JPH04302306A - 数値制御装置、数値制御システム、制御パラメータの自動調整方法、特徴量判定基準変更方法および複数の調整条件総合判定方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は工作機械等の軸を制御す
る数値制御装置に係わり、特にサーボまたは主軸モータ
ドライブシステムの制御パラメータを自動的に調整、設
定する機能を備えたことを特徴とする数値制御装置およ
び自動調整方法に関する。また、制御パラメータの特徴
量判定基準の変更方法、複数の調整条件がある場合の特
徴量の総合判定方法およびサーボまたは主軸の状態量デ
ータのサンプリング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３２は従来の数値制御装置およびサー
ボまたは主軸モータドライブシステムの機能ブロック構
成図と、サーボまたは主軸モータドライブシステムの制
御パラメータを調整する際の構成を示したものである。 １ｃは数値制御装置、２ｃはサーボまたは主軸モータを
制御するサーボまたは主軸アンプであり、３はサーボま
たは主軸アンプ２ｃにより駆動制御されるモータ、４は
モータの位置及び速度を検出する検出器である。６ｃは
数値制御装置１ｃの各機能を統括して制御する制御部、
７ｃは加工プログラムよりモータの位置または速度の指
令値を生成する位置・速度指令生成部、８ｃはサーボま
たは主軸モータドライブシステムの制御パラメータを保
存する制御パラメータ記憶部、１０ｃはサーボまたは主
軸アンプ２ｃと数値制御装置１ｃとのインタフェースで
あり、これを介して数値制御装置１ｂはサーボまたは主
軸アンプ２ｃに位置・速度指令等の指令や制御パラメー
タ等の情報を伝達し、さらにサーボまたは主軸アンプ２
ｃからの各種データを受け取る。５は操作ボード、１１
は操作ボード５と数値制御装置１ｃとの入出力を制御す
る入出力制御部である。２５はＣＲＴ画面であり数値制
御装置の内部データを表示する。２６はキーボードであ
り、キー入力したデータは入出力制御部１１を介して数
値制御装置２ｃに伝達される。２８は数値制御装置１ｃ
とサーボまたは主軸アンプ２ｃとのインターフェースで
あり、これを介してサーボまたは主軸アンプ２ｃは位置
・速度等の指令や制御パラメータ等の情報を受けとり、
さらにサーボまたは主軸アンプ２ｃ内のデータを数値制
御装置１ｃに伝達する。２７はモータ駆動制御部であり
、モータや機械の位置、速度等やモータに流れる電流等
を制御する。４０は調整用に使用されるＤ／Ａコンバー
タであり、サーボまたは主軸アンプ２ｃ内のデジタル情
報をアナログ情報に変換して出力する。４１は調整用に
使用されるシンクロスコープであり、オペレータはＤ／
Ａコンバータ４０とシンクロスコープ４１を用いてサー
ボまたは主軸アンプ２ｃ内の内部データをモニターでき
る。

【０００３】図３３はオペレータが制御パラメータを調
整する手順を示したフローチャートである。ステップＳ
８１においてオペレータは操作ボード５のＣＲＴ画面２
５の表示により制御パラメータの初期設定を確認し、ス
テップＳ８２において調整に必要な情報を得るために、
テスト運転を行う。ステップＳ８３においてオペレータ
はテスト運転中、操作ボード５のＣＲＴ画面２５に表示
されるデータ、またはＤ／Ａコンバータ４０によりデジ
タル・アナログ変換されたサーボまたは主軸アンプ２ｃ
内のデータをシンクロスコープ４１の波形によりモニタ
ーし、これを基にステップＳ８４において制御パラメー
タが適当かの判断を行う。適当と判断した場合は調整を
終了するが、不適当の場合はステップＳ８５にて制御パ
ラメータの変更値をキーボード２６より入力し、再度ス
テップＳ８２〜Ｓ８４の手順を制御パラメータが適当と
判断できるまで繰り返す。

【０００４】いま、位置指令における調整のやり方の例
として図３４について説明する。図３４（ａ）の位置指
令（ｉ）に対して、サーボは（ｉｉ）（ｉｉｉ）（ｉｖ
）のように応答が遅れる。制御パラメータの設定が悪い
と（ｉｖ）のように応答が遅く、これを調整するためオ
ペレータは速度ループゲインを上げるが、ゲインをあま
り上げすぎると応答は（ｉｉ）のように良くなるが図３
４（ｂ）に示すように振動が発生する。オペレータはこ
の振動発生をシンクロスコープ４１で見ながら、振動が
発生しない最大ゲインを設定する。このようにして設定
されたゲインでの応答は図３４（ａ）の（ｉｉｉ）とな
る。

【０００５】数値制御装置におけるサーボまたは主軸の
調整項目としは、速度ループ制御系、位置ループ制御系
他があり、また主軸の調整項目としては速度ループ制御
系、オリエント、Ｃ軸制御他がある。更に、例えばサー
ボの速度ループ制御系の制御パラメータとして速度ルー
プゲイン、速度進み補償、機械共振抑制フィルタ中心周
波数他があり、これ以外の調整項目も複数の制御パラメ
ータから構成されている。

【０００６】別の分野では、制御量の自動調整（オート
チューニング）の方法が提案されている。例えば、特開
平２−８３７０３はプロセス制御システムにおけるＰＩ
Ｄ（比例、積分、微分）制御またはＰＩ制御で、ＰＩＤ
またはＰＩ制御要素の制御パラメータのオートチューニ
ングに関するものである。これは制御パラメータを常時
監視し、このフィードバック値が基準値と差が出たとき
にオートチューニング機能を動作させ、調整量をファジ
ー推論により演算させるものである。しかし、工作機械
の数値制御装置等における制御パラメータは据え付け時
または機械系の経時変化等で精度が出なくなった時に調
整すればよく、常時オートチューニングする必要はない
。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のサーボまたは主
軸モータドライブシステムの制御パラメータの調整作業
は以上のように行われているので、Ｄ／Ａコンバータや
シンクロスコープなどの測定装置が必要である。さらに
１台の数値制御装置には調整の対象となるサーボまたは
主軸モータドライブシステムが複数あり、さらに各サー
ボまたは主軸モータドライブシステムにおいても制御パ
ラメータが複数ある。このように調整の対象となる制御
パラメータは非常に多く、さらに制御パラメータ同士が
互いに影響しあい制御パラメータ間の関連が複雑な場合
が多く、調整には熟練したオペレータが必要となる。ま
た、熟練者による調整でも制御パラメータの変更には明
確なデータにより変更値が算出されるわけではなく、試
行錯誤的に変更して行く場合が多い。このため、調整に
多くの時間を要し、調整の結果に個人差が生じることも
避けられない。この発明は上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、Ｄ／Ａコンバータやシンクロ
スコープなどの測定装置が不要であるとともに、熟練者
以外の制御パラメータの調整に精通していない者にも個
人差なく制御パラメータの調整が行えるオートチューニ
ング機能を備えた数値制御装置を得ることを目的とする
。

【０００８】更に、本発明は現場における工作機械の据
え付け、調整時における調整履歴、結果を格納、保存す
ることによって、この保存されたオートチューニングデ
ータを集大成して、より簡単な標準化されたオートチュ
ーニング装置の開発を可能にすることを目的とする。

【０００９】また、本発明はオートチューニングの対象
が将来あるいは出荷後変更、追加される要求に応えるた
め、数値制御装置自体やコンピュータ自体を取り替える
ことなくオートチューニングプログラム、テスト運転プ
ログラムを追加、変更でるきようにすることを目的とす
る。

