JPH10177407A - サーボ制御方法 - Google Patents
サーボ制御方法Info
- Publication number
- JPH10177407A JPH10177407A JP35362796A JP35362796A JPH10177407A JP H10177407 A JPH10177407 A JP H10177407A JP 35362796 A JP35362796 A JP 35362796A JP 35362796 A JP35362796 A JP 35362796A JP H10177407 A JPH10177407 A JP H10177407A
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- Japan
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- torque command
- control method
- command value
- servo control
- torque
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 円弧切削工作機械においてテーブルをボール
ネジを介してサーボモータにより駆動するサーボ制御方
法であって、サーボモータ直結でなくボールネジ等に取
りつけられた別置きのパルスジェネレータからの位置フ
ィードバックパルスを用いて位置制御を行った場合、ト
ルク指令値が脈動し、積分補償ゲインが小さくなってし
まい、速度の立ち上がりが遅れて真円突起補償が十分行
われないという問題があった。 【解決手段】 バックラッシュから生ずる位置決め誤差
を除去したのちＮＣ装置の位置指令から切削方向反転時
期を予測し、切削方向反転時に積分時定数を小さくし、
トルク指令値がトルク設定値に達した後に積分時定数を
もとにもどすようにしたサーボ制御方法において、トル
ク指令値とトルク設定値との比較前に前記トルク指令値
を平滑化するものである。
ネジを介してサーボモータにより駆動するサーボ制御方
法であって、サーボモータ直結でなくボールネジ等に取
りつけられた別置きのパルスジェネレータからの位置フ
ィードバックパルスを用いて位置制御を行った場合、ト
ルク指令値が脈動し、積分補償ゲインが小さくなってし
まい、速度の立ち上がりが遅れて真円突起補償が十分行
われないという問題があった。 【解決手段】 バックラッシュから生ずる位置決め誤差
を除去したのちＮＣ装置の位置指令から切削方向反転時
期を予測し、切削方向反転時に積分時定数を小さくし、
トルク指令値がトルク設定値に達した後に積分時定数を
もとにもどすようにしたサーボ制御方法において、トル
ク指令値とトルク設定値との比較前に前記トルク指令値
を平滑化するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は円弧切削工作機械の
送り軸を駆動するサーボ制御方法の改良に関する。
送り軸を駆動するサーボ制御方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、円弧切削工作機械においてテーブ
ルをボールネジを介してサーボモータにより駆動するサ
ーボ制御方法として、図５のブロック図に示された構成
をとるものがある（たとえば、特開平７−５９２６号公
報）。図５において、ＮＣ装置８からの位置指令１５に
追従してサーボモータ１を介してボールネジ２０、テー
ブル２が駆動され、テーブル２の位置を検出する別置パ
ルスジェネレータ４からのフィードバックパルス１９を
パルスカウンタ７でカウントし、その計数値と前記位置
指令１５との偏差が０となるような位置ループが構成さ
れている。また、前記サーボモータ１に直結されたパル
スジェネレータ３からのフィードバックパルス１８はＦ
／Ｖ変換器６で速度に変換され、速度ループゲイン１３
の前段に負帰還されるとともに、位置ループゲイン１０
の後段にも負帰還され、速度ループが構成されている。
積分器１４は速度偏差に積分補償ゲイン１１、１２（１
／Ｔｉｈ、１／Ｔｉ、１／Ｔｉｈ＞１／Ｔｉ、Ｔｉｈ、
Ｔｉは積分時定数）を乗じた値を積算する。さらに、前
記積分器１４で積算された値と前記Ｆ／Ｖ変換器６から
の速度フィードバックとの偏差に前記速度ループゲイン
１３を乗じてトルク指令値１６が得られる。電流アンプ
５はこのトルク指令値１６に応じた電流指令１７をサー
ボモータ１に出力する。補償器９で行われる処理を図６
のフローチャートで説明する。補償器９はＮＣ装置８か
ら出力される位置指令１５を監視し、切削方向反転時期
を判断する（ステップ１）。切削方向が反転すれば、積
分補償ゲイン１２（１／Ｔｉ）を積分補償ゲイン１１
（１／Ｔｉｈ）に切り換える（ステップ２）。補償器９
はトルク設定値たとえば前記トルク指令値１６の限界値
すなわち静止摩擦を打ち消すトルク値と前記トルク指令
値１６とを比較し（ステップ３）、現在のトルク指令値
がトルク設定値に達したら積分補償ゲイン１１をもとの
積分補償ゲイン１２にもどす（ステップ４）。なお、積
分補償ゲイン１１と１２の切り換えは図５の切り換え手
段２１で行われる。
ルをボールネジを介してサーボモータにより駆動するサ
ーボ制御方法として、図５のブロック図に示された構成
をとるものがある（たとえば、特開平７−５９２６号公
報）。図５において、ＮＣ装置８からの位置指令１５に
追従してサーボモータ１を介してボールネジ２０、テー
ブル２が駆動され、テーブル２の位置を検出する別置パ
ルスジェネレータ４からのフィードバックパルス１９を
パルスカウンタ７でカウントし、その計数値と前記位置
指令１５との偏差が０となるような位置ループが構成さ
れている。また、前記サーボモータ１に直結されたパル
スジェネレータ３からのフィードバックパルス１８はＦ
／Ｖ変換器６で速度に変換され、速度ループゲイン１３
の前段に負帰還されるとともに、位置ループゲイン１０
の後段にも負帰還され、速度ループが構成されている。
積分器１４は速度偏差に積分補償ゲイン１１、１２（１
／Ｔｉｈ、１／Ｔｉ、１／Ｔｉｈ＞１／Ｔｉ、Ｔｉｈ、
Ｔｉは積分時定数）を乗じた値を積算する。さらに、前
記積分器１４で積算された値と前記Ｆ／Ｖ変換器６から
の速度フィードバックとの偏差に前記速度ループゲイン
１３を乗じてトルク指令値１６が得られる。電流アンプ
５はこのトルク指令値１６に応じた電流指令１７をサー
ボモータ１に出力する。補償器９で行われる処理を図６
のフローチャートで説明する。補償器９はＮＣ装置８か
ら出力される位置指令１５を監視し、切削方向反転時期
を判断する（ステップ１）。切削方向が反転すれば、積
分補償ゲイン１２（１／Ｔｉ）を積分補償ゲイン１１
（１／Ｔｉｈ）に切り換える（ステップ２）。補償器９
はトルク設定値たとえば前記トルク指令値１６の限界値
すなわち静止摩擦を打ち消すトルク値と前記トルク指令
値１６とを比較し（ステップ３）、現在のトルク指令値
がトルク設定値に達したら積分補償ゲイン１１をもとの
積分補償ゲイン１２にもどす（ステップ４）。なお、積
分補償ゲイン１１と１２の切り換えは図５の切り換え手
段２１で行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図５の構成
では、別置パルスジェネレータ４からの位置フィードバ
ックパルスを用いて位置制御を行った場合、機械的な外
乱により、トルク指令値１６が脈動することがある。ま
た、別置パルスジェネレータ４を用いなくても切削方向
反転時に軸が移動と停止をくりかえした場合にもトルク
指令が振動的になる。したがって、図７に示すように従
来のサーボ制御方法では脈動現象が発生した場合、本来
の補償区間の途中でトルク指令値１６がトルク設定値
（静止摩擦をキャンセルする値）に達してしまうため、
補償が早く終了して積分補償ゲインが小さくなり、速度
の立ち上がりが遅れてしまうという問題があった。そこ
で本発明は、補償器の誤動作を防ぎ、象限切り換わり時
に発生する突起の補償を確実に行える方法を提供するこ
とを目的とする。
では、別置パルスジェネレータ４からの位置フィードバ
ックパルスを用いて位置制御を行った場合、機械的な外
乱により、トルク指令値１６が脈動することがある。ま
た、別置パルスジェネレータ４を用いなくても切削方向
反転時に軸が移動と停止をくりかえした場合にもトルク
指令が振動的になる。したがって、図７に示すように従
来のサーボ制御方法では脈動現象が発生した場合、本来
の補償区間の途中でトルク指令値１６がトルク設定値
（静止摩擦をキャンセルする値）に達してしまうため、
補償が早く終了して積分補償ゲインが小さくなり、速度
の立ち上がりが遅れてしまうという問題があった。そこ
で本発明は、補償器の誤動作を防ぎ、象限切り換わり時
に発生する突起の補償を確実に行える方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、位置および速度フィードバックループを
有し、工作機械の送り軸を駆動するサーボ制御方法であ
って、バックラッシュによる誤差を除去したのちにＮＣ
装置の位置指令から切削方向反転時期を予測し、切削方
向反転時に積分時定数を小さくし、トルク指令値がトル
ク設定値に達した後に前記積分時定数をもとにもどすよ
うにしたサーボ制御方法において、前記トルク指令値と
前記トルク設定値との比較前に前記トルク指令値を平滑
化するようにし、また、トルク指令値として、位置フィ
ードバックを零としたときの位置偏差に応じて作成した
仮想トルク指令値を用いるようにしたものである。
に、本発明は、位置および速度フィードバックループを
有し、工作機械の送り軸を駆動するサーボ制御方法であ
って、バックラッシュによる誤差を除去したのちにＮＣ
装置の位置指令から切削方向反転時期を予測し、切削方
向反転時に積分時定数を小さくし、トルク指令値がトル
ク設定値に達した後に前記積分時定数をもとにもどすよ
うにしたサーボ制御方法において、前記トルク指令値と
前記トルク設定値との比較前に前記トルク指令値を平滑
化するようにし、また、トルク指令値として、位置フィ
ードバックを零としたときの位置偏差に応じて作成した
仮想トルク指令値を用いるようにしたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図に基
づいて説明する。図１は本発明の第１の実施例を説明す
るためのブロック図である。図１において、２２はトル
クフィルタであり、トルク指令値１６がトルクフィルタ
２２を経て平滑化され、補償器９に入力する。したがっ
て、トルク指令値の脈動が軽減される。動作については
図５と同様であり、図５と同じ番号で示されたものは説
明を省略する。図２は本発明の第２の実施例を説明する
ためのブロック図である。補償器９はＮＣ装置８からの
位置指令値１５を入力し、仮想トルク指令を作成する。
この仮想トルク指令がトルク設定値（静止摩擦をキャン
セルする値）に達したら積分ゲインを１１から１２に戻
す。図３は補償器９の動作を表すフローチャートであ
る。補償器９はＮＣ装置８より出力される位置指令を監
視し、位置指令と位置出力の遅れを考慮して、現在の切
削位置を推定し、象限の切り替わり時期を予測する（ス
テップ１）。補償器９は予測された切削方向反転時期に
来たら積分ゲインを１２から１１に大きくする（ステッ
プ２）。補償器９は位置フィードバック移動量を零とし
て位置偏差を作成し、その位置偏差から仮想トルク指令
を作成する（ステップ３）。補償器９は仮想トルク指令
が静止摩擦に達したら積分ゲイン１１を通常の積分ゲイ
ン１２に戻す（ステップ４）。図４に本実施例を用いた
場合の仮想トルク指令、トルク指令および速度フィード
バックの波形を示す。本発明では、性質のことなる非線
形要素を同時に補償しないように、まず、ボールネジ等
によるバックラッシュの影響を公知の手段で除去し、そ
の後摩擦の影響を除去するようにしている。なお、図
１、図２はＩ−Ｐ制御の例であるが、ＰＩ制御において
も同様の効果が得られる。
づいて説明する。図１は本発明の第１の実施例を説明す
るためのブロック図である。図１において、２２はトル
クフィルタであり、トルク指令値１６がトルクフィルタ
２２を経て平滑化され、補償器９に入力する。したがっ
て、トルク指令値の脈動が軽減される。動作については
図５と同様であり、図５と同じ番号で示されたものは説
明を省略する。図２は本発明の第２の実施例を説明する
ためのブロック図である。補償器９はＮＣ装置８からの
位置指令値１５を入力し、仮想トルク指令を作成する。
この仮想トルク指令がトルク設定値（静止摩擦をキャン
セルする値）に達したら積分ゲインを１１から１２に戻
す。図３は補償器９の動作を表すフローチャートであ
る。補償器９はＮＣ装置８より出力される位置指令を監
視し、位置指令と位置出力の遅れを考慮して、現在の切
削位置を推定し、象限の切り替わり時期を予測する（ス
テップ１）。補償器９は予測された切削方向反転時期に
来たら積分ゲインを１２から１１に大きくする（ステッ
プ２）。補償器９は位置フィードバック移動量を零とし
て位置偏差を作成し、その位置偏差から仮想トルク指令
を作成する（ステップ３）。補償器９は仮想トルク指令
が静止摩擦に達したら積分ゲイン１１を通常の積分ゲイ
ン１２に戻す（ステップ４）。図４に本実施例を用いた
場合の仮想トルク指令、トルク指令および速度フィード
バックの波形を示す。本発明では、性質のことなる非線
形要素を同時に補償しないように、まず、ボールネジ等
によるバックラッシュの影響を公知の手段で除去し、そ
の後摩擦の影響を除去するようにしている。なお、図
１、図２はＩ−Ｐ制御の例であるが、ＰＩ制御において
も同様の効果が得られる。
【０００６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、補
償器に入力するトルク指令値をトルクフィルタに通すこ
とにより、また、仮想トルク指令が静止摩擦に達したら
積分ゲインを切り換えるようにすることにより、トルク
指令値の脈動を軽減させるので、確実な真円突起の補償
が可能となる効果がある。
償器に入力するトルク指令値をトルクフィルタに通すこ
とにより、また、仮想トルク指令が静止摩擦に達したら
積分ゲインを切り換えるようにすることにより、トルク
指令値の脈動を軽減させるので、確実な真円突起の補償
が可能となる効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例を説明するためのブロッ
ク図
ク図
【図２】本発明の第２の実施例を説明するためのブロッ
ク図
ク図
【図３】本発明の補償器の動作を説明するフローチャー
ト
ト
【図４】仮想トルク指令、トルク指令および速度フィー
ドバック波形
ドバック波形
【図５】従来のサーボ制御方法を説明するためのブロッ
ク図
ク図
【図６】従来の補償器の動作を説明するフローチャート
【図７】従来のサーボ制御方法のトルク指令値の脈動を
表す図
表す図
１ サーボモータ １３ 速度
ループゲイン ２ テーブル １４ 積分
器 ３ パルスジェネレータ １５ 位置
指令 ４ 別置パルスジェネレータ １６ トル
ク指令値 ５ 電流アンプ １７ 電流
指令 ６ Ｆ／Ｖ変換器 １８、１９
フィードバックパルス ７ パルスカウンタ ２０ ボー
ルネジ ８ ＮＣ装置 ２１ 切り
換え手段 ９ 補償器 ２２ トル
クフィルタ １０ 位置ループゲイン １１、１２ 積分補償ゲイン
ループゲイン ２ テーブル １４ 積分
器 ３ パルスジェネレータ １５ 位置
指令 ４ 別置パルスジェネレータ １６ トル
ク指令値 ５ 電流アンプ １７ 電流
指令 ６ Ｆ／Ｖ変換器 １８、１９
フィードバックパルス ７ パルスカウンタ ２０ ボー
ルネジ ８ ＮＣ装置 ２１ 切り
換え手段 ９ 補償器 ２２ トル
クフィルタ １０ 位置ループゲイン １１、１２ 積分補償ゲイン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大場 秀典 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内
Claims (3)
- 【請求項１】 位置および速度フィードバックループを
有し、工作機械の送り軸を駆動するサーボ制御方法であ
って、バックラッシュによる誤差を除去したのちにＮＣ
装置の位置指令から切削方向反転時期を予測し、切削方
向反転時に積分時定数を小さくし、トルク指令値がトル
ク設定値に達した後に前記積分時定数をもとにもどすよ
うにしたサーボ制御方法において、前記トルク指令値と
前記トルク設定値との比較前に前記トルク指令値を平滑
化することを特徴とするサーボ制御方法。 - 【請求項２】 前記ＮＣ装置の位置指令に対する位置フ
ィードバック信号が、サーボモータにより駆動される負
荷に取りつけられたパルスジェネレータから送出される
ようにしたことを特徴とする請求項１記載のサーボ制御
方法。 - 【請求項３】 位置および速度フィードバックループを
有し、工作機械の送り軸を駆動するサーボ制御方法であ
って、バックラッシュによる誤差を除去したのちにＮＣ
装置の位置指令から切削方向反転時期を予測し、切削方
向反転時に積分時定数を小さくし、トルク指令値がトル
ク設定値に達した後に前記積分時定数をもとにもどすよ
うにしたサーボ制御方法において、前記トルク指令値と
して、位置フィードバックを零としたときの位置偏差に
応じて作成した仮想トルク指令値を用いることを特徴と
するサーボ制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35362796A JP3918884B2 (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | サーボ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35362796A JP3918884B2 (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | サーボ制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10177407A true JPH10177407A (ja) | 1998-06-30 |
| JP3918884B2 JP3918884B2 (ja) | 2007-05-23 |
Family
ID=18432131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35362796A Expired - Fee Related JP3918884B2 (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | サーボ制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3918884B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004098258A (ja) * | 2002-09-12 | 2004-04-02 | Yaskawa Electric Corp | 緊急減速停止時のバックラッシュ抑制方法 |
| US7050862B2 (en) | 2000-03-27 | 2006-05-23 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Servo controlling device and method |
| JP2016114841A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | キヤノン株式会社 | 制御装置、光学機器、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体 |
| CN115284070A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-11-04 | 武汉理工大学 | 数控机床负载定位误差补偿方法、装置、电子设备及介质 |
-
1996
- 1996-12-16 JP JP35362796A patent/JP3918884B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7050862B2 (en) | 2000-03-27 | 2006-05-23 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Servo controlling device and method |
| JP2004098258A (ja) * | 2002-09-12 | 2004-04-02 | Yaskawa Electric Corp | 緊急減速停止時のバックラッシュ抑制方法 |
| JP2016114841A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | キヤノン株式会社 | 制御装置、光学機器、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体 |
| CN115284070A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-11-04 | 武汉理工大学 | 数控机床负载定位误差补偿方法、装置、电子设备及介质 |
| CN115284070B (zh) * | 2022-07-18 | 2024-04-16 | 武汉理工大学 | 数控机床负载定位误差补偿方法、装置、电子设备及介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3918884B2 (ja) | 2007-05-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070118 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20070124 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070206 |
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