JP3755054B2 - 同期制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロボットや工作機械等を駆動するサーボモータをトルク一定に制御する同期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の給材機にてワークを主軸に供給するトルク一定同期制御システムの構成を示す図である。図において、３１はワーク、３２はワーク３１を固定して回転する主軸、３３はメイン制御サーボモータ、３４はメイン制御装置、３５はメイン制御サーボモータ３３により主軸３２の位置制御を行うメイン制御駆動装置、３６はワーク３１を主軸３２まで供給すると共にワーク加工時には一定負荷をワーク３１に与える給材機、３７はトルク制御サーボモータ、３８はトルク制御装置、３９は給材機３６がワーク３１に一定負荷を与えられるようにトルク制御サーボモータ３７をトルク一定に制御するトルク制御駆動装置、４０はメイン制御駆動装置３５へ位置指令を出力する数値制御装置である。
【０００３】
ワーク加工時においては、メイン制御駆動装置３５は主軸３２を軸方向に位置制御を行い、トルク制御駆動装置３９はワーク加工中に給材機３６がワーク３１に一定負荷を与えるようにトルク一定制御を行う。
従来のトルク一定同期制御システムにおいては、メイン制御駆動装置３５とトルク制御駆動装置３９とは独立で制御されており、トルク制御駆動装置３９がトルク一定制御により、給材機３６をワーク３１に一定負荷で押し付ける結果として、メイン制御駆動装置３５とトルク制御駆動装置３９との同期運転を行うものである。
【０００４】
図９は特開平７−１８６００７号公報に示されたワークの両端を挟み付けた状態で加工する従来の複合旋盤の構成を示す図である。図において、４１はワーク、４２，４３はワーク４１の回転軸付近の端面部分と接するフェイスドライバ、４４，４５は主軸が搭載された主軸台、４６，４７は主軸台４４，４５を駆動するＺ軸サーボモータ、４８，４９はＺ軸サーボモータ４６，４７を駆動するサーボアンプ、５０はサーボアンプ４８，４９に指令を出しＺ軸サーボモータ４６，４７を制御する数値制御装置（以下、ＮＣと記す）である。
【０００５】
この従来の複合旋盤は、ワーク４１の両端をそれぞれの主軸台４４，４５に取り付けられたフェイスドライバ４２，４３で挟み付けた状態で、主軸台４４，４５を同期運転させながらワーク４１を加工するものである。このとき、ＮＣ５０は主軸台４４，４５の少なくとも一方を一定のトルクでワーク４１を挟みつけながら同期運転させる、トルク一定同期制御を行う。
【０００６】
また、図１０は図９に示す複合旋盤のブロック線図である。図において、４８，４９はサーボアンプ、５０はＮＣ、５１ａ，５１ｂは軸の移動データなどを演算するため必要なデータを設定するパラメータ、５２ａ，５２ｂはＺ軸サーボモータ４６，４７のトルク量を決定するためのトルク制限量、５３ａ，５３ｂは主軸台４４，４５を駆動するＺ軸サーボモータ４６，４７の位置フィードバック、５４ａ，５４ｂは主軸台４４，４５のワーク４１押し付けを判定する押し付け完了判定手段、５５ａ，５５ｂは主軸台４４，４５をワーク４１の方に向かって移動させるための位置指令値、５６ａ，５６ｂはトルク制限量５２ａ，５２ｂに基づきトルクを制限するトルク制御手段、５７ａ，５７ｂはＺ軸サーボモータ４６，４７を駆動するパワーアンプである。
【０００７】
この従来の複合旋盤においては、ワークの保持にあたって、主軸台４４，４５をそれぞれワーク４１に向かって移動させ、フェイスドライバ４２，４３がワーク４１に接触して主軸台４４，４５が移動不可となり、位置指令値との誤差量が増大した場合に、トルク制御手段５６ａ，５６ｂはトルクをトルク制限量５２ａ，５２ｂになるようにカットしてパワーアンプ５７ａ，５７ｂへ出力することで、トルク一定制御を行う。
【０００８】
押し付け完了判定手段５４ａ，５４ｂは、トルク制限量５２ａ，５２ｂになるように出力している状態において、
押し付け完了量＜（位置指令値５５ａ− 位置フィードバック５３ａ）、
または、
押し付け完了量＜（位置指令値５５ｂ− 位置フィードバック５３ｂ）、
となった時点で、押し付け完了として位置指令値を増加させるのを停止する。
この従来の複合旋盤は、上述の手順のように主軸台４４，４５で、ある一定のトルクでワーク４１を挟み付けることによりワーク４１を保持し、その状態でワーク４１の加工を行うものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示す従来のトルク一定同期制御システムは、トルク制御駆動装置３９がトルク一定制御により、給材機３６をワーク３１に一定負荷で押し付ける結果として、メイン制御駆動装置３５とトルク制御駆動装置３９との同期運転を行うものであるため、トルク制御駆動装置３９がメイン制御駆動装置３５の動きに追従できなくなるような用途、例えば急激な加減速時や過大なバックラッシュ等がある用途においては、押し付け負荷不足でワーク３１が給材機３６から抜け落ちたり、また押し付け負荷過大でワーク３１が変形することがあるので、使用できないという問題点があった。
【００１０】
また、このようなトルク制御駆動装置３９がメイン制御駆動装置３５の動きに追従できないことによる押し付け負荷のトルク不安定性を回避するために、停止時はトルク一定制御のみを行い、移動時は外部制御部より同期パターンとなる位置指令を入力し、位置制御による同期運転を実現する方法をとることがある。しかし、
ａ．トルク制御駆動装置３９、給材機３６の機械構造によるバックラッシュ、
ｂ．ワーク３１のたわみ等による位置ドループ変動によるトルク変動、
ｃ．同期軸どおしの反力による押し付け負荷不安定性、
ｄ．トルク一定制御時の位置ドループ、
などの存在が、位置制御切替え時のトルク指令の過大出力により機械振動を誘発する場合があり、安定で高精度な同期制御が困難であるという問題点があった。
【００１１】
さらに、図９および図１０に示す従来の複合旋盤においては、トルク制限量を設定する押し当て式のトルク一定制御であり、トルク一定同期制御時に設定したトルク制限量よりも大きい加減速トルクによる加減速を行うことができないため、急激な負荷変動のある用途には使用できないという問題点があった。
【００１２】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、急激な負荷変動のある用途においても高速・高精度なトルク一定制御を行うことができる同期制御装置を得ることである。
【００１３】
また、第２の目的は、ワークのたわみ、バックラッシュ等による位置の変動によるトルク指令の不安定性の影響を受けない安定したトルク一定制御を行うことができる同期制御装置を得ることである。
【００１４】
さらにまた、第３の目的は、移動開始時においても安定なトルク一定位置制御を行うことができる同期制御装置を得ることである。
【００１５】
また、第４の目的は、停止時および移動時において、安定したトルク一定制御およびトルク一定位置制御を行い、安定かつ高精度なトルク一定同期制御を行うことができる同期制御装置を得ることである。
【００１６】
