電動機控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電動機控制裝置。
【背景技術】
[0002]在注塑成型機、沖壓成型機等成型機及接合機械等工業用機器中使用壓力控制，即，對由電動機驅動的機械驅動部與加壓對象物即工件等抵接時的機械的壓力信號進行檢測，并基于該壓力信號和目標壓力進行由控制參數規定的壓力控制運算，由此使電動機動作。這里，控制參數是壓力控制運算的增益等。
[0003]在上述壓力控制中，需要適當地調整控制參數，但如果增益等控制參數過大，則發生振動等，控制系統的動作變得不穩定，或者即使不變得不穩定，也在壓力信號中發生微振動，該微振動傳遞至工件等，由此給加工結果帶來不良影響。相反，如果控制參數過小，則到達目標壓力(壓力指令信號)需要時間，或者在施加有干擾的情況下，無法充分地去除干擾。特別是，關于針對干擾的補償，僅利用前饋控制無法進行補償，只能夠通過基于壓力信號和目標壓力之間的偏差進行壓力控制運算(反饋控制)來去除，因此對壓力控制部的控制參數進行適當調整是重要的。
[0004]例如，在專利文獻I中公開有如下的壓力控制的技術，在該壓力控制中，將壓力增益與目標壓力和壓力信號之間的壓力偏差相乘而決定電動機的速度指令，進行追隨于該速度指令的速度控制運算，并且在該壓力控制中，計算出加壓對象物的彈性常數，通過將該彈性常數除以規定的比例常數而計算出壓力增益。
[0005]專利文獻1:日本特開2008-73713號公報
【發明內容】
[0006]然而，根據上述現有的技術，沒有針對比例常數的決定方法的指南。因此，存在必須通過試誤來調整比例常數，比例常數的決定花費時間這樣的問題。
[0007]另外，為了進行控制參數的調整，必須計算出加壓對象物的彈性常數。在計算加壓對象物的彈性常數時，伴隨著用于預先存儲處理數據的存儲器、計算負荷。因此，裝置的結構變得復雜，花費成本。并且，存在如下問題，即，調整流程變得復雜，與之相對應地更加需要調整時間。
[0008]本發明就是鑒于上述而提出的，其目的在于得到一種電動機控制裝置，其能夠進行可確保控制系統穩定并提高控制性能的壓力控制增益參數調整。
[0009]為了解決上述課題并實現目的，本發明是進行小環為速度控制或者位置控制的壓力控制的電動機控制裝置，在壓力控制中，在將所述速度控制(或者所述速度控制及所述位置控制這兩者)的控制參數(增益)固定的狀態下，一邊進行加壓或者減壓一邊增大所述壓力控制的所述控制參數，逐次檢測振蕩量(或者過沖量)并進行存儲，在所述振蕩量(或者所述過沖量)超過容許值(閾值)的情況下，基于在調整過程中存儲的所述壓力控制的所述控制參數及所述振蕩量(或者所述過沖量)，以使得所述振蕩量(或者所述過沖量)小于或等于所述容許值(所述閾值)的方式對所述壓力控制的所述控制參數進行調整。
[0010]發明的效果
[0011]根據本發明，實現能夠得到如下電動機控制裝置的效果，該電動機控制裝置能夠進行可確保控制系統穩定并提高控制性能的壓力控制增益參數調整。
【附圖說明】
[0012]圖1是表示實施方式I所涉及的電動機控制裝置的結構的框圖。
[0013]圖2是實施方式I所涉及的振蕩檢測部的框圖。
[0014]圖3是表示實施方式I所涉及的壓力指令信號的值與壓力檢測信號的值隨時間的變化的圖。
[0015]圖4是表示實施方式I所涉及的壓力控制部參數調整部所進行的處理的流程的圖。
[0016]圖5是在實施方式I所涉及的速度控制部中將進行比例積分控制的速度控制部的附近提取出的圖。
[0017]圖6是表示實施方式I所涉及的加壓動作時的壓力指令信號的值隨時間的變化的圖。
[0018]圖7是表示實施方式I所涉及的減壓動作時的壓力指令信號的值隨時間的變化的圖。
[0019]圖8是表示實施方式2所涉及的電動機控制裝置的結構的框圖。
[0020]圖9是表示實施方式2所涉及的壓力控制部參數調整部所進行的處理的流程的圖。
[0021]圖10是在實施方式2所涉及的速度控制部中將進行比例積分控制的速度控制部及位置控制部的附近提取出的圖。
[0022]圖11是表示實施方式3所涉及的電動機控制裝置的結構的框圖。
[0023]圖12是表示實施方式3所涉及的壓力控制部參數調整部所進行的處理的流程的圖。
[0024]圖13是表示實施方式3所涉及的模擬干擾扭矩指令信號的值隨時間的變化的圖。
【具體實施方式】
[0025]下面，基于附圖詳細說明本發明所涉及的電動機控制裝置的實施方式。此外，本發明并不限定于本實施方式。
[0026]實施方式1.
