马达控制系统、马达控制装置、马达控制方法以及程序 |
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| 申请号 | CN202180091870.2 | 申请日 | 2021-12-08 | 公开(公告)号 | CN116745724A | 公开(公告)日 | 2023-09-12 |
| 申请人 | 松下知识产权经营株式会社; | 发明人 | 久保井悠辅; 藤原弘; 村上健太; | ||||
| 摘要 | 提供一种能够容易地探测相对于目标 位置 的偏差的 马 达控制系统。马达控制系统(2)包括 控制器 (21)、马达控制装置(22)以及位置检测装置(23)。在控制器(21)中设定有针对从移动部(4)位于初始位置起直到移动部(4)到达目标位置为止的期间的移动计划的动作指令计划。控制器(21)基于动作指令计划来将当前时间点的移动部的移动量作为动作指令进行输出。马达控制装置(22)基于动作指令来生成驱动装置(3)的驱动 信号 。位置检测装置(23)检测移动部(4)的位置，并输出第一位置。马达控制装置(22)基于第一位置、目标位置以及基于未来的动作指令的移动部(4)的未来的移动距离，来生成移动部(4)的相对于目标位置的偏差量。在偏差量为 阈值 以上的情况下，马达控制装置(22)输出通知信号。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种马达控制系统，用于对具备移动部、驱动装置以及马达的装置进行控制，所述马达控制系统具备控制器、马达控制装置以及位置检测装置， |
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| 说明书全文 | 马达控制系统、马达控制装置、马达控制方法以及程序技术领域[0001] 本公开涉及一种在生产装置等中对马达进行控制的马达控制系统、马达控制装置、马达控制方法以及程序。 背景技术[0002] 下面，对使用了以往的马达控制系统的生产装置进行说明。生产装置包括马达控制系统、马达以及移动部。马达控制系统包括控制器、马达控制装置以及摄像机。摄像机将进行拍摄得到的数据发送到控制器。生产装置例如是将电子部件等安装到印刷电路板的电子部件安装机。在该情况下，移动部包括安装头。此外，摄像机与移动部(安装头)一起进行移动。 [0003] 控制器基于所接收到的数据来判定安装头的位置，基于判定出的位置来生成使马达移动时的目标位置，并将目标位置作为动作指令(位置指令)发送到马达控制装置。此时，控制器将上次输出的动作指令与由摄像机检测到的安装头的位置进行比较，来生成与其差相应的动作指令。马达控制装置基于动作指令来生成用于驱动马达的驱动信号。然后，马达根据驱动信号来使移动部移动。 [0005] 现有技术文献 [0006] 专利文献 [0008] 然而，在以往的马达控制装置中，控制器基于由摄像机检测到的位置来生成马达的动作指令。因而，存在如下问题：例如在摄像机由于外力等而相对于预定的位置发生了偏差的情况下，移动部会向相对于正规的位置发生了偏差的位置移动。 [0009] 因此，本公开是解决了该问题的发明，其目的在于提供一种能够探测移动部的相对于目标位置的偏差的马达控制系统、马达控制装置、马达控制方法以及程序。 [0010] 本公开的马达控制系统包括控制器、马达控制装置以及位置检测装置。控制器具有第一信号处理电路。在第一信号处理电路中，针对从移动部位于初始位置起直到移动部到达目标位置为止的期间的移动计划设定了动作指令计划。另外，第一信号处理电路基于动作指令计划来将当前时间点的移动部的移动量作为动作指令进行输出。马达控制装置包括第二信号处理电路。第二信号处理电路基于动作指令来生成用于使移动部移动的驱动装置的驱动信号。位置检测装置检测移动部的位置，将所探测到的移动部的位置作为第一位置进行输出。在以上结构中，第二信号处理电路基于第一位置、目标位置以及基于动作指令计划中的未来的动作指令的移动部的未来的移动距离，来生成移动部的相对于目标位置的偏差量。并且，在偏差量为预先决定的阈值以上的情况下，第二信号处理电路输出通知信号。由此，能够达到期望的目的。 [0011] 另外，本公开的马达控制装置具备第二信号处理电路，所述第二信号处理电路基于从控制器输出的动作指令来生成用于使移动部移动的驱动装置的驱动信号，所述控制器基于针对从移动部位于初始位置起直到移动部到达目标位置为止的期间的移动计划的动作指令计划来将当前时间点的移动部的移动量作为动作指令进行输出。第二信号处理电路基于目标位置、从位置检测装置输出的第一位置以及基于动作指令计划中的未来的动作指令的移动部的未来的移动距离来生成移动部的相对于目标位置的偏差量，该位置检测装置用于检测移动部的位置，并且将所探测到的移动部的位置作为第一位置进行输出，并且，在偏差量为预先决定的阈值以上的情况下，第二信号处理电路输出通知信号。由此，能够达到期望的目的。 [0012] 另外，本公开的马达控制方法包括：基于针对从移动部位于初始位置起直到移动部到达目标位置为止的期间的移动计划的动作指令计划，来将当前时间点的移动部的移动量作为动作指令进行输出；基于动作指令来生成用于使移动部移动的驱动装置的驱动信号；以及检测移动部的位置，将所探测到的移动部的位置作为第一位置进行输出。而且，基于第一位置、目标位置以及基于动作指令计划中的未来的动作指令的移动部的未来的移动距离，来生成移动部的相对于目标位置的偏差量，在偏差量为预先决定的阈值以上的情况下，输出通知信号。由此，能够达到期望的目的。 [0013] 另外，本公开的程序是用于使计算机执行上述的马达控制方法的程序。由此，能够达到期望的目的。 [0014] 如上所述，根据本公开，能够通过基于位置检测装置中的检测信息的到目标的距离和基于未来的动作指令的移动部的移动距离，来生成使驱动装置按照动作指令计划进行了动作的情况下的移动部的相对于目标位置的偏差量。而且，基于所检测到的该偏差量来输出通知信号，因此使用马达控制系统等的作业员或者该系统等的管理员和维护人员能够容易地掌握移动部相对于目标位置发生了偏差。附图说明 [0015] 图1是使用了本公开的实施方式所涉及的马达控制系统的生产装置的概要框图。 [0017] 图3是示出该信号处理电路中的处理的说明图。 [0018] 图4是该信号处理电路中的处理的流程图。 [0019] 图5是该信号处理电路中的其它处理的流程图。 [0020] 图6是对在该信号处理电路中设定阈值时的其它处理方法进行说明的说明图。 [0021] 图7是示出马达控制装置中的信号处理电路的变形例中的处理的说明图。 [0022] 图8是该信号处理电路的变形例中的处理的流程图。 [0023] 图9是该信号处理电路的变形例的处理块的概念图。 [0024] 图10是该信号处理电路的变形例中的处理的流程图。 [0025] 图11是示出本公开的实施方式所涉及的马达控制系统的控制器和控制装置中的处理的说明图。 具体实施方式[0026] 下面，对本公开的实施方式中的马达控制系统进行说明。 [0027] (实施方式) [0028] 下面，使用附图来说明本实施方式中的马达控制系统和马达控制装置。此外，关于附图，有时为了易于理解而简略地示出了构成要素。 [0029] 图1是使用了马达控制系统的生产装置的概要框图。图2是马达控制装置中的信号处理电路中的处理块的概念图。图3是示出马达控制装置中的信号处理电路中的处理的说明图。图11是示出马达控制装置中的控制器和马达控制装置中的信号处理的说明图。 [0030] 在图1至图3以及图11中，生产装置1包括马达控制系统2、驱动装置3以及移动部4。生产装置1例如是将电子部件安装到印刷电路板5的电子部件安装机。在该情况下，移动部4包括安装头。安装头以吸附着电子部件的状态在印刷电路板5上移动，来将电子部件搭载到印刷电路板5的规定的目标位置。驱动装置3使移动部4移动。 [0031] 马达控制系统2包括控制器21、马达控制装置22以及位置检测装置23。位置检测装置23例如是摄像机等摄像装置。控制器21包括信号处理电路211、输入装置212以及存储器213。信号处理电路211是第一信号处理电路的一例。信号处理电路211对针对所输入的移动计划设定的动作指令计划进行处理。移动计划是指在从移动部4位于初始位置起直到移动部4到达目标位置为止的期间移动部4在印刷电路板5上移动的计划。也就是说，在控制器21中，针对从移动部4位于初始位置起直到移动部4到达目标位置为止的期间的移动计划设定了动作指令计划。移动计划例如是由控制器21的操作者通过输入装置212输入到控制器21的。控制器21按照所输入的移动计划来生成动作指令计划，并将动作指令计划存储到控制器21内的存储器213。动作指令计划是在从移动部4位于初始位置起直到移动部4到达目标位置为止的期间向马达控制装置22输出的动作指令。信号处理电路211基于动作指令计划来将当前时间点的移动部4的移动量作为动作指令进行输出。 [0032] 马达控制装置22包括信号处理电路221。信号处理电路221是第二信号处理电路的一例。信号处理电路221基于动作指令来生成用于使移动部4移动的驱动装置3的驱动信号。也就是说，信号处理电路221基于动作指令来生成驱动信号。驱动装置3被供给驱动信号，基于该驱动信号来使移动部4移动。 [0033] 位置检测装置23与移动部4一起进行移动。位置检测装置23检测移动部4的位置。位置检测装置23将所探测到的移动部4的位置作为移动部4的位置信息进行输出。具体地说，例如，位置检测装置23将所探测到的移动部4的位置作为第一位置进行输出。此外，位置检测装置23也可以不与移动部4一起移动，也可以被固定于能够对移动部4的位置进行检测的位置。具体地说，例如，在位置检测装置23为摄像装置的情况下，位置检测装置23也可以被固定于能够对目标位置进行拍摄的位置。在该情况下，在移动部4位于能够由位置检测装置23拍摄的范围内时，位置检测装置23能够根据移动部4与目标位置的位置关系来检测移动部4的位置。 [0034] 下面，说明生成移动部4的相对于目标位置的偏差量。如图11所示，位置检测装置23检测移动部4的初始位置和移动部4的当前位置(第一位置)。移动部4的初始位置和移动部4的第一位置(当前位置)在经由马达控制装置22的信号处理电路221之后，通过输入装置 212被输入到控制器21。信号处理电路211根据表示移动部4的初始位置和移动部4的当前位置的数据，基于动作指令计划来将当前时间点的移动部4的移动量和移动距离作为动作指令输出到马达控制装置22。 [0035] 信号处理电路221基于移动部4的位置信息、预先在控制器21中设定的目标位置以及基于动作指令计划中的未来的动作指令的移动部4的未来的移动距离，来生成移动部4的相对于目标位置的偏差量。具体地说，例如，信号处理电路221基于第一位置、预先在控制器21中设定的目标位置以及基于动作指令计划中的未来的动作指令的移动部4的未来的移动距离，来生成移动部4的相对于目标位置的偏差量。并且，在所生成的偏差量为预先决定的阈值以上的情况下，信号处理电路221输出通知信号。 [0036] 根据以上结构，信号处理电路221能够通过基于由位置检测装置23检测到的位置信息的到目标位置的距离以及基于未来的动作指令的移动部4的移动距离，来生成使驱动装置3按照动作指令计划进行了动作的情况下的移动部4的相对于目标位置的偏差量。具体地说，例如，信号处理电路221通过从第一位置到目标位置的距离与基于动作指令计划中的未来的动作指令的移动部4的未来的移动距离之差，来生成使驱动装置3按照动作指令计划进行了动作的情况下的移动部4的相对于目标位置的偏差量。例如，使驱动装置3按照动作指令计划进行了动作的情况下的移动部4的相对于目标位置的偏差量是预测为在使驱动装置3按照动作指令计划进行了动作的情况下移动部4会到达的预测到达位置与移动部4的目标位置之间的偏差量。而且，信号处理电路221基于所生成的偏差量来输出通知信号。因而，与生产装置1(马达控制系统2)有关的对象者(例如包括使用生产装置1的作业员或者该生产装置1的管理员和维护人员等)能够容易且迅速地掌握移动部4相对于目标位置发生了偏差。 [0037] 下面，进一步详细地说明马达控制系统2。马达控制系统2包括通知装置24。根据该结构，对象者通过使通知装置24发出警告，能够容易且迅速地掌握移动部4相对于目标位置发生了偏差。 [0038] 通知装置24与控制器21连接。通知装置24例如是显示器。在该情况下，通知装置24基于通知信号来在显示器上显示表示移动部4相对于目标位置发生了偏差的意思的警告。或者，通知装置24也可以是警告灯。在该情况下，通知装置24基于通知信号来使警告灯点亮。此外，该通知装置24不限于是与控制器21连接的结构，也可以是与马达控制装置22连接的结构。或者，通知装置24也可以是生产装置1预先具备的警告灯或显示装置等。另外，通知装置24也可以包括在控制器21或马达控制装置22中。 [0039] 位置检测装置23例如为摄像装置23a。在该情况下，摄像装置23a包括摄像机231和图像处理装置232。摄像机231被固定于移动部4(例如安装头)。在该情况下，移动部4还包括摄像机231。摄像机231获取摄影对象(例如印刷电路板5)的图像。图像处理装置232基于所拍摄到的图像来获取移动部4的位置信息，并将获取到的移动部4的位置信息输出到马达控制装置22。此外，图像处理装置232在马达控制装置22的外部，但也可以是马达控制装置22包括图像处理装置232的结构。在该情况下，也可以是信号处理电路221包括图像处理装置232。 [0040] 驱动装置3包括马达31和编码器32。马达31根据基于动作指令生成的驱动信号来使移动部4移动。编码器32探测马达31的位置，并将位置数据输出到信号处理电路221。例如，编码器32检测当前时间点的马达31的位置，并输出表示当前时间点的马达31的位置的位置数据。 [0041] 信号处理电路211基于由编码器32获取到的位置数据和动作指令计划中的未来的动作指令，来生成移动部4的未来的移动距离。具体地说，例如，信号处理电路211基于未来的动作指令以及基于由编码器32获取到的位置数据的移动部4的第二位置，来生成移动部4的未来的移动距离。例如，第二位置是基于由编码器32获取到的位置数据的、移动部4在当前时间点的位置。因此，信号处理电路211获取基于马达31的位置数据的、移动部4在当前时间点的位置。在该情况下，信号处理电路211经由马达控制装置22来获取马达31的位置数据。此外，不限于是信号处理电路211生成未来的移动距离的结构，也可以是信号处理电路221生成未来的移动距离的结构。在马达31的位置与移动部4的位置不同的情况下，信号处理电路211或信号处理电路221对所获取到的位置数据加上马达31的位置与移动部4的位置之差α(图3中示出)，将所得到的结果设为移动部4在当前时间点的位置。信号处理电路211例如是计算机，在该情况下，上述的处理能够通过计算机中的程序来进行处理。 [0042] 如图2所示，信号处理电路221包括位置控制处理部221a、位置偏差计算块221b以及位置偏差判定部221c。信号处理电路221例如能够由计算机构成。在该情况下，位置控制处理部221a、位置偏差计算部221b以及位置偏差判定部221c能够通过基于计算机内的程序进行的处理来实现。 [0043] 下面，详细地说明信号处理电路221中的处理。在位置控制处理部221a中，获取控制器21中生成的动作指令。位置控制处理部221a获取动作指令和由编码器32获取到的位置数据。然后，基于这些动作指令和位置数据来生成用于对驱动装置3进行驱动的驱动信号，并将该驱动信号供给到驱动装置3。 [0044] 图4是示出信号处理电路221中的处理的流程图。在信号处理电路221中，从位置检测装置23获取移动部4的位置信息。并且，在位置偏差计算部221b中，获取信号处理电路211或信号处理电路221中生成的未来的移动距离。 [0045] 在位置偏差计算部221b中，在获取到这些数据之后，计算由位置检测装置23检测到的移动部4的位置信息与未来的移动距离之差，来生成偏差量。接着，在位置偏差判定部221c中，在偏差量为预先决定的阈值以上或超过了该阈值的情况下，输出通知信号(判定信号)。 [0046] 阈值被预先存储于输入装置存储器222m中。因此，在位置偏差计算块221b中，还设定了阈值。