JP2001022417A - Position controller - Google Patents

Position controller

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JP2001022417A
JP2001022417A JP11193694A JP19369499A JP2001022417A JP 2001022417 A JP2001022417 A JP 2001022417A JP 11193694 A JP11193694 A JP 11193694A JP 19369499 A JP19369499 A JP 19369499A JP 2001022417 A JP2001022417 A JP 2001022417A
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JP
Japan
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command value
torque
torque command
value
inversion
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JP11193694A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Mori
幸治 森
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Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Corp
Okuma Machinery Works Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position controller which appropriately compensates for torque and can reduce a quadrant projection much more since the quadrant projection occurs when a motor is reversed in a conventional position controller. SOLUTION: In a position controller, a torque feed forward control part 15 stores a torque command value when a speed command value is inverted and a torque command value when a position feed back signal is inverted in a register at an adjusting mode and the difference is operated. When a system becomes a compensation mode, the average value of or the minimum value of the operated difference is selectively outputted at timing when the speed command value is inverted as torque addition quantity. A torque command value adder 16 adds it to the torque command value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は工作機械等に用いら
れ、工具の位置や回転速度等を制御する位置制御装置に
係り、特にモータを反転させる象限切り替え時の制御の
改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position control device used for a machine tool or the like and for controlling a position, a rotation speed, and the like of a tool, and more particularly to an improvement in control when switching a quadrant for reversing a motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】工作機械で、円弧の加工を行うときに
は、一般的にモータの反転制御を伴うが、この反転のと
きに、制御の信号を出力してから工具が指示した位置や
速度に達するまでに要する時間分の「制御遅れ」によ
り、例えば、現実には所定の位置に工具が達していない
のに、反転制御が行われ、加工がされない部分が残って
しまう、いわゆる「象限突起」が発生する。この象限突
起を防止するために、従来から、モータのトルクを補償
する制御が行われている。
2. Description of the Related Art When machining a circular arc with a machine tool, generally a reversing control of a motor is involved. At the time of reversing, a control signal is output and then a tool reaches a specified position or speed. Due to the “control delay” of the time required until, for example, the so-called “quadrant projection” in which inversion control is performed and a part that is not processed remains even though the tool has not actually reached the predetermined position. appear. In order to prevent the quadrant protrusion, control for compensating for the torque of the motor has been conventionally performed.

【0003】モータの出力するトルクTは一般的に、次
の[数1]に示す式によって表される。
[0003] The torque T output by the motor is generally expressed by the following equation (1).

【0004】[0004]

【数1】T=J×(dω/dt)+Kω+D ここで、ωは、モータの回転数であり、Jは、ロータ・
イナーシャとモータ軸換算負荷イナーシャの和であり、
Kは、粘性摩擦係数であり、Dは、摩擦トルクである。
T = J × (dω / dt) + Kω + D where ω is the number of rotations of the motor, and J is the rotor speed.
It is the sum of the inertia and the motor shaft converted load inertia.
K is the coefficient of viscous friction and D is the friction torque.

【0005】[数1]に示すように、モータの出力する
トルクTは、モータの加速度に比例する加速トルク、モ
ータの速度に比例する粘性トルク、及び摺動面の動摩擦
や静摩擦で決まる摩擦トルクの和になる。
As shown in [Equation 1], the torque T output from the motor is an acceleration torque proportional to the acceleration of the motor, a viscous torque proportional to the speed of the motor, and a friction torque determined by dynamic friction and static friction of the sliding surface. The sum of

【0006】図4は従来の位置制御装置におけるトルク
フィードフォワード制御装置の一例を示す構成ブロック
図である。NC装置1は、入力されるプログラムから駆
動系の位置指令値(CON)を演算して出力する。位置
制御部2は、このCONと、外部から入力される実際の
位置(APA)との偏差である追従遅れ(DIFF)の
入力を受けて、速度指令値(VEL1)を演算して出力
する。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a torque feedforward control device in a conventional position control device. The NC device 1 calculates and outputs a position command value (CON) of the drive system from an input program. The position controller 2 receives an input of a tracking delay (DIFF) which is a deviation between the CON and an actual position (APA) input from the outside, and calculates and outputs a speed command value (VEL1).

