TWI485971B - 伺服馬達之位置控制裝置 - Google Patents

Description

伺服馬達之位置控制裝置 發明領域

本發明係有關於一種可藉回授控制而控制伺服馬達之驅動位置之位置控制裝置，特別是有關於一種用於抑制伺服馬達之驅動位置到達目標位置而停止時之振動之控制。

發明背景

伺服系統之伺服馬達之位置控制，一般多藉以位置控制迴路為主迴路，並依速度控制迴路、電流控制迴路之順序構成次迴路之串接構造之控制系統進行之。又，若考量伺服系統之安定性及整合性，則位置控制多採比例控制，速度控制及電流控制則多採比例積分控制而進行。

上述控制中伺服馬達之驅動位置(以下亦簡稱為「位置」)係使用安裝於伺服馬達之脈衝編碼器，並計算脈衝編碼器所輸出之脈衝數而取得。又，伺服馬達之驅動速度(以下亦簡稱為「速度」)一般則藉以一定抽樣時間內發生之脈衝編碼器之脈衝數除以抽樣時間而求出。

在此，當伺服馬達位置到達目標位置而停止時，脈衝編碼器將不再輸出脈衝，而呈不進行位置控制之狀態，故依控制方法之不同，在脈衝編碼器之最小解析度之範圍內，伺服馬達可能振動而發生追逐。

即，上述所謂伺服馬達之停止狀態，係指伺服馬達之位置距指令位置已在預定精度之範圍內，亦可解為停止指 令狀態。而，上述之脈衝編碼器所執行之位置及速度檢出方式所導致之停止指令狀態下之追逐之抑制方法，則已提案有在停止指令狀態時減少速度控制迴路之增益之方法，以及在伺服馬達之實際位置與指令位置之位置偏差為零及近乎零時，將伺服馬達之電相角由90度切換為零度之方法等。

【專利文獻1】特開昭62-245312號公報

【專利文獻2】特開平07-123767號公報

【專利文獻3】特開平11-332278號公報

發明揭示

本發明之目的在提供一種在伺服馬達到達目標位置而停止時，可抑制作為位置感測器之脈衝編碼器之最小解析度之範圍內之追逐，而維持更安定之停止狀態之技術。

本發明之最大特徵在採用以位置控制迴路為主迴路，並依速度控制迴路、電流控制迴路之順序構成次迴路之串接構造，且就位置控制採比例控制，而就速度控制及電流控制採比例積分控制之伺服馬達之位置控制裝置中，於伺服馬達位置到達目標位置而停止時，將停止電流控制之積分控制。

更詳而言之，本發明係一種伺服馬達之位置控制裝置，採用回授控制，包含有：位置控制器，可由自相當於伺服馬達之驅動之目標位置之位置指令訊號減去相當於伺 服馬達之實際位置之位置訊號所得之位置偏差，藉比例控制而導出相當於伺服馬達之目標速度之速度指令訊號並加以輸出；速度控制器，可由自前述速度指令訊號減去相當於前述伺服馬達之實際速度之速度訊號所得之速度偏差，藉比例積分控制而導出相當於應對伺服馬達施加之電流值之電流指令訊號並加以輸出；及，q軸電流控制器，可由自前述電流指令訊號減去相當於實際對前述伺服馬達之q軸流動之電流值之q軸電流訊號所得之電流偏差，藉比例積分控制而導出相當於用以對前述伺服馬達之q軸施加之電壓之q軸電壓指令訊號並加以輸出；前述伺服馬達到達前述目標位置而消除前述位置偏差時，前述q軸電流控制器之積分控制將停止。

在此，當伺服馬達到達目標位置而停止時，位置偏差將為零，故位置控制器所輸出之速度指令亦將為零。又，基本上速度偏差亦將為零，故電流指令訊號將大致為一定值。如此，此時間q軸電流控制器之電流偏差為有限值，故q軸電流控制器所輸出之q軸電壓指令訊號可能隨時間而增加。

