JP2005243017A - 工作機械用の数値制御装置 - Google Patents
工作機械用の数値制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005243017A JP2005243017A JP2005039283A JP2005039283A JP2005243017A JP 2005243017 A JP2005243017 A JP 2005243017A JP 2005039283 A JP2005039283 A JP 2005039283A JP 2005039283 A JP2005039283 A JP 2005039283A JP 2005243017 A JP2005243017 A JP 2005243017A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- model
- controller
- input
- command value
- machine tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 37
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 34
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 10
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-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 programme data in numerical form
- G05B19/406—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 programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
- G05B19/4069—Simulating machining process on screen
-
- 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
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37612—Transfer function, kinematic identification, parameter estimation, response
-
- 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
- G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
- G05B2219/42019—Pi for position controller
-
- 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
- G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
- G05B2219/42306—Excess in error, compare reference with feedback
-
- 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
- G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
- G05B2219/42352—Sliding mode controller SMC, select other gain
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
【解決手段】工作機械用の数値制御装置10の中に、制御システムのモデル14を設ける。PI制御器12は制御システムとモデル14へ基準入力を択一的に供給し、解析部23が制御システムの測定出力xとモデル14の推定出力x’を収集する。ユーザインタフェイス部24は測定出力xと推定出力x’を一緒に表示する画面を作成し、操作者4は出力x、x’を比較することによってモデル14を適正化できる。操作者4は、さらに、適正化されたモデル14を利用してスライディングモード制御器13を模擬実験できる。ユーザインタフェイス部24は、基準入力や模擬実験電流等を設定する操作者入力を受け取る。
【選択図】 図1
Description
本発明の目的は、先行技術の数値制御装置にある不都合、特に、制御システムのモデル化に関わる不都合に取り組むことである。
これで発明の本質をすぐに理解できるが、後に詳細に述べる発明の好適な実施例を参照することによって、発明をより完全に理解できる。しかし、他の実施例を利用したり、本発明の範囲から逸脱することなく発明の好適な実施例に変更を加えることもできる。
テーブル34は、リニアモータ36によって駆動される。図示された実施例では、数値制御装置10は比例積分(「PI」)制御器12とスライディングモード制御器(「SMC」)13を含み、スイッチ18によってそれらのどちらか一方をサーボ制御器として択一的に使用できる。サーボ制御器は、特定入力uとして制御電流を電力増幅器32を介してリニアモータ36へ提供する。テーブル34あるいはリニアモータ36の位置は、位置検出器38によって測定される。測定位置xは、NC装置10へ送られ、測定位置xと指令位置rとの偏差eがサーボ制御器へ供給される。テーブル34とリニアモータ36を含む制御システムは、数式1の運動方程式によって表される。
数式1の運動方程式を、数式2へ変形することができる。
操作者4は、まず、スライディングモード制御器13を設計するため、制御システムを同定しなければならない(ステップS1)。特に、この同定実験によって、システムパラメータKm、cm、kmが求められる。最初に、操作者4が適当なメニューで電流ステップのタブを選択すると、表示部25は「電流ステップ」画面(図3)を表示する。「電流ステップ」画面を用いて、操作者4は、例えば基準入力の特定のような、同定実験用の条件を設定できる。
操作者4が「システム同定」画面中の「実験結果と比較」コントロールをクリックすると、UI部24はシステムパラメータKm、cm、kmをモデル14中に組み入れ、モデル14がPI制御器12へ接続されるようスイッチ16を制御する(ステップS4)。UI部24の出力に応答して、指令発生器27はPI制御器12が所定のステップ電流を発生するよう指令位置rを発生する。ステップ電流が基準としてモデル14へ供給され、モデル14の出力x’が解析部23へ供給される。解析部23は推定位置x’、推定速度、測定位置、測定速度をUI部24へ供給する。
操作者4は、モデル14が適正であることを保証するため、推定値が測定結果と一致するか否かを決定する(ステップS5)。もし操作者4がモデル14は適正であると判断すれば、処理はステップS6へ進む。そうでなければ、処理はステップS3へ進む。
操作者4は、模擬実験の持続時間を表す「模擬実験時間」と、テーブル34あるいはリニアモータ36の移動を表す「距離」 を入力する。操作者4が「模擬実験」コントロールをクリックすると、UI部24は、指令発生器27がSMC13へ接続されるとともにSMC13がモデル14へ接続されるよう、スイッチ13とスイッチ14を制御する。UI部24の出力に応答して、指令発生器27はSMC13が所定の電流を発生するよう指令位置rを発生する。こうして、基準入力がモデル14へ供給され、モデル14の出力x’が解析部23へ送られる。
操作者4は、推定値を指令値と比較し、スライディングモード制御器13が満足するものか否かを判断する(ステップS8)。操作者4がSMC13は満足するものと判断すれば、処理はステップS9へ進む。そうでなければ、処理はステップS6へ進む。
本発明はある特定の詳細な実施例を用いて説明された。本発明は上述の実施例に限定されることなく、本発明の精神および範囲から逸脱することなく当業者によって種々の変更や変形を加えることができることが理解されよう。
12、比例積分制御器
13、スライディングモード制御器
14、モデル
16、17、18、スイッチ
23、解析部
24、ユーザインタフェイス部
25、表示部
26、入力部
27、指令発生器
32、電力増幅器
34、テーブル
36、リニアモータ
38、位置検出器
Claims (14)
- サーボモータとサーボモータによって動作する移動体を含む制御システムの状態を表す測定出力を受け取ると共に、指令値を発生する指令発生器と、指令値の入力に応答して基準入力を制御システムへ送る基準入力発生器とを備えた工作機械用の数値制御装置において、
システムパラメータを有し指令値の入力に応答して推定出力を発生する制御システムのモデルと、
制御システムの測定出力とモデルの推定出力を記憶する解析部と、
指令値の入力に応答して模擬実験電流をモデルへ送るサーボ制御器と、
基準入力、模擬実験電流、モデルのシステムパラメータを含む操作者入力を受け取るユーザインタフェイス部とを含んで成ることを特徴とする工作機械用の数値制御装置。 - 基準入力発生器をサーボモータあるいはモデルのどちらかへ接続するスイッチをさらに含んで成る請求項1に記載の工作機械用の数値制御装置。
- サーボ制御器をサーボモータあるいはモデルのどちらかへ接続するサーボ制御器スイッチをさらに含んで成る請求項1に記載の工作機械用の数値制御装置。
- サーボ制御器はスライディングモード制御器である請求項1に記載の工作機械用の数値制御装置。
- 基準入力発生器は比例積分制御器である請求項1に記載の工作機械用の数値制御装置。
- 指令値は指令位置である請求項1に記載の工作機械用の数値制御装置。
- 指令値は指令速度である請求項1に記載のの工作機械用の数値制御装置。
- ユーザインタフェイス部はサーボ制御器を設計する画面を作成する請求項1に記載の工作機械用の数値制御装置。
- ユーザインタフェイス部はモデルの推定出力が制御システムの測定出力と共に表示される画面を作成する請求項1に記載の工作機械用の数値制御装置。
- ユーザインタフェイス部はモデルの推定出力が指令値と共に表示される画面を作成する請求項1に記載の工作機械用の数値制御装置。
- サーボモータによって動作する移動体を有する工作機械を制御する数値制御方法において、
基準入力を設定するステップ;
指令値を第1の制御器へ送るステップ;
指令値の入力に応答して基準入力を第1の制御器からサーボモータへ供給するステップ;
サーボモータの出力を測定するステップ;
サーボモータの測定出力を記憶するステップ;
モデル用のシステムパラメータを設定するステップ;
指令値の入力に応答して基準入力を第1の制御器からモデルへ供給するステップ;
モデルの推定出力を記憶するステップ;
サーボモータの測定出力をモデルの推定出力と比較する第1の比較ステップと、
モデルのシステムパラメータを調整するステップ;
第2の制御器の設計パラメータを設定するステップ;
模擬実験電流を設定するステップ;
指令値を第2の制御器へ送るステップ;
指令値の入力に応答して模擬実験電流を第2の制御器からモデルへ供給するステップ;
指令値をモデルの推定出力と比較するステップ;
第2の制御器の設計パラメータを調整するステップとを含んで成る工作機械用の数値制御装置。 - サーボモータとサーボモータによって動作する移動体を含む制御システムの状態を表す測定出力を受け取ると共に、指令値を発生する指令発生器と、指令値の入力に応答して基準入力を制御システムへ送る基準入力発生器とを備えた工作機械用の数値制御装置において、
指令値の入力に応答して推定出力を発生する制御システムのモデルと、
制御システムの測定出力とモデルの推定出力を記憶する解析部と、
指令値の入力に応答して模擬実験電流をモデルへ送るサーボ制御器と、
基準入力を設定する画面、模擬実験電流を設定する画面、モデルを定めるシステムパラメータを設定する画面、サーボ制御器を設計する画面を作成するユーザインタフェイス部とを含んで成ることを特徴とする工作機械用の数値制御装置。 - ユーザインタフェイス部はモデルの推定出力が制御システムの測定出力と共に表示される画面を作成する請求項12に記載の工作機械用の数値制御装置。
- ユーザインタフェイス部はモデルの推定出力が指令値と共に表示される画面を作成する請求項12に記載の工作機械用の数値制御装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/785,943 US6865440B1 (en) | 2004-02-26 | 2004-02-26 | Numeric control apparatus for machine tools |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005243017A true JP2005243017A (ja) | 2005-09-08 |
JP4446068B2 JP4446068B2 (ja) | 2010-04-07 |
Family
ID=34218265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005039283A Active JP4446068B2 (ja) | 2004-02-26 | 2005-02-16 | 工作機械用の数値制御装置および工作機械を制御する数値制御方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6865440B1 (ja) |
JP (1) | JP4446068B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105573255B (zh) * | 2016-02-19 | 2018-09-18 | 西安秦川数控系统工程有限公司 | 数控系统对伺服驱动控制的接口电路 |
CN105930666B (zh) * | 2016-04-27 | 2019-01-22 | 厦门大学 | 一种气流床气化炉炉膛温度的在线软测量方法 |
US10613511B2 (en) * | 2017-12-22 | 2020-04-07 | Industrial Technology Research Institute | Tool machine servo control simulation device and establishing method of structure model |
US20190196422A1 (en) * | 2017-12-22 | 2019-06-27 | Industrial Technology Research Institute | Tuning system, simulation unit and tuning and simulation method thereof |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3230831B2 (ja) * | 1992-01-28 | 2001-11-19 | オークマ株式会社 | モータ駆動制御装置 |
US5568377A (en) * | 1992-10-29 | 1996-10-22 | Johnson Service Company | Fast automatic tuning of a feedback controller |
KR970005988B1 (ko) * | 1992-11-16 | 1997-04-22 | 대우전자 주식회사 | 디스크드라이브의 헤드위치제어시스템 |
JP3285401B2 (ja) | 1992-12-18 | 2002-05-27 | オークマ株式会社 | 応答特性測定機能付数値制御装置 |
DE69939393D1 (de) * | 1998-09-28 | 2008-10-02 | Yaskawa Denki Kitakyushu Kk | Positionssteuerung |
US6198246B1 (en) * | 1999-08-19 | 2001-03-06 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Method and apparatus for tuning control system parameters |
-
2004
- 2004-02-26 US US10/785,943 patent/US6865440B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2005
- 2005-02-16 JP JP2005039283A patent/JP4446068B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6865440B1 (en) | 2005-03-08 |
JP4446068B2 (ja) | 2010-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11007646B2 (en) | Programming assistance apparatus, robot system, and method for generating program | |
CN108145709B (zh) | 控制机器人的方法和设备 | |
Flacco et al. | Discrete-time redundancy resolution at the velocity level with acceleration/torque optimization properties | |
US20120290122A1 (en) | Predictive control and virtual display system for a numerically controlled machine tool | |
EP3580619B1 (en) | Method and apparatus for robust reduction of shape error in laser powder deposition based additive manufacturing process due to uncertainty | |
JP2007090481A (ja) | ロボットシミュレーション装置 | |
US10759050B2 (en) | Robot off-line programming method and apparatus using the same | |
US5488689A (en) | Robot operation training system | |
JP5939202B2 (ja) | ロボット教示補助装置、ロボットシステムおよびロボット教示方法 | |
EP2946252B1 (en) | Automated input simulation for simulated programmable logic controller | |
JP2016130908A (ja) | 加工条件に応じてパラメータを調整するパラメータ自動調整装置 | |
JP4446068B2 (ja) | 工作機械用の数値制御装置および工作機械を制御する数値制御方法 | |
JP2006340480A (ja) | モータの制御装置及び制御方法 | |
US20050107921A1 (en) | Robot operation program modification device | |
CN106157721A (zh) | 机床的热位移修正训练装置 | |
US20190196422A1 (en) | Tuning system, simulation unit and tuning and simulation method thereof | |
US10838395B2 (en) | Information processing device | |
CN117621041A (zh) | 生成机器人的动作路径的装置、方法以及记录介质 | |
JP2009070181A (ja) | 動作プログラム作成支援システム | |
JPH0944219A (ja) | ロボットシミュレータ装置 | |
Barber et al. | Adaptive control of a DC motor for educational practices | |
Dai et al. | PIN-a PC-based robot simulation and offline programming system using macro programming techniques | |
JP7479571B2 (ja) | パラメータ調整装置、工作機械システムおよびパラメータ調整方法 | |
US11656599B2 (en) | Machining simulator and storage medium encoded with machining simulation program | |
JP2005115556A (ja) | サーボ制御装置の指令作成方法および装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070521 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090811 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090818 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091016 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091215 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20091216 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091216 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20091218 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130129 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4446068 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130129 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |