JPH01300314A - サーボ制御装置 - Google Patents
サーボ制御装置Info
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- JPH01300314A JPH01300314A JP13214288A JP13214288A JPH01300314A JP H01300314 A JPH01300314 A JP H01300314A JP 13214288 A JP13214288 A JP 13214288A JP 13214288 A JP13214288 A JP 13214288A JP H01300314 A JPH01300314 A JP H01300314A
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 46
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 235000003932 Betula Nutrition 0.000 description 1
- 241000219429 Betula Species 0.000 description 1
- 238000006027 Birch reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41078—Backlash acceleration compensation when inversing, reversing direction
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明はサーボ制御装置に係り、特に重力方向に機械可
動部を移動させる鉛直軸を駆動するサーボモータの回転
方向反転時に行われるバックラッシュ補正を速やかに実
行させるサーボ制御装置に関する。
動部を移動させる鉛直軸を駆動するサーボモータの回転
方向反転時に行われるバックラッシュ補正を速やかに実
行させるサーボ制御装置に関する。
〈従来技術〉
サーボモータを用いて工作機械の送り軸を制御する場合
、サーボモータの回転方向反転時、換言すれば機械可動
部の移動方向反転時に、ギア等のバックラッシュを補正
するために、予め設定されているバックラッシュ補正デ
ータ（位置の補正データ）を位置偏差データに加えて速
度指令を発生し、該速度指令に基づいてサーボモータの
回転を制御する。
、サーボモータの回転方向反転時、換言すれば機械可動
部の移動方向反転時に、ギア等のバックラッシュを補正
するために、予め設定されているバックラッシュ補正デ
ータ（位置の補正データ）を位置偏差データに加えて速
度指令を発生し、該速度指令に基づいてサーボモータの
回転を制御する。
しかし、バックラッシュ補正データは所定のポジション
ゲインＫｐを通して速度ループに作用するため、サーボ
系の遅れにより機械はすぐには動かず、このため加工方
向反転箇所に象限突起が発生する。
ゲインＫｐを通して速度ループに作用するため、サーボ
系の遅れにより機械はすぐには動かず、このため加工方
向反転箇所に象限突起が発生する。
そこで、バックラッシュの影響を少なくするために（速
やかにバックラッシュ補正を完了するために）、速度指
令に適当な加速量（バックラッシュ加速量という）を所
定時間加えることが行われている。
やかにバックラッシュ補正を完了するために）、速度指
令に適当な加速量（バックラッシュ加速量という）を所
定時間加えることが行われている。
〈発明が解決しようとしている課題〉
かかるバックラッシュ加速開園をモータの回転方向反転
時に行うと、機械系のバックラッシュに起因する象限突
起の発生を相当減少できる。
時に行うと、機械系のバックラッシュに起因する象限突
起の発生を相当減少できる。
ところで、従来技術ではバックラッシュ補正量は一定で
ある。従って、水平軸のように正方向移動時における負
荷と負方向移動時における負荷が同一の場合には問題な
いが、重力方向に機械可動部を移動させる鉛直軸の場合
には重力の影響で上方向移動時と下方向移動時における
負荷が異なり、このためバックラッシュ加速量を一定に
しておくと、可動部の移動が下方向移動から上方向移動
へ反転した時あるいは上方向移動から下方向移動へ反転
した時に象限突起が発生するという問題がある。
ある。従って、水平軸のように正方向移動時における負
荷と負方向移動時における負荷が同一の場合には問題な
いが、重力方向に機械可動部を移動させる鉛直軸の場合
には重力の影響で上方向移動時と下方向移動時における
負荷が異なり、このためバックラッシュ加速量を一定に
