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電動機控制裝置及電動機控制系統的製作方法

2024-03-23 09:35:05


本發明涉及一種利用電動機的驅動力而使連杆機構進行伸縮的電動機控制裝置及電動機控制系統。



背景技術:

在注塑成型機、衝壓成型機等成型機中,作為對為了將模具開閉而連接於該模具的可動盤進行驅動的機構,採用作為連杆機構的一種的肘杆機構。在現有的成型機中,作為肘杆機構的驅動源而使用伺服電動機等電動機,電動機的驅動力傳遞至可動部,與可動部連接的肘杆機構進行伸縮而使可動盤移動,由此對模具進行開閉。

關於通過現有的電動機控制裝置實現的成型機的可動部的加減速控制方法,將在通過來自控制裝置的移動指令進行的至目標位置為止的移動過程中與伺服電動機的位置相對應的加速度作為加速度模式預先設定於控制裝置。控制裝置在伺服電動機驅動過程中,基於加速度模式,與伺服電動機的位置相對應地對加速度進行變更,對速度進行控制。加速度模式是根據在成型機的可動部的驅動系統中使用的作為速度放大機構的肘杆機構的速度放大率而求出的,或者是根據與經由肘杆機構而由伺服電動機驅動的可動部的位置相對應地測定出的速度而求出的(例如,參照專利文獻1)。

專利文獻1:日本特開2010-132004(第0011、0012、0032-0034、0037段,圖1、圖6、及圖7)



技術實現要素:

在對連杆機構進行驅動的情況下,有時由於驅動而發生衝擊、振動。如果發生衝擊,則成型機等機械的壽命縮短。如果發生振動,則設置有機械的工廠的肅靜性受到影響。

在這裡,連杆機構有時在機械設計時有意地設置一些晃動量而進行設計。即使不試圖有意地設置晃動量,有時也會由於製造時的工作誤差等而導致產生晃動量。如果在連杆機構產生有晃動量時驅動電動機,則衝擊、振動容易變大。特別地,如果以較大的加速度驅動電動機,則發生較大的衝擊。

與此相對,如果將驅動連杆機構的電動機的速度降低,則能夠減小衝擊、振動。但是,取而代之而使機械的動作速度降低,進而機械的生產性降低。現有的電動機控制裝置沒有考慮到上述的衝擊、振動,因此存在不能夠兼顧實現衝擊、振動的降低和機械的高速動作的課題。

本發明就是鑑於上述情況而提出的,其目的在於提供一種電動機控制裝置及電動機控制系統,該電動機控制裝置及電動機控制系統能夠降低機械的動作時的衝擊、振動,並且使機械高速地動作。

本發明所涉及的電動機控制裝置,其對驅動機構的電動機進行控制,該驅動機構具有:連杆機構,其具有相互可旋轉地連接的多個連杆部件,該連杆機構按照連杆部件的旋轉而進行伸縮;可動部件,其與連杆機構連接,沿引導部件可移動地設置;以及電動機,其使可動部件移動,在該電動機控制裝置中,電動機控制裝置在使連杆機構從收縮狀態伸長時,直至規定的位置為止使電動機以第1加速度進行加速,如果通過規定的位置,則使電動機以比第1加速度大的第2加速度進行加速。

本發明所涉及的電動機控制裝置,其對驅動機構的電動機進行控制,該驅動機構具有:連杆機構,其具有相互可旋轉地連接的多個連杆部件,該連杆機構按照連杆部件的旋轉而進行伸縮;可動部件,其與連杆機構連接,沿引導部件可移動地設置;以及電動機,其使可動部件移動,在該電動機控制裝置中,電動機控制裝置在使連杆機構從伸長狀態收縮時,直至規定的位置為止使電動機以第1加速度進行減速,如果通過規定的位置,則使電動機以比第1加速度小的第2加速度進行減速。

本發明所涉及的電動機控制系統具有:連杆機構,其具有相互可旋轉地連接的多個連杆部件,該連杆機構按照連杆部件的旋轉而進行伸縮;可動部件,其與連杆機構連接,沿引導部件可移動地設置;電動機,其使可動部件移動;以及電動機控制裝置,其在使連杆機構從收縮狀態伸長時,直至規定的位置為止使電動機以第1加速度進行加速,如果通過規定的位置,則使電動機以比第1加速度大的第2加速度進行加速。

本發明所涉及的電動機控制系統,具有:連杆機構,其具有相互可旋轉地連接的多個連杆部件,該連杆機構按照連杆部件的旋轉而進行伸縮;可動部件,其與連杆機構連接,沿引導部件可移動地設置;電動機,其使可動部件移動;以及電動機控制裝置,其在使連杆機構從伸長狀態收縮時,直至規定的位置為止使電動機以第1加速度進行減速,如果通過規定的位置,則使電動機以比第1加速度小的第2加速度進行減速。

發明的效果

根據本發明,能夠提供一種電動機控制裝置及電動機控制系統,該電動機控制裝置及電動機控制系統能夠降低機械的動作時的衝擊、振動,並且使機械高速地動作。

附圖說明

圖1是表示實施方式1的電動機控制系統的結構的框圖。

圖2是表示實施方式1的電動機控制系統的結構的示意圖,是表示連杆機構完全收縮後的狀態的圖。

圖3是表示實施方式1的電動機控制系統的結構的示意圖,是表示連杆機構完全伸長後的狀態的圖。

圖4是表示實施方式1的為了使連杆機構從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長而由電動機控制裝置執行的動作的流程圖。

圖5是表示通過按照圖4的流程圖進行動作的電動機控制裝置的電動機指令生成部計算出的各種電動機指令的典型的時間分布例。

圖6是表示實施方式1的為了使連杆機構從完全伸長後的狀態向完全收縮後的狀態伸長而由電動機控制裝置執行的動作的流程圖。

圖7是表示通過按照圖6的流程圖進行動作的電動機控制裝置的電動機指令生成部計算出的各種電動機指令的典型的時間分布例。

圖8是表示實施方式2的電動機控制系統的結構的框圖。

圖9是表示實施方式2的電動機控制裝置所執行的動作的流程圖。

圖10是表示通過按照圖9的流程圖進行動作的電動機控制裝置的試驗運轉指令生成部計算出的各種電動機指令的典型的時間分布例。

圖11是表示在實施方式2中對邊界電動機位置進行計算的處理情形的示意圖。

圖12是表示實施方式3的電動機控制系統的結構的框圖。

圖13是表示實施方式3的電動機控制系統的結構的示意圖。

圖14是表示實施方式3的電動機控制裝置所執行的動作的流程圖。

圖15是表示實施方式3的電動機控制系統的其他結構的示意圖。

具體實施方式

實施方式1.

圖1是表示實施方式1的電動機控制系統的結構的框圖。使用圖1,對實施方式1的使用了電動機控制裝置的電動機控制系統進行說明。此外,下面對電動機控制系統中的特別是使用了肘杆機構的注塑成型機的例子進行說明,但在使用了肘杆機構的衝壓成型機等中也能夠同樣地實現。另外,本發明並不由本實施方式1限定。

如圖1所示,實施方式1的電動機控制系統具有電動機控制裝置1、驅動裝置2、電動機3、檢測器4、動力傳遞機構5及模具開閉機構6。此外,下面,將電動機3、檢測器4、動力傳遞機構5及模具開閉機構6稱為驅動機構。

電動機控制裝置1與驅動裝置2連接,對驅動裝置2輸出電動機3的參照信號即電動機指令。電動機指令是指後面記述的電動機3的指令位置或指令速度等用於對電動機3的動作進行規定的指令信息。在實施方式1中,電動機控制裝置1是對電動機3的定位等進行指令的控制器。

另外,電動機控制裝置1具有存儲部100和運算部200而作為硬體結構。存儲部100是rom(readonlymemory)等存儲器,對數據、程序進行存儲。運算部200是對電動機控制裝置1的整體的動作進行控制的中央處理裝置(cpu:centralprocessingunit)。運算部200使用在存儲部100存儲的數據、程序,對電動機3進行控制。電動機位置判定部101和電動機指令生成部102是通過由運算部200執行在存儲部100存儲的程序,由此在電動機控制裝置1內以軟體的方式實現的。

電動機位置判定部101基於電動機3的旋轉位置的信息即電動機位置,對電動機位置是否通過規定位置ph等進行判定。電動機指令生成部102基於電動機位置判定部101的判定結果,生成電動機指令。

