JP3433817B2 - 送り制御装置 - Google Patents
送り制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、数値制御工作機械にお
ける送り機構の送り速度及び送り量を制御する送り制御
装置に関し、特に、バックラッシ補正を正確に行うもの
である。 【０００２】 【従来の技術】一般に、数値制御工作機械は、工作物を
支持する主軸台及び工具を取付けた工具台とが、各ボー
ルねじとナットを組合わせた送り機構によって相対移動
可能に構成され、そのボールねじを駆動するモータと、
このモータの回転量から絶対位置を検出する絶対位置検
出器が設けられており、この絶対位置検出器から出力さ
れる現在位置の信号と目標位置との偏差量及び送り速度
が、マイクロコンピュータ等の集積回路にて構成される
数値制御装置によって指令されるようになっている。こ
の送り機構の送り量及び送り速度を指令する数値制御に
は、送り機構の機械的な損失による誤差（バックラッ
シ，ロストモーション，定常偏差等）を補正するバック
ラッシ補正機能がある。 【０００３】バックラッシ補正機能は、送りの進行方向
が逆転するとき、ボールねじのガタ（バックラッシ）や
各要素の弾性変形により送りが停滞する量をバックラッ
シ量ΔＬとし、これを測定して装置内に設定することに
よって、送りの進行方向が逆転するごとに、ΔＬだけ余
分に移動させるものである。詳述すると、この種の送り
制御装置では、主軸の回転と同期したパルス発生器から
の基準パルスを各送り軸に分配しているが、図７
（Ａ），（Ｂ）に示すように、送り方向を逆転する分配
の際（時刻ｔ0 ）、その第一周期に、ΔＬに対応するパ
ルス数Ｎを追加している。なお、図７（Ａ），（Ｂ）の
各横軸は時間を表し、図７（Ｂ）の縦軸は速度（正負は
送り方向）を表し、図７（Ａ）の縦軸は分配パルス数を
表している。バックラッシ補正を行わない場合は、図７
（Ａ）の点線にて示すように、補正分のパルスは追加さ
れない。 【０００４】従来のバックラッシ補正は上記のように、
送り方向の逆転時に分配パルス数の追加を行うものであ
る。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のバックラッシ補正は、パルス数の追加のため、補正
による送り速度が速くなり、逆転後の送り量に誤差を生
じることがある。また、従来のバックラッシ補正は、送
りの逆転時のみ補正するものであるが、方向一定の単一
送りだけでも、送り速度が速い場合には、図８に示すよ
うにオーバシュート及び揺り戻しのためボールねじ自体
が停止しても工具台、もしくは主軸台は、その目標位置
Ｘに停止せず、ボールねじのバックラッシ分だけ余分に
移動して送り誤差が発生するおそれがある。図８は横軸
が時間を表し、縦軸が工具の変位を表している。 【０００６】本発明は上記実情に鑑みなされたものであ
り、次動作の始動位置を確実にキープする補正を行う送
り制御装置を提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の送り制御装置は、図１に示すように、送り
機構Ｄの動作を制御するサーボユニットＢと、このサー
ボユニットＢによって送り制御された前記送り機構Ｄの
絶対位置を検出する絶対位置検出手段Ｃと、前記サーボ
ユニットＢに前記送り機構Ｄの各送り動作毎の目標位置
及び速度を指令するにあたって、次動作のための目標位
置と速度を指令するに先立ち、現動作の目標位置に一致
した上記次動作の始動位置より当該次動作の送り方向と
は逆方向へ早送り速度での送り指令を行う逆行早送り手
段Ｅ、この逆行早送り手段Ｅの実行後に、前記次動作の
始動位置に戻すように、送り速度を高から低へ切換える
２段階の送り指令を行う戻し補正手段Ｆを備えた数値制
御手段Ａとを具備している。 本発明は、目標位置に停
止する方向一定の単一送りモードの場合だけでなく、送
りの方向が逆転する送りモードにも適用できる。 【０００８】 【作用】本送り制御装置によれば、送り機構Ｄは、図２
に示すように、現動作の目標位置Ｘ1 への到達が確認さ
れたとき（但し、この目標位置Ｘ 1 への到達はバックラ
ッシ誤差ΔＬを含んでいる）、次動作の前に、その次動
作の方向とは逆方向に第１の指令位置Ｐ1 まで逆行早送
り手段Ｅにて早送りされる。そして、次に戻し補正手段
Ｆにて、送り機構Ｄはこの第１の指令位置Ｐ1 より中速
で第２の指令位置Ｐ2 まで次動作の送り方向と同じ方向
に戻され、続けて、低速で現動作の目標位置Ｘ1 と論理
的に一致する次動作の始動位置Ｘ2 に送られる。すなわ
ち、例えば１軸方向の送り機構Ｄの場合、本来停止すべ
き次動作の始動位置Ｘ2 を超えてバックラッシ誤差ΔＬ
より大きな所定送り量ｘ1 はずれた第１の指令位置Ｐ1
までオーバ送りされ、同位置Ｐ1 より次送り動作の送り
方向と同じ方向に助走となる中速で接近し、更に、低速
で次動作の始動位置Ｐ2 に極接近する。このような送り
制御は、バックラッシ分のパルス追加を行うものでもな
く、次動作の始動位置Ｘ2 のやや手前で停止し、オーバ
シュートや揺り戻しを生じることのない低速でその始動
位置Ｘ2 まで極接近するもので、送り機構Ｄを正確に目
標位置に停止させることができる。なお、最後の第２指
令位置から目標位置までの移動量は、送り指令量と実際
の変位量との差である定常偏差分を考慮した定常偏差の
数倍の量（数＋パルス分）である。 【０００９】 【実施例】以下、本発明に係る送り制御装置の一実施例
について図３〜図６に基づいて詳細に説明する。図３に
おいて、図１で説明した構成と同一の要素には共通の符
号を付す。送り機構Ｄは、ボールねじ１１ａとボールナ
ット１１ｂの組み合わせであり、ボールナット１１ｂに
は、工具又は工作物を一軸上で移動する移動台１０が取
付けられ、ボールねじ１１ａは、駆動モータ９によって
回転駆動されるようになっている。 【００１０】駆動モータ９には、速度検出器１２が連結
されて回転速度が検出されるようになっており、この速
度検出器１２の速度検出信号１２ａは、サーボユニット
Ｂの駆動回路８に帰還信号としてフィードバックされて
いる。そして、駆動回路８には、マイクロプロセッサ１
を主体とした数値制御手段Ａからの送り指令速度Ｓ1が
サーボユニットＢを構成するレジスタ５及びＤ／Ａ変換
器７を介して与えられるようになっている。 【００１１】また、上記駆動モータ９には、絶対位置検
出手段Ｃを構成する２段結合された初段レゾルバ１３が
連結されており、初段レゾルバ１３は、減速器１４を介
して後段レゾルバ１５に結合されている。各レゾルバ１
３，１５の出力は、それぞれ第１及び第２位相比較回路
１７，１８によってレゾルバ励磁回路１６からの励磁信
号と位相比較され、各レゾルバ１３，１５による位相出
力を駆動モータ９の回転角度を示すディジタル信号とし
て第１及び第２位相比較回路１７，１８より出力される
ようになっている。これら第１及び第２位相比較回路１
７，１８の出力は、絶対位置演算回路１９に入力されて
いる。絶対位置演算回路１９は、上記第１及び第２位相
比較回路１７，１８からの出力を、送り機構Ｄの機械的
原点を基準とした絶対位置を示す信号１９ａに変換し、
この絶対位置信号１９ａをリアルタイムで割込み信号Ｓ
２に同期して数値制御手段Ａに送出するようになってい
る。 【００１２】数値制御手段Ａは、マイクロプロセッサ
１，該マイクロプロセッサ１と接続されたデータ入力装
置３，プログラムＲＯＭ２及び作業ＲＡＭ４にて構成さ
れている。データ入力装置３は例えば操作キーボードで
あり、ＲＡＭ４の内容を変更等することができる。プロ
グラムＲＯＭ２には、サーボユニットＢの動作，特に送
り動作の制御を行うプログラムが書き込まれている。Ｒ
ＡＭ４には、工具，工作物の交換等を指示する補助機能
フラグＭを設定するレジスタ，本発明による送り動作の
際のバックラッシ補正を行うことを示すフラグの設定レ
ジスタ，送り動作の目標位置及び指令速度を書込むレジ
スタ及び現在位置を書込むレジスタ等が含まれている。 【００１３】また、数値制御手段Ａのマイクロプロセッ
サ１は、シーケンスコントローラ６と双方向接続されて
いる。シーケンスコントローラ６はテープ等のメモリ手
段６ａをもち、送り機構Ｄのシーケンシャル制御を行っ
ている。上記構成において、数値制御手段ＡのＲＯＭ２
には、図４〜図６のフローチャートにて示すプログラム
が書込まれている。以下、上記フローチャートに基づい
て本送り制御装置の動作を説明する。 【００１４】図４は１つのシーケンス指令に対する数値
制御手段Ａの行う主ルーチンを示し、図５は上記主ルー
チン中の送り制御ルーチンを示し、図６は上記送り制御
ルーチン中のバックラッシ補正ルーチンをそれぞれ示
す。図４において、ステップ１００，１１０〔データブ
ロック読出〕によって第Ｉ番目のデータブロックが読出
されると、ステップ１２０〔データエンド？〕でそのデ
ータのコードがＧ９（データエンド）を示すか否かを判
断した後、ステップ１３０〔送り機構の準備処理？〕に
よりコードＧ０又はＧ１か否かを判断する。コードＧ
０，Ｇ１は、送り機構Ｄを、実際の加工の前に準備状態
（例えば加工の基準位置への位置決め）にする処理であ
り、それ以外のコードの場合は、他の処理２００（例え
ば主軸制御）にジャンプする。そして、コードＧ０は本
実施例によるバックラッシ補正を行わない場合の準備コ
ードであり、コードＧ１は、本バックラッシ補正を行う
準備コードである。同じ準備コードでも本バックラッシ
補正を行うモードと、行わないモードを設けた理由は、
後述するように本バックラッシ補正が逆行動作を伴い、
工具が工作物に当接している状態で逆行動作を行うこと
はできないからである。また、このコードＧ０による送
りは、工作物を加工するために送り速度は低速であり、