しておくと、可動部の移動が下方向移動から上方向移動
へ反転した時あるいは上方向移動から下方向移動へ反転
した時に象限突起が発生するという問題がある。
以上から本発明の目的は鉛直軸により駆動される可動部
の移動方向が上方向から下方向、下方向から上方向のい
ずれの方向に反転する場合であってもバックラッシュ加
速量を最適にできるサーボ制御装置を提供することであ
る。
の移動方向が上方向から下方向、下方向から上方向のい
ずれの方向に反転する場合であってもバックラッシュ加
速量を最適にできるサーボ制御装置を提供することであ
る。
く課題を解決するための手段〉
第１図は本発明のサーボ制御装置のブロック図である。
１１はＮＣ部、１２は位置誤差演算部、１３はエラーカ
ウンタ、１５は速度制御部１．１９はバックラッシュ補
正タイミング判別部、２１はバックラッシュ加速量制御
部である。
ウンタ、１５は速度制御部１．１９はバックラッシュ補
正タイミング判別部、２１はバックラッシュ加速量制御
部である。
〈作用〉
バックラッシュ補正タイミング判別部１９は、鉛直軸の
指令移動方向が反転した時にＮＣ部１１から与えられる
バックラッシュ補正量Ｂｃを保持すると共に、エラーカ
ウンタ１３の内容（位置偏差）Ｅｒを監視して、Ｅｒ＝
０により鉛直軸駆動サーボモータの回転方向反転を検出
する。
指令移動方向が反転した時にＮＣ部１１から与えられる
バックラッシュ補正量Ｂｃを保持すると共に、エラーカ
ウンタ１３の内容（位置偏差）Ｅｒを監視して、Ｅｒ＝
０により鉛直軸駆動サーボモータの回転方向反転を検出
する。
方向反転検出により、バックラッシュ補正タイミング判
別部１９は保持しているバックラッシュ補正量Ｂ。を位
置偏差Ｅｒ （＝Ｏ）に加えて速度指令Ｖ。Ｍ。を発生
させると共に、バックラッシュ加速量制御部２１に移動
の反転方向（下−上、上−下）を指示する反転方向指示
゛信号ＲＤＩを入力する。
別部１９は保持しているバックラッシュ補正量Ｂ。を位
置偏差Ｅｒ （＝Ｏ）に加えて速度指令Ｖ。Ｍ。を発生
させると共に、バックラッシュ加速量制御部２１に移動
の反転方向（下−上、上−下）を指示する反転方向指示
゛信号ＲＤＩを入力する。
バックラッシュ加速量制御部２１は、可動部の移動が下
方向移動から上方向移動へ反転した場合におけるバック
ラッシュ加速量ＡＬＵと、可動部の移動が上方向移動か
ら下方向移動へ反転した場合におけるバックラッシュ加
速量ＡＩＪＬ（ＡＵＬ＜ＡＬ−の２種類のバックラッシ
ュ加速量を発生できるようになっているから、反転方向
指示信号ＲＤＩに基づいて反転方向を識別し、該反転方
向に応じた最適のバックラッシュ加速量を速度指令■６
．．。に加算してバックラッシュを補正する。
方向移動から上方向移動へ反転した場合におけるバック
ラッシュ加速量ＡＬＵと、可動部の移動が上方向移動か
ら下方向移動へ反転した場合におけるバックラッシュ加
速量ＡＩＪＬ（ＡＵＬ＜ＡＬ−の２種類のバックラッシ
ュ加速量を発生できるようになっているから、反転方向
指示信号ＲＤＩに基づいて反転方向を識別し、該反転方
向に応じた最適のバックラッシュ加速量を速度指令■６
．．。に加算してバックラッシュを補正する。
〈実施例〉
第１図は本発明のサーボ制御装置のブロック図であり、
機械可動部を重力方向に移動させる鉛直軸のサーボ系が
示されている。
機械可動部を重力方向に移動させる鉛直軸のサーボ系が
示されている。
１１はＮＣ部であり、所定のサンプリング時間毎に移動
指令Ｐ。を発生すると共に、移動指令方向が反転すると
バックラッシュ補正量ＢＣを出力する。
指令Ｐ。を発生すると共に、移動指令方向が反転すると
バックラッシュ補正量ＢＣを出力する。
１２は移動指令Ｐ。と検出移動量ＰＡの差分を演算する
位置誤差演算部、１３は差分を積分して位置偏差Ｅｒを
出力するエラーカウンタ、１４はポジシヲンゲインＫＰ
設定部、１５は速度制御部、１６は電流制御部、１７は
サーボアンプ及びサーボモータ等のハードウェア部、１
８は位置検出用のバルスコーダ、１９はバックラッシュ
補正タイミング判別部、２０はバックラッシュ補正量加
算部、２１はバックラッシュ加速量制御部、２２はバッ
クラッシュ加速量加算部である。
位置誤差演算部、１３は差分を積分して位置偏差Ｅｒを
出力するエラーカウンタ、１４はポジシヲンゲインＫＰ
設定部、１５は速度制御部、１６は電流制御部、１７は
サーボアンプ及びサーボモータ等のハードウェア部、１
８は位置検出用のバルスコーダ、１９はバックラッシュ
補正タイミング判別部、２０はバックラッシュ補正量加
算部、２１はバックラッシュ加速量制御部、２２はバッ
クラッシュ加速量加算部である。
バックラッシュ補正タイミング判別部１９ば、鉛直軸の
移動指令方向が反転した時にＮＣ部１１から与えられる
バックラッシュ補正量Ｂｃを記憶保持すると共に、エラ
ーカウンタ１３の内容（位置偏差ＩＥｒを監視して、Ｅ
ｒ＝０により鉛直軸駆動サーボモータの回転方向反転を
検出する。そして、方向反転検出によりバックラッシュ
補正量Ｂｃを加算部２０に出力すると共に、パックラッ
シュ加速量制御部２１に反転方向（下→上、上−下）を
指示する反転方向指示信号ＲＤＩを入力する。
移動指令方向が反転した時にＮＣ部１１から与えられる
バックラッシュ補正量Ｂｃを記憶保持すると共に、エラ
ーカウンタ１３の内容（位置偏差ＩＥｒを監視して、Ｅ
ｒ＝０により鉛直軸駆動サーボモータの回転方向反転を
検出する。そして、方向反転検出によりバックラッシュ
補正量Ｂｃを加算部２０に出力すると共に、パックラッ
シュ加速量制御部２１に反転方向（下→上、上−下）を
指示する反転方向指示信号ＲＤＩを入力する。
バックラッシュ加速量制御部２１は、第２図に示すよう
に鉛直軸において上−下の方向反転（Ａ点）と下→上の
方向反転（Ｂ点）とで、バックラッシュ加速を最適にす
るために２種類のバックラッシュ加速量を発生できるよ
うになっている。すなわち、移動方向が上方向移動から
下方向移動へ反転した場合におけるバックラッシュ加速
量ＡＵＬと、移動方向が下方向移動から上方向移動へ反
転した場合におけるバックラッシュ加速量ＡＬＵ（Ａ１
．ｌ、〈ＡＬＵ）の２樺類のバックラッシュ加速量を発
生できるようになっている。そして、反転方向指示信号
ＲＤＩが入力された場合には、反転方向を識別し該反転
方向に応じたバックラッシュ加速量ＢＡｃｃを加算部２
２に出力するようになっている。
に鉛直軸において上−下の方向反転（Ａ点）と下→上の
方向反転（Ｂ点）とで、バックラッシュ加速を最適にす
るために２種類のバックラッシュ加速量を発生できるよ
うになっている。すなわち、移動方向が上方向移動から
下方向移動へ反転した場合におけるバックラッシュ加速
量ＡＵＬと、移動方向が下方向移動から上方向移動へ反
転した場合におけるバックラッシュ加速量ＡＬＵ（Ａ１
．ｌ、〈ＡＬＵ）の２樺類のバックラッシュ加速量を発
生できるようになっている。そして、反転方向指示信号
ＲＤＩが入力された場合には、反転方向を識別し該反転
方向に応じたバックラッシュ加速量ＢＡｃｃを加算部２
２に出力するようになっている。
尚、重力がない時のバックラッシュ加速量の最適値をＡ
。ｃＬ（ｆ）、方向反転時に重力が系に与える影響をキ
ャンセルするための加速量をＡ。ｃＬ（ｇ）（〉０）と
すれば、上記バックラッシュ加速量ＡＵＬ。
。ｃＬ（ｆ）、方向反転時に重力が系に与える影響をキ
ャンセルするための加速量をＡ。ｃＬ（ｇ）（〉０）と
すれば、上記バックラッシュ加速量ＡＵＬ。
ＡＬｏはりれぞれ次式
％式％（）
次に第１図の全体的動作を説明する。
演算部１２において演算されたΔＴ毎の移動指令ＰＣと
検出移動量ＰＡの差分は、エラーカウンタ１３で積分さ
れて位置偏差Ｅｒとなり、しかる後ボジシヲンゲインＫ
ｐを乗算されて速度指令■。、。
検出移動量ＰＡの差分は、エラーカウンタ１３で積分さ
れて位置偏差Ｅｒとなり、しかる後ボジシヲンゲインＫ
ｐを乗算されて速度指令■。、。
となり、以後速度制御部１５及び電流制御部１６におい
てそれぞれ速度制御、電流制御を施され鉛直軸駆動用の
サーボモータを回転する。
てそれぞれ速度制御、電流制御を施され鉛直軸駆動用の
サーボモータを回転する。
かかる状態において、鉛直軸の指令移動方向が反転する
と、ＮＣ部１１から予め設定されているバックラッシュ
補正量Ｂ。が出力されると共に、ΔＴ毎に該反転方向へ
の移動指令Ｐ。が発生する。
と、ＮＣ部１１から予め設定されているバックラッシュ
補正量Ｂ。が出力されると共に、ΔＴ毎に該反転方向へ
の移動指令Ｐ。が発生する。
これにより、バックラッシュ補正タイミング判別部１９
は該バックラッシュ補正量Ｂ、を保持すると共に、以後
上記サーボ制御処理と並行してエラーカウンタ１３の内
容（位置偏差）Ｅｒを監視する。そして、Ｅｒ＝０にな
った時鉛直軸駆動サーボモータの回転方向（可動部の移
動方向）が反転したと判定すると共に、位置偏差Ｅｒが
正から零になったなら上方向移動から下方向移動に反転
したと判定し、位置偏差Ｅｒが負から零になったなら下
方向移動から上方向移動に反転したと判定する。
は該バックラッシュ補正量Ｂ、を保持すると共に、以後
上記サーボ制御処理と並行してエラーカウンタ１３の内
容（位置偏差）Ｅｒを監視する。そして、Ｅｒ＝０にな
った時鉛直軸駆動サーボモータの回転方向（可動部の移
動方向）が反転したと判定すると共に、位置偏差Ｅｒが
正から零になったなら上方向移動から下方向移動に反転
したと判定し、位置偏差Ｅｒが負から零になったなら下
方向移動から上方向移動に反転したと判定する。
バックラッシュ補正タイミング判定部１９は方向反転の
検出により、保持しているバックラッシュ補正量Ｂ。を
加算部２０に出力すると共に、バックラッシュ加速量制
御部２１に移動反転方向（下→上、上−下）を指示する
反転方向指示信号ＲＤ■を入力する。
検出により、保持しているバックラッシュ補正量Ｂ。を
加算部２０に出力すると共に、バックラッシュ加速量制
御部２１に移動反転方向（下→上、上−下）を指示する
反転方向指示信号ＲＤ■を入力する。
バックラッシュ補正量加算部２０はバックラッシュ補正
量Ｂｃと位置偏差Ｅｒ （＝０）を加算してポジション
ゲイン設定部１４に入力し、該ポジションゲイン設定部
１４はポジションゲインＫＰを乗算してバックラッシュ
補正量に応じた速度指令ｖｃＭＯを発生する。
量Ｂｃと位置偏差Ｅｒ （＝０）を加算してポジション
ゲイン設定部１４に入力し、該ポジションゲイン設定部
１４はポジションゲインＫＰを乗算してバックラッシュ
補正量に応じた速度指令ｖｃＭＯを発生する。
又、バックラッシュ加速量制御部２１は、反転方向指示
信号ＲＤＩに基づいて反転方向を識別し、該反転方向に
応じたバックラッシュ加速量ＢＡＣｃを加算部２２に出
力する。すなわち、移動方向が上→下へ変化しｔこ場合
には小さなバックラッシュ加速” ＡＬＩ ＬをＢＡｃ
ｏとして出力し、移動方向が下→上へ変化した場合には
大きなバックラッシュ加速量ＡＬＵをＢＡｃｔとして出
力する。
信号ＲＤＩに基づいて反転方向を識別し、該反転方向に
応じたバックラッシュ加速量ＢＡＣｃを加算部２２に出
力する。すなわち、移動方向が上→下へ変化しｔこ場合
には小さなバックラッシュ加速” ＡＬＩ ＬをＢＡｃ
ｏとして出力し、移動方向が下→上へ変化した場合には
大きなバックラッシュ加速量ＡＬＵをＢＡｃｔとして出
力する。
バックラッシュ加速量加算部２２は、バックラッシュ加
速量ＢＡｃｏと速度指令ＶＣ？ｌｏを加算し、加算結果
を真の速度指令ＶＣ□。′として速度制御部１５に入力
し、速やかにバックラッシュを補正する。
速量ＢＡｃｏと速度指令ＶＣ？ｌｏを加算し、加算結果
を真の速度指令ＶＣ□。′として速度制御部１５に入力
し、速やかにバックラッシュを補正する。
このように、反転方向に応じてバックラッシュ加速量を
最適値にできるため、鉛直軸のバックラッシュ加速制御
においても重力の影響が除去され、水平軸と同じように
Ａ、Ｂ両点でバックラッシュニヨる象限突起を低減でき
る。
最適値にできるため、鉛直軸のバックラッシュ加速制御
においても重力の影響が除去され、水平軸と同じように
Ａ、Ｂ両点でバックラッシュニヨる象限突起を低減でき
る。
尚、指令方向が変化した時点（ＮＣ部からバックラッシ
ュ補正量が与えられた時点）でバックラッシュ加速を行
うと、モータが完全に方向反転していない為、内側に切
り込んでしまう等の不具合が生じるが、本発明において
はサーボモータの回転方向が切り替わる瞬間にバックラ
ッシュ加速制御を行うようにしているから加工精度の低
下がない。
ュ補正量が与えられた時点）でバックラッシュ加速を行
うと、モータが完全に方向反転していない為、内側に切
り込んでしまう等の不具合が生じるが、本発明において
はサーボモータの回転方向が切り替わる瞬間にバックラ
ッシュ加速制御を行うようにしているから加工精度の低
下がない。
〈発明の効果〉
以上本発明によれば、鉛直軸により駆動される可動部の
移動方向が上方向から下方向、下方向から上方向のいず
れの方向に反転する場合であってもバックラッシュ加速
量を最適に構成したから、象限突起の発生を減少させる
ことができる。
移動方向が上方向から下方向、下方向から上方向のいず
れの方向に反転する場合であってもバックラッシュ加速
量を最適に構成したから、象限突起の発生を減少させる
ことができる。
第１図は本発明のサーボ制碑装置のブロック図。
第２図は移動方向反転説明図である。
１１・・ＮＣ部、１２・・位置誤差演算部、１３・・エ
ラーカウンタ、１５・・速度制御部、１９・・バックラ
ッシュ補正タイミング判別部、２１・・バックラッシュ
加速量制御部 特許出願人 ファナック株式会社代理人
弁理士 齋藤千幹第２図
ラーカウンタ、１５・・速度制御部、１９・・バックラ
ッシュ補正タイミング判別部、２１・・バックラッシュ
加速量制御部 特許出願人 ファナック株式会社代理人
弁理士 齋藤千幹第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 サーボモータの回転方向反転時に、バックラッシュ補正
データを位置偏差データに加えて速度指令を発生すると
共に、該速度指令にバックラッシュ加速量を加算してバ
ックラッシュ補正を行うサーボ制御装置において、 重力方向に機械可動部を移動させる鉛直軸を駆動するサ
ーボモータの回転方向反転を検出する手段と、 可動部の移動が下方向移動から上方向移動へ反転した場
合におけるバックラッシュ加速量Ａ＿Ｌ＿Ｕと、可動部
の移動が上方向移動から下方向移動へ反転した場合にお
けるバックラッシュ加速量Ａ＿Ｕ＿Ｌを異ならせると共
に、Ａ＿Ｕ＿Ｌ＜Ａ＿Ｌ＿Ｕとするバックラッシュ加速
量制御手段を有することを特徴とするサーボ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63132142A JP2728260B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | サーボ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63132142A JP2728260B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | サーボ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01300314A true JPH01300314A (ja) | 1989-12-04 |
| JP2728260B2 JP2728260B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=15074344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63132142A Expired - Fee Related JP2728260B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | サーボ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2728260B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012196742A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Okuma Corp | 工作機械 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57201902A (en) * | 1981-06-05 | 1982-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | Numerical controller |
| JPS5868111A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-22 | Fanuc Ltd | バツクラツシユ補正方式 |
-
1988
- 1988-05-30 JP JP63132142A patent/JP2728260B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57201902A (en) * | 1981-06-05 | 1982-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | Numerical controller |
| JPS5868111A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-22 | Fanuc Ltd | バツクラツシユ補正方式 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012196742A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Okuma Corp | 工作機械 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2728260B2 (ja) | 1998-03-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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