[0027]圖1是表示本發明所涉及的電動機控制裝置的實施方式I的結構的框圖。圖1中，示出電動機控制裝置10、電動機11、編碼器12、滾珠絲杠13、加壓頭14、加壓對象物15及壓力檢測器16。
[0028]電動機11是旋轉式電動機。編碼器(速度檢測部)12對電動機11的旋轉速度進行檢測，生成速度檢測信號108。編碼器12也可以是對電動機11的旋轉速度進行推定的結構。滾珠絲杠(機械驅動部)13將電動機11的旋轉運動變換為平移運動。S卩，滾珠絲杠13是利用電動機11的動作對加壓頭14進行驅動的機械驅動部。加壓頭(機械負荷)14是經由滾珠絲杠13而受到電動機11驅動的。加壓對象物15通過由加壓頭14接觸并加壓而受到加工。壓力檢測器16安裝在加壓頭14上，對加壓時的壓力或者力進行檢測。壓力檢測器16將加壓頭14與加壓對象物15抵接時的壓力或者力的信息作為壓力檢測信號109而進行檢測。作為壓力檢測器16，具體可舉出測壓元件。此外，在圖1中，物理性地設置壓力檢測器而作為對壓力檢測信號進行檢測的結構，但壓力檢測器并非需要一定是物理性的檢測器，也可以設置下述壓力檢測器，即，根據電動機的速度、扭矩，對由機械負荷按壓加壓對象物時的壓力進行推定而作為壓力檢測信號進行輸出。
[0029]圖1示出的電動機控制裝置10具有壓力控制部21、速度指令選擇部22、速度控制部23、電流控制部24、外部速度指令信號生成部30、壓力指令信號生成部40、壓力控制部參數調整部41、振蕩檢測部42及過沖量檢測部43。
[0030]電流控制部24供給對電動機11進行驅動的電流107。生成該流107的過程如下所述。
[0031]首先，壓力指令信號生成部40生成壓力指令信號100并輸出。壓力指令信號100是對加壓對象物15施加的壓力值相對于時間的曲線(profile)。
[0032]壓力控制部21將來自壓力指令信號生成部40的壓力指令信號100和來自壓力檢測器16的壓力檢測信號109之間的偏差(差值)的信號101作為輸入信號。壓力控制部21進行壓力控制運算，計算出與壓力指令信號100的指令值和壓力檢測信號109的檢測值之間的偏差相對應的內部速度指令信號102的指令值。S卩，壓力控制部21以使得壓力檢測信號109追隨壓力指令信號100的方式，基于壓力控制參數而計算出電動機11的內部速度指令信號102。
[0033]作為由壓力控制部21進行的壓力控制運算，能夠例示出比例控制。即，以比例增益為控制參數，將比例增益和從壓力指令信號100的值減去壓力檢測信號109的值得到的差值之間的乘積作為內部速度指令信號102的指令值而輸出。通常，比例增益越大，壓力檢測值相對于壓力指令值的追隨性越高，但如果過度地增大比例增益，則控制環中的信號超過容許值而產生振蕩，或者發生過沖。如果控制環中的信號超過容許值而產生振蕩，則其振動還會與壓力指令信號重疊，一邊施加振動特性一邊進行加壓動作，因此會對加工帶來不良影響。如果發生過沖，則對加壓對象物15施加過大的壓力，導致加壓對象物15塑性變形或者損壞。
[0034]外部速度指令信號生成部30與壓力控制部21的輸出信號無關地，生成表示電動機11應當工作的速度的外部速度指令信號103。
[0035]外部速度指令信號103的值根據加壓頭14沒有與加壓對象物15接觸的狀態下向加壓對象物15接近的速度的大小而設定。
[0036]速度指令選擇部22選擇內部速度指令信號102和外部速度指令信號103的某一個，作為速度指令信號104輸出。
[0037]速度控制部23將來自速度指令選擇部22的速度指令信號104和來自編碼器12的速度檢測信號108之間的偏差(差值)的信號105作為輸入信號。速度控制部23基于速度指令信號104的值和速度檢測信號108的值之間的偏差(差值)而進行速度控制運算，對扭矩指令信號106進行計算并輸出，該扭矩指令信號106用于計算電動機11應當產生的扭矩。即，速度控制部23以使得速度檢測信號108追隨電動機11的速度指令信號104的方式，基于速度控制參數而計算出電動機11的扭矩指令信號106或者推力指令信號。
[0038]作為由速度控制部23進行的速度控制運算，能夠例示出比例積分控制。此時，比例增益及積分增益成為速度控制部23的控制參數。
[0039]電流控制部24將來自速度控制部23的扭矩指令信號106作為輸入信號。電流控制部24供給電流107，該電流107用于使電動機11產生與扭矩指令信號106相對應的扭矩。由此，驅動電動機11，利用壓力檢測器16對施加于加壓對象物15的壓力進行檢測，以追隨壓力指令值的方式進行壓力控制。
[0040]向壓力控制部參數調整部41輸入由振蕩檢測部42檢測并輸出的振蕩信息及由過沖量檢測部43檢測并輸出的過沖量中的至少一者，對壓力控制部21的控制參數進行調整。
[0041]振蕩檢測部42對振蕩信息(振蕩量)進行檢測。振蕩是振動持續地產生的現象。如果將壓力控制部21或者速度控制部23的參數較大地設定為成為控制環的穩定界限附近的程度而進行壓力控制，則引起高頻的振動而產生該振蕩。即，振蕩檢測部42對控制狀態量的振蕩進行檢測。
[0042]圖2是圖1中示出的振蕩檢測部42的框圖。振蕩檢測部42將控制環中的信號(圖1中為扭矩指令信號106)作為輸入信號。所輸入的信號通過高通濾波器51。這里，高通濾波器51的通帶設定為要進行檢測的高頻振動的頻率附近的頻率。通過高通濾波器51，由此僅提取控制信號中的高頻的振動。然后，使通過高通濾波器51后的信號從絕對值運算部52及低通濾波器53通過，從而能夠對大于或等于規定頻率的頻率的振幅相當量進行檢測。此外，在此例示出對扭矩指令信號106的振蕩量進行檢測的情況，但也可以對電流信號、速度檢測信號及壓力檢測信號等的振蕩量進行檢測。過沖量檢測部43對過沖量進行檢測。
[0043]圖3是表示壓