JP3285462B2 - 位置決め制御方法及びその装置 - Google Patents
位置決め制御方法及びその装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械等の位置決め
サーボシステムの位置決め制御装置に関するものであ
る。
サーボシステムの位置決め制御装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】工場の自動化・省力化の中心的役割をな
すＮＣ工作機械は、コンピュータの発達に伴い飛躍的に
機能の向上や動作速度の向上を遂げた。中でも最も高速
に動作するＮＣタレットパンチプレスにおいては、ワー
クを把持して位置決めするキャリッジの動作速度が１ｍ
／ｓ以上にも達し、この動作速度は、生産性向上の為よ
りいっそう高速になる傾向にある。
すＮＣ工作機械は、コンピュータの発達に伴い飛躍的に
機能の向上や動作速度の向上を遂げた。中でも最も高速
に動作するＮＣタレットパンチプレスにおいては、ワー
クを把持して位置決めするキャリッジの動作速度が１ｍ
／ｓ以上にも達し、この動作速度は、生産性向上の為よ
りいっそう高速になる傾向にある。
【０００３】しかし、キャリッジの動作速度を上げる
と、位置決め時にオーバシュートや残留振動が発生し、
この問題を解決するために、例えば機械剛性をあげると
いう対策を採る場合、結果的に重量増加となり、より大
きなサーボモータを採用しなければならないという悪循
環を生じる。
と、位置決め時にオーバシュートや残留振動が発生し、
この問題を解決するために、例えば機械剛性をあげると
いう対策を採る場合、結果的に重量増加となり、より大
きなサーボモータを採用しなければならないという悪循
環を生じる。
【０００４】そこで特開平２−２１７９０４号には、工
作物を加工するためのプロファイルデータに基づいた位
置指令データにより制御運転し得られる実際の移動量に
よる実移動量データと理想的な移動量を与える理想位置
指令データとから周波数応答の比を算出し、その周波数
応答の比で位置指令データの周波数特性を補正すること
により位置決めサーボシステムの追従精度を向上させる
位置決め制御方法、いわゆる繰り返し伝達関数補正制御
方法を適用した制御装置が提案されている。しかし以上
の従来の位置決め制御方法すなわち繰り返し伝達関数補
正による制御方法には次のような問題があった。すなわ
ち特開平２−２１７９０４号に示される従来の位置決め
制御装置は実際の移動量による実移動量データと理想的
な移動量を与える理想位置指令データとから周波数応答
の比すなわち伝達関数を算出するものであり、かかる伝
達関数では最初の位置補正以後は実際の位置指令データ
と実移動量データとの間の伝達関数ではなくなり、得ら
れる伝達関数は実際の機械の伝達関数を反映しなくな
る。
作物を加工するためのプロファイルデータに基づいた位
置指令データにより制御運転し得られる実際の移動量に
よる実移動量データと理想的な移動量を与える理想位置
指令データとから周波数応答の比を算出し、その周波数
応答の比で位置指令データの周波数特性を補正すること
により位置決めサーボシステムの追従精度を向上させる
位置決め制御方法、いわゆる繰り返し伝達関数補正制御
方法を適用した制御装置が提案されている。しかし以上
の従来の位置決め制御方法すなわち繰り返し伝達関数補
正による制御方法には次のような問題があった。すなわ
ち特開平２−２１７９０４号に示される従来の位置決め
制御装置は実際の移動量による実移動量データと理想的
な移動量を与える理想位置指令データとから周波数応答
の比すなわち伝達関数を算出するものであり、かかる伝
達関数では最初の位置補正以後は実際の位置指令データ
と実移動量データとの間の伝達関数ではなくなり、得ら
れる伝達関数は実際の機械の伝達関数を反映しなくな
る。
【０００５】この様な従来の伝達関数補正制御方法にお
ける問題に鑑みて本出願人は特願平６−６１５０９号に
おいて制御指令と、その制御指令に対するキャリッジの
動作との間に生じる入出力特性を精度良く求めて、制御
指令を決定することにより、制御対象すなわちキャリッ
ジができるだけ高速でオーバーシュートすることなく希
望する動作を実現することができるようにする位置決め
制御方法及びその装置を提案した。
ける問題に鑑みて本出願人は特願平６−６１５０９号に
おいて制御指令と、その制御指令に対するキャリッジの
動作との間に生じる入出力特性を精度良く求めて、制御
指令を決定することにより、制御対象すなわちキャリッ
ジができるだけ高速でオーバーシュートすることなく希
望する動作を実現することができるようにする位置決め
制御方法及びその装置を提案した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述の特願平６
−６１５０９号に開示された位置決め制御方法及びその
装置についても更に次のような改善すべき点があった。
すなわち何れにしても伝達関数を用いる算出方法による
場合には、単発的に起こる外乱を含め測定誤差が原因と
なって誤差補正が収束しにくくなり、また伝達関数を用
いる場合には補正された入力を算出するまでの計算工程
が長くなりすぎ、それに起因してやはり収束しにくくな
るという問題があった。
−６１５０９号に開示された位置決め制御方法及びその
装置についても更に次のような改善すべき点があった。
すなわち何れにしても伝達関数を用いる算出方法による
場合には、単発的に起こる外乱を含め測定誤差が原因と
なって誤差補正が収束しにくくなり、また伝達関数を用
いる場合には補正された入力を算出するまでの計算工程
が長くなりすぎ、それに起因してやはり収束しにくくな
るという問題があった。
【０００７】本発明は以上の従来技術における問題に鑑
みてなされたものであって、補正された入力を算出する
までの計算工程を短くすることができ、誤差補正が容易
に収束する位置決め制御方法及びその装置を提供するこ
とを目的とする。
みてなされたものであって、補正された入力を算出する
までの計算工程を短くすることができ、誤差補正が容易
に収束する位置決め制御方法及びその装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の位置決
め制御方法は、制御対象を位置決め制御運転するための
目標入力位置データをフーリエ変換して目標入力位置フ
ーリエ変換データを求め、初回であれば前記目標入力位
置データによって、補正後であれば補正後の補正目標入
力位置データによって制御対象を２回以上の設定回数の
位置決め制御運転し、この各運転回数毎に得られる実際
の移動量をそれぞれ実移動量データとして検出し、この
検出された実移動量データをそれぞれフーリエ変換して
実移動量フーリエ変換データを求め、これらの実移動量
フーリエ変換データの平均値を算出し、前記目標入力位
置フーリエ変換データと前記実移動量フーリエ変換デー
タの平均値とから下記式４により前記目標入力位置フー
リエ変換データを繰り返し補正した補正目標入力位置フ
ーリエ変換データを算出し、この補正目標入力位置フー
リエ変換データをフーリエ逆変換して求められる補正目
標入力位置データによって制御対象を位置決め制御運転
することを特徴とする。
め制御方法は、制御対象を位置決め制御運転するための
目標入力位置データをフーリエ変換して目標入力位置フ
ーリエ変換データを求め、初回であれば前記目標入力位
置データによって、補正後であれば補正後の補正目標入
力位置データによって制御対象を２回以上の設定回数の
位置決め制御運転し、この各運転回数毎に得られる実際
の移動量をそれぞれ実移動量データとして検出し、この
検出された実移動量データをそれぞれフーリエ変換して
実移動量フーリエ変換データを求め、これらの実移動量
フーリエ変換データの平均値を算出し、前記目標入力位
置フーリエ変換データと前記実移動量フーリエ変換デー
タの平均値とから下記式４により前記目標入力位置フー
リエ変換データを繰り返し補正した補正目標入力位置フ
ーリエ変換データを算出し、この補正目標入力位置フー
リエ変換データをフーリエ逆変換して求められる補正目
標入力位置データによって制御対象を位置決め制御運転
することを特徴とする。
【０００９】
【式４】
【００１０】以上の位置決め制御方法にあっては、初回
であれば前記目標入力位置データによって、また補正後
であれば補正後の補正目標入力位置データによって制御
対象を位置決め制御運転して実移動量データを得、この
実移動量データにより精度判定する判定手段を設け、そ
の判定手段による判定の結果実移動量データと最初の目
標入力位置データとの誤差が許容値を越えている場合に
は、前記設定回数の位置決め制御運転をして、各運転毎
に得られる実移動量データをそれぞれフーリエ変換して
求められる実移動量フーリエ変換データの平均値を求
め、前記式（１）による第１の補正を行い、判定手段に
よる判定の結果実移動量データと最初の目標入力位置デ
ータとの誤差が許容値以内に収束した場合には、前記設
定回数の位置決め制御運転も前記第１の補正も行わず初
回であれば前記目標入力位置データをそのまま用い、補
正後であれば判定した時の補正入力位置データをそのま
ま用いて制御対象を位置決め制御運転する様にしても良
い。
であれば前記目標入力位置データによって、また補正後
であれば補正後の補正目標入力位置データによって制御
対象を位置決め制御運転して実移動量データを得、この
実移動量データにより精度判定する判定手段を設け、そ
の判定手段による判定の結果実移動量データと最初の目
標入力位置データとの誤差が許容値を越えている場合に
は、前記設定回数の位置決め制御運転をして、各運転毎
に得られる実移動量データをそれぞれフーリエ変換して
求められる実移動量フーリエ変換データの平均値を求
め、前記式（１）による第１の補正を行い、判定手段に
よる判定の結果実移動量データと最初の目標入力位置デ
ータとの誤差が許容値以内に収束した場合には、前記設
定回数の位置決め制御運転も前記第１の補正も行わず初
回であれば前記目標入力位置データをそのまま用い、補
正後であれば判定した時の補正入力位置データをそのま
ま用いて制御対象を位置決め制御運転する様にしても良
い。
【００１１】また初回であれば前記目標入力位置データ
によって、また補正後であれば補正後の補正目標入力位
置データによって制御対象を位置決め制御運転して実移
動量データを得、この実移動量データにより精度判定す
る判定手段を設け、その判定手段による判定の結果実移
動量データと最初の目標入力位置データとの誤差が許容
値を越えている場合には、前記設定回数の位置決め制御
運転をして、各運転毎に得られる実移動量データをそれ
ぞれフーリエ変換して求められる実移動量フーリエ変換
データの平均値を求め、前記式（１）による第１の補正
を行い、判定手段による判定の結果実移動量データと最
初の目標入力位置データとの誤差が許容値以内に収束し
た場合には、前記設定回数の位置決め制御運転や前記第
１の補正は行わず初回であれば前記目標入力位置データ
をそのまま用い、補正後であれば判定した時の補正目標
入力位置データをそのまま用いて制御対象を位置決め制
御運転し、判定手段による判定の結果実移動量データと
最初の目標入力位置データとの誤差が一定値以内に収束
しない第１の補正の限界である場合には、第１の補正を
停止して時間領域データのみによる目標入力位置データ
補正を行う第２の補正を行い、その第２の補正後の補正
目標入力位置データを用いて制御対象を位置決め制御運
転する様にすることもできる。
によって、また補正後であれば補正後の補正目標入力位
置データによって制御対象を位置決め制御運転して実移
動量データを得、この実移動量データにより精度判定す
る判定手段を設け、その判定手段による判定の結果実移
動量データと最初の目標入力位置データとの誤差が許容
値を越えている場合には、前記設定回数の位置決め制御
運転をして、各運転毎に得られる実移動量データをそれ
ぞれフーリエ変換して求められる実移動量フーリエ変換
データの平均値を求め、前記式（１）による第１の補正
を行い、判定手段による判定の結果実移動量データと最
初の目標入力位置データとの誤差が許容値以内に収束し
た場合には、前記設定回数の位置決め制御運転や前記第
１の補正は行わず初回であれば前記目標入力位置データ
をそのまま用い、補正後であれば判定した時の補正目標
入力位置データをそのまま用いて制御対象を位置決め制
御運転し、判定手段による判定の結果実移動量データと
最初の目標入力位置データとの誤差が一定値以内に収束
しない第１の補正の限界である場合には、第１の補正を
停止して時間領域データのみによる目標入力位置データ
補正を行う第２の補正を行い、その第２の補正後の補正
目標入力位置データを用いて制御対象を位置決め制御運
転する様にすることもできる。
【００１２】また本発明の位置決め制御装置は、制御対
象を位置決め制御運転するための目標入力位置データを
フーリエ変換して目標入力位置フーリエ変換データを求
める第１フーリエ変換処理手段と、初回であれば前記目
標入力位置データによって、補正後であれば補正後の補
正目標入力位置データによって制御対象を位置決め制御
運転して得られる実際の移動量を実移動量データとして
検出する移動量検出器と、前記移動量検出器により検出
される実移動量データをフーリエ変換して実移動量フー
リエ変換データを求める第２フーリエ変換処理手段と、
前記目標入力位置データに基づく位置決め制御運転を２
回以上の設定回数行って得られる実際の移動量から第２
フーリエ変換処理手段により求められた各回毎の実移動
量フーリエ変換データの平均値を求める実移動量フーリ
エ変換データ平均値算出手段と、前記目標入力位置フー
リエ変換データと前記実移動量フーリエ変換データ平均
値算出手段で求められた実移動量データフーリエ変換デ
ータの平均値とから下記式５により前記目標入力位置フ
ーリエ変換データを繰り返し補正した補正目標入力位置
フーリエ変換データを算出する補正目標入力位置フーリ
エ変換データ算出手段と、補正目標入力位置フーリエ変
換データをフーリエ逆変換をして、補正目標入力位置デ
ータを算出するフーリエ逆変換処理手段とを有すること
を特徴とする。
象を位置決め制御運転するための目標入力位置データを
フーリエ変換して目標入力位置フーリエ変換データを求
める第１フーリエ変換処理手段と、初回であれば前記目
標入力位置データによって、補正後であれば補正後の補
正目標入力位置データによって制御対象を位置決め制御
運転して得られる実際の移動量を実移動量データとして
検出する移動量検出器と、前記移動量検出器により検出
される実移動量データをフーリエ変換して実移動量フー
リエ変換データを求める第２フーリエ変換処理手段と、
前記目標入力位置データに基づく位置決め制御運転を２
回以上の設定回数行って得られる実際の移動量から第２
フーリエ変換処理手段により求められた各回毎の実移動
量フーリエ変換データの平均値を求める実移動量フーリ
エ変換データ平均値算出手段と、前記目標入力位置フー
リエ変換データと前記実移動量フーリエ変換データ平均
値算出手段で求められた実移動量データフーリエ変換デ
ータの平均値とから下記式５により前記目標入力位置フ
ーリエ変換データを繰り返し補正した補正目標入力位置
フーリエ変換データを算出する補正目標入力位置フーリ
エ変換データ算出手段と、補正目標入力位置フーリエ変
換データをフーリエ逆変換をして、補正目標入力位置デ
ータを算出するフーリエ逆変換処理手段とを有すること
を特徴とする。
【００１３】
【式５】
【００１４】
【作用】以上の本発明の位置決め制御方法およびその装
置の理論的メカニズムにつき以下説明する。繰り返し伝
達関数補正による制御方法によれば、目標入力位置デー
タ算出に実測伝達関数を用いるので、制御の良否は伝達
関数の測定に依存し、位置決め装置において目標入力位
置データに対する制御対象の動作応答により求められる
伝達関数は、（２）式で表される。 Ｈ（ｊω）＝Ｏ（ｊω）／Ｉ（ｊω）・・・・・・・・・・・（２） ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数 Ｉ（ｊω）：補正目標入力位置フーリエ変換データ Ｏ（ｊω）：制御対象の実移動量フーリエ変換データ この式によれば、伝達関数が既知で、位置決めを行う時
間領域データを作成できれば、（３）式によって目標入
力位置データを算出することができる。 Ｉ（ｔ）＝Ｆ-1〔Ｒ0（ｊω）／Ｈ（ｊω）〕・・・・（３） ここで、Ｆ-1〔〕は〔〕内のフーリエ逆変換を表す。 Ｉ（ｔ） ；補正目標入力位置データ Ｒ0（ｊω）；目標入力位置フーリエ変換データ
置の理論的メカニズムにつき以下説明する。繰り返し伝
達関数補正による制御方法によれば、目標入力位置デー
タ算出に実測伝達関数を用いるので、制御の良否は伝達
関数の測定に依存し、位置決め装置において目標入力位
置データに対する制御対象の動作応答により求められる
伝達関数は、（２）式で表される。 Ｈ（ｊω）＝Ｏ（ｊω）／Ｉ（ｊω）・・・・・・・・・・・（２） ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数 Ｉ（ｊω）：補正目標入力位置フーリエ変換データ Ｏ（ｊω）：制御対象の実移動量フーリエ変換データ この式によれば、伝達関数が既知で、位置決めを行う時
間領域データを作成できれば、（３）式によって目標入
力位置データを算出することができる。 Ｉ（ｔ）＝Ｆ-1〔Ｒ0（ｊω）／Ｈ（ｊω）〕・・・・（３） ここで、Ｆ-1〔〕は〔〕内のフーリエ逆変換を表す。 Ｉ（ｔ） ；補正目標入力位置データ Ｒ0（ｊω）；目標入力位置フーリエ変換データ
【００１５】この目標入力位置データ算出方法は、逆伝
達関数補償法として公知の手法である。この手法は、伝
達関数が一定と見なせる場合、精度良く一定の目標入力
位置データの入力が得られる。しかし、実際の位置決め
装置においては、同一駆動系であってもその動作の違い
で伝達関数はそれぞれ異なる。そこで、（４）式に示す
ように伝達関数を繰り返し修正しながら位置決め制御を
行うようにすることにより効率的かつ高精度に目標入力
位置データの設定を行うことができるようになる。 Ｈi（ｊω）＝Ｏi（ｊω）／Ｉi（ｊω）・・・・・・・・・・・（４）
達関数補償法として公知の手法である。この手法は、伝
達関数が一定と見なせる場合、精度良く一定の目標入力
位置データの入力が得られる。しかし、実際の位置決め
装置においては、同一駆動系であってもその動作の違い
で伝達関数はそれぞれ異なる。そこで、（４）式に示す
ように伝達関数を繰り返し修正しながら位置決め制御を
行うようにすることにより効率的かつ高精度に目標入力
位置データの設定を行うことができるようになる。 Ｈi（ｊω）＝Ｏi（ｊω）／Ｉi（ｊω）・・・・・・・・・・・（４）
【００１６】先ず目標入力位置データＲ0（ｔ）を位置
決め装置に教示する。このとき、得られた実移動量デー
タＯ1（ｔ）が希望する許容値内に誤差が収束していな
ければ、式（４）によって実移動量データのフーリエ変
換データＯi（ｊω）を用いて伝達関数Ｈ2を計算する。
この伝達関数Ｈ2を用いて目標入力位置データＲ0（ｔ）
より式（３）によって新たな補正目標入力位置フーリエ
変換データＩ1を算出する。この補正目標入力位置フー
リエ変換データをフーリエ逆変換して補正目標入力位置
データＩ1（ｔ）とする。この操作を誤差が収束するま
で繰り返し、伝達関数を修正しながら所定の制御結果が
得られるまで繰り返すことにより、高精度な位置決めが
実現される。
決め装置に教示する。このとき、得られた実移動量デー
タＯ1（ｔ）が希望する許容値内に誤差が収束していな
ければ、式（４）によって実移動量データのフーリエ変
換データＯi（ｊω）を用いて伝達関数Ｈ2を計算する。
この伝達関数Ｈ2を用いて目標入力位置データＲ0（ｔ）
より式（３）によって新たな補正目標入力位置フーリエ
変換データＩ1を算出する。この補正目標入力位置フー
リエ変換データをフーリエ逆変換して補正目標入力位置
データＩ1（ｔ）とする。この操作を誤差が収束するま
で繰り返し、伝達関数を修正しながら所定の制御結果が
得られるまで繰り返すことにより、高精度な位置決めが
実現される。
【００１７】ところで、以上の繰り返し伝達関数修正法
は、図３のように最初の目標入力位置データＲ0（ｔ）
をフーリエ変換した目標入力位置フーリエ変換データＲ
0（ｊω）、ｉ番目の実移動量データＯiをフーリエ変換
した実移動量フーリエ変換データＯi（ｊω）、ｉ番目
の伝達関数Ｈi（ｊω）とすると、位置決め装置の誤差
Ｗ（ｊω）を無視すると以下のように表現できる。 Ｉ0（ｊω）＝Ｒ0（ｊω） ・・・・・・(a) Ｈ0（ｊω）＝Ｏ0（ｊω）／Ｉ0（ｊω） ＝Ｏ1（ｊω）／Ｒ0（ｊω）・・・(b) Ｉ1（ｊω）＝Ｒ0（ｊω）／Ｈ0（ｊω） ＝Ｒ0（ｊω）・Ｒ0（ｊω）／Ｏ0（ｊω）・・(c) Ｈ1（ｊω）＝Ｏ1（ｊω）／Ｉ1（ｊω） ＝Ｏ1（ｊω）／｛Ｒ0（ｊω）・Ｒ0（ｊω）／Ｏ0（ｊω）｝ ＝Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）／｛Ｒ0（ｊω）・Ｒ0（ｊω）｝・・(d) Ｉ2（ｊω）＝Ｒ0（ｊω）／Ｈ1（ｊω） ＝Ｒ0（ｊω）／［Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）／｛Ｒ0（ｊω）・Ｒ0（ ｊω）｝］ ＝Ｒ0（ｊω）3／Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）・・・・・・(e) Ｈ2（ｊω）＝Ｏ2（ｊω）／Ｉ2（ｊω） ＝Ｏ2（ｊω）／［Ｒ0（ｊω）3／｛Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）｝］ ＝Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）・Ｏ2（ｊω）／Ｒ0（ｊω）3・・・・(f ) Ｉ3（ｊω）＝Ｒ0（ｊω）／Ｈ2（ｊω） ＝Ｒ0（ｊω）／｛Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）・Ｏ2（ｊω）／Ｒ0（ｊ ω）3｝ ＝Ｒ0（ｊω）4／｛Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）・Ｏ2（ｊω）｝・・(g ) Ｈ3（ｊω）＝Ｏ3（ｊω）／Ｉ3（ｊω） ＝Ｏ3（ｊω）／［Ｒ0（ｊω）4／｛Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）・Ｏ2 （ｊω）｝］ ＝Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）・Ｏ2（ｊω）・Ｏ3（ｊω）／Ｒ0（ｊω）4 ・・・(h) したがって、第ｎ回目の補正時の補正目標入力位置フー
リエ変換データＩn（ｊω）と伝達関数Ｈn（ｊω）は、
式６で表される。
は、図３のように最初の目標入力位置データＲ0（ｔ）
をフーリエ変換した目標入力位置フーリエ変換データＲ
0（ｊω）、ｉ番目の実移動量データＯiをフーリエ変換
した実移動量フーリエ変換データＯi（ｊω）、ｉ番目
の伝達関数Ｈi（ｊω）とすると、位置決め装置の誤差
Ｗ（ｊω）を無視すると以下のように表現できる。 Ｉ0（ｊω）＝Ｒ0（ｊω） ・・・・・・(a) Ｈ0（ｊω）＝Ｏ0（ｊω）／Ｉ0（ｊω） ＝Ｏ1（ｊω）／Ｒ0（ｊω）・・・(b) Ｉ1（ｊω）＝Ｒ0（ｊω）／Ｈ0（ｊω） ＝Ｒ0（ｊω）・Ｒ0（ｊω）／Ｏ0（ｊω）・・(c) Ｈ1（ｊω）＝Ｏ1（ｊω）／Ｉ1（ｊω） ＝Ｏ1（ｊω）／｛Ｒ0（ｊω）・Ｒ0（ｊω）／Ｏ0（ｊω）｝ ＝Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）／｛Ｒ0（ｊω）・Ｒ0（ｊω）｝・・(d) Ｉ2（ｊω）＝Ｒ0（ｊω）／Ｈ1（ｊω） ＝Ｒ0（ｊω）／［Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）／｛Ｒ0（ｊω）・Ｒ0（ ｊω）｝］ ＝Ｒ0（ｊω）3／Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）・・・・・・(e) Ｈ2（ｊω）＝Ｏ2（ｊω）／Ｉ2（ｊω） ＝Ｏ2（ｊω）／［Ｒ0（ｊω）3／｛Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）｝］ ＝Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）・Ｏ2（ｊω）／Ｒ0（ｊω）3・・・・(f ) Ｉ3（ｊω）＝Ｒ0（ｊω）／Ｈ2（ｊω） ＝Ｒ0（ｊω）／｛Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）・Ｏ2（ｊω）／Ｒ0（ｊ ω）3｝ ＝Ｒ0（ｊω）4／｛Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）・Ｏ2（ｊω）｝・・(g ) Ｈ3（ｊω）＝Ｏ3（ｊω）／Ｉ3（ｊω） ＝Ｏ3（ｊω）／［Ｒ0（ｊω）4／｛Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）・Ｏ2 （ｊω）｝］ ＝Ｏ0（ｊω）・Ｏ1（ｊω）・Ｏ2（ｊω）・Ｏ3（ｊω）／Ｒ0（ｊω）4 ・・・(h) したがって、第ｎ回目の補正時の補正目標入力位置フー
リエ変換データＩn（ｊω）と伝達関数Ｈn（ｊω）は、
式６で表される。
【００１８】
【式６】
【００１９】ここで、式６中、式(i)により第ｎ回目の
補正時の補正目標入力位置フーリエ変換データＩn（ｊ
ω）を求める時に用いるパラメータの中で、目標入力位
置フーリエ変換データＲ0（ｊω）は定数である。よっ
て、第ｎ−１回目までの実移動量フーリエ変換データＯ
i（ｊω）のみが実測値となる。また伝達関数を表す式
６中式(j)も同様に実移動量フーリエ変換データＯi（ｊ
ω）のみが実測値となる。これは、制御入力の計算が実
測する出力の精度に依存することを意味する。したがっ
て、実移動量フーリエ変換データに誤差が含まれると補
正目標入力位置フーリエ変換データの算出に影響を与え
る。そこで図３に示すように誤差が含まれた実移動量フ
ーリエ変換データＯi（ｊω）は次式のようになる。 Ｏi（ｊω）＝ＯRi（ｊω）＋Ｗi（ｊω）・・・・・・・・(k) ＯRi（ｊω）：真の移動量フーリエ変換データ
補正時の補正目標入力位置フーリエ変換データＩn（ｊ
ω）を求める時に用いるパラメータの中で、目標入力位
置フーリエ変換データＲ0（ｊω）は定数である。よっ
て、第ｎ−１回目までの実移動量フーリエ変換データＯ
i（ｊω）のみが実測値となる。また伝達関数を表す式
６中式(j)も同様に実移動量フーリエ変換データＯi（ｊ
ω）のみが実測値となる。これは、制御入力の計算が実
測する出力の精度に依存することを意味する。したがっ
て、実移動量フーリエ変換データに誤差が含まれると補
正目標入力位置フーリエ変換データの算出に影響を与え
る。そこで図３に示すように誤差が含まれた実移動量フ
ーリエ変換データＯi（ｊω）は次式のようになる。 Ｏi（ｊω）＝ＯRi（ｊω）＋Ｗi（ｊω）・・・・・・・・(k) ＯRi（ｊω）：真の移動量フーリエ変換データ
【００２０】前述のように、制御の成否は１回目からの
実移動量履歴に依存するため、測定誤差や機械系の位置
決め誤差等をあらわす第ｉ番目の誤差Ｗi（ｊω）が含
まれると次の補正目標入力位置フーリエ変換データが誤
差を含み、制御結果が許容値に収束せず、更に発散する
可能性もある。ここで、第ｉ番目の誤差Ｗi（ｊω）が
真の移動量フーリエ変換データＯRi（ｊω）を中心とす
るガウス分布であらわされるとすると、同一の補正目標
入力位置フーリエ変換データＩi（ｊω）を用いたＬ回
の運転によるＬ個の実移動量フーリエ変換データＯ
ik（ｊω）を用いて式７に示すように平均化処理を行
う。
実移動量履歴に依存するため、測定誤差や機械系の位置
決め誤差等をあらわす第ｉ番目の誤差Ｗi（ｊω）が含
まれると次の補正目標入力位置フーリエ変換データが誤
差を含み、制御結果が許容値に収束せず、更に発散する
可能性もある。ここで、第ｉ番目の誤差Ｗi（ｊω）が
真の移動量フーリエ変換データＯRi（ｊω）を中心とす
るガウス分布であらわされるとすると、同一の補正目標
入力位置フーリエ変換データＩi（ｊω）を用いたＬ回
の運転によるＬ個の実移動量フーリエ変換データＯ
ik（ｊω）を用いて式７に示すように平均化処理を行
う。
【００２１】
【式７】
【００２２】
【式８】
【００２３】尚、式８中(m)式において→は近似し若し
くはＬを無限大とするときには収束することを意味す
る。したがって本発明において補正目標位置データの算
出にかわる上記実移動量データのフーリエ変換データを
求めるとき設定回数（Ｌ回）運転して求めた複数の実移
動量データのフーリエ変換データの平均値Ａi（ｊω）
を用いる。
くはＬを無限大とするときには収束することを意味す
る。したがって本発明において補正目標位置データの算
出にかわる上記実移動量データのフーリエ変換データを
求めるとき設定回数（Ｌ回）運転して求めた複数の実移
動量データのフーリエ変換データの平均値Ａi（ｊω）
を用いる。
【００２４】よって、式(m)によって式(j)、式(k)を満
たすＯi（ｊω）が得られることがわかる。なお以上の
位置決め制御運転において、検出される実移動量データ
の精度を判定する判定手段を設けることにより、実移動
量データと最初の目標入力位置データとの誤差が許容値
以内に収束した場合には、判定手段の判定によって判断
時の目標入力位置データをそのまま用いて制御対象を位
置決め制御運転することができる。
たすＯi（ｊω）が得られることがわかる。なお以上の
位置決め制御運転において、検出される実移動量データ
の精度を判定する判定手段を設けることにより、実移動
量データと最初の目標入力位置データとの誤差が許容値
以内に収束した場合には、判定手段の判定によって判断
時の目標入力位置データをそのまま用いて制御対象を位
置決め制御運転することができる。
【００２５】
【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。図
１、２は本発明の位置決め制御方法を説明した模式図で
ある。 実施例１ 図５は本発明の図１、２に基づく位置決め制御方法を適
用したＮＣタレットパンチプレス及びその制御ブロック
図を示す。図に示すように制御対象としてのキャリッジ
１の駆動系にはＡＣサーボモータ２とボールねじ３によ
る駆動が採用される。さらにこの位置決め制御には、Ａ
Ｃサーボモータ２を用いたディジタルフィードバックが
採用され、ＡＣサーボモータ２はサーボアンプ４を介し
てＮＣコントロールユニット５により駆動制御される。
１、２は本発明の位置決め制御方法を説明した模式図で
ある。 実施例１ 図５は本発明の図１、２に基づく位置決め制御方法を適
用したＮＣタレットパンチプレス及びその制御ブロック
図を示す。図に示すように制御対象としてのキャリッジ
１の駆動系にはＡＣサーボモータ２とボールねじ３によ
る駆動が採用される。さらにこの位置決め制御には、Ａ
Ｃサーボモータ２を用いたディジタルフィードバックが
採用され、ＡＣサーボモータ２はサーボアンプ４を介し
てＮＣコントロールユニット５により駆動制御される。
【００２６】以上のＮＣタレットパンチプレスを用い
て、Ｈｏｓｔ ＣＰＵを内蔵したＮＣコントロールユニ
ット５からステップ状の目標入力位置データを入力とし
てサーボアンプ４に与え、それにより生じるキャリッジ
１の動作を図示しないレーザ測長機によって測定した。
て、Ｈｏｓｔ ＣＰＵを内蔵したＮＣコントロールユニ
ット５からステップ状の目標入力位置データを入力とし
てサーボアンプ４に与え、それにより生じるキャリッジ
１の動作を図示しないレーザ測長機によって測定した。
【００２７】前記ＡＣサーボモータ２のＮＣコントロー
ルユニット５における制御プロセスを以下に説明する。
先ず、ステップ状の入力位置データをかたちづくるプロ
ファイルデータを入力し、そのプロファイルデータに基
づいて目標入力位置データＲ0（ｔ）を算出し、その目
標入力位置データＲ0（ｔ）により前記ＡＣサーボモー
タ２を運転する。
ルユニット５における制御プロセスを以下に説明する。
先ず、ステップ状の入力位置データをかたちづくるプロ
ファイルデータを入力し、そのプロファイルデータに基
づいて目標入力位置データＲ0（ｔ）を算出し、その目
標入力位置データＲ0（ｔ）により前記ＡＣサーボモー
タ２を運転する。
【００２８】次にレーザ測長機により測定されたキャリ
ッジ１の実移動量データＯi（ｔ）をサンプリングし
て、目標入力位置データＲ0（ｔ）との誤差により、精
度を判定する。その判定結果が問題なければ、前記目標
入力位置データＲ0（ｔ）をそのまま用いてＡＣサーボ
モータ２の駆動を続ける。また、その判定結果が限界値
を越えるものである場合には、ＮＣタレットパンチプレ
スをスタートさせた直後の１回目の精度判定の結果であ
るか否かを判定する。その判定の結果がＹＥＳである場
合には最初の目標入力位置データＲ0（ｔ）により、予
め設定した回数の運転を行う。設定回数がＬ回の場合は
最初の判定のための実移動量データをＯ0（ｔ）を１つ
の実移動量データＯ01（ｔ）として用いるため残りのＬ
−１回の運転を行う。その際に各運転時の実移動量デー
タＯ02（ｔ）、Ｏ03（ｔ）、・・・Ｏ0L（ｔ）を測定
し、その各実移動量データをそれぞれフーリエ変換（Ｆ
ＦＴ）して各実移動量フーリエ変換データＯ01（ｊ
ω）、Ｏ02（ｊω）、・・・Ｏ0L（ｊω）を求め、さら
にこれらの実移動量フーリエ変換データの平均値Ａ
0（ｊω）を上記(m)式より算出する。また、このとき最
初の目標入力位置データＲ0（ｔ）についてもフーリエ
変換を行い、目標入力位置フーリエ変換データＲ0（ｊ
ω）を求めておく。その実移動量フーリエ変換データの
平均値Ａ0（ｊω）と前記目標入力位置フーリエ変換デ
ータＲ0（ｊω）とから式（１）に基づいて補正目標入
力位置フーリエ変換データＩ1（ｊω）を算出する。
ッジ１の実移動量データＯi（ｔ）をサンプリングし
て、目標入力位置データＲ0（ｔ）との誤差により、精
度を判定する。その判定結果が問題なければ、前記目標
入力位置データＲ0（ｔ）をそのまま用いてＡＣサーボ
モータ２の駆動を続ける。また、その判定結果が限界値
を越えるものである場合には、ＮＣタレットパンチプレ
スをスタートさせた直後の１回目の精度判定の結果であ
るか否かを判定する。その判定の結果がＹＥＳである場
合には最初の目標入力位置データＲ0（ｔ）により、予
め設定した回数の運転を行う。設定回数がＬ回の場合は
最初の判定のための実移動量データをＯ0（ｔ）を１つ
の実移動量データＯ01（ｔ）として用いるため残りのＬ
−１回の運転を行う。その際に各運転時の実移動量デー
タＯ02（ｔ）、Ｏ03（ｔ）、・・・Ｏ0L（ｔ）を測定
し、その各実移動量データをそれぞれフーリエ変換（Ｆ
ＦＴ）して各実移動量フーリエ変換データＯ01（ｊ
ω）、Ｏ02（ｊω）、・・・Ｏ0L（ｊω）を求め、さら
にこれらの実移動量フーリエ変換データの平均値Ａ
0（ｊω）を上記(m)式より算出する。また、このとき最
初の目標入力位置データＲ0（ｔ）についてもフーリエ
変換を行い、目標入力位置フーリエ変換データＲ0（ｊ
ω）を求めておく。その実移動量フーリエ変換データの
平均値Ａ0（ｊω）と前記目標入力位置フーリエ変換デ
ータＲ0（ｊω）とから式（１）に基づいて補正目標入
力位置フーリエ変換データＩ1（ｊω）を算出する。
【００２９】次いで算出された補正目標入力位置フーリ
エ変換データＩ1（ｊω）をフーリエ逆変換（ＦＦ
Ｔ-1）する。それにより得られた補正目標入力位置デー
タＩ1（ｔ）により前記ＡＣサーボモータ２を運転す
る。次に再度レーザ測長機により測定されたキャリッジ
１の実移動量データＯ1（ｔ）をサンプリングして、目
標入力位置データＲ0（ｔ）との誤差により、精度を判
定する。その判定結果が問題なければ、前記補正目標入
力位置データＩ1（ｔ）をそのまま用いてＡＣサーボモ
ータ２の駆動を続ける。また、その判定結果が許容値を
越えるものである場合には、ＮＣタレットパンチプレス
をスタートさせた直後の１回目の精度判定の結果である
か否かを判定する。この場合には、ＮＣタレットパンチ
プレスをスタートさせた直後の１回目の精度判定の結果
ではないのでその判定の結果はＮＯとなり、その場合に
は最初の目標入力位置データではなく、前記補正目標入
力位置データにより、前述と同様に予め設定した回数の
Ｌ回の運転を行う。その際に各運転時の実移動量データ
Ｏ1k（ｔ）を測定し（ｋ＝１，２，・・・・Ｌ）、その
各実移動量データＯ1k（ｔ）をフーリエ変換して得られ
る各実移動量フーリエ変換データＯ1k（ｔ）の平均値Ａ
1（ｊω）を算出する。その実移動量フーリエ変換デー
タの平均値Ａi（ｊω）と前記目標入力位置フーリエ変
換データＲ0（ｊω）とから式（１）により補正目標入
力位置フーリエ変換データＩ2（ｊω）を算出する。そ
の算出された補正目標入力位置フーリエ変換データをフ
ーリエ逆変換する。それにより得られた補正目標入力位
置データＩ2（ｔ）により前記ＡＣサーボモータ２を運
転する。
エ変換データＩ1（ｊω）をフーリエ逆変換（ＦＦ
Ｔ-1）する。それにより得られた補正目標入力位置デー
タＩ1（ｔ）により前記ＡＣサーボモータ２を運転す
る。次に再度レーザ測長機により測定されたキャリッジ
１の実移動量データＯ1（ｔ）をサンプリングして、目
標入力位置データＲ0（ｔ）との誤差により、精度を判
定する。その判定結果が問題なければ、前記補正目標入
力位置データＩ1（ｔ）をそのまま用いてＡＣサーボモ
ータ２の駆動を続ける。また、その判定結果が許容値を
越えるものである場合には、ＮＣタレットパンチプレス
をスタートさせた直後の１回目の精度判定の結果である
か否かを判定する。この場合には、ＮＣタレットパンチ
プレスをスタートさせた直後の１回目の精度判定の結果
ではないのでその判定の結果はＮＯとなり、その場合に
は最初の目標入力位置データではなく、前記補正目標入
力位置データにより、前述と同様に予め設定した回数の
Ｌ回の運転を行う。その際に各運転時の実移動量データ
Ｏ1k（ｔ）を測定し（ｋ＝１，２，・・・・Ｌ）、その
各実移動量データＯ1k（ｔ）をフーリエ変換して得られ
る各実移動量フーリエ変換データＯ1k（ｔ）の平均値Ａ
1（ｊω）を算出する。その実移動量フーリエ変換デー
タの平均値Ａi（ｊω）と前記目標入力位置フーリエ変
換データＲ0（ｊω）とから式（１）により補正目標入
力位置フーリエ変換データＩ2（ｊω）を算出する。そ
の算出された補正目標入力位置フーリエ変換データをフ
ーリエ逆変換する。それにより得られた補正目標入力位
置データＩ2（ｔ）により前記ＡＣサーボモータ２を運
転する。
【００３０】実施例２ また以上の位置決め制御運転において、図６のブロック
図に示されるように検出される実移動量データＯ
i（ｔ）の精度判定により、実移動量データＯi（ｔ）と
目標入力位置データＲ0（ｔ）との誤差が許容値以内に
収束した場合には、判定手段の判定によって目標入力位
置データ（初回ならばＲ0（ｔ）、補正後ならばＩ
i（ｔ））をそのまま用いて制御対象を位置決め制御運
転することができる（図上「補正不要」として示す過
程）。一方検出される実移動量データＯi（ｔ）と目標
入力位置データＲ0（ｔ）との誤差が一定値以下に収束
しない場合には、判定手段による判定に基づき前記実施
例１で説明した第１の補正を停止し、時間領域データの
みによる目標入力位置データ補正を行う第２の補正を行
い、その第２の補正後の目標入力位置データを最終的な
補正目標入力位置データＩ（ｔ）として制御対象を位置
決め制御運転することができる。かかる第２の補正は目
標入力位置と実移動量との誤差の時間データに基づいて
補正目標入力位置データＩ（ｔ）を算出する補正であ
る。
図に示されるように検出される実移動量データＯ
i（ｔ）の精度判定により、実移動量データＯi（ｔ）と
目標入力位置データＲ0（ｔ）との誤差が許容値以内に
収束した場合には、判定手段の判定によって目標入力位
置データ（初回ならばＲ0（ｔ）、補正後ならばＩ
i（ｔ））をそのまま用いて制御対象を位置決め制御運
転することができる（図上「補正不要」として示す過
程）。一方検出される実移動量データＯi（ｔ）と目標
入力位置データＲ0（ｔ）との誤差が一定値以下に収束
しない場合には、判定手段による判定に基づき前記実施
例１で説明した第１の補正を停止し、時間領域データの
みによる目標入力位置データ補正を行う第２の補正を行
い、その第２の補正後の目標入力位置データを最終的な
補正目標入力位置データＩ（ｔ）として制御対象を位置
決め制御運転することができる。かかる第２の補正は目
標入力位置と実移動量との誤差の時間データに基づいて
補正目標入力位置データＩ（ｔ）を算出する補正であ
る。
【００３１】なお本発明の位置決め制御方法及びその装
置はＮＣタレットパンチプレスに限らず、他にカム研削
盤等に適用することもできる。この場合図５、図６の符
号１で示す部材を砥石車を取り付けた砥石台に置き換
え、符号２で示す部材を砥石車送り用サーボモータに置
き換えることにより、砥石車の位置決め制御が同様に行
える。
置はＮＣタレットパンチプレスに限らず、他にカム研削
盤等に適用することもできる。この場合図５、図６の符
号１で示す部材を砥石車を取り付けた砥石台に置き換
え、符号２で示す部材を砥石車送り用サーボモータに置
き換えることにより、砥石車の位置決め制御が同様に行
える。
【００３２】実施例３ 次に本発明の効果を実証するための試験として目標入力
位置データＲ0（ｔ）と実移動量データＯi（ｔ）との誤
差Ｗi（ｔ）を測定した。誤差の測定は次のようにして
行った。先ず目標入力位置データＲ0を入力して実移動
量データＯ0（ｔ）を測定し、その測定値を用いて伝達
関数Ｈ（ｊω）＝Ｏ（ｊω）／Ｒ（ｊω）なる式により
算出した。その伝達関数Ｈを用いて補正目標入力位置デ
ータのフーリエ変換データＩ1（ｊω）をＩ1（ｊω）＝
Ｒ0（ｊω）／Ｈ0（ｊω）なる式により算出した。その
補正目標入力位置データＩ1（ｔ）を入力して実移動量
データＯ1（ｔ）を測定し、その実移動量データＯ
1（ｔ）と最初の目標入力位置データＲ0（ｔ）の差すな
わちＯ1（ｔ）−Ｒ0（ｔ）を測定した。これを誤差と
して図７に示す。その後一定時間間隔で同様な測定を４
回行い誤差〜を算出した。その結果を図７に示す。
図７に示されるように誤差では１３μmを越える誤差
が発生しており、また誤差〜についても５μmを越
える誤差が発生している。次に先に算出した実移動量デ
ータのフーリエ変換データであるＯ01（ｊω）、Ｏ
02（ｊω）、Ｏ03（ｊω）、Ｏ04（ｊω）、Ｏ05（ｊ
ω）の平均値［Ａ0（ｊω）］＝（Ｏ01（ｊω）＋Ｏ02
（ｊω）＋Ｏ03（ｊω）＋Ｏ04（ｊω）＋Ｏ05（ｊ
ω））／５を算出した。その平均値［Ａ0（ｊω）］を
用いて伝達関数Ｈ0（ｊω）＝［Ａ0（ｊω）］／Ｒ
0（ｊω）を算出した。その伝達関数Ｈ0（ｊω）＝［Ａ
0（ｊω）］／Ｒ0（ｊω）を用いて補正目標入力位置フ
ーリエ変換データＩ1（ｊω）をＩ1＝Ｒ0（ｊω）／Ｈ0
（ｊω）なる式により算出した。その補正目標入力位置
フーリエ変換データＩ1（ｊω）をフーリエ逆変換して
求めた補正目標入力位置データＩ1（ｔ）を入力して実
移動量データＯ1（ｔ）を測定し、その実移動量データ
Ｏ1（ｔ）と最初の目標入力位置データＲ0（ｔ）の誤差
すなわちＯ1（ｔ）−Ｒ0（ｔ）を測定した。これを図８
に示す。図８に示されるように目標入力位置データＲ0
（ｔ）を入力して実移動量データＯ0（ｔ）を５回測定
し、その測定値Ｏ01（ｊω）、Ｏ02（ｊω）、Ｏ03（ｊ
ω）、Ｏ04（ｊω）、Ｏ05（ｊω）の平均値［Ａ0（ｊ
ω）］を用いて得られた伝達関数Ｈ0（ｊω）＝［Ａ
0（ｊω）］／Ｒ0（ｊω）により得られた補正目標位置
データＲ1（ｔ）を入力した場合には、実移動量データ
Ｏ1（ｔ）と最初の目標入力位置データＲ0の誤差すなわ
ちＯ1（ｔ）−Ｒ0（ｔ）は最大でも２．５μm以下とな
っている。
位置データＲ0（ｔ）と実移動量データＯi（ｔ）との誤
差Ｗi（ｔ）を測定した。誤差の測定は次のようにして
行った。先ず目標入力位置データＲ0を入力して実移動
量データＯ0（ｔ）を測定し、その測定値を用いて伝達
関数Ｈ（ｊω）＝Ｏ（ｊω）／Ｒ（ｊω）なる式により
算出した。その伝達関数Ｈを用いて補正目標入力位置デ
ータのフーリエ変換データＩ1（ｊω）をＩ1（ｊω）＝
Ｒ0（ｊω）／Ｈ0（ｊω）なる式により算出した。その
補正目標入力位置データＩ1（ｔ）を入力して実移動量
データＯ1（ｔ）を測定し、その実移動量データＯ
1（ｔ）と最初の目標入力位置データＲ0（ｔ）の差すな
わちＯ1（ｔ）−Ｒ0（ｔ）を測定した。これを誤差と
して図７に示す。その後一定時間間隔で同様な測定を４
回行い誤差〜を算出した。その結果を図７に示す。
図７に示されるように誤差では１３μmを越える誤差
が発生しており、また誤差〜についても５μmを越
える誤差が発生している。次に先に算出した実移動量デ
ータのフーリエ変換データであるＯ01（ｊω）、Ｏ
02（ｊω）、Ｏ03（ｊω）、Ｏ04（ｊω）、Ｏ05（ｊ
ω）の平均値［Ａ0（ｊω）］＝（Ｏ01（ｊω）＋Ｏ02
（ｊω）＋Ｏ03（ｊω）＋Ｏ04（ｊω）＋Ｏ05（ｊ
ω））／５を算出した。その平均値［Ａ0（ｊω）］を
用いて伝達関数Ｈ0（ｊω）＝［Ａ0（ｊω）］／Ｒ
0（ｊω）を算出した。その伝達関数Ｈ0（ｊω）＝［Ａ
0（ｊω）］／Ｒ0（ｊω）を用いて補正目標入力位置フ
ーリエ変換データＩ1（ｊω）をＩ1＝Ｒ0（ｊω）／Ｈ0
（ｊω）なる式により算出した。その補正目標入力位置
フーリエ変換データＩ1（ｊω）をフーリエ逆変換して
求めた補正目標入力位置データＩ1（ｔ）を入力して実
移動量データＯ1（ｔ）を測定し、その実移動量データ
Ｏ1（ｔ）と最初の目標入力位置データＲ0（ｔ）の誤差
すなわちＯ1（ｔ）−Ｒ0（ｔ）を測定した。これを図８
に示す。図８に示されるように目標入力位置データＲ0
（ｔ）を入力して実移動量データＯ0（ｔ）を５回測定
し、その測定値Ｏ01（ｊω）、Ｏ02（ｊω）、Ｏ03（ｊ
ω）、Ｏ04（ｊω）、Ｏ05（ｊω）の平均値［Ａ0（ｊ
ω）］を用いて得られた伝達関数Ｈ0（ｊω）＝［Ａ
0（ｊω）］／Ｒ0（ｊω）により得られた補正目標位置
データＲ1（ｔ）を入力した場合には、実移動量データ
Ｏ1（ｔ）と最初の目標入力位置データＲ0の誤差すなわ
ちＯ1（ｔ）−Ｒ0（ｔ）は最大でも２．５μm以下とな
っている。
【００３３】以上の結果からも、本発明のように制御対
象を設定回数位置決め制御運転して得られる実際の移動
量を実移動量データとして検出し、検出される実移動量
データをフーリエ変換して求められる実移動量フーリエ
変換データの平均値を求め、前記目標入力位置フーリエ
変換データと前記実移動量フーリエ変換データの平均値
とより補正目標入力位置フーリエ変換データを算出する
ことにより、１回のみの実移動量データを用いるよりも
効率よく早期に誤差を収束させることができることがわ
かる。
象を設定回数位置決め制御運転して得られる実際の移動
量を実移動量データとして検出し、検出される実移動量
データをフーリエ変換して求められる実移動量フーリエ
変換データの平均値を求め、前記目標入力位置フーリエ
変換データと前記実移動量フーリエ変換データの平均値
とより補正目標入力位置フーリエ変換データを算出する
ことにより、１回のみの実移動量データを用いるよりも
効率よく早期に誤差を収束させることができることがわ
かる。
【００３４】実施例４ 実移動量フーリエ変換データの平均値を求めるとき、実
移動量データをフーリエ変換する前にその平均値を求め
てから、この平均値データをフーリエ変換しても良い。
移動量データをフーリエ変換する前にその平均値を求め
てから、この平均値データをフーリエ変換しても良い。
【００３５】
【発明の効果】本発明の位置決め制御方法及びその装置
によれば、オーバーシュート、残留振動を著しく抑制で
きるばかりでなく、この制御装置の最大限の能力で現状
の制御装置を改造することなくその位置決め精度を向上
させることができる。
によれば、オーバーシュート、残留振動を著しく抑制で
きるばかりでなく、この制御装置の最大限の能力で現状
の制御装置を改造することなくその位置決め精度を向上
させることができる。
【００３６】しかも本発明によれば根本的には伝達関数
を演算して位置決め誤差補正を行う制御であるにもかか
わらず、表面上目標入力位置データと実移動量データだ
けで簡単に演算できるので演算速度も早く、計算誤差も
少くなる。さらに、補正目標入力位置データを算出する
ときに使用する実移動量データとしては設定回数繰り返
して求めるデータ平均値を用いるので外乱や測定誤差の
影響が少なくなり、位置決めの精度を著しく向上でき
る。
を演算して位置決め誤差補正を行う制御であるにもかか
わらず、表面上目標入力位置データと実移動量データだ
けで簡単に演算できるので演算速度も早く、計算誤差も
少くなる。さらに、補正目標入力位置データを算出する
ときに使用する実移動量データとしては設定回数繰り返
して求めるデータ平均値を用いるので外乱や測定誤差の
影響が少なくなり、位置決めの精度を著しく向上でき
る。
【図１】 本発明の位置決め制御方法を行う方法を説明
した模式図である。
した模式図である。
【図２】 図１に引き続いて本発明の位置決め制御方法
を説明した模式図である。
を説明した模式図である。
【図３】 本発明の作用を説明するための模式図であ
る。
る。
【図４】 本発明の作用を説明するための模式図であ
る。
る。
【図５】 本実施例の位置決め制御方法を適用したＮＣ
タレットパンチプレス及びその制御ブロック図を示す。
タレットパンチプレス及びその制御ブロック図を示す。
【図６】 本実施例の位置決め制御方法を適用したＮＣ
タレットパンチプレス及び他の制御ブロック図を示す。
タレットパンチプレス及び他の制御ブロック図を示す。
【図７】 本発明に対する比較例を実施したときの誤差
の実測値を示す図である。
の実測値を示す図である。
【図８】 本発明を実施したときの誤差の実測値を示す
図である。
図である。
１・・・キャリッジ、２・・・ＡＣサーボモータ、３・・・ボー
ルねじ、５・・・ＮＣコントロールユニット。
ルねじ、５・・・ＮＣコントロールユニット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 温井 満 富山県砺波市一番町２−40 (56)参考文献 特開 平６−348316（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−211102（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05B 19/18 - 19/46 G05D 3/00 - 3/12 B23Q 15/00 - 15/28
Claims (5)
- 【請求項１】 制御対象を位置決め制御運転するための
目標入力位置データをフーリエ変換して目標入力位置フ
ーリエ変換データを求め、 初回であれば前記目標入力位置データによって、補正後
であれば補正後の補正目標入力位置データによって制御
対象を２回以上の設定回数の位置決め制御運転し、この
各運転回数毎に得られる実際の移動量をそれぞれ実移動
量データとして検出し、 この検出された実移動量データをそれぞれフーリエ変換
して実移動量フーリエ変換データを求め、これらの実移
動量フーリエ変換データの平均値を算出し、 前記目標入力位置フーリエ変換データと前記実移動量フ
ーリエ変換データの平均値とから下記式１により前記目
標入力位置フーリエ変換データを繰り返し補正した補正
目標入力位置フーリエ変換データを算出し、 この補正目標入力位置フーリエ変換データをフーリエ逆
変換して求められる補正目標入力位置データによって制
御対象を位置決め制御運転することを特徴とする位置決
め制御方法。 【式１】 ここで、Ｉｎ（ｊω）：ｎ回目の補正による補正目標入
力位置フーリエ変換データ Ｒ０（ｊω）：目標入力位置フーリエ変換データ Ａｉ（ｊω）：実移動量フーリエ変換データの平均値 - 【請求項２】 初回であれば前記目標入力位置データに
よって、また補正後であれば補正後の補正目標入力位置
データによって制御対象を位置決め制御運転して実移動
量データを得、この実移動量データにより精度判定する
判定手段を設け、その判定手段による判定の結果実移動
量データと最初の目標入力位置データとの誤差が許容値
を越えている場合には、前記設定回数の位置決め制御運
転をして、各運転毎に得られる実移動量データをそれぞ
れフーリエ変換して求められる実移動量フーリエ変換デ
ータの平均値を求め、前記式１による第１の補正を行
い、 判定手段による判定の結果実移動量データと最初の目標
入力位置データとの誤差が許容値以内に収束していた場
合には、前記設定回数の位置決め制御運転や前記第１の
補正は行わず初回であれば前記目標入力位置データをそ
のまま用い、補正後であれば、判定した時の補正目標入
力位置データを用いて制御対象を位置決め制御運転する
請求項１に記載の位置決め制御方法。 - 【請求項３】 初回であれば前記目標入力位置データに
よって、また補正後であれば補正後の補正目標入力位置
データによって制御対象を位置決め制御運転して実移動
量データを得、この実移動量データにより精度判定する
判定手段を設け、その判定手段による判定の結果実移動
量データと最初の目標入力位置データとの誤差が許容値
を越えている場合には、前記設定回数の位置決め制御運
転をして、各運転毎に得られる実移動量データをそれぞ
れフーリエ変換して求められる実移動量フーリエ変換デ
ータの平均値を求め、前記式（１）による第１の補正を
行い、 判定手段による判定の結果実移動量データと最初の目標
入力位置データとの誤差が許容値以内に収束していた場
合には、前記設定回数の位置決め制御運転や前記第１の
補正は行わず初回であれば前記目標入力位置データをそ
のまま用い、補正後であれば、判定した時の補正目標入
力位置データを用いて制御対象を位置決め制御運転し、 判定手段による判定の結果実移動量データと最初の目標
入力位置データとの誤差が一定値以内に収束しない第１
の補正の限界である場合には、第１の補正を停止して時
間領域データのみによる目標入力位置データ補正を行う
第２の補正を行い、その第２の補正後の補正目標入力位
置データを用いて制御対象を位置決め制御運転する請求
項１に記載の位置決め制御方法。 - 【請求項４】 制御対象を位置決め制御運転するための
目標入力位置データをフーリエ変換して目標入力位置フ
ーリエ変換データを求め、 初回であれば前記目標入力位置データによって、補正後
であれば補正後の補正目標入力位置データによって制御
対象を２回以上の設定回数の位置決め制御運転し、この
各運転回数毎に得られる実際の移動量をそれぞれ実移動
量データとして検出し、 この検出された実移動量データの平均値を算出してから
この平均値データをフーリエ変換して実移動量フーリエ
変換データの平均値を求め、 前記目標入力位置フーリエ変換データと前記実移動量フ
ーリエ変換データの平均値とから下記式２により前記目
標入力位置フーリエ変換データを繰り返し補正した補正
目標入力位置フーリエ変換データを算出し、 この補正目標入力位置フーリエ変換データをフーリエ逆
変換して求められる補正目標入力位置データによって制
御対象を位置決め制御運転することを特徴とする位置決
め制御方法。 【式２】 ここで、Ｉｎ（ｊω）：ｎ回目の補正による補正目標入
力位置フーリエ変換データ Ｒ０（ｊω）：目標入力位置フーリエ変換データ Ａｉ（ｊω）：実移動量フーリエ変換データの平均値 - 【請求項５】 制御対象を位置決め制御運転するための
目標入力位置データをフーリエ変換して目標入力位置フ
ーリエ変換データを求める第１フーリエ変換処理手段
と、 初回であれば前記目標入力位置データによって、補正後
であれば補正後の補正目標入力位置データによって制御
対象を位置決め制御運転して得られる実際の移動量を実
移動量データとして検出する移動量検出器と、 前記移動量検出器により検出される実移動量データをフ
ーリエ変換して実移動量フーリエ変換データを求める第
２フーリエ変換処理手段と、 前記目標入力位置データに基づく位置決め制御運転を２
回以上の設定回数行って得られる実際の移動量から第２
フーリエ変換処理手段により求められた各回毎の実移動
量フーリエ変換データの平均値を求める実移動量フーリ
エ変換データ平均値算出手段と、 前記目標入力位置フーリエ変換データと前記実移動量フ
ーリエ変換データ平均値算出手段で求められた実移動量
データフーリエ変換データの平均値とから下記式３によ
り前記目標入力位置フーリエ変換データを繰り返し補正
した補正目標入力位置フーリエ変換データを算出する補
正目標入力位置フーリエ変換データ算出手段と、 補正目標入力位置フーリエ変換データをフーリエ逆変換
をして、補正目標入力位置データを算出するフーリエ逆
変換処理手段とを有することを特徴とする位置決め制御
装置。 【式３】 ここで、Ｉｎ（ｊω）：ｎ回目の補正による補正目標入
力位置フーリエ変換データ Ｒ０（ｊω）：目標入力位置フーリエ変換データ Ａｉ（ｊω）：実移動量フーリエ変換データの平均値
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03341295A JP3285462B2 (ja) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | 位置決め制御方法及びその装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH08227309A JPH08227309A (ja) | 1996-09-03 |
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| JP (1) | JP3285462B2 (ja) |
-
1995
- 1995-02-22 JP JP03341295A patent/JP3285462B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH08227309A (ja) | 1996-09-03 |
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