如此，對伺服馬達施加之電流值亦將徐緩增加，伺服馬達則將略微移動，並藉其移動而由脈衝編碼器輸出下一脈衝，故本次將判斷已發生位置偏差而輸出逆向之q軸電壓指令訊號。

上述現象之重複，將使伺服馬達重複脈衝編碼器之最小解析度之範圍內之微小之反覆移動，此則為追逐之成因之一。

相對於此，本發明中，在伺服馬達到達目標位置而消除位置偏差時，將停止q軸電流控制器之積分控制，故電流指令訊號將大致為一定值，即便q軸電流控制器之電流偏差為有限值，q軸電流控制器所輸出之q軸電壓指令訊號亦不再隨時間而增加。

藉此，即可避免伺服馬達在停止狀態下意外移動，而可抑制追逐之發生。

又，本發明中，亦可在前述位置偏差消除後，將前述電流指令訊號之值保持在前述位置偏差消除時之值，且將前述q軸電流控制器之比例積分控制切換成比例控制。

在此，已知移動伺服馬達時必須超過頓轉轉矩而加以移動。其次，因該頓轉轉矩之存在，而有伺服馬達易於停止之位置及難以停止之位置(將受頓轉轉矩賦與勢能)。故而，使伺服馬達停止時，將電流指令訊號之值保持在位置偏差消除時之值，且將q軸電流控制器之比例積分控制切換成比例控制，即可使因q軸電壓指令訊號而發生於伺服馬達之轉矩與頓轉轉矩取得平衡，而更為提昇伺服馬達之停止狀態下之位置安定性。結果，則可更確實地抑制追逐。

又，此時，q軸電流控制器將繼續進行比例控制，故實際上對伺服馬達之q軸施加之電流值之q軸電流之值因某些原因而改變時，為補償該變化，q軸電壓指令訊號之值亦將改變，故可更為提昇伺服馬達之停止狀態下之安定性。

又，本發明中，亦可在前述位置偏差消除後，將前述q軸電流控制器之值保持在前述位置偏差消除時之值。

即，當伺服馬達位置到達目標位置而停止時，將不論電流指令訊號之值及q軸電流控制器內部之電流控制之演算結果，而將q軸電流控制器之輸出(q軸電壓指令訊號之值)保持為位置偏差消除時之值。如此，即可更簡易地使q軸電壓指令訊號之值安定化。又，可使因q軸電壓指令訊號而發生於伺服馬達之轉矩與頓轉轉矩取得平衡，並更為提昇伺服馬達之停止狀態下之位置安定性。

又，本發明中，伺服馬達亦可使用線性伺服馬達。

在此，進行伺服馬達之位置控制時，多數並非僅控制伺服馬達單體之位置，而在伺服馬達已裝設於預定裝置之狀態下控制其位置，並進行裝置型態之輸出控制。又，通常，在旋轉式之伺服馬達中，多半係構成伺服馬達之輸出軸附加有齒輪及皮帶等運動轉換機構後，再進行裝置型態之輸出。

如此，旋轉式之伺服馬達之微小振幅之追逐將因居中之機構較多，而減少追逐對裝置輸出之直接影響，相對於此，伺服馬達若為線性伺服馬達，則裝置型態之輸出多直接固定於線性伺服馬達之滑件(移動件)上，線性伺服馬達之微小振幅之追逐則多直接影響裝置之輸出。

因此，將本發明應用於線性伺服馬達，則可獲致更明顯之追逐抑制效果。

另，上述機構可儘可能地相互組合搭配。

本發明中，在伺服馬達到達目標位置而停止時，可抑 制作為位置感測器之脈衝編碼器之最小解析度之範圍內之追逐，而維持更安定之停止狀態。

圖式簡單說明

第1圖係顯示本發明之實施例之驅動導引裝置之構造之截面圖。

第2圖係顯示本發明之實施例之驅動導引裝置之構造之正面圖。

第3圖係顯示本發明之實施例之驅動導引裝置之構造之側面圖。

第4圖係顯示本發明之實施例之驅動導引裝置之導引機構之立體圖。

第5圖係本發明之實施例之伺服馬達之位置控制功能區圖。

第6圖係伺服馬達之習知之位置控制之流程圖。

第7圖係顯示本發明第1實施例之位置控制常式之流程圖。

第8圖係顯示本發明第2實施例之位置控制常式2之流程圖。

用以實施發明之最佳形態

以下，就本發明之伺服馬達之位置控制裝置之實施例參照圖示加以詳細說明。

<第1實施例>

以下參照圖示說明本發明之第1實施例。本實施例中，將就使用本發明之伺服馬達之位置控制裝置而進行線性伺 服馬達之位置控制之例加以說明。

首先，參照第1~4圖說明線性伺服馬達1之構造。如第1圖所示，線性伺服馬達(以下稱為線性馬達)1係由包含電樞線圈之通電側之一次側1a與包含磁石等之非通電側之二次側1b所構成。本實施例之線性伺服馬達1則構成驅動導引裝置50。線性伺服馬達1之一次側1a並經載台14而與導引機構15之移動塊15a連結。又，線性伺服馬達1之二次側1b則固定於基部16上，上述基部16則固定於平板17上面。

又，基部16上已相互平行配設有2條軌條18。其次，移動塊15a則構成可由線性伺服馬達1獲得驅動力，而沿其等軌條18進行移動。

又，本實施例之驅動導引裝置50於線性伺服馬達1之一次側1a與載台14之間，設有可抑制一次側1a之產熱傳至載台14之隔熱材19。如上所述，於線性伺服馬達1之一次側1a與載台14之間設置隔熱材19，即可使因對一次側1a之電樞線圈(未圖示)通入驅動電流而產生之熱不致傳至載台14及移動塊15a。藉此，即可防止載台14及移動塊15a之熱膨脹。因此，無須改變排列、收置於導引機構15之移動塊15a之無限循環道中之複數滾珠等滾動體所承受之預壓(接觸壓力)，即可將滾動阻力維持為一定，並實現驅動導引裝置50之壽命延長。

另，上述隔熱材19並非必須設置者，亦可設置翼板等氣冷機構取代隔熱材19。又，上述隔熱材19之材質可使用含玻璃之環氧樹脂材料或陶瓷材料等。又，載台14之下面 與隔熱材19所包圍之部分亦可設置作隔熱空間使用之凹部(未圖示)，而阻斷來自一次側1a之輻射熱。又，隔熱材19構成沿軌條18之長向，即載台14、移動塊15a之運動方向而形成長形，即可增加該方向上之剛性，並防止振盪現象之發生。

(線性伺服馬達之具體構造例)

其次，就本實施例之驅動導引裝置50之具體構造例加以說明。第2及3圖即顯示了本發明之驅動導引裝置50之構造例。第2及3圖中，與第1圖相同之標號部分代表相同或相當之部分。

如第2及3圖所示，線性伺服馬達1之一次側1a係由電樞線圈及電樞心所構成，二次側1b則由磁板所構成。二次側1b並固定於基部16上。由磁板構成之線性伺服馬達1之二次側1b之兩側分別於基部16上平行配設(固定)有軌條18。

又，上述軌條18上分別配設有複數個(圖中為2個)移動塊15a，而可沿軌條18移動自如。其次，載台14則由分別配設於軌條18上而移動自如之複數個(圖中為4個)移動塊15a所支持。

線性伺服馬達1之一次側1a之電樞線圈(未圖示)可藉通入驅動電流而於一次側1a與二次側1b間發生磁性相互作用，並使一次側1a沿二次側1b移動。其移動力則可經載台14而傳至移動塊15a，而使移動塊15a沿軌條18移動。

基部16之兩端部安裝有端板21，上述端板21則分別安裝有制動器22。又，載台14之兩端則安裝有刮板23。

其次，如第3圖所示，基部16之一側部設有可對應基部16之相對之移動塊15a之位置而輸出脈衝之光學式之線性刻度2a。在此，線性刻度2a設於二次側1b，且，載台14之一側部上，經托架26而安裝有可讀取上述線性刻度2a，並檢出載台14之移動位置(移動距離)之由光學感測器構成之刻度感測器2b。

上述線性刻度2a與刻度感測器2b則構成脈衝編碼器2。進而，與載台14之二次側1b對向之部分則設有諸如霍爾(HALL)感測器所構成之磁極感測器25。藉該磁極感測器25，即可檢知二次側1b之磁石之磁極之種類。其次，磁極感測器25並可輸出對應磁極之0或1之訊號。

又，如第2圖所示，基部16之另一側部安裝有錨鏈安裝板27，載台14之另一側部則安裝有錨鏈支承部28。用以對配置於錨鏈安裝板27之線性伺服馬達1之一次側1a供給驅動電力之動力電纜29、用以收送訊號之訊號電纜30、可供給用以冷卻一次側1a之水等之尼龍管31，則經錨鏈支承部28而與線性伺服馬達1之一次側1a連接。

(導引機構)

第4圖係顯示導引機構15之詳細構造者。如第4圖所示，截面呈矩形之軌條18沿其長向而於左右側面上分別形成有2條作為滾動體滾動面之滾珠滾動槽18a，共計形成有4條。又，移動塊15a上則形成有包含作為與滾珠滾動槽18a對向之負載滾動體滾動道之負載滾動槽15b之無限循環道。進而，上述無限循環道內則排列、收置有可伴隨軌條 18及移動塊15a之相對移動而於滾珠滾動槽18a與負載滾動槽15b之間轉動循環之作為複數滾動體之複數滾珠32。上述導引機構15則構成當然可負載輻射方向之荷重、水平方向之荷重，並可負載各方向之力矩等所有方向之荷重。

移動塊15a係由形成有負載滾動槽15b及與其平行之滾珠折回道之移動塊本體15c、與移動塊本體15c之兩端結合而包含連接上述負載滾動槽15b及滾珠折回道之方向轉換道之端蓋15d所構成，並安裝成橫跨軌條18。移動塊15a上面則可搭載安裝載台14。形成於上述移動塊15a上之負載滾動槽15b與形成於軌條18上之各滾珠滾動槽18a對向而形成，該等負載滾動槽15b與滾珠滾動槽18a之間，則夾設有作為滾動體之複數滾珠32。該等滾珠32可伴隨移動塊15a之移動而經形成於端蓋15d之方向轉換道送入滾珠折回道，再導入負載滾動槽15b，而循環於無限循環道內。

其次，就線性伺服馬達1之位置控制加以說明。第5圖係本發明實施例之藉dq電流控制(向量電流控制)而進行之線性伺服馬達1之控制功能區圖。本實施例之線性伺服馬達1之位置控制裝置相當於第5圖中去除線性伺服馬達1後之構造，並藉dq電流控制而進行線性伺服馬達1之位置控制。

線性伺服馬達1之位置(具體而言，係指基部16之相對之移動塊15a之位置)一如前述，係由脈衝編碼器2加以檢出。上述脈衝編碼器2亦可稱為可對應線性伺服馬達1之位置而產生脈衝訊號之脈衝產生器。來自上述脈衝編碼器2之位置訊號(脈衝訊號)則將輸入位置檢出器3、速度檢出器4 及相位檢出器10內。

位置檢出器3中，藉計算來自脈衝編碼器2之脈衝數，即可產生對應線性伺服馬達1之絕對位置之位置訊號。位置檢出器3所產生之位置訊號則將輸入控制部5。又，速度檢出器4中，則可藉將一定抽樣時間內發生之脈衝編碼器2之脈衝數除以抽樣時間，而由脈衝編碼器2之脈衝訊號演算得出對應線性伺服馬達1之速度之速度訊號並加以輸出。速度檢出器4所產出之速度訊號則將輸入速度控制器6。

位置控制器5則可輸入相當於線性伺服馬達1之目標位置之位置指令訊號，並對由位置指令訊號減去位置訊號後之位置偏差乘上位置比例增益，而演算得出(導出)速度指令訊號並加以輸出。位置控制器5所輸出之速度指令訊號則將輸入速度控制器6。

速度控制器6中，則由速度指令訊號減去速度檢出器4所輸出之速度訊號而算出速度偏差，並對速度偏差及已累計速度偏差後之積分成分分別乘上速度比例增益及速度積分增益再相加，而演算得出電流指令訊號並加以輸出。速度控制器6所輸出之電流指令訊號則將輸入q軸電流控制器7。

另，脈衝編碼器2所輸出之脈衝訊號則如前述，將亦輸入相位檢出器10，相位檢出器10中則將線性伺服馬達1之位置資訊輸出作為電角度。

又，對線性伺服馬達1之三相線圈分別施加之電流之電流值可藉變流器8而檢出二相之電流值，剩餘一相則藉演算而求出，並輸入3相/d-q交流座標轉換器9。上述3相/d-q 交流座標轉換器9中，則由線性伺服馬達1之三相線圈U相、V相、W相之電流值藉3相2相轉換演算及向量旋轉演算而算出q軸電流值與d軸電流值，並加以輸出。

q軸電流控制器7中，則對由速度控制器6所輸出之電流指令訊號減去3相/d-q交流座標轉換器9所輸出之q軸電流值後之q軸電流偏差及其累計值，分別乘上q軸電流比例增益與d軸電流積分增益再予相加，而輸出q軸電壓指令訊號。

另，d軸電流控制器11將輸入電流指令訊號(=0)，並對由該電流指令訊號(=0)減去3相/d-q交流座標轉換器9所輸出之d軸電流訊號後之d軸電流偏差及其累計值分別乘上d軸電流比例增益與d軸電流積分增益再予相加，而輸出d軸電壓指令訊號。

該等d軸電壓指令訊號及q軸電壓指令訊號將於d-q/3相交流座標轉換器12中轉換成線性伺服馬達1之三相線圈U相、V相、W相之相對之電壓指令訊號。其次，該等電壓指令訊號輸入電力轉換器13即可轉換成交流電壓。

以下，說明上述控制功能區之習知之線性伺服馬達1之位置控制之步驟。第6圖係顯示習知之線性伺服馬達1之位置控制之概略流程圖。

一旦執行本流程，則在S101中，將執行採用位置控制器5之比例(P)控制之演算，而由基於程式或使用者之輸入之位置指令訊號與線性伺服馬達1之位置訊號算出速度指令訊號。S101之處理結束後，則續行S102。

S102中將進行速度控制。具體而言，係執行採用速度 控制器6之比例積分(PI)控制之演算，而由S101中算出之速度指令訊號與來自速度檢出器4之速度訊號算出電流指令訊號。S102之處理結束後，則續行S103。

S103中將進行電流控制。具體而言，係執行採用q軸電流控制器7之比例積分(PI)控制之演算，而由S102中算出之電流指令訊號與來自3相/d-q交流座標轉換器9之q軸電流訊號算出q軸電壓指令訊號。且，執行採用d軸電流控制器11之比例積分(PI)控制之演算，而由電流指令(=0)與來自3相/d-q交流座標轉換器9之d軸電流訊號算出d軸電壓指令訊號。

其次，藉d-q/3相交流座標轉換器12而對應已算出之q軸電壓指令訊號及d軸電壓指令訊號算出用以對線性伺服馬達1之各相線圈施加之電壓，並藉電力轉換器13加以轉換成交流電壓後，再予供入線性伺服馬達1。S103之處理結束後，則續行S104

S104中則判定線性伺服馬達1之控制是否已結束。在此若判定為肯定結果，諸如因某種理由導致線性伺服馬達1之控制本身已解除，將直接結束本常式。另，若判定為否定結果，則返回S101之前。

如上所述，習知之線性伺服馬達1之位置控制中，若控制本身未結束，則位置控制器5之比例控制、速度控制器6之比例積分控制、q軸電流控制器7及d軸電流控制器11之比例積分控制將依序按預定之控制周期重複執行。

