JP2606773B2 - Method and apparatus for controlling acceleration in servo system - Google Patents
Method and apparatus for controlling acceleration in servo systemInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、送り軸の駆動制御を行
うサーボシステムにおける加速制御方法及び装置に関
し、特に送り系のバックラッシ、弾性変形、静摩擦に基
づくロストモーションに起因する精度劣化を軽減するサ
ーボシステムにおける加速制御方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acceleration control method and apparatus in a servo system for performing drive control of a feed shaft, and more particularly, to reduce accuracy deterioration caused by lost motion due to backlash, elastic deformation and static friction of a feed system. The present invention relates to an acceleration control method and device in a servo system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、工作機械等のＮＣ装置ではサー
ボモータの回転により送り軸を駆動し、ワークが載置さ
れたテーブルを移動する。ところで、送り軸駆動方向を
反転する際（円弧加工等の象限切り換わり時）や一時停
止後、再駆動するときには、バックラッシ、弾性変形に
よるねじれ及びテーブル案内面の静止摩擦等に起因し
て、ロストモーションが発生し、テーブルの実際の動き
にモータ駆動指令に対する時間的遅れが生ずる。このよ
うなロストモーションが生ずると、加工後のワーク形状
に段差や突起等の歪が残り、加工精度が著しく低下して
しまう。特に、ロストモーションの少ない他の軸を用い
た複数軸同時輪郭加工を行うと、同期が狂うため輪郭指
令経路と実動作軌跡に誤差が生じ、加工物に食い込み、
突起が生じ、形状精度が劣化する。2. Description of the Related Art For example, in an NC device such as a machine tool, a feed shaft is driven by rotation of a servomotor to move a table on which a work is placed. By the way, when reversing the driving direction of the feed shaft (at the time of switching of quadrants such as arc processing) or after resuming the driving, the lost motion may occur due to backlash, torsion due to elastic deformation, and static friction of the table guide surface. Motion occurs, and the actual movement of the table has a time delay with respect to the motor drive command. When such lost motion occurs, distortions such as steps and projections remain in the shape of the workpiece after processing, and processing accuracy is significantly reduced. In particular, if simultaneous multi-axis contour processing using other axes with less lost motion is performed, synchronization will be lost, causing errors in the contour command path and actual operation trajectory, cutting into the workpiece,
Protrusions occur and shape accuracy is degraded.
【０００３】かかるロストモーションの問題を軽減する
ため、従来、種々提案が為されている。例えば、上記バ
ックラッシによる工具の動作遅れ（工具移動軌跡からの
ズレ）を補償するため、予め当該ズレ量をＮＣ装置内部
に記憶しておき、送り軸の送り方向の反転タイミングを
サーボモータの回転量を検知するパルスコーダからの情
報やテーブル（送り軸）の移動距離を検出するリニアス
ケールからの情報に基づいて補償処理が行われる。すな
わち、反転タイミングで上記ズレ量の補償動作を行わせ
るため、図５に示す如く、バックラッシ加速度を与え
る。このような技術は、例えば、特開平3ー110603に開
示されている。[0003] In order to reduce the problem of lost motion, various proposals have hitherto been made. For example, in order to compensate for the operation delay of the tool due to the backlash (deviation from the tool movement trajectory), the deviation amount is stored in advance in the NC device, and the reversal timing of the feed direction of the feed shaft is determined by the rotation amount of the servo motor. The compensation processing is performed based on information from a pulse coder for detecting the distance and information from a linear scale for detecting the moving distance of the table (feed axis). In other words, a backlash acceleration is given as shown in FIG. Such a technique is disclosed in, for example, JP-A-3-110603.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
ＮＣ装置のようなサーボシステムでは、送り軸の送り方
向の反転時にバックラッシ加速量を速度指令に加えてズ
レを軽減している。しかしながら、上記従来方法では、
円弧加工等の送り軸の送り方向反転時のみ加速制御を行
っているので、送り軸が一旦停止してから再び同一方向
に移動するときに生ずる静摩擦についての配慮が為され
ておらず、精度面での問題が依然残っている。また、従
来方法では、ロストモーションの原因であるバックラッ
シ、弾性変形によるねじれ、静摩擦のすべてについて配
慮されているわけではない。また、バックラッシ低減の
ため、バックラッシ加速度を大きくすると、バックラッ
シの空転動作からねじれ動作に移行するときに送りねじ
とナット、歯車伝達機構等の送り駆動系の反対方向の歯
面に衝撃力が作用し、機械寿命が短くなる。更に、この
大きなバックラッシ加速を停止したときに、サーボシス
テムが不安定となり、速度に揺らぎが生じ、加工精度が
劣化する。As described above, in a servo system such as a conventional NC device, the displacement is reduced by adding the backlash acceleration amount to the speed command when the feed axis is reversed in the feed direction. However, in the above conventional method,
Acceleration control is performed only when the feed direction of the feed shaft is reversed, such as for arc processing, so that consideration has not been given to static friction that occurs when the feed shaft temporarily stops and then moves in the same direction again. The problem with remains. Further, in the conventional method, not all of backlash, torsion due to elastic deformation, and static friction, which are causes of lost motion, are considered. In addition, if the backlash acceleration is increased to reduce the backlash, when the backlash shifts from idling to torsion, an impact force acts on the tooth surface in the opposite direction of the feed drive system such as the feed screw, nut, and gear transmission mechanism. , The machine life is shortened. Further, when the large backlash acceleration is stopped, the servo system becomes unstable, the speed fluctuates, and the machining accuracy deteriorates.
【０００５】そこで、本発明の目的は、ロストモーショ
ンに起因する加工精度の劣化を著しく低減可能なサーボ
システムにおける加速制御方法及び装置を提供すること
にある。It is an object of the present invention to provide an acceleration control method and apparatus in a servo system that can significantly reduce the deterioration of machining accuracy due to lost motion.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明によるサーボシステムにおける加速制御方法
は、送り軸の駆動制御を行うサーボシステムにおける加
速制御方法において、前記送り軸の移動方向を検出し、
その移動方向が反転した時には送り系のバックラッシに
起因するロストモーションを補償する予め設定された第
１の加速速度を速度指令に加え、その後送り系の弾性変
形に起因するロストモーションを補償する予め設定され
た第２の加速速度を速度指令に加え、続いて送り系の静
摩擦に起因するロストモーションを補償する予め設定さ
れた第３の加速速度を速度指令に加えるように構成され
る。In order to solve the above-mentioned problems, an acceleration control method in a servo system according to the present invention is directed to an acceleration control method in a servo system for performing drive control of a feed axis. Detect
When the moving direction is reversed, a preset first acceleration speed for compensating for lost motion caused by backlash of the feed system is added to the speed command, and thereafter, a preset acceleration for compensating for lost motion caused by elastic deformation of the feed system is added. The second acceleration speed thus determined is added to the speed command, and subsequently, a preset third acceleration speed for compensating for lost motion due to static friction of the feed system is added to the speed command.
【０００７】[0007]
【０００８】更に、本発明によるサーボシステムにおけ
る加速制御装置は、送り軸の駆動制御を行うサーボシス
テムにおける加速制御装置において、送りモータの移動
方向及び移動量を検出する移動方向・移動量検出手段
と、送り系のバックラッシに起因するロストモーション
を補償する予め設定された第１の加速速度、前記送り系
の弾性変形に起因するロストモーションを補償する予め
設定された第２の加速速度、および前記送り系の静摩擦
に起因するロストモーションを補償する予め設定された
第３の加速速度を発生する加速速度発生手段と、前記移
動方向・移動量検出手段で前記送りモータの移動方向が
反転したことを検出した時、前記加速速度発生手段から
まず前記第１の加速速度を発生させ、その後前記第２の
加速速度を発生させ、続いて前記第３の加速速度を発生
させて順次速度指令に加えるシーケンス制御手段とを具
備して構成される。Further, the acceleration control device in the servo system according to the present invention is an acceleration control device in a servo system for controlling the drive of a feed shaft, wherein the movement control device includes a movement direction / movement amount detecting means for detecting a movement direction and a movement amount of a feed motor. A preset first acceleration speed that compensates for lost motion caused by backlash of the feed system, a second preset acceleration speed that compensates for lost motion caused by elastic deformation of the feed system, and the feed speed. Acceleration speed generating means for generating a predetermined third acceleration speed for compensating for lost motion caused by static friction of the system; and detecting that the moving direction of the feed motor is reversed by the moving direction / movement amount detecting means. Then, the acceleration speed generating means first generates the first acceleration speed, and then generates the second acceleration speed. Subsequently configured to and a sequence control means for applying successively the speed command to generate the third acceleration rate.
【０００９】[0009]
【作用】本発明では、送り軸の移動方向反転時や一旦停
止後の同一方向移動時のようにバックラッシ、ねじれ等
の弾性変形及び静摩擦に起因するロストモーションを、
それぞれの特性及び量に対応した最適な加速制御を行っ
て補償することにより、加工精度を大幅に改善してい
る。According to the present invention, lost motion caused by elastic deformation such as backlash and torsion and static friction, such as when the moving direction of the feed shaft is reversed or when the feed shaft is once moved in the same direction after being stopped,
Processing accuracy is greatly improved by performing optimal acceleration control corresponding to each characteristic and amount to compensate.
