JP3019192B2 - バックラッシ補正方式 - Google Patents
バックラッシ補正方式Info
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- JP3019192B2 JP3019192B2 JP7184787A JP18478795A JP3019192B2 JP 3019192 B2 JP3019192 B2 JP 3019192B2 JP 7184787 A JP7184787 A JP 7184787A JP 18478795 A JP18478795 A JP 18478795A JP 3019192 B2 JP3019192 B2 JP 3019192B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バックラッシ補正方式
に関し、特に大きいバックラッシを有する機械や高速加
工で高精度が要求される工作機械等を制御する場合にお
いて、バックラッシ位置補正に対する整定を迅速にした
バックラッシ補正方式に関する。
に関し、特に大きいバックラッシを有する機械や高速加
工で高精度が要求される工作機械等を制御する場合にお
いて、バックラッシ位置補正に対する整定を迅速にした
バックラッシ補正方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のバックラッシ補正方式は、例えば
特開平２−５４３１４号公報に開示されているように、
ＮＣ工作機械等で、サーボ制御装置により、機械の反転
時に起こるバックラッシによる位置誤差をなくすために
用いられている。
特開平２−５４３１４号公報に開示されているように、
ＮＣ工作機械等で、サーボ制御装置により、機械の反転
時に起こるバックラッシによる位置誤差をなくすために
用いられている。
【０００３】図４は、特開平２−５４３１４号公報に開
示された従来のバックラッシ補正方式を示すブロック図
である。図４に示す従来方式は、位置移動量を指令とし
て発生する位置指令発生部１と、位置指令発生部１から
の位置指令により位置を制御する速度指令を出す位置制
御部２と、速度指令に応じた速度制御を行うための電流
指令を出す速度制御部３と、電流指令により電流を制御
するための指令をモータアンプ５に出す電流制御部４
と、電流制御部４からの指令により制御されるモータア
ンプ５と、制御対象であるモータを含む機械６と、モー
タの電流値及びモータの回転子の位置を検出する検出器
（エンコーダ等）７と、前記位置指令と位置制御部２か
らの速度指令を基にモータの方向転換を検出するモータ
反転検出部８と、モータ反転検出部８の出力信号によ
り、バックラッシ分の位置補正量を加算器１２に送り前
記位置指令に足し込むバックラッシ位置補正部９と、モ
ータ反転検出部８の出力信号によりバックラッシ加速量
を加算器１３に送り、速度制御部３からの速度指令に加
算するバックラッシ加速量補正部１１とから構成され
る。
示された従来のバックラッシ補正方式を示すブロック図
である。図４に示す従来方式は、位置移動量を指令とし
て発生する位置指令発生部１と、位置指令発生部１から
の位置指令により位置を制御する速度指令を出す位置制
御部２と、速度指令に応じた速度制御を行うための電流
指令を出す速度制御部３と、電流指令により電流を制御
するための指令をモータアンプ５に出す電流制御部４
と、電流制御部４からの指令により制御されるモータア
ンプ５と、制御対象であるモータを含む機械６と、モー
タの電流値及びモータの回転子の位置を検出する検出器
（エンコーダ等）７と、前記位置指令と位置制御部２か
らの速度指令を基にモータの方向転換を検出するモータ
反転検出部８と、モータ反転検出部８の出力信号によ
り、バックラッシ分の位置補正量を加算器１２に送り前
記位置指令に足し込むバックラッシ位置補正部９と、モ
ータ反転検出部８の出力信号によりバックラッシ加速量
を加算器１３に送り、速度制御部３からの速度指令に加
算するバックラッシ加速量補正部１１とから構成され
る。
【０００４】次に、図４を参照して、上述した従来方式
の動作について説明する。バックラッシによる位置誤差
は機械６におけるモータの反転時に起きる。モータ反転
検出部８は、位置指令発生部１からの位置指令と位置制
御部２からの速度指令を基に、位置指令が反転した後、
位置制御部２の速度指令が反転した時をモータの回転子
の反転と判断し、バックラッシ位置補正部９及びバック
ラッシ加速量補正部１１にその判断結果である反転を示
す出力信号を送る。
の動作について説明する。バックラッシによる位置誤差
は機械６におけるモータの反転時に起きる。モータ反転
検出部８は、位置指令発生部１からの位置指令と位置制
御部２からの速度指令を基に、位置指令が反転した後、
位置制御部２の速度指令が反転した時をモータの回転子
の反転と判断し、バックラッシ位置補正部９及びバック
ラッシ加速量補正部１１にその判断結果である反転を示
す出力信号を送る。
【０００５】バックラッシ位置補正部９は、モータ反転
検出部８の出力信号を取り込み、あらかじめ設定してい
るバックラッシ位置補正量を加算器１２に送って位置指
令に足し込み、バックラッシ分の位置誤差を補正する。
検出部８の出力信号を取り込み、あらかじめ設定してい
るバックラッシ位置補正量を加算器１２に送って位置指
令に足し込み、バックラッシ分の位置誤差を補正する。
【０００６】また、バックラッシ加速量補正部１１は、
モータ反転検出部８の出力信号を取り込み、これを基に
バックラッシ加速量を加算器１３に送って速度指令に足
し込む。このバックラッシ加速量は、あらかじめ設定し
てある漸減する関数に従った信号であり、加速の開始時
は値を大きくし加速量が不足するのを防止し、時間の経
過と共に漸減し、加速終了時のショックが出ないような
漸減特性を持つように設定している。
モータ反転検出部８の出力信号を取り込み、これを基に
バックラッシ加速量を加算器１３に送って速度指令に足
し込む。このバックラッシ加速量は、あらかじめ設定し
てある漸減する関数に従った信号であり、加速の開始時
は値を大きくし加速量が不足するのを防止し、時間の経
過と共に漸減し、加速終了時のショックが出ないような
漸減特性を持つように設定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のバックラッシ補正方式においては、バックラッ
シ位置補正量に対する整定が遅いという問題がある。そ
の理由は、速度指令に足し込むバックラッシ加速量を、
位置指令に足し込むバックラッシ補正量に関係なく設定
しているので、バックラッシ加速量がバックラッシ補正
量に対して早く減衰してしまうと、バックラッシ加速量
が加算されなくなるので、整定が遅くなる。ここで、バ
ックラッシ加速量をバックラッシ補正量に合せて設定す
ることも考えられるが、そうするとその設定のための計
算が複雑になり、設定がかなり面倒になるという問題が
生じる。
た従来のバックラッシ補正方式においては、バックラッ
シ位置補正量に対する整定が遅いという問題がある。そ
の理由は、速度指令に足し込むバックラッシ加速量を、
位置指令に足し込むバックラッシ補正量に関係なく設定
しているので、バックラッシ加速量がバックラッシ補正
量に対して早く減衰してしまうと、バックラッシ加速量
が加算されなくなるので、整定が遅くなる。ここで、バ
ックラッシ加速量をバックラッシ補正量に合せて設定す
ることも考えられるが、そうするとその設定のための計
算が複雑になり、設定がかなり面倒になるという問題が
生じる。
【０００８】また、バックラッシ加速量が時間経過と共
に漸減する関数に従った特性であるため、加速終了時の
ショックは出ないが、その分、位置補正が終わった時の
減速状態が弱く、整定は遅くなる。
に漸減する関数に従った特性であるため、加速終了時の
ショックは出ないが、その分、位置補正が終わった時の
減速状態が弱く、整定は遅くなる。
【０００９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成により、迅速かつ的確に制御対象の
バックラッシ補正を行なうことができるバックラッシ補
正方式を提供することを目的とする。
であり、簡単な構成により、迅速かつ的確に制御対象の
バックラッシ補正を行なうことができるバックラッシ補
正方式を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、制御対象の位
置を検出する位置検出器と、制御対象に対するサンプリ
ング時間あたりの位置移動量を示す位置指令を発生する
位置指令発生部と、位置指令および位置検出器からの信
号を入力して速度指令を出力する位置制御部と、位置指
令発生部からの位置指令と位置制御部からの速度指令と
により制御対象の反転を検出する反転検出部と、反転検
出部の検出に基づいて制御対象のバックラッシの位置誤
差に対するサンプリング時間あたりの補正量を位置指令
に足し込むバックラッシ位置補正部と、バックラッシ位
置補正部の補償量に対して速度ループ逆伝達関数を用い
た処理を行ない、その処理結果を速度指令にフィードフ
ォワード的に足し込むバックラッシ速度逆伝達補正部と
を備えたことを特徴とするものである。
置を検出する位置検出器と、制御対象に対するサンプリ
ング時間あたりの位置移動量を示す位置指令を発生する
位置指令発生部と、位置指令および位置検出器からの信
号を入力して速度指令を出力する位置制御部と、位置指
令発生部からの位置指令と位置制御部からの速度指令と
により制御対象の反転を検出する反転検出部と、反転検
出部の検出に基づいて制御対象のバックラッシの位置誤
差に対するサンプリング時間あたりの補正量を位置指令
に足し込むバックラッシ位置補正部と、バックラッシ位
置補正部の補償量に対して速度ループ逆伝達関数を用い
た処理を行ない、その処理結果を速度指令にフィードフ
ォワード的に足し込むバックラッシ速度逆伝達補正部と
を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】本発明によれば、サンプリング時間あたりの位
置移動量を示す位置指令に加える補正量を、速度ループ
の逆伝達関数を用いて処理し、即ち、速度ループの伝達
関数の影響を打消して所望の応答が得られるように処理
し、その処理結果をフィードフォワード的に速度指令に
加えて補正する構成なので、本来速度ループの伝達関数
に依存する制御対象（モータ等）の応答を所望の応答に
することができ、バックラッシ補正における迅速かつ的
確な整定を実現できる。
置移動量を示す位置指令に加える補正量を、速度ループ
の逆伝達関数を用いて処理し、即ち、速度ループの伝達
関数の影響を打消して所望の応答が得られるように処理
し、その処理結果をフィードフォワード的に速度指令に
加えて補正する構成なので、本来速度ループの伝達関数
に依存する制御対象（モータ等）の応答を所望の応答に
することができ、バックラッシ補正における迅速かつ的
確な整定を実現できる。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図１乃至図３を参
照して説明する。
照して説明する。
【００１３】図１は、本実施例のバックラッシ補正方式
を実現する構成を示すブロック図である。図１に示すバ
ックラッシ補正方式は、図４に示す従来のバックラッシ
補正方式の構成と略同様の構成を有するが、前記バック
ラッシ加速量補正部１１の代りにバックラッシ速度逆伝
送補正部１０を設けたことが特徴である。
を実現する構成を示すブロック図である。図１に示すバ
ックラッシ補正方式は、図４に示す従来のバックラッシ
補正方式の構成と略同様の構成を有するが、前記バック
ラッシ加速量補正部１１の代りにバックラッシ速度逆伝
送補正部１０を設けたことが特徴である。
【００１４】即ち、本実施例のバックラッシ補正方式を
実現する構成は、サンプリング時間あたりの位置移動量
を指令として発生する位置指令発生部１と、位置指令発
生部１からの位置指令により位置を制御する速度指令を
出す位置制御部２と、速度指令に応じた速度制御を行う
ための電流指令を出す速度制御部３と、電流指令により
電流を制御するための指令をモータアンプ５に出す電流
制御部４と、電流制御部４からの指令により制御される
モータアンプ５と、制御対象であるモータを含む機械６
と、モータの電流値及びモータの回転子の位置を検出す
る検出器７と、前記位置指令と位置制御部２からの速度
指令とを基にモータの方向転換を検出するモータ反転検
出部８と、モータ反転検出部８の出力信号により、バッ
クラッシ分のサンプリング時間あたりの位置補正量を加
算器１２に送り前記位置指令に足し込むバックラッシ位
置補正部９と、バックラッシ位置補正部９が出力する速
度単位であるサンプリング時間あたりのバックラッシ分
位置補正量を、速度ループ（速度制御部３，電流制御部
４，モータアンプ５，検出器７で構成されるループ）の
逆伝達関数を用いて処理し、その処理結果を加算器１３
に送り、フィードフォワード的に速度指令に加えるバッ
クラッシ速度逆伝送補正部１０とを具備している。
実現する構成は、サンプリング時間あたりの位置移動量
を指令として発生する位置指令発生部１と、位置指令発
生部１からの位置指令により位置を制御する速度指令を
出す位置制御部２と、速度指令に応じた速度制御を行う
ための電流指令を出す速度制御部３と、電流指令により
電流を制御するための指令をモータアンプ５に出す電流
制御部４と、電流制御部４からの指令により制御される
モータアンプ５と、制御対象であるモータを含む機械６
と、モータの電流値及びモータの回転子の位置を検出す
る検出器７と、前記位置指令と位置制御部２からの速度
指令とを基にモータの方向転換を検出するモータ反転検
出部８と、モータ反転検出部８の出力信号により、バッ
クラッシ分のサンプリング時間あたりの位置補正量を加
算器１２に送り前記位置指令に足し込むバックラッシ位
置補正部９と、バックラッシ位置補正部９が出力する速
度単位であるサンプリング時間あたりのバックラッシ分
位置補正量を、速度ループ（速度制御部３，電流制御部
４，モータアンプ５，検出器７で構成されるループ）の
逆伝達関数を用いて処理し、その処理結果を加算器１３
に送り、フィードフォワード的に速度指令に加えるバッ
クラッシ速度逆伝送補正部１０とを具備している。
【００１５】次に、図１を参照して、本実施例の動作に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１６】バックラッシによる位置誤差は、機械６に
おけるモータの反転時に起きる。モータ反転検出部８
は、サンプリング時間あたりの位置移動量である位置指
令と、位置制御部２からの速度指令を入力し、位置指令
が反転した後、位置制御部２からの速度指令が反転した
時をモータの反転と判断し、バックラッシ位置補正部９
に反転を示す出力信号を送る。
おけるモータの反転時に起きる。モータ反転検出部８
は、サンプリング時間あたりの位置移動量である位置指
令と、位置制御部２からの速度指令を入力し、位置指令
が反転した後、位置制御部２からの速度指令が反転した
時をモータの反転と判断し、バックラッシ位置補正部９
に反転を示す出力信号を送る。
【００１７】バックラッシ位置補正部９は、モータ反転
検出部８の判断を受け、予め設定しているサンプリング
時間あたりのバックラッシ位置補正量を加算器１２に送
り位置指令に足し込み、バックラッシ分の位置誤差を補
正する。
検出部８の判断を受け、予め設定しているサンプリング
時間あたりのバックラッシ位置補正量を加算器１２に送
り位置指令に足し込み、バックラッシ分の位置誤差を補
正する。
【００１８】バックラッシ速度逆伝達補正部１０は、バ
ックラッシ位置補正部９から速度単位であるサンプリン
グ時間あたりのバックラッシ位置補正量を取り込み、速
度ループの逆伝達関数を用いて処理して、速度ループの
伝達関数の影響を無くして所望の応答が得られるように
処理し、この処理結果を加算器１３に送り、速度指令に
フィードフォワード的に加算する。
ックラッシ位置補正部９から速度単位であるサンプリン
グ時間あたりのバックラッシ位置補正量を取り込み、速
度ループの逆伝達関数を用いて処理して、速度ループの
伝達関数の影響を無くして所望の応答が得られるように
処理し、この処理結果を加算器１３に送り、速度指令に
フィードフォワード的に加算する。
【００１９】以上のようすれば、速度ループの伝達関数
の影響を打消して所望の応答が得られるように処理し、
その処理結果をフィードフォワード的に速度指令に加え
て補正する構成なので、本来速度ループの伝達関数に依
存するモータの応答を所望の応答にすることができ、バ
ックラッシ補正における迅速かつ的確な整定を実現でき
る。
の影響を打消して所望の応答が得られるように処理し、
その処理結果をフィードフォワード的に速度指令に加え
て補正する構成なので、本来速度ループの伝達関数に依
存するモータの応答を所望の応答にすることができ、バ
ックラッシ補正における迅速かつ的確な整定を実現でき
る。
【００２０】また、上記速度ループ逆伝達関数を用いる
ことにより、位置指令に対する補正がなくなった時をバ
ックラッシ位置誤差の補正が終わった時とみなして、積
極的な減速を行うことができるので、従来例のような漸
減する関数では実現できなかった早い整定を実現でき
る。
ことにより、位置指令に対する補正がなくなった時をバ
ックラッシ位置誤差の補正が終わった時とみなして、積
極的な減速を行うことができるので、従来例のような漸
減する関数では実現できなかった早い整定を実現でき
る。
【００２１】次に例を示して説明する。速度指令に加え
た補正の応答は、本来速度ループ伝達関数Ｖ（ｓ）に依
存することになる。いま、速度ループ逆伝達関数を式
（１）とする。
