JP3023648B2 - 位置制御装置 - Google Patents
位置制御装置Info
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Description
御装置に関し、特に追従性の高いサーボ系を有する位置
制御装置に関する。
は、高精度の加工を行うために、サーボ系の指令に対す
る追従特性を高めている。このような例として、フィー
ドフォワード制御等の技術が使用されている。
む数値制御装置システムのブロック図である。この数値
制御装置システムは補間演算部40と、サーボモータ制
御部50と、サーボモータ60とから構成される。
は、最小指令単位として通常は1umである単位で指令
されたパートプログラム41に基づいて、位置指令パル
スを小数単位まで演算し、結果をX軸、Y軸などの各軸
に分配する。図では1軸のみ示している。分配された結
果、端数を持つ送り速度となった場合は、分配パルスP
aは小数点以下のデータを持つ。そして整数化手段43
は、分配パルスPaを整数化することにより、サーボで
の位置制御の単位に変換する。このため分配パルスPa
は、小数点以下のデータを持たない整数化された分配パ
ルスPjとなる。また、整数化の処理は整数化した際の
余りパルスを保存しておき、次回の整数化に使用して分
配したパルスと出力したパルスの累積誤差が生じないよ
うにする。そして、補間後加減速手段44は、切削時の
負荷変動を調整するため、分配パルスPjの加減速制御
を行う。
52には補間後加減速されたパルスPkと、サーボモー
タ60からの位置帰還パルスPf3とが入力される。加
算器52は、パルスPkから位置帰還パルスPf3を減
算した結果をゲイン入力パルスPc3として比例要素
(Pg)53に出力する。比例要素(Pg)53はゲイ
ン入力パルスPc3をポジションループゲインPgだけ
乗じて、速度指令vgとして加算器54に出力する。
フィードフォワード要素(α*S)51にも入力され
る。フィードフォワード要素(α*S)51は、補間後
加減速されたパルスPkを微分要素Sによって微粉した
後、フィードフォワード係数αを乗じて、フィードフォ
ワード速度指令veとして加算器54に出力する。
ードフォワード制御の特性を決定する係数であり、α=
0ならばフィードフォワード制御を行わないことを意味
し、α=1であって連続系ならば理論上のサーボの遅れ
がないことを意味する。そして、加算器54は速度指令
vgとフィードフォワード速度指令veとを加算し、速
度指令V3としてサーボモータ60に出力する。サーボ
モータ60は、入力した速度指令V3によって回転す
る。このサーボモータ60の特性に相当する積分要素
(1/S)61は、サーボモータの位置を位置帰還パル
スPf3として加算器52に帰還する。
特性を示す図である。例えば、時間0〜t5までのブロ
ックで1補間周期あたり2.24パルスに相当する速度
がパートプログラム41で指令され、時間t5以上のブ
ロックでは1補間周期あたり3.5パルスに相当する速
度がパートプログラム41で指令されたとする。サーボ
モータ制御部50には、小数点以下のデータを失った整
数化されたパルスが出力されるので、時間0〜t5のブ
ロックでは2パルスまたは3パルスが、時間t5以上の
ブロックでは、3パルスまたは4パルスが周期的に出力
される。
t2,t3,t4,t6,t7の部分では、本来は速度
変化がないところなのに1パルス分の速度変化があった
とみなされて、サーボモータは、それに追従しようとし
てしまう。逆に、t5では本来は1.26パルス分の速
度変化があったにもかかわらず、1パルス分の速度変化
しかないものとみなされて、サーボモータは1パルス分
しか移動しようとせず、追従性が悪くなる可能性があ
る。以上のようにサーボモータの応答特性が、サーボモ
ータ制御部に送られた分配パルスの出力にそのまま対応
してしまうので、速度変化が階段状となり、高精度の加
工ができない。
む数値制御装置システムではより顕著となる。本願発明
は上記の点に鑑みなされたものであり、より高精度の加
工が可能な位置制御装置を提供することを目的とする。
決するために、分配情報をサーボモータ制御部に送って
サーボモータを制御して位置制御を行う位置制御装置に
おいて、パートプログラムによるNC指令を小数単位ま
で演算して分配情報を出力する分配手段と、前記分配情
報を所定倍して、倍数分配情報を出力する乗算手段と、
前記倍数分配情報を整数化してサーボモータ制御部に送
る整数化手段と、を有することを特徴とする位置制御装
置が、提供される。
プログラムに基づいて、位置指令情報を小数単位まで演
算し、結果をX軸、Y軸などの各軸に分配する。また、
乗算手段は分配情報を所定倍する。その後、整数化手段
は所定倍された倍数分配情報を整数化する。以上の手段
により位置指令情報は、小数点以下のデータを含んだま
まサーボモータ制御部に出力される。このため、フィー
ドフォワード機能等を使用してモータの追従性が非常に
高い場合でも、なめらかな移動を行うことができ、加工
の精度、面粗度を向上させることができる。
明する。図1は本発明の位置制御装置のブロック図であ
る。
ボモータ制御部20aと、サーボモータ30とから構成
される。補間演算部10aにおいて、、分配手段12
は、最小指令単位として通常は1umである単位で指令
されたパートプログラム41に基づいて、位置指令パル
スを小数単位まで演算し、結果をX軸、Y軸などの各軸
に分配する。図では1軸のみ示している。そして乗算手
段13(×N)により分配パルスPaをN倍する。そし
て、整数化手段14は倍数分配パルスPbを整数化し、
整数化された分配パルスPdを出力する。その後、補間
後加減速手段15で加減速制御を行う。
器23には補間後加減速されたパルスPeとサーボモー
タ30からの位置帰還パルスPf1を乗算手段(×N)
26でN倍した出力パルスPiとが入力される。加算器
23は、補間後加減速されたパルスPeから、位置帰還
パルスPf1を乗算手段(×N)26でN倍した出力パ
ルスPiを減算した結果を、ゲイン入力パルスPc1と
して比例要素(Pg)24に出力する。比例要素(P
g)24はゲイン入力パルスPc1をポジションループ
ゲインPgだけ乗じて、速度指令vbとして加算器25
に出力する。
配されるPaをN倍したものであるから除算手段(1/
N)21により1/N倍し、その出力パルスPhをフィ
ードフォワード要素(α*S)22に入力する。フィー
ドフォワード要素(α*S)22は、出力パルスPhを
微分要素Sによって微分した後、フィードフォワード係
数αを乗じて、フィードフォワード速度指令vaとして
加算器25に出力する。
ードフォワード速度指令vaとを加算し、速度指令V1
としてサーボモータ30に出力する。サーボモータ30
は、入力した速度指令V1によって回転する。このサー
ボモータ30の特性に相当する積分要素(1/S)31
は、サーボモータの位置を位置帰還パルスPf1として
乗算手段(×N)26に帰還する。その後N倍された出
力パルスPiは加算器23に入力される。
図2は補間演算部10aの処理のフローチャートであ
る。 〔S1〕分配手段12は、最小指令単位として通常は1
umである単位で指令されたパートプログラム41に基
づいた、位置指令パルスを得る。
を小数単位まで演算して補間を行い、分配パルスPaと
して各軸に分配する。 〔S3〕乗算手段(×N)13において分配パルスPa
をN倍する。Nの値は任意に設定でき、ここでは28と
する。
配パルスPbの整数化を行う。 〔S5〕補間後加減速手段15において加減速制御を行
う。 〔S6〕小数点以下のデータを含んでいる補間後加減速
された出力パルスPeをサーボモータ制御部20aに出
力する。
分配パルスに対する応答特性を示す図である。これは上
述した図6の例と同じ補間を28倍してから、整数化し
た場合のサーボモータ制御部20aへの出力パルスPe
の例である。時間0〜t5のブロックでは1補間周期あ
たり2.24パルス相当の分配パルスPaが乗算手段1
3により28倍され、倍数分配パルスPbは573.4
4パルスとなる。この573.44パルスが整数化手段
14により整数化され、補間後加減速された結果、時間
0〜t5のブロックでは573パルスまたは574パル
スが周期的に出力される。しかし28倍されているため
に時間0〜t5のブロックでの速度変化は実質的には1
/28パルス分であり、図6の応答特性と比べて、速度
変化が微小であり、階段状の波形とならない。また時間
t5以上のブロックでは1補間周期あたり3.5パルス
相当の分配パルスPaが28倍されて896パルスとな
り、速度変化は現れてこなく、t5のつなぎ目の部分で
のみ速度変化が生じでいる。
のデータを失うことなく、サーボ制御部20aに渡すこ
とができるため、パルスのばらつきが小さくなり従来に
比べてなめらかな制御を行うことができる。
例のブロック図である。なお、図1と同じ要素について
は同じ符号を付し、その説明は省略する。図1と同様に
位置制御装置の第2の実施例も補間演算部10b、サー
ボモータ制御部20b,サーボモータ30の構成からな
る。
倍数分配パルスを整数化し、補間後加減速したパルスP
eを、サーボモータ制御部20bの位置制御ループに出
力するのではなく、フィードフォワードの計算等を行う
ための速度データとして、サーボモータ制御部20bの
フィードフォワードループに出力する。また位置制御ル
ープには、図5の従来例で説明したような制御で補間後
加減速されたパルスPkを、位置データとして出力す
る。
後加減速15の出力パルスPeは、分配パルスPaをN
倍したものであるから、除算手段(1/N)21により
1/N倍し、出力パルスPhをフィードフォワード要素
(α*S)22に入力する。その後のフィードフォワー
ド処理は、図1と同様である。また、位置制御ループの
構成については、図5の従来例と同様でありその制御
は、加算器25が速度指令vdとフィードフォワード速
度指令vaとを加算し、速度指令V2としてサーボモー
タ30に出力する。サーボモータ30は、入力した速度
指令V2によって回転する。このサーボモータ30の特
性に相当する積分要素(1/S)31は、サーボモータ
の位置を位置帰還パルスPf2として加算器23に帰還
する。
モータの追従性を高くしているのは、主にフィードフォ
ワード機能である。このために図4の第2実施例の場合
は、小数点以下のデータを含んでいる位置指令パルスを
サーボモータ制御部20aのフィードフォワードループ
のみに入力している。また、位置制御ループへの入力部
分は図5で示した従来例と変わらない。
従来例に各機能ブロックを追加した構成をとるので、回
路変更等が図1の第1実施例よりも容易にできる利点が
ある。
まで含めた分配パルスをN倍してから整数化して、サー
ボモータ制御部に送ることで説明したが、補間演算部で
は小数のままサーボモータ制御部に送るような数値制御
装置システムにすることもできる。ただし、整数化等の
処理はサーボモータ制御部で行う必要がある。
段で小数まで含む分配情報を出力するようにしたので、
分配周期ごとの分配情報の変動が少なく、サーボモータ
の動きが滑らかになり、より高精度の加工が可能にな
る。
ある。
性を示す図である。
ク図である。
装置システムのブロック図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 分配情報をサーボモータ制御部に送って
サーボモータを制御して位置制御を行う位置制御装置に
おいて、 パートプログラムによるNC指令を小数単位まで演算し
て分配情報を出力する分配手段と、 前記分配情報を所定倍して、倍数分配情報を出力する乗
算手段と、 前記倍数分配情報を整数化してサーボモータ制御部に送
る整数化手段と、 を有することを特徴とする位置制御装置。 - 【請求項2】 分配情報をサーボモータ制御部に送って
サーボモータを制御して位置制御を行う位置制御装置に
おいて、 パートプログラムによるNC指令を小数単位まで演算し
て分配情報を出力する分配手段と、 前記分配情報を所定倍して、倍数分配情報を出力する乗
算手段と、 前記倍数分配情報を整数化してサーボモータ制御部のフ
ィードフォワードループに送る第1の整数化手段と、 前記分配情報を整数化してサーボモータ制御部の位置制
御ループに送る第2の整数化手段と、 を有することを特徴とする位置制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7137620A JP3023648B2 (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 位置制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7137620A JP3023648B2 (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 位置制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08328635A JPH08328635A (ja) | 1996-12-13 |
JP3023648B2 true JP3023648B2 (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=15202937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7137620A Expired - Lifetime JP3023648B2 (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 位置制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3023648B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4174972B2 (ja) * | 2001-02-09 | 2008-11-05 | 三菱電機株式会社 | 位置決め制御方法 |
US7171578B2 (en) * | 2003-02-26 | 2007-01-30 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Pulse output function for programmable logic controller with linear frequency change |
JP4944806B2 (ja) * | 2007-10-09 | 2012-06-06 | オークマ株式会社 | 位置制御装置 |
JP6363643B2 (ja) | 2016-03-04 | 2018-07-25 | ファナック株式会社 | プログラム指令の解析桁数を増やすことを可能とする数値制御装置 |
-
1995
- 1995-06-05 JP JP7137620A patent/JP3023648B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08328635A (ja) | 1996-12-13 |
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