马达控制装置22包括输入装置222，操作者从输入装置222将预定的阈值存储到信号处理电路221的存储器。此外，阈值是至少在计算偏差量之前设定的。 [0047] 关于阈值，是由对象者从外部进行设定的结构，但是不限于该结构，也可以由信号处理电路221进行设定。在位置偏差计算部221b中，当计算出当前的偏差量时，将该当前的偏差量与存储于存储器中的过去的偏差量进行比较。而且，在当前的偏差量大于存储于存储器中的偏差量的情况下，将当前的偏差量作为当前为止的偏差量的最大值存储到存储器中。由此，在存储器内存储从过去到当前为止的期间的偏差量的最大值。然后，在位置偏差判定部221c中，将保存于存储器中的偏差量设定为阈值。此外，不限于将阈值设定为偏差量的最大值，也可以设定为超过最大值的值。例如，在位置偏差判定部221c中，也可以将对偏差量的最大值乘以规定值(超过1的实数值)所得到的值设定为阈值。根据以上结构，能够缩短用于决定阈值的作业时间。 [0048] 或者，在位置偏差计算部221b中，每当计算出偏差量时将所计算出的偏差量存储到存储器中。由此，在存储器内存储从过去到当前为止的偏差量作为历史记录数据。也就是说，信号处理电路221存储包括当前时间点的偏差量和过去的偏差量的历史记录数据。在位置偏差判定部221c中，将历史记录数据中的、预定时间的期间内的偏差量的变化的最大值设定为阈值。此外，位置偏差判定部221c也可以将超过偏差量的变化的最大值的值设定为阈值。例如，位置偏差判定部221c也可以将对偏差量的变化的最大值乘以规定值(1以上的实数值)所得到的值设定为阈值。 [0049] 此时，过去的偏差的变化的最大值被存储在存储器中，在既定时间内的从过去到当前时间点为止的期间的偏差量的变化比存储于存储器中的过去的偏差量的最大值大的情况下，当前时间点的偏差量的变化的值被写入到存储器中。 [0050] 另外，信号处理电路221也可以将阈值设为历史记录数据中的最大的偏差量以上，或者也可以将阈值设为乘以最大的偏差量的预定的倍数所得到的值。 [0051] 图5是示出信号处理电路221中的其它处理的流程图。信号处理电路221通过从第一位置到目标位置的距离、与未来的移动距离和基于从控制器21输出了的动作指令的移动部4的移动距离中的移动部4尚未移动的移动距离的和之差，来生成偏差量。 [0052] 第一位置是由位置检测装置23检测到的移动部4的位置。目标位置是要使移动部4移动到的目标位置。例如，从第一位置到目标位置的距离是从由位置检测装置23检测到的移动部4的当前时间点的位置到目标位置的距离。 [0053] 另外，未来的移动距离是基于动作指令计划中的未来从控制器21输出的动作指令的移动部4的移动距离。也就是说，例如，未来的移动距离是基于动作指令计划中的在当前时间点之后从控制器21输出的动作指令的移动部4的移动距离。 [0054] 另外，例如，基于从控制器21输出了的动作指令的移动部4的移动距离中的移动部4尚未移动的移动距离是基于动作指令计划中的在当前时间点已经从控制器21输出了的动作指令的移动距离中的移动部4尚未移动的移动距离。 [0055] 也就是说，例如，未来的移动距离和基于从控制器21输出了的动作指令的移动部4的移动距离中的移动部4尚未移动的移动距离的和是以下所示的移动距离的和。即，是基于动作指令计划中的在当前时间点尚未从控制器21输出的动作指令的移动部4的移动距离和基于动作指令计划中的在当前时间点已经从控制器21输出了的动作指令的移动部4的移动距离中的移动部4尚未移动的移动距离的和。 [0056] 如图5所示，在位置偏差计算部221b中，获取由摄像机(位置检测装置23)检测到的位置信息，计算从第一位置到目标位置的距离。另外，在位置偏差计算部221b中，获取基于未来的动作指令的移动距离。另外，在位置偏差计算部221b中，获取基于已从控制器21输出的动作指令的移动距离中的移动部4尚未移动的移动距离。 [0057] 在位置偏差计算部221b中，通过从第一位置到目标位置的距离、与未来的移动距离和基于从控制器21输出了的动作指令的移动部4的移动距离中的移动部4尚未移动的移动距离的和之差，来生成移动部4的预测到达位置与目标位置之间的偏差量。 [0058] 在位置偏差判定部221c中，与上述的图4的情况同样地进行目标位置偏差的判定等。 [0059] 像这样，通过使用基于从控制器21输出了的动作指令的移动部4的移动距离中的移动部4尚未移动的移动距离来计算偏差量，能够更准确地计算偏差量。 [0060] 图7是对信号处理电路中的阈值的设定的其它处理方法进行说明的说明图。图8是该其它处理方法的流程图。位置偏差判定部221c基于由位置控制部221a获取到的由编码器32得到的位置数据来设定阈值。具体地说，例如，信号处理电路221基于第二位置来设定阈值。例如，在位置偏差判定部221c中，从位置控制部221a等获取表示第二位置的马达位置信息，基于第二位置来设定阈值。 [0061] (变形例) [0062] 下面，对马达控制装置22的变形例进行说明。图6是示出信号处理电路的变形例中的处理的说明图。用于将马达31与移动部4之间连接的构件一般在移动部4移动时会发生弹性形变。也就是说，马达位置与头位置之间的距离随着移动部4的移动而变动。因此，在位置偏差计算块221b中，基于动作指令来对基于位置数据的移动部4的位置进行校正。具体地说，例如，信号处理电路221基于当前时间点的动作指令来对第二位置进行校正。根据该结构，能够更准确地判定移动部4与目标位置之间的偏差量。 [0063] 图9是信号处理电路的变形例的处理块的概念图。图10是信号处理电路的变形例中的处理的流程图。马达位置与头位置之间的距离的位移是根据马达31或移动部4的惯性值(惯性力)决定的。该马达31或移动部4的惯性值与马达31的转矩值成比例。此外，在位置控制部221a中，基于动作指令来生成转矩指令。因此，在位置偏差计算部221b中，获取位置控制部221a中生成的转矩指令，根据转矩指令的值来对基于位置数据的移动部4的位置进行校正。 [0064] 此外，不限于是信号处理电路221根据转矩指令的值来对基于位置数据的移动部4的位置进行校正的结构。例如，也可以是信号处理电路211对基于位置数据的移动部4的位置进行校正的结构。在该情况下，信号处理电路221向信号处理电路211输出转矩指令。信号处理电路221根据转矩指令来对基于位置数据的移动部4的位置进行校正。 [0065] 如以上那样，作为本公开中的技术的例示，对上述的实施方式进行了说明。然而，本公开中的技术不限定于上述，能够还适当应用于进行了变更、置换、添加、省略等而得到的实施方式。另外，还能够将实施方式中说明的构成要素进行组合来形成新的实施方式。 [0066] 另外，本公开的总括或具体的方式也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读的CD‑ROM等记录介质来实现。另外，也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意的组合来实现。 [0067] 例如，本公开也可以实现为上述的实施方式的马达控制系统。另外，本公开也可以实现为马达控制装置。另外，本公开也可以实现为马达控制方法。另外，本公开也可以实现为用于使计算机执行马达控制方法的程序，或者也可以实现为记录有这样的程序的计算机可读的非暂态记录介质。 [0068] 产业上的可利用性 [0069] 本公开所涉及的马达控制系统具有使用马达控制系统的作业员或者该系统的管理员和维护人员能够容易地掌握移动部相对于目标位置发生了偏差这样的效果，当在例如用于安装电子部件等的电子部件安装机等中使用时是有用的。 [0070] 附图标记说明 [0071] 1：生产装置；2：马达控制系统；3：驱动装置；4：移动部；5：印刷电路板；21：控制器；22：马达控制装置；23：位置检测装置；23a：摄像装置；24：通知装置；31：马达；32：编码器； 211：信号处理电路；212：输入装置；213：存储器；221：信号处理电路；222：输入装置；222m： 输入装置存储器；231：摄像机；232：图像处理装置。 |
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