控制參數的設定方法及設定裝置、以及定位裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種控制參數的設定方法、一種控制參數的設定裝置和一種控制驅動電機的定位裝置，其中，該控制參數的設定裝置可根據待處理對象物體，快速重新設定阻尼濾波器的去除頻帶。本發明專利技術提供的控制參數的設定裝置包括：計算單元，通過式ωr1＝(Kj((1/(Jr+Jt))+(1/Jj)))1/2和ωr2＝(Ks((1/Jb)+(1/Js)))1/2計算，由平臺、驅動電機的轉子和對象物體構成的結構體的第一共振頻率ωr1，以及由驅動電機的定子及基座構成的結構體的第二共振頻率ωr2，設定單元，根據算出的第一共振頻率ωr1，設定第一阻尼濾波器的去除頻帶，同時，根據第二共振頻率ωr2，設定第二阻尼濾波器的去除頻帶。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種設定阻尼濾波器的去除頻帶的方法及設定裝置，以及具備該設定裝置的定位裝置，該阻尼濾波器設置于對旋轉工作臺裝置的驅動電機進行控制的定位裝置上，該旋轉工作臺裝置包括基座、可自由旋轉地保持在該基座上且載有對象物體的平臺以及驅動該平臺相對于基座旋轉的驅動電機。
技術介紹
現有技術中，上述定位裝置，例如，在機床領域，通常用作送料裝置或旋轉工作臺裝置的位置控制，舉例來說，已知的有日本專利特開2009-101444號公報(下述專利文獻1)公開的定位裝置。該專利文獻1公開的定位裝置，控制設置于5軸控制立式加工中心機等的機床上的耳軸結構的雙軸部，包括函數發生器、位置控制部、速度控制部和扭矩/電流控制部，根據來自扭矩/電流控制部輸出的信號控制驅動耳軸旋轉的電機。具體而言，在該定位裝置中，根據NC裝置輸出的NC指令，由函數發生器生成位置指令，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，基于所生成的扭矩指令和扭矩增益，由扭矩/電流控制部生成驅動扭矩相關信號，該信號對應的電流被提供給電機，以驅動該電機工作。另外，該定位裝置中設有角度誤差估計裝置，其計算由耳軸彈性變形導致的角度誤差并進行校正，角度誤差Δθ通過該角度誤差估計裝置，由
下式計算得出。Δθ＝(Tm-Jm·α)/KθR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，α為旋轉角加速度，KθR為扭轉剛度系數。[
技術介紹
文獻][專利文獻][專利文獻1]日本專利特開2009-101444號公報
技術實現思路
[專利技術要解決的問題]然而，在現有的上述定位裝置中，在函數發生器中產生位置指令時，在快進移動的情況下，使用快進時間常數，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，為了實現穩定的控制，需要適當地設定快進時間常數、位置增益、速度增益和扭矩增益這些控制參數。另外，在上述專利文獻1中雖未被說明，但是在速度控制部和扭矩/電流控制部之間，通常設有阻尼濾波器，速度控制部輸出的扭矩指令，經由阻尼濾波器去除特定頻帶的振動分量后，被輸入到扭矩/電流控制器中。而且，該阻尼濾波器中設定的去除頻帶也是一個控制參數，為了實現穩定的控制，有必要對其進行適當地設定。因此，現有技術中，為了實現適宜的加工，這樣的控制參數會根據該機床上設置好的加工規格，例如被加工物的最大尺寸，最大重量或最大加工負荷等，由機床制造商提前設定。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，上述定位控制出現了問題。例如，用戶在加工極薄的被加
工物的情況下，移動它時該被加工物產生振動，在此振動(干擾振動)的影響下，導致定位控制系統也產生振動。為了解決此類問題，有必要根據待處理的被加工物，對上述控制參數中的，用于去除干擾振動的阻尼濾波器的去除頻帶，重新設定適當的值，然而在現有技術中，該阻尼濾波器的去除頻帶的重新設定，只能依賴試錯法，即嘗試通過一點一點改變上述去除頻帶來操作，因此，無法快速解決上述問題。本專利技術是鑒于上述實際情況而提出的，目的是提供一種不依賴試錯法即可根據待處理的被加工物，對阻尼濾波器的去除頻帶進行快速重新設定，將其設定為合適的值的定位裝置的參數設定方法、及參數設定裝置、以及具備該參數設定裝置的定位裝置。[解決問題的手段]為了解決上述問題，本專利技術提供了一種控制參數的設定方法，該方法供設定阻尼濾波器的去除頻帶，該阻尼濾波器設置于對旋轉工作臺裝置的驅動電機進行控制的定位裝置上，該旋轉工作臺裝置包括基座、可自由旋轉地保持在該基座上且載有對象物體的平臺以及驅動該平臺相對于基座旋轉的驅動電機，通過下式(1)和(2)計算，由所述平臺、驅動電機的轉子和對象物體構成的結構體的第一共振頻率ωr1[rad/s]，以及由所述驅動電機的定子及基座構成的結構體的第二共振頻率ωr2[rad/s]，根據算出的第一共振頻率ωr1，設定設置于所述定位裝置的第一阻尼濾波器的去除頻帶，同時，根據算出的第二共振頻率ωr2，設定設置于所述定位裝置的第二阻尼濾波器的去除頻帶。(1):ωr1＝(Kj((1/(Jr+Jt))+(1/Jj)))1/2(2):ωr2＝(Ks((1/Jb)+(1/Js)))1/2另外，本專利技術還提供了一種控制參數的設定裝置，該裝置用于設定阻尼濾波器的去除頻帶，該阻尼濾波器設置于對旋轉工作臺裝置的驅動電機進行控制的定位裝置上，該旋轉工作臺裝置包括基座、可自由旋轉地保持在該基座上且載有對象物體的平臺以及驅動該平臺相對于基座旋轉的驅動電機，上述控制參數的設定裝置包括：計算單元，通過上式(1)和(2)計算，由所述平臺、驅動電機的轉子和對象物體構成的結構體的第一共振頻率ωr1，以及由所述驅動電機的定子及基座構成的結構體的第二共振頻率ωr2，設定單元，根據所述計算單元算出的第一共振頻率ωr1，設定設置于所述定位裝置的第一阻尼濾波器的去除頻帶，同時，根據所述計算單元算出的第二共振頻率ωr2，設定設置于所述定位裝置的第二阻尼濾波器的去除頻帶。其中，所述Jr為所述驅動電機的轉子的慣量[kg·m2]，Jt為所述平臺的慣量，Jj為所述對象物體的慣量[kg·m2]，Jb為所述基座的慣量[kg·m2]，Js為所述驅動電機的定子的慣量[kg·m2]，Kj為所述對象物體的扭轉剛度[N·m/rad]，Ks為所述驅動電機的定子的扭轉剛度[N·m/rad]。而且，根據該控制參數的設定裝置，可以適當地實施本專利技術的控制參數設定方法。即，在該控制參數設定裝置中，首先，由所述計算單元通過上式計算，由所述平臺、驅動電機的轉子和對象物體構成的結構體的第一共振頻率ωr1，以及由所述驅動電機的定子及基座構成的結構體的第二共振頻率ωr2。將在后面詳細描述，上述結構的旋轉工作臺裝置，可通過上式推導出第一共振頻率ωr1，第二共振頻率ωr2。而且，可以根據設計數據分別事先計算出，驅動電機的轉子的慣量Jr及定子的慣量Js，平臺的慣量Jt，對象
物體的慣量Jj，基座的慣量Jb，以及對象物體的扭轉剛度Kj，及驅動電機的定子的扭轉剛度Ks。因此，可不依賴于試錯法，從理論上分別計算得到所述第一共振頻率ωr1，及所述第二共振頻率ωr2。然后，在所述設定單元中，根據由所述計算單元計算的第一共振頻率ωr1，設定設置于所述定位裝置的第一阻尼濾波器的去除頻帶，即，將第一阻尼濾波器的去除頻帶設定為以第一共振頻率ωr1為中心的預定寬度，同樣，根據由所述計算單元計算的第二共振頻率ωr2，設定設置于所述定位裝置的第二阻尼濾波器的去除頻帶，即，將第二阻尼濾波器的去除頻帶設定為以第二共振頻率ωr2為中心的預定寬度。這樣，根據本專利技術，理論上可不依賴于現有的試錯法，根據定位裝置的控制信號，對用于去除由所述平臺、驅動電機的轉子和對象物體構成的結構體產生的第一共振(頻率ωr1)的，第一阻尼濾波器的去除頻帶，以及用于去除由所述驅動電機的定子和基座構成的結構體產生的第二共振(頻率ωr2)的，第二阻尼濾波器的去除頻帶進行設定，因此，可快速對去除頻帶設定對應于待處理對象物體的適當的值。而且，根據具備上述控制參本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種控制參數的設定方法，該方法供設定阻尼濾波器的去除頻帶，所述阻尼濾波器設置于對旋轉工作臺裝置的驅動電機進行控制的定位裝置上，該旋轉工作臺裝置包括基座、可自由旋轉地保持在所述基座上且載有對象物體的平臺以及驅動所述平臺相對于所述基座旋轉的驅動電機，其特征在于：通過下式(1)和(2)計算，由所述平臺、所述驅動電機的轉子和所述對象物體構成的結構體的第一共振頻率ωr1，以及由所述驅動電機的定子及所述基座構成的結構體的第二共振頻率ωr2，根據算出的第一共振頻率ωr1，設定設置于所述定位裝置的第一阻尼濾波器的去除頻帶，同時，根據算出的第二共振頻率ωr2，設定設置于所述定位裝置的第二阻尼濾波器的去除頻帶，(1):ωr1＝(Kj((1/(Jr+Jt))+(1/Jj)))1/2(2):ωr2＝(Ks((1/Jb)+(1/Js)))1/2其中，Jr為所述驅動電機的轉子的慣量，Jt為所述平臺的慣量，Jj為所述對象物體的慣量，Jb為所述基座的慣量，Js為所述驅動電機的定子的慣量，Kj為所述對象物體的扭轉剛度，Ks為所述驅動電機的定子的扭轉剛度。

【技術特征摘要】
2015.03.31 JP 2015-0720331.一種控制參數的設定方法，該方法供設定阻尼濾波器的去除頻帶，所述阻尼濾波器設置于對旋轉工作臺裝置的驅動電機進行控制的定位裝置上，該旋轉工作臺裝置包括基座、可自由旋轉地保持在所述基座上且載有對象物體的平臺以及驅動所述平臺相對于所述基座旋轉的驅動電機，其特征在于：通過下式(1)和(2)計算，由所述平臺、所述驅動電機的轉子和所述對象物體構成的結構體的第一共振頻率ωr1，以及由所述驅動電機的定子及所述基座構成的結構體的第二共振頻率ωr2，根據算出的第一共振頻率ωr1，設定設置于所述定位裝置的第一阻尼濾波器的去除頻帶，同時，根據算出的第二共振頻率ωr2，設定設置于所述定位裝置的第二阻尼濾波器的去除頻帶，(1):ωr1＝(Kj((1/(Jr+Jt))+(1/Jj)))1/2(2):ωr2＝(Ks((1/Jb)+(1/Js)))1/2其中，Jr為所述驅動電機的轉子的慣量，Jt為所述平臺的慣量，Jj為所述對象物體的慣量，Jb為所述基座的慣量，Js為所述驅動電機的定子的慣量，Kj為所述對象物體的扭轉剛度，Ks為所述驅動電機的定子的扭轉剛度。2.一種控制參數的設定裝置，該裝置用于設定阻尼濾波器...

【專利技術屬性】
技術研發人員：石井真二，寺田祐貴，
申請(專利權)人：DMG森精機株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP