[发明专利]振动控制装置和振动控制方法

说明书

公开了不安装特定传感器或测量仪器地控制轴系扭转振动和机器支架振动的振动控制装置和振动控制方法。振动控制装置(30)包括：放大因子改变单元(31)，其改变用于放大伺服放大器(20)中的命令值与检测值之间的偏差的放大单元(24)的放大因子，振动检测单元(32)，其测量叠加在移动部件上的振动的频率和振幅，以及滤波器改变单元(33)，其基于由振动检测单元(32)检测的频率和振幅改变滤波器(21)。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2020年1月20日提交的申请号为2020-006940的日本专利申请的优先权，该申请通过引用以包括说明书、权利要求书、附图以及摘要的其全部内容结合在此。

技术领域

本公开涉及用于包括例如机床的各种机器的伺服控制装置，并且具体地涉及控制叠加在移动部件上的振动的振动控制装置。

背景技术

通过伺服机构驱动移动部件的机器是已知的。例如，在机床中，伺服机构驱动工件和工具中的一者或两者并且引起工件和工具之间的相对移动，由此对工件进行机器加工。移动部件经由滚珠丝杠等通过电机驱动，或者直接通过线性电机等驱动。通常地，当移动部件被加速或减速时，从电机施加大的力，这导致滚珠丝杠的轴系扭转振动或机器支架振动。这导致定位稳定时间的增加以及位点的精确度和机器加工的表面质量的劣化。

JP 2004-334772A公开了一种定位控制装置，其从移动部件的位置命令值和位置检测值计算驱动轴的轴扭转的量，并校正位置命令值，从而抵消并控制由轴振动引起的偏差。

在JP 2004-334772A中公开的技术中，在由轴扭转引起偏差之后，计算校正的量，然后基于该校正的量执行校正，这不可避免地导致校正的延迟。此外，反馈控制系统通常具有由相位延迟引起的跟踪延迟，因此，在根据校正的量校正移动部件的操作中也引起延迟，这导致不充分地控制的振动的问题。如果通过驱动移动部件的电机的力的反作用力生成机器支架振动，则该移动部件将跟随该机器支架的振动而振动，并且工具的尖端将因此振动，导致即使在不具有跟踪延迟、可以完全校正轴扭转、可以在任何时间匹配位置命令值和位置检测值的理想的反馈控制系统中，也没有改进机器加工的表面质量。

此外，为了控制机器支架振动，机器支架振动需要可被检测。为此，通常采用在机器支架上安装例如加速度传感器并观察该传感器的技术。

发明内容

本公开的目的是提供用于不安装特定传感器或测量仪器地控制轴系扭转振动和机器支架振动的振动控制装置和振动控制方法。

根据本公开的振动控制装置是用于控制机器中的移动部件的振动的振动控制装置，该机器包括：由伺服电机驱动的移动部件，数控装置，其生成用于移动部件的移动命令，滤波器，其对由数控装置生成的命令进行整形并且限制要通过的频率，检测器，其检测移动部件的位置或速度，伺服放大器，其控制由伺服电机生成的力或传递至移动部件的力，使得来自滤波器的输出与由检测器检测的检测值之间的偏差变为0，振动控制装置包括：放大因子改变单元，其改变用于放大伺服放大器中的偏差的放大单元的放大因子，振动检测单元，其从偏差测量叠加在移动部件上的振动的频率和振幅，以及滤波器改变单元，其基于由振动检测单元检测的频率和振幅改变滤波器。

放大因子改变单元通过在操作的开始时减小放大单元的放大因子并在操作的结束时将该放大因子恢复为其原始状态，可以使得检测器能够检测移动部件的振动。

当振动的振幅超过预定振幅时，滤波器改变单元可以更新滤波器的特性，使得滤波器在振动的频率处的增益减小至少振动的振幅与预定振幅的比率。