JPH0527845A

JPH0527845A - 制御パラメータ変更機能を有する数値制御装置

Info

Publication number: JPH0527845A
Application number: JP3205427A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nashiki; 政行梨木; Hisami Kondo; 久視近藤; Takeshi Hayakawa; 毅早川
Original assignee: Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1991-07-22
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 1993-02-05
Also published as: US5256951A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、加工状態等が変わっても最
適な制御パラメータに変更することができる機能を有す
る数値制御装置を提供する。【構成】Ｘ軸検知手段６Ｘ、Ｙ軸検知手段６Ｙ、主軸
検知手段６Ｍがそれぞれのモータ制御手段２Ｘ、２Ｙ、
２Ｍ及び電流制御手段３Ｘ、３Ｙ、３Ｍから制御状態を
検知する。パラメータ計算手段７が、検知した制御状態
により制御パラメータを算出する。パラメータ設定手段
８は、算出した制御パラメータを各モータ制御手段２
Ｘ、２Ｙ、２Ｍに設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の送り軸及び
主軸の制御において用いる制御パラメータを適切に変更
することにより常に最適な制御状態を得ることができる
制御パラメータ変更機能を有する数値制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図２２は工作機械の従来の数値制御装置
の一例を示すブロック図である。動作指令手段１は、送
り軸（Ｘ軸、Ｙ軸）或は主軸の動作指令ＭＸ，ＭＹ，Ｍ
Ｍを算出して３軸それぞれのモータ制御手段２Ｘ，２
Ｙ，２Ｍに送出するのであるが、３軸とも同様であるた
めＸ軸のみについて説明する。動作指令手段１がＸ軸の
動作指令ＭＸを算出してＸ軸モータ制御手段２Ｘに送出
すると、Ｘ軸モータ制御手段２Ｘはこれを受けて電流指
令ＳＩＸを算出してＸ軸電流制御手段３Ｘに送出する。
Ｘ軸電流制御手段３Ｘは電流指令ＳＩＸに応じた出力電
流ＩＸを発生してＸ軸モータ４Ｘを駆動する。Ｘ軸モー
タ４Ｘに結合したＸ軸位置検出器５ＸはＸ軸モータ４Ｘ
の位置を検出して位置検出値ＰＸをＸ軸モータ制御手段
２Ｘに送出する。そして、Ｘ軸モータ制御手段２Ｘはそ
の位置検出値ＰＸを用いてＸ軸モータ４Ｘを位置制御す
る。図には特に示さないが、Ｘ軸モータ４Ｘはボールね
じ等を介して工作機械の可動テーブルや刃物台に結合し
これらを駆動する。位置ループのゲイン、速度ループの
比例ゲインや積分ゲイン、加減速時定数及び速度検出フ
ィルターのカットオフ周波数等の制御パラメータはＸ軸
モータ制御手段２ＸやＸ軸電流制御手段３Ｘに設定され
て動作を規定する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】工作機械等の送り軸や
主軸の制御状態は常に変化するので最適な制御パラメー
タも常に変化する。例えば可動テーブルに載せる被切削
物の重さによって送り軸の加減速時定数は制約されるの
で、被切削物の重さが変われば加減速時定数の制約もそ
れに応じて変わる。さらに、被切削物の重さは切削中に
変化するので加減速時定数も変化させる必要がある。ま
た、被切削物の重さの変化で他の制御パラメータが変化
する場合もある。例えば被切削物の重量変化により可動
テーブル全体の重量が変化するので可動テーブル全体の
固有振動数も変化する。固有振動数が変化すれば切削中
に可動テーブルに振動が発生する場合もあり加工精度上
問題である。この場合、振動の抑制には速度ループのゲ
インや、速度検出フィルターのカットオフ周波数等の制
御パラメータの変更が必要になる。さらに、工作機械の
加工状態やその環境は制御性能、つまり加工精度や加工
効率に大きく影響する。従来の数値制御装置では、加工
状態やその環境の変化に対して適切で各軸のバランスの
とれた制御パラメータを維持できないので適切な制御状
態を保つ事ができず、加工精度や加工効率を低下させる
という問題があった。本発明は上述した事情から成され
たものであり、本発明の目的は、加工状態やその環境が
変わっても最適な制御パラメータに変更することができ
る機能を有する数値制御装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、工作機械の送
り軸及び主軸の制御において用いる制御パラメータを適
切に変更することにより常に最適な制御状態を得ること
ができる制御パラメータ変更機能を有する数値制御装置
に関するものであり、本発明の上記目的は、前記制御の
状態を検知する検知手段と、検知した制御状態により制
御パラメータを算出する計算手段と、算出した制御パラ
メータを設定する設定手段とを備え、前記制御状態に対
応した制御パラメータに変更することによって達成され
る。