【００１０】[0010]
【実施例】次に、本発明について図面を参照しながら説
明する。図１は、本発明によるサーボシステムにおける
加速制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
本発明では、送り系のロストモーションを規定するバッ
クラッシ、弾性変形によるねじれ及び静摩擦のそれぞれ
に対して最適な補償を施し、その遅れ時間を最大限に低
減させている。すなわち、上記送り軸の送り方向の反転
の時間的遅れは、先ず、バックラッシによる時間的遅
れ、次いでねじれ等の弾性変形による時間的遅れ、最後
に静摩擦による時間的遅れの順序で発生する。そこで、
本発明は、この順序によって生ずる時間的遅れをその順
序に沿って個々に補償するような制御を行う。そのた
め、予め実験等により、バックラッシ量及びねじれ量を
含んだロストモーション量Ｍlと、バックラッシ量Ｍbを
求めておき、Ｍt=Ｍl−Ｍbとして弾性変形によるねじれ
量を演算し、予めメモリ２２内に格納しておく。また、
静摩擦に起因するロストモーション量Ｍsも実験的に求
めてメモリ２２内に格納しておく。Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing a processing procedure of an acceleration control method in a servo system according to the present invention.
In the present invention, optimal compensation is applied to each of backlash, torsion caused by elastic deformation, and static friction that define the lost motion of the feed system, and the delay time is reduced to the maximum. That is, the time delay of the reversal of the feed direction of the feed shaft occurs in the following order: first, a time delay due to backlash, then a time delay due to elastic deformation such as torsion, and finally, a time delay due to static friction. Therefore,
The present invention performs control such that the time delay caused by this sequence is individually compensated along the sequence. For this reason, the lost motion amount Ml including the backlash amount and the torsion amount and the backlash amount Mb are determined in advance by experiments and the like, and the amount of torsion due to elastic deformation is calculated as Mt = Ml−Mb, and stored in the memory 22 in advance. Keep it. Also,
The lost motion amount Ms caused by the static friction is also obtained experimentally and stored in the memory 22.
【００１１】本発明の実施例として、先ず、送り方向の
反転時の動作について説明する。図２は、本発明による
サーボシステムにおける加速制御装置の一実施例を示す
構成図である。本実施例では、上記ロストモーション発
生順に対応補償処理を行う。図３には、送り移動方向反
転時の、送りモータに与える速度補償分として与える加
速速度の時間的変化の一例が示されている。反転時に
は、最初にバックラッシ加速速度Ｖbを与えるため、バ
ックラッシ補償を行う。モータの移動量Ｐ2が上記バッ
クラッシ量Ｍbに至る直前を検出し、該検出時点からは
加速指令を歯面への衝突が問題なくなるようなバックラ
ッシ減速加速速度Ｖaに低下させる。その後、移動量Ｐ2
の予め設定した移動量を検出した後に、ねじれ等の弾性
変形に対処するために設定した弾性変形加速速度Ｖt
を、上記ねじれ量Ｍtだけの移動が検出されるまで与
え、弾性変形補償を行う。続いて、静摩擦によるロスト
モーションを補償するため、弾性変形加速速度Ｖtより
大きな静摩擦加速速度Ｖsを与える。この加速速度Ｖtと
Ｖsとの速度差により加速トルクを発生し、静摩擦に対
しハンマー効果を与える。静摩擦加速速度Ｖsは、上記
静摩擦に起因するロストモーション量Ｍsの移動が行わ
れるまで持続し、その後は、加速速度を徐々に減じる。First, as an embodiment of the present invention, an operation at the time of reversing the feed direction will be described. FIG. 2 is a configuration diagram showing one embodiment of the acceleration control device in the servo system according to the present invention. In this embodiment, the corresponding compensation processing is performed in the order of occurrence of the lost motion. FIG. 3 shows an example of a temporal change of the acceleration speed given as a speed compensation given to the feed motor when the feed movement direction is reversed. At the time of reversal, backlash compensation is performed to give the backlash acceleration speed Vb first. Immediately before the movement amount P2 of the motor reaches the backlash amount Mb, the acceleration command is reduced to the backlash deceleration acceleration speed Va from which the collision with the tooth surface does not cause any problem. Then, the movement amount P2
After detecting a preset amount of movement, an elastic deformation acceleration speed Vt set to deal with elastic deformation such as torsion.
Until the movement of the amount of twist Mt is detected, thereby performing elastic deformation compensation. Subsequently, in order to compensate for lost motion due to static friction, a static friction acceleration speed Vs higher than the elastic deformation acceleration speed Vt is given. Acceleration torque is generated by the speed difference between the acceleration speeds Vt and Vs, giving a hammer effect to static friction. The static friction acceleration speed Vs continues until the movement of the lost motion amount Ms caused by the static friction is performed, and thereafter, the acceleration speed is gradually reduced.
【００１２】一方、送り移動が一旦停止後、再び同一方
向に移動する場合には、図４に示す如く、図１の静摩擦
部加速制御のみを行う。つまり、一旦停止後、再移動を
開始する時点では、歯面は当たっており、弾性変形も保
持されているので、送り方向が反転した場合のようなバ
ックラッシ部加速制御Ｂ及び弾性変形部加速制御Ｔを行
う必要がない。On the other hand, when the feed movement once stops and then moves in the same direction again, as shown in FIG. 4, only the static friction portion acceleration control of FIG. 1 is performed. In other words, at the point when the re-movement is started after the stop, the tooth surface is in contact with the elastic deformation, and the backlash portion acceleration control B and the elastic deformation portion acceleration control as in the case where the feed direction is reversed are performed. There is no need to do T.
