JPS6130514B2 - - Google Patents
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- JPS6130514B2 JPS6130514B2 JP55146647A JP14664780A JPS6130514B2 JP S6130514 B2 JPS6130514 B2 JP S6130514B2 JP 55146647 A JP55146647 A JP 55146647A JP 14664780 A JP14664780 A JP 14664780A JP S6130514 B2 JPS6130514 B2 JP S6130514B2
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- Japan
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- motor
- compensation
- control device
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41156—Injection of vibration anti-stick, against static friction, dither, stiction
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はDCモータの回転方向反転時に生じる
応答の遅れを改善した閉ループ方式採用のサーボ
モータ制御装置に関するものである。
応答の遅れを改善した閉ループ方式採用のサーボ
モータ制御装置に関するものである。
一般に、位置フイードバツクループをもつサー
ボモータ制御装置は、例えば第１図に示すよう
に、DCモータ１０の回転位置または機械可動部
（図示せず）の位置を制御するための位置フイー
ドバツクループの他に、DCモータ１０の回転速
度を制御するための速度フイードバツクループ
と、DCモータ１０のモータ電流を制御するため
の電流フイードバツクループとが設けられてい
る。そして、電流フイードバツクループでは、抵
抗１１で検出したモータ電流Ｉdと位相補償回路
１２からの電流指令値Ｉsとの偏差が零になるよ
うに制御され、速度フイードバツクループでは、
速度発電機などの速度検出器１３で検出したモー
タ速度ｖdとDA変換器器１４からの速度指令値ｖ
sとの偏差が零になるように制御されて、最終的
には、レゾルバやリニアスケール等の位置検出器
１５で検出されたモータ位置ｌdと指令パルス発
生回路１６から与えられる位置指令値ｌsとの差
が零になるように位置フイードバツクループによ
りモータ位置が制御される。なお、図中、１７は
増幅器、１８ａ〜１８ｃは加算器である。
ボモータ制御装置は、例えば第１図に示すよう
に、DCモータ１０の回転位置または機械可動部
（図示せず）の位置を制御するための位置フイー
ドバツクループの他に、DCモータ１０の回転速
度を制御するための速度フイードバツクループ
と、DCモータ１０のモータ電流を制御するため
の電流フイードバツクループとが設けられてい
る。そして、電流フイードバツクループでは、抵
抗１１で検出したモータ電流Ｉdと位相補償回路
１２からの電流指令値Ｉsとの偏差が零になるよ
うに制御され、速度フイードバツクループでは、
速度発電機などの速度検出器１３で検出したモー
タ速度ｖdとDA変換器器１４からの速度指令値ｖ
sとの偏差が零になるように制御されて、最終的
には、レゾルバやリニアスケール等の位置検出器
１５で検出されたモータ位置ｌdと指令パルス発
生回路１６から与えられる位置指令値ｌsとの差
が零になるように位置フイードバツクループによ
りモータ位置が制御される。なお、図中、１７は
増幅器、１８ａ〜１８ｃは加算器である。
第２図は第１図の加算器１８ｂ、位相補償回路
１２及び加算器１８ｃ部分の従来における構成を
表わす電気回路図であり、演算増幅器Q1と抵抗
R1〜R5で加算器１８ｂを構成し、演算増幅器
Q1、抵抗R6〜R9及びコンデンサC1で位相補償回
路１２を構成し、演算増幅器Q3と抵抗R10〜R13
で加算器１８ｃを構成していた。
１２及び加算器１８ｃ部分の従来における構成を
表わす電気回路図であり、演算増幅器Q1と抵抗
R1〜R5で加算器１８ｂを構成し、演算増幅器
Q1、抵抗R6〜R9及びコンデンサC1で位相補償回
路１２を構成し、演算増幅器Q3と抵抗R10〜R13
で加算器１８ｃを構成していた。
ところで、第２図に示したような構成を有する
従来のサーボモータ制御装置において、DCモー
タの回転方向反転時におけるモータ電流Ｉとモー
タ速度ｖとの関係を、縦軸にモニタ電流Ｉ及びモ
ータ速度ｖをとり、横軸に方向反転指令入力時を
原点として時間ｔをとつて図示すると、例えば第
３図の曲線３０ｉ，３１ｖに示するものとなる。
ここで、I0は機械の摩擦トルクをモータ電流に換
算した値であり、図示例ではｔ＜０即ち方向反転
前は回転が停止している場合を示す。
従来のサーボモータ制御装置において、DCモー
タの回転方向反転時におけるモータ電流Ｉとモー
タ速度ｖとの関係を、縦軸にモニタ電流Ｉ及びモ
ータ速度ｖをとり、横軸に方向反転指令入力時を
原点として時間ｔをとつて図示すると、例えば第
３図の曲線３０ｉ，３１ｖに示するものとなる。
ここで、I0は機械の摩擦トルクをモータ電流に換
算した値であり、図示例ではｔ＜０即ち方向反転
前は回転が停止している場合を示す。
同図から判るようにｔ＝０で反対方向の指令パ
ルスが入力されると曲線３０ｉで示すモータ電流
Ｉは徐々に増加していくが、曲線３１ｖで示すモ
ータ速度ｖはモータ電流Ｉが＋I0を越える時点ま
で零であり、モータ電流Ｉが＋I0を越えてはじめ
てDCモータは逆回転し始める。即ち、反対方向
の指令パルスが入力されてからDCモータが逆回
転を開始するまでT1の時間遅れが生じる。
ルスが入力されると曲線３０ｉで示すモータ電流
Ｉは徐々に増加していくが、曲線３１ｖで示すモ
ータ速度ｖはモータ電流Ｉが＋I0を越える時点ま
で零であり、モータ電流Ｉが＋I0を越えてはじめ
てDCモータは逆回転し始める。即ち、反対方向
の指令パルスが入力されてからDCモータが逆回
転を開始するまでT1の時間遅れが生じる。
このような時間遅れは、当然数値制御加工誤差
となつて現れ、具体的には例えば第４図に示すよ
うに、真円の指令パルス列の分配が行なわれて同
図の曲線４０に示す真円に沿つて切削が行なわれ
るべきところが、回転方向反転時に応答遅れがあ
るために円弧切削の象限切換え部分において、実
際の切削物の形状は曲線４１に示すようにふくら
みをもつという不具合を生じる。
となつて現れ、具体的には例えば第４図に示すよ
うに、真円の指令パルス列の分配が行なわれて同
図の曲線４０に示す真円に沿つて切削が行なわれ
るべきところが、回転方向反転時に応答遅れがあ
るために円弧切削の象限切換え部分において、実
際の切削物の形状は曲線４１に示すようにふくら
みをもつという不具合を生じる。
本発明はこのような従来の欠点を改善したもの
であり、その目的は、DCモータの方向反転時に
摩擦トルクによつて引き起こされるDCモータの
応答遅れを補償して制御精度を高めることにあ
る。本発明に依ればこの目的は、方向反転信号入
力時における電流指令値を決定している電圧が摩
擦トルクに比例した電圧であることを利用し、そ
の電圧とほぼ絶対値が等しい逆極性の補償電圧を
発生させて、この補償電圧により方向反転信号入
力直後に前記指令電流値を形成している電圧を速
かに摩擦トルクに対応する電圧にプリセツトする
ことにより達成される。以下実施例について詳細
に説明する。
であり、その目的は、DCモータの方向反転時に
摩擦トルクによつて引き起こされるDCモータの
応答遅れを補償して制御精度を高めることにあ
る。本発明に依ればこの目的は、方向反転信号入
力時における電流指令値を決定している電圧が摩
擦トルクに比例した電圧であることを利用し、そ
の電圧とほぼ絶対値が等しい逆極性の補償電圧を
発生させて、この補償電圧により方向反転信号入
力直後に前記指令電流値を形成している電圧を速
かに摩擦トルクに対応する電圧にプリセツトする
ことにより達成される。以下実施例について詳細
に説明する。
第５図は本発明実施例装置構成を表わす要部伝
気回路図であり、第２図と同一符号は同一部分を
示し、５０は補償電圧発生回路、５１は応答補償
回路、FN1は第１図における加算器１８ｂの出力
が加えられる入力端子、IN2はピーク値セツト信
号S1が加えられる入力端子、IN3は摩擦トルク補
償信号S2が加えられる入力端子、OUTは電流指
令値Ｉsを第１図における加算器１８ｃに加える
出力端子、Q4〜Q6は図示の極性を有する演算増
幅器、SW1，SW2はスイツチング素子、R14〜R22
は抵抗、C2はコンデンサである。
気回路図であり、第２図と同一符号は同一部分を
示し、５０は補償電圧発生回路、５１は応答補償
回路、FN1は第１図における加算器１８ｂの出力
が加えられる入力端子、IN2はピーク値セツト信
号S1が加えられる入力端子、IN3は摩擦トルク補
償信号S2が加えられる入力端子、OUTは電流指
令値Ｉsを第１図における加算器１８ｃに加える
出力端子、Q4〜Q6は図示の極性を有する演算増
幅器、SW1，SW2はスイツチング素子、R14〜R22
は抵抗、C2はコンデンサである。
本実施例装置が第２図に示した従来装置と異な
るところは、補償電圧発生回路５０及び応答補償
回路５１を設けたところにある。
るところは、補償電圧発生回路５０及び応答補償
回路５１を設けたところにある。
補償電圧発生回路５０は、数値制御装置におけ
る指令パルス発生回路からDCモータの回転方向
反転信号が出力されたとき、その時点における電
流指令値を決定している電圧即ち位相補償回路１
２の出力電圧（以下指令電圧と称す）を検出し、
その指令電圧にほぼ絶対値が等しく極性が反対の
補償電圧Vcを発生するものであり、抵抗R14とコ
ンデンサC2からなる積分回路と、その動作を制
御するスイツチング素子SW1と、演算増幅器
Q5，Q6と抵抗R15〜R17からなる極性反転回路と
で構成されている。
る指令パルス発生回路からDCモータの回転方向
反転信号が出力されたとき、その時点における電
流指令値を決定している電圧即ち位相補償回路１
２の出力電圧（以下指令電圧と称す）を検出し、
その指令電圧にほぼ絶対値が等しく極性が反対の
補償電圧Vcを発生するものであり、抵抗R14とコ
ンデンサC2からなる積分回路と、その動作を制
御するスイツチング素子SW1と、演算増幅器
Q5，Q6と抵抗R15〜R17からなる極性反転回路と
で構成されている。
また応答補償回路５１は、DCモータの回転方
向反転指令入力直後に、速やかに指令電圧をほぼ
補償電圧に等しくするように動作するものであ
り、指令電圧と補償電圧Vcとの差分を増幅する
演算増幅器Q6とその出力を位相補償回路１２の
入力側にフイードバツクするよう動作するスイツ
チング素子SW2等とから構成されている。
向反転指令入力直後に、速やかに指令電圧をほぼ
補償電圧に等しくするように動作するものであ
り、指令電圧と補償電圧Vcとの差分を増幅する
演算増幅器Q6とその出力を位相補償回路１２の
入力側にフイードバツクするよう動作するスイツ
チング素子SW2等とから構成されている。
第６図は第５図示装置を動作させた場合におけ
る各部の信号波形を表わす線図であり、以下同図
を参照して第５図示装置の動作を詳細する。
る各部の信号波形を表わす線図であり、以下同図
を参照して第５図示装置の動作を詳細する。
指令パルス発生回路から例えば第６図Ａに示す
ような方向反転信号が出力されると、図示しない
制御回路で例えば第６図Ｂに示すようにその立上
りが方向反転信号の立上りにほぼ一致した時間幅
T2のピーク値セツト信号S1が発生される。
ような方向反転信号が出力されると、図示しない
制御回路で例えば第６図Ｂに示すようにその立上
りが方向反転信号の立上りにほぼ一致した時間幅
T2のピーク値セツト信号S1が発生される。
このピーク値セツト信号S1は補償電圧発生回路
５０のスイツチング素子SW1に加えられ、このス
イツチング素子SW1を時間T2だけオン状態にす
る。その結果、コンデンサC2はそのときの指令
電圧によつて充電され、演算増幅器Q5の出力に
は指令電圧にほぼ絶対値が等しい逆極性の補償電
圧Vcがほぼτ＝C2×R14の時定数で現れる。そこ
で、ピーク値セツト信号S1の時間幅T2を２τ〜
３τ程度に設定しておくと、補償電圧発生回路５
０からは例えば第６図のＣに示すように指令電圧
とほぼ絶対値が等しい逆極性の補償電圧が得ら
れ、この補償電圧はスイツチング素子SW1のオフ
後も保持される。
５０のスイツチング素子SW1に加えられ、このス
イツチング素子SW1を時間T2だけオン状態にす
る。その結果、コンデンサC2はそのときの指令
電圧によつて充電され、演算増幅器Q5の出力に
は指令電圧にほぼ絶対値が等しい逆極性の補償電
圧Vcがほぼτ＝C2×R14の時定数で現れる。そこ
で、ピーク値セツト信号S1の時間幅T2を２τ〜
３τ程度に設定しておくと、補償電圧発生回路５
０からは例えば第６図のＣに示すように指令電圧
とほぼ絶対値が等しい逆極性の補償電圧が得ら
れ、この補償電圧はスイツチング素子SW1のオフ
後も保持される。
次に、図示しない制御回路によつて例えば第６
図Ｄに示すようにほぼピーク値セツト信号S1の立
下り時に立上るような時間幅T3の摩擦トルク補
償信号S2が発生され、これが応答補償回路５１の
スイツチング素子SW2に加えられてこれを導通さ
せる。その結果、指令電圧と補償電圧Vcとの差
を増幅している演算増幅器Q6の出力によつて指
令電圧は補償電圧Vcにほぼ等しくなるようにフ
イードバツク制御され、指令電圧は例えば第６図
Ｅに示すように速やかに下降（ただし、反対の方
向反転が行なわれた場合には速やかに上昇する）
するものとなる。ここで、指令電圧の補償速度は
抵抗R22の値を調整することにより自由に変更し
得るものである。
図Ｄに示すようにほぼピーク値セツト信号S1の立
下り時に立上るような時間幅T3の摩擦トルク補
償信号S2が発生され、これが応答補償回路５１の
スイツチング素子SW2に加えられてこれを導通さ
せる。その結果、指令電圧と補償電圧Vcとの差
を増幅している演算増幅器Q6の出力によつて指
令電圧は補償電圧Vcにほぼ等しくなるようにフ
イードバツク制御され、指令電圧は例えば第６図
Ｅに示すように速やかに下降（ただし、反対の方
向反転が行なわれた場合には速やかに上昇する）
するものとなる。ここで、指令電圧の補償速度は
抵抗R22の値を調整することにより自由に変更し
得るものである。
本実施例装置におけるDCモータ回転方向反転
時のモータ電流Ｉとモータ速度の変化は例えば第
３図の曲線３２ｉ，３３ｖに示すものとなり、モ
ータ電流曲線３２ｉは補償動作の働きで従来より
早く反対側摩擦トルクI0を越えるから、モータ速
度曲線３３ｖもそれだけ早く立上り、モータの反
転遅れ時間T4は大幅に改善される。なお、反転
遅れ時間T4は抵抗R22の値を調整することにより
自由に変更することができる。
時のモータ電流Ｉとモータ速度の変化は例えば第
３図の曲線３２ｉ，３３ｖに示すものとなり、モ
ータ電流曲線３２ｉは補償動作の働きで従来より
早く反対側摩擦トルクI0を越えるから、モータ速
度曲線３３ｖもそれだけ早く立上り、モータの反
転遅れ時間T4は大幅に改善される。なお、反転
遅れ時間T4は抵抗R22の値を調整することにより
自由に変更することができる。
以上の説明から判るように、本発明は、指令パ
ルス発生回路からDCモータの回転方向反転指令
が入力されたときに、そのときの電流指令値を決
定している指令電圧とほぼ絶対値が等しく且つ極
性の反対な補償電圧を補償電圧発生回路で発生さ
せ、この補償電圧を用いて、指令電圧を方向反転
信号入力直後に速やかに反転側摩擦トルクに対応
する電圧にほぼ等しくなるようにしたものであ
り、摩擦トルクに対応する電圧が速やかに補償さ
れるから、摩擦トルクによるサーボ系の遅れを大
幅に改善することができる。従つて、本発明を数
値制御装置のサーボモータ制御装置に適用すれば
加工精度の向上等が図れて非常に有効である。
ルス発生回路からDCモータの回転方向反転指令
が入力されたときに、そのときの電流指令値を決
定している指令電圧とほぼ絶対値が等しく且つ極
性の反対な補償電圧を補償電圧発生回路で発生さ
せ、この補償電圧を用いて、指令電圧を方向反転
信号入力直後に速やかに反転側摩擦トルクに対応
する電圧にほぼ等しくなるようにしたものであ
り、摩擦トルクに対応する電圧が速やかに補償さ
れるから、摩擦トルクによるサーボ系の遅れを大
幅に改善することができる。従つて、本発明を数
値制御装置のサーボモータ制御装置に適用すれば
加工精度の向上等が図れて非常に有効である。
第１図は位置フイードバツクループを有するサ
ーボモータ制御装置の一般的な構成を表わすブロ
ツク図、第２図は従来のサーボモータ制御装置の
構成を表わす要部電気回路図、第３図は第２図及
び第５図示装置を動作させた場合におけるモータ
電流Ｉ及びモータ速度ｖの変化を表わす線図、第
４図は方向反転時の応答遅れが加工に与えられる
影響を説明するための線図、第５図は本発明実施
例装置の要部電気回路図、第６図は第５図示装置
を動作させた場合における各部の信号波形を表わ
す線図である。 １０はDCモータ、１２は位相補償回路、１３
は速度検出器、１５は位置検出器、１６は指令パ
ルス発生回路、１７は増幅器、１８ａ〜１８ｃは
加算器、５０は補償電圧発生回路、５１は応答補
償回路である。
ーボモータ制御装置の一般的な構成を表わすブロ
ツク図、第２図は従来のサーボモータ制御装置の
構成を表わす要部電気回路図、第３図は第２図及
び第５図示装置を動作させた場合におけるモータ
電流Ｉ及びモータ速度ｖの変化を表わす線図、第
４図は方向反転時の応答遅れが加工に与えられる
影響を説明するための線図、第５図は本発明実施
例装置の要部電気回路図、第６図は第５図示装置
を動作させた場合における各部の信号波形を表わ
す線図である。 １０はDCモータ、１２は位相補償回路、１３
は速度検出器、１５は位置検出器、１６は指令パ
ルス発生回路、１７は増幅器、１８ａ〜１８ｃは
加算器、５０は補償電圧発生回路、５１は応答補
償回路である。
Claims (1)
- １ DCモータを数値制御装置の指令パルス発生
回路から与えられる指令値通りに制御する閉ルー
プ方式採用のサーボモータ制御装置において、前
記指令パルス発生回路からの方向反転信号入力時
にそのときの前記DCモータの電流指令値を決定
している指令電圧とほぼ絶対値が等しく且つ極性
が反対の補償電圧を発生する補償電圧発生回路
と、該補償電圧発生回路で発生された前記補償電
圧を用いて前記指令電圧を方向反転信号入力直後
に速やかに反転側摩擦トルクに対応する電圧にほ
ぼ等しく応答補償回路とを具備したことを特徴と
するサーボモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55146647A JPS5771282A (en) | 1980-10-20 | 1980-10-20 | Servo motor controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55146647A JPS5771282A (en) | 1980-10-20 | 1980-10-20 | Servo motor controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5771282A JPS5771282A (en) | 1982-05-04 |
| JPS6130514B2 true JPS6130514B2 (ja) | 1986-07-14 |
Family
ID=15412454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55146647A Granted JPS5771282A (en) | 1980-10-20 | 1980-10-20 | Servo motor controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5771282A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61150689A (ja) * | 1984-12-22 | 1986-07-09 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 摩擦トルクを補償するサ−ボモ−タ制御方法 |
| DE3590662T1 (ja) * | 1984-12-22 | 1987-02-19 | ||
| JPS61269687A (ja) * | 1985-05-21 | 1986-11-29 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 摩擦トルクを補償するサ−ボ制御方法 |
| JP2638594B2 (ja) * | 1986-11-08 | 1997-08-06 | フアナツク株式会社 | デイジタルサーボシステム |
| JPS63148314A (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-21 | Fanuc Ltd | セミクロ−ズドル−プサ−ボ制御系の制御装置 |
| JPS63148315A (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-21 | Fanuc Ltd | サ−ボモ−タ制御装置 |
| JPH07104729B2 (ja) * | 1987-04-07 | 1995-11-13 | 株式会社安川電機 | サーボ系の非線形摩擦補償方法 |
-
1980
- 1980-10-20 JP JP55146647A patent/JPS5771282A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5771282A (en) | 1982-05-04 |
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