驅動裝置2與電動機3連接,輸出用於驅動電動機3的驅動電流。在實施方式1中,驅動裝置2是伺服放大器。電動機3基於從驅動裝置2輸入的驅動電流而進行動作。在實施方式1中,電動機3是伺服電動機。檢測器4安裝於電動機3所具有的軸,對電動機3的旋轉位置及旋轉速度進行檢測。在實施方式1中,檢測器4是旋轉編碼器。驅動裝置2與檢測器4連接,被輸入由檢測器4檢測出的電動機3的旋轉位置及旋轉速度。驅動裝置2以使得該旋轉位置及旋轉速度追隨從電動機控制裝置1輸入的電動機指令的方式,將驅動電流供給至電動機3。另外,驅動裝置2將由檢測器4檢測出的電動機3的旋轉位置及旋轉速度的信息輸出至電動機位置判定部101。

動力傳遞機構5與電動機3和模具開閉機構6連接,將從電動機3接受的驅動力傳遞至模具開閉機構6。模具開閉機構6通過從動力傳遞機構5傳遞來的電動機3的驅動力,如後面記述那樣,使模具7進行開閉。

圖2是表示實施方式1的電動機控制系統的結構的示意圖。此外,圖2圖示出電動機控制系統的驅動機構,省略了電動機控制裝置1及驅動裝置2的圖示。

如圖2所示,動力傳遞機構5具有帶輪51、同步帶52及帶輪53。動力傳遞機構5將從電動機3接受的驅動力經由帶輪51、同步帶52及帶輪53而傳遞至模具開閉機構6。

模具開閉機構6具有引導部件61、可動部件62、連杆機構63、可動盤64、固定盤65、後部固定盤66及連結杆67。引導部件61設置為直線形狀,對可動部件62的移動進行引導。在實施方式1中,引導部件61是滾珠絲槓。可動部件62安裝於引導部件61,設置為能夠基於電動機3的驅動力而沿引導部件61移動。在實施方式1中,可動部件62是十字頭。

連杆機構63的一端側與可動部件62連接,並且另一端側與可動盤64連接,將可動部件62的移動傳遞至可動盤64。連杆機構63具有多個連杆部件601及對這些連杆部件601進行連結的多個接頭602。多個連杆部件601通過多個接頭602而能夠相互旋轉地被連接。在實施方式1中,連杆機構63是肘杆機構。肘杆機構是連杆機構的一種,是為了將電動機的驅動力放大,得到較大的力而使用的增力機構的一種。

可動盤64設置為,一個面與連杆機構63連接,另一個面與固定盤65相對。固定盤65固定於未圖示的框架構造件,使得模具開閉機構6整體的位置不發生變化。

後部固定盤66是用於對引導部件61等進行固定的盤。後部固定盤66固定於未圖示的框架構造件,使得模具開閉機構6整體的位置不發生變化。連結杆67是用於對後部固定盤66、可動盤64及固定盤65進行連接的部件,該連結杆67固定於後部固定盤66和固定盤65,並且對可動盤64進行支撐,在開閉模具的動作過程中對可動盤64的移動進行引導。

此外,固定盤65和後部固定盤66構成為,即使將電動機3驅動,其驅動力也不會直接傳遞至該固定盤65和後部固定盤66。

模具7具有可動側模具71和固定側模具72。分別是可動側模具71安裝於可動盤64、固定側模具72安裝於固定盤65。模具7構成為,在可動側模具71和固定側模具72接觸的狀態下,在它們之間形成規定的間隙73。

圖3是表示實施方式1的電動機控制系統的結構的示意圖,是表示連杆機構63完全伸長後的狀態的圖。此外,圖3圖示出電動機控制系統的驅動機構,省略了電動機控制裝置1及驅動裝置2的圖示。另一方面,前述的圖2示出實施方式1的電動機控制系統中的連杆機構63完全收縮後的狀態。使用圖2及圖3,在實施方式1的電動機控制系統中,對用於得到注塑成型機的成型品的動力傳遞機構5及模具開閉機構6的動作進行說明。

在驅動裝置2通過驅動電流驅動了電動機3的情況下,通過電動機3的驅動而發生的旋轉運動的驅動力通過動力傳遞機構5的帶輪51、同步帶52及帶輪53而傳遞至模具開閉機構6的引導部件61,並且,通過滾珠絲槓即引導部件61變換為平移運動,使可動部件62移動。

在這裡,在可動部件62發生了移動的情況下,由於連杆機構63是各連杆部件601經由接頭602被連接,因此通過從可動部件62接受的力而各連杆部件601將接頭602作為中心進行旋轉。連杆機構63由於該連杆部件601的旋轉,作為整體進行伸縮運動。因此,可動部件62的移動傳到各連杆部件601而傳遞至可動盤64,連杆機構63向與可動部件62相同的方向使可動盤64移動。

連杆機構63在圖2中是完全地收縮後的狀態。在圖2的狀態下,可動部件62位於引導部件61的根部側(紙面左側的後退方向)。通過電動機3的驅動而可動部件62從圖2的狀態朝向引導部件61的前端側(紙面右側的前進方向)進行了前進移動(向紙面右側的前進方向移動)時,連杆機構63伴隨可動部件62的移動而伸長。此時,安裝於可動部件62的可動側模具71也與可動部件62的移動聯動而前進移動。

另一方面,連杆機構63在圖3中是完全地伸長後的狀態。在可動部件62移動至可動區域中的最前端側的情況下,連杆機構63如圖3所示成為完全地伸長後的狀態。在連杆機構63完全地伸長後的狀態下,可動側模具71如圖3所示,與固定側模具72接觸。在該狀態下,在可動側模具71和固定側模具72之間形成的間隙73中填充成為原材料的樹脂,並使其固化,由此得到成型品。

然後,在通過電動機3的驅動而可動部件62從圖3的狀態朝向引導部件61的根部側進行了後退移動時,連杆機構63伴隨可動部件62的移動而收縮。此時,安裝於可動部件62的可動側模具71也與可動部件62的移動聯動而後退移動。

在可動部件62移動至可動區域中的最根部側的情況下,連杆機構63成為如圖2所示的完全收縮後的狀態。在連杆機構63完全收縮後的狀態下,可動側模具71如圖2所示,不與固定側模具72接觸。如圖2所示,在使可動側模具71從固定側模具72分離的狀態下,從模具7取出成型品。

在下面,將可動盤64及可動側模具71的前進移動及後退移動這一情況稱為可動盤64及可動側模具71的平移運動。將電動機3驅動而使可動部件62前進移動,使可動側模具71與固定側模具72接觸,將這一情況稱為將模具7閉合。將電動機3驅動而使可動部件62後退移動,使可動側模具71從固定側模具72分離,將這一情況成為將模具7打開。

如上所述,通過將電動機3驅動而使可動部件62平移運動,從而連杆機構63進行伸縮運動,與該伸縮運動相伴,可動盤64及可動側模具71進行平移運動,因此能夠實現模具7的開閉動作。

另外,如上所述,實施方式1的連杆機構63是作為一種增力機構的肘杆機構。因此,不僅能夠實現模具的開閉動作,還能夠利用該原理而對電動機3的驅動力進行放大,使得在安裝於肘杆機構的前端的可動側模具71和固定型模具72之間產生較大的合模力。此外,肘杆機構的速度放大率依賴於肘杆機構中的連杆長度或肘杆機構的姿態、即十字頭的位置等。

圖4是表示實施方式1的為了使連杆機構62從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長而由電動機控制裝置1執行的動作的流程圖。圖5是表示通過按照圖4的流程圖進行動作的電動機控制裝置1的電動機指令生成部102計算出的各種電動機指令的典型的時間分布例。使用圖4及圖5,對實施方式1的電動機控制裝置1對電動機指令進行計算的動作中的、使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的情況進行說明。

此外,電動機指令具有電動機3的指令位置p、指令速度v及指令加速度a。指令位置p是成為電動機3的參照位置的指令。指令速度v是成為將電動機3以規定速度進行驅動時的參照速度的指令。指令速度v是電動機3的指令位置p的1次微分。指令加速度a是在使電動機3進行加速或者減速而使得電動機3的速度成為規定速度的情況下,成為將電動機3以規定的加速度進行加速或者減速時的參照加速度的指令。指令加速度a是電動機3的指令位置p的2次微分。

在圖5中,將開始進行用於使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的動作的時間設為0,圖示出電動機的指令位置p、指令速度v及指令加速度a的時間分布。

