JP3581221B2 - 位置制御システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、数値制御システム、産業用ロボットシステム等における位置制御システムに関し、特に、機構的に関連する制御軸間の相対的な位置関係の変化に応じて、制御対象の位置と目標位置との間に生じる位置ずれを精度良く補正可能な位置制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、数値制御工作機械の位置制御においては、通常、切削工具等を移動する移動軸を駆動するサーボモータに取り付けられた回転量検出器でサーボモータの回転位置を検出し、この検出値に基づいてサーボモータの回転制御を行うことにより、切削工具等の位置制御を行っている。
上記の数値制御工作機械においては、上記のサーボモータの回転制御を正確に行ったとしても、工作機械を構成する機械要素に生じる弾性変形等によって、切削工具等の正確な位置制御を行うことができない場合がある。
【０００３】
例えば、図９に示すような門型のマシニングセンタの場合には、門型のコラム５２のＷｍ軸およびＷｓ軸によって両端部を移動可能に支持されたＹ軸５５に、主軸５７がさらに鉛直方向に移動可能に設けられている。Ｙ軸５５の両端部には図示しない雌ねじ部がそれぞれ形成されており、これらにボールねじ５９および５８がそれぞれねじ込まれており、ボールねじ５９および５８はサーボモータ５４および５３によって駆動される。これにより、Ｙ軸５５は鉛直上下方向に移動するようになっている。また、Ｙ軸５５は相当重量があるため、この重量をキャンセルするために、Ｙ軸５５の両端部は油圧シリンダ６１および６２によって支持されている。なお、これらの油圧シリンダ６１、６２は、油圧制御回路６３および油圧ポンプ６４によって駆動制御され、また、上記のサーボモータ５３、５４および５６は制御装置６５によって回転制御される。
主軸５７は、主軸５７に形成された雌ねじ部にボールねじ６０がねじ込まれ、ボールねじ６０はサーボモータ５６によって駆動される。これにより、主軸５７は、Ｙ軸５５方向に移動する。
【０００４】
したがって、主軸５７の先端に取り付けられたツール５７ａの鉛直方向の位置制御は、上記したＷｍ軸およびＷｓ軸に設けられたサーボモータ５３、５４によって制御され、水平方向（Ｙ軸方向）の位置制御はサーボモータ５６によって行なわれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成される門型マシニングセンタにおいては、Ｙ軸５５を鉛直方向に一定の位置に保持していても、主軸５７の重みによるＹ軸５５のたわみやボールねじ５８、５９の弾性変形等のため、主軸５７のＹ軸５５方向の位置に応じてツール５７ａの鉛直方向の位置が変化してしまい、目標位置との間に位置ずれが生じる。このため、加工精度が低下するという問題がある。
【０００６】
この問題を解決する方法として、例えば、図１０に示すように、主軸５７のＹ軸方向の位置に応じてＹ軸５５の両端部を支持する油圧シリンダ６１と６２との油圧を、主軸５７がＷｍ軸側に近いほど、油圧シリンダ６２の圧力が高くかつ油圧シリンダ６１の圧力が低くなるように補正し、Ｗｍ軸側に近いほど、油圧シリンダ６２の圧力が低くかつ油圧シリンダ６１の圧力が高くなるように補正する。なお、図１０に示す圧力補正パターンは、門型マシニングセンタの組立調整時に、主軸５７のＹ軸方向の複数位置において、ツール５７ａの先端位置を測定しながら圧力を調整してツール５７ａの鉛直方向位置を調整して得られるものである。
具体的には、サーボモータ５６の回転量検出器５６ａによって検出されたＹ軸方向の位置情報（パルス信号）が制御装置６５を介してＤ／Ａ変換されてアナログ回路である油圧制御回路６３に入力され、油圧制御回路６３においては、このＹ軸方向の位置情報に基づいて、図７に示すような圧力補正パターンにしたがって、油圧シリンダ６１および６２の油圧制御を行なう。
これにより、主軸５７のＹ軸方向の位置によらず、ツール５７ａの鉛直方向の位置が一定に維持されることになる。
【０００７】
しかしながら、このような従来の方法では、油圧制御回路６３がアナログ回路であるため油圧の微妙な調整が面倒である。
また、一度調整しても経時変化により補正がずれてしまい、ツール５７ａの位置ずれが精度良く補正することが困難であった。
また、特別な油圧制御回路や油圧部品等が必要であり、装置のコストが高くなるという不利益もあった。
さらに、油圧の補正をハードウエアによって実現しているため、油圧補正パターンの変更・修正等を即座に行うことが望まれ、その実現が課題であった。
【０００８】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであって、機構的に関連する制御軸間の相対的な位置関係の変化に応じて、制御対象の制御点の位置と目標位置との位置ずれ量が変化する工作機械や産業用ロボット等の位置制御システムにおいて、この位置ずれを精度良くかつ簡易に補正可能な位置制御システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る位置制御システムは、固定部材によって両端部が鉛直方向にそれぞれ移動可能に支持された第１の可動部材と、この第１の可動部材に水平方向に移動可能に設けられた第２の可動部材とを有する構造体と、前記第１の可動部材の両端部をそれぞれ駆動する第１および第２の駆動手段と、第２の可動部材を駆動する第３の駆動手段と、前記第１〜３の駆動手段のサーボ制御を行う位置制御手段とを有する位置制御システムであって、前記位置制御手段は、前記第１〜第３の駆動手段に対する位置指令を出力する位置指令手段と、
この位置指令手段からの位置指令と前記第１〜第３の各駆動手段からの位置フィードバック信号に基づいて前記各駆動手段をフィードバック制御するサーボ制御手段と、
第２の可動部材の水平方向の複数位置に対応した前記第１の可動部材の両端部の位置補正量データを保持し、前記第１〜３の駆動手段のサーボ制御を行う際に、前記第２の可動部材の水平方向の位置に応じた前記第１の可動部材の両端部位置の位置補正量を前記位置補正量データを補間してそれぞれ補正量を算出し、前記それぞれの補正値を前記第１および第２の駆動手段に対する位置指令に加算し、この位置指令に加算した補正量を前記第１および第２の駆動手段のサーボ制御手段にそれぞれ入力する位置補正手段と
