定位裝置的參數(shù)設(shè)定方法及定位裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可快速設(shè)定適用于待處理移動(dòng)對(duì)象的適當(dāng)?shù)目刂茀?shù)的定位裝置等。本發(fā)明的定位裝置1包括,受其控制,設(shè)定所用的控制參數(shù)的參數(shù)設(shè)定部8。參數(shù)設(shè)定部8,執(zhí)行共振頻率檢測(cè)處理,使裝有所述移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)發(fā)生移動(dòng),檢測(cè)所述移動(dòng)裝置產(chǎn)生的共振頻率,以及慣量估計(jì)處理,使裝有所述移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)發(fā)生移動(dòng),估計(jì)作用于所述移動(dòng)裝置的慣量，同時(shí),根據(jù)檢測(cè)到的共振頻率,進(jìn)行阻尼濾波器的去除頻帶和速度增益的設(shè)定處理,以及根據(jù)所估計(jì)的慣量,進(jìn)行快進(jìn)時(shí)間常數(shù)的設(shè)定處理。
【專利說明】
定位裝置的參數(shù)設(shè)定方法及定位裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種定位裝置以及對(duì)該定位裝置的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定的參數(shù)設(shè)定方法，該定位裝置，對(duì)使裝有移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或線性運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)裝置進(jìn)行定位控制。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，上述定位裝置，例如，在機(jī)床領(lǐng)域，通常用作送料裝置或旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的位置控制，舉例來說，已知的有特開2009-101444號(hào)公報(bào)(下述專利文獻(xiàn)I)所公開的定位裝置。
[0003]該專利文獻(xiàn)I所公開的定位裝置，控制設(shè)置于5軸控制立式加工中心機(jī)等的機(jī)床上的耳軸結(jié)構(gòu)的雙軸部，包括函數(shù)發(fā)生器、位置控制部、速度控制部和扭矩/電流控制部，根據(jù)來自扭矩/電流控制部輸出的信號(hào)，來控制驅(qū)動(dòng)耳軸旋轉(zhuǎn)的電機(jī)。
[0004]具體而言，在該定位裝置中，根據(jù)NC裝置輸出的NC指令，由函數(shù)發(fā)生器生成位置指令，基于所生成的位置指令及位置增益，由位置控制部生成速度指令，基于所生成的速度指令和速度增益，由速度控制部生成扭矩指令，基于生成的扭矩指令和扭矩增益，由扭矩/電流控制部生成驅(qū)動(dòng)扭矩相關(guān)信號(hào)，該信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流被供給電機(jī)，驅(qū)動(dòng)該電機(jī)工作。
[0005]另外，該定位裝置中設(shè)有角度誤差估計(jì)裝置，其計(jì)算耳軸彈性變形導(dǎo)致的角度誤差并進(jìn)行校正，角度誤差A(yù) Θ通過該角度誤差推定裝置，由下式計(jì)算得出。
[0006]ΔΘ = (Tm-Jm* a)/K9R
[0007]其中，Jm為樞軸部或軸承的慣量，Tm為速度控制部輸出的扭矩指令，a為旋轉(zhuǎn)角加速度，K0R為扭轉(zhuǎn)剛度系數(shù)。
[0008][【背景技術(shù)】文獻(xiàn)]
[0009][專利文獻(xiàn)]
[0010][專利文獻(xiàn)I]日本專利特開2009-101444號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011][發(fā)明要解決的問題]
[0012]然而，在現(xiàn)有的上述定位裝置中，在函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生位置指令時(shí)，在快進(jìn)移動(dòng)的情況下，使用快進(jìn)時(shí)間常數(shù)，另外，在位置控制部使用位置增益，在速度控制部使用速度增益，扭矩/電流控制部使用扭矩增益，為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的控制，需要適當(dāng)?shù)卦O(shè)定快進(jìn)時(shí)間常數(shù)、位置增益、速度增益和扭矩增益這些控制參數(shù)。
[0013]另外，在上述專利文獻(xiàn)I中雖未被說明，但是在速度控制部和扭矩/電流控制部之間，通常設(shè)有阻尼濾波器，速度控制部輸出的扭矩指令，經(jīng)過阻尼濾波器，被去除特定頻帶的振動(dòng)分量后，被輸入到扭矩/電流控制器中。而且，該阻尼濾波器中設(shè)定的去除頻帶也是一個(gè)控制參數(shù)，為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的控制，有必要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
[0014]因此，以往，為了實(shí)現(xiàn)適宜的加工，這樣的控制參數(shù)，會(huì)根據(jù)該機(jī)床上設(shè)置的加工規(guī)格，例如被加工物的最大尺寸，最大重量或最大加工負(fù)荷等，由機(jī)床制造商提前設(shè)定。