此外,在本說明書中,位置的方向是將從例如如圖2所示的連杆機構63收縮的狀態向例如如圖3所示的連杆機構63伸長的狀態、即連杆機構63伸長時的動作方向設為正向而進行說明的。相反地,將從連杆機構63伸長的狀態向收縮的狀態、即連杆機構63進行收縮時的動作方向設為負向而進行說明。

在圖4及圖5中,在使完全收縮後的狀態的連杆機構63伸長時,電動機控制裝置1在從在停止狀態下開始動作起至電動機位置通過規定位置ph為止的加速初期以較小的正向的加速度+a1使電動機3進行加速,在通過規定位置ph之後,以比加速度+a1大的正向的加速度+a2使電動機3進行加速。電動機控制裝置1以使速度成為+vmax的方式使電動機3進行加速。在經過規定的時間之後,本次以負向的加速度-a2使電動機3進行減速,使電動機3停止。由此,能夠得到如圖5所示的電動機指令的模式。

此外,電動機位置是指連杆機構63在完全收縮後的狀態和完全伸長後的狀態之間進行變化時移動的可動部件62的位置中的、與可動部件62的沿移動方向的引導部件61之上的位置相對應的電動機3的旋轉位置。因此,在下面,例如,設為對電動機位置是否通過了規定位置ph進行判定,這與對可動部件62是否通過了規定的位置進行判定同等進行說明。

此外,驅動裝置2對電動機3進行控制,以使得電動機位置追隨於電動機指令。因此,關於電動機位置和指令位置p,嚴格地說,電動機位置成為比指令位置p略微小的值,但視為兩者的值大致相等。在圖4及圖5中,為了易於理解地進行說明,視為電動機位置和指令位置p大致相等而記載了規定位置ph。

首先,在圖4的步驟st1中,用戶將電動機位置中的、與圖2所示的連杆機構63完全收縮後的狀態相對應的電動機位置ps和與圖3所示的連杆機構63完全伸長後的狀態相對應的電動機位置pe輸入至電動機控制裝置1。另外,用戶將電動機位置ps和電動機位置pe之間的電動機位置即規定位置ph輸入至電動機控制裝置1。

並且,用戶將正向的加速度+a1、正向的加速度+a2及負向的加速度-a2輸入至電動機控制裝置1。在這裡,正向的加速度+a2是比正向的加速度+a1大的值,即,設為滿足(+a1)<(+a2)的值。另外,用戶將電動機3及連杆機構63能夠進行動作的最大的速度即正向的最大速度+vmax輸入至電動機控制裝置1。

在圖4的步驟st2中,電動機控制裝置1作為之後在計算中所需的前一次指令速度vb、前一次指令位置pb的初始值,分別設定前一次指令速度vb=0、前一次指令位置pb=ps,對這些參數進行初始化。針對前一次指令速度vb及前一次指令位置pb的這些值,對應於在連杆機構63完全收縮後的狀態下電動機3停止的情況。

在步驟st3中,對用於使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態進行伸長的動作是否開始進行判斷。關於該判斷,例如由比電動機控制裝置1更上位的順序控制決定。

在步驟st3中判斷為動作沒有開始的情況下,再次轉入步驟st3,直至開始動作為止繼續等待。在判斷為開始的情況下,轉入步驟st4。

此外,從步驟st4至後面記述的步驟st12為止的動作以規定的採樣周期ts執行,設為針對每個該採樣周期ts,由電動機指令生成部102對指令位置p進行計算。

在步驟st4中,電動機位置判定部101根據由檢測器4檢測出的電動機3的旋轉位置的信息,對電動機3的電動機位置進行計算。

在步驟st5中,電動機位置判定部101對計算出的電動機位置是否通過規定位置ph進行判定,將判定結果輸出至電動機指令生成部102。在判定為沒有通過的情況下,即判定為p<ph的情況下,進入步驟st6,電動機指令生成部102將電動機3的加速動作時的指令加速度a設為比+a2小的正向的加速度+a1。另一方面,在判定為通過的情況下,即判定為p>ph的情況下,轉入步驟st7,電動機指令生成部102將電動機3的加速動作時的指令加速度a設為比+a1大的正向的加速度+a2。

如步驟st6或者步驟st7的處理完成,則轉入步驟st8,電動機指令生成部102使用指令加速度a、採樣周期ts及前一次指令速度vb,根據下面的(式1)而對電動機3的指令速度v進行計算。

v=a·ts+vb(式1)

在步驟st9中,電動機指令生成部102對計算出的指令速度v是否大於正向的最大速度+vmax進行判斷。在判斷為計算出的指令速度v大於正向的最大速度+vmax的情況下,轉入步驟st10,電動機指令生成部102將指令速度v設為正向的最大速度+vmax。在計算出的指令速度v小於或等於正向的最大速度+vmax的情況下、或者步驟st10的處理完成的情況下,轉入步驟st11,電動機指令生成部102使用指令速度v、採樣周期ts及前一次指令位置pb,根據下面的(式2)而對電動機3的指令位置p進行計算。

p=v·ts+pb(式2)

在步驟st12中,電動機指令生成部102對是否是開始電動機3的減速動作的定時進行判定。具體地說,電動機指令生成部102在從當前的電動機位置開始了減速動作的情況下,對是否是進行該減速動作後停止的電動機3的電動機位置正好成為電動機位置pe的定時進行判定。即,使用在步驟st8中計算出的指令速度v和後面記述的減速動作時的負向的加速度-a2,對在減速動作中所需的移動量、即從速度v至速度0以減速度a2(加速度-a2)進行減速動作時的移動量v^2/a2進行計算,在該值和當前時刻的指令位置p的合計與pe一致的情況下,將減速動作開始。在該情況下,電動機指令生成部102通過對下面的(式3)是否成立進行計算,由此進行上述判定。

p+v^2/a2=pe(式3)

在步驟st12中判定為不是開始減速動作的定時的情況下,轉入步驟st13,電動機指令生成部102將前一次指令速度vb以在步驟st8中計算出的指令速度v的值進行更新,並且,將前一次指令位置pb利用在步驟st11中計算出的指令位置p的值進行更新。而且,返回步驟st4,電動機控制裝置1使用更新後的指令速度v及指令位置p,再次執行下一個採樣周期ts中的步驟st4以及其之後的動作。

在步驟st12中判定為是開始減速動作的定時的情況下,轉入步驟st14,電動機指令生成部102將電動機3的減速動作時的指令加速度a設為負向的加速度-a2。

如果步驟st14的處理完成,則轉入步驟st15。此外,對於從步驟st15至後面記述的步驟st17為止的動作,也以規定的採樣周期ts執行。

在步驟st15中,電動機指令生成部102使用減速動作時的指令加速度a(=-a2)、採樣周期ts及前一次指令速度vb,根據上述的(式1)對電動機3的指令速度v進行計算。另外,電動機指令生成部102使用指令速度v、採樣周期ts及前一次指令位置pb,根據上述的(式2)對電動機3的指令位置p進行計算。

在步驟st16中,電動機位置判定部101根據由檢測器4檢測出的電動機3的旋轉位置的信息,對電動機3的電動機位置進行計算。

在步驟st17中,電動機位置判定部101對計算出的電動機位置是否與對應於連杆機構63完全伸長後的狀態的電動機位置pe一致進行判定,將判定結果輸出至電動機指令生成部102。在判定為一致的情況下,即判定為p<pe的情況下,轉入步驟st18,電動機指令生成部102將前一次指令速度vb以在步驟st15中計算出的指令速度v的值進行更新,並且,將前一次指令位置pb以在步驟st15中計算出的指令位置p的值進行更新。而且,返回步驟st15,電動機控制裝置1使用更新後的指令速度v及指令位置p再次執行下一個採樣周期ts中的步驟st5以及其之後的動作。

在步驟st17中判定為一致的情況下,即判定為p=pe的情況下,連杆機構63成為如圖3所示的完全伸長後的狀態。由此,電動機控制裝置1結束對用於使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的電動機指令進行計算的處理。

此時,計算出從在步驟st3中開始動作的時間起至在步驟st17中成為p=pe的時間為止的、各採樣周期ts中的指令位置p。該指令位置p是圖5所示的指令位置,是電動機3從電動機位置ps達到電動機位置pe為止的電動機3的電動機位置的軌跡。