【0007】速度制御部3は、速度指令値(VEL)
と、外部から入力される実速度との偏差からトルク指令
値(TO2)を演算して出力する。速度フィードフォワ
ード制御部4は、駆動系の位置指令値(CON)を微分
し、速度指令値(VEL1)に加算する速度フィードフ
ォワード量を演算する。速度指令値反転検出部6は、モ
ータの速度指令値(VEL)の極性が反転したことを検
出する。トルクフィードフォワード制御部7は、速度指
令値反転検出部6が極性の反転を検出すると、制御遅れ
等の影響を考慮したトルク加算分ΔTを出力する。
The speed control unit 3 has a speed command value (VEL)
And a torque command value (TO2) is calculated from the deviation from the actual speed input from the outside and output. The speed feedforward controller 4 calculates a speed feedforward amount to be differentiated from the position command value (CON) of the drive system and to be added to the speed command value (VEL1). The speed command value inversion detecting unit 6 detects that the polarity of the motor speed command value (VEL) has been inverted. When the speed command value inversion detecting unit 6 detects the inversion of the polarity, the torque feedforward control unit 7 outputs the torque addition ΔT in consideration of the influence of the control delay and the like.

【0008】第1の加算器8は、NC装置1から入力さ
れる駆動系の位置指令値(CON)と外部から入力され
る実際の位置(位置フィードバック;APA)との偏差
である追従遅れ(DIFF)を演算して出力する。
[0008] The first adder 8 is a follow-up lag (deviation) between a position command value (CON) of the drive system input from the NC device 1 and an actual position (position feedback; APA) input from the outside. DIFF) and outputs the result.

【0009】第2の加算器9は、速度フィードフォワー
ド制御部4の出力と、位置制御部2から入力される速度
指令値(VEL1)とを加算してモータの速度指令値
(VEL)を演算して出力する。第3の加算器10は、
モータの速度指令値(VEL)と外部から入力される実
速度との偏差を演算して出力する。第4の加算器11
は、加速トルクフィードフォワード制御部5から入力さ
れる加速トルクフィードフォワード量と、速度制御部3
から入力されるトルク指令値(TO2)とを加算してト
ルク指令値(TO1)を演算して出力する。第5の加算
器12は、このトルク指令値(TO1)と、トルクフィ
ードフォワード制御部7から入力されるトルク加算分Δ
Tを加算し、モータに与えるトルク指令値(TO)を演
算して出力する。
The second adder 9 calculates the motor speed command value (VEL) by adding the output of the speed feedforward control unit 4 and the speed command value (VEL1) input from the position control unit 2. And output. The third adder 10
A deviation between a motor speed command value (VEL) and an actual speed input from the outside is calculated and output. Fourth adder 11
Is the acceleration torque feedforward amount input from the acceleration torque feedforward control unit 5 and the speed control unit 3
Is added to the torque command value (TO2) input from the controller to calculate and output the torque command value (TO1). The fifth adder 12 calculates the torque command value (TO1) and the torque addition Δ input from the torque feedforward control unit 7.
T is added to calculate and output a torque command value (TO) given to the motor.

【0010】図5は、NC装置1からモータが反転する
位置指令が出力された場合の、位置制御装置の動作を信
号の変化で示している。図5で、(a)は、時間経過に
対するモータの速度指令値(VEL)の大きさを表し、
(b)は、時間の変化に対するトルク指令値(TO)の
大きさを表し、(c)は、時間経過に対する駆動系の位
置指令値(CON)と駆動系の実際の位置(APA)と
の大きさを表し、(d)は、時間の経過に応じた駆動系
の追従遅れ(DIFF)の動作を示す。
FIG. 5 shows the operation of the position control device by a signal change when the NC device 1 outputs a position command to reverse the motor. In FIG. 5, (a) shows the magnitude of the motor speed command value (VEL) over time,
(B) shows the magnitude of the torque command value (TO) with respect to a change in time, and (c) shows the relationship between the position command value (CON) of the drive system and the actual position (APA) of the drive system with time. (D) shows the operation of the drive system following delay (DIFF) over time.

【0011】図5(b)〜(d)において、トルク指令
値(TO)と、駆動系の実際の位置(APA)と、駆動
系の追従遅れ(DIFF)のうち、破線で描かれている
ものは、トルクフィードフォワード制御部7から出力さ
れるトルク加算分ΔTを加えない場合を表し、実線で描
かれているものは、トルクフィードフォワード制御部7
から出力されるトルク加算分ΔTを加えた場合を表す。
In FIG. 5B to FIG. 5D, the torque command value (TO), the actual position of the drive system (APA), and the follow-up delay of the drive system (DIFF) are drawn by broken lines. Indicates a case in which the torque addition ΔT output from the torque feedforward control unit 7 is not added, and the solid line indicates the torque feedforward control unit 7.
Represents a case in which the torque addition ΔT output from is added.

【0012】すなわち、実線のトルク指令値(TO)は
モータ反転時、トルクフィードフォワード制御によるト
ルク加算分ΔTが加算されるため、駆動系の追従遅れ
(DIFF)は、トルクフィードフォワード制御を実施
しない場合に比べて小さくなる。
That is, the torque command value (TO) indicated by the solid line is added with the torque addition ΔT by the torque feedforward control at the time of motor reversal, so that the follow-up delay (DIFF) of the drive system does not execute the torque feedforward control. It becomes smaller than the case.

【0013】ところで[数1]より、モータの反転直前
と直後におけるトルク指令値(TO)の差は、動摩擦力
の符号反転によって生じる摩擦トルクの変化分2Dであ
ることがわかる。これは、図5の(b)に示すとおりで
ある。従来、この摩擦トルクの変化分2Dを補償するた
め、トルクフィードフォワード制御を行なっているので
あるが、同一構造を持つ機械における部品公差や、同一
機械であっても経年変化により摩擦トルクは変化するた
め、予め決められた固定値をトルク加算分ΔTとして用
いる場合は必ずしも適正とは限らない。
From equation (1), it can be seen that the difference between the torque command values (TO) immediately before and immediately after the reversal of the motor is a change 2D of the friction torque caused by the reversal of the sign of the dynamic friction force. This is as shown in FIG. Conventionally, torque feedforward control is performed to compensate for the change 2D of the friction torque. However, the friction torque changes due to component tolerances in machines having the same structure and aging even in the same machine. Therefore, when a predetermined fixed value is used as the torque addition ΔT, it is not always appropriate.

【0014】そのため、例えば円弧指令プログラムのよ
うに、モータの反転動作を含む場合は、象限突起に対し
て補償の度合いが不足(未補償)したり、過補償となる
ことがある。図5の(b)〜(d)はトルクフィードフ
ォワード制御が未補償となる場合の一例を表している。
For this reason, when the motor includes a reversing operation as in an arc command program, the degree of compensation for the quadrant projection may be insufficient (uncompensated) or overcompensated. FIGS. 5B to 5D show an example in which the torque feedforward control is not compensated.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
の位置制御装置では、モータ反転時の象限切り替え時に
発生する象限突起を軽減するため、モータ反転直後のト
ルク指令値に制御遅れ等の影響を考慮してトルクを加算
するトルクフィードフォワード制御が行われているが、
この制御に適用されるトルク加算分ΔTが必ずしも適正
とは限らないため、象限突起に対して未補償や過補償と
なる問題があった。
As described above, in the above-described conventional position control device, the influence of a control delay or the like on the torque command value immediately after the motor reversal is used in order to reduce the quadrant protrusion generated when the quadrant is switched during the motor reversal. Torque feed forward control that adds torque taking into account
Since the torque addition ΔT applied to this control is not always appropriate, there is a problem that the quadrant projection is uncompensated or overcompensated.

