JP3430967B2 - サーボ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は工作機、ロボット等
を駆動するサーボモータで、所定のトルク量によりクラ
ンプを行なうサーボ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のサーボ制御装置においては、タレ
ットなどのクランプを行う際、一定トルク量でタレット
をクランプする。この一定トルク量を制御するサーボ制
御装置において、停止時の出力トルク指令は図９のよう
に位置指令と位置フィードバックにより作成される位置
ドループに関係なく、常に設定された一定のトルク指令
が出力される。また、一定トルク量を制御するトルク一
定制御時に、位置指令が与えられた場合は図１０、図１
１のように位置ドループに比例したトルク量に、一定ト
ルク量を加算したトルク量が出力される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のサ
ーボ制御装置では、サーボ制御装置にてサーボモータを
駆動することによって、タレットなどのクランプ／アン
クランプ動作を行う。上述の一定トルク量を制御するサ
ーボ制御装置にて、タレットのクランプを行った場合、
クランプのみをすることは可能であるが、タレットなど
のクランプの場合はクランプした状態で切削などが行わ
れ、クランプのための押し付ける力と反対方向の反力が
加えられる。この反力がタレットのためにクランプを押
し付けるトルク量よりも小さいうちは、一定トルク量を
制御するサーボ制御装置によってタレットをクランプす
ることが可能であるが、切削中に何らかの原因によっ
て、設定された押し付けトルク量以上の反力が加わった
場合は、タレットはクランプが不可能なアンクランプ位
置まで押し戻されてしまう。また、この押し付けトルク
量を上回る反力が加わっている間は、タレットは元の位
置に戻ることができず、アンクランプ状態が続いてしま
うという問題があった。また、一定トルク量を制御する
トルク一定制御時に、位置指令が与えられた場合には、
位置ドループがマイナス方向に行くとトルクが弱まり、
安定したクランプを行うことはできなかった。この発明
は、かかる問題点を解決するためになされたもので、安
定したクランプを行うことができるサーボ制御装置を得
ることを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるサーボ
制御装置においては、サーボモータによって駆動される
制御対象のクランプ位置からの押し戻しの発生を検知す
る押し戻し検出手段と、前記押し戻し検出手段の検出結
果に基づき、押し戻しが発生していない場合に予め定め
られたトルク量を出力し、前記押し戻し検出手段が押し
戻しを検出した場合に、前記予め定められたトルク量か
らさらに押し戻し量に応じてトルク量を増加させたトル
ク量を出力するトルク量指令手段と、前記トルク量指令
手段によって出力されたトルク量に基づいて、前記サー
ボモータを駆動する駆動手段と、を備えたものである。

【０００５】また、前記制御対象の位置を検出する位置
検出器と、前記制御対象のクランプ位置を指令する位置
指令生成部と、を備え、前記押し戻し検出手段は、前記
位置検出器によって検出された位置と前記クランプ位置
との差を示す位置ドループの符号を検出し、前記位置ド
ループの符号と前記サーボモータに基づいて、押し戻し
の発生を検知し、制御対象を押し付ける方向と前記位置
ドループの符号とが反対となったことを検出した場合
に、押し戻しが発生したことを検知するものである。

【０００６】また、前記位置ドループに基づいて、前記
制御対象を動かす速度を指示する速度指令を作成する速
度指令作成手段と、前記速度指令作成手段が作成した速
度指令を、前記押し戻し検出手段が押し戻しの発生を検
出した場合に、前記押し戻し検出手段が押し戻しの発生
を検出しなかった場合と比べて増加させて出力する速度
制御部を備え、前記トルク量指令手段は、前記速度制御
部が出力した速度指令に基づき、この速度指令が増加す
るに従い前記トルク量をさらに増加させて出力するもの
である。

【０００７】また、前記制御対象の位置を検出する位置
検出器と、前記制御対象のクランプ位置を指令する位置
指令生成部と、を備え、前記押し戻し検出手段は、前記
位置検出器によって検出された位置と前記クランプ位置
との差を示す位置ドループの符号に基づいて、押し戻し
の発生を検知し、前記トルク量指令手段は、前記位置ド
ループに基づいて前記位置ドループに比例したトルク量
を算出するトルク量算出手段と、押し戻しが発生した時
に前記トルク量算出手段が算出したトルク量を保持する
ホールディング手段と、前記予め定められたトルク量を
記憶するトルクオフセット補正量記憶手段と、前記押し
戻し検出手段が押し戻しの発生を検知した場合に、前記
トルク量算出手段によって算出されたトルク量と前記ホ
ールディング手段に保持されたトルク量との差を、前記
予め定められたトルク量に加えて出力し、前記押し戻し
検出手段が押し戻しの発生を検知しなかった場合に、前
記予め定められたトルク量を出力するトルク量補正手段
と、を備えたものである。

【０００８】また、前記制御対象が複数ある場合に、そ
れら複数の制御対象の切り替えを指示する切り替え指示
手段と、前記トルク量算出手段は、前記切り替え指示手
段からの指示に基づいて、切り替え時に出力するトルク
量を抑制し、切り替え時から予め定められた時間を掛け
て徐々に、抑制したトルク量から前記位置ドループに比
例したトルク量にまで、出力するトルク量を増加させて
行くものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１であるサーボ制御装置の機能ブロック図で
ある。図１において、１１はクランプ位置として位置指
令１０１を出力する位置指令生成部、ＡＤ１は位置指令
１０１から位置フィードバック１０２を減算した値を位
置ドループとして出力する加算器、１２は速度偏差信号
１０６に位置ループゲインKp係数を掛けることにより速
度指令１０４を求め、この速度指令１０４を出力する速
度指令作成手段、ＡＤ2は速度指令１０４から速度フィ
ードバック１０５を減算し、速度偏差信号１０６として
出力する加算器、１３は速度偏差信号１０６に速度ルー
プゲインKvpの係数を掛けて出力するトルク指令算出手
段である。１４は速度偏差信号１０６を積分して出力す
る速度積分手段、ＡＤ３は速度積分手段１４によって積
分された値とトルク指令算出手段１３の出力値を加算し
トルク指令値１０７として出力する加算器である。１５
は速度積分項を有効、無効にするスイッチ回路、１６は
トルク指令算出手段１３、速度積分手段１４、及びスイ
ッチ回路１５からなり、速度偏差信号１０６に基づいた
トルク指令１０７を出力する速度制御部である。

【００１０】１７はトルク指令１０７のサンプリングを
行うサンプリング回路、１８は、スイッチ回路１９によ
りトルク指令値１０７が入力された瞬間のトルク指令値
１０７を持続的に記憶し、出力するホールディング回路
である。ここで、サンプル回路１７及びホールディング
回路１８は、スイッチ回路１９により選択されていない
ときは、値を出力せず、選択されているときにのみ加算
器ＡＤ４に値を出力する。１９はセレクタ２１からの切
替え制御信号に基づいて、サンプリング回路１７又はホ
ールディング回路１８のいずれかを選択し、選択した回
路にトルク指令１０７を出力するスイッチ回路、ＡＤ４
はトルク指令１０７からサンプル回路１７若しくはホー
ルド回路１８から出力されたトルク指令を減算する加算
器、２０は、サンプル回路１７、ホールディング回路１
８、及びスイッチ回路１９を含み、速度制御部１６から
受け取ったトルク指令１０７を補正するトルク指令補正
回路である。２１は位置ドループ１０３の符号に応じ
て、スイッチ１８を切り替える切替え信号を出力するセ
レクタ回路である。

【００１１】２２はクランプに必要な押し付けトルク量
が予め設定されたトルクオフセット補正量記憶回路、Ａ
Ｄ５はトルク指令補正回路２０から出力された補正後の
トルク指令１０８とトルクオフセット補正量記憶回路２
２に記憶されたトルク量とを加算し、加算後のトルク量
を出力する加算回路、２３は加算回路ＡＤ５から出力さ
れた加算後のトルク量に基づいて、この加算後のトルク
量に基づいた電圧指令を出力する電流制御部、２４は電
流制御部２３が出力した電圧指令に基づいて、サーボモ
ータ２５へ供給する電力を制御する電力増幅回路、２５
はこの電力増幅回路２４からの電力によって駆動されク
ランプ動作を行うサーボモータ、２６はサーボモータに
よって動かされた制御対象物の位置を検出し、位置フィ
ードバック１０２として出力する位置検出器、２７は位
置フィードバック１０２を微分し、速度フィードバック
１０５として出力する微分器である。３０は、速度指令
作成手段１２、速度制御部１６、トルク指令補正回路、
セレクタ２１、トルクオフセット量記憶回路２４、電流
制御部２３、電力増幅回路２４、位置検出器２６、微分
器２７、及び、加算器ＡＤ１〜ＡＤ５を含むサーボ制御
装置である。

【００１２】この実施の形態において、セレクタ回路２
１は押し戻し検出手段であり、トルク指令算出手段１
３、トルク指令補正回路２０、トルクオフセット補正量
記憶回路２２、及び加算器ＡＤ５は、トルク量指令手段
である。ここで、トルク指令算出手段１３はトルク量算
出手段であり、ホールディング回路１８はホールディン
グ手段であり、トルクオフセット補正量記憶回路２２は
トルクオフセット補正量記憶手段、スイッチ回路１９及
び加算器ＡＤ４はトルク量補正手段である。電流制御部
２３及び電力増幅回路２４は駆動手段である。

【００１３】次に、動作について説明する。まず、通常
の位置制御について説明する。加算器ＡＤ１が位置指令
生成部１１から出力される位置指令１０１から位置フィ
ードバック１０２を減算して、位置ドループ１０３を作
成する。速度指令作成手段１２は、位置ドループ１０３
を元に速度指令１０４を作成する。加算器ＡＤ２は、速
度指令１０４から速度フィードバック１０５を減算し
て、速度偏差信号１０６を作成する。速度制御部１６
は、速度偏差信号１０６を元にトルク指令１０７を作成
する。ここで通常の位置制御の場合には、セレクタ回路
２１は、スイッチ回路１９をサンプル回路１７及びホー
ルディング回路１８のいずれにもトルク指令１０７が入
力されないように切替え信号を出力する。

【００１４】従って、加算器ＡＤ４のマイナス極側には
０が入力される。そのため、トルク指令補正回路２０は
トルク指令１０７を補正せず、補正後のトルク指令１０
８として、トルク指令１０７の値をそのまま出力する。
電流制御部２３は、補正後のトルク指令１０８から電圧
指令を作成し、電力増幅回路２４でこの電圧指令よりモ
ータを制御するのに適した形態の電力に変換する。最終
的に、電力増幅回路２４は出力された電力にてサーボモ
ータ２５を駆動する。

【００１５】以上のように位置制御では位置指令１０１
と位置フィードバック１０２より位置ドループ１０３を
作成し、位置ドループ１０３を０に収束させるようなト
ルク指令１０７を速度制御部１６が作成している。

【００１６】また、サーボモータ２５の駆動においては
図示していない電流ループにより出力電流をフィードバ
ックして、電流制御部２３でモータ出力トルクを内部ク
ランプ値以下のレベルに制御する。

【００１７】また、従来の一定トルク量を制御するため
のサーボ制御装置では、位置指令が０である停止時に
は、サンプリング回路１７にてサンプリングされたトル
ク指令をトルク指令補正回路にて補正し、その後トルク
オフセット補正量を加算することによって一定のトルク
指令を出力する。

【００１８】次に、この実施の形態におけるクランプを
行うためのサーボ制御装置の動作について説明する。速
度偏差信号１０６を基にトルク指令１０７を作成する速
度制御部１６では、クランプを行うためのサーボ制御時
には、スイッチ１５にて速度積分項１４を無効にする。
これにより、外乱などによって位置ドループ１０３が変
動した場合に、速度積分項１４によりトルク指令１０７
が急激に変動することを防ぎ、安定した押し付けトルク
量を出力することが可能となる。ここで、速度積分項が
無効である場合には、加算器ＡＤ3は、トルク指令算出
手段１３が出力した値をそのままトルク指令１０７とし
て出力する。

【００１９】制御対象物がクランプ位置で停止した状態
であり、かつ、位置ドループ１０３の符号が制御対象物
の押し付ける方向と一致している場合、セレクタ回路２
１は、切替え信号を出力し、この切替え信号を受けたス
イッチ回路１９は、スイッチをサンプリング回路１７側
に切り替える。すると、サンプリング回路１７によって
サンプリングされたトルク指令１０７がそのまま加算器
ＡＤ4に出力され、加算器ＡＤ4には、プラス端子とマイ
ナス端子に同じ値、すなわちトルク指令１０７が入力さ
れるため、加算器ＡＤ4は補正後のトルク指令として０
を出力する。

【００２０】従って、加算器ＡＤ5からは、トルクオフ
セット補正量記憶回路２２に記憶されたトルクオフセッ
ト補正量そのものが電流制御部２３へ出力される。すな
わち、トルク指令補正回路２０にて補正された補正後の
トルク指令１０８にトルクオフセット補正量を加算する
ことにより、電流制御部２３に入力されるトルク指令は
トルクオフセット補正量分のみとなり、任意に設定した
一定トルク量にてクランプすることが可能となる。ここ
で、クランプに必要なトルク量は、トルクオフセット補
正量として任意に設定可能である。

【００２１】次に、クランプ位置からアンクランプ位置
に押し戻された場合の動作について説明する。トルクオ
フセット補正量記憶回路２２に設定したトルク量以上の
反力が何らかの外乱によって与えられ、クランプ位置か
らアンクランプ位置に押し戻された場合は、位置ドルー
プ１０３の符号が押し付ける方向と反対となる。位置ド
ループ１０３の符号が押し付ける方向と反対となったこ
とを検出したセレクタ回路２１は切替え信号を出力し、
スイッチ回路１９をホールディング回路１８側へ切り換
える。すると、ホールディング回路１８は、位置ドルー
プ１０３の符号が反転した瞬間のトルク指令１０７をホ
ールディングし、ホールディングしたトルク指令を出力
する。

【００２２】従って、加算器ＡＤ4は、現在のトルク指
令１０７から位置ドループ１０３の符号が反転した瞬間
のトルク指令を減算するため、クランプ動作が指令され
たクランプ位置から押し戻された位置量に比例して増加
する補正後のトルク指令値１０８を出力する。従って、
外力によってアンクランプ位置に戻された場合、アンク
ランプ位置へ戻された分の位置ドループ量に比例した補
正後のトルク指令１０８が発生する。このとき、トルク
指令補正回路２０は位置ドループ１０３の符号が反転し
た瞬間のトルク指令をホールドしており、その値のみを
減算するため、トルク指令補正回路２０によって位置ド
ループ１０３に比例したトルク指令１０８が作成され、
その後、加算器ＡＤ5によりトルクオフセット補正量が
加算されトルク指令として電流制御部２３へ出力され
る。

【００２３】以上の動作によりクランプを行うためのサ
ーボ制御部より作成されるトルク指令と位置ドループ１
０３の関係を、図２、図３に示す。図２及び図３におい
て、縦軸はサーボモータ２５に発生する発生トルクを表
し、横軸は位置ドループ１０３を表している。ここで、
図２及び図３に示された次元（ａ）は、上述の位置ドル
ープ１０３の符号が制御対象物の押し付ける方向と一致
している場合の状態を示しており、次元（ｂ）は上述の
位置ドループ１０３の符号が押し付ける方向と反対とな
った場合の状態を表している。なお、この実施の形態１
のクランプを行うためのサーボ制御装置において、設定
によって、トルク指令と位置ドループの関係は図２、図
３のどちらかを選択することが可能である。

【００２４】上述のクランプを行うためのサーボ制御装
置を用いたタレットクランプのシステム構成を図４に示
す。油圧シリンダをクランプを行うためのサーボ制御装
置３０に置き換えた実施形態である。図４において、図
１と同一の符号は同一又は相当の部分を表しており、５
１は刃物台、５５はクランプを行うためのサーボ制御装
置３０を制御する数値制御装置、５６はボールネジ、５
７ａ、５７ｂはタレットをクランプするためのクラッチ
である。

【００２５】このシステム構成では、クランプを行うた
めのサーボ制御装置３０はその上位コントローラである
数値制御装置５５に制御されており、位置指令１０１は
数値制御装置５５からサーボ制御装置３０へ与えられ
る。クランプを行うためのサーボ制御装置３０はサーボ
モータ２５を制御する。サーボモータ２５は回転動力を
ボールネジ５６に伝達し、ボールネジ５６にギヤで連結
されたクラッチ５７ａを５７bに移動させることによっ
て、タレットをクランプする。

【００２６】この実施の形態１によれば、クランプ動作
時に、正常にクランプしている場合には一定のトルクで
クランプし、異常が発生した場合に、クランプが押し戻
された量に比例してトルクが増加するため、アンクラン
プになることを抑制し、安定したクランプを実現するこ
とができる。

【００２７】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２によるサーボ制御装置の機能ブロック図である。図
５において図１と同一の符号は同一又は相当の部分を表
す。１５aは、セレクタ回路２１の切替え信号に基づい
て、速度積分回路１４の有効無効を切り換えるスイッチ
回路である。

【００２８】次にこの実施の形態２の動作について説明
する。外乱によってアンクランプ位置に押し戻されたと
き、クランプ対象によってはより俊敏にクランプ位置に
戻る必要がある。本実施の形態２ではそのような場合
に、セレクタ回路２１によって速度積分回路１４の有
効、無効を切り替えるスイッチ１５ａを切り替えること
によって、アンクランプ位置に押しやられ位置ドループ
１０３の符号が反転した場合に、速度積分回路１４を有
効にする。この切替えは、スイッチ回路１９と同じ切り
替え信号を使用しているため、スイッチ回路１９と同様
に行われ、位置ドループ１０３の符号が制御対象物の押
し付ける方向と一致している場合に速度積分回路１４が
無効になり、位置ドループ１０３の符号が押し付ける方
向と反対となった場合に、速度積分手段１４が有効にな
る。

【００２９】この実施の形態２によれば、トルク指令１
０７は速度偏差信号１０６にトルク指令算出手段１３の
出力値と、速度積分手段１４が作用した積分値信号の和
となり、クランプ位置への収束が早くなる。

【００３０】実施の形態３．図６はこの発明の実施の形
態３であるサーボ制御装置の機能ブロック図である。図
６において図１と同一の符号は、同一又は相当の部分を
表している。

【００３１】２８は、図７の数値制御装置５５からの制
御対象切り替え信号に基づいて、制御対象切り替え信号
を受けた時点のトルク指令１０７を保持するとともに、
保持したトルク指令１０７を設定した時間Ｔ０で、徐々
に０に収束させる収束回路である。この実施の形態にお
いて、収束回路２８はトルク量算出手段の一部を構成し
ている。また、数値制御装置５５は切り替え指示手段で
ある。図７にこの実施の形態３によるクランプを行うた
めのサーボ制御装置３０を用いた、タレットを有する刃
物台のシステムの構成を示す。図７において図４と同一
の符号は同一又は相当の部分を表している。５８ａ、５
８ｂはサーボモータ２５の駆動力をボールネジ５６に伝
達する歯車機構、５９はタレットを回転させるための歯
車、６０ａ、６０ｂはサーボモータ２５の駆動力をタレ
ット回転歯車５９に伝達するための歯車機構、６１はサ
ーボモータ２５の駆動力をボールネジ５６に伝達する
か、タレット回転歯車５９に伝達するかを切り替える駆
動力切り替え機構である。

【００３２】図７に示されるシステムは、駆動力切り替
え機構６１によって１つのサーボモータ２５でタレット
のクランプと回転を行なう。この場合、駆動力切り替え
機構６１が図７の実線の位置にあるときは、サーボモー
タ２５の駆動力はボールネジ５６に伝達され、タレット
のクランプ動作を行なう。駆動力切り替え機構６１が図
の点線の位置にあるときはサーボモータ２５の駆動力は
タレット回転歯車５９に伝達され、タレットの回転動作
を行なう。

【００３３】このように、サーボモータ２５を駆動する
駆動制御装置はタレットのクランプ時にはクランプを行
うためのサーボ制御、タレットの回転時には位置制御を
行なわなければならない。したがって、機構が切り替わ
る時にクランプを行うためのサーボ制御と位置制御のモ
ードを切り替える必要がある。

【００３４】ここで、問題になるのはクランプを行うた
めのサーボ制御から位置制御に切り替わるときで、クラ
ンプを行うためのサーボ制御時には通常一定のトルクで
タレットをクランプすることになるが、機構のガタ、ギ
ヤのバックラッシュなどによって、位置ドループ１０３
が生じている場合がある。このような状態でクランプを
行うためのサーボ制御から位置制御へモードを切り替え
た場合、クランプを行うためのサーボ制御時に生じてい
た位置ドループ１０３を０にするためのトルク指令が急
峻に働き、機構に負荷をかけたり、振動を生じさせたり
する。

【００３５】この実施の形態３では制御モードが切り替
わる瞬間に、スイッチ回路１９によってホールディング
回路１８に切り替えられる。このホールディング回路１
８にホールドされたトルク指令はクランプを行うための
サーボ制御時に生じていた位置ドループ１０３により生
じたトルク指令値１０７を含んでいる。また、零収束回
路２８は、制御モードが切り替わる瞬間、数値制御装置
５５から制御対象切り替え信号を受け取る。そして、ホ
ールディング回路１８がホールドしたトルク指令を記憶
し、この記憶したトルク指令を図８に示す収束時間t=0
のときのホールド値Ｔｈｏｌｄとして出力する。このホ
ールド値Ｔｈｏｌｄによってトルク指令補正回路２０は
クランプを行うためのサーボ制御時の位置ドループ１０
３によるトルク指令を一時無効にする。すなわち、加算
器ＡＤ４で、トルク指令１０７がホールド値Ｔｈｏｌｄ
によって相殺されるので、補正後のトルク指令１０８が
０になる。

【００３６】その後、図８に示したように、零収束回路
２８は出力する値を次第に０に近づけていく。そのた
め、加算器ＡＤ４でトルク指令１０７から減算される値
が減り、補正後のトルク指令１０８は、収束時間がT=0
からT=T0に成るまで次第に増加していく。従って、制御
モードを切り替えるとき、例えば、ボールネジ５６の回
転制御からタレットの回転制御に移るとき、補正後のト
ルク指令１０８の急激な変化を抑制することができ、機
構に負荷をかけたり、振動を生じさせたりすることや、
故障を抑制することができる。

【００３７】ここで、零収束回路２８は、２つの記憶手
段を有している。一つは、制御モードが切り替わったと
きのトルク指令１０７をホールド値Ｔｈｏｌｄとして記
憶するホールド値記憶手段、もう一つは、ホールド値Ｔ
ｈｏｌｄを零に収束するまでに要する時間Ｔ０を外部か
ら任意に設定可能に記憶する収束時間記憶手段である。
これらの手段は、例えば、一般的な記憶メモリによって
実現することができる。零収束回路２８は図９に示すよ
うに、ホールドしたトルク指令値Ｔｈｏｌｄを収束時間
Ｔ０で０にするようホールド値を収束させる。この関数
の傾きＴｈｏｌｄ／Ｔ０を設定することによって、零収
束回路２８の収束動作時間を任意に設定することが可能
である。特に、制御対象、制御内容により、許容される
トルクは変わるため、制御対象、若しくは制御内容に応
じて、ホールド値Ｔｈｏｌｄを零に収束するまでに要す
る時間Ｔ０をホールド値記憶手段に記憶することがで
き、良好な制御を行うことができる。

【００３８】

【発明の効果】この発明は、以上に説明したように構成
されているので、以下に記載されるような効果を奏す
る。

【００３９】サーボモータによって駆動される制御対象
のクランプ位置からの押し戻しの発生を検知する押し戻
し検出手段と、前記押し戻し検出手段の検出結果に基づ
き、押し戻しが発生していない場合に予め定められたト
ルク量を出力し、前記押し戻し検出手段が押し戻しを検
出した場合に、前記予め定められたトルク量からさらに
押し戻し量に応じてトルク量を増加させたトルク量を出
力するトルク量指令手段と、前記トルク量指令手段によ
って出力されたトルク量に基づいて、前記サーボモータ
を駆動する駆動手段と、を備えたため、安定したクラン
プを行うことができる。

【００４０】また、前記制御対象の位置を検出する位置
検出器と、前記制御対象のクランプ位置を指令する位置
指令生成部と、を備え、前記押し戻し検出手段は、前記
位置検出器によって検出された位置と前記クランプ位置
との差を示す位置ドループの符号を検出し、前記位置ド
ループの符号と前記サーボモータに基づいて、押し戻し
の発生を検知し、制御対象を押し付ける方向と前記位置
ドループの符号とが反対となったことを検出した場合
に、押し戻しが発生したことを検知するため、安定した
クランプを行うことができる。

【００４１】また、前記位置ドループに基づいて、前記
制御対象を動かす速度を指示する速度指令を作成する速
度指令作成手段と、前記速度指令作成手段が作成した速
度指令を、前記押し戻し検出手段が押し戻しの発生を検
出した場合に、前記押し戻し検出手段が押し戻しの発生
を検出しなかった場合と比べて増加させて出力する速度
制御部を備え、前記トルク量指令手段は、前記速度制御
部が出力した速度指令に基づき、この速度指令が増加す
るに従い前記トルク量をさらに増加させて出力するた
め、強い保持力を発揮し、アンクランプをより抑制する
ことができる。

【００４２】また、前記制御対象の位置を検出する位置
検出器と、前記制御対象のクランプ位置を指令する位置
指令生成部と、を備え、前記押し戻し検出手段は、前記
位置検出器によって検出された位置と前記クランプ位置
との差を示す位置ドループの符号に基づいて、押し戻し
の発生を検知し、前記トルク量指令手段は、前記位置ド
ループに基づいて前記位置ドループに比例したトルク量
を算出するトルク量算出手段と、押し戻しが発生した時
に前記トルク量算出手段が算出したトルク量を保持する
ホールディング手段と、前記予め定められたトルク量を
記憶するトルクオフセット補正量記憶手段と、前記押し
戻し検出手段が押し戻しの発生を検知した場合に、前記
トルク量算出手段によって算出されたトルク量と前記ホ
ールディング手段に保持されたトルク量との差を、前記
予め定められたトルク量に加えて出力し、前記押し戻し
検出手段が押し戻しの発生を検知しなかった場合に、前
記予め定められたトルク量を出力するトルク量補正手段
と、を備えたため、安定したクランプを行うことができ
る。

【００４３】また、前記制御対象が複数ある場合に、そ
れら複数の制御対象の切り替えを指示する切り替え指示
手段と、前記トルク量算出手段は、前記切り替え指示手
段からの指示に基づいて、切り替え時に出力するトルク
量を抑制し、切り替え時から予め定められた時間を掛け
て徐々に、抑制したトルク量から前記位置ドループに比
例したトルク量にまで、出力するトルク量を増加させて
行くため、切り替え時に急激なトルクがかかることを抑
制し、動作が安定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１におけるサーボ制御
装置の機能ブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１における位置ドルー
プと発生トルクの関係を示すグラフである。

【図３】 この発明の実施の形態１における位置ドルー
プと発生トルクの関係を示すグラフである。

【図４】 この発明の実施の形態１におけるタレットク
ランプシステムの機能ブロック図である。

【図５】 この発明の実施の形態２におけるサーボ制御
装置の機能ブロック図である。

【図６】 この発明の実施の形態３におけるサーボ制御
装置の機能ブロック図である。

【図７】 この発明の実施の形態３におけるタレットク
ランプシステムの機能ブロック図である。

【図８】 この発明の実施の形態３における収束時間と
ホールド値の関係を示すグラフである。

【図９】 従来の技術における位置ドループと発生トル
クの関係を示すグラフである。

【図１０】 従来の技術における位置ドループと発生ト
ルクの関係を示すグラフである。

【図１１】 従来の技術における位置ドループと発生ト
ルクの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１１ 位置指令生成部、 １２ 速度指令作成手段、
１３ トルク指令算出手段、 １５ スイッチ回路、
１６ 速度制御部、 サンプリング回路、 １８ ホー
ルディング回路、 １９ スイッチ回路、 ２０ トル
ク指令補正回路、 ２１ セレクタ回路、 ２２ トル
クオフセット補正量記憶回路、 ２３電流制御部、 ２
４ 電力増幅回路、 ２５ サーボモータ、 ２６ 位
置検出器、 ３０ サーボ制御装置、 ５１ 刃物台、
５６ ボールネジ、 ５７ａ、ｂ クラッチ、 ５８
ａ，ｂ 歯車機構、 ５９ 歯車、６０ 切り替え機
構、 ６０ａ，ｂ 歯車機構

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーボモータによって駆動されクランプ
   動作を行うクラッチと、 切削中に加わった反力による、上記クラッチ のクランプ
   位置からの押し戻しの発生を検知する押し戻し検出手段
   と、前記クラッチによりクランプ動作が行われている場合
   に、 前記押し戻し検出手段の検出結果に基づき、押し戻
   しが発生していない場合に予め定められたトルク量を出
   力し、前記押し戻し検出手段が押し戻しを検出した場合
   に、前記予め定められたトルク量からさらに押し戻し量
   に応じてトルク量を増加させたトルク量を出力するトル
   ク量指令手段と、 前記トルク量指令手段によって出力されたトルク量に基
   づいて、前記サーボモータを駆動する駆動手段と、 を備えたサーボ制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御対象の位置を検出する位置検出
   器と、 前記クラッチのクランプ位置を指令する位置指令生成部
   と、 を備え、 前記押し戻し検出手段は、前記位置検出器によって検出
   された位置と前記クランプ位置との差を示す位置ドルー
   プの符号を検出し、前記位置ドループの符号と前記サー
   ボモータに基づいて、押し戻しの発生を検知し、制御対
   象を押し付ける方向と前記位置ドループの符号とが反対
   となったことを検出した場合に、押し戻しが発生したこ
   とを検知する請求項１に記載のサーボ制御装置。
3. 【請求項３】 前記駆動手段は、前記クラッチのクラン
   プ動作と回転動作とを行うとともに、前記クランプ動作
   時のサーボ制御の駆動モードと回転時の位置制御の駆動
   モードとを切り替えて駆動することを特徴とする請求項
   １に記載のサーボ制御装置。
4. 【請求項４】 サーボモータによって駆動される制御対
   象のクランプ位置からの押し戻しの発生を検知する押し
   戻し検出手段と、 前記押し戻し検出手段の検出結果に基づき、押し戻しが
   発生していない場合に予め定められたトルク量を出力
   し、前記押し戻し検出手段が押し戻しを検出した 場合
   に、前記予め定められたトルク量からさらに押し戻し量
   に応じてトルク量を増加させたトルク量を出力するトル
   ク量指令手段と、 前記トルク量指令手段によって出力されたトルク量に基
   づいて、前記サーボモータを駆動する駆動手段と、 前記位置ドループに基づいて、前記制御対象を動かす速
   度を指示する速度指令を作成する速度指令作成手段と、 前記速度指令作成手段が作成した速度指令を、前記押し
   戻し検出手段が押し戻しの発生を検出した場合に、前記
   押し戻し検出手段が押し戻しの発生を検出しなかった場
   合と比べて増加させて出力する速度制御部を備え、 前記トルク量指令手段は、前記速度制御部が出力した速
   度指令に基づき、この速度指令が増加するに従い前記ト
   ルク量をさらに増加させて出力することを特徴とするサ
   ーボ制御装置。
5. 【請求項５】 サーボモータによって駆動される制御対
   象のクランプ位置からの押し戻しの発生を検知する押し
   戻し検出手段と、 前記押し戻し検出手段の検出結果に基づき、押し戻しが
   発生していない場合に予め定められたトルク量を出力
   し、前記押し戻し検出手段が押し戻しを検出した場合
   に、前記予め定められたトルク量からさらに押し戻し量
   に応じてトルク量を増加させたトルク量を出力するトル
   ク量指令手段と、 前記トルク量指令手段によって出力されたトルク量に基
   づいて、前記サーボモータを駆動する駆動手段と、 前記制御対象の位置を検出する位置検出器と、 前記制御対象のクランプ位置を指令する位置指令生成部
   と、 を備え、 前記押し戻し検出手段は、前記位置検出器によって検出
   された位置と前記クランプ位置との差を示す位置ドルー
   プの符号に基づいて、押し戻しの発生を検知し、 前記トルク量指令手段は、 前記位置ドループに基づいて前記位置ドループに比例し
   たトルク量を算出するトルク量算出手段と、 押し戻しが発生した時に前記トルク量算出手段が算出し
   たトルク量を保持するホールディング手段と、 前記予め定められたトルク量を記憶するトルクオフセッ
   ト補正量記憶手段と、 前記押し戻し検出手段が押し戻しの発生を検知した場合
   に、前記トルク量算出手段によって算出されたトルク量
   と前記ホールディング手段に保持されたトルク量との差
   を、前記予め定められたトルク量に加えて出力し、前記
   押し戻し検出手段が押し戻しの発生を検知しなかった場
   合に、前記予め定められたトルク量を出力するトルク量
   補正手段と、を備えたことを特徴とするサーボ制御装
   置。
6. 【請求項６】 前記制御対象が複数ある場合に、それら
   複数の制御対象の切り替えを指示する切り替え指示手段
   と、 前記トルク量算出手段は、前記切り替え指示手段からの
   指示に基づいて、切り替え時に出力するトルク量を抑制
   し、切り替え時から予め定められた時間を掛けて徐々
   に、抑制したトルク量から前記位置ドループに比例した
   トルク量にまで、出力するトルク量を増加させて行くこ
   とを特徴とする請求項５に記載のサーボ制御装置。