た補正の応答は、本来速度ループ伝達関数Ｖ（ｓ）に依
存することになる。いま、速度ループ逆伝達関数を式
（１）とする。
【００２２】 １／Ｖ（ｓ） （１）
【００２３】また、所望の最適な応答が持つ速度ループ
伝達関数をＷ（ｓ）とする。一般に式（１）で示す速度
ループ逆伝達関数は、微分回路を持ち、実際の回路では
実現できないため、最適な応答が持つ速度ループ伝達関
数Ｗ（ｓ）で帯域制限し（分母の次数を高くする）、バ
ックラッシ速度逆伝達補正部１０の伝達関数Ｆ（ｓ）を
下式（２）のように設定する。
伝達関数をＷ（ｓ）とする。一般に式（１）で示す速度
ループ逆伝達関数は、微分回路を持ち、実際の回路では
実現できないため、最適な応答が持つ速度ループ伝達関
数Ｗ（ｓ）で帯域制限し（分母の次数を高くする）、バ
ックラッシ速度逆伝達補正部１０の伝達関数Ｆ（ｓ）を
下式（２）のように設定する。
【００２４】 Ｆ（ｓ）＝Ｗ（ｓ）／Ｖ（ｓ） （２）
【００２５】このとき、速度指令に加えたバックラッシ
速度逆伝達補正部１０の出力から機械６におけるモータ
の速度応答は式（３）で示すものになる。
速度逆伝達補正部１０の出力から機械６におけるモータ
の速度応答は式（３）で示すものになる。
【００２６】 Ｖ（ｓ）×｛Ｗ（ｓ）／Ｖ（ｓ）｝＝Ｗ（ｓ） （３）
【００２７】すなわち、式（３）より、速度指令に加え
た補正の応答を、速度ループ伝達関数Ｖ（ｓ）による応
答から、伝達関数Ｗ（ｓ）による最適な応答に変換で
き、補正に対し迅速かつ的確に整定を行なうことが可能
となる。
た補正の応答を、速度ループ伝達関数Ｖ（ｓ）による応
答から、伝達関数Ｗ（ｓ）による最適な応答に変換で
き、補正に対し迅速かつ的確に整定を行なうことが可能
となる。
【００２８】具体的には、速度ループ伝達関数Ｖ（ｓ）
を時定数Ｔの一次遅れで近似し、例えば式（４）のよう
に設定し、所望の応答特性を時定数Ｔ1の一次遅れとし
て、バックラッシ速度逆伝達補正部１０が持つ伝達関数
Ｆ（ｓ）を、速度ループの逆伝達関数に所望の応答が持
つ伝達関数を乗じ、式（５）のように定めることができ
る。この伝達関数Ｆ（ｓ）は、式（５）より、位相進み
補償の場合と同様の伝達関数となるので、簡単に実現で
きる。
を時定数Ｔの一次遅れで近似し、例えば式（４）のよう
に設定し、所望の応答特性を時定数Ｔ1の一次遅れとし
て、バックラッシ速度逆伝達補正部１０が持つ伝達関数
Ｆ（ｓ）を、速度ループの逆伝達関数に所望の応答が持
つ伝達関数を乗じ、式（５）のように定めることができ
る。この伝達関数Ｆ（ｓ）は、式（５）より、位相進み
補償の場合と同様の伝達関数となるので、簡単に実現で
きる。
【００２９】 Ｖ（ｓ）＝１／（１＋Ｔｓ） （４）
【００３０】 Ｆ（ｓ）＝（１＋Ｔｓ）／（１＋Ｔ1ｓ） （５）
【００３１】したがって、機械６のモータの速度応答
は、下記式（６）となる。
は、下記式（６）となる。
【００３２】 Ｖ（ｓ）Ｆ（ｓ）＝｛１／（１＋Ｔｓ）｝×｛（１＋Ｔｓ）／（１＋Ｔ1ｓ） ｝ ＝１／（１＋Ｔ1ｓ） （６）
【００３３】図２は上記式（５）で表されるバックラッ
シ速度逆伝達補正部１０の伝達関数Ｆ（ｓ）を、ソフト
ウェアで実現するブロック図である。Ｚ-1（２２）は１
サンプリング時間の遅延手段である。また、サンプリン
グ周期をτとし、第１位相進み要素２０のゲインＫａ、
第２位相進み要素２１のゲインＫｂ、かつ、Ｋａ＝Ｔ／
Ｔ1、Ｋｂ＝（τ ／Ｔ1 ）×２πとすれば、図２に示す
回路の伝達関数を求めると下記の通りとなる。
シ速度逆伝達補正部１０の伝達関数Ｆ（ｓ）を、ソフト
ウェアで実現するブロック図である。Ｚ-1（２２）は１
サンプリング時間の遅延手段である。また、サンプリン
グ周期をτとし、第１位相進み要素２０のゲインＫａ、
第２位相進み要素２１のゲインＫｂ、かつ、Ｋａ＝Ｔ／
Ｔ1、Ｋｂ＝（τ ／Ｔ1 ）×２πとすれば、図２に示す
回路の伝達関数を求めると下記の通りとなる。
【００３４】図２に示す回路において、入力をＸ
（ｓ）、出力をＹ（ｓ）、Ｚ-1を含む帰還ループの信号
をＡ（ｓ）とすれば、このＡ（ｓ）は下記式（７）とな
る。
（ｓ）、出力をＹ（ｓ）、Ｚ-1を含む帰還ループの信号
をＡ（ｓ）とすれば、このＡ（ｓ）は下記式（７）とな
る。
【００３５】 Ａ（ｓ）＝Ａ（ｓ）Ｚ-1＋Ｘ（ｓ）−Ｙ（ｓ） （７）
【００３６】式（７）からＡ（ｓ）を求めると、下記式
（８）となる。
（８）となる。
【００３７】 Ａ（ｓ）＝｛１／（１−Ｚ-1）｝｛Ｘ（ｓ）−Ｙ（ｓ）｝ ＝｛Ｚ／（Ｚ−１）｝×２πτ×｛Ｘ（ｓ）−Ｙ（ｓ）｝／２πτ （８）
【００３８】ここで、｛Ｚ／（Ｚ−１）｝×２πτは、
１／ｓで近似できるので、Ａ（ｓ）は下記式（９）で近
似できる。 Ａ（ｓ）＝（１／ｓ）×｛Ｘ（ｓ）−Ｙ（ｓ）｝／２πτ （９）
１／ｓで近似できるので、Ａ（ｓ）は下記式（９）で近
似できる。 Ａ（ｓ）＝（１／ｓ）×｛Ｘ（ｓ）−Ｙ（ｓ）｝／２πτ （９）
【００３９】従って、図２に示す回路において、下記式
（１０）が成立する。
（１０）が成立する。
【００４０】 Ｙ（ｓ）＝ＫａＸ（ｓ）＋ＫｂＡ（ｓ） ＝（Ｔ／Ｔ1）Ｘ（ｓ）＋（τ ／Ｔ1 ）×２π×（１／ｓ）× ｛Ｘ（ｓ）−Ｙ（ｓ）｝／２πτ ＝｛１／Ｔ1ｓ｝｛ＴｓＸ（ｓ）＋Ｘ（ｓ）−Ｙ（ｓ）｝ （１０）
【００４１】従って、式（１０）から、式（１１）が成
立する。 Ｙ（ｓ）＝｛（１＋Ｔｓ）／（１＋Ｔ1ｓ）｝Ｘ（ｓ） （１１）
立する。 Ｙ（ｓ）＝｛（１＋Ｔｓ）／（１＋Ｔ1ｓ）｝Ｘ（ｓ） （１１）
【００４２】即ち、図２に示す回路の伝達関数は、式
（５）で示すバックラッシ速度逆伝達補正部１０の伝達
関数Ｆ（ｓ）と等しくなる。
（５）で示すバックラッシ速度逆伝達補正部１０の伝達
関数Ｆ（ｓ）と等しくなる。
【００４３】上述したように、式（６）から、位相進み
補償を用いてモータの応答を最適な時定数Ｔ1を持つ応
答に変換することができるので、式（５）の時定数Ｔ及
び時定数Ｔ1を決めるだけでバックラッシ補正の調整を
簡単に行なうことができる。
補償を用いてモータの応答を最適な時定数Ｔ1を持つ応
答に変換することができるので、式（５）の時定数Ｔ及
び時定数Ｔ1を決めるだけでバックラッシ補正の調整を
簡単に行なうことができる。
【００４４】次に、図３に、バックラッシ位置補正部
９、バックラッシ速度逆伝達補正部１０の各出力波形１
９、１４及びモータが応答する速度応答波形１５を示
す。
９、バックラッシ速度逆伝達補正部１０の各出力波形１
９、１４及びモータが応答する速度応答波形１５を示
す。
【００４５】バックラッシ位置補正部９から出力される
補正量は、サンプリング時間あたりの補正量であるため
速度単位であり、一般的に図３に示す出力波形１９のよ
うに、バックラッシ補正速度１６で、バックラッシ補正
時間１７の間に、バックラッシ位置補正量１８（バック
ラッシ補正速度１６×バックラッシ補正時間１７）を、
バックラッシ速度逆伝達補正部１０へ出力する。
補正量は、サンプリング時間あたりの補正量であるため
速度単位であり、一般的に図３に示す出力波形１９のよ
うに、バックラッシ補正速度１６で、バックラッシ補正
時間１７の間に、バックラッシ位置補正量１８（バック
ラッシ補正速度１６×バックラッシ補正時間１７）を、
バックラッシ速度逆伝達補正部１０へ出力する。
【００４６】また、図３に示すバックラッシ速度逆伝達
補正部１０の出力波形１４は、前記バックラッシ速度逆
伝達補正部１０がバックラッシ位置補正部９からの出力
波形１９を取り込んで処理した結果の波形を示すもので
ある。バックラッシ速度逆伝達補正部１０は、この処理
結果の出力波形１４を、加算器１３に送り、速度指令に
フィードフォワード的に加算する。
補正部１０の出力波形１４は、前記バックラッシ速度逆
伝達補正部１０がバックラッシ位置補正部９からの出力
波形１９を取り込んで処理した結果の波形を示すもので
ある。バックラッシ速度逆伝達補正部１０は、この処理
結果の出力波形１４を、加算器１３に送り、速度指令に
フィードフォワード的に加算する。
【００４７】出力波形１４にみられるように、速度ルー
プ逆伝達関数を用いることにより、位置指令に対する補
正がなくなった時をバックラッシ位置誤差の補正が終わ
った時とみなして、積極的な減速（出力波形１４の右側
の立下りの部分）を行うことができるので、従来例のよ
うな漸減する関数では実現できなかった早い整定を実現
できる。
プ逆伝達関数を用いることにより、位置指令に対する補
正がなくなった時をバックラッシ位置誤差の補正が終わ
った時とみなして、積極的な減速（出力波形１４の右側
の立下りの部分）を行うことができるので、従来例のよ
うな漸減する関数では実現できなかった早い整定を実現
できる。
【００４８】さらに、図３に示す出力波形１５は、バッ
クラッシ速度逆伝達補正部１０の出力波形１４を入力し
て、モータが応答する速度応答波形であり、所望のバッ
クラッシ補正速度最適時定数Ｔ1の応答をする。
クラッシ速度逆伝達補正部１０の出力波形１４を入力し
て、モータが応答する速度応答波形であり、所望のバッ
クラッシ補正速度最適時定数Ｔ1の応答をする。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、バックラッシ位置補正
の出力に対して速度ループの逆伝達関数を用いて速度ル
ープの伝達関数の影響を無くす処理をし、その処理結果
を、フィードフォワード的に速度指令に加える構成とし
たため、簡単な構成によって、制御対象の応答を最適な
特性にすることができ、バックラッシによる誤差を迅速
かつ大幅に改善することができる。
の出力に対して速度ループの逆伝達関数を用いて速度ル
ープの伝達関数の影響を無くす処理をし、その処理結果
を、フィードフォワード的に速度指令に加える構成とし
たため、簡単な構成によって、制御対象の応答を最適な
特性にすることができ、バックラッシによる誤差を迅速
かつ大幅に改善することができる。
【００５０】また、本発明によれば、速度ループ逆伝達
関数を用いて処理するので、従来の漸減する関数では実
現できなかった、積極的な減速を行うことができ、これ
により早い整定が実現できる。
関数を用いて処理するので、従来の漸減する関数では実
現できなかった、積極的な減速を行うことができ、これ
により早い整定が実現できる。
【００５１】さらに、本発明によれば、前記制御対象
を、各種機械に含まれるモータとすることにより、ＮＣ
工作機械等に用いられるモータの応答を最適な応答とす
ることができ、モータのバックラッシ補正における早い
整定を実現できるバックラッシ補正方式を提供すること
ができる。
を、各種機械に含まれるモータとすることにより、ＮＣ
工作機械等に用いられるモータの応答を最適な応答とす
ることができ、モータのバックラッシ補正における早い
整定を実現できるバックラッシ補正方式を提供すること
ができる。
【図１】本発明のバックラッシ補正方式の実施例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】本実施例をソフトウェアで実現する場合のブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】本実施例における各部の波形図である。
【図４】従来のバックラッシ補正方式の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
１ 位置指令発生部 ２ 位置制御部 ３ 速度制御部 ４ 電流制御部 ５ モータアンプ ６ 機械 ７ 検出器 ８ モータ反転検出部 ９ バックラッシ位置補正部 １０ バックラッシ速度逆伝達補正部 ２０ 第１位相進み要素 ２１ 第２位相進み要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−138922（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−40521（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−58102（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−71311（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−230108（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−148315（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−139820（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05D 3/12 G05D 3/18 G05B 11/36 G05B 19/404
Claims (4)
- 【請求項１】 制御対象の位置を検出する位置検出器
と、 制御対象に対するサンプリング時間あたりの位置移動量
を示す位置指令を発生する位置指令発生部と、 前記位置指令および前記位置検出器からの信号を入力し
て速度指令を出力する位置制御部と、 前記位置指令発生部からの位置指令と前記位置制御部か
らの速度指令とにより制御対象の反転を検出する反転検
出部と、 前記反転検出部の検出に基づいて制御対象のバックラッ
シの位置誤差に対するサンプリング時間あたりの補正量
を位置指令に足し込むバックラッシ位置補正部と、 前記バックラッシ位置補正部の補償量に対して速度ルー
プの逆伝達関数を用いた処理を行ない、その処理結果を
前記速度指令にフィードフォワード的に足し込むバック
ラッシ速度逆伝達補正部とを備えたことを特徴とするバ
ックラッシ補正方式。 - 【請求項２】 前記バックラッシ速度逆伝達補正部の、
速度ループの逆伝達関数を用いる処理として、位相進み
を用いることを特徴とする請求項１記載のバックラッシ
補正方式。 - 【請求項３】 前記制御対象は、各種機械に含まれるモ
ータであることを特徴とする請求項１又は２記載のバッ
クラッシ補正方式。 - 【請求項４】 モータの位置を検出する位置検出器と、 前記モータに対するサンプリング時間あたりの位置移動
量を示す位置指令を発生する位置指令発生部と、 前記位置指令および前記位置検出器からの信号を入力し
て速度指令を出力する位置制御部と、 前記位置指令発生部からの位置指令と前記位置制御部か
らの速度指令とによりモータの反転を検出する反転検出
部と、 前記反転検出部の検出に基づいてモータのバックラッシ
の位置誤差に対するサンプリング時間あたりの補正量を
位置指令に足し込むバックラッシ位置補正部と、 前記バックラッシ位置補正部の補償量を入力し、その出
力信号を前記速度指令に足し込むバックラッシ速度逆伝
達補正部とを備え、 前記バックラッシ速度逆伝達補正部の伝達関数が、速度
ループの逆伝達関数に所望の応答が持つ伝達関数を乗じ
たものであることを特徴とするバックラッシ補正方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7184787A JP3019192B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | バックラッシ補正方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7184787A JP3019192B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | バックラッシ補正方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0916258A JPH0916258A (ja) | 1997-01-17 |
| JP3019192B2 true JP3019192B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=16159291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7184787A Expired - Fee Related JP3019192B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | バックラッシ補正方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3019192B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6097168A (en) * | 1997-08-25 | 2000-08-01 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Position control apparatus and method of the same, numerical control program preparation apparatus and method of the same, and methods of controlling numerical control machine tool |
| JP6396364B2 (ja) | 2016-05-25 | 2018-09-26 | ファナック株式会社 | モータ制御装置、モータ制御方法及びモータ制御プログラム |
-
1995
- 1995-06-27 JP JP7184787A patent/JP3019192B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0916258A (ja) | 1997-01-17 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |