JP2822809B2 - 位置制御方法および位置制御装置 - Google Patents

位置制御方法および位置制御装置

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JP2822809B2 JP4261494A JP26149492A JP2822809B2 JP 2822809 B2 JP2822809 B2 JP 2822809B2 JP 4261494 A JP4261494 A JP 4261494A JP 26149492 A JP26149492 A JP 26149492A JP 2822809 B2 JP2822809 B2 JP 2822809B2
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G05B19/404—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 control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • 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
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  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ターレットパンチプ
レス等の一般工作機械、レーザ加工機、放電加工機ある
いはワイヤボンデイング装置などの工作機械において、
加工物あるいは工具部材の移動、停止等に伴って発生す
る機械振動を抑制し、加工物と工具部材の円滑な相対位
置制御を行う位置制御方法およびその方法を実施する装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ターレットパンチプレス等の一般
工作機械、レーザ加工機、放電加工機あるいはワイヤボ
ンデイング装置などの工作機械（以下、工作機械と称す
る。）における例えば加工物の位置制御装置として、可
動部の加速度を検出し、その検出結果を制御部にフィー
ドバックして可動部の振動を抑制するものがある。図２
４はこの従来装置を示すもので、特開平１−１３６５８
２号公報に開示された装置を示すものである。図２４に
おいて、１はサーボアンプ、２は例えばモータ等の駆動
装置、３は継ぎ手および送りねじからなる伝達手段、４
は伝達手段３により移動する移動台等の可動部、５は駆
動装置２の速度ＶD を検出するタコゼネレータ、６は可
動部４の加速度αL を検出する加速度検出手段、７は加
速度検出手段６により検出される加速度αL を積分し、
可動部４の速度ＶL を得る積分器、８は可動部４の速度
ＶL と駆動装置２の速度ＶD との差ＶL −ＶD を増幅す
る増幅器、９はフィルタである。
【０００３】前記可動部４の加速度αL を積分して得ら
れる速度ＶLと駆動装置２の速度ＶDの差ＶL −ＶD は、
機械的固有振動に起因する可動部４の振動を抽出したも
ので、この信号を適切なゲインの増幅器８と適当な時定
数のフィルタ９を通して図示のような極性でフィードバ
ックすることにより、可動部４の振動が抑制される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記工作機
械は、通常、加工テーブルあるいは工具部材などの可動
部をＸ軸方向、Ｚ軸方向（またはＹ軸方向）の２軸以上
の方向に移動するように構成されており、このような工
作機械においてはそれぞれの可動部に固定される加工物
と工具部材との相対運動によって加工物の加工が行われ
るので、加工物と工具部材との有害な相対振動を抑制す
ることが加工精度を向上する上で重要である。次に、こ
の振動問題について図を用いて説明する。
【０００５】図２５は工作機械を簡略化して表現した模
式図である。同図において４はＸ軸方向に移動可能な第
１の可動部である加工テーブル、２は加工テーブル４を
Ｘ軸方向に駆動する第１の駆動装置、５は第１の駆動装
置２の例えば回転位置を検出する位置検出手段、３は加
工テーブル４に第１の駆動装置２の駆動力を伝える継ぎ
手および送りねじからなる第１の伝達手段、２６０は加
工テーブル４や第１の駆動装置２などを載せるためのベ
ッド、２６１はＺ軸方向に移動可能な第２の可動部であ
る加工ヘッド、２６２は加工ヘッド２６１を駆動する第
２の駆動装置、２６３は加工ヘッド２６１に駆動力を伝
える継ぎ手および送りねじからなる第２の伝達手段、２
６４は加工ヘッド２６１や第２の駆動装置２６２を載せ
るためのコラムである。
【０００６】従来装置は上記のように構成されており、
加工物を固定した加工テーブル４をＸ軸方向に、工具が
装着された加工ヘッド２６１をＺ軸方向にそれぞれ第１
および第２の伝達手段３、２６３を介して第１および第
２の駆動装置２、２６２によって位置制御しながら加工
物を所望の形状に加工する。この加工物へ加工を施す過
程において、Ｘ軸方向に加工テーブル４を加減速する場
合に、第１の伝達手段３が弾性体であるために加工テー
ブル４がＸ軸方向に振動する。さらに加工テーブル４の
加減速の反作用でベッド２６０が振動し、それによりコ
ラム２６４にＸ軸方向のタワミ振動が発生する。
【０００７】図２６は前記従来装置において振動対策を
施していない場合に加工テーブル４を停止状態から＋Ｘ
軸方向に移動させたときの、加工ヘッド２６１の加速度
βXと加工テーブル４の加速度αX および両者の相対加
速度αX −βX を示す波形図である。同図に示したよう
に振動対策を行わずに加工テーブル１を起動した場合、
加工テーブル４と加工ヘッド２６１の間の相対加速度波
形には加工テーブル４の加速度波形に比べて有害な残留
振動がより多く含まれている。その結果、加工物には加
工テーブル４と加工ヘッド２６１とのＸ軸方向の相対振
動による加工面のうねりなどが生じて加工精度が損なわ
れる。従って、図２４に示す従来装置のように、例えば
加工テーブル４の加速度を１軸だけ検出してフィードバ
ック補償したのみでは、上述のような加工テーブル４と
加工ヘッド２６１との相対振動による振動問題を十分に
解決できない問題点があった。
【０００８】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、相対振動を抑制し、高速・高
精度の位置制御を実現できる位置制御方法およびその方
法を実施する装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係わる位置
制御方法は、加工物とこの加工物を加工する工具部材と
の相対運動によってこの加工物の加工を行う工作機械に
おける前記加工物と前記工具部材との相対位置制御を行
う位置制御方法において、前記加工物と前記工具部材の
いずれか一方を可動部材に装着し、前記可動部材が第１
の部材上を移動できるように構成すると共に、前記第１
の部材に結合される第２の部材に前記加工物と前記工具
部材のいずれか他方を装着し、前記可動部材あるいはこ
の可動部材に装着された前記加工物と前記工具部材のい
ずれか一方の前記可動部材の移動軸方向への加速度成分
もしくは加速度成分が算出できる成分と、前記第２の部
材あるいはこの第２の部材に装着された前記加工物と前
記工具部材のいずれか他方の前記可動部材の移動軸方向
への加速度成分もしくは加速度成分が算出できる成分
と、の両成分を得て、この両成分に重みをつけて偏差を
とった値を前記可動部材の駆動手段に入力し、この入力
に基づいて前記可動部材あるいはこの可動部材に装着さ
れた前記加工物と前記工具部材のいずれか一方と、前記
第２の部材あるいはこの第２の部材に装着された前記加
工物と前記工具部材のいずれか他方との前記可動部材の
移動方向の相対振動を抑制するものである。
【００１０】第２の発明に係わる位置制御装置は、加工
物とこの加工物を加工する工具部材との相対運動によっ
てこの加工物の加工を行う工作機械における前記加工物
と前記工具部材との相対位置制御を行う位置制御装置に
おいて、前記加工物と前記工具部材のいずれか一方を装
着すると共に、第１の部材上を移動可能に構成される可
動部材と、前記可動部材あるいはこの可動部材に装着さ
れた前記加工物と前記工具部材のいずれか一方の前記可
動部材の移動軸方向への加速度成分もしくは加速度成分
が算出できる成分を検出する第１の検出手段と、前記第
１の部材に結合され、前記加工物と前記工具部材のいず
れか他方を装着する第２の部材と、前記第２の部材ある
いはこの第２の部材に装着された前記加工物と前記工具
部材のいずれか他方の前記可動部材の移動軸方向への加
速度成分もしくは加速度成分が算出できる成分を検出す
る第２の検出手段と、前記第１の検出手段の検出成分お
よび第２の検出手段の検出成分に基づく成分を入力し、
この両成分に重みをつけて偏差をとった値を基に、前記
可動部材あるいはこの可動部材に装着された前記加工物
と前記工具部材のいずれか一方と、前記第２の部材ある
いはこの第２の部材に装着された前記加工物と前記工具
部材のいずれか他方との前記可動部材の移動方向の相対
振動を抑制する振動抑制手段と、を備えたものである。
【００１１】第３の発明に係わる位置制御装置は、加工
物とこの加工物を加工する工具部材との相対運動によっ
てこの加工物の加工を行う工作機械における前記加工物
と前記工具部材との相対位置制御を行う位置制御装置に
おいて、第１の部材上を移動可能に構成され、前記加工
物と前記工具部材のいずれか一方が装着されると共に、
その加速度成分もしくは加速度成分を算出できる成分が
第１の検出手段により検出される可動部材と、前記可動
部材に駆動力を与える駆動手段と、前記駆動手段の前記
可動部材あるいはこの可動部材に装着された前記加工物
と前記工具部材のいずれか一方の前記可動部材の移動軸
方向の位置成分を検出する位置成分検出手段と、位置に
関する指令と前記位置成分検出手段の検出成分とに基づ
いて前記駆動手段への駆動指令を演算する指令演算手段
と、前記指令演算手段からの駆動指令を入力して前記駆
動手段を制御する駆動制御手段と、前記第１の部材に結
合される第２の部材と、前記第２の部材あるいはこの第
２の部材に装着された前記加工物と前記工具部材のいず
れか他方の前記可動部材の移動軸方向への加速度成分も
しくは加速度成分が算出できる成分を検出する第２の検
出手段と、前記第１の検出手段の検出成分と前記第２の
検出手段の検出成分とを入力して、この両成分に重みを
つけて偏差をとった値を基に、前記可動部材あるいはこ
の可動部材に装着された前記加工物と前記工具部材のい
ずれか一方と、第２の部材あるいはこの第２の部材に装
着された前記加工物と前記工具部材のいずれか他方との
前記可動部材の移動方向の相対振動を抑制する補正値を
演算し、前記駆動手段への駆動指令を補正する補正手段
と、を備えたものである。
【００１２】第４の発明に係わる位置制御装置は、加工
物とこの加工物を加工する工具部材との相対運動によっ
てこの加工物の加工を行う工作機械における前記加工物
と前記工具部材との相対位置制御を行う位置制御装置に
おいて、第１の部材上を移動可能に構成され、前記加工
物と前記工具部材のいずれか一方が装着されると共に、
その加速度成分もしくは加速度成分を算出できる成分が
第１の検出手段により検出される可動部材と、前記可動
部材に駆動力を与える駆動手段と、前記駆動手段の前記
可動部材あるいはこの可動部材に装着された前記加工物
と前記工具部材のいずれか一方の前記可動部材の移動軸
方向の位置成分を検出する位置成分検出手段と、位置に
関する指令と前記位置成分検出手段の検出成分とに基づ
いて前記駆動手段への駆動指令を演算する指令演算手段
と、前記指令演算手段からの駆動指令を入力して前記駆
動手段を制御する駆動制御手段と、前記第１の部材に結
合される第２の部材と、前記第２の部材あるいはこの第
２の部材に装着された前記加工物と前記工具部材のいず
れか他方の前記可動部材の移動軸方向の加速度成分もし
くは加速度成分が算出できる成分を検出する第２の検出
手段と、前記第１の検出手段の検出成分と前記第２の検
出手段の検出成分とを入力して、この両成分に重みをつ
けて偏差をとった値を基に、前記可動部材あるいはこの
可動部材に装着された前記加工物と前記工具部材のいず
れか一方と、第２の部材あるいはこの第２の部材に装着
された前記加工物と前記工具部材のいずれか他方との前
記可動部材の移動軸方向の相対振動を抑制する第１の補
正値を演算し、前記駆動手段への駆動指令を補正する第
１の補正手段と、前記駆動手段と前記可動部材と前記駆
動手段および前記可動部材との伝達手段とを含む部分を
振動特性や摩擦などのない理想負荷とみなして前記移動
軸方向のモデル位置成分を得るモデル位置出力手段と、
前記位置に関する指令と前記モデル位置出力手段からの
モデル位置成分に基づいて第２の補正値を演算し、前記
駆動手段への駆動指令を補正する第２の補正手段と、を
備え、たものである。
【００１３】第５の発明に係わる位置制御装置は、加工
物とこの加工物を加工する工具部材との相対運動によっ
てこの加工物の加工を行う工作機械における前記加工物
と前記工具部材との相対位置制御を行う位置制御装置に
おいて、第１の部材上を移動可能に構成され、前記加工
物と前記工具部材のいずれか一方が装着されると共に、
その加速度成分もしくは加速度成分が算出できる成分が
第１の検出手段により検出される可動部材と、前記可動
部材に駆動力を与える駆動手段と、前記駆動手段の前記
可動部材あるいはこの可動部材に装着された前記加工物
と前記工具部材のいずれか一方の前記可動部材の移動軸
方向の位置成分を検出する位置成分検出手段と、位置に
関する指令と前記位置成分検出手段の検出成分とに基づ
いて前記駆動手段への駆動指令を演算する指令演算手段
と、前記指令演算手段からの駆動指令を入力して前記駆
動手段を制御する駆動制御手段と、前記第１の部材に結
合される第２の部材と、前記第２の部材あるいはこの第
２の部材に装着された前記加工物と前記工具部材のいず
れか他方の前記可動部材の移動軸方向の加速度成分もし
くは加速度成分が算出できる成分を検出する第２の検出
手段と、前記可動部材の移動方向の位置に関する指令を
入力し、前記可動部材の移動軸方向のモデル加速度成分
を得るモデル加速度出力手段と、前記第１の検出手段の
検出成分と前記第２の検出手段の検出成分および前記モ
デル加速度出力手段の出力を入力して、前記第１の検出
手段の検出成分に重みをつけた値と前記第２の検出手段
の検出成分に重みをつけた値とから偏差をとり、この偏
差値と前記モデル加速度出力手段の出力に重みをつけた
値とから偏差をとった値を基に、前記可動部材あるいは
この可動部材に装着された前記加工物と前記工具部材の
いずれか一方と、前記第２の部材あるいはこの第２の部
材に装着された前記加工物と前記工具部材のいずれか他
方との前記可動部材の移動方向の相対振動を抑制する補
正値を演算し、前記駆動手段への駆動指令を補正する補
正手段と、を備えたものである。
【００１４】
【作用】第１の発明における位置制御方法は、加工物と
工具部材のいずれか一方を可動部材に装着し、可動部材
が第１の部材上を移動できるように構成すると共に、前
記第１の部材に結合される第２の部材に前記加工物と前
記工具部材のいずれか他方を装着し、前記可動部材ある
いはこの可動部材に装着された前記加工物と前記工具部
材のいずれか一方の前記可動部材の移動軸方向への加速
度成分もしくは加速度成分が算出できる成分と、前記第
２の部材あるいはこの第２の部材に装着された前記加工
物と前記工具部材のいずれか他方の前記可動部材の移動
軸方向への加速度成分もしくは加速度成分が算出できる
成分と、の両成分を得て、この両成分に重みをつけて偏
差をとった値を前記可動部材の駆動手段に入力し、この
入力に基づいて前記可動部材あるいはこの可動部材に装
着された前記加工物と前記工具部材のいずれか一方と、
前記第２の部材あるいはこの第２の部材に装着された前
記加工物と前記工具部材のいずれか他方との可動部材の
移動方向の相対振動を抑制する。
【００１５】第２の発明における振動抑制手段は、第１
の部材上を移動可能に構成される可動部材あるいはこの
可動部材に装着された加工物と工具部材のいずれか一方
と、前記第１の部材に結合される第２の部材あるいはこ
の第２の部材に装着される加工物と工具部材のいずれか
他方の前記可動部材の移動方向の相対振動を抑制する。
【００１６】第３の発明における補正手段は、第１の部
材上を移動可能に構成された可動部材あるいはこの可動
部材に装着された加工物と工具部材のいずれか一方の可
動部材の移動軸方向の加速度成分もしくは加速度成分を
算出できる成分と、前記第１の部材に結合される第２の
部材あるいはこの第２の部材に装着された加工物と工具
部材のいずれか他方の前記可動部材の移動軸方向への加
速度成分もしくは加速度成分が算出できる成分とを入力
して、この両成分に重みをつけて偏差をとった値を基
に、前記可動部材あるいはこの可動部材に装着された加
工物と工具部材のいずれか一方と、第２の部材あるいは
この第２の部材に装着された加工物と工具部材のいずれ
か他方との前記可動部材の移動方向の相対振動を抑制す
る補正値を演算して、駆動手段への駆動指令を補正す
る。
【００１７】第４の発明における第１の補正手段は、第
１の部材上を移動可能に構成された可動部材あるいはこ
の可動部材に装着された加工物と工具部材のいずれか一
方の前記可動部材の移動軸方向の加速度成分もしくは加
速度成分を算出できる成分と、前記第１の部材に結合さ
れる第２の部材あるいはこの第２の部材に装着された加
工物と工具部材のいずれか他方の前記可動部材の移動軸
方向の加速度成分もしくは加速度成分が算出できる成分
とを入力し、この両成分に重みをつけて偏差をとった値
を基に、前記可動部材あるいはこの可動部材に装着され
た加工物と工具部材のいずれか一方と、前記第２の部材
あるいはこの第２の部材に装着された加工物と工具部材
のいずれか他方との前記可動部材の移動軸方向の相対振
動を抑制する第１の補正値を演算して駆動手段への駆動
指令を補正し、モデル位置出力手段は、前記駆動手段と
前記可動部材と前記駆動手段および前記可動部材との伝
達手段とを含む部分を振動特性や摩擦などのない理想負
荷とみなして前記移動軸方向のモデル位置成分を出力
し、第２の補正手段は、位置に関する指令と前記モデル
位置出力手段からのモデル位置成分に基づいて第２の補
正値を演算し、前記駆動手段への駆動指令を補正する。
【００１８】第５の発明におけるモデル加速度出力手段
は、可動部材の移動方向の位置に関する指令を入力し、
前記可動部材の移動軸方向のモデル加速度成分を出力
し、補正手段は、第１の部材上を移動可能に構成された
可動部材あるいはこの可動部材に装着された加工物と工
具部材のいずれか一方の前記可動部材の移動軸方向の加
速度成分もしくは加速度成分が算出できる成分と、前記
第１の部材に結合される第２の部材あるいはこの第２の
部材に装着された加工物と工具部材のいずれか他方の前
記可動部材の移動軸方向の加速度成分もしくは加速度成
分が算出できる成分と、前記モデル加速度出力手段の出
力とを入力し、前記第１の検出手段の検出成分に重みを
つけた値と前記第２の検出手段の検出成分に重みをつけ
た値とから偏差をとり、この偏差値と前記モデル加速度
出力手段の出力に重みをつけた値とから偏差をとった値
を基に、前記可動部材あるいはこの可動部材に装着され
た前記加工物と前記工具部材のいずれか一方と、前記第
２の部材あるいはこの第２の部材に装着された前記加工
物と前記工具部材のいずれか他方との前記可動部材の移
動方向の相対振動を抑制する補正値を演算し、前記駆動
手段への駆動指令を補正する。
【００１９】
【実施例】実施例１．以下第１〜第３の発明の実施例を
図１〜図７により説明する。図中、同一符号で示された
ものは前記従来例と同一もしくは相当部分を示す。図１
は第１の発明による位置制御方法を実施する第２あるい
は第３の発明の一実施例である位置制御装置を工作機械
に適用した実施例を示すブロック図である。図１におい
て１０は加工テーブル４のＸ軸方向の加速度成分を検出
する第１の加速度検出手段、１１は加工ヘッド２６１の
Ｘ軸方向の加速度成分を検出する第２の加速度検出手
段、１２は第１の加速度検出手段１０の出力αX と第２
の加速度検出手段１１の出力βX とを入力し、補正値、
例えば補正トルク指令値τ1 を出力する補正手段である
トルク補正手段、１３は外部から与えられる位置に関す
る指令値、例えば位置指令値Ｘ* と位置検出手段５の出
力Ｘとに基づいて指令値、例えばトルク指令値τ0 を出
力するトルク指令演算手段等の指令演算手段、１４はト
ルク指令値τ0 に補正トルク指令値τ1 を加算して新た
な指令値、例えばトルク指令値τ* を出力する加算手
段、１５はトルク指令値τ* に基づいて第１の駆動装置
２の発生トルクを制御するトルク制御手段等の駆動制御
手段である。ここで、工具と加工ヘッド２６１によりこ
の発明で言う工具部材を構成している。なお、その他の
部分については図２５で説明した従来例と同様であり、
その説明を省略する。
【００２０】図２は前記トルク補正手段１２の一実施例
を示す図で、２０は第１の加速度検出手段１０の出力α
X と第２の加速度検出手段１１の出力βX との偏差を出
力する減算手段、２１は減算手段２０の出力αX −βX
を比例増幅して減算手段２０の出力αX −βX が減少す
るような極性の補正トルク指令値τ1 を出力する比例増
幅手段である。
【００２１】また、図３は前記トルク補正手段１２の他
の実施例を示す図で、３０と３１は第１の加速度検出手
段１０の出力αX と第２の加速度検出手段１１の出力β
X をそれぞれ比例増幅する比例演算増幅手段、２０は比
例演算増幅手段３０の出力と比例演算増幅手段３１の出
力との偏差を出力する減算手段である。
【００２２】第１の発明による位置制御方法を実施する
第２あるいは第３の発明の実施例装置は上記のように構
成されており、次にその動作について説明する。前述の
ように、加工テーブル４を停止状態から＋Ｘ方向に起動
した場合、加工テーブル４と加工ヘッド２６１の相対加
速度αX −βX は図２６（ｃ）に示したような波形にな
る。斜線で示した有害な残留振動を抑制するにはトルク
補正手段１２で相対加速度を減少させるような補正トル
ク指令値τ1 を演算してトルク指令演算手段１３の出力
τ0 に加え、そしてそれを新たなトルク指令値τ* とし
てトルク制御手段１５に与えればよい。図２で具体的に
トルク補正手段１２の動作を説明する。ただし、トルク
制御手段１５に正のトルク指令値τ* を与えた場合に、
第１の駆動装置２は、図１に示した＋Ｘ方向に加工テー
ブル４を移動させる駆動トルクを発生し、第１の加速度
検出手段１０および第２の加速度検出手段１１は＋Ｘ方
向の加速度に対して正の検出値を出力するものと仮定し
た場合において、加工テーブル４を＋Ｘ方向に起動した
場合に図２６（ａ）〜（ｃ）のような極性の加速度波形
が得られるものとする。
【００２３】図２に示したトルク補正手段１２におい
て、減算手段２０は加工テーブル４の加速度αX と加工
ヘッド２６１の加速度βX を入力して相対加速度αX −
βX を出力する。比例増幅手段２１はその相対加速度α
X −βX を補正ゲインＫ1 倍して補正トルク指令値τ1
を出力する。次に、加算手段１４はトルク指令演算手段
１３の出力τ0 とトルク補正手段１２の出力τ1 とを加
算し、新たなトルク指令値τ* を出力する。トルク制御
手段１５は加算手段１４の出力であるトルク指令値τ*
に基づいて第１の駆動装置２のトルクを制御する。以上
の構成の場合、比例増幅手段２１の補正ゲインＫ1 の極
性を負にすると相対加速度αX −βX の逆極性の信号に
比例したトルク成分をトルク指令演算手段１３の出力に
加えることになるので、図２６（ｃ）に示す相対加速度
αX −βX に含まれる残留振動を抑制できる。
【００２４】次に、図３に示したトルク補正手段１２を
用いた場合について説明すると、比例増幅手段３０、３
１は第１の加速度検出手段１０と第２の加速度検出手段
１１の出力をそれぞれ補正ゲインＫ1 a ，Ｋ1 b 倍し、
減算手段２０は比例演算増幅手段３０と３１のそれぞれ
の出力の偏差を出力する。
【００２５】ここで第１〜第３の発明により相対加速度
に含まれる残留振動を抑制できる理由を詳細に説明す
る。加算手段１４の出力であるトルク指令値τ* から加
工テーブル４の加速度αXまでの伝達関数をＧ1、同じく
加工ヘッド２６１の加速度 βXまでの伝達関数をＧ2 と
する。トルク補正手段１２が図２の実施例の場合、トル
ク指令演算手段１３の出力τ０と相対加速度αXーβX
の関数を表すブロック線図は図４のようになる。同図に
おいて、トルク指令値τ０ から相対加速度αXーβXま
での伝達特性は次のようになる。
【００２６】
【数１】
【００２７】上式で補正ゲインＫ１の絶対値を大きくす
ると分母の値が大きくなり、相対加速度αＸーβＸが小
さくなるので、相対加速度に含まれる残留振動を抑制で
きることがわかる。
【００２８】このことをさらにシミュレーションで確認
する。図２５に示す工作機械の模式図のＸ軸方向の振動
モデルの一例を図５に示す。このモデルを使って加工テ
ーブル４を駆動した場合の各部応答のシミュレーション
結果について次に説明する。図６に相対加速度αX −β
X の応答波形を示す。同図より、補正ゲインＫ1 を大き
くすると相対加速度αX −βX に含まれる残留振動成分
が減少することがわかる。また、トルク補正手段１２が
図３に示す実施例の場合、トルク指令値τ０から相対加
速度αXーβXまでの関数を表すブロック線図は図７のよ
うになり、さらに伝達特性は次のようになる。
【００２９】
【数２】
【００３０】上式においても補正ゲインＫ１ａ，Ｋ１ｂ
の絶対値を大きくすると、分母の値が大きくなり、相対
加速度αＸーβＸが小さくなるので、相対加速度に含ま
れる残留振動を抑制できることがわかる。
【００３１】実施例２．図８は第１の発明による位置制
御方法を実施する第２あるいは第３の発明のー実施例で
ある位置制御装置を、リニアモータによる移動機構を備
えた工作機械に適用した場合の実施例を示す図である。
図において、３００はベッド２６０に固定されたＸ軸の
リニアモータの固定子、３０１は加工テーブル４に固定
されたＸ軸のリニアモータの可動子、３０２は加工テー
ブル４に取りつけられたリニアスケールのスケール、３
０３はベッド２６０に取りつけられ加工テーブル４の位
置を検出するリニアスケールのヘッド、３１２は第１の
加速度検出手段１０の出力αX と第２の加速度検出手段
１１の出力βX とを入力し、加工テーブル４と加工ヘッ
ド２６１の相対振動加速度αX −βX が減少するような
補正推力指令値Ｆ1を出力する推力補正手段、３１３は
外部から与えられる位置指令値Ｘ* とリニアスケールの
ヘッド３０２の出力である加工テーブル４の位置Ｘとに
基づいて、位置偏差Ｘ* −Ｘが減少するような推力指令
値Ｆ0 を出力する推力指令演算手段、３１４は推力指令
値Ｆ0 に補正推力指令値Ｆ1 を加算して新たな推力指令
値Ｆ* を出力する加算手段、３１５は推力指令値Ｆ*
に基づいて固定子３００と可動子３０１からなるＸ軸の
リニアモータに電力を供給しその発生推力を制御する推
力制御手段である。
【００３２】なお、ここで、加工テーブル４に作用する
推力と、前記加工テーブル４を駆動するモータのトルク
とは比例関係にあり、前記実施例１における各図で説明
したトルクを、実施例２においては推力に置き換えれば
良い。
【００３３】以上の説明のように、第１の発明を実施す
る第２あるいは第３の発明の実施例装置では、トルク補
正手段１２あるいは推力補正手段３１２の補正ゲインを
大きくした方が振動の抑制効果は高くなる。しかし、図
２６（ｃ）に示すように、相対加速度には加工テーブル
４を駆動するのに必要な図２６（ｂ）の斜線で示した加
速度成分も含まれているので、あまり補正ゲインを高く
しすぎると位置指令値Ｘ＊に対する加工テーブル４の応
答が低下してしまうという欠点がある。これは、数１、
数２において補正ゲインの値を例えば無限大にすると、
相対加速度αＸーβＸが零になることからもわかる。こ
のことを図５のモデルを使ったシミュレーションで確認
したのが図９である。同図は加工テーブル４を一定量移
動した場合の、加工テーブル４と加工ヘッド２６１の相
対変位のシミュレーション結果である。同図に示すよう
に補正ゲインＫ１を大きくすると残留振動成分は少なく
なるが、オーバシュートが生じて不都合なことがわか
る。次に説明する第４および第５の発明は、このような
欠点を解決するためになされたものである。
【００３４】実施例３．次に第４の発明の実施例につい
て図１０〜図１３を用いて説明する。図１０は第４の発
明の一実施例による位置制御装置を工作機械に適用した
例を示すブロック図である。同図において、９０は第１
の補正手段、例えば第１のトルク補正手段で、図１ある
いは図８に示すトルク補正手段１２あるいは推力補正手
段１２と同等のものである。９１は位置に関与する指令
値、例えば位置指令値Ｘ* と後述する機械系モデル等の
モデル位置出力手段からのモデル位置出力ＸM とに基づ
いて第２の補正値、例えば第２の補正トルクτ2 を演算
し出力する第２のトルク補正手段等からなる第２の補正
手段、９２は入力した第２の補正トルクτ2 に対するモ
デルの出力ＸM を演算し出力するモデル位置出力手段で
ある。モデル出力手段９２は第１の駆動装置２と第１の
伝達手段３と加工テーブル４とを単なる負荷イナーシャ
とみなして２重積分要素で近似したモデル位置を出力す
るものである。なお、その他の部分は図１あるいは図８
に示したものと同等であり、ここでの説明を省略する。
【００３５】図１１は前記モデル出力手段９２の構成の
一実施例で、１００は第２の補正トルク指令τ2 を負荷
イナーシャＪの逆数倍する比例増幅手段、１０１は比例
増幅手段１００の出力を２回積分する２重積分手段であ
る。ここで、負荷イナーシャＪは第１の伝達手段３およ
び加工テーブル４を第１の駆動装置２の軸換算イナーシ
ャに変換したものと第１の駆動装置２の回転子イナーシ
ャとを加算したものである。
【００３６】モデル出力手段９２は振動的であってはな
らないので、図１０における第１の伝達手段３および加
工テーブル４を第１の駆動装置２の軸換算イナーシャに
変換したものと、第１の駆動装置２の回転子イナーシャ
とを合算した値にほぼ相当する単なる負荷イナーシャと
してモデル化している。この負荷イナーシャの値をＪと
する。比例増幅手段１００は第２の補正トルク指令τ２
を負荷イナーシャ値Ｊの逆数倍することによりモデル出
力手段９２の加速度ｄ 2 ＸM／ｄｔ 2 を出力する。２重積
分手段１０１は加速度ｄ 2 ＸM／ｄｔ 2 を２回積分するこ
とによりモデル位置ＸMを出力する。
【００３７】図１２は前記第１のトルク補正手段９０の
一実施例であり、図２に示したトルク補正手段１２と同
様の構成および動作であるのでここでの説明を省略す
る。
【００３８】第４の発明の実施例装置は上記のように構
成されており、次にその動作について説明する。第２の
トルク補正手段９１はモデル位置出力手段９２のモデル
位置ＸM を位置指令値Ｘ* に対して所望の応答で制御す
る働きをする。前述のようにモデル位置出力手段９２は
第１の駆動装置２と第１の伝達手段３と加工テーブル４
を一つの負荷イナーシャＪとしてモデル化しているの
で、第２のトルク補正手段９１の出力τ2 は振動特性や
摩擦などのない単純な負荷イナーシャＪを所望の応答で
制御するのに必要なトルク成分となる。
【００３９】次に第１のトルク補正手段９０は図１ある
いは図８のトルク補正手段１２あるいは推力補正手段１
２と同様の作用をし、加速度αX 、βX を入力して相対
振動が減少するような補正トルク指令値τ1 を出力す
る。加算手段１４はトルク指令演算手段１３の出力τ0
と第１のトルク補正手段９０の出力τ1 と第２のトルク
補正手段９１の出力τ2 を互いに加算し新たなトルク指
令値τ* として出力する。以上のように構成することに
より、加工テーブル４の駆動に必要な基本的なトルクの
成分は第２のトルク補正手段９１が主として分担し、加
工テーブル４と加工ヘッド２６１の相対振動を抑制する
成分を第１のトルク補正手段９０が主として分担する。
したがって、第１の補正トルク手段９０のゲインを大き
くして振動抑制効果を高めても、第２のトルク補正手段
９１によって加工テーブル４を駆動するための基本的な
トルク成分が確保されるので、第３の発明で説明した実
施例装置のように位置指令値Ｘ* に対して加工テーブル
４の応答が低下することがない。
【００４０】このことをさらにシミュレーションで確認
する。図１３は、加工テーブル４を一定量移動した場合
の、加工テーブル４と加工ヘッド２６１の相対変位の応
答波形である。第３の発明の実施例装置では補正ゲイン
を大きくすると図９（ｃ）のようにオーバシュートが生
じていたが、第４の発明の実施例によれば補正ゲインＫ
１を大きくしても応答特性を損なうことなく残留振動成
分を抑制できることがわかる。また、上記実施例では、
モデル位置出力手段としての機械系モデル９２は理想的
な負荷イナーシャとして説明したが、理想的な負荷質量
とすれば図８に示すようなリニアモータ駆動の直動系に
も適用できる。
【００４１】実施例４． 次に、第５の発明を図１４〜
図２１を用いて説明する。図１４は第５の発明の一実施
例による位置制御装置を工作機械に適用した例を示すブ
ロック図で、同図において１３０はモデル出力手段とし
てのモデル加速度演算手段、１３１はトルク補正手段等
の補正手段である。なお、その他の部分は図１あるいは
図８に示したものと同等であり、その説明は省略する。
ここで、モデル加速度演算手段１３０は振動特性をもた
ない単純な負荷を位置指令Ｘ* に対して加工テーブル４
に要求される応答で制御した場合の負荷に加わる加速度
を演算し、モデル加速度αM として出力する。もし実
際の工作機械が振動特性をもたないならば加工テーブル
４と加工ヘッド２６１の相対加速度αX −βX はモデル
加速度αMに一致するはずである。モデル加速度αM と
加工テーブル４と加工ヘッド２６１の相対加速度αX −
βX との偏差をとると有害な振動成分を検出することが
できる。また、トルク補正手段１３１はモデル加速度α
Mと相対加速度αX−βXとの偏差αM−（αX −βX ）を
演算してその偏差が減少するような極性の補正トルク指
令τ3 を出力する。加算手段１４はトルク指令演算手段
１３の出力τ0 に補正トルク指令τ3 を加算し新たなト
ルク指令τ* として出力する。
【００４２】図１５に前記トルク補正手段１３１の一実
施例を示す。同図において減算手段１４０が加工テーブ
ル４と加工ヘッド２６１の相対加速度αX −βX を検出
し、減算手段１４１がモデル加速度αM と相対加速度α
X −βX との偏差αM −（αX −βX ）すなわち加工テ
ーブル４と加工ヘッド２６１との間に発生している有害
な振動加速度成分を検出する。比例増幅手段１４２は偏
差αM−（αX−βX ）を補正ゲインＫ3 倍してその有害
な振動が減少するような極性の補正トルク指令τ3 を出
力する。以上の構成の場合、比例増幅手段１４２の補正
ゲインＫ3 の極性を正にすると偏差αM −（αX −βX
）の極性の信号に比例したトルク成分をトルク指令演
算手段１３の出力に加えることになるので、図２８
（ｃ）に示す相対加速度αX −βX に含まれる残留振動
を抑制できる。
【００４３】図１６に前記トルク補正手段１３１の他の
実施例を示す。この場合、各加速度に対して比例増幅手
段１５１〜１５２のゲインが独立に設定できるので第１
の駆動手段２の発生トルクから各部加速度への寄与率に
応じてゲインを調整でき、より適切な振動抑制が可能で
ある。なおこの場合補正ゲインＫ3a〜Ｋ3cの極性は正で
ある。
【００４４】第５の発明の実施例装置は上記のように構
成されており、次にその実施例装置により相対加速度に
含まれる残留振動が抑制できる理由を詳細に説明する。
トルク指令値τ* から加工テーブル４の加速度αXまで
の伝達関数をＧ1、同じく加工ヘッド２６１の加速度βX
までの伝達関数Ｇ2とする。トルク補正手段１３１が図
１５の実施例の場合、モデル加速度αMと相対加速度αX
−βXの関係を表すブロック線図は図１７のようにな
る。同図において、モデル加速度αM からαX −βXま
での伝達特性は次式のようになる。
【００４５】
【数３】
【００４６】数３で例えば補正ゲインＫ3を無限大とす
ると相対加速度αX −βXはモデル加速度αMに等しくな
る。つまり、補正ゲインＫ3を大きくすると相対加速度
は振動成分を含まないモデル加速度に近づくことになる
ので、加工テーブル４と加工ヘッド２６１との間の有害
な残留振動を抑制することができる。このことをさらに
シミュレーションで確認する。図１８は加工テーブル４
を駆動した場合の相対加速度αX −βXの応答波形であ
る。同図より、補正ゲインＫ3を大きくすると相対加速
度に含まれる残留振動成分が減少するとともに、相対加
速度の波形がモデル加速度の波形に近づくことがわか
る。また図１９は加工テーブル４を一定量移動した場合
の、加工テーブル４と加工ヘッド２６１の相対変位の応
答波形である。第１の発明では補正ゲインを大きくする
と図９（ｃ）のようにオーバシュートが生じていたが、
第３の発明によれば補正ゲインＫ3 を大きくしても応答
特性を損なうことなく残留振動成分を抑制できることが
わかる。トルク補正手段１３１の構成が図１６の実施例
のときも同様に説明できるので、ここでの説明を省略す
る。
【００４７】図２０に位置指令Ｘ* に対するモデル加速
度αM 、加工テーブル４と加工ヘッド２６１との相対加
速度αX −βX およびそれら偏差αM −（αX −βX ）
として検出される有害な振動成分との関係を示す。
【００４８】モデル加速度演算手段１３０の一実施例と
しては、次のような伝達関数で位置指令Ｘ*からモデル
加速度αMを演算することができる。いま加工テーブル
４の制御において速度制御の応答帯域がＷv［ｒａｄ／
ｓ］、位置制御の応答帯域がＷp［ｒａｄ／ｓ］に設計
されている場合、位置指令Ｘ*からモデル加速度αMまで
の伝達関数は次式で与えられる。ここでＳは微分演算子
である。
【００４９】
【数４】
【００５０】上式を変形すると次式が得られる。
【００５１】
【数５】
【００５２】数５に対応するブロック線図を図２１に示
す。
【００５３】実施例５．図２３は、この発明をワイヤボ
ンディング装置に適用した場合を説明するものである。
図において、２２０はワイヤボンディングヘッド、２２
１はワイヤボンディングヘッド２２０に取り付けられた
キャピラリー、２２２はＩＣチップ、２２３はＩＣチッ
プ２２２を保持するキャリア部、２２４はテレビカメラ
である。なお、その他については前記各実施例と同様で
あり、同一符号を付すことにより説明を省略する。この
実施例装置は上記のように構成されており、次にその動
作について説明する。
【００５４】テレビカメラ２２４によってＩＣチップ２
２２のボンディング位置を検出し、Ｘ−Ｙテーブルでワ
イヤボンディングヘッド２２０を高速で移動させる。次
に、キャピラリー２２１によってキャリア部２２３に把
握されたＩＣチップ２２２にワイヤボンディングを行
う。ワイヤボンディングヘッド２２０を高速に位置決め
させようとした場合、機械剛性の不足によりテレビカメ
ラ２２４とキャリア部２２３との間に残留振動が発生す
る。この残留振動を抑制し、高速な位置決め制御を実現
するためには、テレビカメラ２２４とキャリア部２２３
にそれぞれ第１の加速度検出手段１０と第２の加速度検
出手段１１を取り付け、前記実施例で説明したのと同様
の制御を行う。
【００５５】実施例６．以上の各実施例の説明ではＸ軸
とＺ軸の２つの可動部をもつ工作機械を例にとって説明
したが、この発明は３つ以上の可動部をもつ工作機械に
対しても高速、高精度の位置制御の実現の妨げとなる任
意の２軸の間の有害な相対振動の抑制について同様の効
果を発揮する。
【００５６】実施例７．また前記各実施例において、第
２の加速度検出手段１１の取付位置は第２の可動部その
ものに取りつける必要はなく、第２の可動部の第１軸方
向の加速度成分に相当するものが検出できる位置に取り
付けてもよい。例えば図２２はレーザ加工機の構造図で
あるが、同図に示すように加工ヘッド２６１ではなくコ
ラム２６４に取りつけても、加工ヘッド２６１の加工テ
ーブル４の移動方向の加速度成分すなわち第２の可動部
の第１軸方向の加速度成分に相当するものが検出でき
る。なお、このレーザ加工機においては、加工ヘッド２
６１およびレーザ光を含む部分がこの発明で言う工具部
材に相当する。
【００５７】実施例８．また前記各実施例では、第１の
加速度検出手段１０を加工テーブル４に取りつけた場合
を挙げたが、工作機械などにおいて加工テーブル４の位
置を直接検出するために取りつけるリニアスケールの位
置検出出力を２回微分することによっても、等価的に第
１の可動部である加工テーブルの加速度を検出すること
ができる。
【００５８】実施例９．上記各実施例において、可動部
の移動位置に関与する各信号として、加速度成分を例に
挙げて説明したが、この発明は、この加速度成分に限定
されるものでなく、速度成分あるいは位置成分等の信号
から加速度成分を算出してこれを用いてもよく、この発
明の技術的思想を逸脱しない範囲の諸種の設計的変更を
包含するものである。
【００５９】
【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、第１
の可動部と第２の可動部との相対振動を抑制することが
可能になるので、より高速に第１の可動部を運動させて
も位置制御の精度が振動によって損なわれないので、高
速・高精度な位置制御方法が実現できる。また第２〜第
５の発明によれば、第１の可動部と第２の可動部との相
対振動を抑制することが可能になるので、より高速に第
１の可動部を運動させても位置制御の精度が振動によっ
て損なわれないので、高速・高精度な位置制御装置が実
現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１〜第３の発明の一実施例を説明するもの
で、位置制御装置を工作機械へ適用したブロック図であ
る。
【図２】トルク補正手段の一実施例を示すブロック図で
ある。
【図３】トルク補正手段の別の実施例を示すブロック図
である。
【図４】第１〜第３の発明の効果を説明するためのブロ
ック線図である。
【図５】工作機械の振動モデルのブロック線図である。
【図６】第１〜第３の発明の効果を説明するための加工
テーブルと加工ヘッドの相対加速度のシミュレーション
波形図である。
【図７】第１〜第３の発明の効果を説明するためのブロ
ック線図である。
【図８】第１〜第３の発明の他の実施例を説明するもの
で、位置制御装置を工作機械へ適用したブロック図であ
る。
【図９】第１〜第３の発明の効果を説明するための加工
テーブルと加工ヘッドの相対変位のシミュレーション波
形図である。
【図１０】第４の発明の一実施例による位置制御装置を
工作機械へ適用した場合のブロック図である。
【図１１】機械系モデルの一実施例を示すブロック図で
ある。
【図１２】第１のトルク補正手段の一実施例を示すブロ
ック図である。
【図１３】第２の発明の効果を説明するための加工テー
ブルと加工ヘッドの相対変位のシミュレーション波形図
である。
【図１４】第５の発明の一実施例による位置制御装置を
工作機械へ適用した場合のブロック図である。
【図１５】トルク制御手段の一実施例を示すブロック図
である。
【図１６】トルク制御手段の別の実施例を示すブロック
図である。
【図１７】第５の発明の効果を説明するためのブロック
線図である。
【図１８】第５の発明の効果を説明するための加工テー
ブルと加工ヘッドの相対加速度のシミュレーション波形
図である。
【図１９】第５の発明の効果を説明するための加工テー
ブルと加工ヘッドの相対変位のシミュレーション波形図
である。
【図２０】位置指令に対するモデル加速度、加工テーブ
ルと加工ヘッドとの相対加速度およびそれら偏差として
検出される有害な振動成分との関係を示す波形図であ
る。
【図２１】モデル加速度演算手段の一実施例を示すブロ
ック線図である。
【図２２】この発明をレーザ加工機に適用した場合を説
明する構造図である。
【図２３】この発明をワイヤボンディング装置に適用し
た場合を説明する構造図である。
【図２４】従来の位置制御装置を示すブロック図であ
る。
【図２５】工作機械を簡略化して表現した模式図であ
る。
【図２６】振動対策を施していない場合に加工テーブル
を停止状態から＋Ｘ方向に移動させたときの、加工ヘッ
ドと加工テーブルの加速度および両者の相対加速度を示
す波形図である。
【符号の説明】
２．第１の駆動装置 ４．加工テーブル ５．位置検出手段 １０．第１の加速度検出手段 １１．第２の加速度検出手段 １２．トルク補正手段 １３．トルク指令演算手段 １４．加算手段 １５．トルク制御手段 ９１．第２のトルク補正手段 ９２．機械系モデル １３０．モデル加速度演算手段 １３１．トルク補正手段 ２６１．加工ヘッド
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−19749（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−188214（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−100583（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−278737（ＪＰ，Ａ) 特表 平２−503171（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05D 3/00 - 3/12

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加工物とこの加工物を加工する工具部材
    との相対運動によってこの加工物の加工を行う工作機械
    における前記加工物と前記工具部材との相対位置制御を
    行う位置制御方法において、 前記 加工物と前記工具部材のいずれか一方を可動部材に
    装着し、前記可動部材が第１の部材上を移動できるよう
    に構成すると共に、 前記第１の部材に結合される第２の部材に前記加工物と
    前記工具部材のいずれか他方を装着し、 前記可動部材あるいはこの可動部材に装着された前記加
    工物と前記工具部材のいずれか一方の前記可動部材の移
    動軸方向への加速度成分もしくは加速度成分が算出でき
    る成分と、 前記第２の部材あるいはこの第２の部材に装着された前
    記加工物と前記工具部材のいずれか他方の前記可動部材
    の移動軸方向への加速度成分もしくは加速度成分が算出
    できる成分と、の両成分を得て、この両成分に重みをつ
    けて偏差をとった値を前記可動部材の駆動手段に入力
    し、 この入力に基づいて前記可動部材あるいはこの可動部材
    に装着された前記加工物と前記工具部材のいずれか一方
    と、前記第２の部材あるいはこの第２の部材に装着され
    た前記加工物と前記工具部材のいずれか他方との前記可
    動部材の移動方向の相対振動を抑制する位置制御方法。
  2. 【請求項２】 加工物とこの加工物を加工する工具部材
    との相対運動によってこの加工物の加工を行う工作機械
    における前記加工物と前記工具部材との相対位置制御を
    行う位置制御装置において、 前記 加工物と前記工具部材のいずれか一方を装着すると
    共に、第１の部材上を移動可能に構成される可動部材
    と、 前記可動部材あるいはこの可動部材に装着された前記加
    工物と前記工具部材のいずれか一方の前記可動部材の移
    動軸方向への加速度成分もしくは加速度成分が算出でき
    る成分を検出する第１の検出手段と、 前記第１の部材に結合され、前記加工物と前記工具部材
    のいずれか他方を装着する第２の部材と、 前記第２の部材あるいはこの第２の部材に装着された前
    記加工物と前記工具部材のいずれか他方の前記可動部材
    の移動軸方向への加速度成分もしくは加速度成分が算出
    できる成分を検出する第２の検出手段と、 前記第１の検出手段の検出成分および第２の検出手段の
    検出成分に基づく成分を入力し、この両成分に重みをつ
    けて偏差をとった値を基に、前記可動部材あるいはこの
    可動部材に装着された前記加工物と前記工具部材のいず
    れか一方と、前記第２の部材あるいはこの第２の部材に
