JP2728260B2 - サーボ制御装置 - Google Patents
サーボ制御装置Info
- Publication number
- JP2728260B2 JP2728260B2 JP63132142A JP13214288A JP2728260B2 JP 2728260 B2 JP2728260 B2 JP 2728260B2 JP 63132142 A JP63132142 A JP 63132142A JP 13214288 A JP13214288 A JP 13214288A JP 2728260 B2 JP2728260 B2 JP 2728260B2
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- Japan
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- backlash
- movement
- amount
- unit
- acceleration
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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
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41078—Backlash acceleration compensation when inversing, reversing direction
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はサーボ制御装置に係り、特に重力方向に機械
可動部を移動させる鉛直軸を駆動するサーボモータの回
転方向反転時に行われるバックラッシュ補正を速やかに
実行させるサーボ制御装置に関する。
可動部を移動させる鉛直軸を駆動するサーボモータの回
転方向反転時に行われるバックラッシュ補正を速やかに
実行させるサーボ制御装置に関する。
＜従来の技術＞ サーボモータを用いて工作機械の送り軸を制御する場
合、サーボモータの回転方向反転時、換言すれば機械可
動部の移動方向反転時に、ギア等のバックラッシュを補
正するために、予め設定されているバックラッシュ補正
データ（位置の補正データ）を位置偏差データに加えて
速度指令を発生し、該速度指令に基づいてサーボモータ
の回転を制御する。
合、サーボモータの回転方向反転時、換言すれば機械可
動部の移動方向反転時に、ギア等のバックラッシュを補
正するために、予め設定されているバックラッシュ補正
データ（位置の補正データ）を位置偏差データに加えて
速度指令を発生し、該速度指令に基づいてサーボモータ
の回転を制御する。
しかし、バックラッシュ補正データは所定のポジショ
ンゲインKPを通じて速度ループに作用するため、サーボ
系の遅れにより機械はすぐには動かず、このため加工方
向反転箇所に象限突起が発生する。
ンゲインKPを通じて速度ループに作用するため、サーボ
系の遅れにより機械はすぐには動かず、このため加工方
向反転箇所に象限突起が発生する。
そこで、バックラッシュの影響を少なくするために
（速やかにバックラッシュ補正を完了するために）、速
度指令に適当な加速量（バックラッシュ加速量という）
を所定時間加えることが行われている。
（速やかにバックラッシュ補正を完了するために）、速
度指令に適当な加速量（バックラッシュ加速量という）
を所定時間加えることが行われている。
＜発明が解決しようとしている課題＞ かかるバックンラッシュ加速制御をモータの回転方向
反転時に行うと、機械系のバックラッシュに起因する象
限突起の発生を相当減少できる。
反転時に行うと、機械系のバックラッシュに起因する象
限突起の発生を相当減少できる。
ところで、従来技術ではバックラッシュ補正量は一定
である。従って、水平軸のように正方向移動時における
負荷と負方向移動時における負荷が同一の場合には問題
ないが、重力方向に機械可動部を移動させる鉛直軸の場
合には重力の影響で上方向移動時と下方向移動時におけ
る負荷が異なり、このためバックラッシュ加速量を一定
にしておくと、可動部の移動が下方向移動から上方向移
動へ反転した時あるいは上方向移動から下方向移動へ反
転した時に象限突起が発生するという問題がある。
である。従って、水平軸のように正方向移動時における
