JPH0384603A - バックラッシュ加速量自動調整方式 - Google Patents

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、工作機械のテーブル等の送り軸を駆動するサ
ーボモータの制御方式に関し、特に、送り軸の移動が逆
転するときのバックラッシュ加速補正に関するものであ
る。

従来の技術 工作機械においてテーブル等を駆動するサーボモータの
駆動方向を反転させるとき、通常、送りねじのバックラ
ッシュや摩擦の影響のため、機械は即座に反転すること
ができない。そのため、工作機械で円弧切削等を行って
いるとき、象限が変わると切削円弧面に突起が生じる。

例えば、Ｘ。

Ｙ２軸平面上でワークに対し円弧切削を行い、Ｘ軸をプ
ラス方向、Ｙ軸をマイナス方向に移動させているとき象
限が変わり、Ｙ軸はそのままマイナス方向に駆動し、Ｘ
軸をマイナス方向に駆動するように切換えた場合、Ｙ軸
に対しては今までと同一速度で切削が行われるが、Ｘ軸
は位置偏差が「０」になることからトルク指令値が小さ
くなり、摩擦によりサーボモータは即座に反転できない
こと、及び、テーブルを送る送りねじのバックラッシュ
によりテーブルの移動も即座に反転できないことから、
Ｘ軸方向のワークの移動は移動指令に対し、追従できな
く遅れることとなる。その結果、切削円弧面に突起が生
じる。

第５図は各軸のサーボモータを駆動するサーボ回路中の
位置ループを簡略化して示したブロック線図である。位
置指令ｍ（４）からサーボモータのロータ軸等に取付け
たパルスコーダ等から得られる位置フィードバック値を
減じて位置偏差ε（＋）を求め、該位置偏差ε（１）に
ポジションゲインＫＰを乗じて速度指令Ｐ（０を求め、
該速度指令Ｐ（１）を積分して位置Ｐ　（１）を得るも
のであり、位置ループは概略第５図のように表すことが
できる。

そこで、２平面面上でワークが円弧を描くとき各軸は正
弦波状に動くこととなるから、位置指令 ｍ（１） ＝Ａ ｃｏｓωｔとすると、 上記第５図の ブロック線図より −ＫＰＰ（１） ＋ＫＰ　ＡｃｏＳ　ωｔ （１） となり、これを解くと、 （２） Ｃ′は初期状態で決定される定数で、 この定数が 乗じられた値は減衰する。

よって、 十分な時間経 過後においては、 位置偏差ｅ（０ は次の第 （３） 式となる。

（３） 通常の切削では、 ポジションゲインＫＰユ３０゜ 角速度ω二〇。

１程度であるので、 Ｐ ＋ω２ ＝ＫＰ　２、よって、位置偏差ｅ（１）は第（４）式の
ように近似できる。

ｅＯ）＝　−太ωｓｉｎωｔ　　　　　　・・・・・・
（４）Ｐ また、回転方向反転近傍では、ωｔは１に比較して十分
に小さいので、ｓｉｎω１＝ωｔと近似できる。その結
果、方向反転時点をｔ。とすると、位置偏差ｅ（０は次
の第（５）式に近似できる。

ｅ（１）＝−（人ω２）・（１−１）　　・・・・・・
（５）Ｐ すなわち、第６図に示すように、ワークがＸ。

Ｙ軸平面上で円弧軌跡を描いているとき、時刻ｔｏでＸ
軸の移動方向が反転したとき、該方向反転中の位置偏差
量ｅ（１）はサーボモータが理想的な動きをしていれば
、方向反転時には位置偏差量ｅ（１）は第７図に示すよ
うに時間に対し直線的に変化することを第（５）式は示
している。

しかし、摩擦が大きく、方向反転時に移動指令に対しサ
ーボモータの追従が遅れると、第８図。

第９図に示す（ロ）の曲線のように位置偏差量ｅ　（＋
）　は理想的な値（イ）に対しずれを生じる。

なお、第８図は移動方向が正から負に反転したとき、第
９図は移動方向が負から正に反転したときの位置偏差ｅ
（１）を示している。

このずれが、切削面に突起を生じせしめる原因となる。

従来、この突起をなくすため、あるいは減らすため、移
動方向の反転時に位置信号に位置のバックラッシュ補正
を行うと共に速度指令に適当な値（加速量）を加えてサ
ーボモータの反転方向に加速を行い象限突起を減らす、
いわゆるバックラッシュ加速を行っている。