さらに、第５の目的は、位置ドループの影響を受けずに、トルク一定制御から位置制御への切換えができる同期制御装置を得ることである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る同期制御装置は、前記目的を達成するため、ワークを保持して回転制御すると共に、前記ワークへの押し当てトルク量を一定に制御するトルク一定制御システムを構成し、前記ワークの一端部を保持する第１の主軸と、前記ワークの他端部を保持する第２の主軸を各々制御する同期制御装置であって、位置指令および位置フィードバックにより生成される速度指令と速度フィードバックとからトルク指令を生成し、このトルク指令に基づいてサーボモータの位置制御およびトルク制御を行う同期制御装置において、前記第１の主軸を制御する同期制御装置と前記第２の主軸を制御する同期制御装置のいずれか一方を、前記ワークへの押し当てトルク量を設定するトルク設定手段と、前記トルク設定手段で設定されるトルク量を、前記速度指令と前記速度フィードバックとから生成されるトルク指令に加算する加算手段と、前記加算手段の前段に設けられ、停止時における位置ドループから生成されるトルク指令値を停止時トルク指令としてホールドするホールド手段を設け、移動時に位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令から、前記ホールド手段でホールドした停止時トルク指令を減算するトルク指令補正手段と、を含む構成とするものである。
【００１８】
また、この発明に係る同期制御装置は、ワークを保持して回転制御すると共に、前記ワークへの押し当てトルク量を一定に制御するトルク一定制御システムを構成し、前記ワークの一端部を保持する第１の主軸と、前記ワークの他端部を保持する第２の主軸を各々制御する同期制御装置であって、位置指令および位置フィードバックにより生成される速度指令と速度フィードバックとからトルク指令を生成し、このトルク指令に基づいてサーボモータの位置制御およびトルク制御を行う同期制御装置において、前記第１の主軸を制御する同期制御装置と前記第２の主軸を制御する同期制御装置のいずれか一方を、前記ワークへの押し当てトルク量を設定するトルク設定手段と、前記トルク設定手段で設定されるトルク量を、前記速度指令と前記速度フィードバックとから生成されるトルク指令に加算する加算手段と、前記加算手段の前段に設けられ、位置指令が零である停止時において位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令を停止時トルク指令としてサンプリングするサンプリング手段、停止時における位置ドループから生成されるトルク指令値を停止時トルク指令としてホールドするホールド手段、及び前記サンプリング手段と前記ホールド手段とを切り換える停止／移動時判定切換回路を含む構成のトルク指令補正手段を備え、前記位置指令が零である場合には前記サンプリング手段と接続して、位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令から前記サンプリングした停止時トルク指令を減算して前記トルク指令補正手段から出力されるトルク指令を零とし、前記位置指令が零でない場合には前記ホールド手段と接続して、移動時に、位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令から前記ホールドした停止時トルク指令を減算するものである。
【００１９】
また、この発明に係る同期制御装置は、前記トルク指令補正手段として、前記ホールド手段の後段に所定値を零になるまで連続的に変化させる零収束回路を備え、トルク一定制御から位置制御に切り換える時に、前記トルク設定手段で設定されるトルク量を零にすると共に、前記停止／移動時判定切換回路によって前記サンプリング手段から前記ホールド手段へ切り換え、前記ホールド手段でホールドした前記停止時トルク指令を連続的に零まで減算するものとしたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の一実施の形態であるトルク一定同期制御システムの構成を示す図である。図において、３１〜３７は上述の従来例の図８と同様であり、その説明を省略する。また、１は同期制御装置としてのトルク制御装置、２は給材機３６がワーク３１に一定負荷を与えられるようにトルク制御サーボモータ３７をトルク一定に制御するトルク制御駆動装置であり、３はメイン制御駆動装置３５およびトルク制御駆動装置２へ同期運転パターンとなる位置指令４，５を出力してトルク一定同期制御を行う数値制御装置である。
【００２１】
図２はこの発明の一実施の形態であるトルク一定同期制御システムにおけるトルク制御駆動装置のブロック線図である。図において、１１は位置指令生成部、１２は位置ループゲインＫｐ、１３は速度ループゲインＫｖｐ、１４は速度ループ積分項、１５は速度ループゲインＫｖｐ１３および速度ループ積分項１４からなる速度制御部、１６はサンプリング手段としてのサンプリング回路、１７ａはトルク指令補正回路、１８は給材機３６をワーク３１に一定負荷で押し付けるために必要なトルク量を設定するトルク設定手段、１９は電流制御部、２０は電力増幅回路、２１はサーボモータ、２２は位置検出器、２３は微分器、Ｋｖｌは速度ループ積分ゲインである。
【００２２】
また、１０１は位置指令生成部１１から出力される位置指令、１０２は位置フィードバック、１０３は位置指令１０１と位置フィードバック１０２とから生成される位置ドループ、１０４は速度指令、１０５は速度フィードバック、１０６は速度指令１０４と速度フィードバック１０５とから生成される速度偏差信号、１０７はトルク指令、１０８は補正後のトルク指令、１２０はトルク設定手段１８で設定されたトルク量を、補正後のトルク指令１０８に加算する加算手段である。
【００２３】
通常の位置制御は、
（１）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を生成する。位置ドループ１０３の生成時、位置指令１０１から位置フィードバック１０２を減算して得られる偏差カウンタの溜りパルス数が、所定値（一般に数ｍｍ程度）以上になった場合には、誤差過大のアラームとする。
（２）位置ループゲインＫｐ１２で、位置ドループ１０３を基に速度指令１０４を生成する。
（３）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を生成する。
（４）速度制御部１５で、速度偏差信号１０６を基にトルク指令１０７を生成する。
（５）電流制御部１９で、トルク指令１０７を基に電圧指令を生成し、電力増幅回路２０でこの電圧指令に基づきモータを制御するのに適した形態の電力に変換する。
（６）上述で生成した電力により、サーボモータ２１を駆動する。
といった手順により行っている。
【００２４】
また、サーボモータ２１の駆動に際しては、図示し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１９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。
【００２５】
次に、この実施の形態におけるトルク制御駆動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を生成する速度制御部１５では、トルク一定制御時には速度ループ積分項１４を零にクリアすることにより、位置ドループ変動による速度ループ積分項１４の過大な増加を防ぐ。
通常の位置制御においては、位置指令生成部１１から出力される位置指令１０１が零である停止時であっても、ワークのたわみや各種機械変位、熱変位により位置フィードバック１０２の変化があった場合、位置ドループ１０３が零とならず、トルク指令１０７が生成されることになる。
【００２６】
この実施の形態におけるトルク指令補正回路１７ａでは、停止時においては、トルク指令１０７からサンプリング回路１６によりサンプリングしたトルク指令１０７を減算して、補正後のトルク指令１０８とすることにより、位置ドループ１０３の変動に応じて求められるトルク指令１０７の変動を打ち消す。
この実施の形態におけるトルク制御駆動装置では、給材機３６をワーク３１に一定負荷で押し付けるために必要なトルク量を、トルク設定手段１８で設定することができ、位置指令１０１等から求められた補正後のトルク指令１０８に、設定されたトルク量を足し込むようにしたものである。
【００２７】
また、トルク一定制御時には、通常の位置制御における保護機能としての誤差過大は使用できないが、誤差過大の代わりに、誤差過大判定用の所定値（一般に数ｍｍ程度）よりも大きいトルク一定制御用の所定値（一般に数ｃｍ程度）を使用して、位置指令１０１と位置フィードバック１０２と位置ドループ１０３とを管理し、停止時の位置ドループがトルク一定制御用の所定値よりも大きい場合には、位置トルク一定制御アラームまたは警告を出力することにより、急激な加減速時や過大なバックラッシュ等によりトルク制御駆動装置がメイン制御駆動装置の動きに追従できないような場合においても、保護することができる。
【００２８】
上述のトルク一定同期制御システムの構成を示す図１において、主軸３２および給材機３６を主軸台４４および主軸台４５と置き換えた構成とすることにより、対向主軸である複合旋盤に使用することができる。
【００２９】
実施の形態２．
図３はこの発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置のブロック線図である。図において、１１〜１５、１８〜２３、Ｋｐ、Ｋｖｐ、Ｋｖｌ、１０１〜１０７は、上述の図２と同様であり、その説明を省略する。１７ｂはトルク指令補正回路、２４はホールド手段としてのホールド回路、１０９は補正後のトルク指令である。
【００３０】
次に、この実施の形態におけるトルク制御駆動装置の動作について説明する。
トルク一定制御による停止時においては、位置指令１０１が零であっても、ワークのたわみ等が位置フィードバック１０２となり、位置ドループ１０３が生じていることがある。
移動開始時において、位置指令１０１に基づき算出した加速に必要な加速トルクに、この停止時における位置ドループに相当するトルク指令が加えられた場合には、この停止時における位置ドループをはきだすための制御力が一瞬働くことになり、ワークへの異常負荷となったり、または機械振動を誘発することがある。
【００３１】
この実施の形態におけるトルク指令補正回路１７ｂにおいては、位置指令生成部１１から最初に零以外の位置指令１０１を受取った直後の移動開始時のトルク指令１０７をホールド回路２４にてホールドしておき、位置指令１０１が零以外の場合（移動時）に、トルク指令１０７からこのホールドしたトルク指令値（停止時における位置ドループから生成されたトルク指令値）を減算して、補正後のトルク指令１０９を生成する。
【００３２】
実施の形態３．
図４はこの発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置のブロック線図である。図において、１１〜１６、１８〜２３、Ｋｐ、Ｋｖｐ、Ｋｖｌ、１０１〜１０７は、上述の図２と同様であり、その説明を省略する。１７ｃはトルク指令補正回路、２４はホールド手段としてのホールド回路、２５は停止／移動時判定切換回路、２６は同期運転パターンとなる位置指令の入力手段、１１０は補正後のトルク指令である。
【００３３】
この実施の形態におけるトルク指令補正回路１７ｃは、自己のトルク指令補正方法を、同期運転パターンとなる位置指令の入力手段２６により、位置指令が零の場合の停止時はサンプリング回路１６と接続し、また位置指令が零以外の場合の移動時はホールド回路２４と接続する停止／移動時判定切換回路２５を備えたものである。
【００３４】
図５はこの発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置およびメイン制御駆動装置の電流波形を示す図であり、位置指令生成部１１から同期運転パターンとなる位置指令を、入力手段２６により取り込み、トルク指令補正回路１７ｃの停止／移動時判定切換回路２５により位置指令が零の場合また位置指令が零以外の場合とを判定し、接続切換してトルク一定位置制御を実行している場合における電流波形である。
【００３５】
実施の形態４．
図６はこの発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置のブロック線図である。図において、１１〜１６、１８〜２３、Ｋｐ、Ｋｖｐ、Ｋｖｌ、１０１〜１０７は、上述の図２と同様であり、その説明を省略する。１７ｄはトルク指令補正回路、２４はホールド手段としてのホールド回路、２５は停止／移動時判定切換回路、２７は零収束回路、１１１は補正後のトルク指令である。
図７はこの発明の一実施の形態に係る零収束回路２７における指令トルクホールド信号の零収束図である。
【００３６】
次に、この実施の形態におけるトルク制御駆動装置の動作について説明する。
トルク一定制御オフ時にはトルク指令補正切換回路２５をサンプルモードにし、位置ドループから発生するトルク指令１０７を打ち消した状態で、トルク設定手段１８で任意に指定しているトルクオフセット量を零に設定にする。
これによってトルク量を零設定にしたことによる位置ドループの変化が、急峻なトルク指令１０７の変動につながり、機械振動を発生させることを回避している。
（２）その後、停止／移動時判定切換回路２５をサンプルモードからホールドモードへ切換え、かつホールド値を零収束回路２７によって簡単な関数、例えば図７に示すような比例的に零に変化させる連続的変化によりなめらかに零とすることで、補正後のトルク指令１１１が位置ドループ１０３相当のトルク指令にゆるやかに復帰し、ホールド値を直接零設定に戻した場合に発生するトルク指令１０７の急峻な変化による機械振動を回避する。
（３）その後、速度ループ積分項１４の零クリアを停止し、速度ループ積分ゲインによる積分演算を再開させることにより、トルク一定制御時に溜まっていた位置ドループをゆるやかにはきだし機械に急峻なトルク変化を与えず、かつ、指令位置及び位置ドループの管理が可能な状態での通常の位置制御へ移行が可能となる。
【００３７】
上述では、位置指令生成部１１をトルク制御駆動装置１に備えた例を示したが、位置指令生成部１１を数値制御装置３に備え、数値制御装置３で位置ドループ１０３を生成するようにしても同様の効果が得られる。
【００３８】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００３９】
この発明に係る同期制御装置においては、ワークへの押し当てトルク量を設定可能とし、このトルク量を、位置指令と位置フィードバックとから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令に加算するようにしたので、ワークへの押し当てトルク量を、同期運転に必要な加減速トルクとは別に制御することができ、他駆動制御装置とのトルク一定同期運転などの急激な負荷変動のある場合においても、高速、高精度なトルク一定同期制御が可能となる。
【００４０】
また、位置指令と位置フィードバックとから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令の変動を補正するトルク指令補正手段を備えたので、停止時における、ワークのたわみ、バックラッシュ等による位置、位置ドループの変動によるトルク指令の不安定性の影響を受けない安定な任意のトルク一定制御を行うことができる。
【００４１】
更にまた、トルク指令補正手段は、停止時における位置ドループから生成されるトルク指令値を停止時トルク指令としてホールドするホールド手段を設け、移動時に位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令から、前記ホールド手段でホールドした停止時トルク指令を減算するようにしたので、移動開始時の位置ドループから生成されるトルク指令を打ち消した状態で、移動開始時からの位置ドループの増減分に相当する適正な加減速トルク指令と押し当てトルク量による安定したトルク一定位置制御が可能となる。
【００４２】
また、トルク指令補正手段は、位置指令が零である停止時に、位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令を停止時トルク指令としてサンプリングするサンプリング手段、停止時における位置ドループから生成されるトルク指令値を停止時トルク指令としてホールドするホールド手段、及びサンプリング手段とホールド手段とを切り換える停止／移動時判定切換回路と、を含む構成のトルク指令補正手段を備え、位置指令が零である場合にはサンプリング手段と接続して、位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令から前記サンプリングした停止時トルク指令を減算して前記トルク指令補正手段から出力されるトルク指令を零とし、位置指令が零でない場合にはホールド手段と接続して、移動時に、位置指令および位置フィードバックとから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令から前記ホールドした停止時トルク指令を減算するようにしたので、停止時は位置ドループの大きさ、変動の影響を受けないトルク一定制御、位置指令の変化による移動時には、移動開始時の位置ドループの大きさの影響を受けないトルク一定位置制御により、安定かつ高精度なトルク一定同期制御が可能となる。
【００４３】
また、ホールド手段の後段に所定値を零になるまで連続的に変化させる零収束回路を備え、トルク一定制御から位置制御に切り換える時に、トルク設定手段で設定されるトルク量を零にすると共に、停止／移動時判定切換回路によってサンプリング手段からホールド手段へ切り換え、ホールド手段でホールドした停止時トルク指令を連続的に零まで減算するようにしたので、トルク一定制御から位置制御への切り換え時にトルク一定制御で溜まっていた位置ドループをゆるやかにはきだすことができ、機械に急峻なトルク変化を与えずに通常の位置制御へ移行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態であるトルク一定同期制御システムの構成を示す図である。
【図２】この発明の一実施の形態であるトルク一定同期制御システムにおけるトルク制御駆動装置のブロック線図である。
【図３】この発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置のブロック線図である。
【図４】この発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置のブロック線図である。
【図５】この発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置およびメイン制御駆動装置の電流波形を示す図である。
【図６】この発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置のブロック線図である。
【図７】この発明の一実施の形態に係る零収束回路２７における指令トルクホールド信号の零収束図である。
【図８】従来の給材機にてワークを主軸に供給するトルク一定同期制御システムの構成を示す図である。
【図９】特開平７−１８６００７号公報に示されたワークの両端を挟み付けた状態で加工する従来の複合旋盤の構成を示す図である。
【図１０】図９に示す複合旋盤のブロック線図である。
【符号の説明】
１６ サンプリング回路、１７a、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ トルク指令補正回路、１８ トルク設定手段、２４ ホールド回路、２５ 停止／移動時判定切換回路、２７ 零収束回路、１２０ 加算手段。
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロボットや工作機械等を駆動するサーボモータをトルク一定に制御する同期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の給材機にてワークを主軸に供給するトルク一定同期制御システムの構成を示す図である。図において、３１はワーク、３２はワーク３１を固定して回転する主軸、３３はメイン制御サーボモータ、３４はメイン制御装置、３５はメイン制御サーボモータ３３により主軸３２の位置制御を行うメイン制御駆動装置、３６はワーク３１を主軸３２まで供給すると共にワーク加工時には一定負荷をワーク３１に与える給材機、３７はトルク制御サーボモータ、３８はトルク制御装置、３９は給材機３６がワーク３１に一定負荷を与えられるようにトルク制御サーボモータ３７をトルク一定に制御するトルク制御駆動装置、４０はメイン制御駆動装置３５へ位置指令を出力する数値制御装置である。
【０００３】
ワーク加工時においては、メイン制御駆動装置３５は主軸３２を軸方向に位置制御を行い、トルク制御駆動装置３９はワーク加工中に給材機３６がワーク３１に一定負荷を与えるようにトルク一定制御を行う。
従来のトルク一定同期制御システムにおいては、メイン制御駆動装置３５とトルク制御駆動装置３９とは独立で制御されており、トルク制御駆動装置３９がトルク一定制御により、給材機３６をワーク３１に一定負荷で押し付ける結果として、メイン制御駆動装置３５とトルク制御駆動装置３９との同期運転を行うものである。
【０００４】
図９は特開平７−１８６００７号公報に示されたワークの両端を挟み付けた状態で加工する従来の複合旋盤の構成を示す図である。図において、４１はワーク、４２，４３はワーク４１の回転軸付近の端面部分と接するフェイスドライバ、４４，４５は主軸が搭載された主軸台、４６，４７は主軸台４４，４５を駆動するＺ軸サーボモータ、４８，４９はＺ軸サーボモータ４６，４７を駆動するサーボアンプ、５０はサーボアンプ４８，４９に指令を出しＺ軸サーボモータ４６，４７を制御する数値制御装置（以下、ＮＣと記す）である。
【０００５】
この従来の複合旋盤は、ワーク４１の両端をそれぞれの主軸台４４，４５に取り付けられたフェイスドライバ４２，４３で挟み付けた状態で、主軸台４４，４５を同期運転させながらワーク４１を加工するものである。このとき、ＮＣ５０は主軸台４４，４５の少なくとも一方を一定のトルクでワーク４１を挟みつけながら同期運転させる、トルク一定同期制御を行う。
【０００６】
また、図１０は図９に示す複合旋盤のブロック線図である。図において、４８，４９はサーボアンプ、５０はＮＣ、５１ａ，５１ｂは軸の移動データなどを演算するため必要なデータを設定するパラメータ、５２ａ，５２ｂはＺ軸サーボモータ４６，４７のトルク量を決定するためのトルク制限量、５３ａ，５３ｂは主軸台４４，４５を駆動するＺ軸サーボモータ４６，４７の位置フィードバック、５４ａ，５４ｂは主軸台４４，４５のワーク４１押し付けを判定する押し付け完了判定手段、５５ａ，５５ｂは主軸台４４，４５をワーク４１の方に向かって移動させるための位置指令値、５６ａ，５６ｂはトルク制限量５２ａ，５２ｂに基づきトルクを制限するトルク制御手段、５７ａ，５７ｂはＺ軸サーボモータ４６，４７を駆動するパワーアンプである。
【０００７】
この従来の複合旋盤においては、ワークの保持にあたって、主軸台４４，４５をそれぞれワーク４１に向かって移動させ、フェイスドライバ４２，４３がワーク４１に接触して主軸台４４，４５が移動不可となり、位置指令値との誤差量が増大した場合に、トルク制御手段５６ａ，５６ｂはトルクをトルク制限量５２ａ，５２ｂになるようにカットしてパワーアンプ５７ａ，５７ｂへ出力することで、トルク一定制御を行う。
【０００８】
押し付け完了判定手段５４ａ，５４ｂは、トルク制限量５２ａ，５２ｂになるように出力している状態において、
押し付け完了量＜（位置指令値５５ａ− 位置フィードバック５３ａ）、
または、
押し付け完了量＜（位置指令値５５ｂ− 位置フィードバック５３ｂ）、
となった時点で、押し付け完了として位置指令値を増加させるのを停止する。
この従来の複合旋盤は、上述の手順のように主軸台４４，４５で、ある一定のトルクでワーク４１を挟み付けることによりワーク４１を保持し、その状態でワーク４１の加工を行うものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示す従来のトルク一定同期制御システムは、トルク制御駆動装置３９がトルク一定制御により、給材機３６をワーク３１に一定負荷で押し付ける結果として、メイン制御駆動装置３５とトルク制御駆動装置３９との同期運転を行うものであるため、トルク制御駆動装置３９がメイン制御駆動装置３５の動きに追従できなくなるような用途、例えば急激な加減速時や過大なバックラッシュ等がある用途においては、押し付け負荷不足でワーク３１が給材機３６から抜け落ちたり、また押し付け負荷過大でワーク３１が変形することがあるので、使用できないという問題点があった。
【００１０】
また、このようなトルク制御駆動装置３９がメイン制御駆動装置３５の動きに追従できないことによる押し付け負荷のトルク不安定性を回避するために、停止時はトルク一定制御のみを行い、移動時は外部制御部より同期パターンとなる位置指令を入力し、位置制御による同期運転を実現する方法をとることがある。しかし、
ａ．トルク制御駆動装置３９、給材機３６の機械構造によるバックラッシュ、
ｂ．ワーク３１のたわみ等による位置ドループ変動によるトルク変動、
ｃ．同期軸どおしの反力による押し付け負荷不安定性、
ｄ．トルク一定制御時の位置ドループ、
などの存在が、位置制御切替え時のトルク指令の過大出力により機械振動を誘発する場合があり、安定で高精度な同期制御が困難であるという問題点があった。
【００１１】
さらに、図９および図１０に示す従来の複合旋盤においては、トルク制限量を設定する押し当て式のトルク一定制御であり、トルク一定同期制御時に設定したトルク制限量よりも大きい加減速トルクによる加減速を行うことができないため、急激な負荷変動のある用途には使用できないという問題点があった。
【００１２】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、急激な負荷変動のある用途においても高速・高精度なトルク一定制御を行うことができる同期制御装置を得ることである。
【００１３】
また、第２の目的は、ワークのたわみ、バックラッシュ等による位置の変動によるトルク指令の不安定性の影響を受けない安定したトルク一定制御を行うことができる同期制御装置を得ることである。
【００１４】
さらにまた、第３の目的は、移動開始時においても安定なトルク一定位置制御を行うことができる同期制御装置を得ることである。
【００１５】
また、第４の目的は、停止時および移動時において、安定したトルク一定制御およびトルク一定位置制御を行い、安定かつ高精度なトルク一定同期制御を行うことができる同期制御装置を得ることである。
【００１６】
さらに、第５の目的は、位置ドループの影響を受けずに、トルク一定制御から位置制御への切換えができる同期制御装置を得ることである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る同期制御装置は、前記目的を達成するため、ワークを保持して回転制御すると共に、前記ワークへの押し当てトルク量を一定に制御するトルク一定制御システムを構成し、前記ワークの一端部を保持する第１の主軸と、前記ワークの他端部を保持する第２の主軸を各々制御する同期制御装置であって、位置指令および位置フィードバックにより生成される速度指令と速度フィードバックとからトルク指令を生成し、このトルク指令に基づいてサーボモータの位置制御およびトルク制御を行う同期制御装置において、前記第１の主軸を制御する同期制御装置と前記第２の主軸を制御する同期制御装置のいずれか一方を、前記ワークへの押し当てトルク量を設定するトルク設定手段と、前記トルク設定手段で設定されるトルク量を、前記速度指令と前記速度フィードバックとから生成されるトルク指令に加算する加算手段と、前記加算手段の前段に設けられ、停止時における位置ドループから生成されるトルク指令値を停止時トルク指令としてホールドするホールド手段を設け、移動時に位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令から、前記ホールド手段でホールドした停止時トルク指令を減算するトルク指令補正手段と、を含む構成とするものである。
【００１８】
また、この発明に係る同期制御装置は、ワークを保持して回転制御すると共に、前記ワークへの押し当てトルク量を一定に制御するトルク一定制御システムを構成し、前記ワークの一端部を保持する第１の主軸と、前記ワークの他端部を保持する第２の主軸を各々制御する同期制御装置であって、位置指令および位置フィードバックにより生成される速度指令と速度フィードバックとからトルク指令を生成し、このトルク指令に基づいてサーボモータの位置制御およびトルク制御を行う同期制御装置において、前記第１の主軸を制御する同期制御装置と前記第２の主軸を制御する同期制御装置のいずれか一方を、前記ワークへの押し当てトルク量を設定するトルク設定手段と、前記トルク設定手段で設定されるトルク量を、前記速度指令と前記速度フィードバックとから生成されるトルク指令に加算する加算手段と、前記加算手段の前段に設けられ、位置指令が零である停止時において位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令を停止時トルク指令としてサンプリングするサンプリング手段、停止時における位置ドループから生成されるトルク指令値を停止時トルク指令としてホールドするホールド手段、及び前記サンプリング手段と前記ホールド手段とを切り換える停止／移動時判定切換回路を含む構成のトルク指令補正手段を備え、前記位置指令が零である場合には前記サンプリング手段と接続して、位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令から前記サンプリングした停止時トルク指令を減算して前記トルク指令補正手段から出力されるトルク指令を零とし、前記位置指令が零でない場合には前記ホールド手段と接続して、移動時に、位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令から前記ホールドした停止時トルク指令を減算するものである。
【００１９】
また、この発明に係る同期制御装置は、前記トルク指令補正手段として、前記ホールド手段の後段に所定値を零になるまで連続的に変化させる零収束回路を備え、トルク一定制御から位置制御に切り換える時に、前記トルク設定手段で設定されるトルク量を零にすると共に、前記停止／移動時判定切換回路によって前記サンプリング手段から前記ホールド手段へ切り換え、前記ホールド手段でホールドした前記停止時トルク指令を連続的に零まで減算するものとしたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の一実施の形態であるトルク一定同期制御システムの構成を示す図である。図において、３１〜３７は上述の従来例の図８と同様であり、その説明を省略する。また、１は同期制御装置としてのトルク制御装置、２は給材機３６がワーク３１に一定負荷を与えられるようにトルク制御サーボモータ３７をトルク一定に制御するトルク制御駆動装置であり、３はメイン制御駆動装置３５およびトルク制御駆動装置２へ同期運転パターンとなる位置指令４，５を出力してトルク一定同期制御を行う数値制御装置である。
【００２１】
図２はこの発明の一実施の形態であるトルク一定同期制御システムにおけるトルク制御駆動装置のブロック線図である。図において、１１は位置指令生成部、１２は位置ループゲインＫｐ、１３は速度ループゲインＫｖｐ、１４は速度ループ積分項、１５は速度ループゲインＫｖｐ１３および速度ループ積分項１４からなる速度制御部、１６はサンプリング手段としてのサンプリング回路、１７ａはトルク指令補正回路、１８は給材機３６をワーク３１に一定負荷で押し付けるために必要なトルク量を設定するトルク設定手段、１９は電流制御部、２０は電力増幅回路、２１はサーボモータ、２２は位置検出器、２３は微分器、Ｋｖｌは速度ループ積分ゲインである。
【００２２】
また、１０１は位置指令生成部１１から出力される位置指令、１０２は位置フィードバック、１０３は位置指令１０１と位置フィードバック１０２とから生成される位置ドループ、１０４は速度指令、１０５は速度フィードバック、１０６は速度指令１０４と速度フィードバック１０５とから生成される速度偏差信号、１０７はトルク指令、１０８は補正後のトルク指令、１２０はトルク設定手段１８で設定されたトルク量を、補正後のトルク指令１０８に加算する加算手段である。
【００２３】
通常の位置制御は、
（１）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を生成する。位置ドループ１０３の生成時、位置指令１０１から位置フィードバック１０２を減算して得られる偏差カウンタの溜りパルス数が、所定値（一般に数ｍｍ程度）以上になった場合には、誤差過大のアラームとする。
（２）位置ループゲインＫｐ１２で、位置ドループ１０３を基に速度指令１０４を生成する。
（３）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を生成する。
（４）速度制御部１５で、速度偏差信号１０６を基にトルク指令１０７を生成する。
（５）電流制御部１９で、トルク指令１０７を基に電圧指令を生成し、電力増幅回路２０でこの電圧指令に基づきモータを制御するのに適した形態の電力に変換する。
（６）上述で生成した電力により、サーボモータ２１を駆動する。
といった手順により行っている。
【００２４】
また、サーボモータ２１の駆動に際しては、図示し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１９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。
【００２５】
次に、この実施の形態におけるトルク制御駆動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を生成する速度制御部１５では、トルク一定制御時には速度ループ積分項１４を零にクリアすることにより、位置ドループ変動による速度ループ積分項１４の過大な増加を防ぐ。
通常の位置制御においては、位置指令生成部１１から出力される位置指令１０１が零である停止時であっても、ワークのたわみや各種機械変位、熱変位により位置フィードバック１０２の変化があった場合、位置ドループ１０３が零とならず、トルク指令１０７が生成されることになる。
【００２６】
この実施の形態におけるトルク指令補正回路１７ａでは、停止時においては、トルク指令１０７からサンプリング回路１６によりサンプリングしたトルク指令１０７を減算して、補正後のトルク指令１０８とすることにより、位置ドループ１０３の変動に応じて求められるトルク指令１０７の変動を打ち消す。
この実施の形態におけるトルク制御駆動装置では、給材機３６をワーク３１に一定負荷で押し付けるために必要なトルク量を、トルク設定手段１８で設定することができ、位置指令１０１等から求められた補正後のトルク指令１０８に、設定されたトルク量を足し込むようにしたものである。
【００２７】
また、トルク一定制御時には、通常の位置制御における保護機能としての誤差過大は使用できないが、誤差過大の代わりに、誤差過大判定用の所定値（一般に数ｍｍ程度）よりも大きいトルク一定制御用の所定値（一般に数ｃｍ程度）を使用して、位置指令１０１と位置フィードバック１０２と位置ドループ１０３とを管理し、停止時の位置ドループがトルク一定制御用の所定値よりも大きい場合には、位置トルク一定制御アラームまたは警告を出力することにより、急激な加減速時や過大なバックラッシュ等によりトルク制御駆動装置がメイン制御駆動装置の動きに追従できないような場合においても、保護することができる。
【００２８】
上述のトルク一定同期制御システムの構成を示す図１において、主軸３２および給材機３６を主軸台４４および主軸台４５と置き換えた構成とすることにより、対向主軸である複合旋盤に使用することができる。
【００２９】
実施の形態２．
図３はこの発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置のブロック線図である。図において、１１〜１５、１８〜２３、Ｋｐ、Ｋｖｐ、Ｋｖｌ、１０１〜１０７は、上述の図２と同様であり、その説明を省略する。１７ｂはトルク指令補正回路、２４はホールド手段としてのホールド回路、１０９は補正後のトルク指令である。
【００３０】
次に、この実施の形態におけるトルク制御駆動装置の動作について説明する。
トルク一定制御による停止時においては、位置指令１０１が零であっても、ワークのたわみ等が位置フィードバック１０２となり、位置ドループ１０３が生じていることがある。
移動開始時において、位置指令１０１に基づき算出した加速に必要な加速トルクに、この停止時における位置ドループに相当するトルク指令が加えられた場合には、この停止時における位置ドループをはきだすための制御力が一瞬働くことになり、ワークへの異常負荷となったり、または機械振動を誘発することがある。
【００３１】
この実施の形態におけるトルク指令補正回路１７ｂにおいては、位置指令生成部１１から最初に零以外の位置指令１０１を受取った直後の移動開始時のトルク指令１０７をホールド回路２４にてホールドしておき、位置指令１０１が零以外の場合（移動時）に、トルク指令１０７からこのホールドしたトルク指令値（停止時における位置ドループから生成されたトルク指令値）を減算して、補正後のトルク指令１０９を生成する。
【００３２】
実施の形態３．
図４はこの発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置のブロック線図である。図において、１１〜１６、１８〜２３、Ｋｐ、Ｋｖｐ、Ｋｖｌ、１０１〜１０７は、上述の図２と同様であり、その説明を省略する。１７ｃはトルク指令補正回路、２４はホールド手段としてのホールド回路、２５は停止／移動時判定切換回路、２６は同期運転パターンとなる位置指令の入力手段、１１０は補正後のトルク指令である。
【００３３】
この実施の形態におけるトルク指令補正回路１７ｃは、自己のトルク指令補正方法を、同期運転パターンとなる位置指令の入力手段２６により、位置指令が零の場合の停止時はサンプリング回路１６と接続し、また位置指令が零以外の場合の移動時はホールド回路２４と接続する停止／移動時判定切換回路２５を備えたものである。
【００３４】
図５はこの発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置およびメイン制御駆動装置の電流波形を示す図であり、位置指令生成部１１から同期運転パターンとなる位置指令を、入力手段２６により取り込み、トルク指令補正回路１７ｃの停止／移動時判定切換回路２５により位置指令が零の場合また位置指令が零以外の場合とを判定し、接続切換してトルク一定位置制御を実行している場合における電流波形である。
【００３５】
実施の形態４．
図６はこの発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置のブロック線図である。図において、１１〜１６、１８〜２３、Ｋｐ、Ｋｖｐ、Ｋｖｌ、１０１〜１０７は、上述の図２と同様であり、その説明を省略する。１７ｄはトルク指令補正回路、２４はホールド手段としてのホールド回路、２５は停止／移動時判定切換回路、２７は零収束回路、１１１は補正後のトルク指令である。
図７はこの発明の一実施の形態に係る零収束回路２７における指令トルクホールド信号の零収束図である。
【００３６】
次に、この実施の形態におけるトルク制御駆動装置の動作について説明する。
トルク一定制御オフ時にはトルク指令補正切換回路２５をサンプルモードにし、位置ドループから発生するトルク指令１０７を打ち消した状態で、トルク設定手段１８で任意に指定しているトルクオフセット量を零に設定にする。
これによってトルク量を零設定にしたことによる位置ドループの変化が、急峻なトルク指令１０７の変動につながり、機械振動を発生させることを回避している。
（２）その後、停止／移動時判定切換回路２５をサンプルモードからホールドモードへ切換え、かつホールド値を零収束回路２７によって簡単な関数、例えば図７に示すような比例的に零に変化させる連続的変化によりなめらかに零とすることで、補正後のトルク指令１１１が位置ドループ１０３相当のトルク指令にゆるやかに復帰し、ホールド値を直接零設定に戻した場合に発生するトルク指令１０７の急峻な変化による機械振動を回避する。
（３）その後、速度ループ積分項１４の零クリアを停止し、速度ループ積分ゲインによる積分演算を再開させることにより、トルク一定制御時に溜まっていた位置ドループをゆるやかにはきだし機械に急峻なトルク変化を与えず、かつ、指令位置及び位置ドループの管理が可能な状態での通常の位置制御へ移行が可能となる。
【００３７】
上述では、位置指令生成部１１をトルク制御駆動装置１に備えた例を示したが、位置指令生成部１１を数値制御装置３に備え、数値制御装置３で位置ドループ１０３を生成するようにしても同様の効果が得られる。
【００３８】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００３９】
この発明に係る同期制御装置においては、ワークへの押し当てトルク量を設定可能とし、このトルク量を、位置指令と位置フィードバックとから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令に加算するようにしたので、ワークへの押し当てトルク量を、同期運転に必要な加減速トルクとは別に制御することができ、他駆動制御装置とのトルク一定同期運転などの急激な負荷変動のある場合においても、高速、高精度なトルク一定同期制御が可能となる。
【００４０】
また、位置指令と位置フィードバックとから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令の変動を補正するトルク指令補正手段を備えたので、停止時における、ワークのたわみ、バックラッシュ等による位置、位置ドループの変動によるトルク指令の不安定性の影響を受けない安定な任意のトルク一定制御を行うことができる。
【００４１】
更にまた、トルク指令補正手段は、停止時における位置ドループから生成されるトルク指令値を停止時トルク指令としてホールドするホールド手段を設け、移動時に位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令から、前記ホールド手段でホールドした停止時トルク指令を減算するようにしたので、移動開始時の位置ドループから生成されるトルク指令を打ち消した状態で、移動開始時からの位置ドループの増減分に相当する適正な加減速トルク指令と押し当てトルク量による安定したトルク一定位置制御が可能となる。
【００４２】
また、トルク指令補正手段は、位置指令が零である停止時に、位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令を停止時トルク指令としてサンプリングするサンプリング手段、停止時における位置ドループから生成されるトルク指令値を停止時トルク指令としてホールドするホールド手段、及びサンプリング手段とホールド手段とを切り換える停止／移動時判定切換回路と、を含む構成のトルク指令補正手段を備え、位置指令が零である場合にはサンプリング手段と接続して、位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令から前記サンプリングした停止時トルク指令を減算して前記トルク指令補正手段から出力されるトルク指令を零とし、位置指令が零でない場合にはホールド手段と接続して、移動時に、位置指令および位置フィードバックとから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令から前記ホールドした停止時トルク指令を減算するようにしたので、停止時は位置ドループの大きさ、変動の影響を受けないトルク一定制御、位置指令の変化による移動時には、移動開始時の位置ドループの大きさの影響を受けないトルク一定位置制御により、安定かつ高精度なトルク一定同期制御が可能となる。
【００４３】
また、ホールド手段の後段に所定値を零になるまで連続的に変化させる零収束回路を備え、トルク一定制御から位置制御に切り換える時に、トルク設定手段で設定されるトルク量を零にすると共に、停止／移動時判定切換回路によってサンプリング手段からホールド手段へ切り換え、ホールド手段でホールドした停止時トルク指令を連続的に零まで減算するようにしたので、トルク一定制御から位置制御への切り換え時にトルク一定制御で溜まっていた位置ドループをゆるやかにはきだすことができ、機械に急峻なトルク変化を与えずに通常の位置制御へ移行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態であるトルク一定同期制御システムの構成を示す図である。
【図２】この発明の一実施の形態であるトルク一定同期制御システムにおけるトルク制御駆動装置のブロック線図である。
【図３】この発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置のブロック線図である。
【図４】この発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置のブロック線図である。
【図５】この発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置およびメイン制御駆動装置の電流波形を示す図である。
【図６】この発明の一実施の形態に係るトルク制御駆動装置のブロック線図である。
【図７】この発明の一実施の形態に係る零収束回路２７における指令トルクホールド信号の零収束図である。
【図８】従来の給材機にてワークを主軸に供給するトルク一定同期制御システムの構成を示す図である。
【図９】特開平７−１８６００７号公報に示されたワークの両端を挟み付けた状態で加工する従来の複合旋盤の構成を示す図である。
【図１０】図９に示す複合旋盤のブロック線図である。
【符号の説明】
１６ サンプリング回路、１７a、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ トルク指令補正回路、１８ トルク設定手段、２４ ホールド回路、２５ 停止／移動時判定切換回路、２７ 零収束回路、１２０ 加算手段。
Claims (3)
- ワークを保持して回転制御すると共に、前記ワークへの押し当てトルク量を一定に制御するトルク一定制御システムを構成し、前記ワークの一端部を保持する第１の主軸と、前記ワークの他端部を保持する第２の主軸を各々制御する同期制御装置であって、
位置指令および位置フィードバックにより生成される速度指令と速度フィードバックとからトルク指令を生成し、このトルク指令に基づいてサーボモータの位置制御およびトルク制御を行う同期制御装置において、
前記第１の主軸を制御する同期制御装置と前記第２の主軸を制御する同期制御装置のいずれか一方を、
前記ワークへの押し当てトルク量を設定するトルク設定手段と、
前記トルク設定手段で設定されるトルク量を、前記速度指令と前記速度フィードバックとから生成されるトルク指令に加算する加算手段と、
前記加算手段の前段に設けられ、停止時における位置ドループから生成されるトルク指令値を停止時トルク指令としてホールドするホールド手段を設け、移動時に位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令から、前記ホールド手段でホールドした停止時トルク指令を減算するトルク指令補正手段と、
を含む構成とする同期制御装置。 - ワークを保持して回転制御すると共に、前記ワークへの押し当てトルク量を一定に制御するトルク一定制御システムを構成し、前記ワークの一端部を保持する第１の主軸と、前記ワークの他端部を保持する第２の主軸を各々制御する同期制御装置であって、
位置指令および位置フィードバックにより生成される速度指令と速度フィードバックとからトルク指令を生成し、このトルク指令に基づいてサーボモータの位置制御およびトルク制御を行う同期制御装置において、
前記第１の主軸を制御する同期制御装置と前記第２の主軸を制御する同期制御装置のいずれか一方を、
前記ワークへの押し当てトルク量を設定するトルク設定手段と、
前記トルク設定手段で設定されるトルク量を、前記速度指令と前記速度フィードバックとから生成されるトルク指令に加算する加算手段と、
前記加算手段の前段に設けられ、位置指令が零である停止時において位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令を停止時トルク指令としてサンプリングするサンプリング手段、停止時における位置ドループから生成されるトルク指令値を停止時トルク指令としてホールドするホールド手段、及び前記サンプリング手段と前記ホールド手段とを切り換える停止／移動時判定切換回路を含む構成のトルク指令補正手段を備え、
前記位置指令が零である場合には前記サンプリング手段と接続して、位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令から前記サンプリングした停止時トルク指令を減算して前記トルク指令補正手段から出力されるトルク指令を零とし、
前記位置指令が零でない場合には前記ホールド手段と接続して、移動時に、位置指令および位置フィードバックから生成される速度指令と速度フィードバックとから生成されるトルク指令から前記ホールドした停止時トルク指令を減算する同期制御装置。 - 前記トルク指令補正手段は、前記ホールド手段の後段に前記ホールド手段でホールドした前記停止時トルク指令を連続的に零まで減算する零収束回路、
を備えた請求項２に記載の同期制御装置。
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