負荷と負方向移動時における負荷が同一の場合には問題
ないが、重力方向に機械可動部を移動させる鉛直軸の場
合には重力の影響で上方向移動時と下方向移動時におけ
る負荷が異なり、このためバックラッシュ加速量を一定
にしておくと、可動部の移動が下方向移動から上方向移
動へ反転した時あるいは上方向移動から下方向移動へ反
転した時に象限突起が発生するという問題がある。
以上から本発明の目的は鉛直軸により駆動される可動
部の移動方向が上方向から下方向、下方向から上方向の
いずれの方向に反転する場合であってもバックラッシェ
加速量を最適にできるサーボ制御装置を提供することで
ある。
部の移動方向が上方向から下方向、下方向から上方向の
いずれの方向に反転する場合であってもバックラッシェ
加速量を最適にできるサーボ制御装置を提供することで
ある。
＜課題を解決するための手段＞ 第１図は本発明のサーボ制御装置のブロック図であ
る。
る。
11はNC部、12は位置誤差演算部、13はエラーカウン
タ、15は速度制御部、、19はバックラッシュ補正タイミ
ング判別部、21はバックラッシュ加速量制御部である。
タ、15は速度制御部、、19はバックラッシュ補正タイミ
ング判別部、21はバックラッシュ加速量制御部である。
＜作用＞ バックラッシュ補正タイミング判別部19は、鉛直軸の
指令移動方向が反転した時にNC部11から与えられるバッ
クラッシュ補正量BCを保持すると共に、エラーカウンタ
13の内容（位置偏差）Erを監視して、Er＝０により鉛直
軸駆動サーボモータの回転方向反転を検出する。
指令移動方向が反転した時にNC部11から与えられるバッ
クラッシュ補正量BCを保持すると共に、エラーカウンタ
13の内容（位置偏差）Erを監視して、Er＝０により鉛直
軸駆動サーボモータの回転方向反転を検出する。
方向反転検出により、バックラッシュ補正タイミング
判別部19は保持ているバックラッシュ補正量BCを位置偏
差Er（＝０）に加えて速度指令VCMDを発生させると共
に、バックラッシュ加速量制御部21に移動の反転方向
（下→上、上→下）を指示する反転方向指示信号RDIを
入力する。
判別部19は保持ているバックラッシュ補正量BCを位置偏
差Er（＝０）に加えて速度指令VCMDを発生させると共
に、バックラッシュ加速量制御部21に移動の反転方向
（下→上、上→下）を指示する反転方向指示信号RDIを
入力する。
バックラッシュ加速量制御部21は、可動部の移動が下
方向移動から上方向移動へ反転した場合におけるバック
ラッシュ加速量ALUと、可動部の移動が上方向移動から
下方向移動へ反転した場合におけるバックラッシュ加速
量AUL（AUL＜ALU）の２種類のバックラッシュ加速量を
発生できるようになっているから、反転方向指示信号RD
Iに基づいて反転方向を識別し、該反転方向に応じた最
適のバックラッシュ加速量を速度指令VCMDに加算してバ
ックラッシュを補正する。
方向移動から上方向移動へ反転した場合におけるバック
ラッシュ加速量ALUと、可動部の移動が上方向移動から
下方向移動へ反転した場合におけるバックラッシュ加速
量AUL（AUL＜ALU）の２種類のバックラッシュ加速量を
発生できるようになっているから、反転方向指示信号RD
Iに基づいて反転方向を識別し、該反転方向に応じた最
適のバックラッシュ加速量を速度指令VCMDに加算してバ
ックラッシュを補正する。
＜実施例＞ 第１図は本発明のサーボ制御装置のブロック図であ
り、機械可動部を重力方向に移動させる鉛直軸のサーボ
系が示されている。
り、機械可動部を重力方向に移動させる鉛直軸のサーボ
系が示されている。
11はNC部であり、所定のサンプリング時間毎に移動指
令PCを発生すると共に、移動指令方向が反転するとバッ
クラッシュ補正量BCを出力する。12は移動指令PCと検出
移動量PAの差分を演算する位置誤差演算部、13は差分を
積分して位置偏差Erを出力するエラーカウンタ、14はポ
ジションゲインKP設定部、15は速度制御部、16は電流制
御部、17はサーボアンプ及びサーボモータ等のハードウ
エア部、18は位置検出用のパルスコータ、19はバックラ
ッシュ補正タイミング判別部、20はバックラッシュ補正
量加算部、21はバックラッシュ加速量制御部、22はバッ
クラッシュ加速量加算部である。
令PCを発生すると共に、移動指令方向が反転するとバッ