[0015]然而，近些年來，用戶方的待處理被加工物的材料和形狀變得多種多樣，受此影響，上述定位控制出現(xiàn)了各種問題。例如，用戶在加工極薄被加工物的情況下，移動(dòng)它時(shí)該被加工物產(chǎn)生振動(dòng)，在此振動(dòng)(干擾振動(dòng))的影響下，導(dǎo)致定位控制系統(tǒng)也產(chǎn)生振動(dòng)。另外，用戶的待處理被加工物的重量超過預(yù)期的最大重量，將其以設(shè)定的快進(jìn)加速度進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，需要給電機(jī)施加超過預(yù)期的扭矩，而通常情況下，控制系統(tǒng)已被設(shè)定扭矩的上限值，因此電機(jī)扭矩達(dá)到飽和而不能被控制，此時(shí)，控制系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，如震蕩或過沖。
[0016]為了解決此類問題，有必要根據(jù)待處理被加工物，至少對(duì)上述控制參數(shù)中的，快進(jìn)時(shí)間常數(shù)、速度增益和阻尼濾波器的去除頻帶，重新設(shè)定適當(dāng)?shù)闹担欢酝?，該控制參?shù)的重新設(shè)定，只能依賴試錯(cuò)法，即嘗試通過一點(diǎn)一點(diǎn)改變上述各控制參數(shù)來操作，因此，無法快速解決上述問題。
[0017]本發(fā)明是鑒于上述實(shí)際情況而提出的，目的是提供一種不依賴于試錯(cuò)法，可快速重新設(shè)定適用于待處理被加工物的合適的控制參數(shù)的，定位裝置的參數(shù)設(shè)定方法及該定位
目.ο
[0018][解決問題的手段]
[0019]用于解決上述課題的本發(fā)明方法，涉及一種對(duì)定位裝置的控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)定的方法，該定位裝置，對(duì)使裝有移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或線性運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制，將所述移動(dòng)臺(tái)定位到指定目標(biāo)位置，
[0020]該參數(shù)設(shè)定方法，至少設(shè)定快進(jìn)時(shí)間常數(shù)、速度增益和阻尼濾波器的去除頻帶等相關(guān)控制參數(shù)，
[0021]執(zhí)行共振頻率檢測(cè)處理，使裝有所述移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)發(fā)生移動(dòng)，檢測(cè)所述移動(dòng)裝置產(chǎn)生的共振頻率，以及，慣量估計(jì)處理，使裝有所述移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)發(fā)生移動(dòng)，估計(jì)作用于所述移動(dòng)裝置的慣量，同時(shí)，根據(jù)檢測(cè)到的共振頻率，設(shè)定所述阻尼濾波器的去除頻帶和速度增益，根據(jù)所估計(jì)的慣量，設(shè)定所述快進(jìn)時(shí)間常數(shù)。
[0022]另外，本發(fā)明裝置涉及一種定位裝置，對(duì)使裝有移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或線性運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制，將所述移動(dòng)臺(tái)定位到指定目標(biāo)位置，其包括，
[0023]位置指令生成部，基于所述目標(biāo)位置產(chǎn)生位置指令并輸出，同時(shí)，在至少快進(jìn)移動(dòng)時(shí)，生成對(duì)應(yīng)于該快進(jìn)時(shí)間常數(shù)的位置指令并輸出，
[0024]位置控制部，輸入所述位置指令生成部輸出的位置指令，基于輸入的位置指令及位置增益，生成速度指令并輸出，
[0025]速度控制部，輸入所述位置控制部輸出的速度指令，基于輸入的速度指令及速度增益，生成扭矩指令并輸出，
[0026]阻尼濾波器，輸入所述速度控制部輸出的扭矩指令，從輸入的扭矩指令去除特定頻帶的分量并輸出，
[0027]扭矩控制部，輸入所述阻尼濾波器輸出的扭矩指令，基于輸入的扭矩指令及扭矩增益，生成所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)扭矩相關(guān)信號(hào)并輸出，
[0028]該定位裝置還包括，至少對(duì)快進(jìn)時(shí)間常數(shù)，速度增益和阻尼濾波器的去除頻帶進(jìn)行設(shè)定的參數(shù)設(shè)定部，
[0029]所述參數(shù)設(shè)定部被配置為，執(zhí)行共振頻率檢測(cè)處理，使裝有所述移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)發(fā)生移動(dòng)，檢測(cè)所述移動(dòng)裝置產(chǎn)生的共振頻率，以及，慣量估計(jì)處理，使裝有所述移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)發(fā)生移動(dòng)，估計(jì)作用于所述移動(dòng)裝置的慣量，同時(shí)，根據(jù)檢測(cè)到的共振頻率，設(shè)定所述阻尼濾波器的去除頻帶和速度增益，根據(jù)所估計(jì)的慣量，設(shè)定所述快進(jìn)時(shí)間常數(shù)。
[0030]根據(jù)該定位裝置，首先，由位置指令生成部，基于所述目標(biāo)位置生成位置指令，至少在快進(jìn)移動(dòng)的情況下，生成對(duì)應(yīng)于快進(jìn)時(shí)間常數(shù)的位置指令。然后，在位置控制部中，基于所述位置指令和位置增益生成速度指令，接著，在速度控制部中，基于所述速度指令和速度增益生成扭矩指令。再次，生成的扭矩指令，經(jīng)阻尼濾波器去除特定的頻帶分量，然后被輸入到扭矩控制部中，在該扭矩控制部中，基于扭矩指令及扭矩增益，生成所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)扭矩相關(guān)信號(hào)，根據(jù)該驅(qū)動(dòng)扭矩相關(guān)信號(hào)來控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)。于是，通過上述被控制的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)裝有移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或線性運(yùn)動(dòng)。
[0031]然后，根據(jù)該定位裝置，本發(fā)明所涉及的參數(shù)設(shè)定方法，通過參數(shù)設(shè)定部被優(yōu)選地實(shí)施。即，通過所述參數(shù)設(shè)定部，首先，執(zhí)行共振頻率檢測(cè)處理，使裝有所述移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)發(fā)生移動(dòng)，檢測(cè)所述移動(dòng)裝置產(chǎn)生的共振頻率，以及，慣量估計(jì)處理，使裝有所述移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)發(fā)生移動(dòng)，估計(jì)作用于所述移動(dòng)裝置的慣量。
[0032]該共振頻率檢測(cè)處理和慣量估計(jì)處理中，移動(dòng)所述移動(dòng)臺(tái)的操作，例如，可列舉出，通過所述位置指令生成部，產(chǎn)生具有恒定頻率的激勵(lì)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)臺(tái)振動(dòng)的操作，通過所述位置指令生成部，產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的操作，通過所述位置指令生成部，產(chǎn)生使其在一個(gè)方向上以預(yù)定距離或角度反復(fù)移動(dòng)的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)臺(tái)反復(fù)移動(dòng)的操作。另外在上述各操作中，可逐漸增加移動(dòng)量，或逐漸增加移動(dòng)速度，或逐漸增加移動(dòng)量和移動(dòng)速度。
[0033]而且，在所述共振頻率檢測(cè)處理中，例如，通過FFT分析所述扭矩控制部輸出的驅(qū)動(dòng)扭矩信號(hào)，檢測(cè)出峰值頻率作為共振頻率。另外，在慣量估計(jì)處理中，例如，所述扭矩控制部輸出的驅(qū)動(dòng)扭矩為Tm，預(yù)先的實(shí)測(cè)值或設(shè)計(jì)值為摩擦扭矩Tf，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的加速度的實(shí)測(cè)值為ω，作用于移動(dòng)裝置上的慣量J由下式估計(jì)得出。
[0034]J= (Tm-Tf)/ω
[0035]并且，參數(shù)設(shè)定部，根據(jù)檢測(cè)出的共振頻率設(shè)定阻尼濾波器的去除頻帶和速度增益，另外，根據(jù)所估計(jì)出的慣量設(shè)定所述快進(jìn)時(shí)間常數(shù)。
[0036]這樣，根據(jù)該定位裝置的參數(shù)設(shè)定部和參數(shù)設(shè)定方法，根據(jù)裝設(shè)在移動(dòng)臺(tái)上的移動(dòng)對(duì)象檢測(cè)移動(dòng)裝置上產(chǎn)生的共振頻率，同時(shí)，根據(jù)該移動(dòng)對(duì)象估計(jì)作用于移動(dòng)裝置的慣量，接著，根據(jù)檢測(cè)到的共振頻率，設(shè)定阻尼濾波器的去除頻帶和速度增益，另外，根據(jù)所估計(jì)的慣量，設(shè)定所述快進(jìn)時(shí)間常數(shù)，因此，和現(xiàn)有的試錯(cuò)法相比，它可以快速地設(shè)定(重新設(shè)定)對(duì)應(yīng)于該移動(dòng)對(duì)象的適當(dāng)?shù)目刂茀?shù)。
[0037]此外，上述定位裝置的參數(shù)設(shè)定部和參數(shù)設(shè)定方法中，可根據(jù)下列步驟設(shè)定所述控制參數(shù)。
[0038]即，首先，進(jìn)行所述共振頻率檢測(cè)處理，基于得到的共振頻率，臨時(shí)設(shè)定阻尼濾波器的去除頻帶，
[0039]其次，在臨時(shí)設(shè)定了去除頻帶的阻尼濾波器的條件下，執(zhí)行所述慣量估計(jì)處理，基于得到的慣量，設(shè)定所述快進(jìn)時(shí)間常數(shù)，
[0040]再次，在臨時(shí)設(shè)定了去除頻帶的阻尼濾波器及設(shè)定了快進(jìn)時(shí)間常數(shù)的條件下，進(jìn)行共振頻率檢測(cè)處理，基于得到的共振頻率，設(shè)定所述阻尼濾波器的去除頻帶，同時(shí)，設(shè)定所述速度增益。
[0041]若所述移動(dòng)對(duì)象移動(dòng)時(shí)容易產(chǎn)生振動(dòng)的話，在進(jìn)行所述慣量估計(jì)處理時(shí)，移動(dòng)裝置產(chǎn)生振動(dòng)(干擾振動(dòng))，由于該干擾振動(dòng)的振動(dòng)頻率分量與控制系統(tǒng)的信號(hào)重疊，將阻尼濾波器的去除頻帶設(shè)定為該振動(dòng)頻率，如果不去除該振動(dòng)頻率分量，那么可推測(cè)出，根據(jù)使用所述扭矩控制部輸出的驅(qū)動(dòng)扭矩的最大值Tmax、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大加速度的實(shí)測(cè)值Comax的上述公式，將無法估計(jì)出正確的慣量。
[0042]因此，首先，執(zhí)行所述共振頻率檢測(cè)處理，基于得到的共振頻率，臨時(shí)設(shè)定所述阻尼濾波器的去除頻帶，其次，如果使用臨時(shí)設(shè)定了去除頻帶的阻尼濾波器，進(jìn)行所述慣量估計(jì)處理的話，在慣量估計(jì)處理時(shí)，與控制系統(tǒng)的信號(hào)重疊的干擾振動(dòng)頻率分量，可通過振動(dòng)阻尼濾波器適當(dāng)?shù)爻?，這樣不僅能夠通過除去干擾振動(dòng)的頻率分量，估計(jì)正確的慣量，也能夠根據(jù)準(zhǔn)確估計(jì)的慣量設(shè)定適當(dāng)?shù)目爝M(jìn)時(shí)間常數(shù)。
[0043]并且，再次，在臨時(shí)設(shè)定了去除頻帶的阻尼濾波器和適當(dāng)設(shè)定了快進(jìn)時(shí)間常數(shù)的條件下，還可通過執(zhí)行共振頻率檢測(cè)處理，檢測(cè)出較準(zhǔn)確的共振頻率，根據(jù)該準(zhǔn)確的共振頻率設(shè)定較適當(dāng)?shù)娜コl帶，以及設(shè)定適當(dāng)?shù)乃俣仍鲆妗?br>[0044]這樣，根據(jù)該步驟，即使移動(dòng)對(duì)象容易產(chǎn)生振動(dòng)，也能夠設(shè)定適當(dāng)?shù)目刂茀?shù)。
[0045]或者，在上述定位裝置的參數(shù)設(shè)定部和參數(shù)設(shè)定方法中，也可根據(jù)下列步驟設(shè)定所述控制參數(shù)。
[0046]S卩，首先，執(zhí)行所述慣量估計(jì)處理，基于得到的慣量設(shè)定所述快進(jìn)時(shí)間常數(shù)的同時(shí)，臨時(shí)設(shè)定所述速度增益，
[0047]其次，在設(shè)定了快進(jìn)時(shí)間常數(shù)及臨時(shí)設(shè)定了速度增益的情況下，執(zhí)行共振頻率檢測(cè)處理，基于得到的共振頻率，設(shè)定所述阻尼濾波器的去除頻帶，同時(shí)，正式設(shè)定所述速度增益。
[0048]所述移動(dòng)對(duì)象不易產(chǎn)生振動(dòng)的話，在進(jìn)行所述慣量估計(jì)處理時(shí)，由于不易產(chǎn)生干擾振動(dòng)，因此可以在一定程度上準(zhǔn)確估計(jì)慣量。因此，先進(jìn)行慣量估計(jì)處理，根據(jù)得到的慣量，可以設(shè)定適當(dāng)?shù)目爝M(jìn)時(shí)間常數(shù)，還可以臨時(shí)設(shè)定適當(dāng)?shù)乃俣仍鲆妗?br>[0049]然后，通過使用以這種方式設(shè)定的快進(jìn)時(shí)間常數(shù)以及臨時(shí)設(shè)定的速度增益，進(jìn)行共振頻率檢測(cè)處理，能檢測(cè)出準(zhǔn)確的共振頻率，基于檢測(cè)到的準(zhǔn)確的共振頻率，可以設(shè)定阻尼濾波器的適當(dāng)?shù)娜コl帶，另外，也能夠正式設(shè)定適當(dāng)?shù)乃俣仍鲆妗?br>[0050]這樣，根據(jù)該步驟，當(dāng)移動(dòng)對(duì)象不易產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，可以設(shè)定適當(dāng)?shù)目刂茀?shù)，由于慣量估計(jì)處理和共振頻率檢測(cè)處理分別進(jìn)行一次，步驟簡(jiǎn)單，因此可以比較快速的進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定。
[0051][發(fā)明的效果]
[0052]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)裝設(shè)在移動(dòng)臺(tái)上的移動(dòng)對(duì)象，對(duì)移動(dòng)裝置產(chǎn)生的共振頻率進(jìn)行檢測(cè)的同時(shí)，根據(jù)該移動(dòng)對(duì)象，估計(jì)作用于移動(dòng)裝置上的慣量，然后，根據(jù)檢測(cè)到的共振頻率，設(shè)定所述阻尼濾波器的去除頻帶和速度增益，另外，根據(jù)所估計(jì)的慣量，設(shè)定快進(jìn)時(shí)間常數(shù)，因此，和現(xiàn)有的試錯(cuò)法相比，它可以快速地設(shè)定對(duì)應(yīng)于該移動(dòng)對(duì)象的適當(dāng)?shù)目刂茀?shù)。
【附圖說明】
[0053]圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施例的定位裝置的方框圖。
[0054]圖2是將本實(shí)施例中的控制對(duì)象旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行模型化表示的示意圖。
[0055]圖3是表示本實(shí)施例的參數(shù)設(shè)定部中的處理過程的流程圖。
[0056]圖4是表示本實(shí)施例的參數(shù)設(shè)定部中的另一處理過程的流程圖。
[0057]附圖標(biāo)記說明:1-定位裝置；10-旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)；11-工作臺(tái)底座；12-電機(jī)；13-定子；14-轉(zhuǎn)子;15-位置檢測(cè)器;16-部件；17-部件；18-平臺(tái)；19-工件;2-位置指令生成部;3-位置控制部;4-速度控制部;5-陷波濾波器;6-扭矩控制部;7-微分器;8-參數(shù)設(shè)定部;9-參數(shù)存儲(chǔ)部。
【具體實(shí)施方式】
[0058]以下，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例參照附圖進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施例的定位裝置的方框圖，圖2是將本實(shí)施例中的控制對(duì)象旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行模型化表示的示意圖。此夕卜，圖2僅僅是一個(gè)抽象的示意圖，并沒有顯示旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的具體結(jié)構(gòu)。
[0059]首先，在對(duì)本實(shí)施例的定位裝置I進(jìn)行說明之前，對(duì)控制對(duì)象旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的概述進(jìn)行說明。
