JP6180688B1 - 数値制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、工作機械の構成の一例を模式的に示す図である。工作機械1は、ベースとなるベッド2と、加工対象であるワーク3を保持し、水平方向に移動可能でまた水平面内で回転可能なワークテーブル4と、工具5を保持し、垂直方向に移動可能なヘッド6と、ベッド2に固定され、ヘッド6を支持するコラム7と、を有する。この工作機械1に数値制御装置が接続され、数値制御装置からの指示に従って、ワークテーブル4が水平方向に移動しもしくは水平面内で回転し、またはヘッド6が垂直方向に移動し、工具5によってワーク3が所望の形状に加工される。
x1(t2)=A1・x1(t1)+B1・u ・・・(1)
x2(t2)=A2・x2(t1)+B2・u ・・・(2)
p=Cp1・x1(t1) ・・・(3)
v=Cv1・x1(t1) ・・・(4)
Cv=(Cv1 0) ・・・(9)
x(t2)=A・x(t1)+B・u ・・・(10)
p=Cp・x(t1) ・・・(11)
v=Cv・x(t1) ・・・(12)
x(t2)=A・x(t1)+B{u−K・x(t1)}
=(A−B・K)・x(t1)+B・u ・・・(13)
p=Cp・x(t1)
v=Cv・x(t1)
pm=Cpm・xm(t1)
vm=Cvm・xm(t1)
um=u−K・x(t1)+Kv{v−vm+Kp(p−pm)}
=u−K・x(t1)+Kv(v−vm)+Kv・Kp(p−pm)
=u−K・x(t1)+Kv{Cv・x(t1)−Cvm・xm(t1)}+Kv・Kp{Cp・x(t1)−Cpm・xm(t1)}
xm(t2)=Am・xm(t1)+Bm・um
=Am xm(t1)+Bm・[u−K・x(t1)+Kv{Cv・x(t1)−Cvm・xm(t1)}+Kv・Kp{Cp・x(t1)−Cpm・xm(t1)}]
={Am・xm(t1)−Bm・K・x(t1)}+Bm・u+Bm[Kv{Cv・x(t1)−Cvm・xm(t1)}+Kv・Kp{Cp・x(t1)−Cpm・xm(t1)}] ・・・(14)
Cv・x(t1)−Cvm・xm(t1)→0 ・・・(15)
Cp・x(t1)−Cpm・xm(t1)→0 ・・・(16)
{Am・xm(t1)−Bm・K・x(t1)}+Bm・u→{A・x(t1)−B・K・x(t1)}+B・u ・・・(17)
xm(t2)→{A・x(t1)−B・K・x(t1)}+B・u(=x(t2)) ・・・(18)
x(t2)=A・x(t1)+B{u−K・x(t1)}
=(A−B・K)・x(t1)+B・u ・・・(19)
um=u−K・x(t1) ・・・(20)
xm(t2)=Am・xm(t1)+Bm・um
=Am・xm(t1)+Bm{u−K・x(t1)}
=[Am・xm(t1)−Bm・K・x(t1)]+Bm・u ・・・(21)
[Am・xm(t1)−Bm・K・x(t1)]+Bm・u→[A・x(t1)−B・K・x(t1)]+B・u ・・・(22)
xm(t2)→[A・x(t1)−B・K・x(t1)]+B・u (=x(t2)) ・・・(23)
図13は、本発明の実施の形態2にかかる数値制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。数値制御装置10aには、第1の駆動軸31aと第2の駆動軸31bとが接続されている。第1の駆動軸31aには、駆動対象の位置および速度を検出する第1のエンコーダ32aが接続され、第2の駆動軸31bには、駆動対象の位置および速度を検出する第2のエンコーダ32bが接続される。
Claims (6)
- 第1の駆動信号を用いて、第1の駆動軸が移動させる対象の第1の物体の第1の移動量を予測する第1の予測部と、
前記第1の駆動信号を用いて、前記第1の駆動軸の駆動力に起因して生じる3次元空間での第2の物体の移動量のうち前記第1の駆動軸の移動方向と異なる方向の移動量である第2の移動量を予測する第2の予測部と、
前記第1の移動量と前記第2の移動量とに基づいて前記第1の駆動信号の補正量を算出する補正量算出部と、
前記第1の駆動信号を前記補正量で補正した第1の補正後駆動信号を前記第1の駆動軸を駆動する駆動部に出力する第1の補正信号出力部と、
を備えることを特徴とする数値制御装置。 - 前記第1の移動量は、前記第1の物体の位置、変位、速度、加速度、姿勢、姿勢変化、姿勢変化速度および姿勢変化加速度のうち少なくとも一つを含み、
前記第2の移動量は、前記第2の物体の3次元空間での前記第1の駆動軸の移動方向と異なる方向の変位、速度、加速度、姿勢変化、姿勢変化速度および姿勢変化加速度のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 - 前記第1の移動量は、前記第1の物体の位置、変位、速度、加速度、姿勢、姿勢変化、姿勢変化速度および姿勢変化加速度のうち少なくとも一つを含み、
前記第2の移動量は、前記第1の物体および前記第2の物体のどちらか一方の位置を基準としたときの他方の位置である相対位置の変位のうち第1の物体の移動方向と異なる方向の変位を示す相対変位、前記相対位置の速度のうち第1の物体の移動方向と異なる方向の速度である相対速度、前記相対位置の加速度のうち第1の物体の移動方向と異なる方向の加速度である相対加速度、前記第1の物体および前記第2の物体のどちらか一方の姿勢を基準としたときの他方の姿勢である相対姿勢の変化のうち第1の物体の回転中心軸と異なる方向の中心軸周りの姿勢変化である姿勢変化、前記相対姿勢の姿勢変化の速度のうち第1の物体の回転中心軸と異なる方向の中心軸周りの姿勢変化速度である相対姿勢変化速度、および前記相対姿勢の姿勢変化の加速度のうち第1の物体の回転中心軸と異なる方向の中心軸周りの姿勢変化加速度である相対姿勢変化加速度のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1に記載の数値制御装置。 - 前記第2の予測部は、前記第1の駆動軸の位置、速度、加速度および駆動力のうち少なくとも一つを入力の一部とし、前記第2の移動量を出力の一部または内部状態量の一部とする状態空間モデルであることを特徴とする請求項1、2または3に記載の数値制御装置。
- 前記第2の予測部で前記第2の移動量を予測する際に用いるモデルを表現する第2の移動量予測パラメータの入力を受け付ける移動量予測パラメータ入力部をさらに備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の数値制御装置。
- 前記第1の駆動信号および第2の駆動軸への第2の駆動信号から、前記第1の駆動軸および前記第2の駆動軸の軌跡を算出する軌跡算出部と、
前記第1の駆動信号と前記補正量とから補正後の前記第1の駆動軸の移動量を算出する第1の算出部と、
前記補正後の前記第1の駆動軸の移動量に対応する前記軌跡上の位置での、前記第2の駆動軸の移動量を算出する第2の算出部と、
前記第2の駆動軸に前記第2の駆動軸の移動量にしたがって第2の補正後駆動信号を前記第2の駆動軸を駆動する駆動部に出力する第2の補正信号出力部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の数値制御装置。
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