【００１３】さて、図１を参照して本実施例の動作、処
理手順を説明すると、先ず、送り軸が停止中か否かを判
定し（ステップＳ１）、停止中であれば、これから移動
を開始するか否かを判定する（ステップＳ２）。ここ
で、移動が開始されると、移動方向は前回の移動方向と
同一か否かを判定する（ステップＳ３）。同一方向と判
定されれば図４に示す静摩擦部加速制御を行うため、静
摩擦に打ち勝つ低い速度指令Ｖsでモータを回転させ
（ステップＳ４）、静摩擦量Ｍs相当だけモータが回転
したか（送り軸が移動したか）否かを判定し（ステップ
Ｓ５）、Ｍsだけ移動されたことが確認された時点で加
速速度Ｖsを徐々に減じ、処理を終了する。一方、ステ
ップＳ１において、送り軸が停止中でなければ、移動方
向の反転を検出し（ステップＳ６）、反転すると、また
ステップＳ３において、移動方向が前回の移動方向と同
一でない場合には、ステップＳ７の速度指令の反転を判
定する（ステップＳ７）。The operation and processing procedure of this embodiment will now be described with reference to FIG. 1. First, it is determined whether or not the feed axis is stopped (step S1). It is determined whether or not to start (step S2). Here, when the movement is started, it is determined whether or not the movement direction is the same as the previous movement direction (step S3). If it is determined that the direction is the same, the motor is rotated at a low speed command Vs that overcomes the static friction to perform the static friction portion acceleration control shown in FIG. 4 (step S4). It is determined whether or not it has moved (step S5), and when it is confirmed that it has moved by Ms, the acceleration speed Vs is gradually reduced, and the process is terminated. On the other hand, if the feed axis is not stopped in step S1, the reversal of the moving direction is detected (step S6), and if it is reversed, and if the moving direction is not the same as the previous moving direction in step S3, the process proceeds to step S3. The reversal of the speed command in S7 is determined (step S7).
【００１４】ここで、速度指令が反転していると判定す
ると、図３に示すバックラッシ部加速制御Ｂを行う。つ
まり、バックラッシ加速速度Ｖbでモータを回転させ
（ステップＳ８）、バックラッシに起因するロストモー
ション量Ｍbの所定量（例えば８０％）だけ移動したか
否かを判定する（ステップＳ９）。当該所定量だけ移動
したと判定すると、バックラッシ加速速度をＶaに減じ
（ステップＳ１０）、送り移動量がＭbに達したか否か
を判定する（ステップＳ１１）。送り移動量がＭbに至
るまでは、加速速度をＶaに維持し、Ｍbに到達すると、
引き続く図３に示す弾性変形部加速制御Ｔに移行する。
すなわち、弾性変形加速速度Ｖtで送りモータを回転さ
せ（ステップＳ１２）、弾性変形に起因するロストモー
ション量Ｍtだけ送り移動が行われたか（モータ回転し
たか）否かを判定する（ステップＳ１３）。Ｍtだけ移
動するまでは、上記加速速度Ｖtを維持し、Ｍtだけ移動
すると、前述したステップＳ４及びＳ５の図３に示す静
摩擦部加速制御部Ｓに移行する。If it is determined that the speed command is reversed, the backlash acceleration control B shown in FIG. 3 is performed. That is, the motor is rotated at the backlash acceleration speed Vb (step S8), and it is determined whether the motor has moved by a predetermined amount (for example, 80%) of the lost motion amount Mb caused by the backlash (step S9). If it is determined that it has moved by the predetermined amount, the backlash acceleration speed is reduced to Va (step S10), and it is determined whether or not the feed movement amount has reached Mb (step S11). The acceleration speed is maintained at Va until the feed moving amount reaches Mb, and when it reaches Mb,
The process proceeds to the elastic deformation portion acceleration control T shown in FIG.
That is, the feed motor is rotated at the elastic deformation acceleration speed Vt (step S12), and it is determined whether the feed movement is performed by the lost motion amount Mt due to the elastic deformation (whether the motor is rotated) (step S13). Until moving by Mt, the acceleration speed Vt is maintained, and after moving by Mt, the process proceeds to the static friction portion acceleration control unit S shown in FIG. 3 in steps S4 and S5 described above.
【００１５】図２を参照して、本発明の実施例によるサ
ーボシステムにおける加速制御装置を適用したＮＣ装置
の構成を説明する。テープ等の媒体１からのＮＣ指令信
号は、加減速制御部２で送り速度の加減速制御が行わ
れ、補間部３にて補間処理が施され、位置指令信号とし
て減算部４に供給される。減算部４からの出力は、位置
制御部５で位置制御のための処理が施され、速度指令信
号として加減算部６に供給される。速度制御部７は、加
減算部６からの速度指令に基づいて速度制御処理を行い
サーボアンプ８に出力する。サーボアンプ８からの出力
によってモータ１１は回転駆動される。パルスコーダ１
２は、モータ１１の回転量を検出して、モータ移動量情
報Ｐ2（送り軸移動量対応情報）として加速制御部９と
速度検出部１０に供給する。加速制御部９は、該モータ
移動量情報Ｐ2を受け、前述したロストモーションに起
因する時間遅れ、加工精度の劣化を除去するため、図３
に示す制御シーケンス処理を行うための加速速度（補正
速度）信号Ｐ1を加減算部６に供給する。Referring to FIG. 2, the configuration of an NC apparatus to which an acceleration control device in a servo system according to an embodiment of the present invention is applied will be described. An NC command signal from a medium 1 such as a tape is subjected to acceleration / deceleration control of a feed speed by an acceleration / deceleration control unit 2, subjected to an interpolation process by an interpolation unit 3, and supplied to a subtraction unit 4 as a position command signal. . The output from the subtraction unit 4 is subjected to a position control process by a position control unit 5 and is supplied to the addition / subtraction unit 6 as a speed command signal. The speed control unit 7 performs speed control processing based on the speed command from the addition / subtraction unit 6 and outputs the result to the servo amplifier 8. The output of the servo amplifier 8 drives the motor 11 to rotate. Pulse coder 1
2 detects the rotation amount of the motor 11 and supplies it to the acceleration control unit 9 and the speed detection unit 10 as motor movement amount information P2 (feed axis movement amount correspondence information). The acceleration control unit 9 receives the motor movement amount information P2, and removes the time delay and the deterioration of machining accuracy due to the lost motion described above.
An acceleration speed (correction speed) signal P1 for performing the control sequence processing shown in FIG.
【００１６】この加速制御部９に入力されたモータ移動
量情報Ｐ2は、まず移動方向・移動量検出部２０で移動
方向と移動量が刻々検出され、その情報をシーケンス制
御部２１へ送出する。シーケンス制御部２１はその情報
から送り軸は停止中か移動を開始したか、移動方向は前
回の移動と同一か、あるいは反対か等の送り軸の移動状
態を判定し、その判定結果に基づいてバックラッシ加速
速度Ｖb発生部２４、衝撃緩和加速速度Ｖa発生部２５、
弾性変形加速速度Ｖt発生部２６、静摩擦加速速度Ｖs発
生部２７から成る加速速度発生部２３を前述の図１のフ
ローチャートに記載の順序に従って制御し、所定のタイ
ミングで所定の加速速度情報Ｐ1が発生するようにして
いる。またメモリにはバックラッシに起因するロストモ
ーション量Ｍb、弾性変形に起因するロストモーション
量Ｍt、静摩擦に起因するロストモーション量Ｍsを予め
記憶しておき、加速速度発生部２３へ必要に応じて送出
し、各加速速度を与える時間を規定する働きをしてい
る。The movement direction / movement amount of the motor movement amount information P 2 input to the acceleration control unit 9 is firstly detected by the movement direction / movement amount detection unit 20, and the information is sent to the sequence control unit 21. The sequence control unit 21 determines from the information whether the feed axis is stopped or has started moving, the moving direction of the feed axis is the same as the previous movement, or the opposite, and the like, and based on the determination result, Backlash acceleration speed Vb generation unit 24, shock relaxation acceleration speed Va generation unit 25,
The acceleration speed generation unit 23, which includes the elastic deformation acceleration speed Vt generation unit 26 and the static friction acceleration speed Vs generation unit 27, is controlled in accordance with the order described in the flowchart of FIG. 1 and predetermined acceleration speed information P1 is generated at predetermined timing. I am trying to do it. The memory stores in advance a lost motion amount Mb due to backlash, a lost motion amount Mt due to elastic deformation, and a lost motion amount Ms due to static friction, and sends them to the acceleration speed generating unit 23 as needed. It functions to regulate the time for giving each acceleration speed.
【００１７】速度検出部１０は、パルスコーダ１２から
のモータ移動量情報Ｐ2に基づいて、送り速度を検出
し、加減速部６に供給する。加減算部６は、位置制御部
５からの指令速度と加速制御部９からの補正速度を加算
し、速度検出部１０からの速度を減算して速度制御部７
に出力する。モータ１１には減速機構（歯車）１６が結
合され、歯車１６を駆動することにより、送りねじ（送
り軸）１３を回転させてナット１４を介してテーブル１
５を移動させる。このテーブル１５の移動量、位置はス
ケール１７により検出され、位置検出部１８で、その位
置情報を検出し、減算部４にフィードバック制御のため
供給する。The speed detector 10 detects the feed speed based on the motor movement amount information P 2 from the pulse coder 12 and supplies the feed speed to the acceleration / deceleration unit 6. The addition / subtraction unit 6 adds the command speed from the position control unit 5 and the correction speed from the acceleration control unit 9, subtracts the speed from the speed detection unit 10, and subtracts the speed from the speed detection unit 10.
Output to A reduction mechanism (gear) 16 is coupled to the motor 11, and by driving the gear 16, a feed screw (feed shaft) 13 is rotated to rotate the table 1 via a nut 14.
Move 5 The amount of movement and the position of the table 15 are detected by the scale 17, the position information is detected by the position detection unit 18, and the position information is supplied to the subtraction unit 4 for feedback control.
【００１８】本発明の特許請求の範囲に記載の第１の加
速速度は本実施例のバックラッシ加速速度Ｖbに対応す
る。以下同様に第２の加速速度は弾性変形加速速度Ｖt
に、第３の加速速度は静摩擦加速速度Ｖsに、第４の加
速速度は衝撃緩和加速速度Ｖaにそれぞれ対応する。ま
た第１の移動量はバックラッシに起因するロストモーシ
ョン量Ｍbに、第２の移動量は弾性変形に起因するロス
トモーション量Ｍtに、第３の移動量は静摩擦に起因す
るロストモーション量Ｍsにそれぞれ対応する。 な
お、本実施例のように送りモータがＭb ，Ｍt，Ｍs移動
するまで各加速速度Ｖb，Ｖt，Ｖsを与えるのではな
く、各ロストモーション量Ｍb，Ｍt，Ｍsがそれぞれ０
になるであろう時間Ｔb，Ｔt，Ｔsを予め設定し、その
時間Ｔb，Ｔt，Ｔsだけ各加速速度を与えるようにして
も良い。The first acceleration speed described in the claims of the present invention corresponds to the backlash acceleration speed Vb of this embodiment. Hereinafter, similarly, the second acceleration speed is the elastic deformation acceleration speed Vt.
The third acceleration speed corresponds to the static friction acceleration speed Vs, and the fourth acceleration speed corresponds to the shock relaxation acceleration speed Va. The first movement amount corresponds to the lost motion amount Mb due to the backlash, the second movement amount corresponds to the lost motion amount Mt due to the elastic deformation, and the third movement amount corresponds to the lost motion amount Ms due to the static friction. Corresponding. Instead of giving the acceleration speeds Vb, Vt, Vs until the feed motor moves by Mb, Mt, Ms as in this embodiment, each lost motion amount Mb, Mt, Ms is set to 0.
May be set in advance, and each acceleration speed may be given by the time Tb, Tt, Ts.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるサー
ボシステムにおける加速制御方法及び装置によれば、送
り軸の移動方向反転時や一旦停止後の同一方向移動時の
ようにバックラッシ、ねじれ等の弾性変形及び静摩擦に
起因するロストモーションを、それぞの特性に対応した
最適な加速制御を行って補償しているので、加工精度を
大幅に改善するとともに機械的衝撃の問題も解消され
る。As described above, according to the acceleration control method and apparatus in the servo system according to the present invention, the backlash, the twist, etc., such as when the moving direction of the feed shaft is reversed or when the feed shaft is temporarily moved in the same direction after stopping. Lost motion caused by elastic deformation and static friction is compensated by performing optimal acceleration control corresponding to each characteristic, so that machining accuracy is greatly improved and the problem of mechanical impact is also eliminated.
【図１】本発明によるサーボシステムにおける加速制御
方法の一実施例の処理手順を示すフローチャートであ
る。FIG. 1 is a flowchart showing a processing procedure of an embodiment of an acceleration control method in a servo system according to the present invention.
【図２】本発明によるサーボシステムにおける加速制御
装置の一実施例を示す構成ブロック図である。FIG. 2 is a configuration block diagram showing one embodiment of an acceleration control device in the servo system according to the present invention.
【図３】本発明の一実施例における移動方向反転時の加
速制御の速度制御シーケンスを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a speed control sequence of acceleration control at the time of reversing the moving direction according to an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例における一旦停止後、同一方
向移動時の加速制御の速度制御シーケンスを示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a speed control sequence of acceleration control when moving in the same direction after stopping once in one embodiment of the present invention.
【図５】従来の加速制御の速度制御シーケンスを示す図
である。FIG. 5 is a diagram showing a speed control sequence of a conventional acceleration control.
１ テープ ２ 加減速
制御部 ３ 補間部 ４ 減算部 ５ 位置制御部 ６ 加減算
部 ７ 速度制御部 ８ サーボ
アンプ ９ 加速制御部 １０ 速度検
出部 １１ モータ １２ パルス
コーダ １３ 送りねじ １４ ナット １５ テーブル １６ 減速機
構（歯車） １７ スケール １８ 位置検
出部 ２０ 移動方向・移動量検出部 ２１ シーケ
ンス制御部 ２２ メモリ ２３ 加速速
度発生部 ２４ バックラッシ加速速度Ｖb発生部 ２５ 衝撃緩和加速速度Ｖa発生部 ２６ 弾性変形加速速度Ｖt発生部 ２７ 静摩擦加速速度Ｖs発生部1 Tape 2 Acceleration / deceleration control unit 3 Interpolation unit 4 Subtraction unit 5 Position control unit 6 Addition / subtraction unit 7 Speed control unit 8 Servo amplifier 9 Acceleration control unit 10 Speed detection unit 11 Motor 12 Pulse coder 13 Feed screw 14 Nut 15 Table 16 Reduction mechanism ( 17) Scale 18 Position detecting unit 20 Moving direction / moving amount detecting unit 21 Sequence control unit 22 Memory 23 Acceleration speed generation unit 24 Backlash acceleration speed Vb generation unit 25 Impact relaxation acceleration speed Va generation unit 26 Elastic deformation acceleration speed Vt generation unit 27 Static friction acceleration speed Vs generator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−45189（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−81705（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−110603（ＪＰ，Ａ) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-45189 (JP, A) JP-A-59-81705 (JP, A) JP-A-3-110603 (JP, A)
Claims (5)
おける加速制御方法において、 前記送り軸の移動方向を検出し、その移動方向が反転し
た時には送り系のバックラッシに起因するロストモーシ
ョンを補償する予め設定された第１の加速速度を速度指
令に加え、その後送り系の弾性変形に起因するロストモ
ーションを補償する予め設定された第２の加速速度を速
度指令に加え、続いて送り系の静摩擦に起因するロスト
モーションを補償する予め設定された第３の加速速度を
速度指令に加えることを特徴とするサーボシステムにお
ける加速制御方法。1. An acceleration control method in a servo system for controlling the drive of a feed shaft, comprising: detecting a moving direction of the feed shaft, and compensating for lost motion caused by backlash of the feed system when the moving direction is reversed. The set first acceleration speed is added to the speed command, and then a preset second acceleration speed for compensating for lost motion due to the elastic deformation of the feed system is added to the speed command, and subsequently, the static friction of the feed system is added to the speed command. An acceleration control method in a servo system, comprising adding a third acceleration speed set in advance to compensate for lost motion caused to the speed command.
おける加速制御方法において、 前記送り軸の移動方向を検出し、その移動方向が反転し
た時には送り系のバックラッシに起因するロストモーシ
ョンを補償する予め設定された第１の加速速度を予め設
定された第１の時間速度指令に加え、その後送り系の弾
性変形に起因するロストモーションを補償する予め設定
された第２の加速速度を予め設定された第２の時間速度
指令に加え、続いて送り系の静摩擦に起因するロストモ
ーションを補償する予め設定された第３の加速速度を予
め設定された第３の時間速度指令に加えることを特徴と
するサーボシステムにおける加速制御方法。2. An acceleration control method in a servo system for performing drive control of a feed shaft, comprising detecting a moving direction of the feed shaft, and compensating for lost motion caused by backlash of the feed system when the moving direction is reversed. The set first acceleration speed is added to a preset first time speed command, and thereafter, a preset second acceleration speed for compensating for lost motion caused by elastic deformation of the feed system is set in advance. In addition to the second time speed command, a third preset acceleration speed for compensating for lost motion due to static friction of the feed system is added to the third time speed command. Acceleration control method in servo system.
おける加速制御方法において、 前記送り軸の移動方向を検出し、その移動方向が反転し
た時には送り系のバックラッシに起因するロストモーシ
ョンを補償する予め設定された第１の加速速度を速度指
令に加えて送りモータを予め設定された第１の移動量駆
動し、その後送り系の弾性変形に起因するロストモーシ
ョンを補償する予め設定された第２の加速速度を速度指
令に加えて送りモータを予め設定された第２の移動量駆
動し、続いて送り系の静摩擦に起因するロストモーショ
ンを補償する予め設定された第３の加速速度を速度指令
に加えて送りモータを予め設定された第３の移動量駆動
することを特徴とするサーボシステムにおける加速制御
方法。3. An acceleration control method in a servo system for performing drive control of a feed shaft, comprising: detecting a moving direction of the feed shaft, and compensating for lost motion caused by backlash of the feed system when the moving direction is reversed. The set first acceleration speed is added to the speed command to drive the feed motor for a first set amount of movement, and then a second set of preset values for compensating for lost motion due to elastic deformation of the feed system. The acceleration motor is added to the speed command to drive the feed motor by a second predetermined amount of movement, and then the third acceleration speed preset to compensate for lost motion caused by static friction of the feed system is set to a speed command. In addition, an acceleration control method in the servo system, wherein the feed motor is driven by a third movement amount set in advance.
後、前記第２の加速速度を加える前に、前記送り軸の衝
撃を緩和する前記第１の加速速度よりも低い予め設定さ
れた第４の加速速度を速度指令に加えるようにした請求
項１に記載のサーボシステムにおける加速制御方法。4. The method according to claim 1, further comprising: adding a first acceleration speed to the speed command, and before applying the second acceleration speed, setting a preset lower acceleration speed than the first acceleration speed for reducing the impact of the feed shaft. 2. The acceleration control method according to claim 1, wherein the fourth acceleration speed is added to the speed command.
おける加速制御装置において、 送りモータの移動方向及び移動量を検出する移動方向・
移動量検出手段と、 送り系のバックラッシに起因するロストモーションを補
償する予め設定された第１の加速速度、前記送り系の弾
性変形に起因するロストモーションを補償する予め設定
された第２の加速速度、および前記送り系の静摩擦に起
因するロストモーションを補償する予め設定された第３
の加速速度を発生する加速速度発生手段と、 前記移動方向・移動量検出手段で前記送りモータの移動
方向が反転したことを検出した時、前記加速速度発生手
段からまず前記第１の加速速度を発生させ、その後前記
第２の加速速度を発生させ、続いて前記第３の加速速度
を発生させて順次速度指令に加えるシーケンス制御手段
と、 を具備したことを特徴とするサーボシステムにおける加
速制御装置。5. An acceleration control device in a servo system for performing drive control of a feed shaft, comprising: a moving direction detecting a moving direction and a moving amount of a feed motor;
Moving amount detection means, a first preset acceleration speed for compensating for lost motion caused by backlash of the feed system, and a second preset acceleration for compensating for lost motion caused by elastic deformation of the feed system Speed and a third preset compensation for lost motion due to static friction of the feed system
Acceleration speed generating means for generating an acceleration speed of: When the moving direction / movement amount detecting means detects that the moving direction of the feed motor is reversed, the acceleration speed generating means firstly sets the first acceleration speed to Sequence control means for generating the second acceleration speed, subsequently generating the second acceleration speed, and subsequently generating the third acceleration speed and sequentially adding the third acceleration speed to the speed command. .
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6566835B1 (en) | 1999-10-20 | 2003-05-20 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Nc machine tool, and method of controlling nc machine tool |
| JP2007226836A (en) * | 2007-05-28 | 2007-09-06 | Makino Milling Mach Co Ltd | Method for controlling numerically controlled machine tool and numerically controlled machine tool |
| JP2008225780A (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Okuma Corp | Backlash correction method for pivoting shaft in machine tool |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001166805A (en) * | 1999-12-13 | 2001-06-22 | Toshiba Mach Co Ltd | Method for setting up lost motion correction value of hybrid control type machine tool, computer-readable recording medium recording program for allowing computer to execute the method, and numerically controlled machine tool |
| JP4298353B2 (en) * | 2002-04-24 | 2009-07-15 | キヤノン株式会社 | Position control method, position control system, image forming apparatus, and computer program |
| JP4104409B2 (en) * | 2002-09-27 | 2008-06-18 | 株式会社ミツトヨ | Servo mechanism |
| JP5262880B2 (en) * | 2009-03-18 | 2013-08-14 | 株式会社デンソーウェーブ | Robot controller |
| JP5299255B2 (en) * | 2009-03-18 | 2013-09-25 | 株式会社デンソーウェーブ | Robot controller |
| JP7005127B2 (en) * | 2016-05-20 | 2022-01-21 | 三菱重工業株式会社 | Control system |
| JP6506232B2 (en) * | 2016-10-04 | 2019-04-24 | ファナック株式会社 | Motor control device, motor control method, and motor control program |
| JP6642371B2 (en) * | 2016-10-13 | 2020-02-05 | 株式会社島津製作所 | Material testing machine |
| JP6316905B1 (en) | 2016-11-07 | 2018-04-25 | ファナック株式会社 | Servo motor control device |
| JP7194910B2 (en) * | 2018-07-02 | 2022-12-23 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ROBOT CONTROL METHOD AND ROBOT CONTROL DEVICE |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5981705A (en) * | 1982-11-02 | 1984-05-11 | Fanuc Ltd | Compensating method of nc machine tool |
| JP2920941B2 (en) * | 1989-07-11 | 1999-07-19 | 松下電器産業株式会社 | Motor control device |
| JPH03105404A (en) * | 1989-09-20 | 1991-05-02 | Fujitsu Ltd | Direct teach system |
| JP3253022B2 (en) * | 1989-09-26 | 2002-02-04 | ファナック株式会社 | Servo motor backlash compensation control method |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4108490A patent/JP2606773B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6566835B1 (en) | 1999-10-20 | 2003-05-20 | Makino Milling Machine Co., Ltd. | Nc machine tool, and method of controlling nc machine tool |
| JP2008225780A (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Okuma Corp | Backlash correction method for pivoting shaft in machine tool |
| JP2007226836A (en) * | 2007-05-28 | 2007-09-06 | Makino Milling Mach Co Ltd | Method for controlling numerically controlled machine tool and numerically controlled machine tool |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05282019A (en) | 1993-10-29 |
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