是否達(dá)到了伺服放大器的最大允許電流值。判定的結(jié)果在為NO時結(jié)束作業(yè)，在為YES時，在步驟C13中，把推定時間常數(shù)τ1乘以系數(shù)的值作為修正后(調(diào)整后)的時間常數(shù)τ2，再次進(jìn)行試驗(yàn)運(yùn)行。以下，反復(fù)進(jìn)行相同的作業(yè)，直到判定結(jié)果為NO。
圖9A表示使用假定時間常數(shù)T試驗(yàn)運(yùn)行時的電流波形和電動機(jī)速度。圖9B表示使用通過計(jì)算推定的時間常數(shù)τ1時的電流波形和電動機(jī)速度。表示峰值電流值達(dá)到了放大器最大允許電流值P(電流波形的前端變得平坦)。圖9C表示使用修正時間常數(shù)τ2時的電流波形和電動機(jī)速度，表示峰值電流值沒有達(dá)到放大器最大允許電流值P(電流波形的前端變得尖銳)。
根據(jù)第三時間常數(shù)自動推定方法，可以在峰值電流值沒有達(dá)到伺服放大器的最大允許電流值的條件下推定時間常數(shù)τ2。因此，可以避免伺服電動機(jī)19在負(fù)荷較大的狀態(tài)下的長期運(yùn)行，防止伺服電動機(jī)19以及伺服放大器18的熱損傷。
然后，根據(jù)圖10以及圖11A～11C，對使用時間常數(shù)自動推定裝置的第四時間常數(shù)自動推定方法進(jìn)行說明。作為時間常數(shù)自動推定裝置，除了第三方式中使用的時間常數(shù)自動推定裝置的功能以外，還使用對峰值電流值達(dá)到伺服放大器的最大允許電流值的狀態(tài)所持續(xù)的時間進(jìn)行測定，判定持續(xù)時間是否在規(guī)定時間以內(nèi)的未圖示的持續(xù)時間判定部(第二判定部)的功能。
步驟D1～D12因?yàn)榕c步驟C1～C12相同，所以省略重復(fù)的說明。在步驟D13中，通過持續(xù)時間判定部對峰值電流值達(dá)到伺服放大器的最大允許電流值的狀態(tài)所持續(xù)的時間進(jìn)行測定，在持續(xù)時間在規(guī)定時間以內(nèi)時(YES)結(jié)束作業(yè)；相反，在為ON時，在步驟D14中將推定時間常數(shù)τ1乘以系數(shù)的值作為修正時間常數(shù)τ2，在步驟D11中再次進(jìn)行試驗(yàn)運(yùn)行。以下，反復(fù)進(jìn)行相同的作業(yè)，直到判定結(jié)果為YES。
圖11A表示使用假定時間常數(shù)T進(jìn)行試驗(yàn)運(yùn)行時的電流波形和電動機(jī)速度。圖11B表示使用通過計(jì)算推定出的時間常數(shù)τ1時的電流波形和電動機(jī)速度。表示持續(xù)時間在規(guī)定時間以上。圖11C表示使用修正時間常數(shù)τ2時的電流波形和電動機(jī)速度，持續(xù)時間小于規(guī)定時間。
根據(jù)第四時間常數(shù)自動推定方法，在由持續(xù)時間測定部測定的持續(xù)時間在規(guī)定時間以上時，根據(jù)推定時間常數(shù)τ1求出修正時間常數(shù)τ2，使持續(xù)時間小于規(guī)定時間，由此，可以在位置偏差或速度偏差不過大的范圍內(nèi)，進(jìn)行發(fā)揮伺服電動機(jī)19的最大性能的控制。
此外，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不超出本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形來實(shí)施。在本實(shí)施方式中，在使用假定時間常數(shù)的試驗(yàn)運(yùn)行與使用通過計(jì)算求出的推定時間常數(shù)τ的真正控制時，以負(fù)荷慣性相同為前提，但是在試驗(yàn)運(yùn)行時的負(fù)荷慣性與真正控制時的負(fù)荷慣性不同時，也可以根據(jù)試驗(yàn)運(yùn)行時的負(fù)荷慣性與真正控制時的負(fù)荷慣性的比例來修正推定時間常數(shù)。
即，在把試驗(yàn)運(yùn)行時(調(diào)整時)的電動機(jī)慣性設(shè)為Jm(不變)，機(jī)械慣性設(shè)為JL1，假定時間常數(shù)設(shè)為T1，真正控制時(實(shí)際運(yùn)行時)的機(jī)械慣性設(shè)為JL2時，可以通過τ＝T1·{(Jm+JL2)/(Jm+JL1)}求出實(shí)際運(yùn)行時的真正時間常數(shù)τ。
此外，伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)1由經(jīng)由信號線相互鏈接的NC控制裝置2和時間常數(shù)自動推定裝置6構(gòu)成，但是如圖12所示，也可以將NC控制裝置2和時間常數(shù)自動推定裝置6做成一體化來構(gòu)成伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)100。此外，如本實(shí)施方式，在單獨(dú)構(gòu)成NC控制裝置2和時間常數(shù)自動推定裝置6時，可以使時間常數(shù)自動推定裝置6為個人電腦。
以上，參照最佳實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本行業(yè)的從業(yè)人員一定會理解在不脫離本發(fā)明請求范圍的公開范圍的情況下，可以進(jìn)行各種各樣的修改以及變更。
權(quán)利要求
