JP4908377B2 - 回転構造物の位置制御方法 - Google Patents
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Description
以下、特許文献1に記載の制御装置及び該制御装置における位置制御方法について説明する。特許文献1に記載の制御装置は、回転軸の近傍に回転速度検出器や回転角度検出器を備えており、回転軸をバネ及び剛体と仮定して、上記回転速度検出器等より得られる制御情報に基づいてねじり変形による回転角度誤差量等を推定し、該推定値に基づいてトルク指令値を補正するようになっている。
Δθ=(T m −J m ・α)/K θR ・・・(1)
回転構造物1は、たとえば5軸制御立形マシニングセンタ等の工作機械に設置されるトラニオン構造の二軸ユニットであって、図示しない軸受等に支持された旋回軸部4、4を軸としてX軸と平行なA軸周りで揺動自在(回転動作)なトラニオン2、及びトラニオン2上で回転自在なテーブル3とを備えてなる。
図3に示す如く、制御装置では、トラニオン2のA軸周りでの回転動作の制御に係り、NC装置10から入力されるNC位置指令と、トラニオン2を回転させるモータ(駆動部)11に設けられた角度検出器12からの位置フィードバック信号との偏差が0になるような位置制御ループが組まれている。また、微分器13により位置フィードバック信号を微分して得られる速度フィードバック信号と、位置制御部14からの出力信号とを速度制御部15にて比較するとした速度制御ループが、上記位置制御ループの内側に組まれている。尚、速度制御部15から出力されるトルク指令信号は、トルク/電流制御部16を介してモータ11へ伝達される。
たとえば、上記実施形態では、予め角度推定誤差装置にねじり剛性係数KθRを各制御対象位置毎に夫々対応させて記憶しておき、入力された制御対象位置に応じて対応するねじり剛性係数KθRを選択するような構成としているが、当該構成ではなく、制御対象位置を変数としてねじり剛性係数KθRを算出可能な所定の関数を角度推定誤差装置に記憶させておき、角度誤差推定装置は、入力された制御対象位置にもとづき所定の関数を用いてねじり剛性係数KθRを算出するような構成としてもよい。また、上記実施形態では、制御対象位置Rを特定するための基準点を回転構造物の回転中心としているが、テーブル上に基準点を設け、そこからの距離により制御対象位置を特定するようにしてもよい。
また、回転構造物の制御対象位置の弾性変形による角度誤差を推定するにあたり、該弾性変形に起因する力の種類(たとえば、重力、回転角加速度、外力や負荷重量等といった集中加重)ごとに、用いるねじり剛性係数Kθを関数又はテーブルにより選択(算出)することにより、推定する角度誤差の精度を更に高めるようにすることも可能である。
さらに、回転構造物の構成も、上述したようなトラニオンに限定されることはなく、テーブルが旋回しないトラニオン等であっても何ら問題はない。
Claims (1)
- 回転構造物を回転動作させる駆動部へ出力するトルク指令T m をもとに、前記回転構造物の回転軸における誤差である角度誤差を補正する位置制御方法であって、
前記回転構造物の回転中心から制御対象位置までの距離Rに応じて、ねじり剛性係数K θR を予め設定されたテーブルからの選択又は予め設定されている所定の関数にもとづく算出により決定する第1工程と、
前記決定したねじり剛性係数K θR 、前記トルク指令T m 、前記回転構造物における前記回転軸や軸受のイナーシャJ m 、及び前記回転構造物の角加速度αを用いて下記の式(1)より角度誤差Δθを算出する第2工程と、
前記角度誤差Δθを補正量として出力する第3工程と
を実行する回転構造物の位置制御方法。
Δθ=(T m −J m ・α)/K θR ・・・(1)
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