在此，就線性伺服馬達1到達目標位置而停止之情形考 量之。此時，線性伺服馬達1之控制本身若未結束，則位置控制器5之比例控制、速度控制器6之比例積分控制、q軸電流控制器7及d軸電流控制器11之比例積分控制將重複執行。

然而，在線性伺服馬達1到達目標位置而停止之狀態下，來自位置檢出器3之位置訊號與位置指令訊號之間之位置偏差為零，故位置控制器5所輸出之速度指令訊號亦將大致為零。

又，速度檢出器4所輸出之速度訊號基本上亦將為零，故速度控制器6之處理之速度偏差亦將大致為零。然而，速度控制器中將進行比例積分控制，故此時將輸出大致一定值之電流指令訊號。

大致為一定值之電流指令訊號輸入q軸電流控制器7後，此時電流指令訊號與3相/d-q交流座標轉換器9所輸出之q軸電流訊號之間將發生有限之q軸電流偏差。其次，q軸電流控制器7中亦將進行比例積分控制，故q軸電流控制器7所輸出之q軸電壓指令訊號可能隨時間而增加。

如此，對線性伺服馬達1施加之電壓值將亦增加，而發生線性伺服馬達1略微移動之現象。且，藉上述移動而由脈衝編碼器2輸出下一脈衝後，此次將判斷已發生位置偏差，而輸出q軸電壓指令訊號，以朝逆向移動。上述現象將使線性伺服馬達1在脈衝編碼器2之最小解析度之範圍內重複進行微小之反覆移動，而可能導致追逐。

為抑制上述之追逐，本實施例中，在線性伺服馬達1到達目標位置而停止，位置指令訊號與位置訊號之間已消除 位置偏差時，將速度控制器6所輸出之電流指令訊號之值保持為此時之值。且同時，將q軸電流控制器7之控制由比例積分控制切換成比例控制。如此，即可抑制q軸電流控制器7所輸出之q軸電壓指令訊號在位置指令訊號與位置訊號間之位置偏差不存在之狀態下隨時間而增加。結果，則可避免線性伺服馬達1在停止狀態(停止指令狀態)下自停止位置移動。

第7圖係顯示本實施例之位置控制常式之流程圖。本常式代表第5圖所示之控制功能區之控制步驟。一旦執行本常式，則將實施S101及S102之處理，但其等之處理內容與先前所述之習知之位置控制之流程相同，故省略其說明。

S102之處理結束後，則續行S201，並判定位置偏差是否存在，即，判定對位置控制器5輸入之位置訊號與位置指令訊號之間是否有差異。在此若判定為肯定結果，則續行S103。而，若判定為否定結果，則續行S202。續行S103時，則與習知之位置控制之流程同樣在q軸電流控制器7與d軸電流控制器11中執行比例積分(PI)控制後，再返回S101之處理之前。

另，續行S202時，則將速度控制器6之輸出訊號之電流指令訊號保持為一定值。此時之保持值係位置偏差為零時之電流指令訊號之值。S202之處理結束後，則續行S203。

S203中則繼續進行變流器8之電流值之檢出、回授。即，繼續進行基於位置偏差為零時之電流指令訊號之回授控制，並由3相/d-q交流座標轉換器9輸出q軸電流訊號及d 軸電流訊號。S203之處理結束後，則續行S204。

S204中，則將q軸電流控制器7及d軸電流控制器11之控制由比例積分(PI)控制切換成比例(P)控制。其次，q軸電流控制器7中將基於S202所保持之電流指令訊號與此時之q軸電流訊號而執行電流控制(P)。又，d軸電流控制器11中則基於電流指令訊號(由起初即保持為0)與此時之d軸電流訊號而執行電流控制(P)。S204之處理結束後，則續行S104。S104之處理則與先前所述之位置控制常式相同，故在此省略其說明。

以上，如前之說明，本實施例中，一旦線性伺服馬達1之位置到達目標位置而停止，即，基於來自脈衝編碼器2之脈衝之線性伺服馬達1之位置訊號與指令位置訊號之間之位置偏差為零時，速度控制器6之輸出值之電流指令訊號將保持為位置偏差為零時之值。又，同時，q軸電流控制器7及d軸電流控制器11之控制將由比例積分(PI)控制切換成比例(P)控制。

藉此，即可抑制相當於對線性伺服馬達1之施加電壓之q軸電壓指令訊號及d軸電壓指令訊號之值因q軸電流控制器7及d軸電流控制器11之積分控制而隨時間增加，而抑制線性伺服馬達1之追逐。另，本實施例中將q軸電流控制器7之控制由比例積分(PI)控制切換成比例(P)控制，亦係停止q軸電流控制器7之積分(I)控制。

另，本實施例中，線性伺服馬達1之位置訊號與指令位置訊號間之位置偏差為零時，速度控制器6之輸出值之電流 指令訊號將保持為位置偏差為零時之值，且，q軸電流控制器7及d軸電流控制器11之控制將由比例積分(PI)控制切換成比例(P)控制。然而，本實施例之用於追逐防止之控制內容並不限於此。舉例言之，位置偏差為零時，亦可僅進行對速度控制器6之輸出值之電流指令訊號繼續先前之控制，並將q軸電流控制器7及d軸電流控制器11之控制由比例積分(PI)控制切換(停止q軸電流控制器7之積分(I)控制)成比例(P)控制之控制。藉此，亦可獲致預定之追逐抑制之效果。

<第2實施例>

以下，說明本發明之第2實施例。本實施例之線性伺服馬達1之控制功能區圖與第1實施例相同。本實施例中，將說明線性伺服馬達1之位置到達目標位置而停止後，即，基於來自脈衝編碼器2之脈衝之線性伺服馬達1之位置訊號與位置指令訊號間之位置偏差為零時，將q軸電流控制器7之輸出訊號之q軸電壓指令訊號之值保持為一定值之例。

第8圖係顯示有關本實施例之位置控制常式2之流程圖。在此僅就本常式與第1實施例之位置控制常式之相異點加以說明。本常式中，若於S201中判定位置偏差不存在，則續行S301。

S301中，將q軸電壓指令訊號之值與d軸電壓指令訊號之值保持為一定值。上述一定值則分別為在S201中判定位置偏差不存在時之q軸電壓指令訊號、d軸電壓指令訊號之值。S301之處理結束後之處理內容與位置控制常式相同。

以上，如前之說明，本實施例中，線性伺服馬達1之位 置到達目標位置而停止，即，基於來自脈衝編碼器2之脈衝之線性伺服馬達1之位置訊號與位置指令訊號間之位置偏差為零時，q軸電壓指令訊號之值與d軸電壓指令訊號之值將保持為位置偏差為零時之其等個別之值。

藉此，即可更確實地使停止(指令)狀態下之對線性伺服馬達1之施加電壓安定化，並更確實地抑制線性伺服馬達1之追逐。

另，上述實施例中，雖已就伺服馬達為線性伺服馬達之例加以說明，但本發明當然亦可適用於旋轉式伺服馬達之位置控制。又，上述實施例中，雖已就使用光學式之脈衝編碼器2之例加以說明，但亦可使用諸如磁性型之脈衝編碼器2等其它型態者。