クラッシュ補正量BCを出力する。12は移動指令PCと検出
移動量PAの差分を演算する位置誤差演算部、13は差分を
積分して位置偏差Erを出力するエラーカウンタ、14はポ
ジションゲインKP設定部、15は速度制御部、16は電流制
御部、17はサーボアンプ及びサーボモータ等のハードウ
エア部、18は位置検出用のパルスコータ、19はバックラ
ッシュ補正タイミング判別部、20はバックラッシュ補正
量加算部、21はバックラッシュ加速量制御部、22はバッ
クラッシュ加速量加算部である。
バックラッシュ補正タイミング判別部19は、鉛直軸の
移動指令方向が反転した時にNC部11から与えられるバッ
クラッシュ補正量BCを記憶保持すると共に、エラーカウ
ンタ13の内容（位置偏差）Erを監視して、Er＝０により
鉛直軸駆動サーボモータの回転方向反転を検出する。そ
して、方向反転検出によりバックラッシュ補正量BCを加
算部20に出力すると共に、バックラッシュ加速量制御部
21に反転方向（下→上、上→下）を指示する反転方向指
示信号RDIを入力する。
移動指令方向が反転した時にNC部11から与えられるバッ
クラッシュ補正量BCを記憶保持すると共に、エラーカウ
ンタ13の内容（位置偏差）Erを監視して、Er＝０により
鉛直軸駆動サーボモータの回転方向反転を検出する。そ
して、方向反転検出によりバックラッシュ補正量BCを加
算部20に出力すると共に、バックラッシュ加速量制御部
21に反転方向（下→上、上→下）を指示する反転方向指
示信号RDIを入力する。
バックラッシュ加速量制御部21は、第２図に示すよう
に鉛直軸において上→下の方向反転（Ａ点）と下→上の
方向反転（Ｂ点）とで、バックラッシュ加速を最適にす
るために２種類のバックラッシュ加速量を発生できるよ
うになっている。すなわち、移動方向が上方向移動から
下方向移動へ反転した場合におけるバックラッシュ加速
量AULと、移動方向が下方向移動から上方向移動へ反転
した場合におけるバックラッシュ加速量ALU（AUL＜
ALU）の２種類のバックラッシュ加速量を発生できるよ
うになっている。そして、反転方向指示信号RDIが入力
された場合には、反転方向を識別し該反転方向に応じた
バックラッシュ加速量BACCを加算部22に出力するように
なっている。
に鉛直軸において上→下の方向反転（Ａ点）と下→上の
方向反転（Ｂ点）とで、バックラッシュ加速を最適にす
るために２種類のバックラッシュ加速量を発生できるよ
うになっている。すなわち、移動方向が上方向移動から
下方向移動へ反転した場合におけるバックラッシュ加速
量AULと、移動方向が下方向移動から上方向移動へ反転
した場合におけるバックラッシュ加速量ALU（AUL＜
ALU）の２種類のバックラッシュ加速量を発生できるよ
うになっている。そして、反転方向指示信号RDIが入力
された場合には、反転方向を識別し該反転方向に応じた
バックラッシュ加速量BACCを加算部22に出力するように
なっている。
尚、重力がない時のバックラッシュ加速量の最適値を
ACCL（ｆ）、方向反転時に重力が系に与える影響をキャ
ンセルするための加速量をACCL（ｇ）（＞０）とすれ
ば、上記バックラッシュ加速量AUL,ALUはそれぞれ次式 AUL＝ACCL（ｆ）−ACCL（ｇ） ALU＝ACCL（ｆ）＋ACCL（ｇ） となる。
ACCL（ｆ）、方向反転時に重力が系に与える影響をキャ
ンセルするための加速量をACCL（ｇ）（＞０）とすれ
ば、上記バックラッシュ加速量AUL,ALUはそれぞれ次式 AUL＝ACCL（ｆ）−ACCL（ｇ） ALU＝ACCL（ｆ）＋ACCL（ｇ） となる。
次に第１図の全体的動作を説明する。
演算部12において演算されたΔＴ毎の移動指令PCと検
出移動量PAの差分は、エラーカウンタ13で積分されて位
置偏差Erとなり、しかる後ポジションゲインKPを乗算さ
れて速度指令VCMDとなり、以後速度制御部15及び電流制
御部16においてそれぞれ速度制御、電流制御を施され鉛
直軸駆動用のサーボモータを回転する。
出移動量PAの差分は、エラーカウンタ13で積分されて位
置偏差Erとなり、しかる後ポジションゲインKPを乗算さ
れて速度指令VCMDとなり、以後速度制御部15及び電流制
御部16においてそれぞれ速度制御、電流制御を施され鉛
直軸駆動用のサーボモータを回転する。
かかる状態において、鉛直軸の指令移動方向が反転す
ると、NC部11から予め設定されているバックラッシュ補
