[发明专利]电机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及对移动指令进行滤波处理来控制电机的角度位置的电机控制装置。

背景技术

图5是进行电机7的位置控制的电机控制装置501的构成图。电机控制装置501具备：移动指令生成部1，生成用于驱动电机7并使其旋转的移动指令；位置控制部2，对电机7的旋转的角度位置进行控制；速度控制部3，对电机7的旋转速度进行控制；电流控制部4，对提供给电机7的电流进行控制；放大器5，向电机7提供电流；位置检测器8，对电机7的旋转的角度位置进行检测；处理部10，对来自位置检测器8的信号进行处理；和电源部9，向放大器5提供电力。处理部10对来自电机7的位置检测器8的信号进行处理，变换为电机7的实际的速度ω和实际的移动量Δθ。

移动指令生成部1基于用户作成的动作程序来生成移动指令Δθ＊并按照每个规定周期进行输出。移动指令Δθ＊是电机的每单位时间的旋转量。

位置控制部2将按照每个规定周期从移动指令生成部1输出的移动指令Δθ＊进行累计而得到位置指令Dθ，从位置指令Dθ减去每个规定周期的实际的移动量Δθ。这里，实际的移动量Δθ是通过处理部10来处理位置检测器8的输出而得到的每个规定时间的电机7的旋转角移动量。

位置控制部2将来自移动指令生成部1的移动指令Δθ＊的总和与来自处理部10的实际的移动量Δθ的总和的差分保持为位置偏差量。将该位置偏差量与比例常数(位置增益)相乘得到的值作为速度指令ω＊来从位置控制部2输出。也可以将该速度指令加上移动指令Δθ＊与比例常数(前馈增益)相乘得到的值。

速度控制部3对来自位置控制部2的速度指令ω＊与来自处理部10的电机的实际的速度ω的差分实施例如PI控制并输出电流指令I＊。

电流控制部4对来自速度控制部3的电流指令I＊与向电机7提供的实际电流I的差分实施例如PI控制并输出电压指令或者PWM指令。

另外，实际电流I是通过电流检测器6来检测的。

放大器5基于来自电流控制部4的电压指令或者PWM指令，生成从电源部9向电机7提供的电流。

与放大器5连接的电源部9向放大器5提供电力，成为向电机7的电流的提供源。

使用电机控制装置501，构成机器人等工业用机械。

例如，在机器人中，具备与驱动的手臂的关节的数量相应的数量的电机，各个电机和机器人手臂经由减速机来连接。

在这种构成的机器人中，减速机、手臂为弹性体，构成电机与负载(手臂等)经由具有某种刚性的轴(减速机等)来运动的系统即2惯性系，可能在驱动时产生振动。特别地，在从静止状态起的移动开始和目标位置处的停止时容易产生振动。

一般地，电机控制装置501的移动指令生成部1进行处理以使得移动指令Δθ＊逐渐增大并在一定时间后达到目标的移动指令量，若机器人的手臂(以下，称为机器人手臂)接近目标位置，则进行处理以使得移动指令Δθ＊逐渐减小并在目标位置成为0，进行所谓的加减速处理。由此，所述振动的产生被抑制。

但是即便如此也可能还产生振动。

在这种情况下，在移动指令生成部1与位置控制部2之间插入滤波器。该滤波器去除移动指令中包含的振动分量。

这里，振动分量是包含2惯性系的固有振动的振动分量。因此，滤波器的截止频率被设定为基于该2惯性系的固有振动数。

然而，在机器人中，若机器人手臂的姿势变化则固有振动数变化。这是由于根据该姿势而从电机侧观察的机器人手臂以及之前被安装的搬运物的惯性(惯量)的大小变化。

因此，在通过滤波器来去除振动分量的情况下，最好使滤波器的截止频率根据机器人手臂的姿势而变化。

因此，提出了根据机器人手臂的姿势来改变对移动指令进行滤波处理的滤波器的系数的方法。(例如专利文献1)。

一般地，滤波器若在其内部残留数据的情况下改变滤波器系数，则向滤波器的输入的总和与来自滤波器的输出的总和变得不一致。

在针对移动指令的滤波处理中，由此可能产生不良情况。这是由于滤波处理后的目标位置(滤波处理后的移动指令的累计值)从最初的目标位置(滤波处理前的移动指令的累计值)偏离。

因此，在专利文献1中，如以下那样，构成为从移动开始位置向目标位置改变滤波器系数而目标位置也不偏离。

也就是说，将n个滤波器并联配置，将按照每个控制周期输入的移动指令设为依次输入到不同的滤波器并将这些的滤波器的输出的和输入到位置控制部的移动指令。