【００１０】また、本発明はオートチューニングプログ
ラムで設定された特徴量の判定基準を機械等に合わせて
変更できる方法を提供することを目的とする。

【００１１】また、本発明は一つの制御パラメータでも
複数の調整条件がある場合、各調整条件での制御パラメ
ータの特徴量を算出し、それらの特徴量を総合的に判定
できる方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明における数値
制御装置はサーボまたは主軸の制御パラメータを自動で
調整する自動調整手段を備え、上記自動調整手段はサー
ボまたは主軸の状態量データを測定する測定手段と、測
定された上記状態量データをサンプリングデータとして
設定および格納を制御するデータサンプリング制御部と
、データサンプリング制御部の制御によりサンプリング
データを格納するサンプリングデータ記憶部と、制御パ
ラメータに対応した複数の自動調整プログラムおよびテ
スト運転プログラムと、調整する制御パラメータの設定
によりそれに対応する自動調整プログラムを選択する自
動調整システム制御部と、自動調整プログラムにより選
択されたテスト運転プログラムにより上記上記サーボま
たは主軸をテスト運転するとともに、データサンプリン
グ制御部の制御により読み込まれたサンプリングデータ
を演算して所望の制御パラメータに変更、制御する自動
調整制御部とからなる。

【００１３】また、第２の発明における数値制御システ
ムはサーボまたは主軸の制御パラメを自動で調整する自
動調整手段を備え、上記自動調整手段はサーボまたは主
軸の状態量データを測定する測定手段と、測定された状
態量データをサンプリングデータとして設定および格納
を制御するデータサンプリング制御部と、データサンプ
リング制御部の制御によりサンプリングデータを格納す
るサンプリングデータ記憶部と、サーボまたは主軸をテ
スト運転するとともに、データサンプリング制御部の制
御により読み込まれたサンプリングデータを外部コンピ
ュータに通信、制御する制御部を有する数値制御装置と
、制御パラメータに対応した複数の自動調整プログラム
およびテスト運転プログラムと、調整する制御パラメー
タの設定によりそれに対応する自動調整プログラムを選
択する自動調整システム制御部と、自動調整プログラム
により選択されたテスト運転プログラムによりサーボま
たは主軸をテスト運転するとともに、数値制御装置から
送信されたサンプリングデータを演算して所望の制御パ
ラメータに変更、制御する自動調整制御部を有する外部
コンピュータと、数値制御装置と外部コンピュータを接
続する通信手段とからなる。

【００１４】第３の発明の数値制御装置または数値制御
システムは上記第１または第２の発明において、自動調
整された制御パラメータの調整履歴、調整後の制御パラ
メータを保存する制御パラメータ記憶手段を備えたもの
である。

【００１５】第４の発明の数値制御装置または数値制御
システムは上記第１または第２の発明において、サーボ
または主軸の制御パラメータをマニュアルで調整できる
マニュアル調整手段も備え、マニュアル調整手段と自動
調整手段を切り替える切替手段を備えたものである。

【００１６】第５の発明のサーボまたは主軸の制御パラ
メータを自動調整する方法は、自動調整モードを起動さ
せる段階と、自動調整する制御パラメータをＣＲＴ等の
表示手段またはキーボード等の入力手段から選択する段
階と、選択された制御パラメータに対応した自動調整プ
ログラムとテスト運転プログラムを自動選択、起動させ
る段階、起動されたテスト運転プログラムによりサーボ
または主軸をテスト運転し、自動調整プログラムで設定
された取り込むデータの種類、サンプリング時間でサン
プリングデータを取り込む段階と、取り込まれたサンプ
リングデータから特徴量を演算し、演算された特徴量か
ら制御パラメータが適当か判断する段階と、制御パラメ
ータが不適当と判断した場合、制御パラメータの設定値
を変更して、データの取り込み、特徴量の算出の段階を
繰り返す段階からなる。

【００１７】第６の発明の特徴量の判定基準の変更方法
は、変更範囲が設定された制御パラメータを変更範囲内
で複数個の制御パラメータを設定する段階と、設定され
た複数個の制御パラメータで、自動調整プログラム、テ
スト運転プログラムによりサーボまたは主軸をテスト運
転し、サンプリングデータを取り込み、サンプリングデ
ータから特徴量を演算し、複数個の制御パラメータおよ
び特徴量を保存する段階と、保存された複数個の制御パ
ラメータおよび特徴量を関係付けて表示手段に表示する
段階と、表示された特徴量に重み付けをつける段階と、
表示された複数個の制御パラメータ、特徴量および特徴
量の重み付けの関係から特徴量の新たな範囲の判定基準
値を設定する段階からなる。

【００１８】第７の発明の複数の調整条件の特徴量の総
合判定方法は、複数の調整条件を設定し、その設定され
た全ての調整条件で特徴量を演算し、保存する段階と、
保存された特徴量を表示手段に表示する段階と、表示さ
れた特徴量に重み付けをつける段階と、調整条件の全て
の特徴量から調整条件全体としの総合評価をつける段階
と、総合評価結果から制御パラメータの特徴量を総合判
定する段階からなる。

【００１９】第８の発明のデータサンプリング方法は上
記第５の発明の方法において、サーボまたは主軸の状態
量をサンプリングデータとして取り込む方法で、サンプ
リングデータの取り込みおよび取り込み終了を決めるた
め、サンプリングデータの演算値が所定のトリガーレベ
ルを所定の方向に横切った時間を基準時間と設定する段
階、基準時間に対して前後の所定の時間幅を設定する段
階、基準時間より所定の時間幅だけ早い時間から基準時
間より所定の時間幅だけ遅い時間の間の任意の時間幅を
サンプリング時間と設定する段階、設定された時間幅で
サンプリングデータを取り込む段階、取り込んだ上記サ
ンプリングデータを記憶する段階からなる。