正量BCが出力されると共に、ΔＴ毎に該反転方向への移
動指令PCが発生する。
ると、NC部11から予め設定されているバックラッシュ補
正量BCが出力されると共に、ΔＴ毎に該反転方向への移
動指令PCが発生する。
これにより、バックラッシュ補正タイミング判別部19
は該バックラッシュ補正量BCを保持すると共に、以後上
記サーボ制御処理と並行してエラーカウンタ13の内容
（位置偏差）Erを監視する。そして、Er＝０になった時
鉛直軸駆動サーボモータの回転方向（可動部の移動方
向）が反転したと判定すると共に、位置偏差Erが正から
零になったなら上方向移動から下方向移動に反転したと
判定し、位置偏差Erが負から零になったなら下方向移動
から上方向移動に反転したと判定する。
は該バックラッシュ補正量BCを保持すると共に、以後上
記サーボ制御処理と並行してエラーカウンタ13の内容
（位置偏差）Erを監視する。そして、Er＝０になった時
鉛直軸駆動サーボモータの回転方向（可動部の移動方
向）が反転したと判定すると共に、位置偏差Erが正から
零になったなら上方向移動から下方向移動に反転したと
判定し、位置偏差Erが負から零になったなら下方向移動
から上方向移動に反転したと判定する。
バックラッシュ補正タイミング判定部19は方向反転の
検出により、保持しているバックラッシュ補正量BCを加
算部20に出力すると共に、バックラッシュ加速量制御部
21に移動反転方向（下→上、上→下）を指示する反転方
向指示信号RDIを入力する。
検出により、保持しているバックラッシュ補正量BCを加
算部20に出力すると共に、バックラッシュ加速量制御部
21に移動反転方向（下→上、上→下）を指示する反転方
向指示信号RDIを入力する。
バックラッシュ補正量加算部20はバックラッシュ補正
量BCと位置偏差Er（＝０）を加算してポジションゲイン
設定部14に入力し、該ポジションゲイン設定部14はポジ
ションゲンインKPを乗算してバックラッシュ補正量に応
じた速度指令VCMDを発生する。
量BCと位置偏差Er（＝０）を加算してポジションゲイン
設定部14に入力し、該ポジションゲイン設定部14はポジ
ションゲンインKPを乗算してバックラッシュ補正量に応
じた速度指令VCMDを発生する。
又、バックラッシュ加速量制御部21は、反転方向指示
信号RDIに基づいて反転方向を識別し、該反転方向に応
じたバックラッシュ加速量BACCを加算部22に出力する。
すなわち、移動方向が上→下へ変化した場合には小さな
バックラッシュ加速量AULをBACCとして出力し、移動方
向が下→上へ変化した場合にな大きなバックラッシュ加
速量ALUをBACCとして出力する。
信号RDIに基づいて反転方向を識別し、該反転方向に応
じたバックラッシュ加速量BACCを加算部22に出力する。
すなわち、移動方向が上→下へ変化した場合には小さな
バックラッシュ加速量AULをBACCとして出力し、移動方
向が下→上へ変化した場合にな大きなバックラッシュ加
速量ALUをBACCとして出力する。
バックラッシュ加速量加算部22は、バックラッシュ加
速量BACCと速度指令VCMDを加算し、加算結果を真の速度
指令VCMD′として速度制御部15に入力し、速やかにバッ
クラッシュを補正する。
速量BACCと速度指令VCMDを加算し、加算結果を真の速度
指令VCMD′として速度制御部15に入力し、速やかにバッ
クラッシュを補正する。
このように、反転方向に応じてバックラッシュ加速量
を最適値にできるため、鉛直軸のバックラッシュ加速制
御においても重力の影響が除去され、水平軸と同じよう
にA,B両点でバックラッシュによる象限突起を低減でき
る。
を最適値にできるため、鉛直軸のバックラッシュ加速制
御においても重力の影響が除去され、水平軸と同じよう
にA,B両点でバックラッシュによる象限突起を低減でき
る。
尚、指令方向が変化した時点（NC部からバックラッシ
ュ補正量が与えられた時点）でバックラッシュ加速を行
うと、モータが完全に方向反転していない為、内側に切
り込んでしまう等の不具合が生じるが、本発明において
はサーボモータの回転方向が切り替わる瞬間にバックラ
ッシュ加速制御を行うようにしているから加工精度の低
下がない。
ュ補正量が与えられた時点）でバックラッシュ加速を行
うと、モータが完全に方向反転していない為、内側に切
り込んでしまう等の不具合が生じるが、本発明において
はサーボモータの回転方向が切り替わる瞬間にバックラ
ッシュ加速制御を行うようにしているから加工精度の低
下がない。
＜発明の効果＞ 以上本発明によれば、鉛直軸により駆動される可動部
の移動方向が上方向から下方向、下方向から上方向のい
ずれの方向に反転する場合であってもバックラッシュ加
速量を最適に構成したから、象限突起の発生を減少させ
ることができる。
の移動方向が上方向から下方向、下方向から上方向のい
ずれの方向に反転する場合であってもバックラッシュ加
速量を最適に構成したから、象限突起の発生を減少させ
ることができる。
第１図は本発明のサーボ制御装置のブロック図， 第２図は移動方向反転説明図である。 11……NC部、12……位置誤差演算部、 13……エラーカウンタ、15……速度制御部、 19……バックラッシュ補正タイミング判別部、 21……バックラッシュ加速量制御部
Claims (1)
- 【請求項１】サーボモータの回転方向反転時に、バック
ラッシュ補正データを位置偏差データに加えて速度指令
を発生すると共に、該速度指令にバックラッシュ加速量
を加算してバックラッシュ補正を行うサーボ制御装置に
おいて、 重力方向に機械可動部を移動させる鉛直軸を駆動するサ
ーボモータの回転方向反転を検出する手段と、 可動部の移動が下方向移動から上方向移動へ反転した場
合におけるバックラッシュ加速量ALUと、可動部の移動
が上方向移動から下方向移動へ反転した場合におけるバ
ックラッシュ加速量AULを異ならせると共に、AUL＜ALU
とするバックラッシュ加速量制御手段を有することを特
徴とするサーボ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63132142A JP2728260B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | サーボ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63132142A JP2728260B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | サーボ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01300314A JPH01300314A (ja) | 1989-12-04 |
| JP2728260B2 true JP2728260B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=15074344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63132142A Expired - Fee Related JP2728260B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | サーボ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2728260B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5732289B2 (ja) * | 2011-03-22 | 2015-06-10 | オークマ株式会社 | 工作機械 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57201902A (en) * | 1981-06-05 | 1982-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | Numerical controller |
| JPS5868111A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-22 | Fanuc Ltd | バツクラツシユ補正方式 |
-
1988
- 1988-05-30 JP JP63132142A patent/JP2728260B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01300314A (ja) | 1989-12-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |