JPH03164811A

JPH03164811A - サーボモータの送り補正方法

Info

Publication number: JPH03164811A
Application number: JP30408089A
Authority: JP
Inventors: Takashi Otani; 大谷　孝志
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1989-11-22
Filing date: 1989-11-22
Publication date: 1991-07-16
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: JP2778159B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、複数のサーボモータにより軌跡をトレースす
る制御において、サーボモータの送り誤差とその変動を
補正する技術に関する。

（従来の技術）従来、例えば、ボールねじの溝形状の測定等に使用され
るＸ−Ｙテーブル等の多軸のサーボシステムは、直線補
間等の補間機能を持つ１台の多軸同時制御装置により、
これに接続された複数のサーボモータを同期駆動し、Ｘ
−Ｙテーブル等が溝等に沿って、目標とする軌跡を描く
制御を行なうように構成されている。

第５図は従来の２軸サーボシステムの一例を示すブロッ
ク図である。

同図において、多軸同時制御装置ｌは位置指令信号を各
サーボモータ４ａ、４ｔ）の各軸の位置コントローラ２
ａ、２ｂに出力する。位置コントローラ２ａ、２ｂはサ
ーボモータ４ａ、４ｂの６軛１に取り付けられたロータ
リエンコーダ等の位置検出器６ａ、６ｂからのモータ位
置信号に応じて、速度指令信号を速度アンプ３ａ、３ｂ
に出力する。

該速度アンプ３ａ、３ｂはサーボモータ４ａ、　４ｂの
各軸に取り旬けられた速度検出器５ａ、５ｂがらのモー
タ速度信号に応じて、サーボモータ４ａ。

４ｂに駆動電流を供給する。このようにサーボモータ４
ａ、４ｂは定速度で目標の軌跡を描くようにフィードバ
ック制御される。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、第５図の構成においては、位置コントロ
ーラ２ａ、２ｂは留まりパルス方式による位置制御のた
めに、実際の動作位置は指令位置に対してサーボモータ
４ａ、４ｂ等の位置ループゲインにより決まる偏差だけ
ずれることがある。

すなわち、２軸サーボシステムの場合、２軸（Ｘ軸、Ｙ
軸）間のループゲインが異なっている場合、実際に描か
れる軌跡は、指令軌跡、即ち目標とする軌跡からはずれ
る。

第６図はその一例を示す図であり、Ｘ軸のサーボモータ
４ａの位置ループゲインの方がＹ軸のサーボモータ４ｂ
のそれより大きく、従ってその応答がＹ軸のサーボモー
タ４ｂに比べて早いために、目標とする軌跡ａとはなら
ず、軌跡すのようにずれた軌跡を描く。

更に、アナログ方式によるサーボシステムでは制御ルー
プの制御パラメータを厳密に計算しても温度、電源電圧
等の変動によりループゲインが変化するために、軌跡の
偏差量が変動して一定でないこともよく発生し、問題で
ある。

このような偏差をなくすためには、従来の方法では、ル
ープゲインをかなりの頻度で精度よく調整する必要があ
り、複雑な制御となり、コストが上昇する欠点がある。

このような問題は、回転運動とＸＹ軸のような直線運動
を組み合わせたシステムの場合、直線運動だけを組み合
わせたシステムよりも両者のバランスを取るのが難しい
ので、さらに大きくなる。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、実際の軌跡を目
標とする軌跡に一致させる簡便なサーボモータの送り補
正方法を提供することにある。

（課題を達成するための手段）以上のような目的を達成するため、本発明のサーボモー
タの送り補正力法は、複数のサーボモータにより駆動さ
れる機械的運動機構のサーボモータの送り補正方法にお
いて、多軸同時制御装置の直線補間などを含む同期制御
により、各サーボモータが同期して動作して、目標とす
る軌跡を描く制御をするに際し、サーボモータを少なく
とも一度、所定量、空送りをして、指令位置と実際の位
置との偏差を測定してこの偏差量だけ動作開始点をずら
すと共に、位置指令値もこの偏差量で補正することによ
り、サーボモータの送りを補正することを特徴とする。

（作用）上記本発明によると、変動成分を含む偏差量は、サーボ
モータを実際に動かしてモータに取り付けられた位置検
出手段の信号を外部コンピュータ等の演算手段において
処理することにより測定され、この偏差量に相当する量
だけ、動作開始点をずらした後、元の指令値にこの偏差
量を、例えば加算して補正することにより、誤差のない
軌跡を描かせることができる。

（実施例）以下、本発明のサーボモータの送り補正方法について図
面に基づき説明する。

第１図は本発明の方法を実施するサーボモータの送り補
正装置のブロック図である。

第１図において、ｌＯは２軸の駆動を制御する多情同時
制御装置である。１１は第５図における位置コントロー
ラと速度アンプとを合わせた働きをするサーボコントロ
ーラである。４ａ、４ｂはそれぞれＸ軸、Ｙ軸駆動用サ
ーボモータ、５ａ。

５ｂはそれぞれ該サーボモータ４　ａ　＊　４　ｂの速
度を検出する速度検出器、６ａ、６ｂはそれぞれサーボ
モータ４ａ、４ｂの位置を検出する位置検出器である。

第１図の構成ではサーボモータ４ａ。

４ｂの軸に取り付けられた位置検出ＲＨ６ａ、６ｂがコ
ンピュータ７にも接続され、位置検出器６ａ。

６ｂからのサーボモータ４ａ、４ｂの位置信号をコンピ
ュータ７に入力するようになっている。また、本実施例
の場合、コンピュータ７は位置検出器６ａ、６ｂからの
信号から、指令位置と実際の位置との偏差を演算し、該
偏差に応じて補正された位置指令信号を演算して多軸同
時制御装置１０を介してサーボコントローラ１１に出力
する重要な働きをする。

第２図はその補正の仕方を示す図である。

第１図及び第２図を参照しつつ、本実施例について説明
する。

第２図において、コンピュータ７は目標とする軌跡ａに
対応する位置指令信号を出すように多軸同時制御装置１
０に命令すると、サーボモータ４ａ。

４ｂは、実際には、例えば軌跡すに描かれるように目標
とする軌跡ａに対して偏差Ｃだけずれる。

コンピュータ７はサーボモータ４ａ、４ｂが立ち上がり
加速後、定速度になると、各サーボモータ４ａ、４ｂの
位置を検出することにより、偏差Ｃを複数回測定し、そ
の平均値を偏差量として得る。

測定が終了すると、多軸同時制御装置１０に命令して、
サーボモータ４ａ、４ｂを停止させ、目標とする軌跡ａ
を描くべき移動開始点から偏差量だけずれた補正移動開
始点ｄまでサーボモータ４ａ。

４ｂを移動させる。コンピュータ７は、目標とする軌跡
ａかも偏差量だけ反実際軌跡す側に移動しだ補正軌跡ｅ
を計算し、これに対応する補正位置１旨令信号を出すよ
うに、多軸同時制御装置ｌＯに命令する。したがって、
サーボモータ４ａ、４ｂは目標とする軌跡ａと略一致す
る軌跡ｆを描くように動作する。

なお、偏ＬＡｃの測定はサーボモータ４ａ、４ｂの所定
の同一位置で複数回測定をし、その平均値を求めても良
いし、また、複数の異なる位置での測定値の平均（直を
求めるようにしても良い。

このようにして、開始点近くと終了点近くの加減速部分
を除けば、サーボモータ４ａ、４ｂは［１標とする軌跡
をほとんど＠差なしでトレースすることができる。

上記した例において、移動開始点をずらす）ｊ法の一例
について説明すると、第３図に示すように目標とする軌
跡上のある位置ｐに対する実際の位置がｐ′となる場合
、移動開始点をＡ点、Ｂ点、０点などに移動すれば、ど
の場合も軌跡は大幅−致することになる。しかし、Ａ点
の場合Ｘ軸、Ｙ軸の２軸を動かす必要があるが、Ｂ点あ
るいは０点の場合は、ｌ軸のみ動かせば良いので方法と
しては簡便である。また、移動開始点付近の直線精度が
要求されるのなら、移動開始点を０点とするように設定
すれば、もっともその誤差が少なくなる。なお、この方
法においては、Ａ点のように設定すれば、軌跡だけでな
くサーボモータの移動遅れΔＸ、Δｙ両方の補正をする
ことより時間的にも目標の位置Ｐと実際の位置１）′と
を一致させたい時のような場合には有効である。

第４図は本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。

同図は第１図で示したサーボシステムを機械的運動機構
であるＸ−Ｙテーブル８を駆動するのに適用した構成例
を示している。Ｘ−Ｙテーブル８にはリニアスケール９
ａ、９ｂが取り付けてあり、コンピュータ１５がその位
置を検出することができるようになっている。コンピュ
ータ１５はリニアスケール９ａ、９ｂによって検出され
たＸ−Ｙテーブル８の実際位置とサーボシステム１６へ
の位置指令信号値との偏差により、補正位置指令信号を
計算しサーボシステム１６に送り、サーボモータ４ａ、
４ｂを駆動せしめる。この場合、前述した目標軌跡、偏
差などは、サーボモータ４ａ。

４ｂの回転角による移動量ではなく、Ｘ−Ｙチー−プル
８」ユのｉｒ！、線の移動量として与えられるが、補正
方法とその効果は前述した実施例のものと同じである。

このように、サーボモータの位置検出にとどまらず、サ
ーボモータにより駆動される部分に位置検出器を４＝１
け加えて、該部分の検出位置と指令値とのｌｌ１Ｍをｉ
ｕｑ定するようにしても良く、これにより、サーボモー
タより後段に発生する動力伝達機構などの機械的要因に
よる偏差とその変動も補正することができる。また、機
械的運動機Ｆｉ／Ｉとしては、その移動量が検出可能で
あれば、直線運動機溝以外の例えば、回転運動機病、回
転運動機構などの偏差及びその変動分ち補正可能である
。

（発明の効果）以上、説明したように、本発明によれば、Ｏ；ｊ述のよ
うにコンピュータなどの演算手段による簡単な測定、演
算により、位置の偏差を効率的に補正して実際の軌跡を
目標とする軌跡に一致させ得るものであり、また、既存
のサーボシステムをそのまま使用することができる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のサーボモータの送り補正装置の概略構
成ブロック図、第２図はその動作を示す図、第３図は本
発明の補正の方法を示す図、第４図は本発明の池の実施
例の構成を示す概略構成ブロック図、第５図は一般的な
２軸サーボシステムの概略構成ブロック図、第６図は実
際の動作軌跡が指令軌跡からはずれている場合の一例を
示す図である。４ａ、４ｂ・・・サーボモータ、５ａ、５ｂ・・・速度
検出器、６’ａ、６ｂ・・・位置検出器、７・・・コン
ピュータ、１０・・・多軸同時制御装置、１１・・・サ
ーボコントローラ、７．１５・・・コンピュータ、１６
・・・サーボシステム。７．１凸 ■ 第３図為４Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

１、複数のサーボモータにより駆動される機械的運動機
構のサーボモータの送り補正方法において、多軸同時制
御装置の直線補間などを含む同期制御により、各サーボ
モータが同期して動作して、目標とする軌跡を描く制御
をするに際し、サーボモータを少なくとも一度、所定量
、空送りをして、指令位置と実際の位置との偏差を測定
してこの偏差量だけ動作開始点をずらすと共に、位置指
令値もこの偏差量で補正することにより、サーボモータ
の送りを補正することを特徴とするサーボモータの送り
補正方法。