接下來,對使連杆機構63從完全伸長後的狀態向完全收縮後的狀態收縮的情況進行說明。圖6是表示實施方式1的為了使連杆機構從完全伸長後的狀態向完全收縮後的狀態收縮而由電動機控制裝置執行的動作的流程圖。圖7是表示通過按照圖6的流程圖進行動作的電動機控制裝置的電動機指令生成部計算出的各種電動機指令的典型的時間分布例。使用圖6及圖7,對實施方式1的電動機控制裝置1對電動機指令進行計算的動作中的、使連杆機構63從完全伸長後的狀態向完全收縮後的狀態收縮的情況進行說明。

此外,在圖7中,將開始進行用於使連杆機構63從完全伸長後的狀態向完全收縮後的狀態收縮的動作的時間設為0,圖示出電動機的指令位置p、指令速度v及指令加速度a的時間分布。

在圖6及圖7中,在使完全伸長後的狀態的連杆機構63收縮時,電動機控制裝置1在開始進行動作起至經過加速時間ta為止,以使速度從0成為-vmax的方式,以負向的加速度-a3使電動機3進行加速,然後,在恆定速時間tc的期間,維持恆定速度-vmax。並且,在經過恆定速時間tc後至指令位置p通過規定位置ph為止的減速時間td1的期間,以較大的正向的加速度+a3使電動機3進行減速,在通過規定位置ph後至經過減速時間td2為止的期間,以比加速度+a3小的正向的加速度+a4使電動機3進行減速,使電動機3停止。由此,得到如圖7所示的電動機指令的模式。

在圖6的步驟st21中,用戶將電動機位置中的、與圖2所示的連杆機構63完全收縮後的狀態相對應的電動機位置ps和與圖3所示的連杆機構63完全伸長後的狀態相對應的電動機位置pe輸入至電動機控制裝置1。另外,用戶將電動機位置ps和電動機位置pe之間的電動機位置即規定位置ph輸入至電動機控制裝置1。此外,電動機位置ps、電動機位置pe及規定位置ph也可以設為是與上述的使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的情況共通的。

並且,用戶將負向的加速度-a3、正向的加速度+a3及正向的加速度+a4輸入至電動機控制裝置1。在這裡,正向的加速度+a4是比正向的加速度+a3小的值,即,設為滿足(+a4)<(+a3)的值。另外,用戶將電動機3及連杆機構63能夠進行動作的最大的速度即負向的最大速度-vmax輸入至電動機控制裝置1。

在步驟st22中,電動機指令生成部102根據下面的(式4)至(式7),對圖7所示的指令模式的加速時間ta、恆定速時間tc、減速時間td1及減速時間td2進行計算。

ta=vmax/a3(式4)

td2=√((ph-ps)/a4)(式5)

td1=(vmax-a4·td2)/a3(式6)

tc=(pe-ps-(1/2·ta·vmax+1/2·td1·vmax+1/2·a3·td1^2+1/2·a4·td1^2))/vmax(式7)

在圖6的步驟st23中,電動機控制裝置1作為前一次指令速度vb、前一次指令位置pb、從開始進行動作起的經過時間t的初始值,而分別設定前一次指令速度vb=0、前一次指令位置pb=pe、經過時間t=0,對這些參數進行初始化。針對前一次指令速度vb、前一次指令位置pb及經過時間t的這些值,對應於在連杆機構63完全伸長後的狀態下電動機3停止的情況。

在步驟st24中,對是否開始用於打開模具7的模具打開動作進行判斷。例如,關於是否開始模具打開動作的判斷,由與電動機控制裝置1相比更上位的定序控制決定。

在步驟st24中判斷為沒有開始模具打開動作的情況下,再次轉入步驟st24,直至開始動作為止繼續等待。在判斷為開始的情況下,轉入步驟st25。

此外,從步驟st24至後面記述的步驟st28為止的動作以規定的採樣周期ts執行,設為針對每個該採樣周期ts,由電動機指令生成部102對指令位置p進行計算。另外,電動機指令生成部102將計算出的指令位置p輸出至電動機位置判定部101。

在步驟st25中,電動機位置判定部101對指令位置p是否通過規定的位置進行判定,將判定結果輸出至電動機指令生成部102。具體地說,電動機位置判定部101使用根據上述的(式4)至(式7)計算出的加速時間ta、恆定速時間tc、減速時間td1及減速時間td2,對開始進行動作起的經過時間t是否滿足下面的(式8)至(式11)進行判定。

0≤t<ta(式8)

ta≤t≤(ta+tc)(式9)

(ta+tc)<t≤(ta+tc+td1)(式10)

(ta+tc+td1)<t≤(ta+tc+td1+td2)(式11)

此外,電動機位置判定部101也可以設為不是針對指令位置p,而是針對前一次指令位置pb是否通過規定位置ph進行判定。

在步驟st26中,電動機指令生成部102對應於電動機位置判定部101的判定結果,對指令加速度a進行計算。具體地說,電動機指令生成部102分別是在滿足上述的(式8)的情況下,根據下面的(式12)而對指令加速度a進行計算,在滿足上述的(式9)的情況下,根據下面的(式13)對指令加速度a進行計算,在滿足上述的(式10)的情況下,根據下面的(式14)而對指令加速度a進行計算,在滿足上述的(式11)的情況下,根據下面的(式15)而對指令加速度a進行計算。

a=-a3(式12)

a=0(式13)

a=+a3(式14)

a=+a4(式15)

在步驟st27中,電動機指令生成部102使用指令加速度a、採樣周期ts及前一次指令速度vb,根據上述的(式1),對電動機3的指令速度v進行計算。

在步驟st28中,電動機指令生成部102使用指令速度v、採樣周期ts及前一次指令位置pb,根據上述的(式2),對電動機3的指令位置p進行計算。

在步驟st29中,電動機指令生成部102對經過時間t是否與(ta+tc+td1+td2)一致進行判定。在判定為不一致的情況下、即判定為t<(ta+tc+td1+td2)的情況下,轉入步驟st30,電動機指令生成部102將經過時間t以(t+ts)的值進行更新。並且,將前一次指令速度vb以在步驟st27中計算出的指令速度v的值進行更新,並且,將前一次指令位置pb以在步驟st28中計算出的指令位置p的值進行更新。而且,返回步驟st25,電動機控制裝置1使用更新後的指令速度v及指令位置p再次執行下一個採樣周期ts中的步驟st25以及之後的動作。

在步驟st29中判定為一致的情況下、即判定為t=(ta+tc+td1+td2)的情況下,連杆機構63成為如圖2所示的完全收縮後的狀態。由此,電動機控制裝置1結束對用於使連杆機構63從完全伸長後的狀態向完全收縮後的狀態收縮的電動機指令進行計算的處理。

此時,計算出從在步驟st24中開始動作的時間起至在步驟st29中成為t=(ta+tc+td1+td2)的時間為止的各採樣周期ts中的指令位置p。該指令位置p是圖7所示的指令位置,是電動機3從電動機位置pe達到電動機位置ps為止的電動機3的電動機位置的軌跡。

另外,電動機指令生成部102通過根據上述的(式4)至(式7)對加速時間ta、恆定速時間tc、減速時間td1及減速時間td2進行計算,從而能夠使電動機3從與連杆機構63完全伸長後的狀態相對應的電動機位置pe向與完全收縮後的狀態相對應的電動機位置ps進行定位。

接下來,對實施方式1的效果進行說明。如上所述,連杆機構63的多個連杆部件601經由幾個接頭602而被連接。各個連杆部件601通常由於熱膨脹的影響,有時雖然非常小,但也會改連杆長度。另外,為了使得即使存在由熱膨脹引起的連杆長度的變化,連杆機構63也能夠進行動作,有時有意地在接頭602設置一些晃動量而進行設計。在這裡,晃動量是指晃動,在進行機械設計時有意地設置的間隙成為該晃動量。並且,即使不是有意地設置晃動量,由於連杆部件601或接頭602的製造時的工作誤差等,有時也會產生晃動量。

另一方面,在通過電動機3驅動連杆機構63的情況下,有時發生衝擊、振動。另外,如果在連杆機構63產生了晃動量時使電動機3動作,則衝擊、振動容易增大。特別是,如果以較大的加速度驅動電動機3,則發生較大的衝擊。

在這裡,在連杆機構63收縮的狀態下,多個連杆部件601間的約束較弱,因此晃動量容易增大。相反地,如果連杆機構63成為某種程度伸長的狀態,則多個連杆部件601間的約束增強,晃動量減小、或者晃動量消失。

因此,實施方式1的電動機控制裝置1是在使完全收縮後的狀態的連杆機構63伸長時,在停止狀態下開始進行動作起至電動機位置通過規定位置ph為止的加速初期,使電動機3以較小的正向的加速度+a1進行加速。另外,在使完全伸長後的狀態的連杆機構63收縮時,電動機控制裝置1在從指令位置p通過規定位置ph起至經過減速時間td2為止的期間,使電動機3以較小的正向的加速度+a4進行減速,使電動機3停止。在這裡,對電動機位置是否通過規定位置ph進行判定,這與對可動部件62是否通過規定的位置進行判定同等。另外,如上所述,驅動裝置2以使電動機位置追隨電動機指令的方式對電動機3進行控制,因此指令位置p視為與電動機3的電動機位置大致相等。因此,對指令位置p是否通過規定位置ph進行判定,這與可動部件62是否通過規定的位置進行判定同等。由此,在連杆機構63的晃動量較大的狀態下以較小的加速度使電動機3動作,因此能夠降低連杆機構63的驅動時的衝擊、振動。

另外,實施方式1的電動機控制裝置1在使完全收縮後的狀態的連杆機構63伸長時,電動機位置通過規定位置ph後,以比加速度+a1大的正向的加速度+a2使電動機3進行加速。並且,在使完全伸長後的狀態的連杆機構63收縮時,電動機控制裝置1在從經過維持恆定速度-vmax的恆定速時間tc起至指令位置p通過規定位置ph為止的減速時間td2的期間,以比加速度+a4大的正向的加速度+a3使電動機3進行減速。在這裡,對電動機位置是否通過規定位置ph進行判定、或者對指令位置p是否通過規定位置ph進行判定,這與對可動部件62是否通過規定的位置進行判定同等。由此,在連杆機構63的晃動量小、或者晃動量已消除的狀態下使電動機3以較大的加速度進行動作,因此能夠縮短連杆機構63的驅動時間。

如上所述,實施方式1的電動機控制裝置1能夠兼顧衝擊、振動的降低和連杆機構63的高速動作。

另外,在連杆機構63中,肘杆機構的速度放大率如上所述,依賴於肘杆機構中的連杆長度、十字頭的位置等。因此,在考慮這些而對速度放大率進行計算、或者存儲於控制裝置的情況下,會消耗較多的控制裝置的運算資源、存儲器,導致控制裝置的成本上升。與此相對,實施方式1的電動機控制裝置1不需要用於預先存儲可動部件62或者可動盤64和電動機位置的非線性關係等的存儲器、複雜的運算處理,因此能夠以簡易的結構實現。

此外,連杆機構63的晃動量通常僅在連杆機構63收縮的狀態的情況下產生。因此,即使不成為例如圖3所示地連杆機構63完全地完全伸長後的狀態,只要連杆機構63以某種程度伸長,連杆機構63的晃動量也會消除。由此,作為規定位置ph的設定的具體例,舉出下述例子,即,作為基準,假設在電動機位置為電動機位置ps時連杆機構63的伸長量成為0、在電動機位置為電動機位置pe時連杆機構63的伸長量成為最大值的情況下,設定為連杆機構63的伸長量成為小於或等於最大值的10%的電動機位置。

此外,在實施方式1中,說明了在使完全收縮後的狀態的連杆機構63伸長時,電動機位置判定部101根據由檢測器4檢測出的電動機3的旋轉位置的信息對電動機3的電動機位置進行計算,對計算出的電動機位置是否通過規定位置ph等進行判定,但並不限定於此。例如,電動機控制裝置1也可以是在與使完全伸長後的狀態的連杆機構63收縮時同樣地,使用指令位置p進行判定。如上所述,驅動裝置2以使電動機位置追隨電動機指令的方式對電動機3進行控制。因此,指令位置p視為與電動機3的電動機位置大致相等。在該情況下,電動機控制裝置1省略圖4的步驟st4中的對電動機位置進行檢測的處理,在步驟st5中,電動機位置判定部101對指令位置p或者前一次指令位置pb是否通過規定位置ph進行判定。在該情況下中,也能夠實現與使用了電動機位置時同樣的動作,另外,與使用電動機位置情況相比能夠以簡易的結構實現。

另外,在實施方式1中,說明了在使完全伸長後的狀態的連杆機構63收縮時,電動機位置判定部101對由電動機指令生成部102計算出的指令位置p是否通過規定的位置進行判定,但並不限定於此。例如,電動機控制裝置1也可以是在與使完全收縮後的狀態的連杆機構63伸長時同樣地,電動機位置判定部101對電動機位置進行計算,對計算出的電動機位置是否通過規定位置ph等進行判定。在該情況下中,也能夠實現與使用了指令位置p時同樣的效果。

此外,在實施方式1中,在使完全收縮後的狀態的連杆機構63伸長時,電動機3的加速度如圖5所示,在通過規定位置ph之前設為較小的正向的加速度+a1。而且,說明了如果通過規定位置ph,則設為比+a1大的正向的加速度+a2,階梯性地變化而增大的例子。另外,在完全伸長後的狀態的連杆機構63收縮時,電動機3的加速度如圖7所示,在通過規定位置ph之前設為較大的正向的加速度+a3。而且,說明了如果通過規定位置ph,則設為比+a3小的正向的加速度+a4,階梯性地變化而減小的例子。但是,並不是限定於使電動機3的加速度上述階梯性地變化的情況。例如,也可以構成為,以下述方式生成電動機指令,使得在通過規定位置ph的前後,使用直線或者與時間相關的多項式、三角關係等曲線,從加速度+a1向加速度+a2、或者從加速度+a3向加速度+a4順滑地變化。

此外,在實施方式1中,說明了在使完全收縮後的狀態的連杆機構63伸長時,使用正向的加速度+a1、正向的加速度+a2及負向的加速度-a2。另外,說明了在使完全伸長後的狀態的連杆機構63收縮時,使用負向的加速度-a3、正向的加速度+a3及正向的加速度+a4。這些參數的值也可以設為共通。例如,也可以分別是,正向的加速度+a1和正向的加速度+a4使用相同大小的值、正向的加速度+a2和正向的加速度+a3使用相同大小的值、負向的加速度-a2和負向的加速度-a3使用相同大小的值。

並且,在實施方式1中,針對在使完全收縮後的狀態的連杆機構63伸長時、或者在使完全伸長後的狀態的連杆機構63收縮時,進行了說明,但並不限定於此。即,即使在從完全收縮後的狀態使稍微伸長狀態的連杆機構63伸長時、或者在從完全伸長後的狀態使稍微收縮狀態的連杆機構63收縮時,只要通過晃動量的大小發生變化的位置,當然,也能夠通過同樣的結構及動作而實現同樣的效果。

實施方式2.

在實施方式1中,說明了下述情況,即,電動機控制裝置1在使連杆機構63進行伸縮時,通過在通過規定位置ph的前後使電動機3的加速度的大小進行變更,兼顧由晃動量實現的衝擊、振動的降低和高速動作。但是,為了降低衝擊、振動,並且以高速使連杆機構63動作,需要在形成有晃動量的區域中減小加速度,如果晃動量消除,則立即增大加速度。為此,需要將在實施方式1中說明的規定位置ph設定於在連杆機構63中正好產生晃動量、或者消除的邊界的電動機位置附近。在實施方式2中,說明了為了實現更高速的動作,將該規定位置ph準確地進行計算的電動機控制裝置。

圖8是表示實施方式2的電動機控制系統的結構的示意圖。使用圖8,對實施方式2的使用了電動機控制裝置的電動機控制系統進行說明。此外,在實施方式2中,標註了與實施方式1相同的名稱及標號的部分,設為表示相同或者同等的結構的部分省略說明,對不同的部分重點地進行說明。另外,本發明並不是由該實施方式2限定。

實施方式2的電動機控制系統的電動機控制裝置1a如圖8所示,作為硬體結構,具有存儲部100a和運算部200a。存儲部100a是rom等存儲器,對用於由運算部200a對電動機3進行控制的數據、程序進行存儲。運算部200a是對電動機控制裝置1a的整體的動作進行控制的中央處理裝置(cpu)。實施方式2的通常動作指令生成部10a、試驗運轉指令生成部11和電動機指令選擇部12與實施方式1的情況同樣地,通過由運算部200a執行在存儲部100a存儲的程序,由此在電動機控制裝置1a內以軟體的方式實現。

通常動作指令生成部10a具有電動機位置判定部101和電動機指令生成部102a。各個動作等基本上與在實施方式1中說明的動作相同,電動機位置判定部101對電動機位置是否通過規定位置ph等進行判定,電動機指令生成部102a基於電動機位置判定部101的判定結果而生成電動機指令。

作為與實施方式1不同的點,實施方式2的電動機指令生成部102a是將規定位置ph根據由後面記述的試驗運轉指令生成部11生成的邊界電動機位置ph進行計算的。邊界電動機位置ph是指與在連杆機構63正好產生晃動量、或者消除的邊界相對應的電動機位置。

試驗運轉指令生成部11具有試驗運轉電動機指令生成部111、試驗數據存儲部112和邊界電動機位置計算部113。試驗運轉電動機指令生成部111生成電動機指令中的、使電動機3執行用於對邊界電動機位置ph進行計算的試驗運轉的電動機指令。

從驅動裝置2向試驗數據存儲部112輸入在電動機3執行了試驗運轉時由檢測器4檢測出的電動機3的旋轉位置及旋轉速度的信息、和供給至電動機3的驅動電流的電流值的信息。試驗數據存儲部112是將由電動機3執行了試驗運轉時的旋轉位置的信息即電動機位置和電流值時間同步地進行存儲的存儲器。邊界電動機位置計算部113基於試驗數據存儲部112存儲的數據,對邊界電動機位置ph進行計算。

電動機指令選擇部12對是將通常動作指令生成部10a和試驗運轉指令生成部11中的哪一個電動機指令輸出至驅動裝置2進行選擇。

圖9是表示實施方式2的電動機控制裝置所執行的動作的流程圖。圖10表示通過按照圖9的流程圖進行動作的電動機控制裝置的試驗運轉指令生成部計算出的各種電動機指令的典型的時間分布例。使用圖9及圖10,說明對實施方式2的電動機控制裝置1a對電動機指令進行計算的動作。

此外,圖9的流程圖的處理並不是在每個恆定的採樣周期進行,即不是在線地處理,而是進行批處理。另外,在圖10中,將開始進行使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的試驗運轉的時間設為0,圖示出電動機的指令位置p、指令速度v及指令加速度a的時間分布。

在圖9的步驟st41中,電動機控制裝置1a對電動機指令選擇部12的開關進行變更,切換為輸出由試驗運轉指令生成部11生成的電動機指令。

在步驟st42中,試驗運轉電動機指令生成部111對用於使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的電動機指令進行計算。具體的電動機指令的模式的典型例如圖10所示,是加速動作時和減速動作時的加速度全部相等的等加速度模式。在實施方式2中,試驗運轉電動機指令生成部111對圖10所示的指令模式的電動機指令進行計算。電動機控制裝置1a輸出該電動機指令,驅動電動機3。

在步驟st43中,從驅動裝置2向試驗數據存儲部112輸入驅動過程中的電動機3的電動機位置、和由驅動裝置2向電動機3供給的驅動電流的電流值的信息。試驗數據存儲部112將該電動機位置和電流值時間同步地進行存儲。例如,試驗數據存儲部112通過將電動機位置和電流值在每個規定的採樣周期存儲至存儲器,由此時間同步地進行存儲。

在步驟st44中,邊界電動機位置計算部113基於在試驗數據存儲部112存儲的電動機位置,對電動機3的試驗運轉是否完成進行判斷。在步驟st44中判斷為試驗運轉沒有完成的情況下,再次轉入步驟st44,直至試驗運轉完成為止繼續等待。在判斷為試驗運轉完成的情況下,轉入步驟st45。此外,在試驗運轉完成的情況下,連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長並停止。

在步驟st45中,邊界電動機位置計算部113根據在試驗數據存儲部112存儲的數據,對在電動機3的加速動作過程中電流值急速地增加的定時進行檢測。作為具體的檢測例子,可以舉出下述例子,即,計算對電流值進行微分或者差分的信號,對該信號超過某個閾值的定時進行檢測。此外,關於對電動機3是否處於加速動作過程中的判斷,能夠通過對指令速度v是否正在增加、或者指令加速度a是否是某個正向的值進行判定而進行。

然後,邊界電動機位置計算部113對與在電動機3的加速動作過程中電流急速地增加的定時時間同步的電動機位置進行計算,將此設為邊界電動機位置ph。

圖11是表示在實施方式2中對邊界電動機位置進行計算的處理情形的示意圖。使用圖11,說明在圖9的步驟st45中由邊界電動機位置計算部113對邊界電動機位置ph進行計算的處理。

圖11(a)表示由試驗運轉指令生成部11生成的電動機指令的指令速度v、圖11(b)是表示供給至電動機3的驅動電流的電流值、圖11(c)表示通過試驗運轉而驅動的電動機3的電動機位置的時間變化。在圖11(b)中,邊界電動機位置計算部113對在電動機3的加速動作過程中電流值急速地增加的時刻q進行檢測,將與該時刻q相同定時的電動機位置作為電動機位置ph進行計算。

在圖9的步驟st46中,邊界電動機位置計算部113將計算出的邊界電動機位置ph輸出至通常動作指令生成部10a的電動機指令生成部102a。

在步驟st47中,電動機控制裝置1a對電動機指令選擇部12的開關進行變更,切換為輸出由通常動作指令生成部10a生成的電動機指令。

在步驟st48中,電動機指令生成部102a將規定位置ph作為邊界電動機位置ph而生成電動機指令。另外,電動機控制裝置1a通過輸出所生成的電動機指令而對電動機3進行控制,從而使連杆機構63進行伸縮運動。其具體的方法如在實施方式1中說明那樣。

接下來,對實施方式2的效果進行說明。如在實施方式1中說明的那樣,處於連杆機構63的晃動量大的狀態、還是晃動量小或晃動量消除的狀態的差異,是由多個連杆部件601間的約束的強弱引起的。在連杆機構63產生的晃動量大的狀態下驅動了電動機3的情況下,在該狀態下多個連杆部件601間的約束較弱,因此即使與電動機3的驅動相伴而使可動部件62動作,電動機3的驅動力也不會傳遞至全部的連杆部件601。對此如果從由電動機3驅動負載這樣的觀點觀察,可以說是成為負載慣量相對較小的狀態。

另一方面,在連杆機構63的晃動量小或者晃動量消除的狀態下驅動了電動機3的情況下,在該狀態下多個連杆部件601間的約束較強,因此如果與電動機3的驅動相伴地使可動部件62動作,則電動機3的驅動力會傳遞至全部的連杆部件601、可動部件62及可動盤64。對此如果從由電動機3驅動負載這樣的觀點觀察,可以說是成為負載慣量相對較大的狀態。

因此,如果以使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的方式對電動機3進行驅動,則成為在電動機3的加速動作過程中負載慣量從較小值向較大值變化的舉動。

在這裡,如果將電動機扭矩設為t、將負載慣量設為j、將電動機3的角加速度設為α、將摩擦扭矩設為tc,則根據與剛體的旋轉運動相關的歐拉的運動方程式,下面的(式16)的關係成立。

t=j·α+tc(式16)

並且,可視為電動機扭矩t和電流i大致成正比關係。

即,在連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的情況下,由於晃動量而使負載慣量j在中途發生變化,因此通過上述的(式16),即使使電動機3以恆定的加速度動作,電動機3的扭矩t在中途也急速變化,由此電流i在中途也急速變化。由此,能夠將該電流i急速變化的點視為在連杆機構63中正好產生晃動量、或者消除的邊界。

在實施方式2中,電動機控制裝置1a在使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的試驗運轉時,試驗數據存儲部112將由電動機3執行了試驗運轉時的電動機位置和電流值時間同步地進行存儲。邊界電動機位置計算部113對在電動機3的加速動作過程中電流值急速地增加的時刻q進行檢測,將時刻q處的電動機位置作為邊界電動機位置ph進行計算。由此,能夠將與在連杆機構63正好產生晃動量、或者消除的邊界相對應的電動機位置即邊界電動機位置ph準確地進行計算。另外,通過作為規定位置ph而使用該邊界電動機位置ph,從而能夠自動地計算規定位置ph,將規定位置ph設定於在連杆機構63正好產生晃動量、或者消除的邊界的電動機位置附近。

並且,實施方式2的電動機控制裝置1a作為規定位置ph而使用該邊界電動機位置ph,與在實施方式1中說明的方法同樣地使連杆機構63進行伸縮運動。在這裡,如在實施方式1中說明的那樣,對電動機位置是否通過規定位置ph進行判定、或者對指令位置p是否通過規定位置ph進行判定,這與對可動部件62是否通過規定的位置進行判定同等。因此,在使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長時,從動作開始時起至晃動量消除的位置為止以較小的加速度進行動作,並且,在晃動量消除後立即以較大的加速度進行動作。另一方面,在使連杆機構63從完全伸長後的狀態向完全收縮後的狀態收縮時,從開始減速動作起至產生晃動量的位置的近前處為止以較大的加速度進行動作,並且,如果通過產生晃動量的位置,則以比減速動作開始時小的加速度進行動作。由此,實施方式2的電動機控制裝置1a與實施方式1的情況相比,能夠更可靠地抑制在使連杆機構63進行伸縮運動時發生的衝擊、振動,並且,與實施方式1的情況相比較,能夠實現更高速的動作。

此外,如在實施方式1中說明的那樣,驅動裝置2以使電動機位置追隨電動機指令的方式對電動機3進行控制。因此,對於電動機位置和指令位置p,嚴格地說,電動機位置成為比指令位置p微小的值,兩者的值能夠視為大致相等。由此,在圖9的步驟st43中,也可以是,試驗數據存儲部112取代將電動機位置和電流值時間同步地進行存儲,而是將指令位置p和電流值時間同步地進行存儲,邊界電動機位置計算部113將在電流值急速地增加時的指令位置p作為邊界電動機位置ph進行計算。在該情況下,也能夠得到與使用了電動機位置時同樣的效果。

另外,在實施方式2中,說明了下述例子,即,進行使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的試驗運轉,根據此時的電動機3的加速動作過程中的電流值、和電動機位置或者指令位置p,對邊界電動機位置ph進行計算,但並不限定於此。即,設為進行使連杆機構63從完全伸長後的狀態向完全收縮後的狀態收縮的試驗運轉,也能夠同樣地對邊界電動機位置ph進行計算。在該情況下,在電動機3結束動作而停止之前的減速動作過程中,減速動作開始時處於沒有產生晃動量的狀態,在減速動作結束期間產生晃動量。因此,對電動機3的減速動作過程中的電流值的急速的減少進行檢測,將與此相同定時的電動機位置或者指令位置p作為邊界電動機位置ph進行計算。作為電流值的急速的減少的具體的檢測例,舉出下述例子,即,計算對電流值進行微分或差分的信號,對該信號小於某個閾值的定時進行檢測。在該情況下,也能夠實現與進行使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的試驗運轉時同樣的效果。

實施方式3.

在實施方式2中,說明了下述情況,即,基於在連杆機構63的伸縮運動過程中時間同步地存儲的電動機位置和電流值、或者指令位置p和電流值,對與在連杆機構63正好產生晃動量、或者消除的邊界相對應的邊界電動機位置ph進行計算,將該邊界電動機位置ph作為實施方式1的規定位置ph而使用,由此與實施方式1相比更可靠地抑制衝擊、振動,並且進一步實現高速的動作。但是,即使使用電動機3的除了驅動電流的電流值以外的數據,也能夠對該邊界電動機位置ph進行計算。在實施方式3中,對使用除了電流值以外的數據而對邊界電動機位置ph進行計算的電動機控制裝置進行說明。

圖12是表示實施方式3的電動機控制系統的結構的框圖。圖13是表示實施方式3的電動機控制系統的結構的示意圖。使用圖12及圖13,對實施方式3的使用了電動機控制裝置的電動機控制系統進行說明。此外,在實施方式3中,標註了與實施方式1或實施方式2相同的名稱及標號的部分,設為表示相同或者同等的結構的部分省略說明,對不同的部分重點地進行說明。另外,本發明並不是由該實施方式3限定。

此外,圖13圖示出電動機控制系統的驅動機構,省略了電動機控制裝置1及驅動裝置2的圖示。

實施方式3的電動機控制系統與在實施方式2中說明的電動機控制系統基本相同。作為與實施方式2不同的點,實施方式3的電動機控制系統如圖12及圖13所示,具有在模具開閉機構6的後部固定盤66安裝的加速度傳感器8。加速度傳感器8對模具開閉機構6的加速度進行檢測。該加速度如後面記述那樣,是由於在連杆機構63發生的衝擊、振動而產生的加速度。另外,加速度傳感器8將檢測出的加速度作為加速度信號而輸出至試驗運轉指令生成部11b。在實施方式2中為了對邊界電動機位置ph進行計算而使用電動機3的驅動電流的電流值,取而代之,實施方式3的電動機控制系統使用該加速度傳感器8的加速度信號而對邊界電動機位置ph進行計算。

此外,與實施方式1或者實施方式2同樣地,固定盤65和後部固定盤66構成為,即使電動機3驅動,其驅動力也不會直接傳遞。

實施方式3的電動機控制系統的電動機控制裝置1b如圖12所示,作為硬體結構,具有存儲部100b和運算部200b。存儲部100b是rom等存儲器,對用於由運算部200b對電動機3進行控制的數據、程序進行存儲。運算部200b是對電動機控制裝置1b的整體的動作進行控制的中央處理裝置(cpu)。實施方式3的通常動作指令生成部10b、試驗運轉指令生成部11b和電動機指令選擇部12與實施方式1或實施方式2的情況同樣地,通過由運算部200b執行在存儲部100b存儲的程序,由此在電動機控制裝置1b內以軟體的方式實現。

試驗運轉指令生成部11b具有試驗運轉電動機指令生成部111、試驗數據存儲部112b和邊界電動機位置計算部113b。試驗運轉電動機指令生成部111與實施方式2同樣地,生成電動機指令中的、使電動機3執行用於對邊界電動機位置ph進行計算的試驗運轉的電動機指令。

從驅動裝置2向試驗數據存儲部112b輸入在電動機3執行了試驗運轉時由檢測器4檢測出的電動機3的旋轉位置及旋轉速度的信息、和由加速度傳感器8檢測出的衝擊、振動的加速度的信息即加速度信號。試驗數據存儲部112b是將由電動機3執行了試驗運轉時的電動機位置和加速度信號時間同步地進行存儲的存儲器。邊界電動機位置計算部113b基於試驗數據存儲部112b存儲的數據,對邊界電動機位置ph進行計算。

通常動作指令生成部10b具有電動機位置判定部101和電動機指令生成部102b。各個動作與在實施方式1或者實施方式2中說明的動作基本上相同,電動機位置判定部101對電動機位置是否通過規定位置ph等進行判定,電動機指令生成部102b基於電動機位置判定部101的判定結果而生成電動機指令。

另外,實施方式3的電動機指令生成部102b與實施方式2同樣地,根據由試驗運轉指令生成部11b生成的邊界電動機位置ph,對規定位置ph進行計算。電動機指令生成部102b的由邊界電動機位置計算部113b對該邊界電動機位置ph進行計算的方法如上所述,與實施方式2不同。

圖14是表示實施方式3的電動機控制裝置所執行的動作的流程圖。使用圖14,說明實施方式3的電動機控制裝置1b對電動機指令進行計算的動作。此外,圖14的流程圖的處理與實施方式2的圖9同樣地,並不是在每個恆定的採樣周期進行,即不是在線地進行,而是進行批處理。

此外,圖14的流程圖與實施方式2的圖9的流程圖類似,不同點在於,圖9的步驟st43和st45在圖14中置換為步驟st53和步驟st55。因此,省略與實施方式2同樣的處理的說明,主要對不同的處理進行說明。

在圖14的步驟st51和步驟st52中,電動機控制裝置1b輸出由試驗運轉電動機指令生成部111b生成的電動機指令,對電動機3進行驅動,執行連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的試驗運轉。

在步驟st53中,試驗數據存儲部112b將試驗運轉過程中的電動機3的電動機位置和加速度信號時間同步地進行存儲。在步驟st44中,在判斷為電動機3的試驗運轉完成的情況下,在步驟st55中,邊界電動機位置計算部113b對加速度信號急速地變化的定時進行檢測。作為具體的檢測例,舉出下述例子,即,對加速度信號成為大於或等於規定值的定時進行檢測。邊界電動機位置計算部113b對與該定時時間同步的電動機位置進行計算,將此設為邊界電動機位置ph。