【００２０】

【作用】第１および第２の発明における自動調整制御部
はサーボまたは主軸からのサンプリングデータを演算す
ることにより、制御パラメータを自動調整する。

【００２１】第３の発明における制御パラメータ記憶手
段は自動調整される制御パラメータの調整履歴、調整結
果を保存する。

【００２２】第４の発明における切替手段は制御パラメ
ータのマニュアル調整と自動調整を切り替える。

【００２３】

【実施例】実施例１．本発明の一実施例を図について説
明する。図１は、本発明によりサーボまたは主軸モータ
ドライブシステムの制御パラメータをオートチューニン
グする数値制御装置およびサーボまたは主軸アンプの機
能を示すブロック図である。図において、１ａはオート
チューニング機能を備えた数値制御装置、２ａはオート
チューニング機能を備えた数値制御装置１ａに対応する
サーボまたは主軸アンプ、１９はオートチューニングの
履歴、制御パラメータ、制御パラメータの判定基準等を
格納する外部記憶装置である。なお、サーボまたは主軸
モータ３、検出器４および操作ボード５は従来例と同じ
である。数値制御装置１ａは数値制御装置１ａ内の各機
能を統括して制御する制御部６ａ、位置・速度指令を生
成する位置・速度指令生成部７ａ、数値制御装置１ａが
通常モードで動作する際にサーボまたは主軸アンプ２ａ
に伝達される制御パラメータを保存する通常動作時制御
パラメータ記憶部８ａ、オートチューニングモード時の
制御パラメータを保存するオートチューニング時制御パ
ラメータ記憶部８ｂ、サーボまたは主軸アンプ２ａから
転送されてくる状態量データをサンプリングデータとし
て指定し、サンプリング間隔を設定するデータサンプリ
ング制御部９、数値制御装置１ａとサーボまたは主軸ア
ンプ２ａを相互にデータ授受するためのサーボまたは主
軸インターフェース１０ａ、数値制御装置１ａと操作ボ
ード５との入出力を制御する入出力制御部１１、データ
サンプリング制御部９によりサンプリングデータを格納
するサンプリングデータ記憶部１２、オートチューニン
グモードが選択された場合に起動しオートチューニング
に係わる諸機能を統括制御するオートチューニングシス
テム制御部１６、調整対象の制御パラメータに応じて選
択されたオートチューニングプログラム１４−１〜１４
−ｎによりデータサンプリング制御部９、位置・速度生
成部７ａ等を制御するオートチューニング制御部１３、
切替スイッチ２０ａ〜２０ｄ、テスト運転プログラム１
５−１〜１５−ｎ、判定基準の保存、変更を制御する判
定基準保存変更制御部１８、数値制御装置１ａと外部記
憶装置１９のデータ伝送のための外部記憶装置インター
フェース１７、制御パラメータの適否を判定する特徴量
の判定基準を保存する判定基準記憶部２１、機械の特性
に応じて変更した判定基準を保存する変更済判定基準記
憶部２２、判定基準の変更値を生成する判定基準変更部
２３および判定基準を変更する場合に使用するデータを
保存する変更用データ記憶部２４から構成される。サー
ボまたは主軸アンプ２ａは従来のサーボまたは主軸アン
プ２ｂのモータ駆動制御部２７と数値制御装置インター
フェース２８の他に、状態量データ測定部２９が追加さ
れている。

【００２４】実施例２．本発明のオートチューニングを
数値制御装置とリンクした外部コンピュータを使って実
現する一実施例を図について説明する。図２はパーソナ
ルコンピュータのような外部コンピュータでサーボまた
は主軸の制御パラメータをオートチューニングする場合
の機能を示すブロック図である。サーボまたは主軸アン
プ２ａ、サーボまたは主軸モータ３、検出器４、操作ボ
ード５は実施例１と同一であり、数値制御装置１ｂは実
施例１の数値制御装置１ａよりオートチューニング制御
部１３と判定基準保存変更制御部１８を除き、コンピュ
ータリンク制御部３０を追加したものである。外部コン
ピュータ３１は実施例１のオートチューニング制御部１
３と同じ機能を果たすオートチューニング制御部１３ｂ
、判定基準保存変更制御部１８と同じ機能を果たす判定
基準保存変更制御部１８ｂ、テスト運転プログラム１５
ｂ−１〜１５ｂ−ｎ、数値制御装置１ｂとリンクするた
めのコンピュータリンク制御部３０ｂ、ＣＲＴ、キーボ
ードを制御する画面表示制御部３２、オートチューニン
グ履歴、制御パラメータ、制御パラメータの判定基準等
を格納するオートチューニング履歴記憶部３３およびこ
れらを統括制御するシステム制御部３４から構成される
。

【００２５】次にオートチューニングに必要な状態量デ
ータをサンプリングデータとして取り込む機能について
説明する。図３は数値制御装置１ａまたは１ｂに対応す
るサーボアンプの機能ブロック図である。５１はモータ
が駆動する機械であり、位置検出器５２を用いて機械端
の位置または回転角度を検出し、この位置検出器５２の
検出値またはモータ端の検出器４の検出値のいずれかを
用いて位置の制御を行う。５３は機械およびモータの位
置を制御する位置制御部、５４はモータの速度を制御す
る速度制御部、５５はモータに流れる電流を制御する電
流制御部、５６は電流制御部５５の指令に基づき電流を
発生するパワー回路である。状態量データ測定部２９は
、トルク電流フィードバックＩＱＦ５７、数値制御装置
１ａまたは１ｂからの位置指令ＰＣＭＤ５８、速度指令
ＶＣＭＤ５９、その他図２６に示すようなサーボまたは
主軸アンプ２ａ内の状態量データを一定周期で測定し、
数値制御装置１ａまたは１ｂに転送する。

【００２６】次に動作について説明する。図４はオート
チューニング機能を備えた数値制御装置１ａまたは１ｂ
とリンクする外部コンピュータ３１により制御パラメー
タを調整するフローチャートである。オペレータは操作
ボード５または外部コンピュータ３１のＣＲＴに表示さ
れる指示に従いキーボードを操作して数値制御装置１ａ
または１ｂを通常動作モードからオートチューニングモ
ードに移行させる。（ステップＳ１１）オートチューニ
ングモードに移行すると例えば図５に示すオートチュー
ニングメニュー画面がＣＲＴに表示される。ここで調整
を必要とする調整項目を選択し、制御パラメータを選択
する。（ステップＳ１２）制御パラメータの選択では、
一括して複数の調整項目および制御パラメータをオート
チューニングするメニューと個別に調整項目、制御パラ
メータをオートチューニングするメニューを準備し、オ
ペレータはこのメニューに従い必要とするメニューを選
択する。ステップＳ１２で選択された制御パラメータに
応じて、オートチューニングシステム制御部１６はそれ
に対応するオートチューニングプログラム１４−ｉまた
は１４ｂ−ｉが選択、起動される。（ステップＳ１３） 選択、起動されたオートチューニングプログラムの指示
に従い、データサンプリング制御部９はサーボまたは主
軸アンプ２ａより転送されてくる状態量データの内の１
種類または複数の状態量データをサンプリングデータと
して指定し、サンプリング間隔を設定する。（ステップ
Ｓ１４）

【００２７】図６に示すフローチャートにより数値制御
装置１ａまたは１ｂ内のデータサンプリング制御部９が
、サーボまたは主軸アンプ２ａより転送されてきた状態
量データをサンプリングデータとしてサンプリングデー
タ記憶部１２に格納する機能の実施例について説明する
。ステップＳ３１において、図４のステップＳ１３にお
いて起動したオートチューニングプログラムに従い、デ
ータサンプリング制御部９はサンプリングデータを設定
する。ここでは例として、位置指令（ＰＣＭＤ）、電流
フィードバック（ＩＱＦ）をサンプリングデータとして
設定する。ステップＳ３２では、オートチューニングプ
ログラムの指示によりデータサンプリング制御部９はサ
ンプリング周期を数値制御装置１ａまたは１ｂとサーボ
または主軸アンプ２ａの通信周期の何倍にするか設定し
、ステップＳ３３では、サンプリングデータをサンプリ
ングデータ記憶部１２に格納するタイミングの基準とな
るトリガー条件をオートチューニングプログラムの指示
により設定する。トリガー条件には、トリガ対象データ
、トリガーレベル、トリガー方向があり、トリガー対象
データはステップＳ３１で設定したサンプリングデータ
の内、１種類または複数のサンプリングデータの任意の
演算結果をトリガー対象データとして設定できる。図６
では、例としてＰＣＭＤを設定しているが、ほかにも次
式に示すように様にサンプリングデータのうち複数のデ
ータの算術演算、論理演算結果をトリガーデータとして
設定ができる。 （トリガー対象データ）　　＝　　ＰＣＭＤ×ＩＱＦ（
トリガー対象データ）　　＝　　ＰＣＭＤ　　∩　　Ｉ
ＱＦトリガーレベルは先に設定したトリガー対象データ
と比較する値の設定であり、トリガー方向はサンプリン
グデータをサンプリングデータ記憶部１２に格納する基
準タイミングを、トリガー対象データがトリガーレベル
を上回ったときとするか、下回ったときとするか、また
は両方向とするかを選択する。図６では例として、トリ
ガーレベルをＰＣＭＤ０、トリガー方向を上回る方向で
あるアップトリガーとして設定している。ステップＳ３
４では、オートチューニングプログラムによりサンプリ
ングデータ記憶部１２に格納したサンプリングデータの
内、有効とするデータを、トリガーにより測られた基準
タイミングからどれだけ前のサンプリングデータからど
れだけ後のサンプリングデータまでとするか設定する。 図６では、トリガーにより測られた基準タイミングから
ＴＧＢだけ前にサンプリングデータ記憶部１２に格納し
たサンプリングデータから、基準タイミングからＴＧＦ
だけ遅れて格納したサンプリングデータまでを有効とす
る設定としている。つぎにステップＳ３５でサンプリン
グしたデータ数のカウンタ（図６中ではｎと表記、以後
サンプリングカウンタと呼ぶ）とトリガーにより測られ
る基準タイミングまでサンプリングしたデータ数をカウ
ントするトリガーカウンタ（図６中ではｎ０と表記）を
初期化しサンプリングを開始する。ステップＳ３６では
実際にサーボまたは主軸アンプ２ａから転送されてきた
状態量データの内、ステップＳ３１で設定したサンプリ
ングデータをステップＳ３２で指定した周期でサンプリ
ングし、サンプリングデータ記憶部１２に格納しサンプ
リングカウンタの値に１加える。ステップＳ３７からＳ
４１までは、サンプリングカウンタの値がＴＧＢより小
さいとき、またはステップＳ３３で設定したトリガー条
件を満たすまでは、トリガーカウンタの値を１加えてス
テップＳ３６にもどる。以後サンプリングカウンタがＴ
ＧＢより大きくなり、かつステップＳ３３で設定したト
リガー条件を満たすまでは、ステップＳ３６からＳ４１
を繰り返す。つぎにステップＳ３９またはＳ４０でトリ
ガー条件を満たした後は、トリガーカウンタのカウント
アップを終了し、以後サンプリングカウンタのみカウン
トアップする。ステップＳ４２において、サンプリング
カウンタの値が、トリガーカウンタにトリガー後の有効
データ数であるＴＧＦを加えたものより小さいときはス
テップＳ３６にもどり、サンプリングデータの格納およ
びサンプリングカウンタのカウントアップを続ける。ス
テップＳ４２でサンプリングカウンタの値がトリガーカ
ウンタとＴＧＦの和以上になったときサンプリングを終
了する。

【００２８】オートチューニングプログラムの指示に従
い、別途格納されているテスト運転プログラム１５−１
〜１５−ｎまたは１５ｂ−１〜１５ｂ−ｎのうち制御パ
ラメータに対応するテスト運転プログラムを位置・速度
指令生成部７ａにロードする。（ステップＳ１５）位置
・速度指令生成部７ａは位置・速度指令を生成し、サー
ボまたは主軸インターフェース１０ａを介してサーボま
たは主軸アンプ２ａに指令を転送し、モータ３を駆動し
てテスト運転を実行する。（ステップＳ１６）データサ
ンプリング制御部９はテスト運転中のサンプリングデー
タをサンプリングデータ記憶部１２に格納する。（ステ
ップＳ１７） オートチューニング制御部１３はサンプリングデータ記
憶部１２に格納されたデータよりオートチューニングプ
ログラムの指示に従い特徴量、例えばサーボの速度ルー
プ制御系では振動評価値を算出する。（ステップＳ１８
） 算出された特徴量より制御パラメータが適当かを判定し
（ステップＳ１９）、不適当な場合はステップＳ２０に
て、制御パラメータの変更値をオートチューニングプロ
グラムに沿って算出し、制御パラメータ記憶部８ｂに格
納する。制御部６ａは変更された制御パラメータをサー
ボまたは主軸アンプ２ａに転送する。（ステップＳ２０
） 以下、Ｓ１６からＳ２０を制御パラメータが適当と判定
されるまで繰り返す。Ｓ１９で制御パラメータが適当と
判定された場合は外部記憶装置１９または外部コンピュ
ータの記憶部３３に調整の履歴を保存して１つの制御パ
ラメータの調整を終了する。テスト運転で速度ループ調
整中のデータの例を図７に示す。（ステップＳ２１）ス
テップＳ２２ではオートチューニングされた制御パラメ
ータで良いかをオペレータに判断させ、オペレータは機
械の特性、性能等からもっと精度等を上げれると判断し
、オートチューニングされた制御パラメータを変更した
いと判断した場合はステップＳ２３において判定基準保
存変更制御部１８または１８ｂを起動し、判定基準変更
プログラムにより変更された判定基準、またはキーボー
ドから直接インプットした判定基準を用いて再度オート
チューニングを実施する。ステップＳ２４ではオペレー
タは別の制御パラメータを調整するかを選択し、別の制
御パラメータを調整する場合はステップＳ１２に戻る。 別の制御パラメータを調整しないと選択すれば、オート
チューニングモードを終了して通常動作モードに移行す
る。なお、ステップＳ１１〜Ｓ１７はサブプログラムＳ
２５として他のプログラムからも呼び出せるように構成
してある。

【００２９】つぎにオートチューニングプログラムにつ
いて説明する。図４で示したオートチューニングプログ
ラム起動・初期設定Ｓ１３、データサンプリング機能の
設定Ｓ１４、テスト運転プログラムの選択Ｓ１５、特徴
量の算出Ｓ１８、制御パラメータの良否判定Ｓ１９およ
び変更値の算出方法Ｓ２０は、調整対象制御パラメータ
により異なり、これらは図１および図２のオートチュー
ニングプログラム（１４−ｉおよび１４ｂ−ｉ）により
規定される。以下、例として速度ループ制御系と位置ル
ープ制御系を取り上げ説明する。図８はステップＳ１２
において、速度ループ制御系のオートチューニングが選
択され、速度ループ制御オートチューングプログラムが
起動した場合、図９はステップＳ１２において位置ルー
プ制御系のオートチューニングが選択され、位置ループ
制御オートチューングプログラムが起動した場合のフロ
ーチャートを示すものである。

【００３０】ステップＳ１３において、速度ループ制御
系ではステップＳ１３ａに示すような初期設定を行う。 ここで、Ｌはテスト運転、特徴量計算、良否判定等の一
連の試行回数を示す整数値であり、ＶＧＮ０、ＶＧＮ＿
ＭＩＮ、ＶＧＮ＿ＭＡＸは速度ループゲインの初期値、
最小設定値、最大設定値を表す。一方、位置ループ制御
系でもステップＳ１３ｂに示すような初期設定を行う。 Ｌは速度ループ制御系と同じであるが、ＴＳ０、ＴＳ＿
ＭＩＮ、ＴＳ＿ＭＡＸは加減速時定数の初期値、最小設
定値、最大設定値を表す。