1.一種時間常數(shù)自動推定方法，其用于自動推定伺服電動機(jī)(19)加速時的時間常數(shù)，其特征在于，具備下述步驟對使用為了試驗(yàn)運(yùn)行而預(yù)先準(zhǔn)備的假定時間常數(shù)(T)使所述伺服電動機(jī)(19)加速動作時的峰值電流值(P)進(jìn)行檢測；和根據(jù)該峰值電流值(P)與所述假定時間常數(shù)(T)的關(guān)系，推定在真正控制時以希望的目標(biāo)電流值(A)使所述伺服電動機(jī)(19)實(shí)際動作時的真正時間常數(shù)(τ)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時間常數(shù)自動推定方法，其特征在于，通過式子τ＝T/(A/P)來推定所述真正時間常數(shù)(τ)，其中，T假定時間常數(shù)、P以假定時間常數(shù)進(jìn)行驅(qū)動時的峰值電流值、A真正控制時流過的希望的目標(biāo)電流值。
3.一種時間常數(shù)自動推定裝置(6)，其用于自動推定伺服電動機(jī)(19)加速時的時間常數(shù)，其特征在于，具備電流值檢測部(8)，其對使用為了試驗(yàn)運(yùn)行而預(yù)先準(zhǔn)備的假定時間常數(shù)(T)使所述伺服電動機(jī)(19)加速動作時的峰值電流值(P)進(jìn)行檢測；和時間常數(shù)推定部(9)，其根據(jù)所述峰值電流值(P)與所述假定時間常數(shù)(T)的關(guān)系，推定在真正控制時以希望的目標(biāo)電流值(A)使所述伺服電動機(jī)(19)實(shí)際動作時的真正時間常數(shù)(τ)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的時間常數(shù)自動推定裝置(6)，其特征在于，所述時間常數(shù)推定部(9)通過式子τ＝T/(A/P)來推定所述真正時間常數(shù)(τ)，其中，T假定時間常數(shù)、P以假定時間常數(shù)進(jìn)行驅(qū)動時的峰值電流值、A真正控制時流過的希望的目標(biāo)電流值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的時間常數(shù)自動推定裝置(6)，其特征在于，具有在所述試驗(yàn)運(yùn)行時，對使所述伺服電動機(jī)(19)進(jìn)行恒速動作時的恒定電流值(B)進(jìn)行檢測的第二電流值檢測部，將所述峰值電流值(P)減去所述恒定電流值(B)的值作為新的峰值電流值，將所述希望的目標(biāo)電流值(A)減去所述恒定電流值(B)的值作為新的希望的目標(biāo)電流值。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的時間常數(shù)自動推定裝置(6)，其特征在于，具備在使用所述真正時間常數(shù)(τ)進(jìn)行所述伺服電動機(jī)(19)的試驗(yàn)運(yùn)行時，判定所述峰值電流值(P)是否達(dá)到了伺服放大器(18)的最大允許電流值的第一判定部，在由該第一判定部判定為所述峰值電流值(P)達(dá)到了伺服放大器(18)的最大允許電流值時，通過使該真正時間常數(shù)(τ)乘以規(guī)定的系數(shù)來改寫所述真正時間常數(shù)(τ)，直到所述峰值電流值(P)達(dá)不到伺服放大器(18)的最大允許電流值為止，另一方面，在判定為所述峰值電流值(P)沒有達(dá)到所述伺服放大器(18)的最大允許電流值時，不改寫所述真正時間常數(shù)(τ)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的時間常數(shù)自動推定裝置(6)，其特征在于，具備在使用所述真正時間常數(shù)(τ)進(jìn)行所述伺服電動機(jī)(19)的試驗(yàn)運(yùn)行時，檢測所述峰值電流值(P)達(dá)到了伺服放大器(18)的最大允許電流值的狀態(tài)持續(xù)的持續(xù)時間，并判定該持續(xù)時間是否在規(guī)定時間以內(nèi)的第二判定部，在通過該第二判定部判定為所述持續(xù)時間在規(guī)定時間以上時，通過使該真正時間常數(shù)(τ)乘以規(guī)定的系數(shù)來改寫所述真正時間常數(shù)(τ)，直到所述持續(xù)時間小于所述規(guī)定時間為止，另一方面，在判定為所述持續(xù)時間短于規(guī)定時間時，不改寫所述真正時間常數(shù)(τ)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的時間常數(shù)自動推定裝置(6)，其特征在于，具備修正所述真正時間常數(shù)(τ)的修正部，所述修正部，在所述試驗(yàn)運(yùn)行時的負(fù)荷慣性與所述真正控制時的負(fù)荷慣性不同時，根據(jù)所述試驗(yàn)運(yùn)行時的負(fù)荷慣性與所述真正控制時的負(fù)荷慣性的比率來修正所述真正時間常數(shù)(τ)。
9.一種伺服電動機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，具備權(quán)利要求3所述的時間常數(shù)自動推定裝置。
全文摘要
一種用于自動推定伺服電動機(jī)加速時的時間常數(shù)的時間常數(shù)自動推定裝置，具備對使用為了試驗(yàn)運(yùn)行而預(yù)先準(zhǔn)備的假定時間常數(shù)使伺服電動機(jī)加速動作時的峰值電流值進(jìn)行檢測的電流值檢測部；和根據(jù)峰值電流值與假定時間常數(shù)的關(guān)系，推定在真正控制時以希望的目標(biāo)電流值使伺服電動機(jī)實(shí)際動作時的真正時間常數(shù)的時間常數(shù)推定部。
文檔編號G05B19/18GK1983095SQ20061016563
公開日2007年6月20日 申請日期2006年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月12日
發(fā)明者巖下平輔, 置田肇, 杉山和之 申請人:發(fā)那科株式會社