JPH04132502U - Ｎｃ制御装置のサーボ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハンチングの発生を抑えて精度よい位置決め
をする。 【構成】 サーボアンプ３によりサーボ制御されたモー
タ４の回転力は、ボールスクリュー（バネ系）５を介し
て負荷（マス系）６に伝わる。実負荷モデル器９は負荷
の位置αを予測演算し、理想負荷モデル器１０は過剰応
答を抑えた場合の負荷βを予測演算する。αとβの差が
過剰応答分γとなり、負荷位置信号Ｌからγだけ減じて
フィードバックする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、工作機械のＮＣ制御装置の位置制御系に適用されるＮＣ制御装置の サーボ回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図２にＮＣ制御装置の位置制御系の従来構成を示す。従来の位置制御系では、 位置指令Ｐと負荷位置信号Ｌとの偏差Ｓを減算器１で求め、増幅器２にて偏差Ｓ をゲインＫｐ倍して速度指令Ｖを生成している。サーボアンプ３は速度指令Ｖに 応じた速度でモータ４を駆動させ、モータ４の回転力はボールスクリュー５を介 して負荷６に伝わり負荷６が動く。負荷６の位置はＭＰスケール７で検出され、 この検出信号が負荷位置信号Ｌとなってフィードバックしている。この図２の系 ではボールスクリュー５がバネ系となり負荷６がマス系となり、全体としていわ ゆるバネマス系となっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところでモータ４の動きをボールスクリュー５を介し負荷に伝える系は、バネ マス系となり、そのボード線図は、図３のようになる。バネマス系の特徴は、あ る共振周波数ω_P において、ゲインが最大のピークゲインＧｐとなることである 。共振周波数付近の過剰な応力がハンチングの原因となる。この理由を図４で説 明する。図４は図２で示した系の一巡伝達のボード線図をモデル化して示したも ので、Ａがバネマス系による過剰応答が小さい場合のボード線図、Ｂがバネマス 系による過剰応答が大きい場合のボード線図を示している。Ａ，Ｂのゲイン余裕 を比較すると、Ｂのゲイン余裕が小さくなることがわかる。すなわち、バネマス 系による過剰応答が大きいと、ハンチングしやすくなる。

【０００４】 本考案は、上記従来技術に鑑み、ハンチングの生じにくいＮＣ制御装置のサー ボ回路を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決する本考案の構成は、 位置指令と負荷位置との差に応じてモータをサーボ制御し、モータの回転力を バネ系となる部材を介して負荷に伝えるＮＣ制御装置のサーボ回路において、 前記モータの動きに応じて、前記負荷の動きを予測演算する実負荷モデル器と 、 前記モータの動きに応じて、過剰応答を抑えた場合の負荷の動きを予測演算す る理想負荷モデル器と、 実負荷モデル器の出力と理想負荷モデル器の出力との差から過剰応答分を演算 し、計測された負荷位置から過剰応答分を減じた位置を負荷位置としてフィード バックする減算器と、 を備えたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】

本発明では、負荷の位置をフィードバックする際に、バネマス系の過剰応答部 分をカットしてフィードバックするようにしたので、過剰応答部分をフィードバ ックしなくなり、ハンチングが起こりにくくなる。

【０００７】

【実施例】

以下に本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明する。なお従来技術と同一機 能をはたす部分には同一符号を付し重複する説明は簡略化する。

【０００８】 図１は本考案の実施例を示す。同図に示すように、速度指令Ｖを受けたサーボ アンプ２によりモータ４が制御され、モータ４の回転力はボールスクリュー５を 介して負荷６に伝わり、負荷６の位置はＭＰスケール７にて負荷位置信号Ｌとし て検出される。更に本考案では、エンコーダ８、実負荷モデル器９、理想負荷モ ル器１０、減算器１１，１２が備えられており、これら部材８〜１２を用いて、 バネマス系の過剰応答をカットするようにしている。

【０００９】 ここでバネマス系での過剰応答をカットする動作について説明する。モータ４ の動きをエンコーダ８により検出する。このモータ４の動きに対して、実負荷モ デル器９により、負荷６の動きを予測演算する。また、理想負荷モデル器１０に より、バネマス系の過剰応答をおさえた場合の負荷６の動きを予測演算する。実 負荷モデル器９の出力αと理想負荷モデル器１０の出力βとの差を減算器１１に て求め、バネマス系の過剰応答分γを予測演算する。そして減算器１２にて、Ｍ Ｐスケール７から得た負荷位置信号Ｌから、過剰応答分γを差引くことにより、 バネマス系の過剰応答をカットした補正負荷位置信号Ｌ”が得られフィードバッ クを行なう。この補正負荷位置信号Ｌ”と位置指令Ｐとの差により偏差Ｓを求め て制御をすれば、ハンチングは生じない。

【００１０】 図３に示したバネマス系のボード線図に対して、図５に本考案の出力結果を示 す。Ｃの線が実負荷モデル器９のボード線図、Ｄの線が理想負荷モデル器１０の ボード線図、斜線部分が実負荷モデル器９の出力αと理想負荷モデル器１０の出 力βとの差γとなる。図４に示すボード線図のＢ特性よりこの差γを引くとＡの ボード線図になり、ゲイン余裕が増え、ハンチングしにくくなることがわかる。 また、位置決め時には、実負荷モデル器９と理想負荷モデル器１０との差はゼ ロとなり、ＭＰスケール７による負荷位置信号Ｌがフィードバックされ、従来並 の位置決め精度を得ることができる。

【００１１】

【考案の効果】

以上実施例とともに具体的に説明したように本考案によれば、過剰応答をカッ トしてフィードバク制御するようにしたので、ハンチングの発生を抑えることが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す構成図である。

【図２】従来技術を示す構成図である。

【図３】バネマス系の特性を示すボード線図である。

【図４】従来構成における一巡伝達特性を示すボード線
図である。

【図５】本考案におけるバネマス系の特性を示すボード
線図である。

【符号の説明】

１ 減算器 ２ 増幅器 ３ サーボアンプ ４ モータ ５ ボールスクリュー ６ 負荷 ７ ＭＰスケール ８ エンコーダ ９ 実負荷モデル器 １０ 理想負荷モデル器 １１，１２ 減算器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置指令と負荷位置との差に応じてモー
   タをサーボ制御し、モータの回転力をバネ系となる部材
   を介して負荷に伝えるＮＣ制御装置のサーボ回路におい
   て、前記モータの動きに応じて、前記負荷の動きを予測
   演算する実負荷モデル器と、前記モータの動きに応じ
   て、過剰応答を抑えた場合の負荷の動きを予測演算する
   理想負荷モデル器と、実負荷モデル器の出力と理想負荷
   モデル器の出力との差から過剰応答分を演算し、計測さ
   れた負荷位置から過剰応答分を減じた位置を負荷位置と
   してフィードバックする減算器と、を備えたことを特徴
   とするＮＣ制御装置のサーボ回路。