1‧‧‧線性伺服馬達

1a‧‧‧一次側

1b‧‧‧二次側

2‧‧‧脈衝編碼器

2a‧‧‧線性刻度

2b‧‧‧刻度感測器

3‧‧‧位置檢出器

4‧‧‧速度檢出器

5‧‧‧位置控制器

6‧‧‧速度控制器

7‧‧‧q軸電流控制器

8‧‧‧變流器

9‧‧‧3相/d-q交流座標轉換器

10‧‧‧相位檢出器

11‧‧‧d軸電流控制器

12‧‧‧d-q/3相交流座標轉換器

13‧‧‧電力轉換器

14‧‧‧載台

15‧‧‧導引機構

15a‧‧‧移動塊

15b‧‧‧負載滾動槽

15c‧‧‧移動塊本體

15d‧‧‧端蓋

16‧‧‧基部

17‧‧‧平板

18‧‧‧軌條

18a‧‧‧滾珠滾動槽

19‧‧‧隔熱材

21‧‧‧端板

22‧‧‧制動器

23‧‧‧刮板

25‧‧‧磁極感測器

26‧‧‧托架

27‧‧‧錨鏈安裝板

28‧‧‧錨鏈支承部

29‧‧‧動力電纜

30‧‧‧訊號電纜

31‧‧‧尼龍管

32‧‧‧滾珠

50‧‧‧驅動導引裝置

S101~104、201~204、301‧‧‧流程步驟

第1圖係顯示本發明之實施例之驅動導引裝置之構造之截面圖。

第2圖係顯示本發明之實施例之驅動導引裝置之構造之正面圖。

第3圖係顯示本發明之實施例之驅動導引裝置之構造之側面圖。

第4圖係顯示本發明之實施例之驅動導引裝置之導引機構之立體圖。

第5圖係本發明之實施例之伺服馬達之位置控制功能區圖。

第6圖係伺服馬達之習知之位置控制之流程圖。

第7圖係顯示本發明第1實施例之位置控制常式之流程圖。

第8圖係顯示本發明第2實施例之位置控制常式2之流程圖。

1‧‧‧線性伺服馬達

1a‧‧‧一次側

1b‧‧‧二次側

14‧‧‧載台

15‧‧‧導引機構

15a‧‧‧移動塊

16‧‧‧基部

17‧‧‧平板

18‧‧‧軌條

19‧‧‧隔熱材

50‧‧‧驅動導引裝置

Claims (3)

1. 一種伺服馬達之位置控制裝置，係採用回授控制者，包含有：位置控制器，係可由自相當於伺服馬達之驅動之目標位置之位置指令訊號減去相當於伺服馬達之實際位置之位置訊號所得之位置偏差，藉比例控制而導出相當於伺服馬達之目標速度之速度指令訊號並加以輸出者；速度控制器，係可由自前述速度指令訊號減去相當於前述伺服馬達之實際速度之速度訊號所得之速度偏差，藉比例積分控制而導出相當於應對伺服馬達施加之電流值之電流指令訊號並加以輸出者；及q軸電流控制器，係可由自前述電流指令訊號減去相當於實際對前述伺服馬達之q軸流動之電流值之q軸電流訊號所得之電流偏差，藉比例積分控制而導出相當於對前述伺服馬達之q軸施加之電壓之q軸電壓指令訊號並加以輸出者；又，前述伺服馬達到達前述目標位置而前述位置偏差消除時，停止前述q軸電流控制器之積分控制，該積分控制之停止是藉由將前述電流指令訊號之值保持在前述位置偏差消除時間點之值，且將前述q軸電流控制器之比例積分控制切換成比例控制而進行。
2. 一種伺服馬達之位置控制裝置，係採用回授控制者，包含有：位置控制器，係可由自相當於伺服馬達之驅動之目標位置之位置指令訊號減去相當於伺服馬達之實際位置之位置訊號所得之位置偏差，藉比例控制而導出相當 於伺服馬達之目標速度之速度指令訊號並加以輸出者；速度控制器，係可由自前述速度指令訊號減去相當於前述伺服馬達之實際速度之速度訊號所得之速度偏差，藉比例積分控制而導出相當於應對伺服馬達施加之電流值之電流指令訊號並加以輸出者；及q軸電流控制器，係可由自前述電流指令訊號減去相當於實際對前述伺服馬達之q軸流動之電流值之q軸電流訊號所得之電流偏差，藉比例積分控制而導出相當於對前述伺服馬達之q軸施加之電壓之q軸電壓指令訊號並加以輸出者；又，前述伺服馬達到達前述目標位置而前述位置偏差消除時，停止前述q軸電流控制器之積分控制，該積分控制之停止是藉由將前述q軸電壓指令訊號之值保持在前述位置偏差消除時間點之值而進行。
3. 如申請專利範圍第1或2項之伺服馬達之位置控制裝置，前述伺服馬達係線性伺服馬達。