JP2007111777A - サーボシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤ引き出し用のＤＣモータと張力制御用のサーボモータを用いて張力制御を行う装置において、夫々のモータを個別に制御しても、ワイヤの速度変動を抑制できるサーボシステムを提供する。
【解決手段】ワイヤ引き出し用のＤＣモータと、ワイヤ張力制御用のサーボモータからなる張力制御装置において、速度検出手段を備えたサーボモータと、サーボアンプとを備え、前記サーボアンプはトルク制御手段と、前記速度検出手段の出力から直流成分を除去し、その変動分を抽出する速度変動抽出手段と、前記速度変動抽出手段の出力をゼロにする補正トルクを生成する補正トルク生成手段とを有し、前記指令トルクは前記トルク制御手段の出力と前記補正トルクの加算であることを特徴とするサーボシステムを用い、ワイヤ引き出し用のＤＣモータと張力制御用のサーボモータを個別に制御しても、ワイヤの走行速度の変動を抑制できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤの張力を高精度に制御する手段を備えたサーボシステムに関する。

従来、ワイヤの張力を制御する方法として、ワイヤ引き出し用にＤＣモータ、張力制御用にブレーキを用いる組み合わせや、ワイヤ引き出し用、張力制御用共にＤＣモータを用いる組み合わせがあった。

また、ワイヤ引き出し用にＤＣモータ、張力制御用にサーボモータを用い、上位コントローラにおいて、ＤＣモータとサーボモータの両方の制御を行うものもある。(例えば、特許文献１参照。)
特開平３−２６４２１３号公報

解決しようとする問題点は、特許文献１では上位コントローラにおいてＤＣモータへの速度指令をワイヤ引き出し用のＤＣモータと張力制御用のサーボモータの両方に利用しているが、市場ではＤＣモータへの指令速度をサーボアンプに利用せず、個別に制御したいという要求があり、個別に制御するとワイヤの走行速度に変動が生じる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、ワイヤ引き出し用のＤＣモータと張力制御用のサーボモータをそれぞれ個別に制御しても、ワイヤの速度変動を抑制できるサーボシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、ワイヤ引き出し用のＤＣモータと、ワイヤ張力制御用のサーボモータとからなる張力制御装置において、回転速度を検出する速度検出手段を備えたサーボモータと、前記サーボモータへのトルク指令を生成するサーボアンプとを備え、前記サーボアンプはトルク制御手段と、前記速度検出手段の出力から直流成分を除去し、その変動分を抽出する速度変動抽出手段と、前記速度変動抽出手段の出力をゼロにする補正トルクを生成する補正トルク生成手段とを有し、前記指令トルクは前記トルク制御手段の出力と前記補正トルクの加算であり、ワイヤ引き出し用のＤＣモータと張力制御用のサーボモータをそれぞれ個別に制御しても、ワイヤの走行速度の変動を抑制することができる。

本発明のサーボシステムによれば、サーボモータの速度変動分よりワイヤの走行速度を変動させているトルクを補正する補正トルクを生成するので、ワイヤの走行速度の変動を低減させることができる。

また、ワイヤ放電加工装置に本発明のサーボシステムを利用することにより、二つの独立したモータを用いても、張力を高精度に制御し、加工精度を維持することができる。

ワイヤ引き出し用のＤＣモータと、ワイヤ張力制御用のサーボモータとからなる張力制御装置において、回転速度を検出する速度検出手段を備えたサーボモータと、前記サーボモータへのトルク指令を生成するサーボアンプとを備え、前記サーボアンプはトルク制御
手段と、前記速度検出手段の出力から直流成分を除去し、その変動分を抽出する速度変動抽出手段と、前記速度変動抽出手段の出力をゼロにする補正トルクを生成する補正トルク生成手段とを有し、前記指令トルクは前記トルク制御手段の出力と前記補正トルクの加算する。

図１において、サーボモータ１には、回転速度を検出する速度検出手段２が備えられ、速度検出手段２の出力である速度信号３はサーボアンプ４に入力される。

サーボアンプ４は、速度信号３を入力とするトルク制御手段５と、速度信号３を入力とし、速度信号３の直流成分を除去する速度変動抽出手段６と、速度変動抽出手段６の出力を入力とし、速度変動分をゼロにする補正トルク７を生成する補正トルク生成手段８から構成され、トルク制御手段５の出力と補正トルク７を合成したトルク指令９がサーボアンプに入力される。ワイヤ引き出し用のＤＣモータとワイヤ張力制御用のサーボモータとからなる張力制御装置において、ワイヤ引き出し用のモータは定速で回転するため、このように速度変動の変動分を除去する補正トルクを加え、サーボモータの速度変動を小さくするサーボシステムが構築することで、張力を高精度に制御し、速度を一定に保つことができる。

また、速度変動抽出手段６は、速度信号３をＬＰＦ１０に通した信号と速度信号３の差分をとることにより、速度信号３の変動分を抽出し、補正トルク生成手段８は、速度変動抽出手段６の出力と指令値ゼロとの差分をとり、その差分を入力とする速度制御手段１１によって、補正トルク７を生成し、その信号の高周波を取り除くためにフィルタ１２を通すが、フィルタは省略してもよい。一般的にはトルク制御においては、トルクが一定となるように制御されるが、この補正トルク７とトルク生成手段５の出力を合成することにより、指令トルク９は振動的になってしまう。しかし、この指令トルクをサーボアンプに入力することにより、サーボモータの回転速度の変動を抑えることができ、結果張力を一定にし、速度変動の小さなサーボシステムを提供できる。

実施例２について図２を用いて説明する。図２において、１はサーボモータ、２は回転速度を検出する速度検出手段、３は速度信号、４はサーボアンプ、９はトルク指令、１３はワイヤ電極、１４、１４ａはワイヤ電極１３を引き出すワイヤ電極引き出しローラ、１５は引き出しローラ１４に直結したＤＣモータ、１６、１６ａはワイヤ電極１３に所望の張力を与えるサーボアンプと直結したフリクションローラ、１７、１８はワイヤ電極を加工物の上で案内するガイドローラ、１９はワイヤ放電加工装置にて加工される被加工物である。

この発明の一実施例装置は上記のように構成されており、次の動作について説明する。

ワイヤ電極１３はワイヤ電極引き出しローラ１４、１４ａではさまれて一定速度で走行され、フリクションローラ１６、１６ａにはさまれて張力がかけられる。また、ガイドローラ１７、１８により方向が変換され、被加工物１９の加工部に供給される。

被加工物１９の加工は、図示されない加工電源より被加工物１９とワイヤ電極１３の間に加工電流が供給され、ワイヤ電極１３と被加工物１９を図示されない駆動装置で相対的に移動することで行われる。

加工時にサーボモータ１とＤＣモータ１５を個別に制御すると、サーボモータのコギングトルクなどにより、サーボモータの回転速度にムラが生じるため、張力が変動し、加工
精度が低下する。

そこで、本発明に示すようにサーボモータの速度変動分を抽出し、その変動を抑える補正トルクをサーボモータに加えることで、サーボモータの回転速度のムラを抑制し、安定した張力をかけることができる。

このように、本発明のサーボシステムによれば、ワイヤ放電加工装置において、ワイヤの速度変動分を抽出し、その変動を抑えるように制御することにより、ワイヤの走行速度を安定させ、一定の張力をかけることができるので、モータを個別に制御しても高精度な加工精度を得ることができる。

本発明のサーボシステムは、張力制御を必要とするワイヤー放電加工装置や巻線機などにも有用である。

本発明の実施例１におけるブロック図 本発明の実施例２におけるワイヤ放電加工装置説明図

符号の説明

１ サーボモータ
２ 速度検出手段
３ 速度信号
４ サーボアンプ
５ トルク制御手段
６ 速度変動抽出手段
７ 補正トルク
８ 補正トルク生成手段
９ トルク指令
１０ ＬＰＦ
１１ 速度制御手段
１２ フィルタ
３ ワイヤ電極
１４、１４ａ ワイヤ電極引き出しローラ
１５ ＤＣモータ
１６、１６ａ フリクションローラ
１７、１８ ガイドローラ
１９ 被加工物

Claims (2)

1. ワイヤ引き出し用のＤＣモータと、ワイヤ張力制御用のサーボモータとからなる張力制御装置において、回転速度を検出する速度検出手段を備えたサーボモータと、前記サーボモータへのトルク指令を生成するサーボアンプとを備え、前記サーボアンプはトルク制御手段と、前記速度検出手段の出力から直流成分を除去し、その変動分を抽出する速度変動抽出手段と、前記速度変動抽出手段の出力をゼロにする補正トルクを生成する補正トルク生成手段とを有し、前記指令トルクは前記トルク制御手段の出力と前記補正トルクの加算であることを特徴とするサーボシステム。
2. 請求項１記載のサーボシステムを用いたワイヤ放電加工装置。