[0060]如圖2所示，本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)10，包括工作臺(tái)底座11，配置于該工作臺(tái)底座11上，圍繞垂直的轉(zhuǎn)軸自由旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)18，驅(qū)動(dòng)該平臺(tái)18圍繞所述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的電機(jī)12。電機(jī)12，由固定設(shè)置于工作臺(tái)底座11的定子13，固定于所述平臺(tái)18且設(shè)置在定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子14構(gòu)成。另外，該轉(zhuǎn)子14，其以所述轉(zhuǎn)軸為中心的旋轉(zhuǎn)位置是由位置檢測(cè)器15檢測(cè)的，該位置檢測(cè)器由設(shè)置在轉(zhuǎn)子14的下表面的部件17，和與該部件17相對(duì)設(shè)置于所述定子13上的部件16所構(gòu)成。此外，平臺(tái)18上裝設(shè)有適當(dāng)?shù)墓ぜ?9。
[0061]所述定位裝置I包括，如圖1所示的，位置指令生成部2、位置控制部3、速度控制部
4、陷波濾波器5、扭矩控制部6、微分器7、參數(shù)設(shè)定部8和參數(shù)存儲(chǔ)部9。
[0062]所述位置指令生成部2，基于輸入的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置及旋轉(zhuǎn)速度，生成位置指令并進(jìn)行輸出處理。此外，輸入的旋轉(zhuǎn)速度是快進(jìn)速度時(shí)，生成對(duì)應(yīng)于快進(jìn)時(shí)間常數(shù)的位置指令并輸出。
[0063]所述位置控制部3，基于從位置指令生成部2輸入的位置指令，與從旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)10的位置檢測(cè)器15輸出的當(dāng)前位置信號(hào)之間的偏差，以及位置增益，生成速度指令并進(jìn)行輸出處理。
[0064]所述速度控制部4，基于從位置控制部3輸入的速度指令，與從所述位置檢測(cè)器15輸出的，并由微分器微分處理并輸出的當(dāng)前速度信號(hào)之間的偏差，以及速度增益，生成扭矩指令并進(jìn)行輸出處理。
[0065]所述陷波濾波器5，輸入從所述速度控制部4輸出的扭矩指令，從輸入的扭矩指令中除去特定頻帶分量并輸出。
[0066]所述扭矩控制部6，輸入從陷波濾波器5輸出的扭矩指令，基于輸入的扭矩指令和扭矩增益，生成所述電機(jī)12的驅(qū)動(dòng)扭矩相關(guān)信號(hào)并進(jìn)行輸出處理。
[0067]此外，所述參數(shù)存儲(chǔ)部9，為存儲(chǔ)用于該定位裝置I的控制參數(shù)的功能部，存儲(chǔ)有，作為控制參數(shù)的所述快進(jìn)時(shí)間常數(shù)、位置增益、速度增益、陷波濾波器5中的去除頻帶和扭矩增益，這些控制參數(shù)分別被對(duì)應(yīng)的位置指令生成部2，位置控制部3，速度控制部4，陷波濾波器5和扭矩控制部6讀出并使用。此外，這些控制參數(shù)可以從外部存儲(chǔ)到參數(shù)存儲(chǔ)部9中，并由參數(shù)設(shè)定部8進(jìn)行更新。此外，關(guān)于該參數(shù)設(shè)定部8的具體處理將在后面進(jìn)行說明。
[0068]這樣，根據(jù)該定位裝置I，首先，在位置指令生成部2中，基于目標(biāo)旋轉(zhuǎn)位置和旋轉(zhuǎn)速度生成位置指令，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度為快進(jìn)速度時(shí)，生成對(duì)應(yīng)于快進(jìn)時(shí)間常數(shù)的位置指令。然后，在位置控制部3中，基于位置指令和當(dāng)前位置信號(hào)的偏差，以及位置增益，生成速度指令，然后，在速度控制部4中，基于速度指令和當(dāng)前速度信號(hào)的偏差，以及速度增益，生成扭矩指令。
[0069]接著，生成的扭矩指令，經(jīng)阻尼濾波器5被去除特定的頻帶分量，然后被輸入扭矩控制部6，在該扭矩控制部6中，基于扭矩指令及扭矩增益，生成所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)12的驅(qū)動(dòng)扭矩相關(guān)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)扭矩相關(guān)信號(hào)相應(yīng)的電流被供給電機(jī)12，驅(qū)動(dòng)該電機(jī)12工作。于是，通過上述被控制的電機(jī)12，驅(qū)移動(dòng)臺(tái)18旋轉(zhuǎn)。
[0070]所述參數(shù)設(shè)定部8是一個(gè)功能部，其執(zhí)行如圖3所示的步驟S1-S7的處理，接收外部輸入的處理開始信號(hào)，開始步驟S1-S7的處理。此外，在本實(shí)施例中，在裝設(shè)有工件19的平臺(tái)18上進(jìn)行處理。
[0071]具體而言，參數(shù)設(shè)定部8，首先，在步驟SI中進(jìn)行共振頻率檢測(cè)處理。該共振頻率檢測(cè)處理，在所述位置指令生成部2輸入指令，使其生成按一定頻率振動(dòng)的位置指令，或者，輸入指令，使所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)10按預(yù)定角度向正反方向往復(fù)旋轉(zhuǎn)，或者，重復(fù)輸入指令，使所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)10按預(yù)定角度單方向旋轉(zhuǎn)，使該旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)10進(jìn)行檢測(cè)操作，在該旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)10的檢測(cè)操作過程中，對(duì)從所述扭矩控制部6輸出的扭矩信號(hào)進(jìn)行FFT分析，檢測(cè)出其峰值頻率作為共振頻率。此外，該各檢測(cè)操作中，可逐漸增加移動(dòng)量，或逐漸增加移動(dòng)速度，或逐漸增加移動(dòng)量和移動(dòng)速度。