第１０図は、従来片われている・このバックラッシュ補
正のブロック図で、ＮＣ（数値制御装置）はデジタルサ
ーボ回路側に位置指令及び位置指令の符号が反転すると
きに機械系のバックラッシュを補正するためにバックラ
ッシュ補正データ（位置のデータ）を与える。サーボコ
ントローラのプロセッサ（ＣＰ　Ｕ）はこのバックラッ
シュ補正データを受信すると、バックラッシュ補正手段
１３によりエラーカウンタ１０にこのバックラッシュ補
正データを加算する。この補正データはポジションゲイ
ンＫＰを通じて速度ループ１２に作用するが、サーボ系
の遅れのために機械はすぐには動かず、象限突起が生じ
る。そこで、位置のバックラッシュ補正と共に速度指令
ＶＣＭＤにも適当な値（加速量）を加えて、サーボモー
タの反転方向に加速を行うが、ＮＣがバックラッシュ補
正データを送出するのと同時にサーボソフト内部でバッ
クラッシュ加速を行うと、サーボモータが完全に方向反
転をしていないために、逆に円弧切削面を内側にくい込
んで切削してしまう不具合が生じる。

すなわち、エラーカウンタ１０で示される位置偏差にポ
ジションゲインＫＰを乗じて得られる速度指令が完全に
逆転しないうちにバックラッシュ加速が行われて切削面
が内側にくい込んで切削されることとなる。

また、バックラッシュ加速量が大きすぎるとバックラッ
シュや摩擦トルクを補正する以上に内側へ切り込むこと
にもなる。第８図、第９に符号（ハ）で示す曲線は、こ
のようなバックラッシュ加速のかけすぎ等による位置偏
差ｅ　（ｊ）の変化を示しているものである。

そこで、サーボコントローラはエラーカウンタの値を監
視し、エラーカウンタの値の符号が反転したとき、モー
タの回転方向が反転したタイミングとみなし、バックラ
ッシュ加速を行うようにしている。さらには、速度指令
ＶＣＭＤは位置偏差ｅ　（＋）にポジションゲインを乗
じた値であるので、チエツクボードを通して速度指令Ｖ
ＣＭＤをアナログ信号として観測し、速度指令ＶＣＭＤ
の波形が第８図、第９図に符号（イ）で示す理想的な位
置偏差ｅ　（１）に対応する速度指令（ＫＰ　−ｅ　（
ｔ）　）に近くなるようにバックラッシュ加速量、加速
時間を調整している。

そして、バックラッシュ加速後、位置のフィードバック
パルスを積算し、その積算値がある値以上になるとバッ
クラッシュ加速を停止させる等の制御を行っている。

発明が解決しようとする課題 しかし、機械によってバックラッシュ量や摩擦の大きさ
が異なっているため、最適なバックラッシュ加速量を見
つけることが難しいという問題がある。

そこで、本発明の目的は、バックラッシュ加速量の最適
値を機械ごとに自動的に決定できるバックラッシュ加速
量自動調整方式を提供することにある。

課題を解決するための手段 送り軸をサーボモータで駆動する工作機械において、本
発明は、サーボモータの回転方向が反転するように繰り
返し駆動し、かつ、回転方向が反転するときにバックラ
ッシュ加速量を速度指令に加算して駆動し、デジタルサ
ーボ回路のプロセッサは数値制御装置から出力される装
置指令の符号が反転する時点での速度指令値と該時点か
ら所定時間後の速度指令値より、該所定時間中における
時間に対する理想の速度指令値を求め、該理想の速度指
令値と現実の速度指令値の差の正、負の最大値をそれぞ
れ求め、該正、負の最大値より得られる評価関数の値が
設定範囲内になるようにバックラッシュ加速量を調整す
ることによって上記課題を解決した。

作用 数値制御装置から出力される装置信号の符号が反転する
時点での速度指令値（または位置偏差値）と、該時点か
ら所定時間経過して、サーボモータの回転が摩擦に打ち
勝って移動指令に追従した時点での速度指令値（または
位置偏差値）を求めると、この２つの速度指令値（位置
偏差値）より、サーボモータが反転する時点の上記所定
時間における各時点の理想の速度指令値が求まる。即ち
、移動指令に対し、摩擦の影響を受けずに追従した速度
指令値が求まる。そして、該理想の速度指令値と現実の
速度指令値との誤差を求め、この誤差の正の最大値、負
の最大値を求めれば、この各最大値は移動指令に対する
誤差の正、負の最大値であり、円弧切削を行えば、この
正、負の最大値分だけ円弧切削面に凹凸を生じさせる原
因となる。

