專利名稱：控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制裝置，其通過伺服電動機驅(qū)動被驅(qū)動體并控制該被驅(qū)動體的位置或速度。
背景技術(shù)：
在機床中，為了控制由伺服電動機所驅(qū)動的被驅(qū)動體的位置或速度，通常進行位置反饋控制、速度反饋控制還有電流反饋控制。圖7是控制該伺服電動機的伺服控制部的框圖。在伺服電動機2或由該伺服電動機2所驅(qū)動的被驅(qū)動體3，設(shè)置有檢測該被驅(qū)動體3的位置以及速度的位置檢測單元6、速度檢測單元5。還設(shè)置有檢測驅(qū)動伺服電動機2的電流值的電流檢測單元4。并且，反饋這些檢測單元4、5、6的檢測信號。
電動機控制部1由以下構(gòu)成位置控制處理部11，其進行由處理器控制的數(shù)字控制，進行位置環(huán)處理；速度控制處理部12，其進行速度環(huán)控制；電流控制處理部13，其進行電流環(huán)處理。位置控制處理部11，根據(jù)位置指令和來自位置檢測單元6的位置反饋信號求出位置偏差，通過在該位置偏差上乘以位置環(huán)增益來求出速度指令。另外，速度控制處理部12，根據(jù)由位置控制處理部11所輸出的速度指令和來自速度檢測單元5的速度反饋信號求出速度偏差，進行比例、積分(或者在速度偏差的積分上減去速度反饋信號的比例)等速度反饋控制，求出電流指令。電流控制處理部13，根據(jù)該電流指令和電流反饋信號進行電流反饋控制，通過伺服放大器驅(qū)動控制伺服電動機2。
以上是通常進行的機床的進給軸等被驅(qū)動體3的位置、速度、電流的控制處理，通常由處理器進行這些控制處理。即使進行這樣的位置、速度、電流的反饋控制，在伺服電動機2的角加速度急劇變化時，也有時被驅(qū)動體3發(fā)生振動。作為其對策，特開平6-91482號公報公開了一種控制方法，即設(shè)置檢測被驅(qū)動體3的加速度的加速度傳感器，從通過速度反饋控制所輸出的電流指令中減去來自該加速度傳感器的信號，作為電流反饋控制的電流指令。
根據(jù)所述的控制方法，如果被驅(qū)動體發(fā)生振動，則由加速度傳感器所檢測的被驅(qū)動體的加速度信號中的振動成分，相對于針對電流反饋控制的電流指令存在誤差，因此為了消除該誤差，從電流指令中減去由加速度傳感器所檢測的被驅(qū)動體的加速度度信號，通過控制伺服電動機的驅(qū)動電流來控制振動。
檢測正交的2軸或3軸方向的加速度的加速度傳感器已眾所周知。如果驅(qū)動被驅(qū)動體的驅(qū)動軸是正交的2軸或3軸，那么如果在被驅(qū)動體上安裝檢測2軸或3軸方向的加速度的加速度傳感器，則可以檢測各驅(qū)動方向的加速度，可以補正電流指令等，抑制被驅(qū)動體的振動。
但是，在是具有驅(qū)動軸傾斜了的傾斜軸的機械時，即使在被驅(qū)動體上安裝加速度傳感器，有時也不能檢測驅(qū)動軸方向的加速度。即，在是驅(qū)動被驅(qū)動體的驅(qū)動軸未正交的機械時，即使為了檢測沿一方驅(qū)動軸的加速度而在被驅(qū)動體上配置加速度傳感器，處于與該驅(qū)動軸未正交傾斜關(guān)系的驅(qū)動軸方向的加速度，也不可能由加速度傳感器檢測出。在檢測時，必須按各驅(qū)動軸方向配置可以檢測各自的加速度的加速度傳感器，存在加速度傳感器數(shù)量增加的問題。
另外還存在如下問題當具有使被驅(qū)動體直線移動的驅(qū)動軸和使被驅(qū)動體旋轉(zhuǎn)搖動的驅(qū)動軸時，即使在被驅(qū)動體上安裝加速度傳感器，也不能檢測直線驅(qū)動軸方向的加速度，使用加速度傳感器的被驅(qū)動體的振動控制方法不能被應用。
再者，當是用傾斜軸等受重力影響的驅(qū)動軸時，因為通過加速度傳感器所檢測的加速度已經(jīng)受到重力的影響，所以存在以下問題不能保持原樣地使用通過加速度傳感器檢測出的被驅(qū)動體的該驅(qū)動軸方向的加速度。

