JPH03252704A - 回転同期補正制御方式 - Google Patents
回転同期補正制御方式Info
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- JPH03252704A JPH03252704A JP4951590A JP4951590A JPH03252704A JP H03252704 A JPH03252704 A JP H03252704A JP 4951590 A JP4951590 A JP 4951590A JP 4951590 A JP4951590 A JP 4951590A JP H03252704 A JPH03252704 A JP H03252704A
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- shaft
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Gear Processing (AREA)
- 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】
〈産業上の利用公費〉
本発明は回転同期補正制御方式に関し、相異なる２つの
回転軸を有し、各回転軸の位置情報をフィードバックし
て位置指令値との偏差を求め、この偏差に応じて各回転
軸の回転を夫々制御するとともに、両回転軸を同期回転
させる場合、例えば歯車加工機械における工具軸及び被
削歯車軸の制御に用いて有用なものである。
回転軸を有し、各回転軸の位置情報をフィードバックし
て位置指令値との偏差を求め、この偏差に応じて各回転
軸の回転を夫々制御するとともに、両回転軸を同期回転
させる場合、例えば歯車加工機械における工具軸及び被
削歯車軸の制御に用いて有用なものである。
〈従来の技術〉
ＮＣホブ盤、ＮＣギヤシェーパ、同期歯車加工機械等の
歯車加工機械においては、工具軸と被削歯車軸の回転の
同期精度が直接ワークの加工精度に影響を及ぼすととも
に、同期精度が悪化した場合、その程度によっては所定
の加工が不可能になる場合もあり、加工能力にも影響を
及ぼす。
歯車加工機械においては、工具軸と被削歯車軸の回転の
同期精度が直接ワークの加工精度に影響を及ぼすととも
に、同期精度が悪化した場合、その程度によっては所定
の加工が不可能になる場合もあり、加工能力にも影響を
及ぼす。
一方、歯車加工機械においても、近年ＮＣ化が進み、工
具軸と被削歯車軸の同期制御方式を具備したものが一般
的になってきた。
具軸と被削歯車軸の同期制御方式を具備したものが一般
的になってきた。
この種のＮＣ歯車加工機械における工具軸と被削歯車軸
の同期制御方式としては、次の２方式がある。
の同期制御方式としては、次の２方式がある。
（１）パルス分配方式：
工具軸と被削歯車軸に、回転角比に応じて分配した周波
数の指令パルスを与えて両軸の回転位置を別個に制御す
る。
数の指令パルスを与えて両軸の回転位置を別個に制御す
る。
（２）主軸パルス追尾方式：
工具軸を等速回転させ、同軸上に取り付けられたパルス
ジェネレータから得られる回転パルスに応じて被削歯車
軸の回転すべき角度を演算し、その結果を被削歯車軸へ
の指令パルスとして与えて被削歯車軸の回転位置を制御
する。
ジェネレータから得られる回転パルスに応じて被削歯車
軸の回転すべき角度を演算し、その結果を被削歯車軸へ
の指令パルスとして与えて被削歯車軸の回転位置を制御
する。
第３図は従来技術に係るパルス分配方式の同期制御方式
を示すブロック線図である。同図に示すように、この同
期制御方式は、工具軸制御系Ｉ及び被前歯車軸制御系■
である２系統の制御系を有しており、各制御系Ｉ、ＩＩ
毎に、工具軸及び被削歯車軸の位置情報をフィードバッ
クして位置指令値との偏差を求め、夫々の偏差に応じて
工具軸及び被削歯車軸の回転を制御するものであり、こ
のとき位置指令値を各制御系Ｉ、Ｉ［で実現するように
なっている。
を示すブロック線図である。同図に示すように、この同
期制御方式は、工具軸制御系Ｉ及び被前歯車軸制御系■
である２系統の制御系を有しており、各制御系Ｉ、ＩＩ
毎に、工具軸及び被削歯車軸の位置情報をフィードバッ
クして位置指令値との偏差を求め、夫々の偏差に応じて
工具軸及び被削歯車軸の回転を制御するものであり、こ
のとき位置指令値を各制御系Ｉ、Ｉ［で実現するように
なっている。
即ち、位置コントローラ１，２は、工具軸及び被削歯車
軸のフィードバックされた位置情報と、位置指令値との
偏差に応じ、これらをモータ７．８の速度指令値として
出力する。
軸のフィードバックされた位置情報と、位置指令値との
偏差に応じ、これらをモータ７．８の速度指令値として
出力する。
速度制御ゲイン３，４は、工具軸及び被前歯車軸のフィ
ードバックされた速度情報と、前記速度指令値との偏差
に応じ所定の速度ゲインを乗じて出力する。トルク制御
部５，６は、速度ゲインを乗じた速度指令値をトルク指
令値に変換してモータ７．８に出力する。モータ７．８
は各トルク指令値に基づき回転して工具軸及び被削歯車
軸を回転駆動する。
ードバックされた速度情報と、前記速度指令値との偏差
に応じ所定の速度ゲインを乗じて出力する。トルク制御
部５，６は、速度ゲインを乗じた速度指令値をトルク指
令値に変換してモータ７．８に出力する。モータ７．８
は各トルク指令値に基づき回転して工具軸及び被削歯車
軸を回転駆動する。
最近の自動車の低騒音化、高馬力化のニーズに対応する
ためミッションギヤの高精度化。
ためミッションギヤの高精度化。
歯面強度向上が進められている。このため、歯車型ＣＢ
Ｎ電着砥石を用いて熱処理歪の除去と歯面強度の向上を
狙ったハードギヤフィニッシャが開発された。このハー
ドギヤフィニッシャは工具軸と被削歯車軸を前記パルス
分配方式を用いてＮＣ同期回転させ、この状態で歯車状
工具（砥石）と被削歯車（ワーク）とをかみ合せて被削
歯車の加工を行うことにより、熱処理前に行う同様の加
工法であるシェービング加工では出来なかったピッチ誤
差の改善も可能にしている。
Ｎ電着砥石を用いて熱処理歪の除去と歯面強度の向上を
狙ったハードギヤフィニッシャが開発された。このハー
ドギヤフィニッシャは工具軸と被削歯車軸を前記パルス
分配方式を用いてＮＣ同期回転させ、この状態で歯車状
工具（砥石）と被削歯車（ワーク）とをかみ合せて被削
歯車の加工を行うことにより、熱処理前に行う同様の加
工法であるシェービング加工では出来なかったピッチ誤
差の改善も可能にしている。
〈発明が解決しようとする課題〉
上記ハードギヤフィニッシャにおける制御では、研削加
工に必要な押し付は力、すなわち研削背分力を工具軸及
び被前歯車軸のモーターの回転力で受けるため、両軸の
モータの回転剛性を非常に大きくする必要がある。すな
わち、研削の場合、切り込み量に対して発生する背分力
は非常に大きく、安定に研削するためには、この大きな
背分力を受けても切り込み量よりも小さな角度変位にな
るようなモータの回転剛性が必要である。そｒで、モー
タをビルトイン・モータ化する、制御系の位置ループゲ
インを高める等の対策を施しており回転剛性はかなり向
上しているが、乗用車用のトランスミツシランギヤのフ
ァイナルドライブギヤ以上の大径１幅広のワークを高能
率に研削する場合には、剛性的に不足する場合もあり、
その結果同期誤差が大きくなり、加工精度、加工能力的
に満足な結果が得られないことがある。
工に必要な押し付は力、すなわち研削背分力を工具軸及
び被前歯車軸のモーターの回転力で受けるため、両軸の
モータの回転剛性を非常に大きくする必要がある。すな
わち、研削の場合、切り込み量に対して発生する背分力
は非常に大きく、安定に研削するためには、この大きな
背分力を受けても切り込み量よりも小さな角度変位にな
るようなモータの回転剛性が必要である。そｒで、モー
タをビルトイン・モータ化する、制御系の位置ループゲ
インを高める等の対策を施しており回転剛性はかなり向
上しているが、乗用車用のトランスミツシランギヤのフ
ァイナルドライブギヤ以上の大径１幅広のワークを高能
率に研削する場合には、剛性的に不足する場合もあり、
その結果同期誤差が大きくなり、加工精度、加工能力的
に満足な結果が得られないことがある。
本発明は、上記従来技術に鑑み、相異なる２つの回転軸
を有し、各回転軸の位置情報をフィードバックして位置
指令値との偏差を求め、この偏差に応じて各回転軸の回
転を夫々制御する制御方式において前記回転軸の高精度
の同期回転を実現し得ろ回転同期補正制御方式を提供す
ることを目的とする。
を有し、各回転軸の位置情報をフィードバックして位置
指令値との偏差を求め、この偏差に応じて各回転軸の回
転を夫々制御する制御方式において前記回転軸の高精度
の同期回転を実現し得ろ回転同期補正制御方式を提供す
ることを目的とする。
く課題を解決するための手段〉
上記目的を達成する本発明は、
歯車加工機械における工具軸及び被削歯車軸等の相異な
る２つの回転軸を有し、各回転軸の位置情報をフィード
バックして位置指令値との偏差を求め、この偏差に応じ
て各回転軸の回転を夫々制御するとともに、両回転軸を
同期回転させる同期制御方式において、一方の回転軸の
回転角度誤差と、他方の回転軸の回転角度誤差から両者
の同期誤差を演算し、この同期誤差を一方若しくは他方
の回転軸の位置指令信号に重畳するようフィードバック
することを特徴とする。
る２つの回転軸を有し、各回転軸の位置情報をフィード
バックして位置指令値との偏差を求め、この偏差に応じ
て各回転軸の回転を夫々制御するとともに、両回転軸を
同期回転させる同期制御方式において、一方の回転軸の
回転角度誤差と、他方の回転軸の回転角度誤差から両者
の同期誤差を演算し、この同期誤差を一方若しくは他方
の回転軸の位置指令信号に重畳するようフィードバック
することを特徴とする。
く作 用〉
上記構成の本発明によれば、２つの回転軸の同期誤差を
演算し、この同期誤差が何れかの回転軸の制御系に重畳
されるので、その制御系の回転軸は重畳された分だけ回
転数が相対的に増減し、他の回転軸との間の同期ズレが
除去される。
演算し、この同期誤差が何れかの回転軸の制御系に重畳
されるので、その制御系の回転軸は重畳された分だけ回
転数が相対的に増減し、他の回転軸との間の同期ズレが
除去される。
く実 施 例〉
息下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。な
お、従来技術と同一部分には同一番号を付し重複する説
明は省略する。
お、従来技術と同一部分には同一番号を付し重複する説
明は省略する。
本実施例はパルス分配方式の同期制御方式で制御される
歯車加工機械に適用したもので、相異なる２つの回転軸
が回転軸及び被前歯車軸の場合である。
歯車加工機械に適用したもので、相異なる２つの回転軸
が回転軸及び被前歯車軸の場合である。
したがって、本実施例は、工具軸の回転角度誤差と被削
歯車軸の回転角度誤差から歯車状の工具と被削歯車の噛
み合いピッチ点における同期誤差を演算し、この同期誤
差を工具軸（若しくは被削歯車軸）の位置指令値に重畳
するようフィードバックすることにより、同期誤差がよ
り小さくなるように工具軸（若しくは被前歯車軸）を制
御するものである。
歯車軸の回転角度誤差から歯車状の工具と被削歯車の噛
み合いピッチ点における同期誤差を演算し、この同期誤
差を工具軸（若しくは被削歯車軸）の位置指令値に重畳
するようフィードバックすることにより、同期誤差がよ
り小さくなるように工具軸（若しくは被前歯車軸）を制
御するものである。
第１図は本発明の実施例を示すブロック線図である。同
図に示すように、本実施例では工具軸制御系■と被削歯
車軸制御系■との偏差ε。、ε。に基づき同期誤差を演
算し、割目ゲイン９を乗じて被削歯車軸制御系■にフィ
ードバックし、その位置指令値に重畳するようになって
いる。
図に示すように、本実施例では工具軸制御系■と被削歯
車軸制御系■との偏差ε。、ε。に基づき同期誤差を演
算し、割目ゲイン９を乗じて被削歯車軸制御系■にフィ
ードバックし、その位置指令値に重畳するようになって
いる。
かかる本実施例では、工具軸制御系■と被削歯車軸制御
系■との同期誤差を被削歯車軸制御系■にフィードバッ
クしているので、被削歯車軸制御系■の位置の偏差ε
は、ε ＝θ −θ 十Ｋ（ε ＋Ｃ） ・・・（
１）ここで、θ、は被削歯車軸の回転指令角度である位
置指令値（工具軸の位置指令値も同じ）、θ は被削歯
車軸の実回転角度である位置情報、Ｋはフィードバック
の制御ゲイン、ε。は工具制御系Ｉの位置偏差である。
系■との同期誤差を被削歯車軸制御系■にフィードバッ
クしているので、被削歯車軸制御系■の位置の偏差ε
は、ε ＝θ −θ 十Ｋ（ε ＋Ｃ） ・・・（
１）ここで、θ、は被削歯車軸の回転指令角度である位
置指令値（工具軸の位置指令値も同じ）、θ は被削歯
車軸の実回転角度である位置情報、Ｋはフィードバック
の制御ゲイン、ε。は工具制御系Ｉの位置偏差である。
（１）式を偏差ε について解くと、
Ｅエ （θ−θ十にε） ・（２）１＋Ｋ
（２）式でＫを無限大にすると、ε →ε となり、工
具軸と被削歯車軸の位置の偏差は一致することになる。
具軸と被削歯車軸の位置の偏差は一致することになる。
ここで当然のことながら、指令パルスは、一定回転の指
令であり、また、工具軸、被前歯車軸のフィード・パッ
ク信号は、高精度なものでなければならない。また、ε
＝ε。の状態では、被削歯車軸角のフィードバックが
なくなり、工具軸位置輪差により、フィード・フォワー
ド制御となる。
令であり、また、工具軸、被前歯車軸のフィード・パッ
ク信号は、高精度なものでなければならない。また、ε
＝ε。の状態では、被削歯車軸角のフィードバックが
なくなり、工具軸位置輪差により、フィード・フォワー
ド制御となる。
第２図は前記実施例の要部を抽出して詳細に示すブロッ
ク線図である。同図に示すように、パルス分配Ｎ１には
、一定周波数の基準パルスとともに、工具の歯数ｚｃ及
び被削歯車の歯数Ｚ が供給される。今、基準パルスの
周波数量、が被削歯車軸の回転数を示しているとすると
、工具軸及び被削歯車軸の位置指令値である回転指令パ
ルス周波数ｆ、ｆ は次式％式％ これらの指令パルスｆｃ、ｆ、と、両軸の位置情報であ
るフィードバック信号（パルス）とが、比較されて位置
の偏差ε。、ε０となり、それぞれに位置コントローラ
１，２により位置ゲインを乗して両軸の速度指令とする
。これらをもとに両軸が同期回転駆動される。
ク線図である。同図に示すように、パルス分配Ｎ１には
、一定周波数の基準パルスとともに、工具の歯数ｚｃ及
び被削歯車の歯数Ｚ が供給される。今、基準パルスの
周波数量、が被削歯車軸の回転数を示しているとすると
、工具軸及び被削歯車軸の位置指令値である回転指令パ
ルス周波数ｆ、ｆ は次式％式％ これらの指令パルスｆｃ、ｆ、と、両軸の位置情報であ
るフィードバック信号（パルス）とが、比較されて位置
の偏差ε。、ε０となり、それぞれに位置コントローラ
１，２により位置ゲインを乗して両軸の速度指令とする
。これらをもとに両軸が同期回転駆動される。
このようにして、得られる各信号のうち両軸の位置偏差
信号を別経路で同期演算回路１１に入力する。ここで、
歯面換算の同期誤差を演算すべく乗算１１１２により被
削歯車軸の位置偏差信号にＺ、／Ｚｃをかけて、これと
工具軸の位置幅差信号との差をとり同期誤差とする。さ
らに、この同期誤差に適当なゲインＫを乗じて、これを
被削歯車軸の偏差を演算する加え合わせ点に供給する。
信号を別経路で同期演算回路１１に入力する。ここで、
歯面換算の同期誤差を演算すべく乗算１１１２により被
削歯車軸の位置偏差信号にＺ、／Ｚｃをかけて、これと
工具軸の位置幅差信号との差をとり同期誤差とする。さ
らに、この同期誤差に適当なゲインＫを乗じて、これを
被削歯車軸の偏差を演算する加え合わせ点に供給する。
かくて、任意工具及び被削歯車の歯数に対して、適確な
同期誤差フィード・パックが実現できる。
同期誤差フィード・パックが実現できる。
〈発明の効果〉
思上実施例とともに具体的に説明したように、本発明に
よれば、相異なる２つの回転軸の各位置情報をフィード
バックして位置指令値との偏差を求め、この偏差に応じ
て各回転軸の回転を夫々制御する場合において、両回転
軸の高精度の同期回転を実現し得る。
よれば、相異なる２つの回転軸の各位置情報をフィード
バックして位置指令値との偏差を求め、この偏差に応じ
て各回転軸の回転を夫々制御する場合において、両回転
軸の高精度の同期回転を実現し得る。
そこで、例えば歯車状の砥石を用いてシェービング方式
で歯車を加工するハード・ギヤ・フィニッシャ−に適用
した場合には、加工中の同期誤差が工具（又は被削歯車
）にフィードバックされ、加工中の同期誤差を低減する
ことができろ。これにより大径、巾広ワークの加工にお
いて、精度、能力を向上させることができる。
で歯車を加工するハード・ギヤ・フィニッシャ−に適用
した場合には、加工中の同期誤差が工具（又は被削歯車
）にフィードバックされ、加工中の同期誤差を低減する
ことができろ。これにより大径、巾広ワークの加工にお
いて、精度、能力を向上させることができる。
第１図は本発明の実施例を示すブロック線図、第２図は
その要部を抽出して詳細に示すブロッ線図、第３図は従
来技術を示すブロック線図である。 図面中、 ε。、ε。は偏差、 １１は同期誤差演算雪路である。
その要部を抽出して詳細に示すブロッ線図、第３図は従
来技術を示すブロック線図である。 図面中、 ε。、ε。は偏差、 １１は同期誤差演算雪路である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 歯車加工機械における工具軸及び被削歯車軸等の相異な
る２つの回転軸を有し、各回転軸の位置情報をフィード
バックして位置指令値との偏差を求め、この偏差に応じ
て各回転軸の回転を夫々制御するとともに、両回転軸を
同期回転させる同期制御方式において、 一方の回転軸の回転角度誤差と、他方の回転軸の回転角
度誤差から両者の同期誤差を演算し、この同期誤差を一
方若しくは他方の回転軸の位置指令信号に重畳するよう
フィードバックすることを特徴とする回転同期補正制御
方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4951590A JPH03252704A (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | 回転同期補正制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4951590A JPH03252704A (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | 回転同期補正制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03252704A true JPH03252704A (ja) | 1991-11-12 |
Family
ID=12833270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4951590A Pending JPH03252704A (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | 回転同期補正制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03252704A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5812396A (en) * | 1995-03-02 | 1998-09-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Synchronous positioning control apparatus and control method thereof |
| US5917294A (en) * | 1995-08-31 | 1999-06-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Synchronization control apparatus and method |
| US6404160B2 (en) | 1998-12-24 | 2002-06-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Numerical control apparatus |
| US7656106B2 (en) | 2005-07-08 | 2010-02-02 | Fanuc Ltd | Servo controller |
| JP2011255433A (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ギヤシェーパ、及びギヤシェーパの制御方法 |
| CN103084669A (zh) * | 2011-11-02 | 2013-05-08 | 发那科株式会社 | 齿轮加工机的控制装置 |
| JP2016149918A (ja) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 山洋電気株式会社 | モータ制御装置 |
-
1990
- 1990-03-02 JP JP4951590A patent/JPH03252704A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5812396A (en) * | 1995-03-02 | 1998-09-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Synchronous positioning control apparatus and control method thereof |
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| US6404160B2 (en) | 1998-12-24 | 2002-06-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Numerical control apparatus |
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| JP2013097664A (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Fanuc Ltd | ギア加工機の制御装置 |
| CN103084669B (zh) * | 2011-11-02 | 2014-04-23 | 发那科株式会社 | 齿轮加工机的控制装置 |
| US9557731B2 (en) | 2011-11-02 | 2017-01-31 | Fanuc Corporation | Control device of gear processing machine |
| JP2016149918A (ja) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 山洋電気株式会社 | モータ制御装置 |
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