【００３１】ステップＳ１４ａおよびＳ１４ｂにおいて
、速度ループ制御系では図２６に示すような仕様でデー
タサンプリング制御部９を機能させ、位置ループ制御系
では図２７に示す仕様でデータサンプリング制御部９を
機能させる。これらの設定により、データサンプリング
を実施した時のサンプリングデータの例を図１０および
図１１に示す。図１０は速度ループ制御系の場合であり
、サンプリングデータの内、位置指令ＰＣＭＤ及び速度
指令ＶＣＭＤが各々の基準値より、双方とも大きくなっ
た瞬間をトリガーポイントとし、トリガーポイントより
トリガー後有効データ数ＴＧＦだけデータをサンプリン
グデータ記憶部１２に格納する。図１１は位置ループ制
御系の場合であり、位置指令ＰＣＭＤをトリガーデータ
、テスト運転前の位置指令値をトリガーレベルＰＣＭＤ
０とし、位置指令ＰＣＭＤがトリガーレベルＰＣＭＤ０
と一致しなくなった時点、つまり位置指令が変化した瞬
間をトリガーポイントとし、トリガーポイントからトリ
ガー前有効データ数ＴＧＢだけ前にサンプリングしたデ
ータから、トリガーポイントからトリガー後有効データ
数ＴＧＦだけ後のデータまでをサンプリングデータ記憶
部１２に格納する。つまり、速度ループ制御系では加減
速が終了しモータへの位置指令が一定になった時点から
のデータを格納し、位置ループ制御系では加減速の開始
から加減速が終了するまでのデータを格納するようにデ
ータサンプリング制御部９を設定する。

【００３２】ステップＳ１５ａおよびＳ１５ｂでは、オ
ートチューニングプログラムの指示により位置・速度指
令生成部７ａがテスト運転プログラムを選択、ロードす
る。図１２は速度ループ制御系のオートチューニングプ
ログラムの指示により選択するテスト運転プログラムの
例であり、速度ループ制御系では加減速の時間中のデー
タはサンプリングデータとして使用しないので送り量は
１０ｍｍと短くし、モータに一定の位置指令が出ている
時間は２秒（２０００ｍｓ）でこの間サンプリングデー
タを取り込むと設定している。図１３は位置ループ制御
系のテスト運転プログラムの例であり、加減速時間中に
データサンプリングするため送り量を５０ｍｍと長くに
設定している。

【００３３】ステップＳ１６ａおよびＳ１６ｂでは、位
置・速度指令生成部７ａはステップＳ１５ａおよびＳ１
５ｂでロードしたテスト運転プログラムより位置指令を
生成しテスト運転を実行する。ステップＳ１７ａおよび
Ｓ１７ｂにおいてはステップＳ１４ａおよびＳ１４ｂの
データサンプリング設定に従いデータサンプリング制御
部９を動作させる。

【００３４】ステップＳ１８ａおよびＳ１８ｂでは特徴
量を算出するが、速度ループ制御系ではステップＳ１８
ａに示すように、ステップＳ２６でデータサンプリング
制御部９によりサンプリングデータ記憶部１２に格納し
たデータの内、トルク電流フィードバックＩＱＦをハイ
パスフィルタにかけ振動成分を抽出し、ステップＳ２７
において振動評価値である振動オーバーオールレベルＦ
ＯＬを算出する。この振動評価値ＦＯＬが速度ループ制
御系の場合の特徴量である。一方、位置ループ制御系で
はステップＳ１８ｂに示すようにサンプリングデータ記
憶部１２に格納したデータの内、トルク電流フィードバ
ックＩＱＦの最大値ＩＱＭを検出し、これを位置ループ
制御系のオートチューニングの特徴量とする。

【００３５】ステップＳ１９ａおよびＳ１９ｂでは、先
に計算した特徴量を基に制御パラメータの良否判定を行
う。速度ループ制御系の場合はステップＳ１９ａに示す
ように振動評価値ＦＯＬが、振動評価値の許容最大値Ｆ
ＯＬ＿ＭＡＸ（この限界をこえると振動が発生する）と
許容最小値ＦＯＬ＿ＭＩＮ（ＦＯＬ＿ＭＡＸより許容範
囲を引いた値）により決定される範囲内にあるかどうか
を判定する。この判定により、調整が不十分な場合はス
テップＳ２０ａにおいて振動評価値ＦＯＬと振動評価値
の許容最大値、許容最小値の関係と、前回までの試行で
振動が発生したかどうかの履歴であるＶＧＮ＿ＯＫ（Ｆ
ＯＬがＦＯＬ＿ＭＩＮより小さい時のＶＧＮの最大値）
とＶＧＮ＿ＮＧ（ＦＯＬがＦＯＬ＿ＭＡＸより大きい時
のＶＧＮの最小値）を基に次回試行の速度ループゲイン
の値を算出し、オートチューニング時制御パラメータ記
憶部８ａに書き込む。制御部６ａはこの制御パラメータ
をサーボまたは主軸アンプ２ａに転送し、テスト運転Ｓ
１６ａ以降を繰り返す。ステップＳ１９ａにおいて調整
が十分と判定されたときは、ステップＳ２１ａにおいて
振動評価値ＦＯＬおよび速度ループゲインＶＧＮの各試
行ごとの値を外部記憶装置１９または外部コンピュータ
の記憶部３３に記録した後、速度ループ制御系のオート
チューニングを終了する。図１４は外部記憶装置に保存
したチューニング履歴（Ｓ２１ａ）、つまり各試行毎の
速度ループゲインＶＧＮ、振動評価値ＦＯＬの値を表示
したものであり、速度ループゲインＶＧＮがステップＳ
２０ａのパラメータ算出プログラムに従い変更され、最
終的に振動評価値ＦＯＬが許容範囲内に収束しオートチ
ューニングが完了する様子を示したものであり、図１５
は、図１０におけるオートチューニング途中の振動成分
を含んだトルク電流フィードバックの波形が、オートチ
ューニング完了時に振動成分を含まない波形となる様子
を示したものである。一方、位置ループ制御系ではステ
ップＳ１９に相当するステップＳ３１〜Ｓ３３において
、特徴量であるトルク電流フィードバック最大値ＩＱＭ
がトルク電流の許容最大値ＩＱＦ＿ＭＡＸと許容最小値
ＩＱＦ＿ＭＩＮにより決定される範囲内にあるか、また
はトルク電流フィードバック最大値ＩＱＭが許容最大値
ＩＱＦ＿ＭＡＸより大きくかつ前回の試行でのトルク電
流フィードバック最大値ＩＱＭが許容最小値ＩＱＦ＿Ｍ
ＩＮよりも小さいかを判定し、不十分と判定した場合は
ステップＳ２０ｂにおいてトルク電流フィードバック最
大値ＩＱＭと許容最大値と許容最小値の関係から加減速
時定数ＴＳの値を決められた量だけ増減した後、速度ル
ープ制御系と同様オートチューニング時制御パラメータ
記憶部８ａに書き込み、制御部６ａはこの制御パラメー
タをサーボまたは主軸アンプ２ａに転送しステップＳ１
６ｂ以降を繰り返す。ステップＳ２０ｂで十分と判定し
た場合は、特徴量であるトルク電流フィードバック最大
値ＩＱＭと加減速時定数ＴＳの各試行ごとの値を外部記
憶装置に記録した後、位置ループ制御系のオートチュー
ニングを終了する。図１６は各試行毎の加減速時定数Ｔ
Ｓ、トルク電流フィードバック最大値ＩＱＭの値を表示
したものであり、加減速時定数ＴＳがステップＳ２０ａ
の制御パラメータのオートチューニングプログラムに従
い変更され、最終的にトルク電流フィードバック最大値
ＩＱＭが許容範囲内に収束しオートチューニングが完了
する様子を示したものであり、図１７は、図１１におけ
るオートチューニング途中のトルク電流フィードバック
の波形が、オートチューニング完了しトルク電流フィー
ドバック最大値ＩＱＭが許容範囲内に収束した時のトル
ク電流フィードバック波形を示したものである。

