JP4090666B2 - Numerical control system and position command value correction device used therefor - Google Patents

Numerical control system and position command value correction device used therefor Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、いわゆるNC加工システム、NCロボットシステム、NC搬送システムなどの数値制御システムおよびそれに用いられる位置指令値補正装置に係り、特に、制御対象を反転駆動する際に生じるロストモーションを簡易な設定にて高精度に補正するための改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図12は従来の数値制御システムの構成を示すブロック図である。図において、1は被加工物(ワーク)や工具などが固定されるテーブル、2はこのテーブル1の下面に固定されたボールネジナット、3はこのボールネジナット2と嵌合されたボールネジ、4はこのボールネジ3を回転駆動するサーボモータ、5はこのサーボモータ4の回転量を検出するエンコーダである。
【0003】
6は位置指令値を出力する位置指令値出力手段、7は位置指令値に基づいてテーブル1の制御方向の反転を検出して反転検出信号を出力する反転検出手段、23は当該反転検出時に位置補正信号を出力するロストモーション補正ゲイン算出手段、10は位置補正信号を位置指令値に加算する位置加算手段である。また、11は位置加算手段10の出力に示される目標位置とエンコーダ5の検出回転量に示される現在位置との距離に応じた速度指令値を出力する位置制御手段、12は速度指令値に応じた電流指令値を出力する速度制御手段、24は反転検出信号が入力された際に一定の大きさの電流指令補正値を出力する摩擦補正ゲイン算出手段、14は電流指令値にこの電流指令補正値を加算する電流加算手段、15はこの電流加算手段14の出力に応じた電流値の電流をサーボモータ4に供給する電流制御手段である。
【0004】
次に動作について説明する。
位置指令値出力手段6から位置指令値が出力されると、反転検出手段7はこの位置指令値に基づいてテーブル1の制御方向の反転を検出する。反転する場合には、反転後の制御方向に応じて正または負の大きさ1の反転検出信号が出力される。逆に、反転しない場合には、以前と同じ符号の大きさ1の反転検出信号が出力される。上記反転検出信号に基づいてロストモーション補正ゲイン算出手段23から位置補正信号が出力され、これが加算された電流指令値が位置制御手段11に入力され、この位置制御手段11から速度指令値が出力され、速度制御手段12から電流指令値が出力される。同様に、上記反転検出信号に基づいて摩擦補正ゲイン算出手段24から電流補正値が出力され、これが加算された電流指令値は電流制御手段15に入力され、この電流指令値に基づいてサーボモータ4はボールネジ3を駆動し、この回転量に応じた分だけテーブル1は移動する。
【0005】
そして、このような構成であれば、単にテーブル1をサーボモータ4で一方向に精度良く移動させるだけでなく、ボールネジ3とボールネジナット2との間のがたつきなどがあって、且つ、移動方向が切り替わる場合であったとしてもそれを上記位置指令補正値などで補正して補い、例えば真円加工などの加工精度を向上させることができる。
【0006】
しかしながら、このような従来の数値制御システムでは、ロストモーション補正ゲインは一定値であり、算出されるロストモーション補正量の符号は変化するがその絶対値は一定である。従って、実際の製品においては位置、速度および直動案内機構の潤滑状態により変化してしまうロストモーション量を適正に補正することができないという問題があった。
【0007】
図13は位置とロストモーション量の関係を説明する図である。同図(a)において、25は直動案内、26はそれぞれこの直動案内25に固定されるとともにボールネジ3を軸支する軸受である。同図(b)はその構成の場合のテーブル位置と摩擦量との代表的な関係を示す特性図である。そして、このような軸受構造である場合、ボールネジ3はその両端に設置された一対の軸受26により軸支されるが、このときボールネジナット2の位置におけるテーブル1からボールネジ3までの間隔と、軸受26の位置におけるテーブル1からボールネジ3までの間隔とが微妙に異なる時があり、そのような時にはボールネジナット2が軸受26に近づけば近づくほど大きな摩擦が生じてしまい、ボールネジ3の回転負荷が増加してしまうことになる。その結果、ボールネジナット2が両端の軸受26から最も遠い位置において最小となり、そこから両端に近づけば近づくほど大きくなってしまうように摩擦量は変化する。
【0008】
また、直動案内25がすべり案内である場合には、速度が小さいときには直動案内25の案内面とテーブル1とが接触した状態にあり、速度が上昇するに従ってテーブル1が案内面から浮上して摩擦が小さくなることが知られている。この現象はすべり案内に供給されている潤滑油の状態に大きく依存し、特に温度が変化すると潤滑油の粘性係数が変動し摩擦が変動する。
【0009】
そこで、特開平4−362603号公報にはロストモーション補正ゲインを可変する従来の数値制御システムが提案されている。図14はその従来の数値制御システムの構成を示すブロック図である。図において、27は主制御部27a、制御プログラム記憶部27b、ロストモーション補正量算出部27c、多層ニューラルネット型推定部27d、出力部27e、入力部27fおよび結合重み係数算出部27gを備え、上記制御プログラム記憶部27bに記憶された制御プログラムと回転検出量とに基づいて制御信号を出力する軸制御部、28は制御信号を増幅してサーボモータ4に供給するアンプ、29は軸制御部27をトレーニングする際に関数を出力する関数発生部である。
【0010】
次に動作について説明する。
関数発生部29の出力に基づいて軸制御部27のトレーニングが完了した状態において、当該軸制御部27が制御プログラムと回転検出量とに基づいて制御信号を出力すると、この制御信号はアンプ28で増幅され、その増幅された制御信号に基づいてサーボモータ4が回転し、その回転に応じてテーブル1は直線運動を行う。そして、サーボモータ4の回転量をエンコーダ5で検出し、このエンコーダ5の検出回転量に基づいてテーブル1の新たな位置が軸制御部27において把握され、次の制御信号が出力される。
【0011】
そして、このような構成であれば、多層ニューラルネットを用いてその時の位置や速度などに応じてロストモーションの補正量を変化させることができるので、単に一定のロストモーション補正量を位置指令に加算するようなものに比べ、位置、速度、ガイドの潤滑状態などによらずロストモーションを高精度に補正することができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
従来の数値制御システムおよびそれに用いられる位置指令値補正装置は以上のように構成されているので、位置、速度、ガイドの潤滑状態などに応じて最適なロストモーション補正をさせるためには予め位置、速度、ガイドの潤滑状態の想定される使用環境を想定して、その全体に渡る使用環境について1つ1つの組合わせを再現して多層ニューラルネットに学習させる必要があり、特に、複数の要因を考慮して精度良く補正することができるロストモーション補正量を得ようとすればするほど多数の使用環境を再現して学習させる必要があり、このような作業は非常に多量の手間が必要となって煩雑となってしまうなどの課題がある。
【0013】
また、このような従来の数値制御システムにおいて制御対象たるテーブル1の移動方向を規制する部材として好適に用いられるすべり案内などにおいては、その潤滑状態が季節や日時により変動したり、温度変化やすべり案内面の経年変化によっても変動してしまうが、そのような変動に起因するロストモーションを補正することはできない。
【0014】
そして、組立誤差によるずれなどの発生の仕方が異なる1つ1つの製品についてこのような作業をすることは現実的ではないので、その結果、この多層ニューラルネットに学習させるデータは多数の製品に共通のデータとするのが現実的であり、その結果、ずれなどの発生の仕方が異なる複数の製品における平均値的なデータを使用することとなって一定以上の高精度化を現実的に図ることができないなどの課題もある。
【0015】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、精度良く補正することができるロストモーション補正量を少ない測定にて設定することができ、ひいては簡易な手間で各製品毎にロストモーション量を測定しつつ位置、速度、ガイドの潤滑状態などによらず高精度にロストモーション補正量を設定することができる数値制御システムおよびそれに用いられる位置指令値補正装置を得ることを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る位置指令値補正装置は、制御対象の数値制御に利用する位置指令値を補正する位置指令値補正装置において、上記位置指令値が入力され、上記位置指令値の増減に基づいて制御方向の反転を検出して反転検出情報を出力する反転検出手段と、予め測定された制御対象の位置毎の摩擦量を記憶する記憶手段を備え、制御対象の現在位置に基づいて当該位置の摩擦量を選択して出力する摩擦量出力手段と、当該摩擦量記憶手段からの摩擦量出力とともに上記反転検出信号が入力され、当該摩擦量に応じて異なる値となる位置指令補正値を生成して出力する位置指令補正値出力手段と、当該位置指令補正値を用いて上記位置指令値の補正演算を行う演算手段とを備えるものである。
【0017】
この発明に係る位置指令補正装置は、制御対象の数値制御に利用する位置指令値を補正する位置指令値補正装置において、上記位置指令値が入力され、上記位置指令値の増減に基づいて制御方向の反転を検出して反転検出情報を出力する反転検出手段と、予め測定された制御対象の位置毎の摩擦量を記憶する記憶手段を備え、制御対象の現在位置に基づいて当該位置の摩擦量を選択して出力する摩擦量出力手段と、予め測定された制御対象の位置毎のバネ係数を記憶する記憶手段を備え、制御対象の現在位置に基づいて当該位置のバネ係数を選択して出力するバネ係数出力手段と、当該バネ係数記憶手段からのバネ係数出力とともに上記摩擦量記憶手段からの摩擦量出力ならびに上記反転検出信号が入力され、当該バネ係数ならびに当該摩擦量に応じて異なる値となる位置指令補正値を生成して出力する位置指令補正値出力手段と、当該位置指令補正値を用いて上記位置指令値の補正演算を行う演算手段とを備えるものである。
【0018】
この発明に係る位置指令値補正装置は、摩擦量出力手段が、所定のスケジュールに基づいて制御対象を動作させ、その時の制御対象の位置情報とこの制御対象を駆動する駆動手段への指令値とに基づいて各位置における摩擦量を演算する摩擦量演算手段を備え、記憶手段が、この摩擦量演算手段により演算された制御対象の位置毎の摩擦量を記憶するものである。
【0019】
この発明に係る位置指令値補正装置は、摩擦量演算手段が、一定の位置指令値に基づいて制御対象を動作させた際の摩擦量を演算するものである。
【0020】
この発明に係る位置指令値補正装置は、制御対象の数値制御に利用する位置指令値を補正する位置指令値補正装置において、上記位置指令値が入力され、上記位置指令値の増減に基づいて制御方向の反転を検出して反転検出情報を出力する反転検出手段と、制御対象を駆動する駆動手段に対する指令値が入力され、制御対象のモデリングに基づく演算式を用いて位置指令補正値を生成して出力する位置指令補正値出力手段と、当該位置指令補正値を用いて上記位置指令値の補正演算を行う演算手段とを備えるものである。
【0021】
この発明に係る位置指令値補正装置は、位置指令補正値出力手段が、制御対象の現在速度に関する情報が入力され、制御対象のモデリングに基づく演算式を用いて制御対象の速度に応じても異なる値となる位置指令補正値を生成して出力するものである。
【0022】
この発明に係る数値制御システムは、制御対象の数値制御に利用する位置指令値を出力する位置指令値出力手段と、この位置指令値が入力され、上記制御対象の反転検出信号に基づいて当該位置指令値を補正する上記位置指令値補正装置と、当該位置指令値補正装置から出力される補正された位置指令値に基づいて電流指令値を生成する電流指令値生成手段と、この電流指令値が入力され、上記制御対象の反転検出信号に基づいて所定の摩擦補正ゲインを用いて上記電流指令値を補正する電流指令値補正装置と、当該電流指令値補正装置から出力される補正された電流指令値に基づいて上記制御対象を駆動する駆動手段とを備えるものである。
【0023】
この発明に係る数値制御システムは、電流指令値補正装置が、位置指令値補正装置で生成された位置指令補正値に基づいて摩擦補正ゲインを演算し、この摩擦補正ゲインを用いて上記電流指令値を補正するものである。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるNC加工システムの一軸分の構成を示すブロック図である。図において、1は被加工物(ワーク)や工具などが固定されるテーブル(制御対象)、2はこのテーブル1の下面に固定されたボールネジナット(駆動手段)、3はこのボールネジナット2と嵌合されたボールネジ(駆動手段)、4はこのボールネジ3を回転駆動するサーボモータ(駆動手段)、5はこのサーボモータ4の回転量を検出するエンコーダである。そして、上記ボールネジ3およびボールネジナット2はサーボモータ4の回転運動を直線運動に変換し、テーブル1はこのボールネジ3およびボールネジナット2などの駆動伝達部材と図示外の直動案内機構(ガイドレール)とに従って所定の位置に設定制御されたり、目標の軌道にて移動動作を実施する。
【0025】
6は加工プログラムなどに基づいて上記テーブル1の所定の一軸方向の位置を数値制御するための位置指令値を出力する位置指令値出力手段、7は位置指令値が入力され、その位置指令値の値の増減に基づいてテーブル1の当該軸方向の制御方向が反転するか否かを判断し、反転する場合には反転後の位置指令値の増減方向に応じた正または負の大きさ1のステップ状の反転検出信号を出力し、反転しない場合には前回の判断結果と同じ符号の大きさ1のステップ状の反転検出信号を出力する反転検出手段、8はテーブルの位置毎の摩擦量を予め記憶するとともに上記エンコーダ5の検出回転量が入力され、この検出回転量に基づいて推測されるテーブル1の位置における上記摩擦量を出力する摩擦量記憶手段(摩擦量出力手段)、9はこの摩擦量とともに反転検出信号が入力され、サーボモータ4、ボールネジ3及びテーブル1の動摩擦に相当する摩擦補正ゲインで当該摩擦量に応じた大きさとなるように反転検出信号の大きさを補正したものを位置補正信号として出力するロストモーション補正ゲイン算出手段(位置指令補正値出力手段)、10はこの位置補正信号を位置指令値に加算する位置加算手段(演算手段)である。
【0026】
なお、このロストモーション補正ゲイン算出手段9においては、エンコーダ5の検出回転量に基づいて判断される現在位置をp、その現在位置の摩擦量として摩擦量記憶手段8に記憶されている摩擦量関数をf(p)、位置指令補正値(ロストモーション補正量)をLMとした場合、下記式1に示す演算に基づいて位置指令補正値を生成する。ただし、Kは摩擦量と位置指令補正値との関係を表す定数であり、バネ係数(この実施の形態では一定値)に相当する。
LM = f(p)/K ・・・式1
【0027】
また、このバネ係数Kは以下の手順により設定されている。まず、一定の位置および一定の速度においてテーブル1を移動させた状態で、接触式変位計などの位置計測手段を用いてテーブル1のロストモーション量を計測するとともに、サーボモータ4への最終的な供給電流値を記録する。次に、これらのデータを下記式2に代入してバネ係数Kを求める。但し、Ktはサーボモータ4のトルク定数であり一般的にサーボモータ4の仕様として既知のものであり、i(p1)はテーブル位置p1におけるサーボモータ4への供給電流値であり、LM(p1)はテーブル位置p1におけるテーブル1のロストモーション量である。
K = Kt×i(p1)/LM(p1) ・・・式2
【0028】
11はこの位置加算手段10の出力およびエンコーダ5の検出回転量が入力され、位置加算手段10の出力に示される目標位置とエンコーダ5の検出回転量に示される現在位置との距離に応じた速度指令値を出力する位置制御手段(電流指令値生成手段)、12はこの速度指令値に応じたサーボモータ4への電流指令値を出力する速度制御手段(電流指令値生成手段)、13は反転検出信号が入力され、これを一定の大きさの摩擦補正ゲインで補正してサーボモータ4に作用する摩擦を打ち消す補正トルク量となる電流指令補正値を出力する摩擦補正ゲイン算出手段(電流指令値補正装置)、14は電流指令値にこの電流指令補正値を加算する電流加算手段(電流指令値補正装置)、15はこの電流加算手段14の出力が入力され、この出力に応じた電流値の電流をサーボモータ4に供給する電流制御手段(駆動手段)である。
【0029】
ところで、摩擦量記憶手段8には予め基準となる動作における電流指令値を計測し、その電流指令値から推定される位置に依存する摩擦量が記憶される。例えば、速度および加速度の影響がサーボモータ4の電流値に大きく現れない十分な低速度において各駆動軸に等速直線運動をさせ、その時のテーブル1の位置をエンコーダ5を用いて計測するとともに、サーボモータ4への最終的な供給電流値を計測し、下記式3を用いて各位置の摩擦量を演算し、これを記憶させる。但し、Ktはサーボモータ4のトルク定数であり一般にサーボモータ4の仕様として既知であり、i(p)は位置pにおけるサーボモータ4への供給電流値である。
f(p) = Kt×i(p) ・・・式3
【0030】
なお、上記式2の関係を得るためには、製品出荷前に少なくとも1度だけ任意の1点p1で、接触式変位計などのテーブル位置を測定する手段で計測する必要がある。そして、このロストモーションLMは、エンコーダ5で計測したモータの位置と、接触式変位計などで計測したテーブルの位置との差であり、ミクロン以下の精度が要求される。これに対して、上記式3の段階では、位置精度はたとえば1mm程度のオーダでよく、エンコーダ5を用いたモータ位置検出で十分なものとなる。バネ係数Kは固定値であるため以降は計測する必要は無く、テーブルの位置を計測する手段は必要ない。エンコーダ5によるモータ位置の検出は容易であるが、テーブル位置の検出は余分な器具が必要となり煩雑である。
【0031】
図2はこの発明の実施の形態1による摩擦量記憶手段に記憶されているテーブル1の位置と摩擦量との関係の一例を示す説明図である。同図(a)は横軸を位置、縦軸を摩擦量とする摩擦量分布グラフ、同図(b)はそのグラフのもととなる計測データである。そして、同図に示すものでは、テーブル1の位置が軸の中央部から両端部に移動するほどにだんだんと摩擦量が増加する特性となっている。
【0032】
次に動作について説明する。
位置指令値出力手段6から加工プログラムなどに基づいて位置指令値が出力されると、反転検出手段7はその位置指令値の値の増減に基づいてテーブル1の当該軸方向の制御方向が反転するか否かを判断する。そして、反転しない場合には前回の判断結果と同じ符号の、反転する場合には反転後の当該軸の制御方向に応じた正または負の大きさ1のステップ状の反転検出信号が出力される一方で、摩擦量記憶手段8から検出回転量に基づいて推測されるテーブル1の現在位置における摩擦量が出力され、ロストモーション補正ゲイン算出手段9はこの摩擦量に応じた大きさとなるように反転検出信号の大きさを補正し、位置加算手段10においてこの位置補正信号と上記位置指令値とが加算される。そして、位置制御手段11からは上記加算値に示される目標位置とエンコーダ5の検出回転量に示される現在位置との距離に応じた速度指令値が出力される。また、速度制御手段12からこの速度指令値に応じた電流指令値が出力される一方で、摩擦補正ゲイン算出手段13が上記反転検出信号の大きさを補正して電流指令補正値を出力するので電流加算手段14においてこれらが加算され、この加算電流指令値が電流制御手段15に入力され、電流制御手段15の出力電流がサーボモータ4に供給され、サーボモータ4はボールネジ3を回転駆動し、テーブル1はボールネジナット2とともに上記速度指令の速度で上記位置指令値の位置まで移動する。
【0033】
以上のように、この実施の形態1によれば、上記位置指令値が入力され、上記位置指令値の増減に基づいて制御方向の反転を検出して反転検出信号を出力する反転検出手段7と、予め測定された制御対象の位置毎の摩擦量を記憶するとともにテーブル1の現在位置に基づいて当該位置の摩擦量を選択して出力する摩擦量記憶手段8と、当該摩擦量記憶手段8からの摩擦量出力とともに上記反転検出信号が入力され、反転検出信号が入力された際に当該摩擦量に応じて変化する位置指令補正値を生成して出力するロストモーション補正ゲイン算出手段9と、当該位置指令補正値を用いて上記位置指令値の補正演算を行う位置加算手段10とを備えて、テーブル1の数値制御に利用する位置指令値を補正するので、摩擦量記憶手段8に予め測定されたテーブル1の位置毎の摩擦量を記憶させることで、テーブル1の制御方向に反転が生じた位置毎に異なる値の摩擦量に基づいて、各位置において最適な位置指令補正値を用いて位置指令値の補正演算を行うことができる。
【0034】
従って、テーブル1の位置に応じて異なる摩擦量を得、これに基づいて位置指令値を補正することができるので、ボールネジナット2とボールネジ3との間の遊びなどに起因するがたつき(バックラッシ)やこれらの駆動伝達部材の剛性と摩擦との関係に依存する弾性変形があったとしても、単にテーブル1の制御方向が反転した際に一定の位置指令補正値を用いて位置指令値の補正演算を行う場合に比べて精度良くロストモーションを補正して精度良く位置を制御することができる効果がある。
【0035】
また、テーブル1の位置に応じた位置指令補正値を生成し、これを用いて位置指令値を補正しているので、テーブル1の位置と摩擦量との関係モデルに基づく位置指令補正値を生成することができ、ある一定の条件の下でテーブル1の位置と摩擦量との関係を測定するだけで当該テーブル1の位置に応じた摩擦量を摩擦量記憶手段8に記憶させることができる。従って、従来の多層ニューラルネットを用いた位置指令値補正装置のようにあらゆるパラメータを変化させた全ての組み合わせについて測定を行う必要はなく、少ない測定にて位置指令補正値を設定することができる。
【0036】
更に、このように少ない測定にて摩擦量を設定することができるので、各製品毎に1つ1つ測定を行ったとしても莫大な手間にはならないので、各製品毎にそれぞれのずれを精度良く補正することができる位置指令補正値を設定することができ、従来にない高精度化を実現することができる効果がある。
【0037】
実施の形態2.
図3はこの発明の実施の形態2によるNC加工システムの一軸分の構成を示すブロック図である。図において、16は摩擦量記憶手段8からの摩擦量とともにエンコーダ5の検出回転量が入力され、反転検出信号が入力された場合には、検出回転量に基づいて判断されるテーブル1の移動速度に応じて下記式4を用いて位置指令補正値を生成して出力するロストモーション補正ゲイン算出手段(位置指令補正値出力手段)である。但し、g(v)は現在速度に依存するロストモーション量の増減をあらわす関数である。これ以外の構成は実施の形態1と同様であり説明を省略する。
LM = f(p)×g(v)/K ・・・式4
【0038】
図4はこの発明の実施の形態2によるテーブル1の速度と摩擦量との関係を示す説明図である。同図(a)は横軸を速度、縦軸を上記式4におけるロストモーション係数g(v)とする摩擦分布グラフ、同図(b)はそのグラフのもととなる計測データである。そして、同図に示すものでは、テーブル1の速度が増加すると一定の速度範囲まではだんだんと摩擦量が減少して上記ロストモーション係数g(v)が減少し、更にその速度範囲を超えて速度が増加すると徐々に摩擦量が増加して上記ロストモーション係数g(v)も増加する特性となっている。
【0039】
次に動作について説明する。
反転検出手段7から反転検出信号が入力されると、ロストモーション補正ゲイン算出手段16は、摩擦量および検出回転量に基づいて判断されるテーブル1の移動速度に応じて上記式4を用いて位置指令補正値を生成して出力する。これ以外の動作は実施の形態1と同様であり説明を省略する。
【0040】
以上のように、この実施の形態2によれば、ロストモーション補正ゲイン算出手段16が、エンコーダ5からの検出回転量が入力され、テーブル駆動系のモデリングに基づく演算式を用いてテーブル1の速度に応じても異なる値となる位置指令補正値を生成して出力するので、速度に応じて異なるテーブル1の摩擦量を位置指令補正値で補正することができ、単にテーブル1の位置のみを考慮した位置指令補正値を用いる場合よりも精度良く位置を制御することができる効果がある。
【0041】
しかも、従来の多層ニューラルネットを用いた位置指令値補正装置のようにあらゆるパラメータをまとめて考慮させることなく、テーブル1の駆動系のモデリングに基づいてテーブル1の位置と速度とを分離して考慮することができるので、このように考慮すべき要因数が増加したとしても、それにかかわらず少ない測定にて摩擦量記憶手段8の記憶内容や演算式のパラメータを設定しつつ、各製品毎にそれぞれのずれを精度良く補正することができる効果がある。
【0042】
実施の形態3.
図5はこの発明の実施の形態3によるNC加工システムの一軸分の構成を示すブロック図である。図において、17はテーブルの位置毎のバネ係数を予め記憶するとともにエンコーダ5の検出回転量が入力され、この回転検出量に基づいて推測されるテーブル1の位置における上記バネ係数を出力するバネ係数記憶手段(バネ係数出力手段)、18は摩擦量記憶手段8からの摩擦量とともにエンコーダ5の検出回転量が入力され、反転検出信号が入力された場合には、検出回転量に基づいて判断されるテーブル1の位置に応じて下記式5を用いて位置指令補正値を生成して出力するロストモーション補正ゲイン算出手段(位置指令補正値出力手段)である。但し、k(p)は現在位置に依存して変化するバネ係数としてバネ係数記憶手段17に記憶されているものである。これ以外の構成は実施の形態1と同様であり説明を省略する。
LM = f(p)/k(p) ・・・式5
【0043】
図6はこの発明の実施の形態3によるテーブル1の位置とバネ係数との関係を示す説明図である。同図(a)は横軸を位置、縦軸を上記式5におけるバネ係数k(p)とするバネ係数分布グラフ、同図(b)はそのグラフのもととなる計測データである。そして、同図に示すものは、テーブル1の位置が増加すると徐々にバネ係数k(p)が減少する特性となっている。
【0044】
また、このバネ係数の分布関数k(p)は以下の手順により設定されている。まず、一定の速度においてテーブル1を動作範囲全体に渡って移動させながら、接触式変位計などの位置計測手段を用いてテーブル1のロストモーション量を計測するとともに、サーボモータ4への供給電流値を記録する。次に、これらのデータを下記式6に代入してバネ係数の分布関数k(p)を求める。但し、Ktはサーボモータ4のトルク定数、i(p)はテーブル位置pにおけるサーボモータ4への供給電流値であり、LM(p)はテーブル位置pにおけるテーブル1のロストモーション量である。そして、上記バネ係数分布グラフはこれをプロットしたものである。
k(p) = Kt×i(p)/LM(p) ・・・式6
【0045】
次に動作について説明する。
バネ係数記憶手段から現在位置に応じたバネ係数が出力された状態で反転検出手段7から反転検出信号が入力されると、ロストモーション補正ゲイン算出手段18は、摩擦量記憶手段8からの出力である摩擦量とバネ係数記憶手段17からの出力であるバネ係数から上記式5を用いて位置指令補正値を生成して出力する。これ以外の動作は実施の形態1と同様であり説明を省略する。
【0046】
以上のように、この実施の形態3によれば、ロストモーション補正ゲイン算出手段18が、制御対象の位置に応じて変化する摩擦量および制御対象の位置に応じて変化するバネ係数を用いて位置指令補正値を生成して出力するので、制御対象の位置毎のバネ係数が変化したとしても、それに応じた位置指令補正値を演算することができ、単に制御対象の摩擦量の変動のみを考慮した位置指令補正値を用いる場合よりも精度良く位置を制御することができる効果がある。
【0047】
しかも、従来の多層ニューラルネットを用いた位置指令値補正装置のようにあらゆるパラメータをまとめて考慮することなく、テーブル1の位置による摩擦量の変化と、テーブル1の位置によるバネ係数の変化を分離して考慮することができるので、このように考慮すべき要因数が増加したとしても、それに係わらず少ない測定にて補正量記憶手段8の記憶内容や演算式のパラメータを設定しつつ、各製品毎にそれぞれのずれを精度良く補正することができる効果がある。
【0048】
なお、図7に示すように、実施の形態2のNC加工システムの構成を前提としても同様の効果を得ることができる。図において、19は摩擦量記憶手段8からの摩擦量およびバネ係数記憶手段17からのバネ係数とともにエンコーダ5の検出回転量が入力され、反転検出信号が入力された場合には、検出回転量に基づいて判断されるテーブル1の速度に応じて下記式7を用いて位置指令補正値を生成して出力するロストモーション補正ゲイン算出手段(位置指令補正値出力手段)である。これ以外の構成は実施の形態2と同様であり説明を省略する。
LM = f(p)×g(v)/k(p) ・・・式7
【0049】
また、上記説明では制御対象の位置に依存する摩擦量およびバネ係数を表形式で持つ例を示したが、表形式のデータから抽出した近似関数を用いてもよい。あるいは、制御対象の位置に依存するバネ係数に関しては、制御対象の機械系モデルに基づいた下記式8を用いてもよい。但し、A,Bは現在位置をバネ係数に換算するための定数である。
k(p)=1/(A×p+B) ・・・式8
【0050】
実施の形態4.
図8はこの発明の実施の形態4によるNC加工システムの一軸分の構成を示すブロック図である。図において、20はエンコーダ5の検出回転量およびサーボモータ4への最終的な供給電流値が入力され、電源起動、所定の連続稼働時間、ユーザ指示などに基づいて把握される所定のスケジュールにて摩擦量記憶手段8の記憶内容の更新処理を実施する関数導出手段(摩擦量演算手段)である。この関数導出手段20は具体的には例えば、テーブル1をその移動範囲全体において通常の使用速度よりもずっと低い一定の速度で移動させる位置指令値を位置指令値出力手段6から出力させつつ、その時のテーブル1の位置情報と供給電流値とに基づいて各位置における摩擦量を上記式3を用いて演算し、これを摩擦量記憶手段8に記憶させる。これ以外の構成は実施の形態1と同様であり説明を省略する。
【0051】
次に動作について説明する。
上記スケジュールに基づいて摩擦量記憶手段8の記憶内容の更新処理タイミングがくると、関数導出手段20は具体的には例えば、テーブル1を移動範囲全体において通常の使用速度よりもずっと低い一定の速度にて移動させる位置指令値を位置指令値出力手段6から出力させつつ、その時のテーブル1の位置情報と供給電流値とに基づいて各位置における摩擦量を演算し、これを摩擦量記憶手段8に記憶させる。これ以外の動作は実施の形態1と同様であり説明を省略する。
【0052】
以上のように、この実施の形態4によれば、所定のスケジュールに基づいてテーブル1を動作させ、その時のテーブル1の位置情報とこのテーブル1を駆動するサーボモータ4への最終的な電流指令値とに基づいて各位置における摩擦量を演算する関数導出手段20を備え、摩擦量記憶手段8が、この関数導出手段20により演算されたテーブル1の位置毎の摩擦量を記憶するので、摩擦量記憶手段8にはその時々の環境や状態に応じた位置指令補正値を記憶させることができる。
【0053】
従って、直動案内の潤滑状態などが温度変化や経年変化などに応じて変化し、その結果、テーブル1の位置毎の摩擦量が変化したとしても、つまり直動案内機構の潤滑状態が変化したとしても、それに応じて摩擦量記憶手段8の記憶内容を更新することができるので、これらの温度変化や経年変化によらず、しかも、ガイドの潤滑状態の変化によらず、ロストモーションを精度良く補正することができる効果がある。
【0054】
この実施の形態4によれば、関数導出手段20が、一定の位置指令値に基づいてテーブル1を動作させた際の摩擦量を演算するので、その移動範囲略全体に渡って略一定の速度でテーブル1を移動させた状態の摩擦量を得ることができ、速度変化に伴う摩擦量の変化を防止し、テーブル1の位置に応じた摩擦量や位置指令補正値の精度を向上させることができる効果がある。
【0055】
実施の形態5.
図9はこの発明の実施の形態5によるNC加工システムの一軸分の構成を示すブロック図である。図において、21は位置指令補正値に基づいて摩擦補正ゲインを演算し、反転検出信号が入力された場合には、下記式9を用いてそれの大きさをこの摩擦補正ゲインで補正して電流指令補正値として出力する摩擦補正ゲイン算出手段(電流指令値補正装置)である。但し、fcは摩擦補正量、LMはロストモーション補正量、Kはロストモーション補正量と摩擦量の関係を示すバネ係数である。これ以外の構成は実施の形態1と同様であり説明を省略する。
fc = LM×K ・・・式9
【0056】
次に動作について説明する。
反転検出手段7から反転検出信号が出力され、更にこの反転検出信号に基づいてロストモーション補正ゲイン算出手段9から位置補正信号が出力されると、摩擦補正ゲイン算出手段21は位置指令補正値に基づいて摩擦補正ゲインを演算し、反転検出信号の大きさをこの摩擦補正ゲインで補正して電流指令補正値を出力する。これ以外の動作は実施の形態1と同様であり説明を省略する。
【0057】
以上のように、この実施の形態5によれば、ロストモーション補正ゲイン算出手段9で生成された位置指令補正値に基づいて摩擦補正ゲインを演算し、この摩擦補正ゲインを用いて上記電流指令値を補正する摩擦補正ゲイン算出手段21を備えているので、テーブル1の位置に依存する摩擦量の増減分をこの摩擦補正ゲインで相殺させることができ、この摩擦量の増減による位置補正精度の悪化を防止することができる効果がある。
【0058】
なお、図10に示すように、実施の形態2のNC加工システムの構成を前提としても同様の効果を得ることができる。
【0059】
実施の形態6.
図11はこの発明の実施の形態6によるNC加工システムの一軸分の構成を示すブロック図である。図において、22はサーボモータ4への最終的な供給電流値およびエンコーダ5の検出回転量が入力され、反転検出信号が入力された場合には、検出回転量に基づいて判断されるテーブル1の移動速度に応じて下記式10を用いて位置指令補正値を生成して出力するロストモーション補正ゲイン算出手段(位置指令補正値出力手段)である。但し、fは推定されたサーボモータ軸換算の摩擦量、Ktはサーボモータ4のトルク定数、iはサーボモータ4への電流指令値、Jは可動部すべてを含むサーボモータ軸換算のイナーシャ、ddΘはサーボモータ4の角加速度、Cはサーボモータ軸換算の粘性摩擦係数、dΘはサーボモータ4の角速度である。これ以外の構成は実施の形態2と同様であり説明を省略する。
f = Kt×i−J×ddΘ−C×dΘ ・・・式10
【0060】
なお、イナーシャJ及び粘性摩擦係数Cは、サーボモータ4の駆動軸に適当な最大速度を持つ正弦波運動をさせた場合の位置(角度)、速度(角速度)、加速度(角加速度)および推力(サーボモータトルク)から最小二乗法を用いて下記の式群11で計算される。但し、[]’は転置行列、[τ]はサーボモータトルクの時系列データからなるm行の列ベクトル、Bは角加速度ddΘと角速度dΘ及びdΘの符号sign(dΘ)はそれぞれの時系列データからなるm行の列ベクトルで構成されるm行×3列の行列、Aは行列Bから計算される3行×3列の逆行列である。
[J C f]’ = A[τ]
B = [ddΘ dΘ sign(dΘ)]
τ = Kt×i ・・・式群11
【0061】
次に動作について説明する。
反転検出手段7から反転検出信号が出力されると、ロストモーション補正ゲイン算出手段22はその時のサーボモータ4への最終的な供給電流値およびエンコーダ5の検出回転量から判断される現在速度とを用いて上記式10に基づいて位置指令補正値を生成する。これ以外の動作は実施の形態2と同様であり説明を省略する。
【0062】
以上のように、この実施の形態6によれば、位置指令値が入力され、上記位置指令値の増減に基づいて制御方向の反転を検出して反転検出信号を出力する反転検出手段7と、テーブル1を駆動するサーボモータ4に対する最終的な供給電流値が入力され、テーブル1のモデリングに基づく演算式を用いて位置指令補正値を生成して出力するロストモーション補正ゲイン算出手段22と、当該位置指令補正値を用いて上記位置指令値の補正演算を行う位置加算手段10とを備えて、テーブル1の数値制御に利用する位置指令値を補正するので、テーブル1のモデリングに基づく演算式を用いてテーブル1の反転が生じた位置毎に異なる値の位置指令値の補正演算を行うことができる。
【0063】
従って、位置に応じて異なるテーブル1の摩擦量に応じて位置指令値を補正することができるので、単にテーブル1が反転した際に一定の位置指令補正値を用いて位置指令値の補正演算を行う場合に比べて精度良く位置を制御することができる効果がある。
【0064】
また、テーブル1の位置と摩擦量との関係モデルに基づく位置指令補正値を生成することができるので、従来の多層ニューラルネットを用いた位置指令値補正装置のようにあらゆるパラメータを変化させた全ての組み合わせについて測定を行う必要はなく、少ない測定にて上記演算式のパラメータを設定することができる。
【0065】
更に、このように少ない測定にて演算式を設定することができるので、各製品毎に1つ1つ測定を行ったとしても莫大な手間にはならないので、各製品毎にそれぞれのずれを精度良く補正することができる位置指令補正値を設定することができるので、従来にない高精度化を実現することができる効果がある。
【0066】
最後に、ロストモーション補正ゲイン算出手段22には、その時々の環境や状態に応じて摩擦量が変化すれば、それに応じて変化するサーボモータ4への最終的な供給電流値が入力されるので、直動案内の潤滑状態などが温度変化や経年変化などに応じて変化し、その結果、テーブル1の位置毎の摩擦量が変化したとしても、それに応じた位置指令補正値を演算することができるので、これらの温度変化や経年変化によらず、しかも、直動案内の潤滑状態の変化によらず、ずれを精度良く補正することができる効果がある。
【0067】
この実施の形態6によれば、ロストモーション補正ゲイン算出手段22が、テーブル1のモデリングに基づく演算式を用いてテーブル1の速度に応じても異なる値となる位置指令補正値を生成して出力するので、速度に応じて異なるテーブル1の摩擦量を位置指令補正値で補正することができ、単にテーブル1の位置のみを考慮した位置指令補正値を用いる場合よりも精度良く位置を制御することができる効果がある。
【0068】
しかも、従来の多層ニューラルネットを用いた位置指令値補正装置のようにあらゆるパラメータをまとめて考慮させることなく、テーブル1のモデリングに基づいてテーブル1の位置と速度とを分離して考慮することができるので、このように考慮すべき要因数が増加したとしても、それにかかわらず少ない測定にて演算式のパラメータを設定しつつ、各製品毎にそれぞれのロストモーションを精度良く補正することができる効果がある。
【0069】
なお、以上の実施の形態では、テーブル1の現在位置をエンコーダ5の検出回転量に基づいて判断しているが、位置指令値出力手段6の出力である位置指令値を用いて判断しても同様の効果を得ることができる。
【0070】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、制御対象の数値制御に利用する位置指令値を補正する位置指令値補正装置において、上記位置指令値が入力され、上記位置指令値の増減に基づいて制御方向の反転を検出して反転検出情報を出力する反転検出手段と、予め測定された制御対象の位置毎の摩擦量を記憶する記憶手段を備え、制御対象の現在位置に基づいて当該位置の摩擦量を選択して出力する摩擦量出力手段と、当該摩擦量記憶手段からの摩擦量出力とともに上記反転検出信号が入力され、当該摩擦量に応じて異なる値となる位置指令補正値を生成して出力する位置指令補正値出力手段と、当該位置指令補正値を用いて上記位置指令値の補正演算を行う演算手段とを備えるので、記憶手段に予め測定された制御対象の位置毎の摩擦量を記憶させることで、制御対象の反転が生じた位置毎に異なる値の摩擦量に基づいて、各位置において最適な位置指令補正値を用いて位置指令値の補正演算を行うことができる。
【0071】
従って、位置に応じて異なる制御対象の摩擦量に応じて位置指令値を補正することができるので、単に制御対象が反転した際に一定の位置指令補正値を用いて位置指令値の補正演算を行う場合に比べて精度良く位置を制御することができる効果がある。
【0072】
また、制御対象の位置に応じた補正値を生成し、これを用いて位置指令値を補正しているので、制御対象の位置と摩擦量との関係モデルに基づく位置指令補正値を生成することができ、ある一定の条件の下で制御対象の位置と摩擦量との関係を測定するだけで当該制御対象の位置に応じた位置指令補正値を記憶手段に記憶させることができる。従って、従来の多層ニューラルネットを用いた位置指令値補正装置のようにあらゆるパラメータを変化させた全ての組み合わせについて測定を行う必要はなく、少ない測定にて位置指令補正値を設定することができる。
【0073】
更に、このように少ない測定にて位置指令補正値を設定することができるので、各製品毎に1つ1つ測定を行ったとしても莫大な手間にはならないので、各製品毎にそれぞれのロストモーションを精度良く補正することができる位置指令補正値を設定することができるので、従来にない高精度化を実現することができる効果がある。
【0074】
この発明によれば更に、予め測定された制御対象の位置毎のバネ係数を記憶する記憶手段を備え、制御対象の現在位置に基づいて当該位置のバネ係数を選択して出力するバネ係数出力手段を設けるとともに、ロストモーション補正ゲイン算出手段が、制御対象の位置に応じて変化する摩擦量および制御対象の位置に応じて変化するバネ係数を用いて位置指令補正値を生成して出力するので、制御対象の位置毎のバネ係数が変化したとしても、それに応じた位置指令補正値を演算することができ、単に制御対象の摩擦量の変動のみを考慮した位置指令補正値を用いる場合よりも精度良く位置を制御することができる効果がある。
【0075】
この発明によれば、摩擦量出力手段が、所定のスケジュールに基づいて制御対象を動作させ、その時の制御対象の位置情報とこの制御対象を駆動する駆動手段への指令値とに基づいて各位置における摩擦量を演算する摩擦量演算手段を備え、記憶手段が、この摩擦量演算手段により演算された制御対象の位置毎の摩擦量を記憶するので、記憶手段にはその時々の環境や状態に応じた位置指令補正値を記憶させることができる。従って、ガイドの潤滑状態などが温度変化や経年変化などに応じて変化し、その結果、制御対象の位置毎の摩擦量が変化したとしても、それに応じて記憶手段の位置指令補正値を更新することができるので、これらの温度変化や経年変化によらず、しかも、ガイドの潤滑状態の変化によらず、ロストモーションを精度良く補正することができる効果がある。
【0076】
この発明によれば、摩擦量演算手段が、一定の位置指令値に基づいて制御対象を動作させた際の摩擦量を演算するので、その移動範囲略全体に渡って略一定の速度で制御対象を移動させた状態の摩擦量を得ることができ、速度変化に伴う摩擦量の変化を防止し、制御対象の位置に応じた補正量や位置指令補正値の精度を向上させることができる効果がある。
【0077】
この発明によれば、制御対象の数値制御に利用する位置指令値を補正する位置指令値補正装置において、上記位置指令値が入力され、上記位置指令値の増減に基づいて制御方向の反転を検出して反転検出情報を出力する反転検出手段と、制御対象を駆動する駆動手段に対する指令値が入力され、制御対象のモデリングに基づく演算式を用いて位置指令補正値を生成して出力する位置指令補正値出力手段と、当該位置指令補正値を用いて上記位置指令値の補正演算を行う演算手段とを備えるので、制御対象のモデリングに基づく演算式を用いて制御対象の反転が生じた位置毎に異なる値の位置指令値の補正演算を行うことができる。
【0078】
従って、位置に応じて異なる制御対象の摩擦量に応じて位置指令値を補正することができるので、単に制御対象が反転した際に一定の位置指令補正値を用いて位置指令値の補正演算を行う場合に比べて精度良く位置を制御することができる効果がある。
【0079】
また、制御対象の位置と摩擦量との関係モデルに基づく位置指令補正値を生成することができるので、従来の多層ニューラルネットを用いた位置指令値補正装置のようにあらゆるパラメータを変化させた全ての組み合わせについて測定を行う必要はなく、少ない測定にて上記演算式のパラメータを設定することができる。
【0080】
更に、このように少ない測定にて演算式を設定することができるので、各製品毎に1つ1つ測定を行ったとしても莫大な手間にはならないので、各製品毎にそれぞれのずれを精度良く補正することができる位置指令補正値を設定することができるので、従来にない高精度化を実現することができる効果がある。
【0081】
最後に、位置指令補正値出力手段には、その時々の環境や状態に応じて摩擦量が変化すれば、それに応じて変化する制御対象を駆動する駆動手段に対する指令値が入力されるので、ガイドの潤滑状態などが温度変化や経年変化などに応じて変化し、その結果、制御対象の位置毎の摩擦量が変化したとしても、それに応じた位置指令補正値を演算することができるので、これらの温度変化や経年変化によらず、しかも、ガイドの潤滑状態の変化によらず、ロストモーションを精度良く補正することができる効果がある。
【0082】
この発明によれば、位置指令補正値出力手段が、制御対象の現在速度に関する情報が入力され、制御対象のモデリングに基づく演算式を用いて制御対象の速度に応じても異なる値となる位置指令補正値を生成して出力するので、速度に応じて異なる制御対象の摩擦量を位置指令補正値で補正することができ、単に制御対象の位置のみを考慮した位置指令補正値を用いる場合よりも精度良く位置を制御することができる効果がある。
【0083】
しかも、従来の多層ニューラルネットを用いた位置指令値補正装置のようにあらゆるパラメータをまとめて考慮させることなく、制御対象のモデリングに基づいて制御対象の位置と速度とを分離して考慮することができるので、このように考慮すべき要因数が増加したとしても、それにかかわらず少ない測定にて記憶手段の記憶内容や演算式のパラメータを設定しつつ、各製品毎にそれぞれのロストモーションを精度良く補正することができる効果がある。
【0084】
この発明によれば、制御対象の数値制御に利用する位置指令値を出力する位置指令値出力手段と、この位置指令値が入力され、上記制御対象の反転検出信号に基づいて当該位置指令値を補正する上記位置指令値補正装置と、当該位置指令値補正装置から出力される補正された位置指令値に基づいて電流指令値を生成する電流指令値生成手段と、この電流指令値が入力され、上記制御対象の反転検出信号に基づいて所定の摩擦補正ゲインを用いて上記電流指令値を補正する電流指令値補正装置と、当該電流指令値補正装置から出力される補正された電流指令値に基づいて上記制御対象を駆動する駆動手段とを備えるので、少ない測定に基づくデータで位置指令補正値を生成することができ、しかも、単に制御対象が反転した際に一定の位置指令補正値を用いて位置指令値の補正演算を行う場合に比べて精度良く位置を制御することができる効果がある。
【0085】
この発明によれば、電流指令値補正装置が、位置指令値補正装置で生成された位置指令補正値に基づいて摩擦補正ゲインを演算し、この摩擦補正ゲインを用いて上記電流指令値を補正するので、テーブルの位置に依存する摩擦量の増減分をこの摩擦補正ゲインで相殺させることができ、この摩擦量の増減による位置補正精度の悪化を防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるNC加工システムの一軸分の構成を示すブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による摩擦量記憶手段に記憶されているテーブルの位置と摩擦量との関係の一例を示す説明図である。
【図3】 この発明の実施の形態2によるNC加工システムの一軸分の構成を示すブロック図である。
【図4】 この発明の実施の形態2によるテーブルの速度と摩擦量との関係を示す説明図である。
【図5】 この発明の実施の形態3によるNC加工システムの一軸分の構成を示すブロック図である。
【図6】 この発明の実施の形態3による位置とバネ係数の関係を説明する図である。
【図7】 この発明の実施の形態3によるNC加工システムの変形例を示すブロック図である。
【図8】 この発明の実施の形態4によるNC加工システムの一軸分の構成を示すブロック図である。
【図9】 この発明の実施の形態5によるNC加工システムの一軸分の構成を示すブロック図である。
【図10】 この発明の実施の形態5によるNC加工システムの変形例を示すブロック図である。
【図11】 この発明の実施の形態6によるNC加工システムの一軸分の構成を示すブロック図である。
【図12】 従来の数値制御システムの構成を示すブロック図である。
【図13】 位置とロストモーション量の関係を説明する図である。
【図14】 従来の数値制御システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 テーブル(制御対象)、2 ボールネジナット(駆動手段)、3 ボールネジ(駆動手段)、4 サーボモータ(駆動手段)、5 エンコーダ、6 位置指令値出力手段、7 反転検出手段、8 摩擦量記憶手段(摩擦量出力手段)、9,16,18,19,22 ロストモーション補正ゲイン算出手段(位置指令補正値出力手段)、10 位置加算手段(演算手段)、11 位置制御手段(電流指令値生成手段)、12 速度制御手段(電流指令値生成手段)、13 摩擦補正ゲイン算出手段(電流指令値補正装置)、14 電流加算手段(電流指令値補正装置)、15 電流制御手段(駆動手段)、17 バネ係数記憶手段(バネ係数出力手段)、20 関数導出手段(摩擦量演算手段)、21 摩擦補正ゲイン算出手段(電流指令値補正装置)。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a numerical control system such as a so-called NC machining system, NC robot system, NC transport system, and position command value correction device used therefor, and in particular, a simple setting of lost motion that occurs when a control object is driven in reverse. It is related with the improvement for correct | amending with high precision.
[0002]
[Prior art]
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of a conventional numerical control system. In the figure, 1 is a table to which a workpiece (workpiece) or a tool is fixed, 2 is a ball screw nut fixed to the lower surface of the table 1, 3 is a ball screw fitted to the ball screw nut 2, and 4 is this A servo motor 5 that rotationally drives the ball screw 3 is an encoder that detects the amount of rotation of the servo motor 4.
[0003]
6 is a position command value output means for outputting a position command value, 7 is a reversal detection means for detecting a reversal of the control direction of the table 1 based on the position command value and outputs a reversal detection signal, and 23 is a position when the reversal is detected. Lost motion correction gain calculating means 10 for outputting a correction signal and 10 are position addition means for adding the position correction signal to the position command value. Further, 11 is a position control means for outputting a speed command value corresponding to the distance between the target position indicated by the output of the position addition means 10 and the current position indicated by the detected rotation amount of the encoder 5, and 12 is according to the speed command value. A speed control means for outputting a current command value; 24, a friction correction gain calculating means for outputting a current command correction value having a constant magnitude when an inversion detection signal is input; and 14, a current command value for correcting the current command value. Reference numeral 15 denotes current adding means for adding values, and 15 is current control means for supplying the servo motor 4 with a current having a current value corresponding to the output of the current adding means 14.
[0004]
Next, the operation will be described.
When the position command value is output from the position command value output means 6, the reverse detection means 7 detects the reverse of the control direction of the table 1 based on this position command value. In the case of inversion, an inversion detection signal having a positive or negative magnitude 1 is output according to the control direction after inversion. On the contrary, when not inverted, an inversion detection signal having the same sign size 1 as before is output. A position correction signal is output from the lost motion correction gain calculation means 23 based on the inversion detection signal, a current command value obtained by adding the position correction signal is input to the position control means 11, and a speed command value is output from the position control means 11. The current command value is output from the speed control means 12. Similarly, a current correction value is output from the friction correction gain calculation unit 24 based on the inversion detection signal, and a current command value obtained by adding the current correction value is input to the current control unit 15, and the servo motor 4 is based on the current command value. Drives the ball screw 3 and the table 1 moves by an amount corresponding to the amount of rotation.
[0005]
With such a configuration, the table 1 is not only moved accurately in one direction by the servo motor 4, but also has a rattling between the ball screw 3 and the ball screw nut 2. Even if the direction is switched, it can be compensated by correcting it with the position command correction value or the like, and for example, machining accuracy such as perfect circle machining can be improved.
[0006]
However, in such a conventional numerical control system, the lost motion correction gain is a constant value, and the sign of the calculated lost motion correction amount changes, but its absolute value is constant. Therefore, in an actual product, there is a problem that the amount of lost motion that changes depending on the position, speed, and lubrication state of the linear motion guide mechanism cannot be corrected appropriately.
[0007]
FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship between the position and the amount of lost motion. In FIG. 2A, reference numeral 25 denotes a linear motion guide, and 26 denotes a bearing fixed to the linear motion guide 25 and supporting the ball screw 3. FIG. 5B is a characteristic diagram showing a typical relationship between the table position and the friction amount in the case of the configuration. In the case of such a bearing structure, the ball screw 3 is pivotally supported by a pair of bearings 26 installed at both ends thereof. At this time, the distance from the table 1 to the ball screw 3 at the position of the ball screw nut 2, the bearing In some cases, the distance from the table 1 to the ball screw 3 at the position 26 is slightly different. In such a case, the closer the ball screw nut 2 is to the bearing 26, the more friction is generated, and the rotational load of the ball screw 3 increases. Will end up. As a result, the amount of friction changes so that the ball screw nut 2 is minimized at the position farthest from the bearings 26 at both ends, and increases as it approaches the both ends.
[0008]
When the linear guide 25 is a sliding guide, the guide surface of the linear guide 25 and the table 1 are in contact with each other when the speed is low, and the table 1 rises from the guide surface as the speed increases. It is known that friction is reduced. This phenomenon greatly depends on the state of the lubricating oil supplied to the sliding guide. Especially when the temperature changes, the viscosity coefficient of the lubricating oil changes and the friction changes.
[0009]
Japanese Patent Laid-Open No. 4-362603 proposes a conventional numerical control system that varies the lost motion correction gain. FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the conventional numerical control system. In the figure, reference numeral 27 includes a main control unit 27a, a control program storage unit 27b, a lost motion correction amount calculation unit 27c, a multilayer neural network type estimation unit 27d, an output unit 27e, an input unit 27f, and a coupling weight coefficient calculation unit 27g. An axis control unit that outputs a control signal based on the control program stored in the control program storage unit 27b and the rotation detection amount, 28 is an amplifier that amplifies the control signal and supplies it to the servo motor 4, and 29 is an axis control unit 27. It is a function generation part which outputs a function when training.
[0010]
Next, the operation will be described.
When the shaft control unit 27 outputs a control signal based on the control program and the rotation detection amount in the state where the training of the axis control unit 27 is completed based on the output of the function generation unit 29, the control signal is output from the amplifier 28. Based on the amplified control signal, the servo motor 4 rotates, and the table 1 performs linear motion according to the rotation. Then, the amount of rotation of the servo motor 4 is detected by the encoder 5, the new position of the table 1 is grasped by the axis control unit 27 based on the amount of rotation detected by the encoder 5, and the next control signal is output.
[0011]
With such a configuration, the amount of lost motion correction can be changed according to the position and speed at that time using a multilayer neural network, so a fixed lost motion correction amount is simply added to the position command. Compared to the above, the lost motion can be corrected with high accuracy regardless of the position, speed, lubrication state of the guide and the like.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional numerical control system and the position command value correction device used therefor are configured as described above, in order to perform optimal lost motion correction according to the position, speed, lubrication state of the guide, etc., the position, Assuming the expected usage environment of the speed and the lubrication state of the guide, it is necessary to reproduce each combination of the usage environment over the whole and let the multilayer neural network learn, in particular, multiple factors It is necessary to reproduce and learn a large number of operating environments as the amount of lost motion correction that can be corrected with high accuracy is considered. There are problems such as becoming complicated.
[0013]
Further, in a slide guide or the like that is suitably used as a member that regulates the moving direction of the table 1 to be controlled in such a conventional numerical control system, the lubrication state varies depending on the season or date, and the temperature change or slip Although it also fluctuates due to aging of the guide surface, the lost motion due to such fluctuation cannot be corrected.
[0014]
And it is not realistic to do such work for each product with different ways of occurrence of deviation due to assembly error, so the data to be learned by this multilayer neural network is common to many products As a result, it is realistic to achieve a certain level of accuracy by using average data for multiple products with different ways of generating deviations. There are also issues such as being unable to do so.
[0015]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and the lost motion correction amount that can be corrected with high accuracy can be set with a small amount of measurement. It is an object of the present invention to obtain a numerical control system capable of setting a lost motion correction amount with high accuracy regardless of position, speed, guide lubrication state, etc. while measuring the amount of motion, and a position command value correction device used therefor. .
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The position command value correction apparatus according to the present invention is a position command value correction apparatus that corrects a position command value used for numerical control of a controlled object. The position command value correction apparatus receives the position command value and performs control based on increase or decrease of the position command value. A reversal detecting means for detecting reversal of the direction and outputting reversal detection information; and a storage means for storing a friction amount for each position of the controlled object measured in advance, and the friction at the position based on the current position of the controlled object. The friction amount output means for selecting and outputting the amount, and the inversion detection signal as well as the friction amount output from the friction amount storage means are input, and a position command correction value that varies depending on the friction amount is generated. Position command correction value output means for outputting and calculation means for performing correction calculation of the position command value using the position command correction value.
[0017]
The position command correction device according to the present invention is a position command value correction device that corrects a position command value used for numerical control of an object to be controlled. The position command value is input, and a control direction is determined based on increase or decrease of the position command value. Inversion detection means for detecting inversion and outputting inversion detection information, and storage means for storing the friction amount for each position of the controlled object measured in advance, and the friction amount at the position based on the current position of the controlled object A friction amount output means for selecting and outputting, and a storage means for storing a spring coefficient for each position of the controlled object measured in advance, and selecting and outputting the spring coefficient at the position based on the current position of the controlled object The friction coefficient output from the friction amount storage means and the inversion detection signal are input together with the spring coefficient output means to perform, the spring coefficient output from the spring coefficient storage means, and the spring coefficient and the friction A position command correction value output means for generating and outputting a position command correction value that varies depending on the position, and a calculation means for performing a correction calculation of the position command value using the position command correction value. .
[0018]
In the position command value correction apparatus according to the present invention, the friction amount output means operates the control object based on a predetermined schedule, and the position information of the control object at that time and the command value to the drive means for driving the control object, Friction amount calculating means for calculating the friction amount at each position based on the above, and the storage means stores the friction amount for each position of the control target calculated by the friction amount calculating means.
[0019]
In the position command value correcting apparatus according to the present invention, the friction amount calculation means calculates the friction amount when the controlled object is operated based on a certain position command value.
[0020]
The position command value correction apparatus according to the present invention is a position command value correction apparatus that corrects a position command value used for numerical control of a controlled object. The position command value correction apparatus receives the position command value and performs control based on increase or decrease of the position command value. The command value for the inversion detection means for detecting the inversion of the direction and outputting the inversion detection information and the drive means for driving the controlled object are inputted, and the position command correction value is generated using the arithmetic expression based on the modeling of the controlled object. Output position command correction value output means, and calculation means for performing a correction calculation of the position command value using the position command correction value.
[0021]
In the position command value correction apparatus according to the present invention, the position command correction value output means is different depending on the speed of the control target using the arithmetic expression based on the modeling of the control target when the information on the current speed of the control target is input. A position command correction value to be a value is generated and output.
[0022]
The numerical control system according to the present invention includes a position command value output means for outputting a position command value used for numerical control of a controlled object, and the position command value is input, and the position based on the inversion detection signal of the controlled object. The position command value correcting device for correcting the command value, current command value generating means for generating a current command value based on the corrected position command value output from the position command value correcting device, and the current command value A current command value correction device that corrects the current command value using a predetermined friction correction gain based on the inversion detection signal of the control target, and a correction that is output from the current command value correction device Current Drive means for driving the controlled object based on the command value.
[0023]
In the numerical control system according to the present invention, the current command value correction device calculates a friction correction gain based on the position command correction value generated by the position command value correction device, and the current command value is calculated using the friction correction gain. Is to correct.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration for one axis of an NC machining system according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1 is a table (control target) to which a workpiece (workpiece) or a tool is fixed, 2 is a ball screw nut (driving means) fixed to the lower surface of the table 1, and 3 is fitted with the ball screw nut 2. The combined ball screw (driving means) 4 is a servo motor (driving means) for rotationally driving the ball screw 3, and 5 is an encoder for detecting the amount of rotation of the servo motor 4. The ball screw 3 and the ball screw nut 2 convert the rotational motion of the servo motor 4 into a linear motion, and the table 1 includes a drive transmission member such as the ball screw 3 and the ball screw nut 2 and a linear motion guide mechanism (guide rail) (not shown). According to the above, setting control is performed at a predetermined position, or the moving operation is performed in a target trajectory.
[0025]
6 is a position command value output means for outputting a position command value for numerically controlling the position in the predetermined one axis direction of the table 1 based on a machining program or the like, and 7 is a position command value input. Based on the increase / decrease of the value, it is determined whether or not the control direction of the relevant axis direction of the table 1 is reversed, and when reversed, the positive or negative magnitude 1 corresponding to the increase / decrease direction of the position command value after the reversal is determined. A reversal detecting means for outputting a step-shaped reversal detection signal and outputting a step-shaped reversal detection signal having the same sign size 1 as the previous determination result when not reversing, and 8 represents a friction amount for each position of the table. Friction amount storage means (friction amount output means) 9 for inputting the detected rotation amount of the encoder 5 and outputting the friction amount at the position of the table 1 estimated based on the detected rotation amount. A reversal detection signal is input together with the amount of friction, and the reversal detection signal is corrected to a magnitude corresponding to the friction amount with a friction correction gain corresponding to the dynamic friction of the servo motor 4, the ball screw 3 and the table 1. Lost motion correction gain calculation means (position command correction value output means) 10 for outputting as a position correction signal is a position addition means (calculation means) for adding the position correction signal to the position command value.
[0026]
In the lost motion correction gain calculation means 9, the current position determined based on the detected rotation amount of the encoder 5 is p, and the friction amount function stored in the friction amount storage means 8 as the friction amount of the current position. Is f (p) and the position command correction value (lost motion correction amount) is LM, the position command correction value is generated based on the calculation shown in the following equation 1. However, K is a constant representing the relationship between the friction amount and the position command correction value, and corresponds to a spring coefficient (a constant value in this embodiment).
LM = f (p) / K Equation 1
[0027]
The spring coefficient K is set according to the following procedure. First, in a state where the table 1 is moved at a constant position and a constant speed, the amount of lost motion of the table 1 is measured using a position measuring means such as a contact displacement meter, and the final motion to the servo motor 4 is measured. Record the supply current value. Next, the spring coefficient K is obtained by substituting these data into the following equation 2. However, Kt is a torque constant of the servomotor 4 and is generally known as the specification of the servomotor 4, i (p1) is a current value supplied to the servomotor 4 at the table position p1, and LM (p1 ) Is the amount of lost motion of the table 1 at the table position p1.
K = Kt × i (p1) / LM (p1) Equation 2
[0028]
11 is inputted with the output of the position adding means 10 and the detected rotation amount of the encoder 5, and the speed according to the distance between the target position shown in the output of the position adding means 10 and the current position shown in the detected rotation amount of the encoder 5. Position control means (current command value generation means) for outputting a command value, 12 is speed control means (current command value generation means) for outputting a current command value to the servo motor 4 according to the speed command value, and 13 is inverted. Friction correction gain calculation means (current command value) that outputs a current command correction value that is a correction torque amount that cancels the friction that acts on the servo motor 4 by correcting the detection signal with a friction correction gain of a constant magnitude. Correction device ), 14 is a current adding means (current command value) for adding the current command correction value to the current command value. Correction device , 15 is a current control means (drive means) that receives the output of the current addition means 14 and supplies a current having a current value corresponding to the output to the servo motor 4.
[0029]
Incidentally, the friction amount storage means 8 measures a current command value in a reference operation in advance, and stores a friction amount depending on a position estimated from the current command value. For example, each drive shaft is caused to perform a constant-velocity linear motion at a sufficiently low speed at which the influence of speed and acceleration does not appear greatly in the current value of the servomotor 4, and the position of the table 1 at that time is measured using the encoder 5, The final supply current value to the servo motor 4 is measured, the amount of friction at each position is calculated using the following equation 3, and stored. However, Kt is a torque constant of the servo motor 4 and is generally known as a specification of the servo motor 4, and i (p) is a current value supplied to the servo motor 4 at the position p.
f (p) = Kt × i (p) Equation 3
[0030]
In order to obtain the relationship of the above formula 2, it is necessary to measure the position of the table such as a contact-type displacement meter at any one point p1 at least once before product shipment. The lost motion LM is a difference between the position of the motor measured by the encoder 5 and the position of the table measured by a contact displacement meter or the like, and accuracy of micron or less is required. On the other hand, at the stage of the above formula 3, the position accuracy may be on the order of about 1 mm, for example, and the motor position detection using the encoder 5 is sufficient. Since the spring coefficient K is a fixed value, it is not necessary to measure thereafter, and no means for measuring the position of the table is necessary. Although the detection of the motor position by the encoder 5 is easy, the detection of the table position is complicated because an extra instrument is required.
[0031]
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the position of the table 1 stored in the friction amount storage means and the friction amount according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4A shows a friction amount distribution graph in which the horizontal axis indicates the position and the vertical axis indicates the friction amount, and FIG. 4B shows the measurement data on which the graph is based. In the figure, the amount of friction gradually increases as the position of the table 1 moves from the central part of the shaft to both ends.
[0032]
Next, the operation will be described.
When a position command value is output from the position command value output means 6 based on a machining program or the like, the inversion detection means 7 reverses the control direction in the relevant axial direction of the table 1 based on the increase / decrease in the value of the position command value. Determine whether or not. Then, when not inverted, a step-like inversion detection signal having the same sign as the previous determination result is output, and when inverted, a stepwise inversion detection signal having a positive or negative magnitude 1 corresponding to the control direction of the axis after inversion is output. On the other hand, the friction amount at the current position of the table 1 estimated based on the detected rotation amount is output from the friction amount storage means 8, and the lost motion correction gain calculation means 9 is inverted so as to have a magnitude corresponding to this friction amount. The magnitude of the detection signal is corrected, and the position addition means 10 adds the position correction signal and the position command value. The position control means 11 outputs a speed command value corresponding to the distance between the target position indicated by the added value and the current position indicated by the detected rotation amount of the encoder 5. Further, while the current command value corresponding to the speed command value is output from the speed control means 12, the friction correction gain calculation means 13 corrects the magnitude of the inversion detection signal and outputs a current command correction value. These are added in the current adding means 14, and this added current command value is input to the current control means 15, the output current of the current control means 15 is supplied to the servo motor 4, and the servo motor 4 rotationally drives the ball screw 3, The table 1 moves together with the ball screw nut 2 to the position command value at the speed command speed.
[0033]
As described above, according to the first embodiment, the reversal detection means 7 that receives the position command value, detects reversal of the control direction based on the increase / decrease of the position command value, and outputs a reversal detection signal. From the friction amount storage means 8 for storing the friction amount for each position of the control object measured in advance and selecting and outputting the friction amount at the position based on the current position of the table 1. And the lost motion correction gain calculating means 9 for generating and outputting a position command correction value that changes in accordance with the friction amount when the inversion detection signal is input. The position adding means 10 for performing the correction calculation of the position command value using the position command correction value is provided, and the position command value used for numerical control of the table 1 is corrected. By storing the amount of friction for each position of the table 1, the position command correction value at each position is determined based on the amount of friction that differs for each position where the inversion occurs in the control direction of the table 1. Command value correction calculation can be performed.
[0034]
Accordingly, different amounts of friction are obtained according to the position of the table 1, and the position command value can be corrected based on this, so that rattling caused by play between the ball screw nut 2 and the ball screw 3 (backlash) Even if there is elastic deformation that depends on the relationship between the rigidity and friction of these drive transmission members, the position command value is corrected using a fixed position command correction value when the control direction of the table 1 is simply reversed. Compared with the case where the calculation is performed, there is an effect that the lost motion can be corrected with high accuracy and the position can be controlled with high accuracy.
[0035]
Further, since the position command correction value corresponding to the position of the table 1 is generated and the position command value is corrected using this, the position command correction value based on the relationship model between the position of the table 1 and the friction amount is generated. The friction amount storage means 8 can store the friction amount corresponding to the position of the table 1 only by measuring the relationship between the position of the table 1 and the friction amount under a certain condition. Therefore, it is not necessary to perform measurement for all combinations in which all parameters are changed as in the conventional position command value correction apparatus using a multilayer neural network, and the position command correction value can be set with a small number of measurements.
[0036]
Furthermore, since the amount of friction can be set with such a small amount of measurement, even if each measurement is performed for each product, there is no tremendous effort. A position command correction value that can be corrected well can be set, and there is an effect that higher precision than in the past can be realized.
[0037]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration for one axis of the NC machining system according to the second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 16 denotes the amount of movement of the table 1 determined based on the detected rotation amount when the detected rotation amount of the encoder 5 is input together with the friction amount from the friction amount storage means 8 and a reverse detection signal is input. In response to this, lost motion correction gain calculation means (position command correction value output means) that generates and outputs a position command correction value using the following equation (4). However, g (v) is a function representing increase / decrease of the lost motion amount depending on the current speed. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.
LM = f (p) × g (v) / K Equation 4
[0038]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the speed of the table 1 and the amount of friction according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 4A is a friction distribution graph in which the horizontal axis is speed and the vertical axis is the lost motion coefficient g (v) in the above equation 4, and FIG. 4B is measurement data on which the graph is based. In the figure, when the speed of the table 1 increases, the friction amount gradually decreases to a certain speed range, the lost motion coefficient g (v) decreases, and the speed exceeds the speed range. As the value increases, the amount of friction gradually increases and the lost motion coefficient g (v) also increases.
[0039]
Next, the operation will be described.
When the reverse detection signal is input from the reverse detection means 7, the lost motion correction gain calculation means 16 uses the above equation 4 to determine the position according to the moving speed of the table 1 determined based on the friction amount and the detected rotation amount. A command correction value is generated and output. Other operations are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0040]
As described above, according to the second embodiment, the lost motion correction gain calculation means 16 receives the detected rotation amount from the encoder 5 and uses the calculation formula based on the table drive system modeling to calculate the speed of the table 1. Since the position command correction value that is different depending on the position is generated and output, the friction amount of the different table 1 can be corrected with the position command correction value according to the speed, and only the position of the table 1 is considered. There is an effect that the position can be controlled with higher accuracy than when the position command correction value is used.
[0041]
In addition, the position and speed of the table 1 are separated and considered based on the modeling of the driving system of the table 1 without taking into account all parameters collectively as in the position command value correction apparatus using the conventional multilayer neural network. Therefore, even if the number of factors to be taken into account increases in this way, the contents of the friction amount storage means 8 and the parameters of the arithmetic expression are set with a small measurement regardless of the number of factors. There is an effect that it is possible to accurately correct the deviation.
[0042]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration for one axis of the NC machining system according to the third embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 17 denotes a spring coefficient that stores in advance a spring coefficient for each position of the table and outputs the above-described spring coefficient at the position of the table 1 estimated based on the detected rotation amount of the encoder 5. The storage means (spring coefficient output means) 18 receives the detected rotation amount of the encoder 5 together with the friction amount from the friction amount storage means 8, and when the reverse detection signal is input, the determination is made based on the detected rotation amount. This is a lost motion correction gain calculation means (position command correction value output means) that generates and outputs a position command correction value using the following equation 5 according to the position of the table 1. However, k (p) is stored in the spring coefficient storage means 17 as a spring coefficient that changes depending on the current position. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.
LM = f (p) / k (p) Equation 5
[0043]
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the position of the table 1 and the spring coefficient according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 4A shows a spring coefficient distribution graph in which the horizontal axis is the position and the vertical axis is the spring coefficient k (p) in the above equation 5, and FIG. 4B is measurement data that is the basis of the graph. And what is shown in the figure has a characteristic that the spring coefficient k (p) gradually decreases as the position of the table 1 increases.
[0044]
The spring coefficient distribution function k (p) is set by the following procedure. First, while moving the table 1 over the entire operating range at a constant speed, the amount of lost motion of the table 1 is measured using a position measuring means such as a contact displacement meter, and the current supplied to the servo motor 4 is also measured. Record. Next, by substituting these data into the following formula 6, a spring coefficient distribution function k (p) is obtained. Here, Kt is a torque constant of the servo motor 4, i (p) is a current value supplied to the servo motor 4 at the table position p, and LM (p) is a lost motion amount of the table 1 at the table position p. The spring coefficient distribution graph is plotted.
k (p) = Kt × i (p) / LM (p) Equation 6
[0045]
Next, the operation will be described.
When a reversal detection signal is input from the reversal detection unit 7 in a state where a spring coefficient corresponding to the current position is output from the spring coefficient storage unit, the lost motion correction gain calculation unit 18 receives the output from the friction amount storage unit 8. A position command correction value is generated from a certain friction amount and a spring coefficient which is an output from the spring coefficient storage means 17 using the above formula 5, and is output. Other operations are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0046]
As described above, according to the third embodiment, the lost motion correction gain calculation means 18 uses the friction amount that changes according to the position of the control target and the spring coefficient that changes according to the position of the control target. Since the command correction value is generated and output, even if the spring coefficient for each position of the control target changes, the position command correction value can be calculated accordingly, and only the variation in the friction amount of the control target is considered. There is an effect that the position can be controlled with higher accuracy than when the position command correction value is used.
[0047]
In addition, the change in the amount of friction due to the position of the table 1 and the change in the spring coefficient due to the position of the table 1 are separated without taking into account all the parameters as in the conventional position command value correction device using a multilayer neural network. Thus, even if the number of factors to be taken into account increases in this way, each product can be set while setting the storage contents of the correction amount storage means 8 and the parameters of the arithmetic expression with a small measurement. There is an effect that each shift can be accurately corrected.
[0048]
In addition, as shown in FIG. 7, the same effect can be acquired also on the assumption of the structure of NC processing system of Embodiment 2. FIG. In the figure, reference numeral 19 denotes the detected rotation amount when the detected rotation amount of the encoder 5 is input together with the friction amount from the friction amount storage means 8 and the spring coefficient from the spring coefficient storage means 17, and when the reverse detection signal is input. This is a lost motion correction gain calculation means (position command correction value output means) that generates and outputs a position command correction value using the following equation 7 in accordance with the speed of the table 1 determined based on it. The other configuration is the same as that of the second embodiment, and the description is omitted.
LM = f (p) × g (v) / k (p) Equation 7
[0049]
Further, in the above description, an example in which the friction amount and the spring coefficient depending on the position of the control target are displayed in a tabular form is shown, but an approximate function extracted from tabular data may be used. Alternatively, for the spring coefficient depending on the position of the controlled object, the following equation 8 based on the mechanical system model of the controlled object may be used. However, A and B are constants for converting the current position into a spring coefficient.
k (p) = 1 / (A × p + B) Equation 8
[0050]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration for one axis of an NC machining system according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, reference numeral 20 denotes a predetermined schedule in which the detected rotation amount of the encoder 5 and the final supply current value to the servo motor 4 are input, and are grasped based on power activation, predetermined continuous operation time, user instruction, and the like. It is a function derivation unit (friction amount calculation unit) that performs an update process of the content stored in the friction amount storage unit 8. Specifically, the function deriving means 20 outputs, for example, a position command value for moving the table 1 at a constant speed much lower than the normal use speed over the entire movement range, while the position command value output means 6 outputs the position command value. On the basis of the position information and the supply current value in Table 1, the friction amount at each position is calculated using the above equation 3, and this is stored in the friction amount storage means 8. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.
[0051]
Next, the operation will be described.
When the update processing timing of the content stored in the friction amount storage unit 8 comes based on the above schedule, the function deriving unit 20 specifically sets, for example, the table 1 at a constant speed much lower than the normal use speed over the entire movement range. While the position command value to be moved at the position is output from the position command value output means 6, the friction amount at each position is calculated based on the position information of the table 1 and the supply current value at that time, and this is calculated as the friction amount storage means 8. Remember me. Other operations are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0052]
As described above, according to the fourth embodiment, the table 1 is operated based on a predetermined schedule, the position information of the table 1 at that time, and the final current command to the servo motor 4 that drives the table 1 Function derivation means 20 for calculating the friction amount at each position based on the value, and the friction amount storage means 8 stores the friction amount for each position of the table 1 calculated by the function derivation means 20. The amount storage means 8 can store a position command correction value corresponding to the environment and state at that time.
[0053]
Therefore, even if the lubrication state of the linear motion guide changes in accordance with temperature change or aging change, and as a result, the amount of friction at each position of the table 1 changes, that is, the lubrication state of the linear motion guide mechanism changes. Even so, the stored content of the friction amount storage means 8 can be updated accordingly, so that the lost motion can be accurately performed regardless of the temperature change or aging change, and the guide lubrication state change. There is an effect that can be corrected.
[0054]
According to the fourth embodiment, the function deriving means 20 calculates the friction amount when the table 1 is operated based on a constant position command value, so that the substantially constant speed over the entire movement range. Thus, it is possible to obtain the friction amount when the table 1 is moved, to prevent the friction amount from being changed due to the speed change, and to improve the accuracy of the friction amount and the position command correction value according to the position of the table 1. There is an effect that can be done.
[0055]
Embodiment 5. FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration for one axis of the NC machining system according to the fifth embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 21 denotes a friction correction gain that is calculated based on the position command correction value. When an inversion detection signal is input, the magnitude is corrected by this friction correction gain using the following equation 9 to obtain a current. Friction correction gain calculation means (current command value correction device) that outputs as a command correction value. Here, fc is a friction correction amount, LM is a lost motion correction amount, and K is a spring coefficient indicating the relationship between the lost motion correction amount and the friction amount. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.
fc = LM × K (formula 9)
[0056]
Next, the operation will be described.
When a reverse detection signal is output from the reverse detection means 7 and a position correction signal is output from the lost motion correction gain calculation means 9 based on the reverse detection signal, the friction correction gain calculation means 21 is based on the position command correction value. Then, the friction correction gain is calculated, the magnitude of the inversion detection signal is corrected by this friction correction gain, and a current command correction value is output. Other operations are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0057]
As described above, according to the fifth embodiment, the friction correction gain is calculated based on the position command correction value generated by the lost motion correction gain calculation means 9, and the current command value is calculated using this friction correction gain. Since the friction correction gain calculating means 21 for correcting the friction amount is provided, the increase / decrease in the friction amount depending on the position of the table 1 can be offset by the friction correction gain, and the position correction accuracy is deteriorated due to the increase / decrease in the friction amount. There is an effect that can be prevented.
[0058]
In addition, as shown in FIG. 10, the same effect can be acquired also on the premise of the configuration of the NC machining system of the second embodiment.
[0059]
Embodiment 6 FIG.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration for one axis of an NC machining system according to Embodiment 6 of the present invention. In the figure, reference numeral 22 denotes the final supply current value to the servo motor 4 and the detected rotation amount of the encoder 5, and when the reverse detection signal is input, the table 1 is determined based on the detected rotation amount. Lost motion correction gain calculation means (position command correction value output means) that generates and outputs a position command correction value using the following equation 10 in accordance with the moving speed. Where f is the estimated friction amount in terms of the servo motor axis, Kt is the torque constant of the servo motor 4, i is the current command value to the servo motor 4, J is the inertia in terms of the servo motor axis including all moving parts, ddΘ Is the angular acceleration of the servomotor 4, C is the viscous friction coefficient in terms of the servomotor shaft, and dΘ is the angular velocity of the servomotor 4. The other configuration is the same as that of the second embodiment, and the description is omitted.
f = Kt × i−J × ddΘ−C × dΘ Equation 10
[0060]
The inertia J and the viscous friction coefficient C are the position (angle), speed (angular velocity), acceleration (angular acceleration) and thrust (when the sine wave motion having an appropriate maximum speed is applied to the drive shaft of the servo motor 4. Servo motor torque) is calculated by the following equation group 11 using the least square method. However, [] ′ is a transposed matrix, [τ] is an m-row column vector composed of time series data of servo motor torque, B is a sign sign (dΘ) of angular acceleration ddΘ and angular velocities dΘ and dΘ, respectively. A matrix of m rows × 3 columns composed of m row column vectors, and A is an inverse matrix of 3 rows × 3 columns calculated from the matrix B.
[J C f] ′ = A [τ]
B = [ddΘ dΘ sign (dΘ)]
τ = Kt × i (Expression group 11)
[0061]
Next, the operation will be described.
When the reverse detection signal is output from the reverse detection means 7, the lost motion correction gain calculation means 22 calculates the final supply current value to the servo motor 4 at that time and the current speed determined from the detected rotation amount of the encoder 5. The position command correction value is generated based on Equation 10 above. Other operations are the same as those in the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0062]
As described above, according to the sixth embodiment, the inversion detection means 7 that receives the position command value, detects the inversion of the control direction based on the increase / decrease in the position command value, and outputs the inversion detection signal; A final supply current value for the servo motor 4 that drives the table 1 is input, and a lost motion correction gain calculating unit 22 that generates and outputs a position command correction value using an arithmetic expression based on modeling of the table 1; The position adding means 10 for correcting the position command value using the position command correction value is provided, and the position command value used for the numerical control of the table 1 is corrected. It is possible to perform correction calculation of position command values having different values for each position where the inversion of the table 1 occurs.
[0063]
Accordingly, the position command value can be corrected according to the friction amount of the different table 1 depending on the position. Therefore, when the table 1 is simply reversed, the position command value is corrected using a fixed position command correction value. There is an effect that the position can be controlled with higher accuracy than in the case of performing it.
[0064]
In addition, since the position command correction value based on the relational model between the position of table 1 and the amount of friction can be generated, all the parameters are changed as in the conventional position command value correction device using a multilayer neural network. It is not necessary to perform the measurement for the combination of the above, and the parameters of the arithmetic expression can be set with a small number of measurements.
[0065]
Furthermore, since the calculation formula can be set with such a small number of measurements, even if each measurement is performed for each product, there is no tremendous effort. Since a position command correction value that can be corrected well can be set, there is an effect that an unprecedented high accuracy can be realized.
[0066]
Finally, if the amount of friction changes according to the environment and state at that time, the final supply current value to the servo motor 4 that changes accordingly is input to the lost motion correction gain calculation means 22. Even if the lubrication state of the linear motion guide changes according to a temperature change or a secular change, and as a result, the amount of friction at each position of the table 1 changes, a position command correction value corresponding to the change can be calculated. Therefore, there is an effect that the deviation can be corrected with high accuracy irrespective of the temperature change and the secular change, and regardless of the change in the lubrication state of the linear motion guide.
[0067]
According to the sixth embodiment, the lost motion correction gain calculating means 22 generates and outputs a position command correction value that becomes a different value depending on the speed of the table 1 using an arithmetic expression based on the modeling of the table 1. Therefore, the friction amount of the table 1 that differs depending on the speed can be corrected with the position command correction value, and the position can be controlled with higher accuracy than when the position command correction value considering only the position of the table 1 is used. There is an effect that can.
[0068]
In addition, the position and speed of the table 1 can be separated and considered based on the modeling of the table 1 without having to consider all parameters collectively as in the conventional position command value correction apparatus using the multilayer neural network. Therefore, even if the number of factors to be considered increases, the lost motion can be accurately corrected for each product while setting the calculation formula parameters with a small number of measurements. There is.
[0069]
In the above embodiment, the current position of the table 1 is determined based on the detected rotation amount of the encoder 5, but it may be determined using the position command value output from the position command value output means 6. Similar effects can be obtained.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the position command value correction device that corrects the position command value used for the numerical control of the controlled object, the position command value is input, and control is performed based on the increase or decrease of the position command value. A reversal detecting means for detecting reversal of the direction and outputting reversal detection information; and a storage means for storing a friction amount for each position of the controlled object measured in advance, and the friction at the position based on the current position of the controlled object. The friction amount output means for selecting and outputting the amount, and the inversion detection signal as well as the friction amount output from the friction amount storage means are input, and a position command correction value that varies depending on the friction amount is generated. Since the position command correction value output means for outputting and the calculation means for performing the correction calculation of the position command value using the position command correction value are provided, the amount of friction for each position of the control target measured in advance in the storage means is provided. Remembered In Rukoto, can be based on the amount of friction different value for each position where the inversion of the control target occurs, the correction operation of the position command value by using the optimum position command correction value at each position.
[0071]
Therefore, since the position command value can be corrected according to the friction amount of the control object that differs depending on the position, when the control object is reversed, the position command value is corrected using a fixed position command correction value. There is an effect that the position can be controlled with higher accuracy than in the case of performing it.
[0072]
Further, since a correction value corresponding to the position of the control target is generated and the position command value is corrected using this, a position command correction value based on a relational model between the position of the control target and the friction amount is generated. The position command correction value corresponding to the position of the controlled object can be stored in the storage means only by measuring the relationship between the position of the controlled object and the friction amount under a certain condition. Therefore, it is not necessary to perform measurement for all combinations in which all parameters are changed as in the conventional position command value correction apparatus using a multilayer neural network, and the position command correction value can be set with a small number of measurements.
[0073]
Furthermore, since the position command correction value can be set with such a small number of measurements, even if each measurement is performed for each product, it does not take a lot of time and effort. Since it is possible to set a position command correction value that can correct motion with high accuracy, there is an effect that it is possible to achieve higher accuracy than in the past.
[0074]
According to the present invention, the spring coefficient output means further comprises a storage means for storing a spring coefficient for each position of the controlled object measured in advance, and selects and outputs the spring coefficient at the position based on the current position of the controlled object. And the lost motion correction gain calculating means generates and outputs a position command correction value using a friction amount that changes according to the position of the control target and a spring coefficient that changes according to the position of the control target. Even if the spring coefficient for each position of the control target changes, the position command correction value can be calculated accordingly, and it is more accurate than using a position command correction value that takes into account only the variation in the friction amount of the control target. There is an effect that the position can be well controlled.
[0075]
According to this invention, the friction amount output means operates the control target based on a predetermined schedule, and each position is determined based on the position information of the control target at that time and the command value to the drive means that drives the control target. And a storage means for storing the friction amount for each position of the controlled object calculated by the friction amount calculation means. The corresponding position command correction value can be stored. Therefore, even if the lubrication state of the guide changes according to temperature change or aging change, and as a result, the amount of friction at each position to be controlled changes, the position command correction value of the storage means is updated accordingly. Therefore, there is an effect that the lost motion can be corrected with high accuracy regardless of the temperature change or the secular change and the change in the lubrication state of the guide.
[0076]
According to the present invention, the friction amount calculation means calculates the friction amount when the control target is operated based on the constant position command value, so that the control target is controlled at a substantially constant speed over the entire moving range. It is possible to obtain the amount of friction in a state where the position is moved, to prevent a change in the amount of friction accompanying a speed change, and to improve the accuracy of the correction amount and the position command correction value according to the position of the control target. is there.
[0077]
According to the present invention, in the position command value correction device for correcting the position command value used for numerical control of the controlled object, the position command value is input, and the reversal of the control direction is detected based on the increase or decrease of the position command value. Position command for generating a position command correction value by using an arithmetic expression based on modeling of the control object, and a command value for the inversion detection means for outputting the reversal detection information and the drive means for driving the control object Since the correction value output means and the calculation means for performing the correction calculation of the position command value using the position command correction value are provided, each position where the inversion of the control object has occurred using the calculation formula based on the modeling of the control object Thus, it is possible to perform correction calculation of position command values having different values.
[0078]
Therefore, since the position command value can be corrected according to the friction amount of the control object that differs depending on the position, when the control object is reversed, the position command value is corrected using a fixed position command correction value. There is an effect that the position can be controlled with higher accuracy than in the case of performing it.
[0079]
In addition, since it is possible to generate a position command correction value based on a relational model between the position of the controlled object and the amount of friction, all of the parameters that have been changed are changed as in the conventional position command value correction device using a multilayer neural network. It is not necessary to perform the measurement for the combination of the above, and the parameters of the arithmetic expression can be set with a small number of measurements.
[0080]
Furthermore, since the calculation formula can be set with such a small number of measurements, even if each measurement is performed for each product, there is no tremendous effort. Since a position command correction value that can be corrected well can be set, there is an effect that an unprecedented high accuracy can be realized.
[0081]
Finally, the position command correction value output means receives the command value for the drive means for driving the controlled object that changes in accordance with the amount of friction depending on the environment and state at that time. Even if the lubrication state of the product changes according to temperature change or secular change, and as a result, the amount of friction at each position to be controlled changes, the position command correction value can be calculated accordingly. There is an effect that the lost motion can be corrected with high accuracy regardless of the temperature change or aging change of the guide and the change of the lubrication state of the guide.
[0082]
According to this invention, the position command correction value output means receives position control information that is input with information about the current speed of the control target, and has different values depending on the speed of the control target using an arithmetic expression based on modeling of the control target. Since the correction value is generated and output, the friction amount of the control target that differs depending on the speed can be corrected with the position command correction value, rather than using the position command correction value that only considers the position of the control target. There is an effect that the position can be controlled with high accuracy.
[0083]
Moreover, it is possible to separate and consider the position and speed of the controlled object based on the modeling of the controlled object without having to consider all the parameters at once like the position command value correction device using the conventional multilayer neural network. Therefore, even if the number of factors to be taken into account increases in this way, the lost motion of each product can be accurately set for each product while setting the memory contents and parameters of the calculation formula with a small number of measurements. There is an effect that can be corrected.
[0084]
According to the present invention, the position command value output means for outputting the position command value used for the numerical control of the controlled object and the position command value are input, and the position command value is obtained based on the inversion detection signal of the controlled object. The position command value correcting device for correcting, a current command value generating means for generating a current command value based on the corrected position command value output from the position command value correcting device, and the current command value are input, A current command value correction device that corrects the current command value using a predetermined friction correction gain based on the inversion detection signal of the control object, and a correction output from the current command value correction device Current Drive means for driving the control object based on the command value, so that a position command correction value can be generated with data based on a small number of measurements, and when the control object is simply inverted, a constant position command correction is performed. There is an effect that the position can be controlled with higher accuracy than when the position command value is corrected using the value.
[0085]
According to this invention, the current command value correction device calculates a friction correction gain based on the position command correction value generated by the position command value correction device, and corrects the current command value using this friction correction gain. Therefore, the increase / decrease of the friction amount depending on the position of the table can be offset by this friction correction gain, and there is an effect that the deterioration of the position correction accuracy due to the increase / decrease of the friction amount can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration for one axis of an NC machining system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a relationship between a position of a table stored in a friction amount storage unit and a friction amount according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration for one axis of an NC machining system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the speed of a table and the amount of friction according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration for one axis of an NC machining system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining a relationship between a position and a spring coefficient according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a modification of the NC machining system according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration for one axis of an NC machining system according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration for one axis of an NC machining system according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a modification of the NC machining system according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration for one axis of an NC machining system according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a conventional numerical control system.
FIG. 13 is a diagram illustrating a relationship between a position and a lost motion amount.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a conventional numerical control system.
[Explanation of symbols]
1 table (control object), 2 ball screw nut (drive means), 3 ball screw (drive means), 4 servo motor (drive means), 5 encoder, 6 position command value output means, 7 reverse detection means, 8 friction amount storage means (Friction amount output means), 9, 16, 18, 19, 22 Lost motion correction gain calculation means (position command correction value output means), 10 Position addition means (calculation means), 11 Position control means (current command value generation means) ), 12 Speed control means (current command value generation means), 13 Friction correction gain calculation means (current command value correction device), 14 Current addition means (current command value correction device), 15 Current control means (drive means), 17 Spring coefficient storage means (spring coefficient output means), 20 function derivation means (friction amount calculation means), 21 friction correction gain calculation means (current command value correction device).

Claims (8)

制御対象の数値制御に利用する位置指令値を補正する位置指令値補正装置において、
上記位置指令値が入力され、上記位置指令値の増減に基づいて制御方向の反転を検出して反転検出情報を出力する反転検出手段と、
予め測定された制御対象の位置毎の摩擦量を記憶する記憶手段を備え、制御対象の現在位置に基づいて当該位置の摩擦量を選択して出力する摩擦量出力手段と、
当該摩擦量記憶手段からの摩擦量出力とともに上記反転検出信号が入力され、当該摩擦量に応じて異なる値となる位置指令補正値を生成して出力する位置指令補正値出力手段と、
当該位置指令補正値を用いて上記位置指令値の補正演算を行う演算手段とを備えることを特徴とする位置指令値補正装置。
In a position command value correction device that corrects a position command value used for numerical control of a controlled object,
Reversal detecting means for inputting the position command value, detecting reversal of the control direction based on increase or decrease of the position command value, and outputting reversal detection information;
A storage means for storing the friction amount for each position of the control object measured in advance, and a friction amount output means for selecting and outputting the friction amount at the position based on the current position of the control object;
The position command correction value output means for generating and outputting a position command correction value that is different from the friction amount output from the friction amount storage means and is input according to the friction amount;
A position command value correction apparatus comprising: a calculation means for performing a correction calculation of the position command value using the position command correction value.
制御対象の数値制御に利用する位置指令値を補正する位置指令値補正装置において、
上記位置指令値が入力され、上記位置指令値の増減に基づいて制御方向の反転を検出して反転検出情報を出力する反転検出手段と、
予め測定された制御対象の位置毎の摩擦量を記憶する記憶手段を備え、制御対象の現在位置に基づいて当該位置の摩擦量を選択して出力する摩擦量出力手段と、
予め測定された制御対象の位置毎のバネ係数を記憶する記憶手段を備え、制御対象の現在位置に基づいて当該位置のバネ係数を選択して出力するバネ係数出力手段と、
当該バネ係数記憶手段からのバネ係数出力とともに上記摩擦量記憶手段からの摩擦量出力ならびに上記反転検出信号が入力され、当該バネ係数ならびに当該摩擦量に応じて異なる値となる位置指令補正値を生成して出力する位置指令補正値出力手段と、
当該位置指令補正値を用いて上記位置指令値の補正演算を行う演算手段とを備えることを特徴とする位置指令値補正装置。
In a position command value correction device that corrects a position command value used for numerical control of a controlled object,
Reversal detecting means for inputting the position command value, detecting reversal of the control direction based on increase or decrease of the position command value, and outputting reversal detection information;
A storage means for storing the friction amount for each position of the control object measured in advance, and a friction amount output means for selecting and outputting the friction amount at the position based on the current position of the control object;
A storage means for storing a spring coefficient for each position of the control object measured in advance, and a spring coefficient output means for selecting and outputting the spring coefficient at the position based on the current position of the control object;
The friction amount output from the friction amount storage means and the inversion detection signal are input together with the spring coefficient output from the spring coefficient storage means, and a position command correction value that varies depending on the spring coefficient and the friction amount is generated. Position command correction value output means for outputting
A position command value correction apparatus comprising: a calculation means for performing a correction calculation of the position command value using the position command correction value.
摩擦量出力手段は、所定のスケジュールに基づいて制御対象を動作させ、その時の制御対象の位置情報とこの制御対象を駆動する駆動手段への指令値とに基づいて各位置における摩擦量を演算する摩擦量演算手段を備え、
記憶手段は、この摩擦量演算手段により演算された制御対象の位置毎の摩擦量を記憶することを特徴とする請求項1または請求項2記載の位置指令値補正装置。
The friction amount output means operates the control target based on a predetermined schedule, and calculates the friction amount at each position based on the position information of the control target at that time and the command value to the drive means for driving the control target. A friction amount calculation means is provided,
The position command value correction apparatus according to claim 1 or 2, wherein the storage means stores the friction amount for each position of the control target calculated by the friction amount calculation means.
摩擦量演算手段は、一定の位置指令値に基づいて制御対象を動作させた際の摩擦量を演算することを特徴とする請求項3記載の位置指令値補正装置。4. The position command value correction device according to claim 3, wherein the friction amount calculation means calculates a friction amount when the controlled object is operated based on a fixed position command value. 制御対象の数値制御に利用する位置指令値を補正する位置指令値補正装置において、
上記位置指令値が入力され、上記位置指令値の増減に基づいて制御方向の反転を検出して反転検出情報を出力する反転検出手段と、
制御対象を駆動する駆動手段に対する指令値が入力され、制御対象のモデリングに基づく演算式を用いて位置指令補正値を生成して出力する位置指令補正値出力手段と、
当該位置指令補正値を用いて上記位置指令値の補正演算を行う演算手段とを備えることを特徴とする位置指令値補正装置。
In a position command value correction device that corrects a position command value used for numerical control of a controlled object,
Reversal detecting means for inputting the position command value, detecting reversal of the control direction based on increase or decrease of the position command value, and outputting reversal detection information;
Position command correction value output means for inputting a command value for the driving means for driving the control object, and generating and outputting a position command correction value using an arithmetic expression based on modeling of the control object;
A position command value correction apparatus comprising: a calculation means for performing a correction calculation of the position command value using the position command correction value.
位置指令補正値出力手段は、制御対象の現在速度に関する情報が入力され、制御対象のモデリングに基づく演算式を用いて制御対象の速度に応じても異なる値となる位置指令補正値を生成して出力することを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載の位置指令値補正装置。The position command correction value output means receives information related to the current speed of the control target, and generates a position command correction value that varies depending on the speed of the control target using an arithmetic expression based on modeling of the control target. 6. The position command value correction apparatus according to claim 1, wherein the position command value correction apparatus outputs the position command value. 制御対象の数値制御に利用する位置指令値を出力する位置指令値出力手段と、
この位置指令値が入力され、上記制御対象の反転検出信号に基づいて当該位置指令値を補正する請求項1または請求項5記載の位置指令値補正装置と、
当該位置指令値補正装置から出力される補正された位置指令値に基づいて電流指令値を生成する電流指令値生成手段と、
この電流指令値が入力され、上記制御対象の反転検出信号に基づいて所定の摩擦補正ゲインを用いて上記電流指令値を補正する電流指令値補正装置と、
当該電流指令値補正装置から出力される補正された電流指令値に基づいて上記制御対象を駆動する駆動手段とを備える数値制御システム。
Position command value output means for outputting a position command value used for numerical control of the controlled object;
The position command value correction device according to claim 1 or 5, wherein the position command value is input, and the position command value is corrected based on the inversion detection signal of the control target.
Current command value generation means for generating a current command value based on the corrected position command value output from the position command value correction device;
A current command value correction device that receives the current command value and corrects the current command value using a predetermined friction correction gain based on the inversion detection signal of the control target;
Numerical control system comprising a driving means for driving said controlled object based on the corrected current command value output from the current command value correcting unit.
電流指令値補正装置は、位置指令値補正装置で生成された位置指令補正値に基づいて摩擦補正ゲインを演算し、この摩擦補正ゲインを用いて上記電流指令値を補正することを特徴とする請求項7記載の数値制御システム。The current command value correction device calculates a friction correction gain based on the position command correction value generated by the position command value correction device, and corrects the current command value using the friction correction gain. Item 8. The numerical control system according to Item 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003076425A (en) * 2001-09-05 2003-03-14 Yamazaki Mazak Corp Control device for feeding driving system
JP4573604B2 (en) * 2004-09-13 2010-11-04 株式会社リコー Feeder
KR100836655B1 (en) * 2006-08-02 2008-06-10 경북대학교 산학협력단 Apparatus for controlling offset and method at the same
JP5096019B2 (en) * 2007-02-26 2012-12-12 オークマ株式会社 Servo motor control device
JP4581096B2 (en) * 2007-02-27 2010-11-17 国立大学法人東京農工大学 Friction compensation method, friction compensator, and motor control device
JP4838817B2 (en) * 2008-01-09 2011-12-14 三菱重工業株式会社 Lost motion elimination control device
JP5739400B2 (en) 2012-11-30 2015-06-24 ファナック株式会社 Servo control device having position correction function of driven body
WO2014122822A1 (en) * 2013-02-07 2014-08-14 三菱電機株式会社 Servo control device
JP6430986B2 (en) 2016-03-25 2018-11-28 ファナック株式会社 Positioning device using robot

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