を有する。
【００１０】
本発明に係る位置制御システムは、好ましくは、前記位置制御手段は、前記第１〜第３の駆動手段に対する位置指令を出力する位置指令手段と、この位置指令手段からの位置指令と前記第１〜第３の各駆動手段からの位置フィードバック信号に基づいて前記各駆動手段をフィードバック制御するサーボ制御手段と、第２の可動部材の水平方向の複数位置に対応した前記第１の可動部材の両端部の位置補正量データを保持し、前記第１〜３の駆動手段のサーボ制御を行う際に、前記第２の可動部材の水平方向の位置に応じた前記第１の可動部材の両端部位置の位置補正量を前記位置補正量データを補間してそれぞれ算出し、これらを前記前記第１および第２の駆動手段に対する位置指令に加算し、これらを前記第１および第２の駆動手段のサーボ制御手段にそれぞれ入力する位置補正手段とを有する。
【００１１】
本発明に係る位置制御システムでは、第１〜第３の駆動手段のサーボ制御を行う際に、第２の可動部材の第１の可動部材に対する位置に応じて、第１の可動部材の両端部の位置を第１および第２の駆動手段によってそれぞれ調整して、第２の可動部材の鉛直方向の目標位置からの位置ずれを補正することから、第２の可動部材の鉛直方向における目標位置との位置ずれ量が第２の可動部材の水平方向の位置に応じて変化しても精度良く位置ずれの補正がされることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る位置制御システムの実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る位置制御システムの一実施形態における全体構成を示す説明図である。また、図２は本発明に係る位置制御システムの制御装置１の一構成例を示す説明図である。
図２に示す門型マシニングセンタは、油圧シリンダ６１，６２、油圧制御回路６３および油圧ポンプ６４がない点を除いて、図９に示した門型マシニングセンタと同一の構成となっている。
【００１４】
図２において、位置制御システム１は、Ｙ軸サーボモータ５６を制御するＹ軸制御部と、Ｗｍ軸サーボモータ５４およびＷｓ軸サーボモータ５３を制御するＷ軸制御部とから基本的に構成される。
【００１５】
Ｙ軸制御部は、Ｙ軸位置指令部２と、Ｙ軸サーボ制御部４と、サーボアンプ６とからなり、Ｙ軸位置指令部２から位置指令ｒｙがＹ軸サーボ制御部４に出力され、Ｙ軸サーボ制御部４では、位置指令ｒｙとＹ軸サーボモータ５６の回転量検出器５６ａからの位置フィードバック信号５６ｆに基づいて電流指令をサーボアンプ６に出力し、サーボアンプ６ではこの電流指令を増幅した駆動電流をＹ軸サーボモータ５６に供給する。これにより、Ｙ軸サーボモータ５６の回転制御が行われることになる。
【００１６】
Ｗ軸制御部は、Ｗ軸位置指令部１２と、Ｗｍ軸サーボ制御部１４と、Ｗｓ軸サーボ制御部１８と、サーボアンプ１６、２０と、Ｗｍ軸補正量算出部８と、Ｗｓ軸補正量算出部１０とからなる。
Ｗ軸位置指令部２から位置指令ｒｗがＷｍ軸サーボ制御部１４と、Ｗｓ軸サーボ制御部１８にそれぞれ出力され、Ｗｍ軸サーボ制御部１４およびＷｓ軸サーボ制御部１８では、位置指令ｒｗとＷｍ軸サーボモータ５４の回転量検出器５４ａおよびＷｓ軸サーボモータ５３の回転量検出器５３ａからの位置フィードバック信号５４ｆ，５３ｆに基づいて、電流指令をサーボアンプ１６、２０にそれぞれ出力し、サーボアンプ１６、２０ではこの電流指令を増幅した駆動電流をＷｍ軸サーボモータ５４、Ｗｓ軸サーボモータ５３にそれぞれ供給する。これにより、Ｗｍ軸サーボモータ５４およびＷｓ軸サーボモータ５３の回転制御が行われることになる。
【００１７】
一方、Ｗｍ軸補正量算出部８およびＷｓ軸補正量算出部１０には、上記したＹ軸位置指令部２からの位置指令ｒｙがそれぞれ入力され、Ｗｍ軸補正量算出部８およびＷｓ軸補正量算出部１０では、位置指令ｒｙに基づいて位置補正量ΔＷｍおよびΔＷｓをそれぞれ算出し、これらをＷｍ軸サーボ制御部１４およびＷｓ軸サーボ制御部１８に入力される位置指令ｒｗに加算部１２ａ，１２ｂにおいてそれぞれ加算する。
なお、上記の位置補正量ΔＷｍおよびΔＷｓの算出方法については後述する。
【００１８】
図２に示した制御装置１の各機能は、たとえば、図３に示すような構成のハードウエアによって実現される。
図３において、プロセッサ２１は、ＲＯＭ２２に格納されたシステムプログラムにしたがって、位置制御システム全体を制御する。ＲＡＭ２３には、各種のデータあるいは入出力信号が格納され、例えば、後述する補正量データ等が格納される。
【００１９】
グラフィック制御回路２５は、ディジタル信号を表示用の信号に変換し、表示装置２６に与える。表示装置２６にはＣＲＴあるいは液晶表示装置が使用される。表示装置２６は、対話形式で加工プログラムを作成していくときに、形状、加工条件および生成された加工プログラム等を表示する。
【００２０】
表示装置２６に表示される内容（対話形データ入力画面）にしたがってデータを入力することにより、加工プログラムを作成することができる。
画面には、その画面で受けられる作業またはデータがメニュー形式で表示される。メニューのうちどの項目を選択するかは、メニューの下のソフトウエアキー２７を押すことにより行う。
キーボード２８は、必要なデータを位置制御システム１に入力するのに使用される。
【００２１】
軸制御回路３０、３１および３２は、上述した各軸のサーボ制御部４，１４，１８を実現する回路であって、プロセッサ２１からの各軸の位置指令を受けて、これらの位置指令と各サーボモータの位置フィードバック信号とから電流指令を算出してサーボアンプ６，１６および２０にそれぞれ出力する。サーボアンプ６，１６、２０は、上述したように、サーボモータ５６、５４、５３に電流指令を増幅した駆動電流を出力する。
なお、各軸のサーボ制御部４，１４，１８は回路ではなくソフトウエアによっても実現可能である。
【００２２】
次に、上述したＷｍ軸補正量算出部８およびＷｓ軸補正量算出部１０の機能について詳しく説明する。
まず、図４に示すような、主軸５７のツール５７ａのＷ軸方向（鉛直方向）の補正パターンを作成しておく。図４に示す補正パターンは、主軸５７のＹ軸方向各位置、例えばｙ０ 〜ｙ５ の各位置に対応したＷｍ軸の補正量（Ｗｍ０ 〜Ｗｍ５ ）およびＷｓ軸の補正量（Ｗｓ０ 〜Ｗｓ５ ）を示したものである。
これは、例えば、図１に示した門型マシニングセンタの組立調整時に、主軸５７のＹ軸方向の位置をｙ０ 〜ｙ５ に変更し、これらの各位置でツール５７ａのＷ軸方向の位置を実際に測定し、補正すべき補正量（Ｗｍ０ 〜Ｗｍ５ ，Ｗｓ０ 〜Ｗｓ５ ）を予め求めておく。
なお、これらの補正量は、上記のＲＡＭ１３に格納しておく。
【００２３】
そして、門型マシニングセンタの位置制御を行う際には、上記の補正量（Ｗｍ０ 〜Ｗｍ５ ，Ｗｓ０ 〜Ｗｓ５ ）を、例えば直線補間することによって、主軸５７のＹ軸方向の位置ｙに応じたＷｍ軸およびＷｓ軸の補正量Ｗｍｙ、Ｗｓｙを算出する。
例えば、主軸５７がＹ軸方向の位置ｙにある場合には、補正量Ｗｍｙ、Ｗｓｙは次式により求まる。
Ｗｍｙ＝Ｗｍｎ ＋（ｙ−ｙｎ ）＊（Ｗｍｎ＋１ −Ｗｍｎ ）／（ｙｎ＋１ −ｙｎ ）
（ｎ＝０，．，５） （１）
Ｗｓｙ＝Ｗｓｎ ＋（ｙ−ｙｎ ）＊（Ｗｓｎ＋１ −Ｗｓｎ ）／（ｙｎ＋１ −ｙｎ ）
（ｎ＝０，．，５） （２）
【００２４】
したがって、Ｗｍ軸補正量算出部８およびＷｓ軸補正量算出部１０は、ツール５７ａの移動中に、Ｙ軸位置指令部２からの位置指令ｒｙを参照して、ＲＡＭ１３に格納された対応する補正データを読みだす。
そして、この補正データを使用して上記（１）式および（２）式を演算して補正量Ｗｍｙ、Ｗｓｙを算出する。
なお、本実施形態においては、補間方法として直線補間について説明したが、本発明においてはこれに限らず、指数関数、対数関数、スプライン関数等を用いた曲線補間方法によっても補間が可能である。
また、主軸５７のＹ軸方向の位置ｙは、図２に示すように、Ｙ軸位置指令部２からの位置指令ｒｙから取得するが、Ｙ軸サーボモータ５６の回転量検出器５６ａからの位置フィードバック信号から取得することも可能である。
【００２５】
これらの補正量Ｗｍｙ、ＷｓｙをＷ軸位置指令部１２からの位置指令ｒｚにそれぞれ加算して、Ｗｍ軸サーボ制御部１４およびＷｓ軸サーボ制御部１８に入力する。
これにより、Ｗｍ軸サーボモータ５４およびＷｓ軸サーボモータ５３の回転位置が補正されて、ツール５７ａのＷ軸方向（鉛直方向）の位置ずれが補正されることになる。
【００２６】
以上のように、本実施形態に係る位置制御システムによれば、主軸５７のＹ軸方向の位置に応じて、主軸５７のＷ軸方向（鉛直方向）の位置ずれの補正が可能であるため、主軸５７の位置ずれ補正の精度が向上する。
【００２７】
また、本実施形態に係る位置制御システムでは、主軸５７のＹ軸方向の複数位置におけるＷ軸方向の補正データを予め測定しておき、実際の位置制御においては、これらの補正データを直線補間して補正量Ｗｍｙ、Ｗｓｙを算出するため、必要なＲＡＭ１３の容量が小さくてすむ。
また、図４に示した補正データの変更は容易に可能であり、位置ずれ補正の調整が容易である。
【００２８】
また、本発明に係る位置補正手段を用いてＷ軸方向の位置ずれ補正を行えば、図２に示したように、門型マシニングセンタのＹ軸を支える油圧シリンダがなくても、主軸５７の位置制御を高精度に行うことができる。
また、複雑な油圧制御回路、油圧シリンダ、油圧ポンプ等が必要なくなるため、装置のコストを削減することが可能となる。
【００２９】
次に、図５は、本発明に係る位置制御システムにおける制御装置１の他の構成例を示す説明図である。
図５に示す制御装置１と図２に示す制御装置１との異なる点は、Ｗｍ軸補正量算出部８およびＷｓ軸補正量算出部１０において算出した補正量ΔＷｍ、ΔＷｓを、Ｗ軸位置指令部１２から出力される位置指令に加算するのではなく、Ｗｍ軸サーボモータ５４，Ｗｓ軸サーボモータ５３の回転量検出器５４ａ，５３ａの位置フィードバック信号５４ｆ，５３ｆから減算部３３，３４においてそれぞれ減算して、これらの信号５４ｆ’，５３ｆ’をＷｍ軸サーボ制御部１４およびＷｓ軸サーボ制御部１８にそれぞれ入力している点である。
【００３０】
このような構成とすることにより、図２に示した制御装置１と同様に、主軸５７のＹ軸方向の位置に応じて、主軸５７のＷ軸方向（鉛直方向）の位置ずれの補正が可能となる。
【００３１】
次に、図６は本発明に係る位置制御システムにおける制御装置１のさらに他の構成例を示す説明図である。
図６に示す制御装置１は、基本的には、Ｗｍ軸サーボモータ５４，Ｗｓ軸サーボモータ５３の補正量ΔＷｍ、ΔＷｓを、回転量検出器５４ａ，５３ａの位置フィードバック信号５４ｆ，５３ｆから減算部３３，３４においてそれぞれ減算して、これらの信号５４ｆ’，５３ｆ’をＷｍ軸サーボ制御部１４およびＷｓ軸サーボ制御部１８にそれぞれ入力している点で図５に示した制御装置１と同様である。
【００３２】
しかし、図６に示す制御装置１の構成は、信号５４ｆ’，５３ｆ’をそれぞれ減算部３５に入力して、信号５４ｆ’，５３ｆ’の差Ｓ１を算出し、これをゲイン器３６に入力して所定の係数倍して信号Ｓ２とし、これを加算部３７において位置指令ｒｚに加算して、ｒｚ’としてＷｓ軸サーボ制御部１８に入力する構成となっている。
【００３３】
このような構成としたのは、図２および図５に示した制御装置１の構成においては、Ｗｍ軸サーボモータ５４およびＷｓ軸サーボモータ５３をそれぞれ独立して補正するため、補正量ΔＷｍ、ΔＷｓの値によっては、Ｗｍ軸方向の位置とＷｓ軸方向の位置のバランスが悪くなってしまうことがある。
そのため、Ｗｍ軸およびＷｓ軸のフィードバック信号および補正量の差を所定のゲイン倍した信号で、Ｗｓ軸方向の位置を補正し、両者のバランスが悪くなるのを防いでいる。
【００３４】
次に、図７は、本発明に係る位置制御システムにおける制御装置１のさらに他の構成例を示す説明図である。
図７に示す制御装置１の構成は、基本的には、Ｗｍ軸サーボモータ５４，Ｗｓ軸サーボモータ５３の補正量ΔＷｍ、ΔＷｓを、位置指令ｒｗに加算部１２ａ，１２ｂにおいて加える点で同様の構成である。
しかし、図６において述べたように、補正量ΔＷｍ、ΔＷｓの値によっては、Ｗｍ軸方向の位置とＷｓ軸方向の位置のバランスが悪くなってしまうことがある。
そこで、減算部３８、３９において、上記した信号５４ｆ’，５３ｆ’を算出し、減算部４０において信号５４ｆ’，５３ｆ’の差Ｓ１を算出し、これをゲイン器４１に入力して所定の係数倍して信号Ｓ２とし、これを加算部４２において位置指令ｒｚに加算して、ｒｚ’としてＷｓ軸サーボ制御部１８に入力する構成となっている。このような構成によって、図６に示した制御装置１と同様の作用効果を奏することになる。
【００３５】
次に、図８は本発明に係る位置制御システムの他の実施形態における全体構成を示す説明図である。
本発明に係る位置制御システムでは、図１に示したように、Ｙ軸５５の両端部を支える油圧シリンダ６１、６２を省略することが可能である。
しかし、従来と同様に、Ｙ軸５５の両端部を油圧シリンダ６１、６２によってそれぞれ支持し、当該油圧シリンダ６１、６２の油圧は一定とし、Ｙ軸５５の重量分をキャンセルするために使用してもよい。
このときの制御装置１は、図２、図６および図７に示した構成と同様の構成のものを使用することができる。
この場合に必要な油圧制御回路１０１は、従来のような油圧の微妙な調整をする必要がなく、簡単な構成の回路である。
図１の構成では、Ｙ軸５５を上下方向に駆動するＷｍ軸サーボモータ５４およびＷｓ軸サーボモータ５３を従来よりも大型化する必要があるが、図８のような構成とすることにより、大型化する必要がなく、既存の工作機械等を使用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る位置制御システムによれば、機構的に関連する制御軸間の相対的な位置関係の変化に応じて、制御対象の制御点の位置と目標位置との位置ずれ量が変化する位置制御システムの位置ずれ補正の精度を向上させることができる。
また、本発明に係る位置制御システムでは、補正データを予め測定しておき、実際の位置制御においては、これらの位置ずれ補正データを直線補間して位置ずれ補正量を算出するため、保持すべき補正データが最小限ですむ。
さらに、本発明に係る位置制御システムでは、補正データの変更は容易に可能であり、位置ずれ補正の調整が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る位置制御システムの一実施形態における全体構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る位置制御システムの制御装置の一構成例を示す説明図である。
【図３】本発明に係る位置制御システムの制御装置のハードウェア構成の一例を示す説明図である。
【図４】本発明に係る位置制御システムにおける位置補正手段の補正パターンの一例を示す説明図である。
【図５】本発明に係る位置制御システムの制御装置の他の構成例を示す説明図である。
【図６】本発明に係る位置制御システムの制御装置のさらに他の構成例を示す説明図である。
【図７】本発明に係る位置制御システムの制御装置のさらに他の構成例を示す説明図である。
【図８】本発明に係る位置制御システムの他の実施形態における全体構成を示す説明図である。
【図９】従来の門型マシニングセンタにおける位置制御システムの構成例を示す説明図である。
【図１０】図６に示す門型マシニングセンタにおける圧力補正パターンの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…制御装置
２…Ｙ軸位置指令部
４…Ｙ軸サーボ制御部
６，１６，２０…サーボアンプ
８…Ｗｍ軸補正量算出部
１０…Ｗｓ軸補正量算出部
１２…Ｗ軸位置指令部
１４…Ｗｍ軸サーボ制御部
１８…Ｗｓ軸サーボ制御部
５３，５４，５６…サーボモータ
１０１…油圧制御回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、数値制御システム、産業用ロボットシステム等における位置制御システムに関し、特に、機構的に関連する制御軸間の相対的な位置関係の変化に応じて、制御対象の位置と目標位置との間に生じる位置ずれを精度良く補正可能な位置制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、数値制御工作機械の位置制御においては、通常、切削工具等を移動する移動軸を駆動するサーボモータに取り付けられた回転量検出器でサーボモータの回転位置を検出し、この検出値に基づいてサーボモータの回転制御を行うことにより、切削工具等の位置制御を行っている。
上記の数値制御工作機械においては、上記のサーボモータの回転制御を正確に行ったとしても、工作機械を構成する機械要素に生じる弾性変形等によって、切削工具等の正確な位置制御を行うことができない場合がある。
【０００３】
例えば、図９に示すような門型のマシニングセンタの場合には、門型のコラム５２のＷｍ軸およびＷｓ軸によって両端部を移動可能に支持されたＹ軸５５に、主軸５７がさらに鉛直方向に移動可能に設けられている。Ｙ軸５５の両端部には図示しない雌ねじ部がそれぞれ形成されており、これらにボールねじ５９および５８がそれぞれねじ込まれており、ボールねじ５９および５８はサーボモータ５４および５３によって駆動される。これにより、Ｙ軸５５は鉛直上下方向に移動するようになっている。また、Ｙ軸５５は相当重量があるため、この重量をキャンセルするために、Ｙ軸５５の両端部は油圧シリンダ６１および６２によって支持されている。なお、これらの油圧シリンダ６１、６２は、油圧制御回路６３および油圧ポンプ６４によって駆動制御され、また、上記のサーボモータ５３、５４および５６は制御装置６５によって回転制御される。
主軸５７は、主軸５７に形成された雌ねじ部にボールねじ６０がねじ込まれ、ボールねじ６０はサーボモータ５６によって駆動される。これにより、主軸５７は、Ｙ軸５５方向に移動する。
【０００４】
したがって、主軸５７の先端に取り付けられたツール５７ａの鉛直方向の位置制御は、上記したＷｍ軸およびＷｓ軸に設けられたサーボモータ５３、５４によって制御され、水平方向（Ｙ軸方向）の位置制御はサーボモータ５６によって行なわれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成される門型マシニングセンタにおいては、Ｙ軸５５を鉛直方向に一定の位置に保持していても、主軸５７の重みによるＹ軸５５のたわみやボールねじ５８、５９の弾性変形等のため、主軸５７のＹ軸５５方向の位置に応じてツール５７ａの鉛直方向の位置が変化してしまい、目標位置との間に位置ずれが生じる。このため、加工精度が低下するという問題がある。
【０００６】
この問題を解決する方法として、例えば、図１０に示すように、主軸５７のＹ軸方向の位置に応じてＹ軸５５の両端部を支持する油圧シリンダ６１と６２との油圧を、主軸５７がＷｍ軸側に近いほど、油圧シリンダ６２の圧力が高くかつ油圧シリンダ６１の圧力が低くなるように補正し、Ｗｍ軸側に近いほど、油圧シリンダ６２の圧力が低くかつ油圧シリンダ６１の圧力が高くなるように補正する。なお、図１０に示す圧力補正パターンは、門型マシニングセンタの組立調整時に、主軸５７のＹ軸方向の複数位置において、ツール５７ａの先端位置を測定しながら圧力を調整してツール５７ａの鉛直方向位置を調整して得られるものである。
具体的には、サーボモータ５６の回転量検出器５６ａによって検出されたＹ軸方向の位置情報（パルス信号）が制御装置６５を介してＤ／Ａ変換されてアナログ回路である油圧制御回路６３に入力され、油圧制御回路６３においては、このＹ軸方向の位置情報に基づいて、図７に示すような圧力補正パターンにしたがって、油圧シリンダ６１および６２の油圧制御を行なう。
これにより、主軸５７のＹ軸方向の位置によらず、ツール５７ａの鉛直方向の位置が一定に維持されることになる。
【０００７】
しかしながら、このような従来の方法では、油圧制御回路６３がアナログ回路であるため油圧の微妙な調整が面倒である。
また、一度調整しても経時変化により補正がずれてしまい、ツール５７ａの位置ずれが精度良く補正することが困難であった。
また、特別な油圧制御回路や油圧部品等が必要であり、装置のコストが高くなるという不利益もあった。
さらに、油圧の補正をハードウエアによって実現しているため、油圧補正パターンの変更・修正等を即座に行うことが望まれ、その実現が課題であった。
【０００８】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであって、機構的に関連する制御軸間の相対的な位置関係の変化に応じて、制御対象の制御点の位置と目標位置との位置ずれ量が変化する工作機械や産業用ロボット等の位置制御システムにおいて、この位置ずれを精度良くかつ簡易に補正可能な位置制御システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る位置制御システムは、固定部材によって両端部が鉛直方向にそれぞれ移動可能に支持された第１の可動部材と、この第１の可動部材に水平方向に移動可能に設けられた第２の可動部材とを有する構造体と、前記第１の可動部材の両端部をそれぞれ駆動する第１および第２の駆動手段と、第２の可動部材を駆動する第３の駆動手段と、前記第１〜３の駆動手段のサーボ制御を行う位置制御手段とを有する位置制御システムであって、前記位置制御手段は、前記第１〜第３の駆動手段に対する位置指令を出力する位置指令手段と、
この位置指令手段からの位置指令と前記第１〜第３の各駆動手段からの位置フィードバック信号に基づいて前記各駆動手段をフィードバック制御するサーボ制御手段と、
第２の可動部材の水平方向の複数位置に対応した前記第１の可動部材の両端部の位置補正量データを保持し、前記第１〜３の駆動手段のサーボ制御を行う際に、前記第２の可動部材の水平方向の位置に応じた前記第１の可動部材の両端部位置の位置補正量を前記位置補正量データを補間してそれぞれ補正量を算出し、前記それぞれの補正値を前記第１および第２の駆動手段に対する位置指令に加算し、この位置指令に加算した補正量を前記第１および第２の駆動手段のサーボ制御手段にそれぞれ入力する位置補正手段と
を有する。
【００１０】
本発明に係る位置制御システムは、好ましくは、前記位置制御手段は、前記第１〜第３の駆動手段に対する位置指令を出力する位置指令手段と、この位置指令手段からの位置指令と前記第１〜第３の各駆動手段からの位置フィードバック信号に基づいて前記各駆動手段をフィードバック制御するサーボ制御手段と、第２の可動部材の水平方向の複数位置に対応した前記第１の可動部材の両端部の位置補正量データを保持し、前記第１〜３の駆動手段のサーボ制御を行う際に、前記第２の可動部材の水平方向の位置に応じた前記第１の可動部材の両端部位置の位置補正量を前記位置補正量データを補間してそれぞれ算出し、これらを前記前記第１および第２の駆動手段に対する位置指令に加算し、これらを前記第１および第２の駆動手段のサーボ制御手段にそれぞれ入力する位置補正手段とを有する。
【００１１】
本発明に係る位置制御システムでは、第１〜第３の駆動手段のサーボ制御を行う際に、第２の可動部材の第１の可動部材に対する位置に応じて、第１の可動部材の両端部の位置を第１および第２の駆動手段によってそれぞれ調整して、第２の可動部材の鉛直方向の目標位置からの位置ずれを補正することから、第２の可動部材の鉛直方向における目標位置との位置ずれ量が第２の可動部材の水平方向の位置に応じて変化しても精度良く位置ずれの補正がされることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る位置制御システムの実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る位置制御システムの一実施形態における全体構成を示す説明図である。また、図２は本発明に係る位置制御システムの制御装置１の一構成例を示す説明図である。
図２に示す門型マシニングセンタは、油圧シリンダ６１，６２、油圧制御回路６３および油圧ポンプ６４がない点を除いて、図９に示した門型マシニングセンタと同一の構成となっている。
【００１４】
図２において、位置制御システム１は、Ｙ軸サーボモータ５６を制御するＹ軸制御部と、Ｗｍ軸サーボモータ５４およびＷｓ軸サーボモータ５３を制御するＷ軸制御部とから基本的に構成される。
【００１５】
Ｙ軸制御部は、Ｙ軸位置指令部２と、Ｙ軸サーボ制御部４と、サーボアンプ６とからなり、Ｙ軸位置指令部２から位置指令ｒｙがＹ軸サーボ制御部４に出力され、Ｙ軸サーボ制御部４では、位置指令ｒｙとＹ軸サーボモータ５６の回転量検出器５６ａからの位置フィードバック信号５６ｆに基づいて電流指令をサーボアンプ６に出力し、サーボアンプ６ではこの電流指令を増幅した駆動電流をＹ軸サーボモータ５６に供給する。これにより、Ｙ軸サーボモータ５６の回転制御が行われることになる。
【００１６】
Ｗ軸制御部は、Ｗ軸位置指令部１２と、Ｗｍ軸サーボ制御部１４と、Ｗｓ軸サーボ制御部１８と、サーボアンプ１６、２０と、Ｗｍ軸補正量算出部８と、Ｗｓ軸補正量算出部１０とからなる。
Ｗ軸位置指令部２から位置指令ｒｗがＷｍ軸サーボ制御部１４と、Ｗｓ軸サーボ制御部１８にそれぞれ出力され、Ｗｍ軸サーボ制御部１４およびＷｓ軸サーボ制御部１８では、位置指令ｒｗとＷｍ軸サーボモータ５４の回転量検出器５４ａおよびＷｓ軸サーボモータ５３の回転量検出器５３ａからの位置フィードバック信号５４ｆ，５３ｆに基づいて、電流指令をサーボアンプ１６、２０にそれぞれ出力し、サーボアンプ１６、２０ではこの電流指令を増幅した駆動電流をＷｍ軸サーボモータ５４、Ｗｓ軸サーボモータ５３にそれぞれ供給する。これにより、Ｗｍ軸サーボモータ５４およびＷｓ軸サーボモータ５３の回転制御が行われることになる。
【００１７】
一方、Ｗｍ軸補正量算出部８およびＷｓ軸補正量算出部１０には、上記したＹ軸位置指令部２からの位置指令ｒｙがそれぞれ入力され、Ｗｍ軸補正量算出部８およびＷｓ軸補正量算出部１０では、位置指令ｒｙに基づいて位置補正量ΔＷｍおよびΔＷｓをそれぞれ算出し、これらをＷｍ軸サーボ制御部１４およびＷｓ軸サーボ制御部１８に入力される位置指令ｒｗに加算部１２ａ，１２ｂにおいてそれぞれ加算する。
なお、上記の位置補正量ΔＷｍおよびΔＷｓの算出方法については後述する。
【００１８】
図２に示した制御装置１の各機能は、たとえば、図３に示すような構成のハードウエアによって実現される。
図３において、プロセッサ２１は、ＲＯＭ２２に格納されたシステムプログラムにしたがって、位置制御システム全体を制御する。ＲＡＭ２３には、各種のデータあるいは入出力信号が格納され、例えば、後述する補正量データ等が格納される。
【００１９】
グラフィック制御回路２５は、ディジタル信号を表示用の信号に変換し、表示装置２６に与える。表示装置２６にはＣＲＴあるいは液晶表示装置が使用される。表示装置２６は、対話形式で加工プログラムを作成していくときに、形状、加工条件および生成された加工プログラム等を表示する。
【００２０】
表示装置２６に表示される内容（対話形データ入力画面）にしたがってデータを入力することにより、加工プログラムを作成することができる。
画面には、その画面で受けられる作業またはデータがメニュー形式で表示される。メニューのうちどの項目を選択するかは、メニューの下のソフトウエアキー２７を押すことにより行う。
キーボード２８は、必要なデータを位置制御システム１に入力するのに使用される。
【００２１】
軸制御回路３０、３１および３２は、上述した各軸のサーボ制御部４，１４，１８を実現する回路であって、プロセッサ２１からの各軸の位置指令を受けて、これらの位置指令と各サーボモータの位置フィードバック信号とから電流指令を算出してサーボアンプ６，１６および２０にそれぞれ出力する。サーボアンプ６，１６、２０は、上述したように、サーボモータ５６、５４、５３に電流指令を増幅した駆動電流を出力する。
なお、各軸のサーボ制御部４，１４，１８は回路ではなくソフトウエアによっても実現可能である。
【００２２】
次に、上述したＷｍ軸補正量算出部８およびＷｓ軸補正量算出部１０の機能について詳しく説明する。
まず、図４に示すような、主軸５７のツール５７ａのＷ軸方向（鉛直方向）の補正パターンを作成しておく。図４に示す補正パターンは、主軸５７のＹ軸方向各位置、例えばｙ０ 〜ｙ５ の各位置に対応したＷｍ軸の補正量（Ｗｍ０ 〜Ｗｍ５ ）およびＷｓ軸の補正量（Ｗｓ０ 〜Ｗｓ５ ）を示したものである。
これは、例えば、図１に示した門型マシニングセンタの組立調整時に、主軸５７のＹ軸方向の位置をｙ０ 〜ｙ５ に変更し、これらの各位置でツール５７ａのＷ軸方向の位置を実際に測定し、補正すべき補正量（Ｗｍ０ 〜Ｗｍ５ ，Ｗｓ０ 〜Ｗｓ５ ）を予め求めておく。
なお、これらの補正量は、上記のＲＡＭ１３に格納しておく。
【００２３】
そして、門型マシニングセンタの位置制御を行う際には、上記の補正量（Ｗｍ０ 〜Ｗｍ５ ，Ｗｓ０ 〜Ｗｓ５ ）を、例えば直線補間することによって、主軸５７のＹ軸方向の位置ｙに応じたＷｍ軸およびＷｓ軸の補正量Ｗｍｙ、Ｗｓｙを算出する。
例えば、主軸５７がＹ軸方向の位置ｙにある場合には、補正量Ｗｍｙ、Ｗｓｙは次式により求まる。
Ｗｍｙ＝Ｗｍｎ ＋（ｙ−ｙｎ ）＊（Ｗｍｎ＋１ −Ｗｍｎ ）／（ｙｎ＋１ −ｙｎ ）
（ｎ＝０，．，５） （１）
Ｗｓｙ＝Ｗｓｎ ＋（ｙ−ｙｎ ）＊（Ｗｓｎ＋１ −Ｗｓｎ ）／（ｙｎ＋１ −ｙｎ ）
（ｎ＝０，．，５） （２）
【００２４】
したがって、Ｗｍ軸補正量算出部８およびＷｓ軸補正量算出部１０は、ツール５７ａの移動中に、Ｙ軸位置指令部２からの位置指令ｒｙを参照して、ＲＡＭ１３に格納された対応する補正データを読みだす。
そして、この補正データを使用して上記（１）式および（２）式を演算して補正量Ｗｍｙ、Ｗｓｙを算出する。
なお、本実施形態においては、補間方法として直線補間について説明したが、本発明においてはこれに限らず、指数関数、対数関数、スプライン関数等を用いた曲線補間方法によっても補間が可能である。
また、主軸５７のＹ軸方向の位置ｙは、図２に示すように、Ｙ軸位置指令部２からの位置指令ｒｙから取得するが、Ｙ軸サーボモータ５６の回転量検出器５６ａからの位置フィードバック信号から取得することも可能である。
【００２５】
これらの補正量Ｗｍｙ、ＷｓｙをＷ軸位置指令部１２からの位置指令ｒｚにそれぞれ加算して、Ｗｍ軸サーボ制御部１４およびＷｓ軸サーボ制御部１８に入力する。
これにより、Ｗｍ軸サーボモータ５４およびＷｓ軸サーボモータ５３の回転位置が補正されて、ツール５７ａのＷ軸方向（鉛直方向）の位置ずれが補正されることになる。
【００２６】
以上のように、本実施形態に係る位置制御システムによれば、主軸５７のＹ軸方向の位置に応じて、主軸５７のＷ軸方向（鉛直方向）の位置ずれの補正が可能であるため、主軸５７の位置ずれ補正の精度が向上する。
【００２７】
また、本実施形態に係る位置制御システムでは、主軸５７のＹ軸方向の複数位置におけるＷ軸方向の補正データを予め測定しておき、実際の位置制御においては、これらの補正データを直線補間して補正量Ｗｍｙ、Ｗｓｙを算出するため、必要なＲＡＭ１３の容量が小さくてすむ。
また、図４に示した補正データの変更は容易に可能であり、位置ずれ補正の調整が容易である。
【００２８】
また、本発明に係る位置補正手段を用いてＷ軸方向の位置ずれ補正を行えば、図２に示したように、門型マシニングセンタのＹ軸を支える油圧シリンダがなくても、主軸５７の位置制御を高精度に行うことができる。
また、複雑な油圧制御回路、油圧シリンダ、油圧ポンプ等が必要なくなるため、装置のコストを削減することが可能となる。
【００２９】
次に、図５は、本発明に係る位置制御システムにおける制御装置１の他の構成例を示す説明図である。
図５に示す制御装置１と図２に示す制御装置１との異なる点は、Ｗｍ軸補正量算出部８およびＷｓ軸補正量算出部１０において算出した補正量ΔＷｍ、ΔＷｓを、Ｗ軸位置指令部１２から出力される位置指令に加算するのではなく、Ｗｍ軸サーボモータ５４，Ｗｓ軸サーボモータ５３の回転量検出器５４ａ，５３ａの位置フィードバック信号５４ｆ，５３ｆから減算部３３，３４においてそれぞれ減算して、これらの信号５４ｆ’，５３ｆ’をＷｍ軸サーボ制御部１４およびＷｓ軸サーボ制御部１８にそれぞれ入力している点である。
【００３０】
このような構成とすることにより、図２に示した制御装置１と同様に、主軸５７のＹ軸方向の位置に応じて、主軸５７のＷ軸方向（鉛直方向）の位置ずれの補正が可能となる。
【００３１】
次に、図６は本発明に係る位置制御システムにおける制御装置１のさらに他の構成例を示す説明図である。
図６に示す制御装置１は、基本的には、Ｗｍ軸サーボモータ５４，Ｗｓ軸サーボモータ５３の補正量ΔＷｍ、ΔＷｓを、回転量検出器５４ａ，５３ａの位置フィードバック信号５４ｆ，５３ｆから減算部３３，３４においてそれぞれ減算して、これらの信号５４ｆ’，５３ｆ’をＷｍ軸サーボ制御部１４およびＷｓ軸サーボ制御部１８にそれぞれ入力している点で図５に示した制御装置１と同様である。
【００３２】
しかし、図６に示す制御装置１の構成は、信号５４ｆ’，５３ｆ’をそれぞれ減算部３５に入力して、信号５４ｆ’，５３ｆ’の差Ｓ１を算出し、これをゲイン器３６に入力して所定の係数倍して信号Ｓ２とし、これを加算部３７において位置指令ｒｚに加算して、ｒｚ’としてＷｓ軸サーボ制御部１８に入力する構成となっている。
【００３３】
このような構成としたのは、図２および図５に示した制御装置１の構成においては、Ｗｍ軸サーボモータ５４およびＷｓ軸サーボモータ５３をそれぞれ独立して補正するため、補正量ΔＷｍ、ΔＷｓの値によっては、Ｗｍ軸方向の位置とＷｓ軸方向の位置のバランスが悪くなってしまうことがある。
そのため、Ｗｍ軸およびＷｓ軸のフィードバック信号および補正量の差を所定のゲイン倍した信号で、Ｗｓ軸方向の位置を補正し、両者のバランスが悪くなるのを防いでいる。
【００３４】
次に、図７は、本発明に係る位置制御システムにおける制御装置１のさらに他の構成例を示す説明図である。
図７に示す制御装置１の構成は、基本的には、Ｗｍ軸サーボモータ５４，Ｗｓ軸サーボモータ５３の補正量ΔＷｍ、ΔＷｓを、位置指令ｒｗに加算部１２ａ，１２ｂにおいて加える点で同様の構成である。
しかし、図６において述べたように、補正量ΔＷｍ、ΔＷｓの値によっては、Ｗｍ軸方向の位置とＷｓ軸方向の位置のバランスが悪くなってしまうことがある。
そこで、減算部３８、３９において、上記した信号５４ｆ’，５３ｆ’を算出し、減算部４０において信号５４ｆ’，５３ｆ’の差Ｓ１を算出し、これをゲイン器４１に入力して所定の係数倍して信号Ｓ２とし、これを加算部４２において位置指令ｒｚに加算して、ｒｚ’としてＷｓ軸サーボ制御部１８に入力する構成となっている。このような構成によって、図６に示した制御装置１と同様の作用効果を奏することになる。
【００３５】
次に、図８は本発明に係る位置制御システムの他の実施形態における全体構成を示す説明図である。
本発明に係る位置制御システムでは、図１に示したように、Ｙ軸５５の両端部を支える油圧シリンダ６１、６２を省略することが可能である。
しかし、従来と同様に、Ｙ軸５５の両端部を油圧シリンダ６１、６２によってそれぞれ支持し、当該油圧シリンダ６１、６２の油圧は一定とし、Ｙ軸５５の重量分をキャンセルするために使用してもよい。
このときの制御装置１は、図２、図６および図７に示した構成と同様の構成のものを使用することができる。
この場合に必要な油圧制御回路１０１は、従来のような油圧の微妙な調整をする必要がなく、簡単な構成の回路である。
図１の構成では、Ｙ軸５５を上下方向に駆動するＷｍ軸サーボモータ５４およびＷｓ軸サーボモータ５３を従来よりも大型化する必要があるが、図８のような構成とすることにより、大型化する必要がなく、既存の工作機械等を使用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る位置制御システムによれば、機構的に関連する制御軸間の相対的な位置関係の変化に応じて、制御対象の制御点の位置と目標位置との位置ずれ量が変化する位置制御システムの位置ずれ補正の精度を向上させることができる。
また、本発明に係る位置制御システムでは、補正データを予め測定しておき、実際の位置制御においては、これらの位置ずれ補正データを直線補間して位置ずれ補正量を算出するため、保持すべき補正データが最小限ですむ。
さらに、本発明に係る位置制御システムでは、補正データの変更は容易に可能であり、位置ずれ補正の調整が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る位置制御システムの一実施形態における全体構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る位置制御システムの制御装置の一構成例を示す説明図である。
【図３】本発明に係る位置制御システムの制御装置のハードウェア構成の一例を示す説明図である。
【図４】本発明に係る位置制御システムにおける位置補正手段の補正パターンの一例を示す説明図である。
【図５】本発明に係る位置制御システムの制御装置の他の構成例を示す説明図である。
【図６】本発明に係る位置制御システムの制御装置のさらに他の構成例を示す説明図である。
【図７】本発明に係る位置制御システムの制御装置のさらに他の構成例を示す説明図である。
【図８】本発明に係る位置制御システムの他の実施形態における全体構成を示す説明図である。
【図９】従来の門型マシニングセンタにおける位置制御システムの構成例を示す説明図である。
【図１０】図６に示す門型マシニングセンタにおける圧力補正パターンの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…制御装置
２…Ｙ軸位置指令部
４…Ｙ軸サーボ制御部
６，１６，２０…サーボアンプ
８…Ｗｍ軸補正量算出部
１０…Ｗｓ軸補正量算出部
１２…Ｗ軸位置指令部
１４…Ｗｍ軸サーボ制御部
１８…Ｗｓ軸サーボ制御部
５３，５４，５６…サーボモータ
１０１…油圧制御回路
Claims (11)
- 固定部材によって両端部が鉛直方向にそれぞれ移動可能に支持された第１の可動部材と、この第１の可動部材に水平方向に移動可能に設けられた第２の可動部材とを有する構造体と、
前記第１の可動部材の両端部をそれぞれ駆動する第１および第２の駆動手段と、
第２の可動部材を駆動する第３の駆動手段と、
前記第１〜３の駆動手段のサーボ制御を行う位置制御手段とを有する位置制御システムであって、
前記位置制御手段は、前記第１〜第３の駆動手段に対する位置指令を出力する位置指令手段と、
この位置指令手段からの位置指令と前記第１〜第３の各駆動手段からの位置フィードバック信号に基づいて前記各駆動手段をフィードバック制御するサーボ制御手段と、
第２の可動部材の水平方向の複数位置に対応した前記第１の可動部材の両端部の位置補正量データを保持し、前記第１〜３の駆動手段のサーボ制御を行う際に、前記第２の可動部材の水平方向の位置に応じた前記第１の可動部材の両端部位置の位置補正量を前記位置補正量データを補間してそれぞれ補正量を算出し、前記それぞれの補正値を前記第１および第２の駆動手段に対する位置指令に加算し、この位置指令に加算した補正量を前記第１および第２の駆動手段のサーボ制御手段にそれぞれ入力する位置補正手段と
を有する位置制御システム。 - 前記第１〜第３の駆動手段の各々は、前記第１の可動部材の両端部および第２の可動部材にそれぞれ形成されたねじ部にねじ込まれるボールねじと、このボールねじを回転するサーボモータと、このサーボモータの回転量を検出する回転量検出器とを有する
請求項１に記載の位置制御システム。 - 前記位置補正手段は、第２の可動部材の水平方向の複数位置に対応した前記第１の可動部材の両端部の位置補正量データを保持し、前記第１〜３の駆動手段のサーボ制御を行う際に、前記第２の可動部材の水平方向の位置に応じた前記第１の可動部材の両端部位置の位置補正量を前記位置補正量データを補間してそれぞれ補正量を算出し、前記それぞれの補正量を前記第１および第２の駆動手段の位置フィードバック信号からそれぞれ減算して前記第１および第２の駆動手段のサーボ制御手段にそれぞれ入力する
請求項１または２に記載の位置制御システム。 - 前記位置補正手段は、前記第２の可動部材の水平方向位置を当該第２の可動部材を駆動する第３の駆動手段に対する位置指令から取得する
請求項１または３に記載の位置制御システム。 - 前記位置補正手段は、前記第２の可動部材の水平方向位置を当該第２の可動部材を駆動する第３の駆動手段の位置フィードバック信号から取得する
請求項１または３に記載の位置制御システム。 - 固定部材によって両端部が鉛直方向にそれぞれ移動可能に支持された第１の可動部材と、この第１の可動部材に水平方向に移動可能に設けられた第２の可動部材と、前記第１の可動部材の両端部をそれぞれ支持する液圧シリンダとを有する構造体と、
前記第１の可動部材の両端部をそれぞれ駆動する第１および第２の駆動手段と、
第２の可動部材を駆動する第３の駆動手段と、
前記各々の液圧シリンダの液圧を等しく、かつ一定に制御する液圧制御手段と、
前記第１〜３の駆動手段のサーボ制御を行う位置制御手段とを有する位置制御システムであって、
前記位置制御手段は、前記第１〜第３の駆動手段のサーボ制御を行う際に、前記第２の可動部材の前記第１の可動部材に対する位置に応じて、前記第１の可動部材の両端部の位置を前記第１および第２の駆動手段によってそれぞれ調整し、前記第２の可動部材の鉛直方向の目標位置からの位置ずれを補正する
位置制御システム。 - 前記第１〜第３の駆動手段の各々は、前記第１の可動部材の両端部および第２の可動部材にそれぞれ形成されたねじ部にねじ込まれるボールねじと、このボールねじを回転するサーボモータと、このサーボモータの回転量を検出する回転量検出器とを有する
請求項６に記載の位置制御システム。 - 前記位置制御手段は、前記第１〜第３の駆動手段に対する位置指令を出力する位置指令手段と、
この位置指令手段からの位置指令と前記第１〜第３の各駆動手段からの位置フィードバック信号に基づいて前記各駆動手段をフィードバック制御するサーボ制御手段と、
第２の可動部材の水平方向の複数位置に対応した前記第１の可動部材の両端部の位置補正量データを保持し、前記第１〜３の駆動手段のサーボ制御を行う際に、前記第２の可動部材の水平方向の位置に応じた前記第１の可動部材の両端部位置の位置補正量を前記位置補正量データを補間してそれぞれ補正量を算出し、前記それぞれの補正量を前記前記第１および第２の駆動手段に対する位置指令に加算し、この位置指令に加算した補正量を前記第１および第２の駆動手段のサーボ制御手段にそれぞれ入力する位置補正手段と
を有する請求項６または７に記載の位置制御システム。 - 前記位置制御手段は、前記第１〜第３の駆動手段に対する位置指令を出力する位置指令手段と、
この位置指令手段からの位置指令と前記第１〜第３の各駆動手段からの位置フィードバック信号に基づいて前記各駆動手段をフィードバック制御するサーボ制御手段と、
第２の可動部材の水平方向の複数位置に対応した前記第１の可動部材の両端部の位置補正量データを保持し、前記第１〜３の駆動手段のサーボ制御を行う際に、前記第２の可動部材の水平方向の位置に応じた前記第１の可動部材の両端部位置の位置補正量を前記位置補正量データを補間してそれぞれ補正量を算出し、前記それぞれの補正量を前記第１および第２の駆動手段の位置フィードバック信号からそれぞれ減算して前記第１および第２の駆動手段のサーボ制御手段にそれぞれ入力する位置補正手段を有する
請求項６または７に記載の位置制御システム。 - 前記位置補正手段は、前記第２の可動部材の水平方向位置を当該第２の可動部材を駆動する第３の駆動手段に対する位置指令から取得する
請求項７または８に記載の位置制御システム。 - 前記位置補正手段は、前記第２の可動部材の水平方向位置を当該第２の可動部材を駆動する第３の駆動手段の位置フィードバック信号から取得する
請求項７または８に記載の位置制御システム。
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