[0072]當(dāng)以這種方式檢測(cè)到共振頻率后，接著，參數(shù)設(shè)定部8，基于檢測(cè)到的共振頻率，臨時(shí)設(shè)定所述陷波濾波器5中使用的去除頻帶，將臨時(shí)設(shè)定的去除頻帶相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到所述參數(shù)存儲(chǔ)部9中，即，以此數(shù)據(jù)來更新存儲(chǔ)在參數(shù)存儲(chǔ)部9中的數(shù)據(jù)(步驟S2)。
[0073]然后，參數(shù)設(shè)定部8，進(jìn)行慣量估計(jì)處理(步驟S3)。即，參數(shù)設(shè)定部8，首先，跟所述共振頻率檢測(cè)處理一樣，在所述位置指令生成部2輸入指令，使其生成按一定頻率振動(dòng)的位置指令，或者，輸入指令，使所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)10按預(yù)定角度向正反方向往復(fù)旋轉(zhuǎn)，或者，重復(fù)輸入指令，使所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)10按預(yù)定角度單方向旋轉(zhuǎn)，然后使該旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)10進(jìn)行檢測(cè)操作。此外，在該旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)10的檢測(cè)操作的控制過程中，在所述陷波濾波器5中使用的去除頻帶中，使用步驟S2設(shè)定的頻帶。另外，在該各檢測(cè)操作中，也可逐漸增加移動(dòng)量，或逐漸增加移動(dòng)速度，或逐漸增加移動(dòng)量和移動(dòng)速度。
[0074]而且，參數(shù)設(shè)定部8，在該旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)10的檢測(cè)操作中，根據(jù)從扭矩控制部6輸出驅(qū)動(dòng)扭矩的信號(hào)(Tm)，及由位置檢測(cè)器15實(shí)測(cè)的電機(jī)12的角加速度(ω )，以及預(yù)先實(shí)測(cè)的或作為設(shè)計(jì)值獲得的摩擦扭矩(Tf)，通過下式估計(jì)作用于該旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)10的慣量。此外，該慣量是由平臺(tái)18及工件19產(chǎn)生的。
[0075]J= (Tm-Tf)/ω
[0076]接著，參數(shù)設(shè)定部8，設(shè)定對(duì)應(yīng)于以這種方式所估計(jì)出的慣量J的快進(jìn)時(shí)間常數(shù)，將設(shè)定的快進(jìn)時(shí)間常數(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到參數(shù)存儲(chǔ)部9，即，以此數(shù)據(jù)更新存儲(chǔ)在參數(shù)存儲(chǔ)部9中的數(shù)據(jù)(步驟S4)。
[0077]然后，參數(shù)設(shè)定部8，進(jìn)行第二次共振頻率檢測(cè)處理(步驟S5)。該第二次共振頻率檢測(cè)處理，和上述步驟SI的共振頻率檢測(cè)處理相同，在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)10的檢測(cè)操作的控制中，位置指令生成部的快進(jìn)時(shí)間常數(shù)，使用步驟S4中設(shè)定的值。
[0078]再次，參數(shù)設(shè)定部8，基于步驟S5中檢測(cè)出的共振頻率，正式設(shè)定所述陷波濾波器中使用的去除頻帶，將設(shè)定的去除頻帶相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到所述參數(shù)存儲(chǔ)部9中，S卩，以此數(shù)據(jù)更新存儲(chǔ)在參數(shù)存儲(chǔ)部9中的數(shù)據(jù)(步驟S6)，同時(shí)，設(shè)定速度控制部中使用的速度增益，將設(shè)定的速度增益相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到參數(shù)存儲(chǔ)部9中，即，以此數(shù)據(jù)更新存儲(chǔ)在參數(shù)存儲(chǔ)部9中的數(shù)據(jù)(步驟S7)，然后上述參數(shù)設(shè)定處理結(jié)束。
[0079]因此，根據(jù)本實(shí)施例的參數(shù)設(shè)定部8，由于是先將工件19裝設(shè)在平臺(tái)之后，再進(jìn)行上述參數(shù)處理，即，共振頻率檢測(cè)處理(步驟SI)、陷波濾波器臨時(shí)設(shè)定處理(步驟S2)、慣量估計(jì)處理(步驟S3)、快進(jìn)時(shí)間常數(shù)設(shè)定處理(步驟S4)、共振頻率檢測(cè)處理(步驟S5)、陷波濾波器設(shè)定處理(步驟S6)以及速度增益設(shè)定處理(步驟S7)，因此可以設(shè)定適用于工件19的適當(dāng)?shù)目刂茀?shù)，和現(xiàn)有的試錯(cuò)法相比，可快速地設(shè)定(重新設(shè)定)該控制參數(shù)。
[0080]同時(shí)，當(dāng)所述工件19厚度極薄，旋轉(zhuǎn)時(shí)容易產(chǎn)生振動(dòng)的話，在進(jìn)行所述慣量估計(jì)處理(步驟S3)時(shí)，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)10產(chǎn)生振動(dòng)(干擾振動(dòng))，由于該干擾振動(dòng)相關(guān)振動(dòng)頻率分量與控制系統(tǒng)(位置控制部3、速度控制部4及扭矩控制部6等)的各信號(hào)重疊，將陷波濾波器5的去除頻帶設(shè)定為該振動(dòng)頻率，如果不去除該振動(dòng)頻率分量的話，那么根據(jù)使用從所述扭矩控制部輸出的驅(qū)動(dòng)扭矩Tm、電機(jī)12的加速度的實(shí)測(cè)值ω的上述公式，將有可能無法估計(jì)出正確的慣量。
[0081]因此，本實(shí)施例中，首先，進(jìn)行共振頻率檢測(cè)處理(步驟SI)，基于得到的共振頻率，臨時(shí)設(shè)定所述陷波濾波器5的去除頻帶(步驟S2)，然后，在臨時(shí)設(shè)定了去除頻帶的陷波濾波器5下，進(jìn)行慣量估計(jì)處理(步驟S3)，因此在進(jìn)行慣量估計(jì)處理時(shí)，可以通過陷波濾波器5去除與控制系統(tǒng)重疊的外部干擾的振動(dòng)頻率分量，這樣通過除去外部干擾振動(dòng)的頻率分量，可以估計(jì)正確的慣量，同時(shí)可根據(jù)準(zhǔn)確估計(jì)的慣量，設(shè)定適當(dāng)?shù)目爝M(jìn)時(shí)間常數(shù)(步驟S4)。
[0082]然后，在設(shè)定了適當(dāng)?shù)目爝M(jìn)時(shí)間常數(shù)的情況下，還可以通過進(jìn)行共振頻率處理(步驟5)，檢測(cè)出較準(zhǔn)確的共振頻率，根據(jù)此準(zhǔn)確的共振頻率，可以設(shè)定陷波濾波器5的較適當(dāng)?shù)娜コl帶，另外，還可設(shè)定適當(dāng)?shù)乃俣仍鲆妗?br>[0083]這樣，根據(jù)包括本實(shí)施例的參數(shù)設(shè)定部8的定位裝置I，即使工件19容易產(chǎn)生振動(dòng)，也可快速的設(shè)定適當(dāng)?shù)目刂茀?shù)。
[0084]以上，對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明可采取的具體的實(shí)施方案并不限于此。
[0085]例如，上述陷波濾波器5的去除頻帶的正式設(shè)定處理(步驟S6)、速度增益的設(shè)定處理(步驟S7)的執(zhí)行順序，可以是相反的。
[0086]另外，當(dāng)工件19不易產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，所述參數(shù)設(shè)定部8可配置為按照?qǐng)D4所示的處理流程進(jìn)行操作。
[0087]S卩，參數(shù)設(shè)定部8，首先，進(jìn)行和上實(shí)施例的步驟S3相同的慣量估計(jì)處理(步驟Sll)，然后，和上實(shí)施例的步驟S4相同，基于得到的慣量設(shè)定所述快進(jìn)時(shí)間常數(shù)(步驟S12)，同時(shí)臨時(shí)設(shè)定所述速度增益(步驟S13)。
[0088]參數(shù)設(shè)定部8，接著，根據(jù)設(shè)定的快進(jìn)時(shí)間常數(shù)、及臨時(shí)設(shè)定的速度增益，進(jìn)行與上述實(shí)施例的步驟SI及S5相同的共振頻率檢測(cè)處理(步驟S4)，和上述實(shí)施例的步驟S6相同，基于得到的共振頻率，設(shè)定陷波濾波器5的去除頻帶(步驟S15)，同時(shí)和上述實(shí)施例的步驟S7相同，正式設(shè)定所述速度增益(步驟SI6)。
[0089]若所述工件19具有高剛性，不易產(chǎn)生振動(dòng)的話，在執(zhí)行所述慣量估計(jì)處理(步驟SI I)時(shí)，不易產(chǎn)生干擾振動(dòng)，因此可在一定程度上準(zhǔn)確估計(jì)慣量。因此，可先執(zhí)行慣量估計(jì)處理(步驟Sll)，根據(jù)得到的慣量，設(shè)定適當(dāng)?shù)目爝M(jìn)時(shí)間常數(shù)(步驟S12)，另外，還可臨時(shí)設(shè)定適當(dāng)?shù)乃俣仍鲆?步驟S13)。
[0090]而且，可通過使用這樣設(shè)定的快進(jìn)時(shí)間常數(shù)、及臨時(shí)設(shè)定的速度增益進(jìn)行共振頻率檢測(cè)處理(步驟S14)，檢測(cè)出準(zhǔn)確的共振頻率，可基于檢測(cè)到的共振頻率，設(shè)定陷波濾波器5的適當(dāng)去除頻帶(步驟S15)，另外，還可正式設(shè)定適當(dāng)?shù)乃俣仍鲆?步驟S16)。
[0091]因此，根據(jù)圖4所示步驟，當(dāng)工件19不易產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，可設(shè)定適當(dāng)?shù)目刂茀?shù)，另夕卜，與上實(shí)施例的圖3所示步驟相比，由于慣量估計(jì)處理(步驟Sll)和共振頻率檢測(cè)處理(步驟SI)分別各進(jìn)行一次，步驟簡(jiǎn)單，可較快速地進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定。
[0092]此外，該圖4所示實(shí)施例中，快進(jìn)時(shí)間常數(shù)設(shè)定處理(步驟S12)和速度增益臨時(shí)設(shè)定處理(步驟S13)的執(zhí)行順序也可以相反，同樣的，陷波濾波器5的去除頻帶設(shè)定處理(步驟S15)和速度增益正式設(shè)定處理(步驟S16)的執(zhí)行順序也可以相反。
[0093]另外，上述實(shí)施例中，對(duì)定位裝置I的控制對(duì)象旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行了舉例說明，而作為控制對(duì)象的移動(dòng)裝置并不局限于此，例如，其可以是驅(qū)動(dòng)移動(dòng)對(duì)象進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)的裝置。
[0094]以上說明對(duì)本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化，或等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種定位裝置的參數(shù)設(shè)定方法，該定位裝置，對(duì)使裝有移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或線性運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制，將所述移動(dòng)臺(tái)定位到指定目標(biāo)位置，其特征在于， 該參數(shù)設(shè)定方法，至少設(shè)定快進(jìn)時(shí)間常數(shù)，速度增益和阻尼濾波器的去除頻帶等的控制參數(shù)， 