そこで、上記正、負の最大値より速度指令値が理想の速
度指令値に近づくように設定した評価関数の値を算出し
、誤値が設定範囲内になるようにバックラッシュ加速量
を調整すれば、サーボモータの回転方向の反転時に摩擦
によって生じる移動指令に対する追従遅れを補正する最
適のバックラッシュ加速量が得られ、このバックラッシ
ュ加速量でバックラッシュ加速補正を行い円弧切削を行
えば、凹凸の少ない切削面が得られる。

実施例 第２図は、本発明の一実施例を実施するＮＣ工作機械の
ブロック図で、符号１は、コンピュータ内蔵の数値制御
装置（以下、ＣＮＣという）、符号２は共有メモリで、
ＣＮＣ１から出力される装置信号等をデジタルサーボ回
路３に受は渡したり、デジタルサーボ回路３から出力さ
れる信号をＣＮＣ１へ受は渡す作用を行う。また、デジ
タルサーボ回路３は、プロセッサ（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、
ＲＡＭ等を有し、工作機械４の各軸のサーボモータを駆
動するサーボ回路の処理をソフトウェアで実行し各軸の
サーボモータを駆動制御する。

なお、第２図に示すようなデジタルサーボ回路付きのＮ
Ｃ工作機械は既に公知であるので、その詳細な説明は省
略する。

第１図（ａ）（ｂ）はＣＮＣ１をバックラッシュ加速量
調整モードに切換えたとき、デジタルサーボ回路３のＣ
ＰＵがバックラッシュ加速量を求めるために実行する処
理のフローチャートであり、また、ＣＮＣはこのバック
ラッシュ加速調整モードにおいては、プログラムにより
２軸で一定速度で円弧を描くようになっている。

まず、本実施例の作用原理を説明する。

ＣＮＣ１から共有メモリ２を介して、ある軸、例えばＸ
軸に対するバックラッシュ補正データをデジタルサーボ
回路３のＣＰＵが受けとった時、この時をＸ軸の方向反
転動作開始時とし、この時の速度指令（速度指令は位置
偏差ｅ　（１）にポジションゲインＫＰを乗じた値であ
るので、前述した位置偏差の代りに速度指令を用いてバ
ックラッシュ加速量を調整する）を第３図のようにＶＣ
ＭＤ（ａ）　　とする。また、方向反転後、摩擦、バッ
クラッシュ等の影響がなくなるとみなされる設定時間Ｔ
ａｂ後の速度指令をＶＣＭＤ（ｂ）　とすると、第３図
に示すように、該２つの速度指令ＶＣＭＤ（ａ）　、　
Ｖ　ＣＭ　Ｄ　（ｂ）を直線で結ぶと方向反転時の理想
的な速度指令ＶＣＭＤが得られる。そして、この理想的
な方向反転時の速度指令ＶＣＭＤの傾きΔＶは第（６）
式で表される。

・・・・・・　（６） 上記傾きΔＶを方向反転を回目において求め、方向反転
２回目以降から、バックラッシュ加速量調整を開始する
。

２回目以降の方向反転時に、実際の速度指令ＶＣＭＤ（
ｒ）が、例えば第４図に示す状態であったとすると、バ
ックラッシュ補正データを受けてから時間Ｔａｃ後にお
ける理想的な速度指令■ＣＭＤ（ｃ、ｉ）は次の第（７
）式で求められる。

ＶＣＭＤ（ｃ、ｉ）＝ＶＣＭＤ（ａ）＋Δｖ−ＴａＣ・
・・・・・　（７） また、この時点での実際の速度指令ＶＣＭＤ（ｃ、　ｒ
）より（デジタルサーボ回路３では位置ループ処理によ
って速度指令ＶＣＭＤ（ｃ、＋）は求められている）、
実際の速度指令Ｖ　ＣＭＤ　（ｃ、　ｒ）と理想的な速
度指令ＶＣＭＤ（ｃ、ｉ）の誤差Ｖｅｒｒが次の第（８
）式で求まる。

なお、バックラッシュ補正データを受けた後、時間Ｔａ
ｃ後の速度指令をＶ　ＣＭＤ　（ｃ、　ｉ）　、実際の
速度指令をＶＣＭＤ（ｃ、ｒ）　　と表示している。

Ｖ　ｅ　ｒ　ｒ　＝ＶＣＭＤ　（ｃ、　ｒ）　−ＶＣＭ
Ｄ　（ｃ、　ｔ）・・・・・・　（８） この誤差ＶｅｒｒをポジションゲインＫＰで割ったもの
が位置偏差の誤差であり、理想軌跡からのずれを表すこ
ととなり、前述したように、Ｖｅ　ｒ　ｒ＞Ｑのとき突
起が生じ、Ｖｅ　ｒ　ｒ＜Ｑのとき内側へ切り込まれる
こととなる。

そして、上記誤差Ｖｅｒｒを速度ループ処理周期毎求め
ると、例えば、速度ループ処理周期をＴｏとすると、（
Ｔａｂ／Ｔｏ）個の誤差Ｖｅｒｒが得られる。このうち
、正の最大値をＶｍａｘ。

負の最大値をＶｍ　ｉ　ｎとすると、Ｖｍａｘ、Ｖｍｉ
ｎの絶対値が小さいほど理想的な速度指令、即ち、切削
形状にずれを生じないものとなる。しかし、Ｖｍａｘを
減らせばｌＶｍｉｎｌは当然大きくなる傾向にあるので
、本実施例では評価関数Ｅとして次の第（９）式を用い
る。

Ｅ＝Ｖｍａ　ｘ＋　ｒ　＠　Ｖｍ　ｉ　ｎ　　　　−−
−−−−（９）なお、ｒはパラメータで、機械に応じｔ
Ｏ〜２程度の値を選択する。

そして、上記評価関数Ｅの値を用いてバックラッシュ加
速量Ｂ　（ｎ）を順次補正するようにする。

すなわち、前回求めたバックラッシュ加速量をＢ　（ｎ
−１）　として、今回のバックラッシュ加速量を次の第
（１０）式で求める。

Ｂ　（ｎ）　＝　Ｂ　（ｎ−１）　　Ｘ　（１＋β−Ｅ
）−（Ｉｎ）なお、βは１回のバックラッシュ加速量の
補正で補正する量を決めるパラメータである。以下、方
向反転毎にバックラッシュ加速量Ｂ　（ｎ）を補正し、
評価関数Ｅの値が「０」になるように、即ち、所定値範
囲内に入るようにし、所定値範囲内に人ればその時のバ
ックラッシュ加速量Ｂ　（ｎ）が最適値となる。

次に、第１図（ａ）、　　（ｂ）に示すフローチャート
と共に、本実施例のバックラッシュ加速量調整処理動作
を述べる。

まず、ＣＮＣ１をバックラッシュ加速量調整モードにす
ると、ＣＮＣ１は、円弧軌跡を一定速で描かせるプログ
ラムを実行し、デジタルサーボ回路３のＣＰＵは速度ル
ープ処理周期毎に第１図（ａ）、　　（ｂ）の処理を実
行する。バックラッシュ加速量調整モードになると、デ
ジタルサーボ回路３のＣＰＵは後述するフラグＦｌ、Ｆ
２゜Ｆ３を「０」にセットし、バックラッシュ加速量Ｂ
　（ｎ）を初期値に設定し、速度ループ処理周期毎に第
１図（ａ）、（ｂ）で示す処理を開始する。

ＣＮＣ１から送られてくる位置指令の符号が反転すると
き同時に送られてくるバックラッシュ補正量（位置デー
タ）が「０」または正か否か判断しくステップ１００）
、「０」または正であればステップ１０６へと進み、フ
ラグＦ２またはＦ３が「１」にセットされていなければ
、このバックラッシュ加速量調整処理を行わず終了し、
通常の処理のみを行い、当該軸のサーボモータを駆動制
御することとなる。

すなわち、バックラッシュ補正データがＣＮＣ１から送
出されなければ、当該軸の回転方向が反転しないことを
意味するので、バックラッシュ加速量調整処理は行わな
い。また、本実施例では、移動指令が正から負に反転す
るときにバックラッシュ加速量調整処理を行うものとし
て、バックラッシュ補正量が正のときも加速量調整を行
わない。

一方、ＣＮＣ１から負のバックラッシュ補正量が与えら
れると、該時点の速度指令ＶＣＭＤを、方向反転開始時
の速度指令ＶＣＭＤ（ａ）　としてレジスタに格納しく
ステップ１０１）、（正から負への）方向反転の１回目
があったことを記憶するフラグＦｌがｒｌＪか否か判断
しくステップエ０２）、「１」でなければフラグＦｌ及
び１回目の方向反転中を記憶するフラグＦ２を「１」に
セットシ、第１のタイムカウンタＴＣ１に、パックラッ
シュ、摩擦等の影響がなくなる時間として設定された設
定値Ｔａｂをセットしくステップ１０３））バックラッ
シュ補正量を「０」とする（ステップ１０５）。即ち、
バックラッシュ加速量調整のときには、位置のバックラ
ッシュ補正は行わず、摩擦の影響をみるためにバックラ
ッシュ加速だけ行うようにしている。

次に、１回目の方向反転中を記憶するフラグＦ２．２回
目以降の方向反転中を記憶するフラグＦ３が１つでも「
１」にセットされているか否か判断しくステップ１０６
）、既にステップ１０３でフラグＦ２が「１」にセット
されているのでステップ１０７へ進み、フラグＦ３が「
１」にセットされているか否か判断し、まだ「１」にセ
ットされてないので、第１のタイムカウンタＴＣ１から
「１」減算し、該タイムカウンタＴＣ１が「０」か否か
判断する（ステップ１０７，１０８）。

「０」でなければ、当該周期のバックラッシュ加速量調
整処理は終了し、次の周期からはステップ１００．１０
６，１０７，１０８．１０９の処理を実行し、第１のタ
イムカウンタＴＣＩが「０」になると、すなわち、当該
軸への方向反転指令が出されて設定時間Ｔａｂ経過する
と、このときの速度指令ＶＣＭＤをレジスタにＶＣＭＤ
（ｂ）　として記憶し、該速度指令ＶＣＭＤ（ｂ）とス
テップ１０１で記憶した速度指令ＶＣＭＤ（ａ）及び設
定所定時間Ｔａｂより第（６）式の演算を行って理想的
な速度指令ＶＣＭＤ（＋）の傾きΔＶを求め、第１回目
の方向反転中を記憶するフラグＦ２を「０」にセットし
、当該周期の処理を終了する（ステップ１１０〜１１２
）。

そして、次の周期からは、負のバックラッシュ補正量が
ＣＮＣｌから送出されない限り、ステップ１００．１０
６の処理を行うのみとなる。

こうして、１回目の方向反転時において理想的な速度指
令の傾きΔＶが求められ、２回目以降の負のバックラッ
シュ補正量がＣＮＣから出力されると、フラグＦｌはす
でに「１」にセットされていることから、ステップ１０
０〜１０２の処理をした後、２回目以降の方向反転中を
記憶するフラグＦ３を「１」にセットし、第２のタイム
カウンタＴＣ２をｒＯＪにセットし、バックラッシュ補
正量をｒＯＪにセットしくステップ１０４．１０５）、
フラグ３がｒｌＪにセットされていることから、ステッ
プ１０６，１０７からステップ１１３へ進み、レジスタ
に記憶されているＶＣＭＤｉ）の値とステップ１１１で
算出された傾きΔ■及び第２のタイムカウンタＴＣ２の
値より第（７）式の演算を行って、該時点における理想
的な速度指令ＶＣＭＤ（ｉ）を求め、現在位置ループ処
理によって求められている実際の速度指令■ＣＭＤ（ｒ
）　と求められた理想的な速度指令ＶＣＭＤ（１）より
第（８）式の演算を行って速度指令の誤差Ｖｅｒｒを求
める（ステップ１１３，１１４）。

該誤差Ｖｅｒｒが「０」または正であれば、正の最大値
Ｖｍａｘとしてレジスタに記憶されている値（初めは初
期設定でｒＯＪが設定されている）と比較し、誤差Ｖｅ
ｒｒの方が大きければレジスタに記憶されるＶｍａｘの
値をこの値に変える（ステップ１１５，１１６．１１７
）、また、誤差Ｖｅｒｒが負であれば、負の最大値Ｖｍ
ｉｎ（初めは初期設定で「０」に設定されている）とし
てレジスタに記憶されている値と比較し、誤差Ｖｅｒｒ
の方が小さいときのみ、この誤差Ｖｅｒｒを負の最大値
Ｖｍ　ｉ　ｎとしてレジスタを書き換える（ステップ１
１５，１１８．１１９）。そして、第２タイムカウンタ
ＴＣ２を「１」インクリメントし、該第２タイムカウン
タＴＣ２の値が設定値Ｔａｂ以上になったか否か判断し
くステップ１２０．１２１：）、達してなければ当該周
期の処理を終了する。

そして、次の周期からはフラグＦ３が「１」にセットさ
れていることから、ステップ１００゜１０６．１０７．
１１３〜１２１を実行し、誤差の正、負の最大値Ｖｍ　
ａ　ｘ、　　Ｖｍ　ｉ　ｎを検出する。

こうして、第２タイムカウンタＴＣ２の値が設定値Ｔａ
ｂを超え、方向反転が終了すると、第（９）式で示す評
価関数Ｅの値を求め、該評価関数Ｅの絶対値が設定値ε
以下か否か判断しくステップ１２１〜１２３）、設定値
ε以下でなければ、第（１０）式の演算を行ってバック
ラッシュ加速量Ｂ　（ｎ）を求め、バックラッシュ加速
量を前回の加速量Ｂ　（ｎ−１）から求められた加速量
Ｂ　（ｎ）に変えて、以後、このバックラッシュ加速量
でバックラッシュ加速制御を行うようにする（ステップ
１２４）。そして、フラグＦ３を「０」にセットし、こ
の周期の処理を終了する。

次の周期からはバックラッシュ補正量が負にならない限
り、ステップ１００，１０６の処理を行うのみとなる。

そして、バックラッシュ補正量が負になると、ステップ
１００，１０１，１０２゜１０４〜１０７．１１３〜１
２１の処理を各周期毎行い、第２タイムカウンタＴＣ２
が設定値Ｔａｂを超えると、前述したように評価関数Ｅ
を求め、その絶対値ＩＥＩが、設定値εより小さくなけ
れば、前述同様バックラッシュ加速量Ｂ　（ｎ）を更新
しフラグＦ３を「０」にする（ステップ１２１〜１２５
）。

以下、上述した処理を各周期毎実行し、評価関数Ｅの絶
対値ＩＥＩが設定値ε以下となり、実際の速度指令ＶＣ
ＭＤ（ｒ）が理想の速度指令ＶＣＭＤ　（ｉ）に近似す
るとバックラッシュ加速量調整終了をＣＮＣ１の表示装
置等に表示しくステップ１２６）、調整モードを終了し
、このとき、レジスタに記憶されているバックラッシュ
加速量Ｂ（ｎ）が最適なバックラッシュ加速量となる。

第１１図（ａ）〜（ｅ）はセミ・クロード・ループで半
径１００ｍｍの円弧を速度２００ｍｍ／ｍｉｎで描かせ
、バックラッシュ加速時間をポジションゲイン２０　（
１／Ｓ）で決まるサーボ時定数１００ｍｓ　ｅ　ｃ　（
−（１／２０）　Ｘ２）として、上記実施例を一つの機
械に実施したときの得られた最適バックラッシュ加速量
での方向反転時の速度指令の波形を示すものである。第
１■図（ａ）はバックラッシュ加速を行わないとき、第
１１図（ｂ）は評価関数Ｅのパラメータｒを「０」とし
たとき、第１１図（Ｃ）は評価関数Ｅのパラメータｒを
ｒＯ，５Ｊとしたとき、第１１図（ｄ）はパラメータｒ
を「１」としたとき、第１１図（ｅ）はパラメータｒを
「２」としたときのものである。

なお、加速量は１０００で速度指令２ｒｐｍに相当する
。

この第１１図（ａ）〜（ｅ）が示すように、評価関数Ｅ
のパラメータｒをｒＯ，５Ｊ程度にしたときが最適であ
ることがわかる。また、バックラッシュ加速を行わない
ときと比較し、形状誤差の最大値が１／６程度になって
いることがわかる。

なお、上記実施例では速度指令ＶＣＭＤによってバック
ラッシュ加速量調整を行ったが、速度指令は位置偏差に
ポジションゲインを乗じたものであるから、位置偏差に
基いてバックラッシュ加速量の調整を行ってもよい。

発明の効果 本発明は、バックラッシュ加速量が工作機械において最
適値となるように自動的に調整するから、バックラッシ
ュ加速量の調整が容易となり、また、最適値が得られる
ので、円や楕円等の円弧切削等において、切削面の突起
や切り込みすぎによる凹部を少くすることができ、形状
誤差の少ない加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例におけるデジ
タルサーボ回路のプロセッサが実行するバックラッシュ
加速量調整処理のフローチャート、第２図は同実施例を
実施するＮＣ工作機械の一例のブロック図、 第３図は同実施例における方向反転時の理想的な速度指
令を求める説明図、 第４図は同実施例における理想的な速度指令と現実の速
度指令の誤差を求める説明図、第５図はサーボ回路中の
位置ループの概略ブロック線図、 第６図はＸ、Ｙ２軸による円弧軌跡を示す図、第７図は
方向反転時の位置偏差を表す図、第８図、第９図は理想
的な位置偏差量とバ・ツクラッシュ加速量の大きさによ
る位置偏差量の関係を示す図、 第１０図は従来から行われているバックラッシュ補正の
ブロック図、 第１１図（ａ）はバックラッシュ加速量が「０」のとき
の方向反転時の速度指令波形、 第１１図（ｂ）〜（ｅ）は本実施例における評価関数の
パラメータを種々変えて得られた最適バックラッシュ加
速量による方向反転時の速度指令波形を示す図である。 １・・・コンピュータ内蔵数値制御装置（ＣＮＣ）、２
・・・共有メモリ、３・・・デジタルサーボ回路、４・
・・工作機械、ＶＣＭＤ・・・速度指令、ｅ　（１）・
・・位置偏差、ＫＰ・・・ポジションループゲイン、Ｂ
（ｎ）・・・バックラッシュ加速量、ｒ・・・パラメー
タ。 第 呪（０） 第 呪 第 ５ 因 Ｎ〔 デジタルブーボ回易 第 １ 呪 （０）バ°・ンクラ・ンシュカｏＱなしくｄ）Ｙ＝１゜ Ｂ（ｎ　ｌ　＝　１２４４ （ｂ）Ｙ・０゜ Ｂ（ｎｌ＝１６９３

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）送り軸をサーボモータで駆動する工作機械におい
   て、サーボモータの回転方向が反転するように繰り返し
   駆動し、かつ、回転方向が反転するときにバックラッシ
   ュ加速量を速度指令に加算して駆動し、デジタルサーボ
   回路のプロセッサは数値制御装置から出力される位置指
   令の符号が反転する時点での速度指令値と該時点から所
   定時間後の速度指令値より、該所定時間中における時間
   に対する理想の速度指令値を求め、該理想の速度指令値
   と現実の速度指令値の差の正、負の最大値をそれぞれ求
   め、該正、負の最大値より得られる評価関数の値が設定
   範囲内になるようにバックラッシュ加速量を調整したこ
   とを特徴とするバックラッシュ加速量自動調整方式。
2. （２）送り軸をサーボモータで駆動する工作機械におい
   て、サーボモータの回転方向が反転するように繰り返し
   駆動し、かつ、回転方向が反転するときにバックラッシ
   ュ加速量を速度指令に加算して駆動し、デジタルサーボ
   回路のプロセッサは数値制御装置から出力される位置指
   令の符号が反転する時点での位置偏差値と該時点から所
   定時間後の位置偏差値より、該所定時間中における時間
   に対する理想の位置偏差値を求め、該理想の位置偏差値
   と現実の位置偏差値の差の正、負の最大値をそれぞれ求
   め、該正、負の最大値より得られる評価関数の値が設定
   範囲内になるようにバックラッシュ加速量を調整したこ
   とを特徴とするバックラッシュ加速量自動調整方式。
3. （３）上記評価関数は上記正の最大値と上記負の最大値
   に所定係数を乗じた値を加算するものとし、初期設定し
   たバックラッシュ加速量に上記評価関数の値に所定係数
   を乗じた値を順次加算して、上記評価関数の値が設定値
   以下になるまでバックラッシュ加速量を補正し、バック
   ラッシュ補正量を決定する請求項１または請求項２記載
   のバックラッシュ加速量自動調整方式。