【０００５】

【作用】本発明にあっては、制御状態を常に監視し、そ
の制御状態に合致した制御パラメータに変更するように
しているので、良好な加工等を行なうことができる。

【０００６】

【実施例】図１は本発明の制御パラメータ変更機能を有
する数値制御装置の第１の例を図２２に対応させて示す
ブロック図であり、同一構成箇所は同符号を付して説明
を省略する。Ｘ軸検知手段６ＸはＸ軸モータ制御手段２
Ｘ及びＸ軸電流制御手段３Ｘから各種指令値を読込んで
制御状態や環境を検知する。そして、パラメータ計算手
段７はＸ軸検知手段６Ｘが検知したＸ軸制御状態データ
ＣＸと、これと同様にして求めた各軸制御状態データＣ
Ｙ，ＣＭを読込んで最適な制御パラメータＣＰを算出
し、算出した制御パラメータＣＰをパラメータ設定手段
８に送出する。パラメータ設定手段８は入力した制御パ
ラメータＣＰを各軸モータ制御手段２Ｘ，２Ｙ，２Ｍに
設定する。これにより各軸モータ制御手段２Ｘ，２Ｙ，
２Ｍは設定された制御パラメータＣＰによって動作する
ので常に良好な制御状態を保つことができる。なお、ソ
フトウエアによって動作指令手段１及び各軸モータ制御
手段２Ｘ，２Ｙ，２Ｍを構成するようにしても良い。ま
た、パラメータ計算手段７での制御パラメータＣＰの算
出方法としては予め実験的に最適となる制御パラメータ
を測定データを変数とした式やテーブルにしておけば、
ソフトウエアで対応可能である。

【０００７】図２は本発明の制御パラメータ変更機能を
有する数値制御装置の第２の例を示すブロック図であ
る。数値制御装置１１は駆動モータ１２を駆動してボー
ルねじ１３を介して結合した可動テーブル１４に固定さ
れる非切削物の位置を制御する。まず、非切削物の重量
を４つの場合に分けて想定する。例えば最大重量の１０
％、３０％、６０％、９０％の場合に分ける。そして、
それぞれの場合について駆動モータ１２、ボールねじ１
３及び可動テーブル１４の全イナーシャを求める。全イ
ナーシャと駆動モータ１２の出力トルク特性により最短
となる加減速定数やその他の制御パラメータを予め求め
ておき、記憶手段１５に記憶させておく。そして、実際
の切削物に応じたパラメータグループをパラメータ設定
手段１６が数値制御装置１１に設定する。これにより加
減速定数等が最適化され、加工時間の短縮などが図れ
る。

【０００８】図３は本発明の制御パラメータ変更機能を
有する数値制御装置の第３の例を示すブロック図であ
る。動作指令手段２１が位置指令ＳＰをモータ制御手段
２２に送出する。また、モータ２４に結合した位置検出
量２５はモータ２４の位置を検出して位置検出値ＤＰを
モータ制御手段２２に送出する。モータ制御手段２２は
位置指令ＳＰと位置検出値ＤＰを入力して演算し、電流
指令ＳＩを算出して電流制御手段２３に送出する。電流
制御手段２３はこの電流指令ＳＩに応じたモータ駆動電
流ＭＩを発生してモータ２４を駆動する。ここで検出手
段２６が位置検出値ＤＰと電流検出値ＤＩを検知する
と、パラメータ計算手段２７は位置検出値ＤＰと電流検
出値ＤＩにより付加イナーシャＩｗを求めてパラメータ
設定手段２８に設定する。例えば位置検出値ＤＰを微分
してモータ速度を求め、さらにこれを微分してモータの
加速度Ａｍを求め、また、その時のトルクＴを電流検出
値ＤＩから求める。ロータのイナーシャは固定されてい
るのでこれをＩｍとすると、負荷イナーシャＩｗは数１
で近似される。

【数１】Ｉｗ＝Ｔ／Ａｍ−Ｉｍモータの最大出力トルクＴＭは決まっているので、この
時の最短加減速時間ＴａがＳをモータ２４の使用される
最大速度とすると数２で求まる。

【数２】Ｔａ＝Ｓ×（Ｉｍ＋ＩＷ）／ＴＭ従って、パラメータ設定手段２８がＴａをモータ制御手
段２２に送出することで加減速定数が最適化され、加工
時間の短縮が図れる。

【０００９】図４は本発明の制御パラメータ変更機能を
有する数値制御装置の第４の例を図１に対応させて示す
ブロック図であり、同一構成箇所は同符号を付して説明
を省略する。同図は２軸同期運転を行なう数値制御装置
であり、検知手段３１は各軸の動作指令ＭＸ、ＭＹを検
知する。そして、パラメータ計算手段３２は各軸の動作
指令ＭＸ、ＭＹの速度を比較し、それらの速度に一定値
以上の差ができた場合に各速度及びその差の大きさに応
じて位置及び速度のループゲインＬＧを算出してパラー
メータ設定手段３３に送出する。パラメータ設定手段３
３は該当軸に算出した位置及び速度のループゲインＬＧ
を設定する。これによりコーナー部等の切削で各軸の移
動速度に大きな差のある場合に追従遅れの差による形状
誤差の発生を抑えることができる。

【００１０】図５は本発明の制御パラメータ変更機能を
有する数値制御装置の第５の例を示すブロック図であ
る。動作指令手段３１が位置指令ＳＰをモータ制御手段
３２に送出する。また、モータ３４に結合した位置検出
器３５はモータ３４の位置を検出して位置検出値ＤＰを
モータ制御手段３２に送出する。モータ制御手段３２は
位置指令ＳＰと位置検出値ＤＰにより位置誤差ＰＥを算
出し、位置誤差ＰＥに位置ループゲインＰＬＧを乗じて
速度指令ＳＶを算出し、速度指令ＳＶに応じて電流指令
ＳＩを算出して電流制御手段３３に送出する。電流制御
手段３３はこれに応じた駆動電流を発生してモータ３４
を駆動する。ここで検知手段３６は位置誤差ＰＥを検知
する。そして、パラメータ計算手段３７は位置誤差ＰＥ
に応じて位置ループゲインＰＬＧを算出する。例えば位
置誤差ＰＥが大きい時のみ位置ループゲインＰＬＧを大
きくする。例えば位置誤差量をｅとして位置ループゲイ
ンをＫｐとしたとき、Ｋｐ＝ｋ０＋ｋ１×｜ｅ｜として
求める。図６にこの関係を示す。このとき、ｋ０は予め
決めておき、ｋ１は｜ｅ｜の移動平均Ｅを求め、Ｅが最
小となるように決める。通常図７に示すように谷となる
点があるので、この点にｋ１が収束するように決める。
パラメータ設定手段３８はこのように求めた位置ループ
ゲインＫｐをモータ制御手段３２に設定する。これによ
り過渡時の追従遅れを抑え、定常状態で安定な動作を得
ることができる。

【００１１】図８は本発明の制御パラメータ変更機能を
有する数値制御装置の第６の例を示すブロック図であ
る。動作指令手段４１が速度指令ＳＶをモータ制御手段
４２に送出する。モータ４４に結合した速度検出器４５
はモータ４４の速度を検出して速度検出値ＤＶをモータ
制御手段４２に送出する。モータ制御手段４２は速度指
令ＳＶと速度検出値ＤＶにより速度誤差ＶＥを算出し、
速度誤差ＶＥと速度ループゲインＶＬＧを演算して電流
指令ＳＩを算出して電流制御手段４３に送出する。電流
制御手段４３はこれに応じた電流を発生してモータ４４
を駆動する。ここで検知手段４６は速度誤差ＶＥを検知
する。そして、パラメータ計算手段４７は速度誤差ＶＥ
に応じて速度ループゲインＶＬＧを算出する。例えば速
度誤差ＶＥが大きい時のみ速度ループゲインＶＬＧを大
きくする。パラメータ設定手段４８は速度ループゲイン
ＶＬＧをモータ制御手段４２に設定する。これにより過
渡時の追従遅れを抑え、定常状態で安定な動作を得るこ
とができる。

【００１２】図９は本発明の制御パラメータ変更機能を
有する数値制御装置の第７の例を示すブロック図であ
る。動作指令手段５１が速度指令ＳＶをモータ制御手段
５２に送出する。モータ５４に結合した速度検出器５５
はモータ５４の速度を検出して速度検出値ＤＶをモータ
制御手段５２に送出する。モータ制御手段５２は速度指
令ＳＶと速度検出値ＤＶにより速度誤差を算出し、速度
誤差に応じて電流指令ＳＩを算出して電流制御手段５３
に送出する。電流制御手段５３は電流指令ＳＩと電流検
出値ＤＩにより電流誤差ＩＥを算出し、電流誤差ＩＥと
電流ループゲインＩＬＧを演算して駆動電流ＭＩを算出
してモータ５４を駆動する。これは各相毎に行なわれる
が同図では１相のみを示す。ここで検知手段５６は電流
誤差ＩＥを検知する。そして、パラメータ計算手段５７
は電流ＩＥに応じて電流ループゲインＩＬＧを算出す
る。例えば電流誤差ＩＥが大きい時のみ電流ループゲイ
ンＩＬＧを大きくする。パラメータ設定手段５８は電流
ループゲインＩＬＧを電流制御手段５３に設定する。こ
れにより過渡時の速度応答性を向上させ、定常状態で安
定な動作を得ることができる。

【００１３】図１０は本発明の制御パラメータ変更機能
を有する数値制御装置の第８の例を示すブロック図であ
る。動作指令手段６１が速度指令ＳＶをモータ制御手段
６２に送出する。モータ６４に結合した速度検出器６５
はモータ６４の速度を検出して速度検出値ＤＶをモータ
制御手段６２に送出する。モータ制御手段６２は速度指
令ＳＶと速度検出値ＤＶにより速度誤差ＶＥを算出し、
速度誤差ＶＥと速度ループゲインＶＬＧを演算して加速
度指令ＳＡを算出し、加速度指令ＳＡと速度検出値ＤＶ
を微分して得た検出加速度ＤＡにより加速度誤差ＡＥを
算出し、これに応じた電流指令ＳＩを算出して電流制御
手段６３に送出する。電流制御手段６３は電流指令ＳＩ
にしたがって駆動電流ＭＩを算出してモータ６４を駆動
する。ここで検知手段６６は検出加速度ＤＡを検知す
る。そして、パラメータ計算手段６７は検出加速度ＤＡ
に応じて速度ループゲインＶＬＧを算出する。例えば検
出加速度ＤＡが小さい時は速度ループゲインＶＬＧを小
さくする。すると追従性は下がるが安定性が増し、切削
面の表面荒さは向上する。パラメータ設定手段６８は速
度ループゲインＶＬＧをモータ制御手段６２に設定す
る。これにより定常状態では安定で過渡時の追従遅れを
抑えた制御状態を得ることができる。

【００１４】図１１は本発明の制御パラメータ変更機能
を有する数値制御装置の第９の例を示すブロック図であ
る。動作指令手段７１が速度指令ＳＶをモータ制御手段
７２に送出する。モータ７４に結合した速度検出器７５
はモータ７４の速度を検出して速度検出値ＤＶをモータ
制御手段７２に送出する。モータ制御手段７２は速度指
令ＳＶと速度検出値ＤＶにより速度誤差ＶＥを算出し、
速度誤差ＶＥに応じて加速度指令ＳＡを算出し、加速度
指令ＳＡと速度検出値ＤＶを微分して得た検出加速度Ｄ
Ａにより加速度誤差ＡＥを算出し、加速度誤差ＡＥと加
速度ループゲインＡＬＧを演算して電流指令ＳＩを算出
して電流制御手段６３に送出する。電流制御手段６３は
電流指令ＳＩにしたがって駆動電流ＭＩを算出してモー
タ７４を駆動する。ここで検知手段７６は加速度誤差Ａ
Ｅを検知する。そして、パラメータ計算手段７７は加速
度誤差ＡＥに応じて加速度ループゲインＡＬＧを算出す
る。例えば加速度誤差ＡＥが大きい時のみ加速度ループ
ゲインＡＬＧを大きくする。パラメータ設定手段７８は
加速度ループゲインＡＬＧをモータ制御手段７２に設定
する。これにより過渡時の追従遅れを抑え、定常状態で
安定な動作を得ることができる。

【００１５】図１２は本発明の制御パラメータ変更機能
を有する数値制御装置の第１０の例を示すブロック図で
ある。動作指令手段８１はモータ制御手段８２に位置指
令ＳＰを送出する。モータ８４に結合した位置検出器８
５がモータ８４の位置を検出して位置検出値ＤＰをモー
タ制御手段８２に送出する。モータ制御手段８２は位置
指令ＳＰと位置検出値ＤＰを演算して電流指令ＳＩを算
出する。電流制御手段８３が電流指令ＳＩに従って駆動
電流ＭＩを算出してモータ８４を駆動する。そして、伝
達機構８６を介して制御対象８７が動作する。ここで、
検知手段８８は位置検出値ＤＰと電流指令ＳＩを検知す
る。そして、パラメータ計算手段８９は位置検出値ＤＰ
を微分して速度を求め、さらに微分して加速度を求める
と共に、モータ８４の駆動トルクを電流指令ＳＩから近
似的に求める。ここでバックラッシはモータ駆動トルク
と加速度の変化によって求められる。図１３に示すよう
にバックラッシの中をモータが移動している時はトルク
当りの加速度が大きく、バックラッシがつまるとトルク
当りの加速度は小さくなる。その切替りの位置と始めの
動き出しの位置からバックラッシ量ＢＲを求める。そし
て、パラメータ設定手段９０はバックラッシ量ＢＲをモ
ータ制御手段８２に設定する。これにより自動的にバッ
クラッシ量が調整されて良好な位置決めを行なうことが
できる。

【００１６】図１４は本発明の制御パラメータ変更機能
を有する数値制御装置の第１１の例を示すブロック図で
ある。動作指令手段９１は位置指令ＳＰをモータ制御手
段９２に送出する。モータ９４に結合した位置検出器９
５はモータ９４の位置を検出して位置検出値ＤＰをモー
タ制御手段９２に送出する。モータ制御手段９２は位置
指令ＳＰを加減速処理してから位置検出値ＤＰを減算し
て位置誤差ＰＥを算出し、位置誤差ＰＥに位置ループゲ
インＰＬＧを乗じて速度指令ＳＶを算出し、速度指令Ｓ
Ｖに応じて電流指令ＳＩを算出して電流制御手段９３に
送出する。電流制御手段９３はこれに応じた電流を発生
してモータ９４を駆動する。モータ制御手段９２では有
限なモータ出力トルクで負荷を加速できるように時定数
を決めているが、負荷イナーシャの変化等によりモータ
の出力トルクが飽和する場合がある。すると速度誤差や
位置誤差等が増大し、加工精度が保てない。そこで、検
知手段９６が電流制御手段９３の受ける電流指令値ＳＩ
によりモータ出力トルクの飽和を検知するようにする。
パラメータ計算手段９７はモータ出力トルクの飽和によ
って加減速時定数ＡＮを長くする。パラメータ設定手段
９８は加減速時定数ＡＮをモータ制御手段９２に設定す
る。これにより過負荷な状態においても安定で軌跡誤差
を抑えた制御を行なうことができる。

【００１７】図１５は本発明の制御パラメータ変更機能
を有する数値制御装置の第１２の例を示すブロック図で
ある。同図ではＩ相のみを示す。動作指令手段１０１は
速度指令ＳＶをモータ制御手段１０２に送出する。モー
タ１０４に結合した速度検出器１０５はモータ１０４の
速度を検出して速度検出値ＤＶをモータ制御手段１０２
に送出する。モータ制御手段１０２は速度指令ＳＶと速
度検出値ＤＶにより速度誤差ＶＥを算出し、速度誤差Ｖ
Ｅに応じて電流指令ＳＩを算出して電流制御手段１０３
に送出する。電流制御手段１０３は電流指令ＳＩとモー
タ駆動電流値ＭＩにより電流誤差ＩＥを算出し、電流誤
差ＩＥと電流ループゲインＩＬＧを演算し、これをＰＷ
Ｍ変換してインバータを駆動してモータ駆動電流ＭＩを
送出する。モータ１０４はモータ駆動電流ＭＩにより駆
動する。ここで検知手段１０６は電流指令ＳＩと速度検
出値ＤＶを検知する。そしてパラメータ計算手段１０７
は電流指令ＳＩ速度検出値ＤＶにより負荷の状態を演算
する。例えばＫｔをモータのトルク定数、Ｉａを電流指
令、Ｖを速度検出値、Ｄを負荷の粘性摩擦係数、Ｆを摩
擦力、Ｌを切削抵抗、Ｊを負荷イナーシャとすると、Ｋ
ｔ×Ｉａ＝Ｊ×（ｄＶ／ｄｔ）＋Ｄ×Ｖ＋Ｆ＋Ｌである
から、Ｋｔ，Ｊ，Ｄ，Ｆを予め求めておいて切削抵抗Ｌ
を求める。そして切削抵抗Ｌが非常に小さい時、つまり
切削を行なっていない時は電流制御手段１０３のＰＷＭ
のサンプリング周波数を人間の可聴周波数を避けるよう
に変更して低騒音化を図る。また切削抵抗が大きい時、
つまり重切削を行なっている時は電流制御手段１０３の
ＰＷＭのサンプリング周波数を上げて電流の応答性を上
げ、制御性能の向上を図る。パラメータ設定手段１０８
はＰＷＭのサンプリング周波数ＳＦを電流制御手段１０
３に設定する。これにより低騒音で応答性の良い制御状
態を得ることができる。

【００１８】図１６は本発明の制御パラメータ変更機能
を有する数値制御装置の第１３の例を示すブロック図で
ある。動作指令手段１１１は速度指令ＳＶを主軸モータ
制御手段１１２に送出する。主軸モータ制御手段１１２
は速度指令ＳＶを入力して先ず巻線選択手段１１２１に
より主軸モータ１１５の巻線を選択し、切換信号ＳＣを
マグネットスイッチ１１４に送出し、主軸モータ１１５
の巻線切替を行なう。その後電流指令手段１１２２は速
度指令ＳＶに応じた電流指令ＳＩを算出して電流制御手
段１１３に送出する。電流制御手段１１３はこれに応じ
た電流を発生して主軸モータ１１５を駆動する。通常、
ある切替速度ＣＶを境にして巻線を切替えており、少し
でも速度指令ＳＶが切替速度ＣＶを越えれば巻線の切替
を行なってしまう。しかし、巻線切換時間は数百ｍｓか
かるので、速度指令ＳＶが切替速度ＣＶを越える分が少
なければ、かえって巻線切替を行なった方が合計の動作
時間が伸びることがある。今、巻線の切替は高速側と低
速側の２種類あるとして、高速側で実用上使用可能な速
度の下限値をＶｈとし、低速側で実用上使用可能な速度
の上限値をＶＬとする。通常、Ｖｈ≦ＶＬとなり、重な
る部分がある（図１７）。速度指令値をＶｃとして、Ｖ
ｈ≦Ｖｃ≦ＶＬとなる場合、つまりどちらの巻線でも使
用可能な速度の時は切替えを行なわないほうが時間短縮
によい。そこで検知手段１１６は巻線の切替状態ＣＣを
検知する。そしてパラメータ計算手段１１７は巻線の切
替状態が高速側であれば切替速度としてＶｈを与え、切
替状態が低速側であれば切替速度としてＶＬをパラメー
タ設定手段１１８に与える。パラメータ設定手段１１８
は切替速度を主軸モータ制御手段１１２に設定する。な
お、Ｖｈ，ＶＬは実験的にあらかじめ決めておけば良
い。これにより加工時間の短縮を図ることができる。

