JPH03201106A - 数値制御装置のバックラッシュ補正方式 - Google Patents

数値制御装置のバックラッシュ補正方式

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JPH03201106A
JPH03201106A JP1343370A JP34337089A JPH03201106A JP H03201106 A JPH03201106 A JP H03201106A JP 1343370 A JP1343370 A JP 1343370A JP 34337089 A JP34337089 A JP 34337089A JP H03201106 A JPH03201106 A JP H03201106A
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純 藤田
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的; (産業上の利用分野〉 本発明は、工作機械等の数値制御装置に係わり、特に送
り駆動系に存在するバックラッシュの加工精度に対する
影響を低減した数値制御装置のバックラッシュ補正方式
に関する。
(従来の技術) 第5図は従来技術における数値制御装置のバックラッシ
ュ補正方式を説明するための制御ブロック図である。同
図で1は主制御部であり、紙テープ101から入力され
るNC加ニブログラムを解析して1サンプリング当たり
の移動量を算出し位置指令Xcをサーボ系の位置制御部
3に出力する。
位置制御部3では位置指令Xcと位置フィードバック信
号Xとの差に基づいて速度指令Vcを算出し速度制御部
5に出力する。位置フィードバック信号Xはモータに接
続された位置検出黄17により間接的に制御対象である
テーブル21の機械位置を検出した位置検出信号である
。速度制御部5では速度指令Vcと速度フィードバック
信号Vとの差に基づいてトルク指令Tcを算出して増幅
アンプ7に出力する。速度フィードバック信号Vはモー
タ9に機械的に連結された速度検出器23によって検出
される信号である。トルク指令Tcは増幅アンプ7によ
って電力増幅されその出力トルクTcに相当する電流と
フィードバック電流■との差Icがモータにトルクを発
生するための電流となる。電流Icによってモータ9に
発生したトルクは歯車列11.13を介してボールネジ
15に伝達される。ボールネジ■5はこの伝達トルクを
テーブル2工の推進力に変換する。
一般に、送り軸駆動系は第5図に示すようにモータ9の
出力トルクを歯車列11、■3及びボールネジ15など
の機構部を介して制御対象(例えばテーブル21)に伝
達する構成となっており、このため歯車列LL1Bやボ
ールネジ15に存在するバックラッシュが制御対象を所
定の位置に位置決めする際に、正の向きに位置決めした
場合と負の向きに位置決めした場合と位置決め位置に差
を生じさせ加工誤差の原因となる。参照符号25.27
.29.31は上記のバックラッシュを補正するために
設けた部分であり、25は位置制御部3に指令した位置
決めの移動方向をサンプリング出力毎に記憶する(サン
プリング出力毎に書き替える。)指令移動方向記憶部で
あり、31は、指令された移動方向が反転した場合のみ
変更される、既に出力されている移動方向を記憶する旧
移動方向記憶部であり、27は指令された移動方向が今
迄指令されている移動方向と反転したがどうか判定する
指令移動方向反転判定部であり、2つはバックラッシュ
補正量出力部であり、指令移動方向反転判定部27がら
補正指令が入力された時、移動量の指令値Xcよりもバ
ックラッシュ補正量だけ指令された方向に多く移動する
ように、バックラッシュ補正値を位置制御部3に出力す
る。
第6図に第5図の指令移動方向反転判定部27で行われ
る処理をフローチャートで示す。ステップSTIで指令
移動方向記憶部25から入力された指令移動方向の正、
ゼロ、負を判定し、正のときステップ5T21へ行き、
ゼロのとき処理を終了し、負のときステップ5T22へ
行く。ステップ5T21では旧指令移動方向記憶部31
に記憶されている移動方向が正か負かを判定しく記憶部
31に記憶されている移動方向は正または負でゼロはな
い)正のとき処理を終了し、負のとき移動方向が正に反
転したのでステップ5T31へ生き、ステップ5T31
でバックラッシュ補正量出力部2つに正方向のバックラ
ッシュ補正を出力するように指令する。ステップ5T3
1並びにステップ5T32の後ステップST4へ行き、
ステップST4では旧指令移動方向記憶部31に記憶さ
れている移動方向を新しく指令する移動方向く記憶部2
5に記憶されている〉を書き替える。
(発明が解決しようとする課題〉 ところで、サーボ系に指令する移動の方向が反転した時
点を判定してバックラッシュ補正を行なう第5図、第6
図に示した従来の方式においては、駆動系を含めた制御
系に応答の遅れが存在する為バックラッシュ補正が実際
に補正を必要とする時点よりも早く行われる問題があっ
た。具体的な例としては、工作機械において2軸制御に
より円弧切削を行なう場合、第7図において、実際に移
動方向を反転させバックラッシュ補正を必要とする位置
X。に工具が到達するよりも幾分早い点X’pで、バッ
クラッシュ補正が行なわれる。すなわち、速度と時間の
関係を示す第8図のグラフにおいて速度がゼロになる時
点t。よりも前の時点tpにおいて、バックラッシュ補
正が行なわれるため円弧上の点Xpにおいて一旦円弧の
内側に削り込まれる喰い込みが発生し、その反動でふく
らみを生じると言った、点線Iで示すような象限切換時
の突起現象を生じる問題があった。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであ
り、バックラッシュ補正をより適切な時点に行なうこと
により、円弧などの切削加工を行なうに当り加工誤差を
小さくすることを可能とした、数値制御装置におけるバ
ックラッシュ補正方式を提供することを目的とするもの
である。
発明の構成: (課題を解決するための手段) 本発明では上記の問題を解決するために、送り駆動部を
数値制御するための数値制御手段とサーボ駆動手段とを
有する数値制御装置のバックラッシュ補正方式において
、サーボ駆動手段に位置指令入力として指令される送り
方向が反転したことを判定する第1の手段と、送り駆動
部に設置した速度検出手段からフィードバックされた速
度がゼロになったことあるいは同速度の正負の符号が反
転したことを判定する第2の手段と、バックラッシュ補
正量を記憶する記憶部とを有し、前記第1の手段により
指令された送り方向が反転したことを判定した後、前記
第2の手段により速度検出手段からフィードバックされ
た速度がゼロになったことあるいは同速度の正負の符号
が反転したことを判定したとき、前記記憶部に記憶され
ているバックラッシュ補正量を位置の指令値に加えるこ
とを特徴とした数値制御装置のバックラッシュ補正方式
が、 提供される。
(作用) 本発明の数値制御装置のバックラッシュ補正方式におい
ては、サーボ系に指令される移動方向の反転を判定した
後、モータが停止したことあるいは回転方向が反転した
こと確認した時点にバックラッシュ補正が行われる。
〈実施例〉 以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
第1図は本発明の数値制御装置のバックラッシュ補正方
式をあられす制御ブロック図である。同図において第5
図と同じ参照番号を付した部分は第5図の場合と同様な
部分を示す。33は速度検出器23で検出しフィードバ
ックされる速度の値をサンプリング時間ごとに記憶(サ
ンプリグ周期ごとに新しく入力された値に変更する〉す
るフィードバック速度記憶部であり、35は、従来の指
令移動方向反転判定部27に対して新しい機能を加えた
、バックラッシュ補正時点判定部である。第2図にバッ
クラッシュ補正時点判定部35で行われる処理をフロー
チャートで示す。ステップS1で指令移動方向記憶部2
5から入力された指令移動方向の正、ゼロ、負を判定し
、正のときステップS21へ行き、ゼロのとき処理を終
了し、負のときステップS22へ行く。ステップS21
では開指令移動方向記憶部31に記憶されている移動方
向が正か負かを判定しく記憶部3■に記憶されている移
動方向は正または負でゼロはない〉正のとき処理を終了
し、負のとき移動方向が負から正に反転したのでステッ
プS31へ行く。
ステップS31ではフィードバック速度記憶部33から
入力される速度の正負の符号がゼロあるいは正になって
いるかどうか判定する。ゼロまたは正になっていないと
きゼロまたは正になるまで待つ。フィードバック速度ゼ
ロまたは正になったとき、ステップS41へ行きバック
ラッシュ補正量出力部29に正方向のバックラッシュ補
正を出力するように指令する。ステ・−77’S22で
は開指令移動方向記憶部3工に記憶されている移動方向
が正か負かを判定し負のとき処理を終了し、正のとき移
動方向が正から負に反転したのでステップS32へ行く
。ステップS32ではフィードバック速度記憶部33が
ら入力される速度の正負の符号がゼロあるいは負になっ
ているがどうが判定する。
ゼロまたは負になっていないときゼロまたは負になるま
で待つ。フィードバック速度ゼロまたは負になったとき
、ステップS41へ行きでバックラッシュ補正量出力部
2つに負方向のバックラッシュ補正を出力するように指
令する。ステップs4■並びにステップS42の後ステ
ップST5へ行き、ステップST5では開指令移動方向
記憶部3■に記憶されている移動方向を新しく指令する
移動方向く記憶部25に記憶されている〉を書き替える
発明の効果; 以上のように本発明の数値制御装置のバックラッシュ補
正方式によれば、サーボ系に指令した移動方向が反転し
た後、駆動部に設置した速度検出器で検出した速度がゼ
ロになったことあるいは速度の正負の符号が反転したこ
とを確認しときバックラッシュ補正が行われるので、す
なわち、円弧切削の場合について示すと、第3図に示す
工具経路図において点Xoにおいて、第4図に示す時間
と速度の関係のグラフでは時間toでバックラッシュ補
正が行われるので、バックラッシュ補正を行なうことに
よる喰い込みが発生しなくなる。従って本発明によると
、円弧切削において象限切換時の突起現象を生じる問題
がなくなり加工精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の数値制御装置のバックラッシュ補正方
式を表す制御ブロック図、第2図は第1図のバックラッ
シュ補正時点判定部35で行われる仮埋を示すフローチ
ャート、第3図本発明による円弧切削の場合のバックラ
ッシュ補正点を示す図、第4図本発明による円弧切削の
場合の時間と速度の関係においてバックラッシュ補正時
点を示す図、第5図は従来技術における数値制御装置の
バックラッシュ補正方式を表す制御ブロック図、第6図
は第5図の指令移動方向反転判定部27で行われる処理
を示すフローチャート、第7図従来技術における円弧切
削の場合のバックラッシュ補正点を示す図、第8図従来
技術における円弧切削の場合の時間と速度の関係におい
てバックラッシュ補正時点を示す図である。 25・・・指令移動方向記憶部、2つ・・・バックラッ
シュ補正出力部、31・・・旧指令移動方向記憶部、3
3・・・フィードバック速度記憶部、35・・・バック
ラッシュ補正時点判定部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 送り駆動部を数値制御するための数値制御手段とサーボ
    駆動手段とを有する数値制御装置のバックラッシュ補正
    方式において、サーボ駆動手段に位置指令入力として指
    令される送り方向が反転したことを判定する第1の手段
    と、送り駆動部に設置した速度検出手段からフィードバ
    ックされた速度がゼロになったことあるいは同速度の正
    負の符号が反転したことを判定する第2の手段と、バッ
    クラッシュ補正量を記憶する記憶部とを有し、前記第1
    の手段により指令された送り方向が反転したことを判定
    した後、前記第2の手段により速度検出手段からフィー
    ドバックされた速度がゼロになったことあるいは同速度
    の正負の符号が反転したことを判定したとき、前記記憶
    部に記憶されているバックラッシュ補正量を位置の指令
    値に加えることを特徴とした数値制御装置のバックラッ
    シュ補正方式。
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