バックラッシの発生する心配もない。 【００１５】続くステップ１４０〔コードＧ１？〕で
は、本バックラッシ補正を行う準備コードか否かを判断
しており、同ステップ１４０でＧ１コードと判断する
と、ステップ２１０〔ＢＲフラグオン〕により、本実施
例によるバックラッシ補正を行うことを示すＢＲフラグ
をセットしてステップ１５０〔送り指令〕に進む。ま
た、ステップ１４０でコードＧ０又はその他の準備コー
ドの場合は、ＢＲフラグをセットすることなく、ステッ
プ１５０に進む。 【００１６】ステップ１５０は、目標位置Ｘとその送り
の指令速度Ｖを設定する。これら目標位置及び送り指令
速度Ｖは、予めデータ入力装置によってＲＡＭ４に入力
されている。ステップ１５０の送り指令の後、図５に示
すステップ１６０〔送り制御〕を行う。ステップ１６０
は、後に詳述するように、目標位置Ｘまで送り機構Ｄを
送る処理であり、本発明はこの目標位置Ｘでの停止の際
に、図６に示すバックラッシ補正を行うものである。ス
テップ１６０の後、ステップ１８０〔ＢＲフラグチェッ
ク〕を行い、ＢＲフラグがセットされている場合は、同
フラグをオフ（ステップ２２０）し、ＢＲフラグがセッ
トされていなければそのまま次のデータブロックを読出
す処理（ステップ１９０）を経て同様の主ルーチンを繰
り返す。主ルーチンごとに送り機構の一動作が実行され
る。 【００１７】さて、ステップ１６０〔送り制御〕は、ス
テップ１６１〜１６４、１６８のルーチンにより、送り
機構Ｄを始動位置より目標位置Ｘまで演算により送り、
同ルーチン中のステップ１６４〔目標位置到達？〕から
分岐したステップ１６９〜ステップ１７１により、本実
施例によるバックラッシ補正を行う。すなわち、送り制
御ステップ１６０において、先ず、ステップ１６１〜１
６３〔実残移動量ＲＬ演算〕により、現時点での目標位
置Ｘまでの残りの移動量を求めている。ステップ１６１
では、絶対位置演算手段Ｃから現在位置Ｒを読込み、ス
テップ１６２ではステップ１５０において設定された目
標位置Ｘを読出し、ステップ１６３ではＸからＲを減算
することにより、実残移動量ＲＬを求める。 【００１８】ステップ１６３の演算の後、次ステップ１
６４で実残移動量ＲＬが有限値である（ＮＯ）と判断す
ると、送り機構ＤはＲＡＭ４の速度レジスタに記憶され
た送り速度Ｖで送り制御される。上記ステップ１６４，
１６８のループ中、ステップ１６４で目標位置Ｘと現在
位置Ｒが一致して実残移動量ＲＬが零と判断すると、ス
テップ１６９〔送り指令速度零設定〕にジャンプし、送
り指令速度を零に設定する。 【００１９】送り指令速度Ｖｃが零に設定されると、モ
ータ９の回転が停止され、ボールねじ１１ａによる送り
が完了して移動台１０は、モータ９に接続された絶対位
置検出手段Ｃでは、目標位置Ｘ 1 に位置決めされたこと
になる。しかし、実際の移動台１０の位置は送り指令速
度Ｖによるバックラッシ誤差ΔＬを含んだ位置（Ｘ 1＋
ΔＬ）に停止している。そして次にステップ１７０〔Ｂ
Ｒフラグチェック〕を実行し、ＢＲフラグがセットされ
ているか否かを判断する。そして、ＢＲフラグがセット
されていれば、ステップ１７１により、図２にて説明し
たような本バックラッシ補正が実行され、同フラグがセ
ットされていなければ、ステップ１１０に戻る。 【００２０】本実施例のバックラッシ補正は、現送り動
作の目標位置Ｘ1 への到達がステップ１６４で確認され
（但し、絶対位置検出手段Ｃ上での確認）、ステップ１
６９で送り指令速度Ｖが零に設定されると、ステップ１
７２，１７３〔逆行早送り〕により、次送り動作の前
に、その次送り動作の方向とは逆方向に第１の指令位置
Ｐ1 まで、ステップ１７２により求めた指令速度Ｖｃで
送り機構Ｄを早送りする。ステップ１７２の演算で、ｘ
1 は現送り動作の目標位置Ｘ1 から第１の指令位置Ｐ1
までの距離を表し、この場合、次送り動作の方向と逆方
向となるので、−符号が付されている。また、このｘ1
はバックラッシΔＬが最大の場合においてもｘ2 および
Δｘの移動によって十分補できるだけ量とされている。 【００２１】上記逆行早送りの後、ステップ１７４，１
７５，１７６〔中速戻し送り〕を実行する。このステッ
プ１７４，１７５，１７６は、第１の指令位置Ｐ1 より
第２の指令位置Ｐ2 まで中速で次送り動作の方向に、送
り機構Ｄを戻す処理である。この場合、ステップ１７４
〔戻し送りの指令速度Ｖｃ演算〕に移行しない間は、ス
テップ１７３により逆行送り指令速度が出力され、送り
機構Ｄは逆行送り状態となっている。そして、ステップ
１７５で戻し送りの指令速度Ｖｃが演算され、ステップ
１７６でその指令速度Ｖｃが出力されると、送り機構Ｄ
は第２の指令位置Ｐ2 まで中速で戻し送りされる。 【００２２】次ステップ１７７では、送り機構Ｄが第２
の指令位置Ｐ2 まで移動したか否かを判断し、移動完了
を判断すると、ステップ１７８により、最小の送り指令
速度Ｖmin を出力する。これにより、送り機構Ｄは、現
送り動作の目標位置Ｘ1 と論理的に一致する次送り動作
の始動位置Ｘ2 にバックラッシ誤差ΔＬが発生しない低
速で送られる。ステップ１７９では、次送り動作の始動
位置Ｘ2 に到達したか否かを判断し、始動位置Ｘ2 への
到達を判断すると、ステップ１１０に戻り、次送り動作
の実行に移る。 【００２３】このように本バックラッシ補正は、本来停
止すべき次送り動作の始動位置Ｘ2を超えて所定送り量
ｘ1 はずれた第１の指令位置Ｐ1 までオーバ送りされ、
同位置Ｐ1 より次送り動作の送り方向と同じ方向に中速
で接近し、最後に低速で次送り動作の始動位置Ｘ2 に極
接近させるものである。したがって、本バックラッシ補
正は、逆行送りされたオーバ位置（第１の指令位置
Ｐ1 ）より、次送り動作の始動位置Ｘ2 の手前で停止
し、オーバシュートや揺り戻しを生じることのない低速
でその始動位置Ｘ2 まで極接近するもので、ボールねじ
１１ａとボールナット１１ｂの機械的損失によるバック
ラッシ分のパルス追加を行わないので、このようなパル
ス追加による送り速度の高速化によって誤差を生じるこ
とがない。 【００２４】なお、上記実施例では、バックラッシ補正
が現行の指令と次回の指令での移動方向が逆の場合につ
いて述べたが、現行の指令と次回の指令が同一方向とな
る場合においてもバックラッシ補正は行われるものであ
り、この場合バックラッシ補正の移動は現行の指令と逆
の方向へ行われることになる。 【００２５】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の送
り制御装置は、次送り動作の送りのための目標位置と速
度を指令するに先立ち、現送り動作の目標位置よりオー
バランするように当該次送り動作の送り方向とは逆方向
に早送りし、上記現送り動作の目標位置に戻すべく中速
で途中まで送り、最後にオーバシュートや揺り戻しを生
じない低速で現在動作の目標位置まで戻すようにしたの
で、方向逆転時にパルス追加を行うことがなく誤差の要
因がなく、次送り動作の始動位置に正確な位置のキープ
が可能となる。
ける送り機構の送り速度及び送り量を制御する送り制御
装置に関し、特に、バックラッシ補正を正確に行うもの
である。 【０００２】 【従来の技術】一般に、数値制御工作機械は、工作物を
支持する主軸台及び工具を取付けた工具台とが、各ボー
ルねじとナットを組合わせた送り機構によって相対移動
可能に構成され、そのボールねじを駆動するモータと、
このモータの回転量から絶対位置を検出する絶対位置検
出器が設けられており、この絶対位置検出器から出力さ
れる現在位置の信号と目標位置との偏差量及び送り速度
が、マイクロコンピュータ等の集積回路にて構成される
数値制御装置によって指令されるようになっている。こ
の送り機構の送り量及び送り速度を指令する数値制御に
は、送り機構の機械的な損失による誤差（バックラッ
シ，ロストモーション，定常偏差等）を補正するバック
ラッシ補正機能がある。 【０００３】バックラッシ補正機能は、送りの進行方向
が逆転するとき、ボールねじのガタ（バックラッシ）や
各要素の弾性変形により送りが停滞する量をバックラッ
シ量ΔＬとし、これを測定して装置内に設定することに
よって、送りの進行方向が逆転するごとに、ΔＬだけ余
分に移動させるものである。詳述すると、この種の送り
制御装置では、主軸の回転と同期したパルス発生器から
の基準パルスを各送り軸に分配しているが、図７
（Ａ），（Ｂ）に示すように、送り方向を逆転する分配
の際（時刻ｔ0 ）、その第一周期に、ΔＬに対応するパ
ルス数Ｎを追加している。なお、図７（Ａ），（Ｂ）の
各横軸は時間を表し、図７（Ｂ）の縦軸は速度（正負は
送り方向）を表し、図７（Ａ）の縦軸は分配パルス数を
表している。バックラッシ補正を行わない場合は、図７
（Ａ）の点線にて示すように、補正分のパルスは追加さ
れない。 【０００４】従来のバックラッシ補正は上記のように、
送り方向の逆転時に分配パルス数の追加を行うものであ
る。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のバックラッシ補正は、パルス数の追加のため、補正
による送り速度が速くなり、逆転後の送り量に誤差を生
じることがある。また、従来のバックラッシ補正は、送
りの逆転時のみ補正するものであるが、方向一定の単一
送りだけでも、送り速度が速い場合には、図８に示すよ
うにオーバシュート及び揺り戻しのためボールねじ自体
が停止しても工具台、もしくは主軸台は、その目標位置
Ｘに停止せず、ボールねじのバックラッシ分だけ余分に
移動して送り誤差が発生するおそれがある。図８は横軸
が時間を表し、縦軸が工具の変位を表している。 【０００６】本発明は上記実情に鑑みなされたものであ
り、次動作の始動位置を確実にキープする補正を行う送
り制御装置を提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の送り制御装置は、図１に示すように、送り
機構Ｄの動作を制御するサーボユニットＢと、このサー
ボユニットＢによって送り制御された前記送り機構Ｄの
絶対位置を検出する絶対位置検出手段Ｃと、前記サーボ
ユニットＢに前記送り機構Ｄの各送り動作毎の目標位置
及び速度を指令するにあたって、次動作のための目標位
置と速度を指令するに先立ち、現動作の目標位置に一致
した上記次動作の始動位置より当該次動作の送り方向と
は逆方向へ早送り速度での送り指令を行う逆行早送り手
段Ｅ、この逆行早送り手段Ｅの実行後に、前記次動作の
始動位置に戻すように、送り速度を高から低へ切換える
２段階の送り指令を行う戻し補正手段Ｆを備えた数値制
御手段Ａとを具備している。 本発明は、目標位置に停
止する方向一定の単一送りモードの場合だけでなく、送
りの方向が逆転する送りモードにも適用できる。 【０００８】 【作用】本送り制御装置によれば、送り機構Ｄは、図２
に示すように、現動作の目標位置Ｘ1 への到達が確認さ
れたとき（但し、この目標位置Ｘ 1 への到達はバックラ
ッシ誤差ΔＬを含んでいる）、次動作の前に、その次動
作の方向とは逆方向に第１の指令位置Ｐ1 まで逆行早送
り手段Ｅにて早送りされる。そして、次に戻し補正手段
Ｆにて、送り機構Ｄはこの第１の指令位置Ｐ1 より中速
で第２の指令位置Ｐ2 まで次動作の送り方向と同じ方向
に戻され、続けて、低速で現動作の目標位置Ｘ1 と論理
的に一致する次動作の始動位置Ｘ2 に送られる。すなわ
ち、例えば１軸方向の送り機構Ｄの場合、本来停止すべ
き次動作の始動位置Ｘ2 を超えてバックラッシ誤差ΔＬ
より大きな所定送り量ｘ1 はずれた第１の指令位置Ｐ1
までオーバ送りされ、同位置Ｐ1 より次送り動作の送り
方向と同じ方向に助走となる中速で接近し、更に、低速
で次動作の始動位置Ｐ2 に極接近する。このような送り
制御は、バックラッシ分のパルス追加を行うものでもな
く、次動作の始動位置Ｘ2 のやや手前で停止し、オーバ
シュートや揺り戻しを生じることのない低速でその始動
位置Ｘ2 まで極接近するもので、送り機構Ｄを正確に目
標位置に停止させることができる。なお、最後の第２指
令位置から目標位置までの移動量は、送り指令量と実際
の変位量との差である定常偏差分を考慮した定常偏差の
数倍の量（数＋パルス分）である。 【０００９】 【実施例】以下、本発明に係る送り制御装置の一実施例
について図３〜図６に基づいて詳細に説明する。図３に
おいて、図１で説明した構成と同一の要素には共通の符
号を付す。送り機構Ｄは、ボールねじ１１ａとボールナ
ット１１ｂの組み合わせであり、ボールナット１１ｂに
は、工具又は工作物を一軸上で移動する移動台１０が取
付けられ、ボールねじ１１ａは、駆動モータ９によって
回転駆動されるようになっている。 【００１０】駆動モータ９には、速度検出器１２が連結
されて回転速度が検出されるようになっており、この速
度検出器１２の速度検出信号１２ａは、サーボユニット
Ｂの駆動回路８に帰還信号としてフィードバックされて
いる。そして、駆動回路８には、マイクロプロセッサ１
を主体とした数値制御手段Ａからの送り指令速度Ｓ1が
サーボユニットＢを構成するレジスタ５及びＤ／Ａ変換
器７を介して与えられるようになっている。 【００１１】また、上記駆動モータ９には、絶対位置検
出手段Ｃを構成する２段結合された初段レゾルバ１３が
連結されており、初段レゾルバ１３は、減速器１４を介
して後段レゾルバ１５に結合されている。各レゾルバ１
３，１５の出力は、それぞれ第１及び第２位相比較回路
１７，１８によってレゾルバ励磁回路１６からの励磁信
号と位相比較され、各レゾルバ１３，１５による位相出
力を駆動モータ９の回転角度を示すディジタル信号とし
て第１及び第２位相比較回路１７，１８より出力される
ようになっている。これら第１及び第２位相比較回路１
７，１８の出力は、絶対位置演算回路１９に入力されて
いる。絶対位置演算回路１９は、上記第１及び第２位相
比較回路１７，１８からの出力を、送り機構Ｄの機械的
原点を基準とした絶対位置を示す信号１９ａに変換し、
この絶対位置信号１９ａをリアルタイムで割込み信号Ｓ
２に同期して数値制御手段Ａに送出するようになってい
る。 【００１２】数値制御手段Ａは、マイクロプロセッサ
１，該マイクロプロセッサ１と接続されたデータ入力装
置３，プログラムＲＯＭ２及び作業ＲＡＭ４にて構成さ
れている。データ入力装置３は例えば操作キーボードで
あり、ＲＡＭ４の内容を変更等することができる。プロ
グラムＲＯＭ２には、サーボユニットＢの動作，特に送
り動作の制御を行うプログラムが書き込まれている。Ｒ
ＡＭ４には、工具，工作物の交換等を指示する補助機能
フラグＭを設定するレジスタ，本発明による送り動作の
際のバックラッシ補正を行うことを示すフラグの設定レ
ジスタ，送り動作の目標位置及び指令速度を書込むレジ
スタ及び現在位置を書込むレジスタ等が含まれている。 【００１３】また、数値制御手段Ａのマイクロプロセッ
サ１は、シーケンスコントローラ６と双方向接続されて
いる。シーケンスコントローラ６はテープ等のメモリ手
段６ａをもち、送り機構Ｄのシーケンシャル制御を行っ
ている。上記構成において、数値制御手段ＡのＲＯＭ２
には、図４〜図６のフローチャートにて示すプログラム
が書込まれている。以下、上記フローチャートに基づい
て本送り制御装置の動作を説明する。 【００１４】図４は１つのシーケンス指令に対する数値
制御手段Ａの行う主ルーチンを示し、図５は上記主ルー
チン中の送り制御ルーチンを示し、図６は上記送り制御
ルーチン中のバックラッシ補正ルーチンをそれぞれ示
す。図４において、ステップ１００，１１０〔データブ
ロック読出〕によって第Ｉ番目のデータブロックが読出
されると、ステップ１２０〔データエンド？〕でそのデ
ータのコードがＧ９（データエンド）を示すか否かを判
断した後、ステップ１３０〔送り機構の準備処理？〕に
よりコードＧ０又はＧ１か否かを判断する。コードＧ
０，Ｇ１は、送り機構Ｄを、実際の加工の前に準備状態
（例えば加工の基準位置への位置決め）にする処理であ
り、それ以外のコードの場合は、他の処理２００（例え
ば主軸制御）にジャンプする。そして、コードＧ０は本
実施例によるバックラッシ補正を行わない場合の準備コ
ードであり、コードＧ１は、本バックラッシ補正を行う
準備コードである。同じ準備コードでも本バックラッシ
補正を行うモードと、行わないモードを設けた理由は、
後述するように本バックラッシ補正が逆行動作を伴い、
工具が工作物に当接している状態で逆行動作を行うこと
はできないからである。また、このコードＧ０による送
りは、工作物を加工するために送り速度は低速であり、
バックラッシの発生する心配もない。 【００１５】続くステップ１４０〔コードＧ１？〕で
は、本バックラッシ補正を行う準備コードか否かを判断
しており、同ステップ１４０でＧ１コードと判断する
と、ステップ２１０〔ＢＲフラグオン〕により、本実施
例によるバックラッシ補正を行うことを示すＢＲフラグ
をセットしてステップ１５０〔送り指令〕に進む。ま
た、ステップ１４０でコードＧ０又はその他の準備コー
ドの場合は、ＢＲフラグをセットすることなく、ステッ
プ１５０に進む。 【００１６】ステップ１５０は、目標位置Ｘとその送り
の指令速度Ｖを設定する。これら目標位置及び送り指令
速度Ｖは、予めデータ入力装置によってＲＡＭ４に入力
されている。ステップ１５０の送り指令の後、図５に示
すステップ１６０〔送り制御〕を行う。ステップ１６０
は、後に詳述するように、目標位置Ｘまで送り機構Ｄを
送る処理であり、本発明はこの目標位置Ｘでの停止の際
に、図６に示すバックラッシ補正を行うものである。ス
テップ１６０の後、ステップ１８０〔ＢＲフラグチェッ
ク〕を行い、ＢＲフラグがセットされている場合は、同
フラグをオフ（ステップ２２０）し、ＢＲフラグがセッ
トされていなければそのまま次のデータブロックを読出
す処理（ステップ１９０）を経て同様の主ルーチンを繰
り返す。主ルーチンごとに送り機構の一動作が実行され
る。 【００１７】さて、ステップ１６０〔送り制御〕は、ス
テップ１６１〜１６４、１６８のルーチンにより、送り
機構Ｄを始動位置より目標位置Ｘまで演算により送り、
同ルーチン中のステップ１６４〔目標位置到達？〕から
分岐したステップ１６９〜ステップ１７１により、本実
施例によるバックラッシ補正を行う。すなわち、送り制
御ステップ１６０において、先ず、ステップ１６１〜１
６３〔実残移動量ＲＬ演算〕により、現時点での目標位
置Ｘまでの残りの移動量を求めている。ステップ１６１
では、絶対位置演算手段Ｃから現在位置Ｒを読込み、ス
テップ１６２ではステップ１５０において設定された目
標位置Ｘを読出し、ステップ１６３ではＸからＲを減算
することにより、実残移動量ＲＬを求める。 【００１８】ステップ１６３の演算の後、次ステップ１
６４で実残移動量ＲＬが有限値である（ＮＯ）と判断す
ると、送り機構ＤはＲＡＭ４の速度レジスタに記憶され
た送り速度Ｖで送り制御される。上記ステップ１６４，
１６８のループ中、ステップ１６４で目標位置Ｘと現在
位置Ｒが一致して実残移動量ＲＬが零と判断すると、ス
テップ１６９〔送り指令速度零設定〕にジャンプし、送
り指令速度を零に設定する。 【００１９】送り指令速度Ｖｃが零に設定されると、モ
ータ９の回転が停止され、ボールねじ１１ａによる送り
が完了して移動台１０は、モータ９に接続された絶対位
置検出手段Ｃでは、目標位置Ｘ 1 に位置決めされたこと
になる。しかし、実際の移動台１０の位置は送り指令速
度Ｖによるバックラッシ誤差ΔＬを含んだ位置（Ｘ 1＋
ΔＬ）に停止している。そして次にステップ１７０〔Ｂ
Ｒフラグチェック〕を実行し、ＢＲフラグがセットされ
ているか否かを判断する。そして、ＢＲフラグがセット
されていれば、ステップ１７１により、図２にて説明し
たような本バックラッシ補正が実行され、同フラグがセ
ットされていなければ、ステップ１１０に戻る。 【００２０】本実施例のバックラッシ補正は、現送り動
作の目標位置Ｘ1 への到達がステップ１６４で確認され
（但し、絶対位置検出手段Ｃ上での確認）、ステップ１
６９で送り指令速度Ｖが零に設定されると、ステップ１
７２，１７３〔逆行早送り〕により、次送り動作の前
に、その次送り動作の方向とは逆方向に第１の指令位置
Ｐ1 まで、ステップ１７２により求めた指令速度Ｖｃで
送り機構Ｄを早送りする。ステップ１７２の演算で、ｘ
1 は現送り動作の目標位置Ｘ1 から第１の指令位置Ｐ1
までの距離を表し、この場合、次送り動作の方向と逆方
向となるので、−符号が付されている。また、このｘ1
はバックラッシΔＬが最大の場合においてもｘ2 および
Δｘの移動によって十分補できるだけ量とされている。 【００２１】上記逆行早送りの後、ステップ１７４，１
７５，１７６〔中速戻し送り〕を実行する。このステッ
プ１７４，１７５，１７６は、第１の指令位置Ｐ1 より
第２の指令位置Ｐ2 まで中速で次送り動作の方向に、送
り機構Ｄを戻す処理である。この場合、ステップ１７４
〔戻し送りの指令速度Ｖｃ演算〕に移行しない間は、ス
テップ１７３により逆行送り指令速度が出力され、送り
機構Ｄは逆行送り状態となっている。そして、ステップ
１７５で戻し送りの指令速度Ｖｃが演算され、ステップ
１７６でその指令速度Ｖｃが出力されると、送り機構Ｄ
は第２の指令位置Ｐ2 まで中速で戻し送りされる。 【００２２】次ステップ１７７では、送り機構Ｄが第２
の指令位置Ｐ2 まで移動したか否かを判断し、移動完了
を判断すると、ステップ１７８により、最小の送り指令
速度Ｖmin を出力する。これにより、送り機構Ｄは、現
送り動作の目標位置Ｘ1 と論理的に一致する次送り動作
の始動位置Ｘ2 にバックラッシ誤差ΔＬが発生しない低
速で送られる。ステップ１７９では、次送り動作の始動
位置Ｘ2 に到達したか否かを判断し、始動位置Ｘ2 への
到達を判断すると、ステップ１１０に戻り、次送り動作
の実行に移る。 【００２３】このように本バックラッシ補正は、本来停
止すべき次送り動作の始動位置Ｘ2を超えて所定送り量
ｘ1 はずれた第１の指令位置Ｐ1 までオーバ送りされ、
同位置Ｐ1 より次送り動作の送り方向と同じ方向に中速
で接近し、最後に低速で次送り動作の始動位置Ｘ2 に極
接近させるものである。したがって、本バックラッシ補
正は、逆行送りされたオーバ位置（第１の指令位置
Ｐ1 ）より、次送り動作の始動位置Ｘ2 の手前で停止
し、オーバシュートや揺り戻しを生じることのない低速
でその始動位置Ｘ2 まで極接近するもので、ボールねじ
１１ａとボールナット１１ｂの機械的損失によるバック
ラッシ分のパルス追加を行わないので、このようなパル
ス追加による送り速度の高速化によって誤差を生じるこ
とがない。 【００２４】なお、上記実施例では、バックラッシ補正
が現行の指令と次回の指令での移動方向が逆の場合につ
いて述べたが、現行の指令と次回の指令が同一方向とな
る場合においてもバックラッシ補正は行われるものであ
り、この場合バックラッシ補正の移動は現行の指令と逆
の方向へ行われることになる。 【００２５】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の送
り制御装置は、次送り動作の送りのための目標位置と速
度を指令するに先立ち、現送り動作の目標位置よりオー
バランするように当該次送り動作の送り方向とは逆方向
に早送りし、上記現送り動作の目標位置に戻すべく中速
で途中まで送り、最後にオーバシュートや揺り戻しを生
じない低速で現在動作の目標位置まで戻すようにしたの
で、方向逆転時にパルス追加を行うことがなく誤差の要
因がなく、次送り動作の始動位置に正確な位置のキープ
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を示す構成図である。
【図２】本発明の動作を説明する動作説明図である。
【図３】本発明の具体的一実施例を示す構成図である。
【図４】本発明のバックラッシ補正が行われる主ルーチ
ンを示すフローチャートである。 【図５】本発明による送り制御プログラムを示すフロー
チャートである。 【図６】本発明によるバックラッシ補正のプログラムを
示すフローチャートである。 【図７】従来のバックラッシ補正を説明する説明図であ
る。 【図８】単一方向送りモードでのバックラッシを説明す
る説明図である。 【符号の説明】 Ａ…数値制御手段、Ｂ…サーボユニット、Ｃ…絶対位置
検出手段、Ｄ…送り機構、１５０…送り指令、１７３…
早送り速度での送り指令、１７６…中速での送り指令、
１７８…低速での送り指令。
ンを示すフローチャートである。 【図５】本発明による送り制御プログラムを示すフロー
チャートである。 【図６】本発明によるバックラッシ補正のプログラムを
示すフローチャートである。 【図７】従来のバックラッシ補正を説明する説明図であ
る。 【図８】単一方向送りモードでのバックラッシを説明す
る説明図である。 【符号の説明】 Ａ…数値制御手段、Ｂ…サーボユニット、Ｃ…絶対位置
検出手段、Ｄ…送り機構、１５０…送り指令、１７３…
早送り速度での送り指令、１７６…中速での送り指令、
１７８…低速での送り指令。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 伊藤 洋一
愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田
工機株式会社内
(72)発明者 土屋 幸治
愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田
工機株式会社内
(56)参考文献 特開 昭62−123508（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−92002（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G05B 19/18 - 19/46
B23Q 15/00 - 15/28
G05D 3/00 - 3/20
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 送り機構の動作を制御するサーボユニッ
トと、このサーボユニットによって送り制御された前記
送り機構の絶対位置を検出する絶対位置検出手段と、前
記サーボユニットに前記送り機構の各動作毎の送りの目
標位置及び速度を指令する数値制御手段とを具備し、 前記数値制御手段は、次動作のための目標位置と速度を
指令するに先立ち、現動作の目標位置に一致した前記次
動作の始動位置より当該次動作の送り方向とは逆方向へ
所定送り速度での送り指令を行う逆行早送り手段と、こ
の逆行早送り手段の実行後に、前記次動作の始動位置に
戻すべく送り速度を前記所定送り速度よりも遅い送り速
度に切換える送り指令を行う戻し補正手段とを備えたこ
とを特徴とする送り制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03546893A JP3433817B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 送り制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03546893A JP3433817B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 送り制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06250713A JPH06250713A (ja) | 1994-09-09 |
| JP3433817B2 true JP3433817B2 (ja) | 2003-08-04 |
Family
ID=12442617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03546893A Expired - Fee Related JP3433817B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 送り制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3433817B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014157462A (ja) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Murata Mach Ltd | ローダ位置教示装置 |
| JP6174636B2 (ja) * | 2015-07-24 | 2017-08-02 | ファナック株式会社 | ワークを位置決めするためのワーク位置決め装置 |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP03546893A patent/JP3433817B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06250713A (ja) | 1994-09-09 |
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