伺服電動機控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種伺服電動機控制裝置，特別設(shè)及一種具有機械剛度的自我測定功 能和自我監(jiān)視功能的伺服電動機控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了機床的伺服控制系統(tǒng)的穩(wěn)定化，廣泛使用一種對轉(zhuǎn)矩指令值應(yīng)用帶阻濾波器 的技術(shù)。一般的濾波器調(diào)整的過程是，首先，對由轉(zhuǎn)矩指令制作部和速度檢測部構(gòu)成的速度 控制環(huán)路進(jìn)行正弦波掃描或者矩形波掃描，由此測量速度控制環(huán)路的頻率響應(yīng)。接著，通過 細(xì)查如波特圖那樣視覺化的曲線圖，來通過目視來尋找共振頻率。由于即使不對波特圖進(jìn) 行視覺化也能夠進(jìn)行共振頻率的確定本身，因此設(shè)計出一種帶阻濾波器的自動調(diào)整技術(shù)。
[0003] 自動調(diào)整的特性在于，由于不依賴于進(jìn)行手動調(diào)整的技術(shù)人員的調(diào)整方針、能力， 因此能夠獲得偏差比較少的調(diào)整結(jié)果。濾波器自動調(diào)整功能W相比于手動測量少的偏差來 測量機床的剛度。
[0004] 作為進(jìn)行帶阻濾波器的調(diào)整的方法，報告了一種通過檢測振動水平超過闊值的頻 率來自動進(jìn)行多個帶阻濾波器的調(diào)整W抑制機械共振的方法（例如日本專利公開公報特 開2012-23834號公報（JP2012-23834A))。在該W往技術(shù)中，針對兩個帶阻濾波器具有彼 此接近的中屯、頻率的情況，擴大第一濾波器的濾波寬度來進(jìn)行應(yīng)對。 陽0化]在上述的W往技術(shù)中公開了一種多個帶阻濾波器的自動調(diào)整算法。然而，其主題 只不過是進(jìn)行僅用于解決共振的調(diào)整。在實用上停留在代替進(jìn)行機械即將出廠前的伺服控 制系統(tǒng)的調(diào)整。沒有提及對于作為長期設(shè)備、量產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品的機床的剛度的經(jīng)年變化、個體 差異應(yīng)該如何進(jìn)行應(yīng)對。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種不是僅僅停留在伺服控制系統(tǒng)的穩(wěn)定化而能夠進(jìn)行 非破壞、非拆卸方式的機械的維護(hù)點檢預(yù)測的、能夠提供綜合的檢查技術(shù)的伺服電動機控 制裝置。
[0007] 本發(fā)明的實施例所設(shè)及的伺服電動機控制裝置是控制用于驅(qū)動機床的伺服電動 機的控制裝置，該伺服電動機控制裝置的特征在于，具備：速度指令制作部，其制作伺服電 動機的速度指令值；速度檢測部，其檢測伺服電動機的速度；轉(zhuǎn)矩指令制作部，其基于速度 指令值和檢測到的速度來制作伺服電動機的轉(zhuǎn)矩指令值；正弦波生成部，其生成正弦波干 擾值；頻率響應(yīng)計算部，其基于通過將正弦波生成部所生成的正弦波干擾值與速度指令值 相加來對包括轉(zhuǎn)矩指令制作部和速度檢測部的速度控制環(huán)路輸入了正弦波干擾值時的來 自速度控制環(huán)路的輸出，來計算頻率響應(yīng)；共振頻率檢測部，其檢測所計算出的頻率響應(yīng)的 增益為極大的頻率即共振頻率；共振頻率存儲部，其存儲共振頻率檢測部所檢測到的共振 頻率；至少一個濾波器，其使轉(zhuǎn)矩指令值中包含的特定的頻帶分量衰減；W及共振頻率比 較部，其基于共振頻率存儲部所存儲的共振頻率來測定機床的剛度，針對共振頻率調(diào)整濾 波器。
【附圖說明】
[000引本發(fā)明的目的、特征W及優(yōu)點通過結(jié)合附圖進(jìn)行的W下的實施方式的說明會變得 更加明確。在該附圖中，
[0009] 圖1是本發(fā)明的實施例1所設(shè)及的伺服電動機控制裝置的結(jié)構(gòu)圖，
[0010] 圖2是表示將機械簡單化來表示的模型的圖，
[0011] 圖3是用于說明本發(fā)明的實施例1所設(shè)及的伺服電動機控制裝置的動作過程的流 程圖，
[0012] 圖4是表示將多個機械的剛度值與制造基準(zhǔn)值進(jìn)行比較的例子的曲線圖，
[0013] 圖5是用于說明本發(fā)明的實施例2所設(shè)及的伺服電動機控制裝置的動作過程的流 程圖，
[0014] 圖6是表示機械的剛度的經(jīng)時變化的例子的曲線圖，
[0015] 圖7是用于說明本發(fā)明的實施例3所設(shè)及的伺服電動機控制裝置的動作過程的流 程圖，
[0016] 圖8是用于說明本發(fā)明的實施例4所設(shè)及的伺服電動機控制裝置的動作過程的流 程圖，化及
[0017] 圖9是本發(fā)明的實施例5所設(shè)及的伺服電動機控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面，參照附圖來說明本發(fā)明所設(shè)及的伺服電動機控制裝置。其中，需要注意的 是本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限定于運些實施方式，還包括權(quán)利要求書中記載的發(fā)明及其等同 物。
[0019] [實施例^
[0020] 首先，使用附圖來說明本發(fā)明的實施例1所設(shè)及的伺服電動機控制裝置。圖1是 本發(fā)明的實施例1所設(shè)及的伺服電動機控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的實施例1所設(shè)及的伺 服電動機控制裝置101具備速度指令制作部1、速度檢測部2、轉(zhuǎn)矩指令制作部3、正弦波生 成部4、頻率響應(yīng)計算部5、共振頻率檢測部6、共振頻率存儲部7、濾波器8W及共振頻率比 較部9。
[0021] 速度指令制作部1制作用于驅(qū)動伺服電動機20的速度指令值。由速度指令制作 部1制作出的速度指令值被輸出到加法器13。在加法器13中，速度指令值與正弦波生成部 4所制作出的正弦波干擾值相加，其相加值被輸出到減法器14。
[0022] 速度檢測部2檢測伺服電動機20的速度。關(guān)于伺服電動機20的速度，例如能夠 通過在伺服電動機20中設(shè)置編碼器來檢測，但并不限于此。在減法器14中，從相加有正弦 波干擾值的速度指令值減去速度檢測部2所檢測到的伺服電動機20的速度的值，其相減值 被輸出到轉(zhuǎn)矩指令制作部3。
[0023] 轉(zhuǎn)矩指令制作部3基于速度指令值和檢測到的速度來制作伺服電動機的轉(zhuǎn)矩指 令值。其中，如上所述，在速度指令值中相加有正弦波生成部4所生成的正弦波干擾值。轉(zhuǎn) 矩指令制作部3所制作出的轉(zhuǎn)矩指令值被輸出到濾波器8和頻率響應(yīng)計算部5。
[0024] 頻率響應(yīng)計算部5基于通過將正弦波生成部4所生成的正弦波干擾值與速度指令 值相加來對包括轉(zhuǎn)矩指令制作部3和速度檢測部2的速度控制環(huán)路10輸入了正弦波干擾 值時的來自速度控制環(huán)路10的輸出，來計算頻率響應(yīng)。頻率響應(yīng)計算部5所計算出的頻率 響應(yīng)被輸出到共振頻率檢測部6。
[0025] 共振頻率檢測部6檢測所計算出的頻率響應(yīng)的增益為極大的頻率即共振頻率，并 將該共振頻率輸出到共振頻率存儲部7。
[00%] 共振頻率存儲部7存儲共振頻率檢測部6所檢測到的共振頻率。在進(jìn)行了多次共 振頻率的測定的情況下，共振頻率存儲部7存儲各次的共振頻率，保存共振頻率的歷史記 錄。另外，還能夠存儲成為用于比較所檢測到的共振頻率的基準(zhǔn)的基準(zhǔn)共振頻率。并且，在 規(guī)定的時間內(nèi)測定共振頻率的情況下，還能夠?qū)㈥P(guān)于時間的數(shù)據(jù)與關(guān)于檢測到的共振頻率 的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲。
[0027] 濾波器8使從轉(zhuǎn)矩指令制作部3輸出的轉(zhuǎn)矩指令值中包含的特定的頻帶分量衰 減。在圖1中示出了設(shè)置有一個濾波器8的例子，但并不限于此，也可W設(shè)置兩個W上的濾 波器8。
[0028] 共振頻率比較部9基于共振頻率存儲部7所存儲的共振頻率來測定機床的剛度， 針對共振頻率調(diào)整濾波器8。
[0029] 如W上那樣，本發(fā)明的實施例1所設(shè)及的伺服電動機控制裝置的特征在于基于共 振頻率來測定機床的剛度。下面，說明基于共振頻率來測定機床的剛度的方法。
[0030] 將機床簡單化，視為如圖2那樣的模型來處理。目P，將機床視為多個彈黃要素30 和負(fù)載40的集合。運樣的話，能夠?qū)C械剛度視為彈黃要素k來處理。此時，能夠利用W 下式（1)給出機械的共振角頻率（共振頻率）《。。
(1) 陽0巧其中，J是負(fù)載的慣量（inedia)。
[0033]負(fù)載的慣量J是在機械設(shè)計中決定的，因此能夠根據(jù)頻率響應(yīng)的測定來估計彈黃 要素。當(dāng)共振角頻率從基準(zhǔn)值《。。變動為《。'、彈黃要素從k。變動為k'時，能夠根據(jù)下 式似求出k'A。。
(2)
[0035] 關(guān)于該基準(zhǔn)值《。。的值本身，可W設(shè)為機械設(shè)計上的值，在量產(chǎn)機種的情況下也 可W設(shè)為試作機所具有的共振角頻率。在特定的個體的情況下，也可W作為制造時的共振 角頻率來保存歷史記錄。認(rèn)為作為彈黃要素的剛度由于機械部件的組裝松動等而下降，因 此可W將在經(jīng)年變化的情況下剛度雖然會下降但不會提高作為前提。
[0036] 例如，當(dāng)設(shè)共振角頻率下降了 10% (相對于基準(zhǔn)變?yōu)?0% )時，像W下式（3)那 樣計算k' /k。。 (3)
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