執(zhí)行共振頻率檢測(cè)處理，使所述裝有所述移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)發(fā)生移動(dòng)，檢測(cè)所述移動(dòng)裝置產(chǎn)生的共振頻率，以及執(zhí)行慣量估計(jì)處理，使所述裝有所述移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)發(fā)生移動(dòng)，估計(jì)作用于所述移動(dòng)裝置的慣量，同時(shí)，根據(jù)檢測(cè)到的所述共振頻率，設(shè)定阻尼濾波器的去除頻帶和速度增益，根據(jù)所估計(jì)的慣量，設(shè)置所述快進(jìn)時(shí)間常數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位裝置的參數(shù)設(shè)定方法，其特征在于， 首先，執(zhí)行所述共振頻率的檢測(cè)處理，基于得到的共振頻率，臨時(shí)設(shè)定所述阻尼濾波器的去除頻帶， 其次，在臨時(shí)設(shè)定了去除頻帶的阻尼濾波器的條件下，執(zhí)行所述慣量估計(jì)處理，基于得到的慣量，設(shè)定所述快進(jìn)時(shí)間常數(shù)， 再次，在臨時(shí)設(shè)定了去除頻帶的阻尼濾波器及設(shè)定了快進(jìn)時(shí)間常數(shù)的情況下，執(zhí)行共振頻率檢測(cè)處理，基于得到的共振頻率，正式設(shè)定所述阻尼濾波器的去除頻帶，同時(shí)，設(shè)定所述速度增益。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位裝置的參數(shù)設(shè)定方法，其特征在于， 首先，進(jìn)行所述慣量估計(jì)處理，基于得到的慣量設(shè)定所述快進(jìn)時(shí)間常數(shù)，同時(shí)，臨時(shí)設(shè)定所述速度增益， 其次，在設(shè)定了快進(jìn)時(shí)間常數(shù)及臨時(shí)設(shè)定了速度增益的情況下，進(jìn)行共振頻率檢測(cè)處理，基于得到的共振頻率，設(shè)定所述阻尼濾波器的去除頻帶，同時(shí)，正式設(shè)定所述速度增益。4.一種定位裝置，其對(duì)使裝有移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或線性運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制，將所述移動(dòng)臺(tái)定位到指定目標(biāo)位置， 該定位裝置包括: 位置指令生成部，基于所述目標(biāo)位置產(chǎn)生位置指令并輸出，同時(shí)，至少在快進(jìn)移動(dòng)時(shí)，生成對(duì)應(yīng)于快進(jìn)時(shí)間常數(shù)的位置指令并輸出， 位置控制部，輸入所述位置指令生成部輸出的位置指令，基于輸入的位置指令及位置增益，生成速度指令并輸出， 速度控制部，輸入所述位置控制部輸出的速度指令，基于輸入的速度指令及速度增益，生成扭矩指令并輸出， 阻尼濾波器，輸入所述速度控制部輸出的扭矩指令，從輸入的扭矩指令去除特定頻帶的分量并輸出， 扭矩控制部，輸入從所述阻尼濾波器輸出的扭矩指令，基于輸入的扭矩指令及扭矩增益，生成驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)扭矩相關(guān)信號(hào)并輸出， 該定位裝置還包括，至少對(duì)快進(jìn)時(shí)間常數(shù)，速度增益和阻尼濾波器的去除頻帶進(jìn)行設(shè)定的參數(shù)設(shè)定部， 所述參數(shù)設(shè)定部被配置為，執(zhí)行共振頻率檢測(cè)處理，使裝有所述移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)發(fā)生移動(dòng)，檢測(cè)所述移動(dòng)裝置產(chǎn)生的共振頻率，以及執(zhí)行慣量估計(jì)處理，使裝有所述移動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)臺(tái)發(fā)生移動(dòng)，估計(jì)作用于所述移動(dòng)裝置的慣量，同時(shí)，根據(jù)檢測(cè)到的共振頻率，設(shè)定所述阻尼濾波器的去除頻帶和速度增益，根據(jù)所估計(jì)的慣量，設(shè)置所述快進(jìn)時(shí)間常數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定位裝置，其特征在于， 所述參數(shù)設(shè)定部被配置為， 首先，執(zhí)行所述共振頻率檢測(cè)處理，基于得到的共振頻率，進(jìn)行阻尼濾波器的去除頻帶的臨時(shí)設(shè)定處理， 其次，在臨時(shí)設(shè)定了去除頻帶的阻尼濾波器的條件下，執(zhí)行所述慣量估計(jì)處理，基于得到的慣量，進(jìn)行所述設(shè)定所述快進(jìn)時(shí)間常數(shù)的處理， 再次，在臨時(shí)設(shè)定去除頻帶的阻尼濾波器及設(shè)定快進(jìn)時(shí)間常數(shù)的情況下，進(jìn)行共振頻率檢測(cè)處理，基于得到的共振頻率，設(shè)定所述阻尼濾波器的去除頻帶的同時(shí)，設(shè)定所述速度增益。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定位裝置，其特征在于， 所述參數(shù)設(shè)定部被配置為， 首先，執(zhí)行所述慣量估計(jì)處理，基于得到的慣量，設(shè)定所述快進(jìn)時(shí)間常數(shù)，同時(shí)，進(jìn)行所述速度增益的臨時(shí)設(shè)定處理， 其次，在設(shè)定快進(jìn)時(shí)間常數(shù)及臨時(shí)設(shè)定速度增益的情況下，進(jìn)行共振頻率檢測(cè)處理，基于得到的共振頻率，設(shè)定所述阻尼濾波器的去除頻帶，同時(shí)，執(zhí)行所述速度增益的正式設(shè)定處理。
【文檔編號(hào)】G05B19/19GK106020111SQ201610178399
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】石井真二, 寺田祐貴
【申請(qǐng)人】Dmg森精機(jī)株式會(huì)社