【００３６】次に制御パラメータをオートチューニング
する場合にその適否を判定するのに使用する特徴量の判
定基準値を実際の機械に対応させて変更する方法につい
て、ロストモーション補正の制御パラメータを例にとり
説明する。図１８はサーボアンプに点線で示すような円
軌道を駆動するように位置指令を与えたとき、実際にモ
ータにより駆動される機械の軌道を実線で示したもので
ある。軌道がＸ軸またはＹ軸を横切るとき（以後、象限
切換え時と呼ぶ）図１８に示すように不連続な軌道が生
じる。ロストモーション補正はこの象限切換え時の不連
続軌道を補正するものである。ロストモーション補正の
制御パラメータはトルク電流のロストモーション補正ゲ
インＬＭＣであり、指令半径Ｒと実際の軌道から算出し
た実軌道半径の半径誤差ΔＲがロストモーション補正ゲ
インの特徴量である。判定基準の変更方法を図１９に示
すフローチャートで説明する。いま、ロストモーション
補正ゲインの最大および最小値がオートチューニングプ
ログラムでＬＭＣ＿ＭＡＸおよびＬＭＣ＿ＭＩＮと設定
されているとする。ここで、判定基準自動変更プログラ
ムを起動し、制御パラメータの記憶部８ｂに保存されて
いるＬＭＣ、ＬＭＣ＿ＭＡＸ、ＬＭＣ＿ＭＩＮを読み出
すとともに、テスト運転の試行回数Ｌを１にセットする
。（ステップＳ４１） キーボードでテスト運転の試行回数Ｌｍａｘを設定し（
ステップＳ４２）、次にＬＭＣ＿ＭＡＸとＬＭＣ＿ＭＩ
Ｎの間を等分割したＬＭＣを演算し（ステップＳ４３）
、このＬＭＣで図４のサブプログラムＳ２５でテスト運
転、データサンプリング、特徴量の演算をし（ステップ
Ｓ２５）、制御パラメータ、特徴量をＣＲＴに表示する
。（ステップＳ４４）図２０は制御パラメータであるＬ
ＭＣとそのＬＭＣでテスト運転した結果の特徴量である
突起量ΔＲをＣＲＴに表示した図である。ここで、オペ
レータはＣＲＴを見て各ＬＭＣによるテスト運転結果の
各特徴量を例えば１０段階の評価点をつける。評価点が
高いほど精度面で満足する度合が高いとする。図２０の
例では、制御パラメータであるＬＭＣ（Ｌ＝ｉ）でテス
ト運転した結果の特徴量をｆｉとすれば、ｆ１はΔＲが
マイナスであるから最悪の１点、ｆ２はΔＲが１．５μ
ｍとよい結果であるので９点のように評価する。 （ステップＳ４５） 次に特徴量と評価点を変更用データ記憶部２４に保存し
（ステップＳ４６）、ステップＳ４７で指定した試行回
数ＬｍａｘになるまでステップＳ４３〜ステップＳ４６
を繰り返す。試行回数がＬｍａｘになったらテスト運転
を終了し、保存された特徴量と評価点を読み出し（ステ
ップＳ４８）、評価点が満足領域から不満足領域に変わ
る試行回数の番号ｋを検索する。この番号ｋはステップ
Ｓ４９に示す式で検索できる。図２０に示すようにｊ１
は不満足領域にあり、ｊ２は満足領域にあるがこの２点
を結ぶ線と満足領域の境界線が交差する点に対応する特
徴量である突起量ΔＲを算出し、算出された特徴量の最
大値を新しい判定基準値とする。算出するための式はス
テップＳ５０に示している。この新しい判定基準値を変
更済判定基準記憶部２２または２２ｂに保存して終了す
る。（ステッフＳ５１）

【００３７】上記説明では制御パラメータの範囲として
オートチューニングプログラムに設定された最大値、最
小値を使ったが、オペレータがキーボードから上記最大
値、最小値の範囲内の狭い範囲で設定してもよく、また
上記のように先ずオートチューニングプログラムに設定
された最大値、最小値を使ってラフにテスト運転した後
で満足領域に近い制御パラメータの範囲を最大値、最小
値と設定して微調整をする方法でもよい。

【００３８】次に１つの制御パラメータで複数の調整条
件がある場合の制御パラメータの特徴量の決めかたにつ
いて説明する。例えば、図１８に示すような円軌跡にお
ける象限切り替え時の不連続軌跡の補正を行うロストモ
ーション補正の調整においては、同一の制御パラメータ
であっても送り速度によってその特徴量である突起量Δ
Ｒが変わってくる。この場合、調整条件である送り速度
を変えて、特徴量を演算し、機械として送り速度が遅い
場合の特徴量を重視するか、早い場合を重視するかの重
み付けをして総合的に判断する必要がある。複数の調整
条件総合判定の方法を図２１に示すフローチャートによ
り説明する。まず、複数の調整条件総合判定プログラム
を起動し、図２８に示すように送り速度Ｆとして３種類
を設定し、試行回数として３回、また試行する制御パラ
メータの条件の種類を初期および条件設定する。（ステ
ップＳ５１） 次に図４のサブプログラムＳ２５を呼び出し、３種類の
条件について各々特徴量である突起量ΔＲを演算する。 （ステップＳ２５、Ｓ５２、Ｓ５３） すべての条件での特徴量が演算できると判定基準変更方
法の項で説明したと同様に、特徴量を表示し（ステップ
Ｓ５４）、図２２に示すように、各条件における特徴量
の評価点を付け、例えばこの機械は低速での精度を重視
するから総合点は何点と付ける。（ステップＳ５５）更
に、初期設定された制御パラメータの種類だけ上記を繰
り返す。（ステップＳ５７〜ステップＳ５８）制御パラ
メータ、特徴量、特徴量の評価点および総合点を変更用
データ記憶部２４または２４ｂに保存する。 （ステップＳ５６） ステップＳ５９では各調整条件の重要度を示す重み係数
を算出する。図３１に示す式１〜４に重み係数を算出す
る一例を示す。式１は評価点行列であり、各試行におけ
る各調整条件に対する評価点ｊｍｉをマトリックス化し
たもの、式２は同様に総合評価点ｔｍをマトリックス化
したものである。評価点行列と総合点行列は、各調整条
件の重み係数をマトリックス化した重み係数行列を用い
て式３のように表現でき、従って式４を用いて重み係数
行列を求めることができる。ステップＳ６０は各調整条
件ごとの特徴量ｆと評価点ｊの相関を表すＦＪ曲線を求
める段階である。例えば図２９に示すような試行データ
が得られたとする。ここで重みつき評価点とは、入力さ
れた評価点ｊｍｉに、ステップＳ５９で求めた各調整条
件ごとの重み係数を加味したものである。この結果を横
軸に特徴量ｆ、縦軸に重みつき評価点ｊをプロットする
と図２３のようになり、ＦＪ曲線はこのデータを図２４
に示すような折れ線で近似するものであり、折れ線の方
程式は図３１に示す式５を用いて計算できる。ここでＦ
Ｊ曲線は図２４に示すような折れ線としたが、任意の多
次方程式で表現でき、最小自乗近似法等を利用して各係
数を求めることが可能である。最後にステップＳ６１で
求めた各調整条件ごとのＦＪ曲線を変更済判定基準記憶
部２２または２２ｂに登録し、複数の調整条件総合判定
プログラムを終了する。

【００３９】図２１に示すフローチャートでは試行デー
タを収集するために、実際に機械を駆動して行ったが、
機械を駆動せず前もって用意した各調整条件の特徴量を
利用して重み係数、ＦＪ曲線の算出する方法も可能であ
る。図２５は上記の方法で求まった重み係数、ＦＪ曲線
を用いて、複数の調整条件に対応したオートチューニン
グのフローチャートを示す。ステップＳ７１は制御パラ
メータの初期値ＬＭＣ０、変更幅ΔＬＭＣ、変更回数Ｌ
ｍａｘの設定等の初期設定、図３０に示すような調整条
件を設定する段階である。テスト運転の実行、データの
サンプリング、特徴量の計算（ステップＳ２５）をステ
ップＳ７１で設定した全ての調整条件について行う。ス
テップＳ７２は全ての調整条件について試行したか判定
する判定段階、ステップＳ７３はテスト運転プログラム
等を変更を行う調整条件変更段階である。ステップＳ７
４はステップＳ２５で求めた各調整条件ごとに算出した
特徴量ｆｉをＦｉＪｉ曲線に代入し対応するｊｉを求め
、これを全て加算し、トータル判定値Ｈを算出する段階
である。ステップＳ７５は求めたトータル判定値Ｈおよ
び制御パラメータ（ここではＬＭＣ）の値を保存する段
階であり、ステップＳ７６は初期設定で設定した回数だ
けトータル判定値Ｈを求めたか判定する段階である。 ステップＳ７６で設定回数まで至っていない場合は制御
パラメータを変更し、サーボアンプに転送し（ステップ
Ｓ７７）、ステップＳ２５以降を繰り返す。ステップＳ
７６で設定回数のトータル判定値Ｈがもとまった時は、
ステップＳ７８において、トータル判定値Ｈが最大とな
った時の制御パラメータを検索し、これを最適制御パラ
メータとしてオートチューニングを終了する。

【００４０】

【発明の効果】第１および第５の発明の効果として、工
作機械等のサーボまたは主軸の制御パラメータを数値制
御装置で自動調整ができるとともに、新規の制御パラメ
ータの自動調整プログラムも後から容易に追加、変更が
できる。また、第２および第５の発明の効果として、工
作機械等のサーボまたは主軸の制御パラメータを数値制
御装置とリンクする外部コンピュータで自動調整ができ
るとともに、新規の制御パラメータの自動調整プログラ
ムも後から容易に追加、変更ができる。第３の発明の効
果として第１または第２の発明の効果以外に制御パラメ
ータの調整履歴、調整結果が工作機械メーカや数値制御
装置メーカに持ち帰ることができる。第４の発明の効果
として第１または第２の発明の効果以外に工作機械メー
カや数値制御装置メーカを準備した自動調整された制御
パラメータ以外に、制御パラメータをユーザが任意に調
整できる。第６の発明の効果としてメーカ等でプログラ
ム内で設定されている制御パラメータの特徴量の判定基
準値を変更ができ、機械毎に判定基準を変えることがで
きる。第７の発明の効果として一つの制御パラメータで
も複数の調整条件を持つ場合、各調整条件に重み付けを
つけ、更にその機械で必要とする総合評価をするので機
械として最大の性能を発揮させることができる。第８の
発明の効果として自動調整する制御パラメータに応じた
状態量をサンプリングデータとして所定の時間だけ自動
的に取り込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるオートチューニング機能を備えた
数値制御装置およびサーボまたは主軸アンプの一実施例
の機能ブロック図である。

【図２】本発明によるオートチューニング機能を備えた
数値制御装置およびサーボまたは主軸アンプおよび外部
コンピュータの一実施例の機能ブロック図である。

【図３】本発明によるオートチューニング機能を備えた
数値制御装置に対応したサーボまたは主軸アンプの一実
施例の機能ブロック図である。

【図４】本発明によるオートチューニング機能を備えた
数値制御装置または数値制御装置とリンクした外部コン
ピュータにより制御パラメータを調整する一実施例のフ
ローチャートである。

【図５】オートチューニングメニュー画面を示す図であ
る。

【図６】本発明によるオートチューニング機能を備えた
数値制御装置が自動的にデータを取り込む機能の一実施
例を説明するフローチャートである。

【図７】速度ループ調整中のＣＲＴ画面を示す図である
。

【図８】速度ループ制御系のオートチューニングプログ
ラムの一実施例のフローチャートである。

【図９】位置ループ制御系のオートチューニングプログ
ラムの一実施例のフローチャートである。

【図１０】速度ループ制御系のオートチューニングプロ
グラムにおけるデータサンプリングした結果を表示した
図である。

【図１１】位置ループ制御系のオートチューニングプロ
グラムにおけるデータサンプリングした結果を表示した
図である。

【図１２】速度ループ制御系のオートチューニングプロ
グラムにより選択されたテスト運転プログラムの一例で
ある。

【図１３】位置ループ制御系のオートチューニングプロ
グラムにより選択されたテスト運転プログラムの一例で
ある。

【図１４】速度ループ制御系のオートチューニングプロ
グラムによる速度ループゲインおよび振動評価値の変遷
図である。

【図１５】速度ループ制御系のオートチューニングプロ
グラムにより、オートチューニングした結果を示した図
である。

【図１６】位置ループ制御系のオートチューニングプロ
グラムによる加減速時定数およびトルク電流フィードバ
ック最大値の変遷図である。

【図１７】位置ループ制御系のオートチューニングプロ
グラムにより、オートチューニングした結果を示した図
である。

【図１８】ロストモーションを説明する図である。

【図１９】判定基準を変更する場合のフローチャートで
ある。

【図２０】判定基準変更プログラムにより新しい判定基
準を算出することを説明する図である。

【図２１】複数の調整条件を総合判定する場合のフロー
チャートである。

【図２２】複数の調整条件での重み付けを説明する図で
ある。

【図２３】特徴量と重み付けをプロットした図である。

【図２４】特徴量と重み付けの関係を示すＦＪ曲線であ
る。

【図２５】複数の調整条件をオートチューニングする場
合のフローチャートである。

【図２６】速度ループ系でのサンプリングデータの設定
例を説明する図である。

【図２７】位置ループ系でのサンプリングデータの設定
例を説明する図である。

【図２８】複数の調整条件での送り速度の設定例を説明
する図である。

【図２９】調整条件毎の特徴量と評価点の得られたデー
タの例を説明する図である。

【図３０】調整条件の設定例を説明する図である。

【図３１】式を表す図である。

【図３２】従来の数値制御装置およびサーボまたは主軸
モータドライブシステムの機能ブロック図と、サーボま
たは主軸モータドライブシステムの制御パラメータを調
整する際の構成を示した図である。

【図３３】従来の数値制御装置で調整員が制御パラメー
タを調整する手順を示したフローチャートである。

【図３４】従来の調整時の位置指令とその応答およびシ
ンクロスコープの波形を示す図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ　　数値制御装置 ２ａ　　サーボまたは主軸アンプ ６ａ　　制御部 ７ａ　　位置・速度指令生成部 ８ａ　　通常動作時制御パラメータ記憶部８ｂ　　オー
トチューニング時制御パラメータ記憶部９　　データサ
ンプリング制御部 １０ａ　　サーボまたは主軸インターフェース１２　　
サンプリングデータ記憶部 １３、１３ｂ　　オートチューニング制御部１４−１〜
１４−ｎ、１４ｂ−１〜１４ｂ−ｎ　　オートチューニ
ングプログラム １５−１〜１５−ｎ、１５ｂ−１〜１５ｂ−ｎ　　テス
ト運転プログラム １６　　オートチューニングシステム制御部１７　　外
部記憶装置インターフェース１８、１８ｂ　　判定基準
変更部 １９　　外部記憶装置 ２０ａ〜ｇ　　切替スイッチ ２１、２１ｂ　　判定基準記憶部 ２２、２２ｂ　　変更済判定基準記憶部２３、２３ｂ　
　判定基準変更部 ２４、２４ｂ　　変更用データ記憶部 ３０、３０ｂ　　コンピュータリンク制御部３１　　外
部コンピュータ ３２　　画面表示制御部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　サーボまたは主軸の制御パラメータを
   自動で調整する自動調整手段を備え、上記自動調整手段
   は上記サーボまたは主軸の状態量データを測定する測定
   手段と、測定された上記状態量データをサンプリングデ
   ータとして設定および格納を制御するデータサンプリン
   グ制御部と、上記データサンプリング制御部の制御によ
   り上記サンプリングデータを格納するサンプリングデー
   タ記憶部と、上記制御パラメータに対応した複数の自動
   調整プログラムおよびテスト運転プログラムと、調整す
   る制御パラメータの設定によりそれに対応する自動調整
   プログラムを選択する自動調整システム制御部と、上記
   自動調整プログラムにより選択されたテスト運転プログ
   ラムにより上記サーボまたは主軸をテスト運転するとと
   もに、上記データサンプリング制御部の制御により読み
   込まれたサンプリングデータを演算して所望の制御パラ
   メータに変更、制御する自動調整制御部とからなること
   を特徴とする数値制御装置。
2. 【請求項２】　　サーボまたは主軸の制御パラメータを
   自動で調整する自動調整手段を備え、上記自動調整手段
   は上記サーボまたは主軸の状態量データを測定する測定
   手段と、測定された上記状態量データをサンプリングデ
   ータとして設定および格納を制御するデータサンプリン
   グ制御部と、上記データサンプリング制御部の制御によ
   り上記サンプリングデータを格納するサンプリングデー
   タ記憶部と、上記サーボまたは主軸をテスト運転すると
   ともに、上記データサンプリング制御部の制御により読
   み込まれたサンプリングデータを外部コンピュータに通
   信、制御する制御部を有する数値制御装置と、上記制御
   パラメータに対応した複数の自動調整プログラムおよび
   テスト運転プログラムと、調整する制御パラメータの設
   定によりそれに対応する自動調整プログラムを選択する
   システム制御部と、上記自動調整プログラムにより選択
   されたテスト運転プログラムにより上記サーボまたは主
   軸をテスト運転するとともに、上記数値制御装置から送
   信された上記サンプリングデータを演算して所望の制御
   パラメータに変更、制御する自動調整制御部を有する外
   部コンピュータと、上記数値制御装置と上記外部コンピ
   ュータを接続する通信手段とからなることを特徴とする
   数値制御システム。
3. 【請求項３】　　請求項１または請求項２において、自
   動調整された制御パラメータの調整履歴、調整後の制御
   パラメータを保存する制御パラメータ記憶手段を備えた
   ことを特徴とする数値制御装置または数値制御システム
   。
4. 【請求項４】　　請求項１または請求項２において、サ
   ーボまたは主軸の制御パラメータをマニュアルで調整で
   きるマニュアル調整手段を備え、マニュアル調整手段と
   自動調整手段を切り替える切替手段を備えたことを特徴
   とする数値制御装置または数値制御システム。
5. 【請求項５】　　サーボまたは主軸の制御パラメータを
   自動調整する自動調整プログラムとテスト運転プログラ
   ムを備え、上記自動調整プログラムにサーボまたは主軸
   の状態量をサンプリングデータとして取り込むためのデ
   ータの種類、サンプリング時間を予め設定してある数値
   制御装置または数値制御装置とリンクしたコンピュータ
   で上記制御パラメータを自動調整する方法において、１
   ）自動調整モードを起動させる段階 ２）自動調整する制御パラメータをＣＲＴ等の表示手段
   またはキーボード等の入力手段から選択する段階３）選
   択された上記制御パラメータに対応した自動調整プログ
   ラムとテスト運転プログラムを自動選択、起動させる段
   階 ４）起動された上記テスト運転プログラムによりサーボ
   または主軸をテスト運転し、上記自動調整プログラムで
   設定された取り込むデータの種類、サンプリング時間で
   サンプリングデータを取り込む段階 ５）取り込まれた上記サンプリングデータから特徴量を
   演算し、演算された上記特徴量から制御パラメータが適
   当か判断する段階 ６）制御パラメータが不適当と判断した場合、制御パラ
   メータの設定値を変更して、上記４）と５）を繰り返す
   段階 からなる制御パラメータの自動調整方法。
6. 【請求項６】　　請求項１または２において、変更範囲
   が設定された制御パラメータと上記制御パラメータの適
   否を判定するために使用される特徴量の判定基準値とか
   ら上記判定基準値を変更する方法で １）上記変更範囲内で制御パラメータを複数個設定する
   段階 ２）設定された上記複数個の制御パラメータで、自動調
   整プログラム、テスト運転プログラムによりサーボまた
   は主軸をテスト運転し、サンプリングデータを取り込み
   、上記サンプリングデータから特徴量を演算し、上記複
   数個の制御パラメータおよび上記特徴量を保存する段階 ３）保存された上記複数個の制御パラメータおよび上記
   特徴量を関係付けて表示手段に表示する段階４）表示さ
   れた上記特徴量に重み付けをつける段階５）表示された
   上記制御パラメータ、上記特徴量および上記特徴量の重
   み付けの関係から特徴量の新たな範囲の判定基準値を設
   定する段階 からなる制御パラメータの特徴量判定基準変更方法。
7. 【請求項７】　　請求項１または２において、複数の調
   整条件をもつ制御パラメータの特徴量を総合判定する方
   法で １）上記複数の調整条件を設定し、その設定された全て
   の調整条件で特徴量を演算し、保存する段階２）保存さ
   れた上記特徴量を表示手段に表示する段階３）表示され
   た上記特徴量に重み付けをつける段階４）上記調整条件
   の全ての特徴量から調整条件全体としの総合評価をつけ
   る段階 ５）上記総合評価結果から制御パラメータの特徴量を総
   合判定する段階 からなる複数の調整条件総合判定方法。
8. 【請求項８】　　請求項５において、サーボまたは主軸
   の状態量をサンプリングデータとして取り込む方法で１
   ）サンプリングデータの取り込みおよび取り込み終了を
   決めるため、上記サンプリングデータの演算値が所定の
   トリガーレベルを所定の方向に横切った時間を基準時間
   と設定する段階 ２）上記基準時間に対して前後の所定の時間幅を設定す
   る段階 ３）上記基準時間より上記所定の時間幅だけ早い時間か
   ら上記基準時間より上記所定の時間幅だけ遅い時間の間
   の任意の時間幅をサンプリング時間と設定する段階４）
   設定された上記サンプリング時間でサンプリングデータ
   を取り込む段階 ５）取り込んだ上記サンプリングデータを記憶する段階
   からなるサーボまたは主軸の制御パラメータのデータサ
   ンプリング方法。