【0016】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、摩擦トルクの変化に対するトルクフィードフォワー
ド制御による補償を適切に行い、象限突起をより軽減で
きる位置制御装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a position control device capable of appropriately compensating for a change in friction torque by a torque feedforward control and further reducing quadrant protrusions.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための請求項1記載の発明は、位置指令信号と位
置フィードバック信号の差分から演算されるトルク指令
値に基づいてサーボモータを駆動する位置制御装置にお
いて、モータの速度指令値の極性が反転したことを検出
する速度指令値反転検出部と、前記速度指令値の極性の
反転に対応する位置フィードバック信号の反転を検出す
る軸反転検出部と、運転モードが調整モードにあるとき
に、前記速度指令値反転検出部がモータの速度指令値の
反転を検出したときの前記トルク指令値を格納する第1
のレジスタと、前記軸反転検出部が位置フィードバック
信号の反転を検出したときの前記トルク指令値を格納す
る第2のレジスタと、を具備し、前記第1のレジスタに
格納されたトルク指令値と、前記第2のレジスタに格納
された、対応するトルク指令値との差分をそれぞれ演算
し、当該差分の平均値と、最小値とを演算して、運転モ
ードが補償モードになると、前記速度指令値反転検出部
がモータの速度指令値の極性が反転したことを検出した
ときに、前記演算した平均値と最小値のうち、指示され
たいずれか一方をトルク加算分として選択的に出力する
トルクフィードフォワード制御部と、前記トルクフィー
ドフォワード制御部が出力するトルク加算分を前記トル
ク指令値に加算して、トルク指令値として出力するトル
ク指令値加算器とを有することを特徴とする位置制御装
置。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a servomotor for controlling a servomotor based on a torque command value calculated from a difference between a position command signal and a position feedback signal. In the position control device to be driven, a speed command value inversion detecting unit that detects that the polarity of the speed command value of the motor is inverted, and an axis inversion that detects the inversion of the position feedback signal corresponding to the inversion of the polarity of the speed command value. A first storage unit for storing the torque command value when the speed command value inversion detection unit detects the inversion of the speed command value of the motor when the operation mode is in the adjustment mode;
And a second register for storing the torque command value when the axis reversal detection unit detects the reversal of the position feedback signal, and the torque command value stored in the first register. Calculating a difference between the corresponding torque command value stored in the second register, and calculating an average value and a minimum value of the difference. When the operation mode becomes the compensation mode, the speed command When the value inversion detection unit detects that the polarity of the speed command value of the motor has been inverted, a torque that selectively outputs one of the calculated average value and the minimum value as a torque addition when the value is inverted. A feedforward control unit, a torque command value adder that adds a torque addition output by the torque feedforward control unit to the torque command value, and outputs a torque command value. Position control device characterized in that it comprises.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。尚、以下の説明で、従来のも
のと同様の構成となる部分については、同一の符号を付
して詳細な説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, portions having the same configuration as the conventional one are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0019】本発明の実施の形態に係る位置制御装置
は、機械の運転モードを学習時(調整モード)と、加工
時(補償モード)とで切り替え可能としている。すなわ
ち、当初は調整モードで運転して、象限切り替え時に、
モータの速度指令値の極性が反転してから位置フィード
バック信号が反転するまでの、トルク指令値の差分の平
均値と最小値を演算して記憶する。そして、加工時に補
償モードに切り替えて、記憶した平均値と最小値のいず
れかを選択的に、モータの速度指令値の極性が反転した
ときにトルク指令値に加算する。以下、具体的に本実施
の形態に係る位置制御装置について説明する。
The position control device according to the embodiment of the present invention can switch the operation mode of the machine between learning (adjustment mode) and machining (compensation mode). In other words, initially drive in the adjustment mode, when switching quadrants,
The average value and the minimum value of the difference between the torque command values from when the polarity of the motor speed command value is inverted to when the position feedback signal is inverted are calculated and stored. Then, the mode is switched to the compensation mode during machining, and either the stored average value or the minimum value is selectively added to the torque command value when the polarity of the motor speed command value is reversed. Hereinafter, the position control device according to the present embodiment will be specifically described.

【0020】図1は、本発明の実施の形態に係る位置制
御装置の構成ブロック図である。本実施の形態の位置制
御装置と、従来の位置制御装置とは、軸反転検出部13
と、トルク指令値検出部14と、モード切替スイッチが
ある点が異なり、さらに、NC装置1が指示された運転
モードを出力する動作と、トルクフィードフォワード制
御部15の動作が異なっている。軸反転検出部13は、
位置フィードバック信号(APA)が反転したことを検
出する。トルク指令値検出部14は、速度指令値反転検
出部6からの指令により、トルク指令値TO1を検出す
る。本発明におけるトルクフィードフォワード制御部1
5は、演算部と出力部との2つのブロックから構成され
ている。
FIG. 1 is a configuration block diagram of a position control device according to an embodiment of the present invention. The position control device of the present embodiment and the conventional position control device
And a torque command value detector 14 and a mode changeover switch. Further, the operation of the NC device 1 to output the designated operation mode and the operation of the torque feedforward controller 15 are different. The axis reversal detection unit 13
It detects that the position feedback signal (APA) has been inverted. The torque command value detector 14 detects a torque command value TO1 based on a command from the speed command value reversal detector 6. Torque feed forward control unit 1 in the present invention
Reference numeral 5 is composed of two blocks, an operation unit and an output unit.

【0021】トルク指令値加算器16は、トルク指令値
(TO1)とトルク加算分ΔTとを加算してモータに与
えるトルク指令値(TO)を演算し、出力する。
The torque command value adder 16 calculates and outputs a torque command value (TO) to be given to the motor by adding the torque command value (TO1) and the torque addition ΔT.

【0022】ここでトルクフィードフォワード制御部1
5の動作について、図3に基づいて説明する。図3は、
トルクフィードフォワード制御部15の構成ブロック図
である。機械の運転モードが調整モードに設定される
と、NC装置1はトルクフィードフォワード制御部15
に調整モード指令を出力し、トルクフィードフォワード
制御部15が、トルク指令値検出部14からの出力を取
り込む。モータの速度指令値(VEL)の極性が反転す
ると、トルク指令値検出部14が検出したトルク指令値
(TO1)は、図3に示したトルクフィードフォワード
制御部15の第1のレジスタA1〜Anに順次格納され
る。速度指令値が反転した時刻から遅れて、位置フィー
ドバック信号(APA)が反転すると、トルク指令値検
出部14が検出したトルク指令値(TO1)はトルクフ
ィードフォワード制御部15の第2のレジスタB1〜B
nに順次格納される。そして、トルクフィードフォワー
ド制御部15は、第3のレジスタCnに第1のレジスタ
Anの値と第2のレジスタBnの値の差分を演算して格
納し、さらに第4のレジスタD1,D2に、それぞれ第
3のレジスタC1〜Cnの平均値と最小値を演算して格
納して、これらの平均値と最小値とのいずれかを選択的
に出力する。この選択は、運転モードを補償モードに設
定する際に併せて行われ、加工するワークの仕上げ状態
を考慮して、利用者が経験に基づいてした指示によって
行う。尚、未補償による削り残し、くい込みがワークに
発生するのを抑えたいときは平均値を選択し、削り残し
等が発生してもかまわないが、過補償になるのを避けた
いときは最小値を選択するのが普通である。
Here, the torque feed forward control unit 1
Operation 5 will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 2 is a configuration block diagram of a torque feedforward control unit 15; When the operation mode of the machine is set to the adjustment mode, the NC device 1
, And the torque feedforward control unit 15 takes in the output from the torque command value detection unit 14. When the polarity of the motor speed command value (VEL) is reversed, the torque command value (TO1) detected by the torque command value detection unit 14 is changed to the first registers A1 to An of the torque feedforward control unit 15 shown in FIG. Are sequentially stored. When the position feedback signal (APA) is inverted with a delay from the time when the speed command value is inverted, the torque command value (TO1) detected by the torque command value detection unit 14 is changed to the second register B1 to B2 of the torque feedforward control unit 15. B
n. Then, the torque feedforward control unit 15 calculates and stores the difference between the value of the first register An and the value of the second register Bn in the third register Cn, and further stores the difference in the fourth registers D1 and D2. An average value and a minimum value of the third registers C1 to Cn are calculated and stored, and any one of the average value and the minimum value is selectively output. This selection is performed at the same time as setting the operation mode to the compensation mode, and is performed by a user's experience-based instruction in consideration of the finish state of the workpiece to be processed. Select the average value if you want to prevent uncompensated uncut parts and digging in the work.If you want to avoid uncut parts, etc., you can select the average value.If you want to avoid overcompensation, select the minimum value. It is common to select

【0023】モード切替スイッチは、運転モードが調整
モードのときにはOFFとなって、トルクフィードフォ
ワード制御部15が出力する平均値又は最小値はトルク
指令値加算器16に伝達せず、補償モードのときにはO
Nとなって、トルクフィードフォワード制御部15が出
力する平均値又は最小値をトルク指令値加算器16に伝
達する。
The mode changeover switch is turned off when the operation mode is the adjustment mode, so that the average value or the minimum value output from the torque feedforward control unit 15 is not transmitted to the torque command value adder 16 and when the operation mode is the compensation mode, O
At N, the average value or the minimum value output from the torque feedforward control unit 15 is transmitted to the torque command value adder 16.

【0024】また、機械の運転モードが補償モードに設
定されると、NC装置1はトルクフィードフォワード制
御部15に補償モード指令を出力し、トルクフィードフ
ォワード制御部15がトルク指令値検出部14の出力を
取り込まなくなる。また、モータの速度指令値(VE
L)の極性が反転すると、平均値と最小値のいずれかが
トルク加算分ΔTとしてトルク指令値加算器16に出力
され、トルク指令値加算器16が、第4の加算器11が
出力するトルク指令値(TO1)と、トルク加算分ΔT
とを加算して、トルク指令値(TO)として、出力す
る。
When the operation mode of the machine is set to the compensation mode, the NC device 1 outputs a compensation mode command to the torque feed forward control unit 15, and the torque feed forward control unit 15 Stops capturing output. In addition, the motor speed command value (VE
When the polarity of L) is inverted, either the average value or the minimum value is output to the torque command value adder 16 as the torque addition ΔT, and the torque command value adder 16 outputs the torque output by the fourth adder 11. Command value (TO1) and torque addition ΔT
Are added and output as a torque command value (TO).

【0025】次に、図1と図3とに基づいて本実施の形
態の位置制御装置の動作を説明する。初めに、NC装置
1に機械の運転モードを調整モードに設定するととも
に、運転プログラムとその運転プログラムの繰り返し回
数nを入力する。運転が開始された後、モータの速度指
令値(VEL)の極性が反転すると、速度指令値反転検
出部6がトルク指令値検出部14にトルク指令値(TO
1)を検出させる指令を出力する。すると、トルク指令
値検出部14は、その時点でのトルク指令値(TO1)
を検出し、トルクフィードフォワード制御部15にトル
ク指令値(TO1)を出力する。トルクフィードフォワ
ード制御部15は、トルク指令値(TO1)を第1のレ
ジスタA1に格納する。モータの速度指令値の極性が反
転してから、それに対応する位置フィードバック信号
(APA)の反転が、軸反転検出部13によって検出さ
れると、軸反転検出部13はトルク指令値検出部14に
トルク指令値(TO1)を検出させる指令を出力する。
すると、トルク指令値検出部14は、その時点でのトル
ク指令値(TO1)を検出し、トルクフィードフォワー
ド制御部15に出力する。トルクフィードフォワード制
御部15はトルク指令値(TO1)をレジスタB1に格
納する。更に、トルクフィードフォワード制御部15
は、第1のレジスタA1と第2のレジスタB1とに格納
された、トルク指令値(TO1)の差分を演算し、その
結果を対応する第3のレジスタC1に格納する。これら
の一連の動作を予め設定したn回繰り返して行い、レジ
スタA1〜An,B1〜Bn,C1〜Cnにそれぞれの
値を順次格納した後、トルクフィードフォワード制御部
15は第3のレジスタC1〜レジスタCnに記憶されて
いるトルク指令値(TO1)の差分に対する平均値と最
小値を算出して、それぞれ第4のレジスタD1と、D2
に格納する。なお、ここでは運転モードが調整モードの
ため、モード切替スイッチの働きにより平均値と最小値
は出力されない。従って、トルク指令値(TO1)が、
そのままモータに与えるトルク指令値(TO)として出
力される。
Next, the operation of the position control device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, the operation mode of the machine is set to the adjustment mode in the NC apparatus 1, and an operation program and the number of repetitions n of the operation program are input. After the operation is started, when the polarity of the speed command value (VEL) of the motor is reversed, the speed command value reversal detecting unit 6 sends the torque command value (TO) to the torque command value detecting unit 14.
A command for detecting 1) is output. Then, the torque command value detection unit 14 calculates the torque command value (TO1) at that time.
And outputs a torque command value (TO1) to the torque feedforward control unit 15. The torque feedforward control unit 15 stores the torque command value (TO1) in the first register A1. After the polarity of the motor speed command value is inverted and the corresponding inversion of the position feedback signal (APA) is detected by the axis inversion detection unit 13, the axis inversion detection unit 13 sends the torque instruction value detection unit 14. A command for detecting the torque command value (TO1) is output.
Then, the torque command value detecting section 14 detects the torque command value (TO1) at that time and outputs it to the torque feedforward control section 15. The torque feedforward control unit 15 stores the torque command value (TO1) in the register B1. Further, the torque feed forward control unit 15
Calculates the difference between the torque command values (TO1) stored in the first register A1 and the second register B1, and stores the result in the corresponding third register C1. These series of operations are repeated n times set in advance, and the values are sequentially stored in the registers A1 to An, B1 to Bn, and C1 to Cn, and then the torque feedforward control unit 15 sets the third registers C1 to C1. An average value and a minimum value with respect to the difference between the torque command values (TO1) stored in the register Cn are calculated, and the fourth register D1 and the fourth register D2 are respectively calculated.
To be stored. Here, since the operation mode is the adjustment mode, the average value and the minimum value are not output by the operation of the mode changeover switch. Therefore, the torque command value (TO1) is
It is output as a torque command value (TO) given to the motor as it is.

【0026】その後、NC装置1に機械の運転モードを
トルク加算分ΔTを有効にする補償モードを設定する
と、運転プログラム実行時にトルクフィードフォワード
制御部15の第4のレジスタD1とD2とに格納され
た、平均値と最小値のいずれかが指示により選択され、
トルク加算分ΔTとして、モータの速度指令値(VE
L)の極性が反転するタイミングで出力され、トルク指
令値加算器16によりトルク指令値(TO1)に加算さ
れ、モータに与えるトルク指令値(TO)として出力さ
れる。
Thereafter, when the NC unit 1 sets the machine operation mode to the compensation mode for enabling the torque addition ΔT, the operation mode is stored in the fourth registers D1 and D2 of the torque feedforward control unit 15 when the operation program is executed. In addition, either the average value or the minimum value is selected by the instruction,
As the torque addition ΔT, the motor speed command value (VE
L) is output at a timing when the polarity of L) is inverted, added to the torque command value (TO1) by the torque command value adder 16, and output as a torque command value (TO) to be given to the motor.

【0027】図2は本実施の形態に係る位置制御装置の
各部が出力する信号の状態を表している。ここで、破線
で描かれているトルク指令値(TO)と、トルク加算分
ΔTと、駆動系の実際の位置(APA)と、駆動系の追
従遅れ(DIFF)とは、従来の位置制御装置を参考と
して図示したものであり、実線で描かれているものは、
本発明によるものである。図2(b)に示すように、ト
ルク加算分ΔTが適正に出力されるため、図2(d)に
示すように、駆動系の追従遅れが「0」に近くなり、こ
の結果、象限突起が発生しないことになる。
FIG. 2 shows a state of a signal output from each unit of the position control device according to the present embodiment. Here, the torque command value (TO), the torque addition ΔT, the actual position of the drive system (APA), and the follow-up delay (DIFF) of the drive system, which are drawn by broken lines, are obtained by using a conventional position control device. Is shown for reference, and those drawn with solid lines are:
According to the invention. As shown in FIG. 2B, the torque addition ΔT is properly output, and as shown in FIG. 2D, the follow-up delay of the driving system becomes close to “0”. Will not occur.

【0028】本実施の形態によれば、少しの学習により
適切なトルクフィードフォワード制御が実施されるた
め、象限切り替え時に発生する象限突起を改善できる。
According to the present embodiment, since appropriate torque feed-forward control is performed with a little learning, quadrant projections generated at the time of quadrant switching can be improved.

【0029】尚、ここでは、第4のレジスタD1とD2
と平均値と最小値とを保持するようにしているが、予め
平均値又は最小値のどちらを使うかを指定して、第4の
レジスタDに、指定した値のみを格納することも可能で
ある。
Here, the fourth registers D1 and D2
Although the average value and the minimum value are held, it is also possible to specify in advance whether to use the average value or the minimum value and store only the specified value in the fourth register D. is there.

【0030】また、最小値と、平均値の他、第3のレジ
スタC1〜Cnに格納された差分から統計的に演算した
値を、最小値及び平均値の代わりに利用してもよい。こ
のようにしておけば、経験的に演算方法を適宜変更し
て、より適切なトルク加算分ΔTを出力できる。
Further, in addition to the minimum value and the average value, a value statistically calculated from the differences stored in the third registers C1 to Cn may be used instead of the minimum value and the average value. By doing so, it is possible to appropriately change the calculation method empirically and output a more appropriate torque addition ΔT.

【0031】[0031]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、調整モー
ドにて速度指令値が反転したときのトルク指令値と、現
実に位置フィードバック信号が反転したときのトルク指
令値との差分を予め検出して演算し、補償モードになっ
た後、速度指令値が反転するタイミングで演算した差分
の平均値又は最小値のいずれか一方を指示により選択的
に出力し、トルク指令値に加算することで、トルク指令
値を適切に補償して、象限突起を軽減できる。
According to the present invention, the difference between the torque command value when the speed command value is inverted in the adjustment mode and the torque command value when the position feedback signal is actually inverted in the adjustment mode is determined in advance. After detecting and calculating and entering the compensation mode, either the average value or the minimum value of the difference calculated at the timing when the speed command value is inverted is selectively output according to the instruction and added to the torque command value. Thus, the quadrature projection can be reduced by appropriately compensating the torque command value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態に係る位置制御装置を示
す構成ブロック図である。
FIG. 1 is a configuration block diagram showing a position control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態に係る位置制御装置にお
けるモータ反転時の信号の変化を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a change in a signal when the motor is reversed in the position control device according to the embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施の形態に係る位置制御装置のト
ルクフィードフォワード制御部15を表す構成ブロック
図である。
FIG. 3 is a configuration block diagram illustrating a torque feedforward control unit 15 of the position control device according to the embodiment of the present invention.

【図4】 従来の位置制御装置の構成ブロック図であ
る。
FIG. 4 is a configuration block diagram of a conventional position control device.

【図5】 従来の位置制御装置でのモータ反転時の信号
の変化を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a change in a signal when the motor is reversed in a conventional position control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 NC装置、2 位置制御部、3 速度制御部、4
速度フィードフォワード制御部、5 加速トルクフィー
ドフォワード制御部、6 速度指令値反転検出部、7,
15 トルクフィードフォワード制御部、8 第1の加
算器、9 第2の加算器、10 第3の加算器、11
第4の加算器、12 第5の加算器、13 軸反転検出
部、14 トルク指令値検出部、16 トルク指令値加
算器。
1 NC device, 2 position control unit, 3 speed control unit, 4
Speed feedforward control unit, 5 acceleration torque feedforward control unit, 6 speed command value inversion detection unit, 7,
15 Torque feed forward control unit, 8 First adder, 9 Second adder, 10 Third adder, 11
Fourth adder, 12 fifth adder, 13 axis reversal detector, 14 torque command value detector, 16 torque command value adder.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3C001 KA08 KB04 TA02 TA05 TB02 TB05 TB07 TC01 TC02 TD01 5H004 GA05 GA12 GB15 HA07 HB07 HB08 JA04 KA61 KA69 KB13 KB31 KB32 KB34 KB39 KD63 LB04 MA04 5H269 AB05 BB03 GG01 GG06 5H303 AA01 CC02 CC06 FF03 JJ01 KK14 KK16 KK18 KK28 KK29 KK33 KK37 MM05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3C001 KA08 KB04 TA02 TA05 TB02 TB05 TB07 TC01 TC02 TD01 5H004 GA05 GA12 GB15 HA07 HB07 HB08 JA04 KA61 KA69 KB13 KB31 KB32 KB34 KB39 KD63 LB04 MA04 5H269 AB05 BB03 GG01 AGG01 CC05 FF03 JJ01 KK14 KK16 KK18 KK28 KK29 KK33 KK37 MM05

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】位置指令信号と位置フィードバック信号の
差分から演算されるトルク指令値に基づいてサーボモー
タを駆動する位置制御装置において、 モータの速度指令値の極性が反転したことを検出する速
度指令値反転検出部と、 前記速度指令値の極性の反転に対応する位置フィードバ
ック信号の反転を検出する軸反転検出部と、 運転モードが調整モードにあるときに、前記速度指令値
反転検出部がモータの速度指令値の反転を検出したとき
の前記トルク指令値を格納する第1のレジスタと、前記
軸反転検出部が位置フィードバック信号の反転を検出し
たときの前記トルク指令値を格納する第2のレジスタ
と、を具備し、前記第1のレジスタに格納されたトルク
指令値と、前記第2のレジスタに格納された、対応する
トルク指令値との差分をそれぞれ演算し、当該差分の平
均値と、最小値とを演算して、運転モードが補償モード
になると、前記速度指令値反転検出部がモータの速度指
令値の極性が反転したことを検出したときに、前記演算
した平均値と最小値のうち、指示されたいずれか一方を
トルク加算分として選択的に出力するトルクフィードフ
ォワード制御部と、 前記トルクフィードフォワード制御部が出力するトルク
加算分を前記トルク指令値に加算して、トルク指令値と
して出力するトルク指令値加算器と、を有することを特
徴とする位置制御装置。
A position control device for driving a servomotor based on a torque command value calculated from a difference between a position command signal and a position feedback signal, wherein a speed command for detecting that the polarity of the speed command value of the motor has been reversed. A value inversion detection unit, an axis inversion detection unit that detects inversion of a position feedback signal corresponding to the inversion of the polarity of the speed command value, and the speed instruction value inversion detection unit is a motor when the operation mode is in the adjustment mode. A first register that stores the torque command value when the inversion of the speed command value is detected, and a second register that stores the torque command value when the axis inversion detection unit detects the inversion of the position feedback signal. And a difference between a torque command value stored in the first register and a corresponding torque command value stored in the second register. When the operation mode is set to the compensation mode, the speed command value inversion detecting unit detects that the polarity of the speed command value of the motor is inverted when the operation mode is set to the compensation mode. Among the calculated average value and minimum value, a torque feed-forward control unit that selectively outputs one of the designated ones as a torque addition amount, and a torque addition amount output by the torque feed-forward control unit. A torque command value adder for adding the torque command value to the torque command value and outputting the torque command value as a torque command value.
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