JPH0254314A - サーボ制御装置 - Google Patents
サーボ制御装置Info
- Publication number
- JPH0254314A JPH0254314A JP20550188A JP20550188A JPH0254314A JP H0254314 A JPH0254314 A JP H0254314A JP 20550188 A JP20550188 A JP 20550188A JP 20550188 A JP20550188 A JP 20550188A JP H0254314 A JPH0254314 A JP H0254314A
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- JP
- Japan
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- backlash
- acceleration
- amount
- acceleration value
- servo motor
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- Pending
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 72
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method 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
- 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、特にバックラッシュ補
正を速やかに、かつ円滑に実行させるサーボ制御装置に
関する。
正を速やかに、かつ円滑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 （位置の補正ブタ）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 （位置の補正ブタ）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。
ところで、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を通じて速度ループに作用するため、サー
ボ系の遅れによりｍ城はすぐには動かず、このため加工
方向反転箇所に象限突起が発生する。
ンゲインＫＰを通じて速度ループに作用するため、サー
ボ系の遅れによりｍ城はすぐには動かず、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。尚、ＮＣ装置がサー
ボ側にバックラッシュ補正データを渡すのと同時にバッ
クラッシュ加速を行うと、機械系の遅れにょリモータが
完全に方向反転していないため逆に内側へ食い込んでし
まう等の不具合が生じる。そこで、実際にはモータの回
転方向反転を監視し、回転方向反転のタイミングでバッ
クラッシュ加速を行っている。
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。尚、ＮＣ装置がサー
ボ側にバックラッシュ補正データを渡すのと同時にバッ
クラッシュ加速を行うと、機械系の遅れにょリモータが
完全に方向反転していないため逆に内側へ食い込んでし
まう等の不具合が生じる。そこで、実際にはモータの回
転方向反転を監視し、回転方向反転のタイミングでバッ
クラッシュ加速を行っている。
かかるバックラッシュ加速制御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。
〈発明が解決しようとしている課題〉
ところで、従来技術ではバックラッシュ加速量を印加の
全時間にわたって一定にしである。このため加速の開始
時では加速量が不足するため象限突起が生じ、また加速
の終了直前には加速量が過剰になりすぎて内側に切り込
んでしまうという不具合が生じる。
全時間にわたって一定にしである。このため加速の開始
時では加速量が不足するため象限突起が生じ、また加速
の終了直前には加速量が過剰になりすぎて内側に切り込
んでしまうという不具合が生じる。
又、加速の開始時においては速度の急激な変化は余り問
題とならないが、加速終了時には速度指令が急激に変化
するとそれに応じて速度も急激に変化し、この速度急変
の影響が切削面に現われて清めらかさを欠くという問題
が生じる。
題とならないが、加速終了時には速度指令が急激に変化
するとそれに応じて速度も急激に変化し、この速度急変
の影響が切削面に現われて清めらかさを欠くという問題
が生じる。
以上から本発明の目的は加速の開始時にはバックラッシ
ュ加速量を大きくして加速量が不足することを防止し、
以後時間の経過と共に漸減してバックラッシュ加速終了
時における速度の急変を防止するサーボ制御装置を提供
することである。
ュ加速量を大きくして加速量が不足することを防止し、
以後時間の経過と共に漸減してバックラッシュ加速終了
時における速度の急変を防止す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Ｎ０部、１２は位置誤差演算部、１３ばエラーカ
ウンタ、１５は速度制御部、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
であり、２１ａは初期バックラッシュ加速量記憶部、２
１ｂはバックラッシュ加速量演算部である。
ウンタ、１５は速度制御部、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
であり、２１ａは初期バックラッシュ加速量記憶部、２
１ｂはバックラッシュ加速量演算部である。
く作用〉
バックラッシュ補正タイミング判別部１９は、指令移動
方向が反転した時にＮ０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１
３の内容（位置偏差）Ｅｒを監視して、Ｅｒ＝０により
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１ｊｋＢｏを位置偏差Ｅ
ｒに加えて速度指令■ｃ６゜を発生させると共に、バッ
クラッシュ加速量制御部２１に回転方向反転信号ＲＤＩ
を入力する。
方向が反転した時にＮ０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１
３の内容（位置偏差）Ｅｒを監視して、Ｅｒ＝０により
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１ｊｋＢｏを位置偏差Ｅ
ｒに加えて速度指令■ｃ６゜を発生させると共に、バッ
クラッシュ加速量制御部２１に回転方向反転信号ＲＤＩ
を入力する。
回転方向反転信号ＲＤＩの発生により、バックラッシュ
加速量制御部２１のバックラッシュ演算部２１ｂは、加
速を開始してから第ｎ回目の加速量Ｂ （ｎ）を次式 ％式％（１） （ただし、Ｂｏは初期加速量でありＢ０＝Ｂ（０）であ
る）により演算して速度指令Ｖ ｅ ｒ＋ ｏに加算し
てバックラッシュを速やかに、かつ円滑に補正する。
加速量制御部２１のバックラッシュ演算部２１ｂは、加
速を開始してから第ｎ回目の加速量Ｂ （ｎ）を次式 ％式％（１） （ただし、Ｂｏは初期加速量でありＢ０＝Ｂ（０）であ
る）により演算して速度指令Ｖ ｅ ｒ＋ ｏに加算し
てバックラッシュを速やかに、かつ円滑に補正する。
〈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Ｂ。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Ｂ。を出力する。
１２は移動指令ＰＣ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はポジションゲイン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は位置検出用のパルスコーダ、１９はバックラッシュ
補正タイミング判別部、２０ば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はポジションゲイン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は位置検出用のパルスコーダ、１９はバックラッシュ
補正タイミング判別部、２０ば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は、移動指令
方向が反転した時にＮ０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）Ｅｒを監視して、Ｅｒ−０に
よりサーボモータの回転方向反転を検出する。そして、
回転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、バックラッシュ加速量制御
部２１に回転方向反転信号ＲＤＩを入力する。
方向が反転した時にＮ０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）Ｅｒを監視して、Ｅｒ−０に
よりサーボモータの回転方向反転を検出する。そして、
回転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、バックラッシュ加速量制御
部２１に回転方向反転信号ＲＤＩを入力する。
バックラッシュ加速量制御部２１は、初期バツクラッシ
ュ加速量Ｂ０を記憶する記憶部２１ａ及びバックラッシ
ュ加速量Ｂ（ｎ・Ｔｓ）を演算するバックラッシュ加速
量演算部２１ｂを有している。バックラッシュ加速量演
算部２１ｂは、加速を開始してから第ｎ回目の加速量Ｂ
（ｎ）を次式％式％） （ただし、Ｂｏは初期加速量であ１）Ｂ０＝Ｂ（０）で
ある）により演算して出力する。尚、（１）式を連続時
間系で考えると、速度ループのサンプリングタイムをＴ
、 （たとえば１ｍ５ｅｃ）とすれば、次式％式％ ただし、 ｅｘｐ （Ｔ、／ｒ） ＝１／ｋ ・−・（３
１である。従ってバックラッシュ加速量演算部２１ｂは
、次式 ｒ＝Ｔ、／ Ｃ１ｎ （１／ｋ） ）で示す時
定数τを有するバイパスフィルタに高さＢ。を有するス
テップ入力を印加した時のフィルタ出力を演算すること
になり、その出力波形は第２図に示すようになる。すな
わち、バックラッシュ加速量Ｂ（ｎＴｓ）は、加速の開
始時にはＢｏと大きな値を取り、以後時間の経過と共に
指数関数的に漸減して零となる。
ュ加速量Ｂ０を記憶する記憶部２１ａ及びバックラッシ
ュ加速量Ｂ（ｎ・Ｔｓ）を演算するバックラッシュ加速
量演算部２１ｂを有している。バックラッシュ加速量演
算部２１ｂは、加速を開始してから第ｎ回目の加速量Ｂ
（ｎ）を次式％式％） （ただし、Ｂｏは初期加速量であ１）Ｂ０＝Ｂ（０）で
ある）により演算して出力する。尚、（１）式を連続時
間系で考えると、速度ループのサンプリングタイムをＴ
、 （たとえば１ｍ５ｅｃ）とすれば、次式％式％ ただし、 ｅｘｐ （Ｔ、／ｒ） ＝１／ｋ ・−・（３
１である。従ってバックラッシュ加速量演算部２１ｂは
、次式 ｒ＝Ｔ、／ Ｃ１ｎ （１／ｋ） ）で示す時
定数τを有するバイパスフィルタに高さＢ。を有するス
テップ入力を印加した時のフィルタ出力を演算すること
になり、その出力波形は第２図に示すようになる。すな
わち、バックラッシュ加速量Ｂ（ｎＴｓ）は、加速の開
始時にはＢｏと大きな値を取り、以後時間の経過と共に
指数関数的に漸減して零となる。
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、サンプリング時間ｎ−
Ｔ、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
る後ポジションゲインＫＰを乗算されて速度指令Ｖ。、
、。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、電流制御を施されサーボモー
タを回転する。
Ｔ、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
る後ポジションゲインＫＰを乗算されて速度指令Ｖ。、
、。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、電流制御を施されサーボモー
タを回転する。
かかる状態において、指令移動方向が反転すると、Ｎ０
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、ｎ−Ｔ、毎に該反転方向への移
動指令Ｐ０が発生する。
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、ｎ−Ｔ、毎に該反転方向への移
動指令Ｐ０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Ｂｃ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。
は該バックラッシュ補正量Ｂｃ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。
バックラッシュ補正タイミング判定部１９は回転方向反
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、パラクララシー加速
量制御部２１に回転方向反転信号ＲＤＩを入力する。
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、パラクララシー加速
量制御部２１に回転方向反転信号ＲＤＩ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Ｂ。と位置偏差Ｅｒ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Ｖ。、、。を発生する。
量Ｂ。と位置偏差Ｅｒ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Ｖ。、、。を発生する。
又、バックラッシュ加速量制御部２１のバックラッシュ
加速量演算部２１ｂは回転方向反転信号ＲＤＩが発生す
ると、サンプリング時間Ｔｓ毎に（２）式の演算を行っ
てバックラッシュ加速量Ｂ（ｎＴ、）を出力する。この
結果、バックラッシュ加速量は、加速の開始時にはＢｏ
と大きな値を取り、以後時間の経過と共に指数関数的に
漸減して零となる。
加速量演算部２１ｂは回転方向反転信号ＲＤＩが発生す
ると、サンプリング時間Ｔｓ毎に（２）式の演算を行っ
てバックラッシュ加速量Ｂ（ｎＴ、）を出力する。この
結果、バックラッシュ加速量は、加速の開始時にはＢｏ
と大きな値を取り、以後時間の経過と共に指数関数的に
漸減して零となる。
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Ｂ（ｎＴ、）と速度指令Ｖ。Ｍ。を加算し、加算結
果を真の速度指令Ｖ。Ｍ。 とじて速度制御部１５に入
力し、速やかにバックラッシュを補正する。
速量Ｂ（ｎＴ、）と速度指令Ｖ。Ｍ。を加算し、加算結
果を真の速度指令Ｖ。Ｍ。 とじて速度制御部１５に入
力し、速やかにバックラッシュを補正する。
第３図は本発明によるバックラッシュ加速量Ｂ（ｎＴｓ
）と実速度Ｖの時間的変化を示す波形図であり、第３図
は従来方法によるバックラッシュ加速量Ｂ（ｎＴ、）と
実速度Ｖの時間的変化を示す波形図であり、従来技術に
よれば加速終了時に（イ）で示すように大きな速度変動
があることが理解される。
）と実速度Ｖの時間的変化を示す波形図であり、第３図
は従来方法によるバックラッシュ加速量Ｂ（ｎＴ、）と
実速度Ｖの時間的変化を示す波形図であり、従来技術に
よれば加速終了時に（イ）で示すように大きな速度変動
があることが理解される。
尚、以上ではバックラッシュ加速量Ｂ（ｎＴ、）を指数
関数的に漸減させた場合であるが、必ずしも指数関数的
に漸減させる必要はなく、別の関数に従って漸減させて
もよい。。
関数的に漸減させた場合であるが、必ずしも指数関数的
に漸減させる必要はなく、別の関数に従って漸減させて
もよい。。
〈発明の効果〉
以上本発明によれば、バックラッシュ加速量を加速の開
始時にはＢｏと大きな値にし、以後時間の経過と共に指
数関数的に漸減して零となるように構成したから、加速
開始時は急激に加速することができ、従って象限の突起
を小さくでき、しかも加速終了時には加速量を非常に穏
やかに零に近ずけることができ、従って内側への食い込
みや速度変動による切削面の不連続性をなくすことがで
きる。
始時にはＢｏと大きな値にし、以後時間の経過と共に指
数関数的に漸減して零となるように構成したから、加速
開始時は急激に加速することができ、従って象限の突起
を小さくでき、しかも加速終了時には加速量を非常に穏
やかに零に近ずけることができ、従って内側への食い込
みや速度変動による切削面の不連続性をなくすことがで
きる。
第１図は本発明のサーボ制御装置のブロック図。
第２図は本発明によるバックラッシュ加速量の説明図、
第３図は本発明におけるバックラッシュ加速量と速度変
化の様子を示す波形図、 第４図は従来方法におけるバックラッシュ加速量と速度
変化の様子を示す波形図である。 １１・・Ｎ０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
加速量制癩部、２１ａ・・初期バック ２１ｂ・・バラクララ
化の様子を示す波形図、 第４図は従来方法におけるバックラッシュ加速量と速度
変化の様子を示す波形図である。 １１・・Ｎ０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
加速量制癩部、２１ａ・・初期バック ２１ｂ・・バラクララ
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、 サーボモータの回転方向反転を検出する手段と、回転方
向反転時に所定値のバックラッシュ加速量を出力し、以
後バックラッシュ加速量を漸減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 |
|---|---|---|---|
| JP20550188A JPH0254314A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | サーボ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20550188A JPH0254314A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | サーボ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0254314A true JPH0254314A (ja) | 1990-02-23 |
Family
ID=16507904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20550188A Pending JPH0254314A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | サーボ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0254314A (ja) |
-
1988
- 1988-08-18 JP JP20550188A patent/JPH0254314A/ja active Pending
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