[发明专利]伺服控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对机床或其他工业用机械等的进给轴进行驱动控制的伺服控制装置，特别涉及一种使多个电动机对1个可动部件进行驱动的伺服控制装置。

背景技术

在由多台电动机对1个可动部件进行驱动的情况下，现有的伺服控制装置如图3所示而构成。在图3中，11、21是电动机，它们对1个可动部件1进行驱动。12、22是位置检测单元，其检测电动机11、21的位置，13、23是速度检测单元，其检测电动机11、21的速度，14、21是位置控制单元，其被输入从未图示的上位控制器发送来的位置指令，以使通过位置检测单元12、22检测出的位置追随位置指令的方式进行控制，该位置控制单元输出速度指令。15、25是速度控制单元，其被输入从位置控制单元14、24输出的速度指令，输出电流指令而使通过速度检测单元13、23检测出的速度追随速度指令，16、26是电流控制单元，其根据由速度控制单元15、25输出的电流指令，对电动机电流进行控制。

位置控制单元14、24进行如图4的框图所示的比例控制。在图4中，50是比较器，其从位置指令中减去由位置检测单元12、22检测出的电动机位置而输出位置偏差，51是位置增益单元，其将比较器50的输出即位置偏差乘以常数Kp后，作为速度指令进行输出。位置控制单元14、24如上述所示，将位置偏差乘以常数增益Kp后，作为速度指令进行输出。

速度控制单元15、25进行比例控制和积分控制。图5是表示速度控制单元15、25的详细结构的框图。在图5中，52是比较器，其输出从速度指令中减去由速度检测器13、23检测出的电动机速度而得到的值、即速度偏差，53是速度增益单元，其将速度偏差乘以常数Kv并输出，54是积分器，其对速度偏差进行积分，55是积分增益单元，其将积分器54的积分值乘以常数Ki，56是加法器，其将速度增益单元53的输出和积分增益单元55的输出相加，作为电流指令进行输出。

由速度控制单元15、25进行比例控制和积分控制的原因是，为了即使在电动机上作用有一定外力的情况下，也可以使由位置检测单元12、22检测的电动机位置无偏差地追随位置指令，因而需要积分器。在电动机上作用有外力的情况下，该外力成为产生位置偏差的原因。在因外力而产生位置偏差的情况下，位置控制单元14、24输出与该位置偏差对应的速度指令。将该速度指令输入至速度控制单元15、25，通过积分器54进行积分。由此，积分器54的积分值增加，从速度控制单元15、25输出的电流指令也增加。由于在位置偏差变为零之前，积分值增加，电流指令也增加，所以最终电动机产生抵抗作用在其上的外力的扭矩，从而消除位置偏差。

在这里，示出了使位置控制单元14、24进行比例控制，使速度控制单元15、25进行比例控制和积分控制的例子，但有时也使位置控制单元14、24进行比例控制和积分控制。在此情况下，相同地，由于通过位置控制单元14、24的积分器将位置偏差进行积分，电流指令也随之增加，所以即使在电动机上作用有一定外力的情况下，也可以消除位置偏差。如上述所示，只要以使位置控制单元和速度控制单元中的至少一方包含积分器的方式构成控制系统，通过公知的内部模型原理，即使在电动机上作用有一定外力的情况下，也可以消除位置偏差。

现有的伺服控制装置如上述所示而构成，通过向2台电动机11、21发送相同的位置指令，控制各电动机以使其追随该位置指令，从而驱动1个可动部件1。

在这里，为了清楚地说明现有的伺服控制装置的问题，考虑位置检测单元12、22存在不同的检测误差的情况。如上述所示，各电动机追随从上位控制器发出的位置指令而进行动作，并定位在相同的位置上。但是，如果位置检测器存在检测误差，则即使由位置检测器检测出的电动机位置与指令位置一致，实际的电动机位置也会产生偏差。由于2台电动机11和12通过可动部件1机械连接，所以如果在2台电动机间存在位置偏差，则会在各电动机上作用使其退回至相同位置的外力。但是，如上述所示，通过速度控制单元15、25的积分器54的作用，使各电动机分别产生抵抗所作用的外力的较大扭矩，以消除位置偏差。

如上述所示，在现有的伺服控制装置中存在下述问题，即，由于如果位置检测器存在检测误差，则为了消除位置偏差而使各电动机产生过大的扭矩，所以成为电动机发热及超负荷的原因。另外，存在因各电动机所产生的扭矩而使包括可动部件1在内的机械系统产生变形，使机械系统承受应力的问题。