JP2006031146A - Numerical control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可動部または駆動機構の動作を示す数値データに基づいて可動部を動作させるように駆動機構を制御する数値制御装置に関し、特に可動部を備えた装置の振動を抑制するための技術に関する。 The present invention relates to a numerical control device that controls a drive mechanism so as to operate a movable portion based on numerical data indicating the operation of the movable portion or the drive mechanism, and in particular, a technique for suppressing vibration of a device including the movable portion. About.
従来から電動機を用いた位置決め制御において、マイクロコンピュータを用いたディジタルサーボ制御が行われ、振動抑制を目的とした電動機の制振装置が開示されている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, in positioning control using an electric motor, digital servo control using a microcomputer has been performed, and a vibration damping device for an electric motor for the purpose of vibration suppression has been disclosed (for example, Patent Document 1).
図5において、図7に示した構成のフィルタ部3を入れることにより、制御対象13の振動を励起しない指令パターンに変化させ、制御対象の振動を抑制する構造となっている。フィルタ部3は、位置指令θ*を2階微分し所定の係数1/(ωa2)を乗じた振動抑制補償値を算出する。ここでωaは制御対象の振動周波数をfaとするとωa=2π・faから算出される。 In FIG. 5, by inserting the filter unit 3 having the configuration shown in FIG. 7, the vibration of the controlled object 13 is changed to a command pattern that does not excite, and the vibration of the controlled object is suppressed. The filter unit 3 calculates a vibration suppression compensation value obtained by second-order differentiation of the position command θ * and multiplying by a predetermined coefficient 1 / (ωa 2 ). Here, ωa is calculated from ωa = 2π · fa where the vibration frequency to be controlled is fa.
位置指令θ*から制御対象位置θLまでの伝達関数の周波数特性図(図6)からも分かるように、フィルタ部3は指令パターンから制御対象13の、振動周波数fa付近の周波数の利得を下げたものになっている。 As can be seen from the frequency characteristic diagram of the transfer function from the position command θ * to the control target position θL (FIG. 6), the filter unit 3 reduces the gain of the frequency near the vibration frequency fa of the control target 13 from the command pattern. It is a thing.
更に、特許文献1では、フィルタ部3の影響により指令パターンが変化し、加速度変動点が発生することによるトルクリミットの影響を避けるために、フィルタ部3を図8に示す構成とし、ブロック2のような2次フィルタを挿入することを提案しているが、2次フィルタの影響により図9に示すようにフィルタ部入力のθ*(点線)に対し、フィルタ部出力であるθM*(実線)の変化終了点が遅れる。つまり応答が遅れるという課題があった。 Further, in Patent Document 1, in order to avoid the influence of the torque limit due to the change of the command pattern due to the influence of the filter section 3 and the occurrence of the acceleration fluctuation point, the filter section 3 is configured as shown in FIG. However, due to the influence of the secondary filter, θM * (solid line) which is the output of the filter unit with respect to θ * (dotted line) of the filter unit input as shown in FIG. The change end point of is delayed. In other words, there was a problem that the response was delayed.
この解決策としてωfを時間的に変化させる方法を提案しているが、指令パターンが変化した場合には対応できない。また、特許文献1ではフィルタ18を位置指令生成手段1に入れてもよいとしているが具体的な記載はない。
解決しようとする問題点は、所定の周波数およびその近傍の周波数の利得を下げる特性と高域の利得を抑える特性を併せ持つフィルタを入れることにより応答が遅れることである。 The problem to be solved is that the response is delayed by adding a filter having both a characteristic for lowering the gain of a predetermined frequency and its neighboring frequencies and a characteristic for suppressing the gain of the high frequency band.
また、フィルタを位置指令作成部に入れた場合の振動を抑制する周波数の設定方法である。 Further, this is a frequency setting method for suppressing vibration when a filter is placed in the position command creating unit.
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、電動機および制御対象に係わる振動を抑制しつつ応答を早める数値制御装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a numerical control device that speeds up the response while suppressing vibrations related to the electric motor and the controlled object.
上記の課題を解決するために本発明は、所定の周波数およびその近傍の周波数の利得を下げる特性と高域の利得を抑える特性を併せ持つフィルタに前記移動指令を作用させてサ
ーボアンプ指令として出力するフィルタと、前記移動指令と前記サーボアンプ指令を表示可能な表示手段と、前記移動指令の加速または減速時間を操作者が変更することが可能な入力手段とを備えた数値制御装置であり、操作者が移動指令のフィルタによる遅れ分を目で確認して加速減速時間を早めることにより応答を早めることが可能となる。
In order to solve the above-described problems, the present invention causes the movement command to act on a filter having both a characteristic for lowering the gain of a predetermined frequency and the frequency in the vicinity thereof and a characteristic for suppressing a high-frequency gain, and outputs it as a servo amplifier command A numerical control device comprising a filter, display means capable of displaying the movement command and the servo amplifier command, and input means capable of changing an acceleration or deceleration time of the movement command by an operator. It is possible for the person to confirm the delay by the movement command filter and to accelerate the acceleration / deceleration time, thereby speeding up the response.
本発明の数値制御装置によれば、所定の周波数及びその近傍の周波数の利得を下げる特性と、高域の利得を抑える特性とを併せ持つフィルタを指令生成手段に入れることにより、サーボアンプに指令を出力する前にフィルタによる遅れ分を計算できるために、遅れ分を考慮して加速および減速時間を調整でき、応答を早くすることができる。 According to the numerical control device of the present invention, a command is given to the servo amplifier by inserting a filter having a characteristic of lowering the gain of a predetermined frequency and a frequency in the vicinity thereof and a characteristic of suppressing the gain of the high frequency in the command generation means. Since the delay due to the filter can be calculated before output, the acceleration and deceleration times can be adjusted in consideration of the delay, and the response can be accelerated.
また、サーボアンプと通信できるようにすることにより、所定の周波数設定値をサーボアンプから設定できるために、指令作成手段側で所定の周波数を入力する手段を不要にできる。 Further, by enabling communication with the servo amplifier, a predetermined frequency setting value can be set from the servo amplifier, so that a means for inputting a predetermined frequency on the command creating means side can be eliminated.
指令生成手段により移動指令を生成しサーボアンプへ出力する数値制御装置において、所定の周波数およびその近傍の周波数の利得を下げる特性と高域の利得を抑える特性を併せ持つフィルタに前記移動指令を作用させてサーボアンプ指令として出力するフィルタと、前記移動指令と前記サーボアンプ指令を表示可能な表示手段と、前記移動指令の加速または減速時間を操作者が変更することが可能な入力手段とを備えた数値制御装置である。 In a numerical control device that generates a movement command by a command generation means and outputs it to a servo amplifier, the movement command is applied to a filter having both a characteristic for lowering a gain at a predetermined frequency and a frequency in the vicinity thereof and a characteristic for suppressing a high-frequency gain. A filter for outputting as a servo amplifier command, a display means for displaying the movement command and the servo amplifier command, and an input means for allowing an operator to change the acceleration or deceleration time of the movement command. It is a numerical control device.
図1において、1は位置指令生成手段、2は位置指令作成部、3はフィルタ部、4は位置指令出力部、5は表示手段、6は入力手段、7はサーボアンプであり、フィルタ部3は図8に示す構成と同じである。 In FIG. 1, 1 is a position command generating means, 2 is a position command creating section, 3 is a filter section, 4 is a position command output section, 5 is a display means, 6 is an input means, 7 is a servo amplifier, and a filter section 3 Is the same as the configuration shown in FIG.
サーボアンプ7にはサーボモータが接続され、サーボモータには制御対象が接続されているがここでは省略する。位置指令作成部2およびフィルタ部3はマイクロコンピュータを用いてプログラムで構成される。 A servo motor is connected to the servo amplifier 7 and a control target is connected to the servo motor, but the description is omitted here. The position command creating unit 2 and the filter unit 3 are configured by a program using a microcomputer.
まず、位置指令作成部2が作成した位置指令θ*をフィルタ部3に作用させるとフィルタ部3の出力であるサーボアンプ指令θM*は図9に示すようになり、所定の周波数ωaの利得を下げることにより制御対象の振動を低減できる。サーボアンプ指令θM*を位置指令出力部4からサーボアンプ7に出力する。なお、図9に示すパターンは表示手段5によって確認できるようになっている。 First, when the position command θ * created by the position command creation unit 2 is applied to the filter unit 3, the servo amplifier command θM *, which is the output of the filter unit 3, becomes as shown in FIG. 9, and a gain of a predetermined frequency ωa is obtained. By lowering, the vibration of the controlled object can be reduced. The servo amplifier command θM * is output from the position command output unit 4 to the servo amplifier 7. The pattern shown in FIG. 9 can be confirmed by the display means 5.
次に、操作者は入力手段6を用いて、位置指令パターンの加速減速時間を図4に示すサーボアンプ指令θ*のように早めるように入力する。これによりθM*の加速時間を早め、応答を早めることができる。 Next, the operator uses the input unit 6 to input the acceleration / deceleration time of the position command pattern so as to be advanced as in the servo amplifier command θ * shown in FIG. As a result, the acceleration time of θM * can be advanced and the response can be accelerated.