發(fā)明內(nèi)容
基于本發(fā)明的控制裝置的第1方式，其控制被驅(qū)動體的速度，具有向方向不同的多個驅(qū)動軸方向分別驅(qū)動被驅(qū)動體的伺服電動機，具備檢測該被驅(qū)動體的速度的檢測單元，該控制裝置具有加速度檢測單元，其安裝在所述被驅(qū)動體上，檢測多個方向的加速度；加速度運算單元，其根據(jù)所述加速度檢測單元檢測的多個方向的加速度檢測值，求出驅(qū)動所述被驅(qū)動體的各驅(qū)動軸的方向的加速度；和指令補正單元，其根據(jù)通過所述加速度運算單元求出的各驅(qū)動軸的方向的加速度，為了抑制被驅(qū)動體的振動，而補正驅(qū)動該驅(qū)動軸的伺服電動機的速度指令和/或電流指令。
在該方式中，所述加速度檢測單元可以是檢測正交的2方向或3方向的加速度的單元。并且，所述加速度運算單元，根據(jù)上述2方向或3方向的檢測加速度，運算與該加速度檢測單元檢測的加速度的方向不平行的所述被驅(qū)動體的驅(qū)動軸的方向的加速度。該控制裝置還可以具有移位量運算單元，其運算所述加速度檢測單元檢測的加速度的方向和驅(qū)動所述被驅(qū)動體的驅(qū)動軸的方向的移位量。并且，所述加速度運算單元，根據(jù)所述加速度檢測單元檢測到的上述2方向或3方向的加速度，還有所述移位量運算單元檢測出的移位量，來運算與該加速度檢測單元檢測的加速度的方向不平行的所述被驅(qū)動體的驅(qū)動軸的方向的加速度。
所述被驅(qū)動體，可以安裝在具有使該被驅(qū)動體搖動的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的基座上。并且，所述加速度運算單元，根據(jù)通過所述加速度檢測單元檢測出的加速度檢測值，求出驅(qū)動所述基座的驅(qū)動軸的驅(qū)動方向的加速度。再者，所述指令補正單元，根據(jù)通過所述加速度運算單元求出的加速度，來補正驅(qū)動驅(qū)動軸的伺服電動機的速度指令和/或電流指令，該驅(qū)動軸驅(qū)動所述基座。
所述控制裝置，可以是控制被驅(qū)動體的速度進而也控制位置的控制裝置。并且，所述指令補正單元，根據(jù)通過所述加速度運算單元求出的各驅(qū)動軸的方向的加速度，在驅(qū)動該驅(qū)動軸的伺服電動機的速度指令和/或電流指令的基礎(chǔ)上，或者取代速度指令以及電流指令，來補正位置指令。
所述加速度運算單元，可以根據(jù)驅(qū)動軸的方向與重力方向的移位量，進行排除重力影響的運算，來求出受重力影響的該驅(qū)動軸的加速度。
基于本發(fā)明的控制裝置的第2方式，其控制被驅(qū)動體的速度，具有向方向不同的多個驅(qū)動軸方向分別驅(qū)動被驅(qū)動體的伺服電動機，具備檢測該被驅(qū)動體的位置、或位置及速度的檢測單元，該控制裝置具有加速度檢測單元，其安裝在所述被驅(qū)動體上，檢測正交的2方向或3方向的加速度；移位量估計單元，其根據(jù)指令位置來估計所述加速度檢測單元檢測的加速度的方向和驅(qū)動所述被驅(qū)動體的驅(qū)動軸的方向的移位量；加速度運算單元，其根據(jù)所述加速度檢測單元檢測出的上述2方向或3方向的檢測加速度，還有所述移位量估計單元檢測出的移位量，求出所述被驅(qū)動體的行進方向的加速度；和指令補正單元，其根據(jù)所述加速度運算單元運算出的加速度，為了抑制所述被驅(qū)動體的振動，而補正驅(qū)動關(guān)聯(lián)的驅(qū)動軸的伺服電動機的位置指令、速度指令、電流指令中的1個或1個以上。
在所述方式的控制裝置中，所述被驅(qū)動體，可以安裝在具有使該被驅(qū)動體搖動的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的基座上。所述加速度運算單元，根據(jù)通過所述加速度檢測單元檢測出的加速度檢測值，求出驅(qū)動所述基座的驅(qū)動軸的驅(qū)動方向的加速度。所述指令補正單元，可以根據(jù)通過所述加速度運算單元求出的加速度，來補正驅(qū)動驅(qū)動軸的伺服電動機的位置指令、速度指令、電流指令中的1個或1個以上，該驅(qū)動軸驅(qū)動所述基座。
所述加速度運算單元，可以根據(jù)驅(qū)動軸的方向與重力方向的移位量，進行排除重力影響的運算，來求出受重力影響的該驅(qū)動軸的加速度。
基于本發(fā)明的控制裝置，因為具有以上結(jié)構(gòu)，所以通過可以檢測多個方向的加速度的加速度檢測單元，即使在不能直接檢測與被驅(qū)動體相應的驅(qū)動軸方向的加速度時，也不必增加加速度檢測單元，通過運算處理求出必要的驅(qū)動軸方向的加速度，根據(jù)所求出的加速度，可以進行抑制被驅(qū)動體的振動的控制。當驅(qū)動軸不正交時，或當具有被驅(qū)動體傾斜的旋轉(zhuǎn)軸時，或當具有重力影響的驅(qū)動軸時，也可以通過在被驅(qū)動體上安裝1個加速度檢測器，求出各軸方向的加速度，來進行被驅(qū)動體的振動抑制控制。


本發(fā)明所述的以及其他的目的及特征，參照附圖，從以下實施例的說明中可以明確，在這些附圖中，圖1是說明基于本發(fā)明的控制裝置的第1實施方式控制具有傾斜軸的機械的形態(tài)的示意圖。
圖2是基于本發(fā)明的控制裝置的第1實施方式中的、控制驅(qū)動V軸、W軸的伺服電動機的電動機控制部的框圖。
圖3是說明基于本發(fā)明的控制裝置的第2實施方式控制具有傾斜被驅(qū)動體的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的機械的形態(tài)的示意圖。
圖4是求出圖3所示的被驅(qū)動體的頭部3以及工具T通過C軸的旋轉(zhuǎn)從X軸方向移位了旋轉(zhuǎn)角θ的狀態(tài)中的X軸方向的加速度的說明圖。
圖5是說明基于本發(fā)明的控制裝置的第3實施方式控制具有2個旋轉(zhuǎn)軸的機械的形態(tài)的示意圖。
圖6是說明基于本發(fā)明的控制裝置的第4實施方式控制具有受重力影響的驅(qū)動軸和旋轉(zhuǎn)軸的機械的形態(tài)的示意圖。
圖7是控制伺服電動機的現(xiàn)有的伺服控制部的主要部分的框圖。
具體實施例方式
圖1是說明基于本發(fā)明的控制裝置的第1實施方式控制具有傾斜軸的機械的形態(tài)的示意圖。
被驅(qū)動體3，由V軸和W軸2個驅(qū)動軸驅(qū)動，V軸和W軸未正交地傾斜配置。在該實施方式中，V軸的進給絲杠9v將被驅(qū)動體3的基座3a向V軸方向驅(qū)動，從該基座3a上，進給絲杠9w將被驅(qū)動體3向W軸方向驅(qū)動。而且，在被驅(qū)動體3上安裝有加速度檢測單元7。該加速度檢測單元7，使用可以檢測正交的2軸方向(為了簡便，設(shè)為正交的X軸、Y軸方向)的加速度的加速度度檢測單元，為了使該加速度檢測單元7檢測的加速度方向的Y軸方向與驅(qū)動軸W軸方向一致，而安裝該加速度檢測單元7。
在此，安裝于被驅(qū)動體3上的加速度檢測單元因為只能夠檢測正交的2(或3)方向的加速度，所以如果使V軸或W軸的驅(qū)動軸之中一方(在圖1的例子中為W軸)的方向與通過加速度檢測單元7檢測的加速度方向的1個一致，則因為V軸與W軸不正交，所以另一方的驅(qū)動軸(在圖1的例子中為V軸)的方向與通過加速度檢測單元7檢測的加速度方向的另一個不一致。
因此，在本發(fā)明中，根據(jù)由加速度檢測單元所檢測出的正交的X、Y軸方向的加速度Ax、Ay，運算求出V軸方向的加速度。另外，因為W軸方向與Y軸方向為相同方向，所以將檢測出的Y軸方向的加速度Ay作為W軸方向的加速度Aw。
V軸方向的加速度Av，如果V軸與W軸的交差角度為θ，則根據(jù)X、Y軸方向的檢測加速度度Ax、Ay，通過進行下面(1)式的運算來求出。
Av＝Ay·cosθ-Ax·sinθ …(1)這樣，不必按每個驅(qū)動軸配置加速度檢測單元，可以通過1個加速度檢測單元檢測各驅(qū)動軸方向的加速度。
圖2是基于本發(fā)明的控制裝置的第1實施方式中的、控制驅(qū)動V軸、W軸的伺服電動機的電動機控制部的框圖。
驅(qū)動V軸、W軸的伺服電動機的電動機控制部1v、1w，是與圖7所示的現(xiàn)有的電動機控制部1大致相同的結(jié)構(gòu)，與圖7的不同點是，根據(jù)檢測或運算所求出的驅(qū)動方向的加速度，補正位置指令、速度指令、電流指令中的1個或1個以上，由此來抑制被驅(qū)動體的振動。
各電動機控制部1v、1w，分別具有位置控制處理部11v、11w，其根據(jù)來自上位控制裝置的位置指令和來自檢測被驅(qū)動體的驅(qū)動方向的位置(或者伺服電動機2v、2w的旋轉(zhuǎn)位置)的位置檢測單元6v、6w的位置反饋，求出位置偏差，根據(jù)根據(jù)求出的位置偏差求出速度指令；速度控制處理部12v、12w，其根據(jù)求出的速度指令和來自檢測被驅(qū)動體的驅(qū)動方向的速度(或者伺服電動機2v、2w的速度)的速度檢測單元5v、5w的速度反饋，求出電流指令；和電流控制處理部13v、13w，其根據(jù)求出的電流指令和來自檢測流向各伺服電動機的驅(qū)動電流的電流檢測單元4v、4w的電流反饋，進行電流環(huán)控制處理，向電動機輸出驅(qū)動電壓指令。并且，根據(jù)由電流控制處理部13v、13w所輸出的驅(qū)動電壓指令，通過伺服放大器驅(qū)動各伺服電動機2v、2w，驅(qū)動被驅(qū)動體3。
而且，本實施方式，還根據(jù)由安裝于被驅(qū)動體3上的加速度檢測單元7檢測出的正交的X軸、Y軸方向的加速度，通過運算處理部8進行上述(1)式的運算，求出V軸方向的加速度Av，根據(jù)該加速度Av，補正驅(qū)動V軸的伺服電機機2v的位置指令、速度指令、電流指令。另外，對于驅(qū)動W軸的伺服電動機2w，將通過加速度檢測單元7檢測出的Y軸方向的加速度Ay作為W軸方向的加速度Aw，根據(jù)該加速度Aw，補正位置指令、速度指令、電流指令。
進行以下的任意1個或2個或2個以上指令，即從位置指令中減去運算所求出的V軸方向的加速度Av與系數(shù)a1相乘得到的值所補正的位置指令，或從速度指令中減去加速度Av與系數(shù)a2相乘得到的值所補正的速度指令，或從電流指令中減去加速度Av與系數(shù)a3相乘得到的值所補正的電流指令。
對W軸也同樣進行以下的任意1個或2個或2個以上指令，即從位置指令中減去運算所求出的W軸方向的加速度AW與系數(shù)b1相乘得到的值所補正的位置指令，或從速度指令中減去加速度Aw與系數(shù)b2相乘得到的值所補正的速度指令，或從電流指令中減去加速度Aw與系數(shù)b3相乘得到的值所補正的電流指令。
如上所述，求出驅(qū)動被驅(qū)動體3的V軸、W軸的各軸驅(qū)動軸方向的加速度Av、Aw，根據(jù)該加速度Av、Aw，補正驅(qū)動各自的驅(qū)動軸的伺服電動機2v、2w的位置指令、速度指令、電流指令中的至少1個，所以可以抑制被驅(qū)動體的振動。當加速度較大時，位置指令、速度指令或電流指令被減去較多，相反，當加速度較小時，位置指令、速度指令或電流指令只被減去一點點，由此可以有效抑制被驅(qū)動體的振動。另外，根據(jù)加速度來補正電流指令抑制被驅(qū)動體的振動這一點，在所述的特開平6-91482號公報中已有記載，根據(jù)加速度補正位置指令或速度指令來抑制被驅(qū)動體的振動這一點，在已經(jīng)申請的日本專利申請第2004-341770號中已詳細闡述，所以在此省略說明。
在上述的第1實施方式中，說明了驅(qū)動被驅(qū)動體3的驅(qū)動軸為V軸、W軸2軸的情形。在以驅(qū)動方向相互不同的3軸驅(qū)動被驅(qū)動體3時，使用可以檢測正交的3軸方向的加速度的加速度檢測單元，如果有正交的2軸的驅(qū)動軸，則可以使該正交的2軸的驅(qū)動軸的方向與加速度檢測單元的2個正交的加速度檢測方向一致，在被驅(qū)動體上安裝加速度檢測單元，剩下的驅(qū)動軸方向的加速度，根據(jù)正交的3軸方向的加速度與傾斜角度，通過運算求出。另外，當3個驅(qū)動軸都未正交時，可以使其中的1個驅(qū)動軸方向與可以檢測正交的3軸方向的加速度的加速度檢測單元的加速度檢測方向的1個一致，在被驅(qū)動體上配置該加速度檢測單元，剩下的驅(qū)動軸方向的加速度，根據(jù)其傾斜角度和由加速度檢測單元檢測出的3軸方向的加速度來運算求出。
圖3是說明基于本發(fā)明的控制裝置的第2實施方式控制具有傾斜被驅(qū)動體的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的機械的形態(tài)的示意圖。
在該實施方式中，將被驅(qū)動體作為安裝工具T的主軸頭部3。被驅(qū)動體具有主軸頭部3；使安裝有該主軸頭部3的基座3a移動的驅(qū)動軸；和使主軸頭部3傾斜的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸。圖3所示的被驅(qū)動體如下構(gòu)成主軸頭部3的基座3a，通過直線移動的X軸的驅(qū)動軸向X軸方向驅(qū)動，再者，主軸頭部3以及在該主軸頭部3上所安裝的工具T，通過繞與X軸垂直的軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的C軸來搖動傾斜。
當具有這樣的傾斜被驅(qū)動體的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸時，當將加速度檢測單元7安裝到作為被驅(qū)動體的頭部3上時，由該加速度檢測單元7所檢測的加速度方向，因旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸C軸的旋轉(zhuǎn)量，即頭部3的傾斜位置而不同。另外，使頭部3以及工具T傾斜的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸C軸的動作較慢，通過該C軸的驅(qū)動，在頭部3以及工具T幾乎不發(fā)生振動，可以忽略。但是，驅(qū)動頭部3的基座3a的X軸與C軸的驅(qū)動速度相比特別快，該X軸的驅(qū)動成為使頭部3以及工具T發(fā)生振動的主要原因。因此，求出X軸方向的被驅(qū)動體(頭部3以及工具T)的加速度，為了避免發(fā)生振動，如第1實施方式地補正位置指令、速度指令、電流指令。
圖4是求出圖3所示的被驅(qū)動體的頭部3以及工具T通過C軸的旋轉(zhuǎn)從X軸方向移位了旋轉(zhuǎn)角θ的狀態(tài)中的X軸方向的加速度的說明圖。
為了能夠檢測工具T的軸心方向b和相對于工具T的軸心方向b正交的方向a的加速度，而將加速度檢測單元7安裝在頭部3上。將這時由加速度檢測單元7所檢測出的工具T的軸心方向b的加速度設(shè)為b′，將相對于工具T的軸心方向正交的方向a的加速度設(shè)為a′，則X軸方向的加速度Ax可以進行下面(2)式的運算來求出。
Ax＝a′sinθ+b′cosθ …(2)旋轉(zhuǎn)角θ，表示由加速度檢測單元7檢測出的加速度方向與驅(qū)動軸X軸方向的移位量，該旋轉(zhuǎn)角θ可以通過檢測C軸的旋轉(zhuǎn)位置、速度的檢測器來檢測。另外，該旋轉(zhuǎn)角θ，可以根據(jù)向C軸的旋轉(zhuǎn)位置指令來估計。
根據(jù)這樣求出加速度Ax，可以與第1實施方式一樣，通過補正在驅(qū)動控制驅(qū)動X軸的伺服電動機的電動機控制部中的位置指令、速度指令、電流指令，可以抑制被驅(qū)動體(頭部3以及工具T)的振動。
即，當是第2實施方式時，可以將圖2的伺服電動機2v作為驅(qū)動X軸的伺服電動機，另外，通過在圖2的運算處理部8上進行上述(2)式的運算來求出X軸方向的加速度Ax，在該求出的速度Ax上乘以系數(shù)a1、系數(shù)a2或a3，來補正位置指令、速度指令或電流指令。另外，因為不對C軸進行補正，所以在C軸的伺服電動機的電動機控制部使用圖7所示的現(xiàn)有的電動機控制部。
另外，當驅(qū)動頭部3的基座3a的軸在X軸以外還有時，也可以求出該軸方向的加速度，向驅(qū)動該軸的伺服電動機補正位置指令、速度指令、電流指令。例如，在圖3、圖4所示的例子中，當有向貫通與X軸正交的紙面的方向(C軸的軸心方向)驅(qū)動頭部基座3a的軸(例如為Y軸)時，可以使用可以檢測正交3軸的加速度的加速度檢測器，使該Y軸方向與通過加速度檢測單元檢測出的1個加速度方向一致。另外，當具有向紙面上下方向驅(qū)動頭部基座3a的軸(例如Z軸)時，由于C軸的旋轉(zhuǎn)量θ，該Z軸方向的加速度發(fā)生變化，所以這時可以根據(jù)C軸旋轉(zhuǎn)量與各檢測加速度求出Z軸方向的加速度。
再者，在上述的第2實施方式中，雖然用直線移動軸的例子來表示驅(qū)動頭部3的基座3a的驅(qū)動軸，但是，該軸可以是使頭部3的基座3a旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸。
如上所述，即使是具有使被驅(qū)動體傾斜的驅(qū)動軸的機械時，也可以使用可以檢測多個方向的加速度的加速度檢測單元檢測必要的驅(qū)動軸的加速度，根據(jù)該檢測出的加速度，可以進行補正，以抑制被驅(qū)動體的振動。
圖5是說明基于本發(fā)明的控制裝置的第3實施方式控制具有2個旋轉(zhuǎn)軸的機械的形態(tài)的示意圖。
在該實施方式中，在安裝了工具T的頭部3上安裝有加速度檢測單元7。而且，該頭部3，通過基座3a和基座3b，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸C軸及D軸旋轉(zhuǎn)。這時，將連結(jié)C軸的中心與D軸的中心的線和與X軸平行的線的夾角度設(shè)為θ，將連結(jié)D軸的中心與工具T的前端的線和與X軸平行的線的夾角度設(shè)為φ，則該角度θ、φ可以通過檢測C軸、D軸的旋轉(zhuǎn)位置的檢測器來檢測。另外，這些角度θ、φ可以根據(jù)向C軸、D軸的位置指令來估計。
這樣，根據(jù)這些角度θ、φ和由加速度檢測單元7所檢測出的加速度可以求出X軸方向的加速度Ax?？梢杂杉铀俣葯z測單元7求出的加速度，是工具T的軸心方向b的加速度和與該軸心方向b正交的方向a的加速度。在此，設(shè)工具T的軸心方向b的加速度為b′，與該軸心方向b正交的方向a的加速度為a′，則通過運算下面的(3)式可以求出X軸方向的加速度Ax。
Ax＝a′cos(π-(φ+θ))+b′cos((φ+θ)-π/2)＝-a′cos(φ+θ)+b′sin(φ+θ)…(3)在該第3實施方式的控制裝置中，可以將圖2的伺服電動機2v作為驅(qū)動X軸的伺服電動機，另外，通過在圖2的運算處理部8中進行上述(3)式的運算求出X軸方向的加速度Ax，在該求出的速度Ax上乘以系數(shù)a1、系數(shù)a2或a3，來補正位置指令、速度指令或電流指令。另外，因為不對C軸、D軸進行補正，所以在C軸、D軸的伺服電動機的電動機控制部上使用圖7所示的現(xiàn)有的電動機控制部。
圖6是說明基于本發(fā)明的控制裝置的第4實施方式控制具有受重力影響的驅(qū)動軸和旋轉(zhuǎn)軸的機械的形態(tài)的示意圖。
當驅(qū)動頭部3的基座3a的驅(qū)動軸X軸傾斜不是水平時，在通過由加速度檢測單元7所檢測出的加速度求出X軸方向的加速度時，受到重力的影響。因此，在該實施方式中，在這種情況下，要排除重力的影響，求出X軸方向的加速度。
設(shè)連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸C軸的中心與工具T的前端的線和水平軸的夾角度為θ。該角度θ，由檢測C軸的旋轉(zhuǎn)位置的位置檢測單元檢測，或根據(jù)向C軸的位置指令算出。另外，來自X軸的水平面的傾斜角φ，如果由機械的硬件結(jié)構(gòu)決定，則為固有的沒有變化的值，可以在控制裝置預先設(shè)定。另外，在頭部3安裝加速度檢測單元7，設(shè)由該加速度檢測單元7檢測出的工具T的軸心方向b的加速度為b′，與工具T的軸心方向b正交的方向a的加速度為a′，重力為g，則通過運算下面的(4)式可以求出排除了重力影響的X軸方向的加速度Ax。
Ax＝-a′sin(θ-φ)+b′cos(θ-φ)-gsinφ …(4)在該第4實施方式的控制裝置中，可以將圖2的伺服電動機2v作為驅(qū)動X軸的伺服電動機，另外，通過在圖2的運算處理部8進行上述(4)式的運算求出X軸方向的加速度Ax，在該求出的速度Ax上乘以系數(shù)a1、系數(shù)a2或a3，通過補正位置指令、速度指令或電流指令，可以抑制被驅(qū)動體的頭部3、工具T的振動。另外，因為不對C軸進行補正，所以C軸的伺服電動機的電動機控制部使用圖7所示的現(xiàn)有的電動機控制部。
如上所述，該第4實施方式進行如下控制使用可以檢測多個方向的加速度的加速度檢測單元，排除重力影響地檢測出受重力影響的驅(qū)動軸的加速度，抑制在被驅(qū)動體發(fā)生的振動。另外，如圖6所示，在不具有旋轉(zhuǎn)軸C軸的機械中，當驅(qū)動軸傾斜受重力影響時，與該第4實施方式一樣，可以根據(jù)由加速度檢測器求出的加速度值，求出排除了重力影響的各驅(qū)動軸方向的加速度。
在上述的各實施方式中，雖然將驅(qū)動被驅(qū)動體的伺服電動機的控制作為具有位置控制處理部、速度控制處理部、電流控制處理部的電動機控制部，但是，本發(fā)明也適用于不具有位置控制處理部的控制裝置。
權(quán)利要求
1.一種控制裝置，其控制被驅(qū)動體的速度，具有向方向不同的多個驅(qū)動軸方向分別驅(qū)動被驅(qū)動體的伺服電動機，并具備檢測該被驅(qū)動體的速度的檢測單元，其具有加速度檢測單元，其安裝在所述被驅(qū)動體上，檢測多個方向的加速度；加速度運算單元，其根據(jù)所述加速度檢測單元檢測的多個方向的加速度檢測值，求出驅(qū)動所述被驅(qū)動體的各驅(qū)動軸的方向的加速度；和指令補正單元，其根據(jù)通過所述加速度運算單元求出的各驅(qū)動軸的方向的加速度，為了抑制被驅(qū)動體的振動，而補正驅(qū)動該驅(qū)動軸的伺服電動機的速度指令和/或電流指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述加速度檢測單元，是檢測正交的2方向或3方向的加速度的檢測單元；所述加速度運算單元，根據(jù)上述2方向或3方向的檢測加速度，運算與該加速度檢測單元檢測的加速度的方向不平行的所述被驅(qū)動體的驅(qū)動軸的方向的加速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其中，還具有移位量運算單元，其運算所述加速度檢測單元檢測的加速度的方向與驅(qū)動所述被驅(qū)動體的驅(qū)動軸的方向的移位量；所述加速度運算單元，根據(jù)所述加速度檢測單元檢測出的上述2方向或3方向的加速度，還有所述移位量運算單元檢測出的移位量，來運算與該加速度檢測單元檢測的加速度的方向不平行的所述被驅(qū)動體的驅(qū)動軸的方向的加速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述被驅(qū)動體，安裝在具有使該被驅(qū)動體搖動的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的基座上；所述加速度運算單元，根據(jù)由所述加速度檢測單元檢測出的加速度檢測值，求出驅(qū)動所述基座的驅(qū)動軸的驅(qū)動方向的加速度；所述指令補正單元，根據(jù)由所述加速度運算單元求出的加速度，來補正驅(qū)動驅(qū)動軸的伺服電動機的速度指令和/或電流指令，該驅(qū)動軸驅(qū)動所述基座。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述控制裝置，是控制被驅(qū)動體的速度進而也控制位置的控制裝置；所述指令補正單元，根據(jù)由所述加速度運算單元求出的各驅(qū)動軸的方向的加速度，在驅(qū)動該驅(qū)動軸的伺服電動機的速度指令和/或電流指令的基礎(chǔ)上，或者取代這些速度指令以及電流指令，來補正位置指令。
6.一種控制裝置，其控制被驅(qū)動體的速度，具有向方向不同的多個驅(qū)動軸方向分別驅(qū)動被驅(qū)動體的伺服電動機，具備檢測該被驅(qū)動體的位置、或位置及速度的檢測單元，其具有加速度檢測單元，其安裝在所述被驅(qū)動體上，檢測正交的2方向或3方向的加速度；移位量估計單元，其根據(jù)指令位置，估計所述加速度檢測單元檢測的加速度的方向與驅(qū)動所述被驅(qū)動體的驅(qū)動軸的方向的移位量；加速度運算單元，其根據(jù)所述加速度檢測單元檢測出的上述2方向或3方向的檢測加速度，還有所述移位量估計單元檢測出的移位量，求出所述被驅(qū)動體的行進方向的加速度；和指令補正單元，其根據(jù)所述加速度運算單元運算出的加速度，為了抑制所述被驅(qū)動體的振動，而補正驅(qū)動關(guān)聯(lián)的驅(qū)動軸的伺服電動機的位置指令、速度指令、電流指令中的1個或1個以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置，其中，所述被驅(qū)動體，安裝在具有使該被驅(qū)動體搖動的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的基座上；所述加速度運算單元，根據(jù)由所述加速度檢測單元檢測出的加速度檢測值，求出驅(qū)動所述基座的驅(qū)動軸的驅(qū)動方向的加速度；所述指令補正單元，根據(jù)由所述加速度運算單元求出的加速度，來補正驅(qū)動驅(qū)動軸的伺服電動機的位置指令、速度指令、電流指令中的1個或1個以上，該驅(qū)動軸驅(qū)動所述基座。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的控制裝置，其中，所述加速度運算單元，根據(jù)驅(qū)動軸的方向與重力方向的移位量，進行排除重力影響的運算，來求出受重力影響的該驅(qū)動軸的加速度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種控制裝置。驅(qū)動被驅(qū)動體的V軸和W軸未正交而傾斜著。這時，使W軸方向與由加速度度檢測單元檢測的加速度的Y軸方向一致，配置可以檢測與被驅(qū)動體正交的多個方向的加速度的加速度檢測單元。V軸方向的加速度，根據(jù)由加速度檢測單元所檢測出的X軸、Y軸方向的加速度，通過運算求出。根據(jù)所求出的V軸、W軸方向的加速度，補正向驅(qū)動V軸、W軸的伺服電動機的位置指令、速度指令或電流指令。通過該補正，來抑制被驅(qū)動體的振動發(fā)生。
文檔編號B23Q15/12GK1785591SQ20051012763
公開日2006年6月14日 申請日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月7日
發(fā)明者巖下平輔, 置田肇, 河村宏之, 豬飼聰史 申請人:發(fā)那科株式會社