    装着された前記加工物と前記工具部材のいずれか他方と
    の前記可動部材の移動方向の相対振動を抑制する振動抑
    制手段と、を備えた位置制御装置。
  3. 【請求項３】 加工物とこの加工物を加工する工具部材
    との相対運動によってこの加工物の加工を行う工作機械
    における前記加工物と前記工具部材との相対位置制御を
    行う位置制御装置において、 第１の部材上を移動可能に構成され、前記加工物と前記
    工具部材のいずれか一方が装着されると共に、その加速
    度成分もしくは加速度成分を算出できる成分が第１の検
    出手段により検出される可動部材と、 前記可動部材に駆動力を与える駆動手段と、 前記駆動手段の前記可動部材あるいはこの可動部材に装
    着された前記加工物と前記工具部材のいずれか一方の前
    記可動部材の移動軸方向の位置成分を検出する位置成分
    検出手段と、 位置に関する指令と前記位置成分検出手段の検出成分と
    に基づいて前記駆動手段への駆動指令を演算する指令演
    算手段と、 前記指令演算手段からの駆動指令を入力して前記駆動手
    段を制御する駆動制御手段と、 前記第１の部材に結合される第２の部材と、 前記第２の部材あるいはこの第２の部材に装着された前
    記加工物と前記工具部材のいずれか他方の前記可動部材
    の移動軸方向への加速度成分もしくは加速度成分が算出
    できる成分を検出する第２の検出手段と、 前記第１の検出手段の検出成分と前記第２の検出手段の
    検出成分とを入力して、この両成分に重みをつけて偏差
    をとった値を基に、前記可動部材あるいはこの可動部材
    に装着された前記加工物と前記工具部材のいずれか一方
    と、第２の部材あるいはこの第２の部材に装着された前
    記加工物と前記工具部材のいずれか他方との前記可動部
    材の移動方向の相対振動を抑制する補正値を演算し、前
    記駆動手段への駆動指令を補正する補正手段と、 を備えた位置制御装置。
  4. 【請求項４】 加工物とこの加工物を加工する工具部材
    との相対運動によってこの加工物の加工を行う工作機械
    における前記加工物と前記工具部材との相対位置制御を
    行う位置制御装置において、 第１の部材上を移動可能に構成され、前記加工物と前記
    工具部材のいずれか一方が装着されると共に、その加速
    度成分もしくは加速度成分を算出できる成分が第１の検
    出手段により検出される可動部材と、 前記可動部材に駆動力を与える駆動手段と、 前記駆動手段の前記可動部材あるいはこの可動部材に装
    着された前記加工物と前記工具部材のいずれか一方の前
    記可動部材の移動軸方向の位置成分を検出する位置成分
    検出手段と、 位置に関する指令と前記位置成分検出手段の検出成分と
    に基づいて前記駆動手段への駆動指令を演算する指令演
    算手段と、 前記指令演算手段からの駆動指令を入力して前記駆動手
    段を制御する駆動制御手段と、 前記第１の部材に結合される第２の部材と、 前記第２の部材あるいはこの第２の部材に装着された前
    記加工物と前記工具部材のいずれか他方の前記可動部材
    の移動軸方向の加速度成分もしくは加速度成分が算出で
    きる成分を検出する第２の検出手段と、 前記第１の検出手段の検出成分と前記第２の検出手段の
    検出成分とを入力して、この両成分に重みをつけて偏差
    をとった値を基に、前記可動部材あるいはこの可動部材
    に装着された前記加工物と前記工具部材のいずれか一方
    と、第２の部材あるいはこの第２の部材に装着された前
    記加工物と前記工具部材のいずれか他方との前記可動部
    材の移動軸方向の相対振動を抑制する第１の補正値を演
    算し、前記駆動手段への駆動指令を補正する第１の補正
    手段と、 前記駆動手段と前記可動部材と前記駆動手段および前記
    可動部材との伝達手段とを含む部分を振動特性や摩擦な
    どのない理想負荷とみなして前記移動軸方向のモデル位
    置成分を得るモデル位置出力手段と、 前記位置に関する指令と前記モデル位置出力手段からの
    モデル位置成分に基づいて第２の補正値を演算し、前記
    駆動手段への駆動指令を補正する第２の補正手段と、 を備え、前記モデル位置出力手段は前記第２の補正手段
    の演算した前記第２の補正値を２重積分要素で近似して
    前記移動軸方向のモデル位置成分を得ることを特徴とす
    る位置制御装置。
  5. 【請求項５】 加工物とこの加工物を加工する工具部材
    との相対運動によってこの加工物の加工を行う工作機械
    における前記加工物と前記工具部材との相対位置制御を
    行う位置制御装置において、 第１の部材上を移動可能に構成され、前記加工物と前記
    工具部材のいずれか一方が装着されると共に、その加速
    度成分もしくは加速度成分が算出できる成分が第１の検
    出手段により検出される可動部材と、 前記可動部材に駆動力を与える駆動手段と、 前記駆動手段の前記可動部材あるいはこの可動部材に装
    着された前記加工物と前記工具部材のいずれか一方の前
    記可動部材の移動軸方向の位置成分を検出する位置成分
    検出手段と、 位置に関する指令と前記位置成分検出手段の検出成分と
    に基づいて前記駆動手段への駆動指令を演算する指令演
    算手段と、 前記指令演算手段からの駆動指令を入力して前記駆動手
    段を制御する駆動制御手段と、 前記第１の部材に結合される第２の部材と、 前記第２の部材あるいはこの第２の部材に装着された前
    記加工物と前記工具部材のいずれか他方の前記可動部材
    の移動軸方向の加速度成分もしくは加速度成分が算出で
    きる成分を検出する第２の検出手段と、 前記可動部材の移動方向の位置に関する指令を入力し、
    前記可動部材の移動軸方向のモデル加速度成分を得るモ
    デル加速度出力手段と、 前記第１の検出手段の検出成分と前記第２の検出手段の
    検出成分および前記モデル加速度出力手段の出力を入力
    して、 前記第１の検出手段の検出成分に重みをつけた値と前記
    第２の検出手段の検出成分に重みをつけた値とから偏差
    をとり、この偏差値と前記モデル加速度出力手段の出力
    に重みをつけた値とから偏差をとった値を基に、 前記可動部材あるいはこの可動部材に装着された前記加
    工物と前記工具部材のいずれか一方と、前記第２の部材
    あるいはこの第２の部材に装着された前記加工物と前記
    工具部材のいずれか他方との前記可動部材の移動方向の
    相対振動を抑制する補正値を演算し、前記駆動手段への
    駆動指令を補正する補正手段と、 を備えた位置制御装置。
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