【００１９】図１８は本発明の制御パラメータ変更機能
を有する数値制御装置の第１４の例を示すブロック図で
ある。動作指令手段１２１は位置指令ＳＰをモータ制御
手段１２２に送出する。モータ１２４に結合した位置検
出器１２５はモータ１２４の位置を検出して位置検出値
ＤＰをモータ制御手段１２２に送出する。モータ制御手
段１２２は位置指令ＳＰと位置検出値ＤＰにより位置誤
差ＰＥを算出し、位置誤差ＰＥに位置ループゲインＰＬ
Ｇを乗じて速度指令ＳＶを算出し、速度指令ＳＶに応じ
て電流指令ＳＩを算出して電流制御手段１２３に送出す
る。電流制御手段１２３はこれに応じた電流を発生して
モータ１２４を駆動する。通常、微細位置決めから高速
動作までを行なうと位置検出器１２５及び処理系のダイ
ナミックレンジは大きくとらなければならなくなり、そ
のための製造コストのアップ及び検出のための処理時間
の増大につながる。例えば位置検出器１２５の分解能が
２４ｂｉｔ必要だとする。通常では位置検出器１２５の
インターフェイス及び処理系は２４ｂｉｔ幅になる。こ
こでこの２４ｂｉｔを上から１６ｂｉｔ分（これを上デ
ータと呼ぶことにする）と下から１６ｂｉｔ分（これを
下データと呼ぶことにする）に分けて、速度が小さいと
き、つまり位置決め状態では分解能の高い下データを位
置検出値として用い、位置決め性能を保つ。速度が大き
い時は上データを使い、高速な制御に対応可能とする。
つまり１６ｂｉｔ幅の検出器インターフェイスでも２４
ｂｉｔと同等の制御性能を得ることができる。具体的に
は検知手段１２６は位置検出値ＤＰを検知する。そして
パラメータ計算手段１２７はこれを微分して速度とし、
この速度に応じて位置検出値ＤＰの分解能を選択する。
速度が小さい時、つまり位置決め状態では下データを用
い、速度が大きい時は上データを用いる。そして、パラ
メータ設定手段１２８は分解能選択信号ＤＳＳをモータ
制御手段１２２と分解能切替手段１２９に送出する。分
解能切替手段１２９は上データか下データを選び、位置
検出値としてモータ制御手段１２２に送出し、モータ制
御手段１２２は分解能選択信号ＤＳＳによって上データ
か下データかを知り、それぞれに応じた処理を行なうこ
とができる。これにより位置検出器のインターフェイス
や処理系のダイナミックレンジを広げずに対応できるの
で、コストダウンを図ることができる。

【００２０】図１９は本発明の制御パラメータ変更機能
を有する数値制御装置の第１５の例を示すブロック図で
ある。動作指令手段１３１は位置指令ＳＰをモータ制御
手段１３２に送出する。モータ１３４に結合した位置検
出器１３５はモータ１３４の位置を検出して位置検出値
ＤＰをモータ制御手段１３２に送出する。モータ制御手
段１３２は位置指令ＳＰと位置検出値ＤＰにより位置誤
差ＰＥを算出し、位置誤差ＰＥに位置ループゲインＰＬ
Ｇを乗じて電流指令ＳＶを算出し、速度誤差ＳＶと位置
検出値ＤＰを微分して求めた速度検出値ＤＶにより速度
誤差ＶＥを算出し、速度誤差ＶＥに速度ループゲインＶ
ＬＧを乗じて電流指令ＳＩを算出して電流制御手段１３
３に送出する。電流制御手段１３３は電流指令ＳＩとモ
ータ駆動電流値ＭＩにより電流誤差ＩＥを算出し、電流
誤差ＩＥと電流ループゲインＩＬＧを演算してモータ駆
動電流ＭＩを算出してモータ１３４に送出する。ここで
検知手段１３６はモータ駆動電流値ＭＩと位置検出値Ｄ
Ｐと速度検出値ＤＶを検知する。そしてパラメータ計算
手段１３７はこれらより可動部の衝突を検出し、もし衝
突があれば位置ループゲインＰＬＧ及び速度ループゲイ
ンＶＬＧ及び電流ループゲインＩＬＧにゼロ又は動作を
停止させる値を算出し、パラメータ設定手段１３８がこ
れをモータ制御手段１３２及び電流制御手段１３３に設
定する。これにより衝突時の即座な停止を行なうことが
でき、被害を最小限に抑えることができる。

【００２１】図２０は本発明の制御パラメータ変更機能
を有する数値制御装置の第１６の例を示すブロック図で
あり、図２１はその動作例を説明するフローチャートで
ある。オペレータは、本機テーブル上のパレットに載置
されたワークの重量が既知のときは手動入力部１４１に
おいて設定モードを選択し（ステップＳ１）、ワーク重
量ＷＷを書込む（ステップＳ２）。ワーク重量ー電流換
算部１４２はワーク重量ＷＷを電流に換算し（ステップ
Ｓ３）、その値ＷＩを電流記憶及び比較部１４３に格納
してステップＳ７へ進む。一方、オペレータは、本機テ
ーブル上のパレットに載置されたワークの重量が不明の
ときは手動入力部１４１から計測プログラムをスタート
させる（ステップＳ４、Ｓ５）。Ｘ軸駆動部１４５はテ
ーブル負荷時の電流を検出し（ステップＳ６）、その値
ＤＩを電流記憶及び比較部１４３に格納する。電流記憶
及び比較部１４３はＸ軸駆動部１４５にて予め検出され
たテーブル無負荷時の電流ＤＩＯとワーク重量ー電流換
算部１４２からの換算電流値ＷＩ又はＸ軸駆動部１４５
からの検出電流値ＤＩとを比較する（ステップＳ７）。
最適定数決定部１４６は電流記憶及び比較部１４３から
の比較結果ＲＣに従って最適定数ＣＣを決定して最適定
数記憶部１４７に格納し（ステップＳ８、Ｓ９）、表示
装置に最適定数ＣＣを表示する（ステップＳ１０）。そ
して、次のワークの有無を確認し（ステップＳ１１）、
次のワークが有ればステップＳ４に戻って上述した動作
を繰返し、次のワークが無ければ計測プログラムを終了
し、実行プログラムをスタートさせる（ステップＳ１
２、Ｓ１３）。オペレータは、手動入力部１４１におい
て運転モードを選択し（ステップＳ１４）、手動入力部
１４１又はプログラム入力部１４４から各軸動作指令Ｓ
ＭＳを入力する（ステップＳ１５、Ｓ１６）。そして、
位置制御部１４８及び速度制御部１４９は各軸動作指令
ＳＭＳを受けると最適定数ＣＣを最適定数記憶部１４７
から読出して電流制御部１５０を介して各軸動作を制御
し（ステップＳ１７、Ｓ１８）全ての処理を終了する。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明の制御パラメータ変
更機能を有する数値制御装置によれば、あらゆる加工状
態や環境において最適な制御状態を保つ事ができるた
め、ロスを無くした高効率の加工が可能となり、大幅な
工数低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数値
制御装置の第１の例を示すブロック図である。

【図２】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数値
制御装置の第２の例を示すブロック図である。

【図３】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数値
制御装置の第３の例を示すブロック図である。

【図４】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数値
制御装置の第４の例を示すブロック図である。

【図５】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数値
制御装置の第５の例を示すブロック図である。

【図６】図５に示す本発明装置の位置誤差量と位置ルー
プゲインの関係を示す図である。

【図７】図５に示す本発明装置のｋ１とＥの関係を示す
図である。

【図８】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数値
制御装置の第６の例を示すブロック図である。

【図９】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数値
制御装置の第７の例を示すブロック図である。

【図１０】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数
値制御装置の第８の例を示すブロック図である。

【図１１】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数
値制御装置の第９の例を示すブロック図である。

【図１２】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数
値制御装置の第１０の例を示すブロック図である。

【図１３】図１２に示す本発明装置のモータ位置と出力
トルクと加速度の関係を示す図である。

【図１４】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数
値制御装置の第１１の例を示すブロック図である。

【図１５】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数
値制御装置の第１２の例を示すブロック図である。

【図１６】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数
値制御装置の第１３の例を示すブロック図である。

【図１７】図１６に示す本発明装置の速度と使用可能巻
線の関係を示す図である。

【図１８】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数
値制御装置の第１４の例を示すブロック図である。

【図１９】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数
値制御装置の第１５の例を示すブロック図である。

【図２０】本発明の制御パラメータ変更機能を有する数
値制御装置の第１６の例を示すブロック図である。

【図２１】図２０に示す本発明装置の動作例を説明する
フローチャートである。

【図２２】従来の数値制御装置の一例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

６ＸＸ軸検知手段６ＹＹ軸検知手段６Ｍ主軸検知手段７パラメータ計算手段８パラメータ設定手段

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】工作機械の送り軸及び主軸を制御する数
値制御装置において、前記制御の状態を検知する検知手
段と、検知した制御状態により制御パラメータを算出す
る計算手段と、算出した制御パラメータを設定する設定
手段とを備え、前記制御状態に対応した制御パラメータ
に変更するようにしたことを特徴とする制御パラメータ
変更機能を有する数値制御装置。