然後,電動機控制裝置1b在步驟st56中,將計算出的邊界電動機位置ph設為規定位置ph,在步驟st57及步驟st58中,如在實施方式1或者實施方式2中說明的那樣,輸出通常運轉用的電動機指令,使連杆機構63進行伸縮運動。

接下來,對實施方式3的效果進行說明。如在實施方式1中說明的那樣,後部固定盤66不會直接受電動機3的驅動力的影響。但是,電動機3的驅動力經由可動部件62及連杆機構63而向可動盤64傳遞,如果發生衝擊、振動,則通過對連結杆67及可動盤64、或者後部固定盤66進行支撐的未圖示的框架構造件等,該衝擊、振動還傳遞至後部固定盤66。其結果,在後部固定盤66發生較大的加速度。

實施方式3的加速度傳感器8對由該衝擊、振動引起的加速度進行檢測,將加速度信號輸出至試驗運轉指令生成部11b。另外,在從在連杆機構63產生了晃動量的狀態向消除的狀態進行動作的情況下,在電動機3的負載慣量變化的定時處發生衝擊、振動。因此,能夠將加速度傳感器8的加速度信號成為大於或等於規定值的定時視為在連杆機構63正好產生晃動量、或者消除的邊界。

在實施方式3中,電動機控制裝置1b在使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的試驗運轉之時,由試驗數據存儲部112b將由電動機3執行了試驗運轉時的電動機位置和加速度信號、或者指令位置p和加速度信號時間同步地進行存儲,由邊界電動機位置計算部113b對在電動機3的加速動作過程中加速度信號急速地增加的定時進行檢測,將該定時的電動機位置作為邊界電動機位置ph進行計算。由此,能夠與實施方式2同樣地,將與在連杆機構63正好產生晃動量、或者消除的邊界相對應的邊界電動機位置ph準確地進行計算。另外,通過作為規定位置ph而使用該邊界電動機位置ph,從而能夠自動地計算規定位置ph,將規定位置ph設定於在連杆機構63正好產生晃動量、或者消除的邊界的電動機位置附近。

另外,實施方式3的電動機控制裝置1b作為規定位置ph而使用該邊界電動機位置ph,與在實施方式1中說明的方法同樣地使連杆機構63進行伸縮運動。在這裡,如在實施方式1中說明的那樣,對電動機位置是否通過規定位置ph進行判定、或者對指令位置p是否通過規定位置ph進行判定,這與對可動部件62是否通過規定的位置進行判定同等。由此,實施方式3的電動機控制裝置1b與實施方式2同樣地,與實施方式1的情況相比,能夠更可靠地抑制在使連杆機構63進行伸縮運動時發生的衝擊、振動,並且,與實施方式1的情況相比較,能夠實現更高速的動作。

此外,在實施方式3中,說明了下述情況,即,邊界電動機位置計算部113b在圖14的步驟st5中對加速度信號超過規定值的定時進行檢測,將與該定時時間同步的電動機位置作為邊界電動機位置ph,但並不限定於此。例如,也可以是,邊界電動機位置計算部113b從試驗數據存儲部112b的數據提取加速度信號的最大值,將與加速度信號成為最大的定時時間同步的電動機位置計算為邊界電動機位置ph。在該情況下,也能夠實現與對加速度信號超過規定值的定時進行檢測時同樣的效果。

另外,在實施方式3中,加速度傳感器8說明了設置於後部固定盤66的例子,但並不限定於此。加速度傳感器8隻要是在模具開閉機構6中的電動機3的驅動力不會直接傳遞的部位、或者是包含連杆機構63的機械即可,可以設置在任何位置。作為設置於包含模具開閉機構6的機械的具體例,如果是模具開閉機構6應用於注塑成型機的情況,也舉出設置於對模具開閉機構6進行支撐的未圖示的框架構造件、控制盤等的例子。在上述情況下中,也能夠實現與將加速度傳感器8設置於後部固定盤66時同樣的效果。

並且,在實施方式3中,對衝擊、振動進行檢測的單元並不限定於加速度傳感器8。圖15是表示實施方式3的電動機控制系統的其他結構的示意圖。在圖15中,作為加速度傳感器8以外的檢測單元,圖示出設置有對音頻信號進行檢測的麥克風9的例子。

在圖15的例子中,電動機控制系統具有設置於模具開閉機構6或者包含模具開閉機構6的機械的附近的麥克風9。此外,模具開閉機構6或者包含模具開閉機構6的機械的附近,是指所設置的麥克風9能夠對模具開閉機構6發出的聲音進行檢測的位置。麥克風9對模具開閉機構6發出的聲音的大小進行檢測。該聲音由於在使連杆機構63進行伸縮運動時發生的衝擊、振動引起的聲音。麥克風9將檢測出的聲音作為音頻信號而輸出至試驗運轉指令生成部11b。試驗數據存儲部112b將電動機3執行了使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的試驗運轉時的電動機位置和音頻信號、或者指令位置p和音頻信號時間同步地進行存儲。邊界電動機位置計算部113b例如對在電動機3的加速動作過程中音頻信號成為大於或等於規定值的定時進行檢測。在該情況下,也能夠實現與使用加速度傳感器8時同樣的效果。

在實施方式3中,說明了下述例子,即,進行使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的試驗運轉,根據此時的電動機3的加速動作過程中的加速度信號或者音頻信號、和電動機位置或者指令位置p,對邊界電動機位置ph進行計算,但並不限定於此。即,即使設為進行使連杆機構63從完全伸長後的狀態向完全收縮後的狀態收縮的試驗運轉,使用此時的電動機3的減速動作過程中的加速度信號或者音頻信號,也能夠同樣地對邊界電動機位置ph進行計算。在該情況下,例如,試驗數據存儲部112b將電動機3執行了試驗運轉時的電動機位置和加速度信號、或者指令位置p和加速度信號時間同步地進行存儲。邊界電動機位置計算部113b對在電動機3的減速動作過程中加速度信號成為大於或等於規定值的定時進行檢測。

或者,試驗數據存儲部112b例如將電動機3執行了試驗運轉時的電動機位置和音頻信號、或者指令位置p和音頻信號時間同步地進行存儲。邊界電動機位置計算部113b對在電動機3的減速動作過程中音頻信號成為大於或等於規定值的定時進行檢測。在上述情況下,也能夠實現與進行使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的試驗運轉的情況同樣的效果。

此外,在實施方式2和實施方式3中,說明了將邊界電動機位置ph用作規定位置ph的情況,但並不限定於此。例如,規定位置ph也可設定為與邊界電動機位置ph相比,稍微具有餘量而略大。至少,即使將規定位置ph設得從邊界電動機位置ph向與連杆機構63伸長的方向對應的電動機位置方向略大,也能得到大致相同的效果。具體地說,也可以將規定位置ph設定為,使用某個正值的餘量m(>0),根據下面的(式17)計算出的值。

ph=ph+m(式17)

在如上所述地設定的情況下,與規定位置ph相比在連杆機構63伸長的方向的位置處,至少連杆機構63的晃動量一定被消除。因此,在與該規定位置ph相比的連杆機構63伸長的方向的位置,即使使電動機3以較大的加速度進行動作,也不會發生衝擊、振動,能夠實現高速的動作。另一方面,在與規定位置ph相比的連杆機構63收縮的方向的位置,使電動機3以較小的加速度進行動作,因此能夠進一步可靠地抑制衝擊、振動的發生。

並且,在實施方式2和實施方式3中,說明了下述情況,即,進行使連杆機構63從完全收縮後的狀態向完全伸長後的狀態伸長的試驗運轉、或者使連杆機構63從完全伸長後的狀態向完全收縮後的狀態收縮的試驗運轉,但並不限定於此。即,設為進行使從完全收縮後的狀態稍微伸長的狀態的連杆機構63伸長的試驗運轉、或者使從完全伸長後的狀態稍微收縮的狀態的連杆機構63收縮的試驗運轉,只要是通過晃動量的大小大幅變化的邊界電動機位置ph或者規定位置ph,就能夠通過同樣的結構及動作而實現同樣的效果,這理所當然的。

標號的說明

1、1a、1b電動機控制裝置,101電動機位置判定部,102、102a、102b電動機指令生成部,111試驗運轉電動機指令生成部,112、112b試驗數據存儲部,113、113b邊界電動機位置計算部,3電動機,4檢測器,6模具開閉機構,61引導部件,62可動部件,63連杆機構,601連杆部件,8加速度傳感器,9麥克風。

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