なお、入力手段6は通信等によって行っても良い。また、実施例1は位置指令について説明したが速度指令であっても良い。 The input unit 6 may be performed by communication or the like. Further, although the first embodiment has been described with respect to the position command, it may be a speed command.
実施例2について図2を用いて説明する。実施例1と同じブロックについては同じ符号を用いて説明を省略する。 A second embodiment will be described with reference to FIG. About the same block as Example 1, the description is abbreviate | omitted using the same code | symbol.
まず、位置指令生成手段1では位置指令作成部2からどのような位置指令パターンを出力するか、またフィルタ部3の構成は既知であるため、図9に示したサーボアンプ位置指
令θ*のような位置指令パターンにフィルタ部3を作用させたとき、サーボアンプ指令θM*がどのようなパターンになるかは、事前に計算可能である。
First, since the position command generation means 1 outputs what position command pattern from the position command creation unit 2 and the configuration of the filter unit 3 are known, the servo amplifier position command θ * shown in FIG. It is possible to calculate in advance what pattern the servo amplifier command θM * will be when the filter unit 3 is applied to a simple position command pattern.
そこで、図9において点線と実線の傾きをあらかじめ求め、図4に示した実線が図9に示した点線の傾きになるように、自動で図4に示す点線の傾きを変化させることにより、応答を早めることができる。なお、実線の傾きは最小二乗法等を用いれば簡単に求めることができる。 9 is obtained in advance and the slope of the dotted line shown in FIG. 4 is automatically changed so that the solid line shown in FIG. 4 becomes the slope of the dotted line shown in FIG. Can be expedited. Note that the slope of the solid line can be easily obtained by using the least square method or the like.
ところで、フィルタ部3の作用に関係なく最初から点線の傾きを急にしておけばよいのではないかと考えられるが、通常負荷、駆動機械の強度、あるいはサーボアンプの性能により指令パターンの最小加速減速時間は決まってくるため、適当に位置指令θ*の傾きを決定することはできない。 By the way, it is thought that the slope of the dotted line may be steep from the beginning regardless of the action of the filter unit 3, but the minimum acceleration / deceleration of the command pattern depends on the normal load, the strength of the driving machine, or the performance of the servo amplifier Since the time is determined, the inclination of the position command θ * cannot be determined appropriately.
実施例3について図3を用いて説明する。実施例1と同じブロックについては同じ符号を用いて説明を省略する。 A third embodiment will be described with reference to FIG. About the same block as Example 1, the description is abbreviate | omitted using the same code | symbol.
サーボアンプ7と位置指令生成手段1とは通信手段8によりパラメータのやり取りが可能である。一方、フィルタ部3に制御対象の振動周波数fa(ωa)を設定する必要がある。 The servo amplifier 7 and the position command generation means 1 can exchange parameters by the communication means 8. On the other hand, it is necessary to set the vibration frequency fa (ωa) to be controlled in the filter unit 3.
そこで、通信手段8を用いることでサーボアンプ7から設定が可能となり、実施例1のような位置指令生成手段1に対する入力手段を不要にできる。 Therefore, using the communication means 8 enables setting from the servo amplifier 7 and eliminates the need for an input means for the position command generating means 1 as in the first embodiment.
本発明の数値制御装置は、可動部または駆動機構の動作を示す数値データに基づいて可動部を動作させるように駆動機構を制御する装置の振動の抑制に適している。 The numerical control device of the present invention is suitable for suppressing vibration of a device that controls the drive mechanism so as to operate the movable portion based on numerical data indicating the operation of the movable portion or the drive mechanism.
1 位置指令生成手段
2 位置指令作成部
3 フィルタ部
4 位置指令出力部
5 表示手段
6 入力手段
7 サーボアンプ
8 通信手段
13 制御対象
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Position command production | generation means 2 Position command creation part 3 Filter part 4 Position command output part 5 Display means 6 Input means 7 Servo amplifier 8 Communication means 13 Control object
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004205644A JP2006031146A (en) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | Numerical control device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107533334A (en) * | 2015-04-23 | 2018-01-02 | 三菱电机株式会社 | Position control device |
CN110442058A (en) * | 2019-08-01 | 2019-11-12 | 珠海格力电器股份有限公司 | A kind of apparatus control method, storage medium and electronic equipment |
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US10627835B2 (en) | 2015-04-23 | 2020-04-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Positioning controller |
CN110442058A (en) * | 2019-08-01 | 2019-11-12 | 珠海格力电器股份有限公司 | A kind of apparatus control method, storage medium and electronic equipment |
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