JPH0673798B2 - 数値制御工作機械の軸駆動方法 - Google Patents
数値制御工作機械の軸駆動方法Info
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- JPH0673798B2 JPH0673798B2 JP6069088A JP6069088A JPH0673798B2 JP H0673798 B2 JPH0673798 B2 JP H0673798B2 JP 6069088 A JP6069088 A JP 6069088A JP 6069088 A JP6069088 A JP 6069088A JP H0673798 B2 JPH0673798 B2 JP H0673798B2
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- Japan
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- machine tool
- torque
- numerically controlled
- controlled machine
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- Numerical Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は数値制御（以下、単にNCとする）工作機械の軸
駆動方法、特に摺動抵抗を動的に検出し、その検出値に
応じた補償量を決定して軸駆動を行なうようにしたNC工
作機械の軸駆動方法に関する。
駆動方法、特に摺動抵抗を動的に検出し、その検出値に
応じた補償量を決定して軸駆動を行なうようにしたNC工
作機械の軸駆動方法に関する。
（従来の技術） 従来NC工作機械の軸駆動方法では、NC工作機械の摺動抵
抗やロストモーションといった制御上の非線形な要素に
より、円弧切削における象限切換時等に形状精度が悪く
なるという現象が生じる。このため、予め非線形な要素
による影響を予測し、その影響を打ち消すように制御系
を補償することが考えられている。
抗やロストモーションといった制御上の非線形な要素に
より、円弧切削における象限切換時等に形状精度が悪く
なるという現象が生じる。このため、予め非線形な要素
による影響を予測し、その影響を打ち消すように制御系
を補償することが考えられている。
ここで、NC工作機械の一般的な例を第４図に示して説明
する。この第４図の装置は駆動モータ６の負荷の摩擦ト
ルク、特に非線形要素である摺動抵抗に基づく摩擦トル
クを補償する例を示している。
する。この第４図の装置は駆動モータ６の負荷の摩擦ト
ルク、特に非線形要素である摺動抵抗に基づく摩擦トル
クを補償する例を示している。
まず図示しないNCプログラムに基づいて生成された位置
指令Pcが誤差演算器８に入力され、駆動モータ６に取付
けられている位置検出器７からの現在位置Paも誤差演算
器８に入力され、算出された位置誤差量（Pc−Pa）が位
置制御部１に入力される。位置制御部１は位置誤差量
（Pc−Pa）に応じた速度指令Vcを生成し、速度指令Vcは
現在位置Paに基づいて速度算出部４において算出された
現速度Vaとともに誤差演算器９に入力され、算出された
速度誤差量（Vc−Va）が速度制御部２に入力される。速
度制御部２は、入力される速度誤差量（Vc−Va）に応じ
たトルク指令Tcを生成する。一方、トルク補償部５は、
位置指令Pc及び速度指令Vcに基づいて円弧切削における
象限切換時等の移動方向の反転を検出し、その反転時に
算出したトルク補償分Tpを出力する。そして、加算器10
でトルク指令Tcに算出されたトルク補償分Tpを加算し、
その加算されたトルク指令を電力制御部３に入力する。
電力制御部３は入力されたトルク指令に基づいて駆動モ
ータ６を駆動するための電流（この例では３相）Icを制
御し、駆動モータ６はギア11及びボールネジ12等を介し
て摺動面14上のテーブル13を駆動するようになってい
る。
指令Pcが誤差演算器８に入力され、駆動モータ６に取付
けられている位置検出器７からの現在位置Paも誤差演算
器８に入力され、算出された位置誤差量（Pc−Pa）が位
置制御部１に入力される。位置制御部１は位置誤差量
（Pc−Pa）に応じた速度指令Vcを生成し、速度指令Vcは
現在位置Paに基づいて速度算出部４において算出された
現速度Vaとともに誤差演算器９に入力され、算出された
速度誤差量（Vc−Va）が速度制御部２に入力される。速
度制御部２は、入力される速度誤差量（Vc−Va）に応じ
たトルク指令Tcを生成する。一方、トルク補償部５は、
位置指令Pc及び速度指令Vcに基づいて円弧切削における
象限切換時等の移動方向の反転を検出し、その反転時に
算出したトルク補償分Tpを出力する。そして、加算器10
でトルク指令Tcに算出されたトルク補償分Tpを加算し、
その加算されたトルク指令を電力制御部３に入力する。
電力制御部３は入力されたトルク指令に基づいて駆動モ
ータ６を駆動するための電流（この例では３相）Icを制
御し、駆動モータ６はギア11及びボールネジ12等を介し
て摺動面14上のテーブル13を駆動するようになってい
る。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の補償方式においては、
トルク補償分Tpは一般的にNC工作機械のサーボ系の調整
時に半固定的に決められるため、稼動中の摺動抵抗の変
化、あるいは経時変化に伴う摺動抵抗の変化には対応で
きず、補償方式としては不十分なものであった。そのた
め、トルク補償分Tpの値によっては第５図（Ａ），
（Ｂ）に示すように円弧指令に対して軌跡誤差を生じ、
円弧切削加工における象限切換時にトルク補償を十分改
善できない場合が生じていた。
トルク補償分Tpは一般的にNC工作機械のサーボ系の調整
時に半固定的に決められるため、稼動中の摺動抵抗の変
化、あるいは経時変化に伴う摺動抵抗の変化には対応で
きず、補償方式としては不十分なものであった。そのた
め、トルク補償分Tpの値によっては第５図（Ａ），
（Ｂ）に示すように円弧指令に対して軌跡誤差を生じ、
円弧切削加工における象限切換時にトルク補償を十分改
善できない場合が生じていた。
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本
発明の目的は、機械の稼動状況や経時変化に応じた補償
を行ない、特に摺動抵抗を動的に検出することにより摺
動抵抗の変化に応じたトルク補償量を決定し、これによ
り制御される軸駆動方法を提供することにある。
発明の目的は、機械の稼動状況や経時変化に応じた補償
を行ない、特に摺動抵抗を動的に検出することにより摺
動抵抗の変化に応じたトルク補償量を決定し、これによ
り制御される軸駆動方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明はNC工作機械の軸駆動方法に関するもので、本発
明の上記目的は、NC工作機械の加工中に前記NC工作機械
の摺動抵抗を検知し、その検知摺動抵抗値に基づいて駆
動モータの回転方向反転時におけるトルク指令に対する
トルク補償量を補正することによって達成される。ま
た、前記摺動抵抗の検知は、予め記憶されているNCプロ
グラムを用いて適時実行するようにしても良い。
明の上記目的は、NC工作機械の加工中に前記NC工作機械
の摺動抵抗を検知し、その検知摺動抵抗値に基づいて駆
動モータの回転方向反転時におけるトルク指令に対する
トルク補償量を補正することによって達成される。ま
た、前記摺動抵抗の検知は、予め記憶されているNCプロ
グラムを用いて適時実行するようにしても良い。
（作用） 本発明では工作機械の摺動抵抗を動的に検出し、検出し
た最新の摺動抵抗に基づいてトルク補償分を決定するよ
うにしているため、トルク補償方式において最適な補償
を実現することができる。
た最新の摺動抵抗に基づいてトルク補償分を決定するよ
うにしているため、トルク補償方式において最適な補償
を実現することができる。
（実施例） 本発明の一実施例を第４図に対応させて第１図に示す。
本発明では補償分算出部15を新たに設け、駆動モータ６
の負荷電流Icを検出することにより駆動モータ６の負荷
トルクを算出し、その負荷トルクより摺動抵抗に基づく
摩擦トルクを求め、常に最新のトルク補償分NTpを決定
するようにしている。すなわち、補償分算出部15は駆動
モータ６の負荷電流Icを変流器CTを介して検出し、換算
から負荷トルクを求めている。しかしながら、負荷トル
クには、摺動抵抗に基づく摩擦トルクの他に切削に必要
なトルク，駆動モータ６の加減速に必要なトルク，送り
速度が高速になるに従って増加する粘性抵抗に基づくト
ルクが含まれている。したがって、本実施例では図示し
ないNCプログラムより非切削の部分を認識し、非切削時
に補償分算出部15において速度算出部４から出力される
現速度Vaに基づいて、駆動モータ６が加減速中である
か、現速度Vaが粘性抵抗の影響を受ける速度であるかを
チェックする。そして、上記いずれででもない場合、換
言すれば駆動モータ６が定速度で動作しており、かつそ
の速度が粘性抵抗の影響を受けない低速域又は中速域で
ある場合に、負荷トルクを近似的に摺動抵抗に基づく摩
擦トルクとみなす。ところで、駆動モータ６の負荷トル
クＴと負荷電流Icの関係は次のように表わされる。
本発明では補償分算出部15を新たに設け、駆動モータ６
の負荷電流Icを検出することにより駆動モータ６の負荷
トルクを算出し、その負荷トルクより摺動抵抗に基づく
摩擦トルクを求め、常に最新のトルク補償分NTpを決定
するようにしている。すなわち、補償分算出部15は駆動
モータ６の負荷電流Icを変流器CTを介して検出し、換算
から負荷トルクを求めている。しかしながら、負荷トル
クには、摺動抵抗に基づく摩擦トルクの他に切削に必要
なトルク，駆動モータ６の加減速に必要なトルク，送り
速度が高速になるに従って増加する粘性抵抗に基づくト
ルクが含まれている。したがって、本実施例では図示し
ないNCプログラムより非切削の部分を認識し、非切削時
に補償分算出部15において速度算出部４から出力される
現速度Vaに基づいて、駆動モータ６が加減速中である
か、現速度Vaが粘性抵抗の影響を受ける速度であるかを
チェックする。そして、上記いずれででもない場合、換
言すれば駆動モータ６が定速度で動作しており、かつそ
の速度が粘性抵抗の影響を受けない低速域又は中速域で
ある場合に、負荷トルクを近似的に摺動抵抗に基づく摩
擦トルクとみなす。ところで、駆動モータ６の負荷トル
クＴと負荷電流Icの関係は次のように表わされる。
ただし、K,K′は比例定数で、Bmは界磁磁束密度であ
る。
る。
したがって、上記（１）式より、負荷電流Icを検出する
ことによって負荷トルクＴ求まることが分る。また、こ
の時の比例定数Ｋ′は定格電流IR及び定格トルクTRより
求まり、 Ｋ′＝TR/IR ……（２） であることから、負荷トルクＴは Ｔ＝（TR/IR）・Ic ……（１）′ となる。そして、求められた負荷トルクＴに補償係数
（定数）Ｃを乗算した値を最新のトルク補償分NTPとす
る。すなわち、 NTP＝Ｃ・Ｔ ……（３） とする。
ことによって負荷トルクＴ求まることが分る。また、こ
の時の比例定数Ｋ′は定格電流IR及び定格トルクTRより
求まり、 Ｋ′＝TR/IR ……（２） であることから、負荷トルクＴは Ｔ＝（TR/IR）・Ic ……（１）′ となる。そして、求められた負荷トルクＴに補償係数
（定数）Ｃを乗算した値を最新のトルク補償分NTPとす
る。すなわち、 NTP＝Ｃ・Ｔ ……（３） とする。
このように新たにトルク補償分NTPを算出し、トルク補
償部５で求められている元のトルク補償分Tpを更新す
る。ここで、粘性抵抗の影響については最初のサーボ系
の調整時に、境界となる送り速度を求めておいて判断す
る。
償部５で求められている元のトルク補償分Tpを更新す
る。ここで、粘性抵抗の影響については最初のサーボ系
の調整時に、境界となる送り速度を求めておいて判断す
る。
このようにして、トルク補償部５は常に最新のトルク補
償分NTpに更新したトルク補償分Tpを加算器10に送るこ
とにより、制御系のトルク補償が行なわれる。また、摺
動抵抗による摩擦トルクが移動方向により異なる場合に
は、移動方向を考慮に入れて各移動方向毎にトルク補償
分Tpを考える必要がある。
償分NTpに更新したトルク補償分Tpを加算器10に送るこ
とにより、制御系のトルク補償が行なわれる。また、摺
動抵抗による摩擦トルクが移動方向により異なる場合に
は、移動方向を考慮に入れて各移動方向毎にトルク補償
分Tpを考える必要がある。
以上加工中に摺動抵抗を検知し、その検知した最新の摺
動抵抗に応じたトルク補償分NTpを決定する手法を述べ
たが、摺動抵抗を検出するために粘性抵抗の影響を受け
ない送り速度で、非切削状態かつ定速状態を実現するNC
プログラムをNC工作機械内に予め記憶しておき、そのNC
プログラムを適時実行し、その時の摺動抵抗を検知し、
その検知摺動抵抗値に基づいてトルク補償分NTpを決定
することもできる。このような方法の実施例を第２図に
示す。ここでは、第１図と同一部分には同一符号を付
し、その説明は省略する。第２図の装置で第１図と異な
る点は、トルク補償分Tpを更新するタイミングである。
すなわち、第２図においては前述したNC工作機械内に予
め記憶してあるNCプログラムを適時実行し、そのNCプロ
グラムが実行中であることを示す信号Ｓに基づいて補償
分算出部15Aは駆動モータ６の負荷トルクを検出する。
そして、検出された負荷トルクを近似的に摺動抵抗に基
づく摩擦トルクとみなし、最新のトルク補償分NTpを算
出し、トルク補償部５で求められている元のトルク補償
分Tpを更新して出力する。このようにして、トルク補償
部５は常に更新された最新のトルク補償分Tpを加算器10
に送ることにより、トルク補償が行なわれる。
動抵抗に応じたトルク補償分NTpを決定する手法を述べ
たが、摺動抵抗を検出するために粘性抵抗の影響を受け
ない送り速度で、非切削状態かつ定速状態を実現するNC
プログラムをNC工作機械内に予め記憶しておき、そのNC
プログラムを適時実行し、その時の摺動抵抗を検知し、
その検知摺動抵抗値に基づいてトルク補償分NTpを決定
することもできる。このような方法の実施例を第２図に
示す。ここでは、第１図と同一部分には同一符号を付
し、その説明は省略する。第２図の装置で第１図と異な
る点は、トルク補償分Tpを更新するタイミングである。
すなわち、第２図においては前述したNC工作機械内に予
め記憶してあるNCプログラムを適時実行し、そのNCプロ
グラムが実行中であることを示す信号Ｓに基づいて補償
分算出部15Aは駆動モータ６の負荷トルクを検出する。
そして、検出された負荷トルクを近似的に摺動抵抗に基
づく摩擦トルクとみなし、最新のトルク補償分NTpを算
出し、トルク補償部５で求められている元のトルク補償
分Tpを更新して出力する。このようにして、トルク補償
部５は常に更新された最新のトルク補償分Tpを加算器10
に送ることにより、トルク補償が行なわれる。
したがって、このようなトルク補償を行なえば円弧象限
切換時においても、第３図に示すように軌跡誤差のない
最適な制御を実現することができる。
切換時においても、第３図に示すように軌跡誤差のない
最適な制御を実現することができる。
（発明の効果） 本発明の軸駆動方法によればNC工作機械の摺動抵抗を動
的に検出し、トルク補償量を摺動抵抗の検出値に応じて
決定できるので、非線形な要素等の補償において最適な
補償方式を実現することができる。
的に検出し、トルク補償量を摺動抵抗の検出値に応じて
決定できるので、非線形な要素等の補償において最適な
補償方式を実現することができる。
第１図は本発明方法を実現する装置の一例を示すブロッ
ク構成図、第２図は他の例を示すブロック構成図、第３
図は本発明の効果を説明するための図、第４図は従来装
置を示すブロック構成図、第５図（Ａ），（Ｂ）はその
軌跡誤差の例を示す図である。 １……位置制御部、２……速度制御部、３……電力制御
部、４……速度算出部、５……トルク補償部、６……駆
動モータ、７……位置検出器、13……テーブル、15……
補償分算出部。
ク構成図、第２図は他の例を示すブロック構成図、第３
図は本発明の効果を説明するための図、第４図は従来装
置を示すブロック構成図、第５図（Ａ），（Ｂ）はその
軌跡誤差の例を示す図である。 １……位置制御部、２……速度制御部、３……電力制御
部、４……速度算出部、５……トルク補償部、６……駆
動モータ、７……位置検出器、13……テーブル、15……
補償分算出部。
Claims (2)
- 【請求項１】数値制御工作機械の加工中に前記数値制御
工作機械の摺動抵抗を検知し、その検知摺動抵抗値に基
づいて駆動モータの回転方向反転時におけるトルク指令
に対するトルク補償量を補正するようにしたことを特徴
とする数値制御工作機械の軸駆動方法。 - 【請求項２】数値制御工作機械の摺動抵抗を検出するた
めの数値制御プログラムを予め前記数値制御工作機械内
に記憶しておき、前記数値制御プログラムを適時実行す
ることにより加工中の摺動抵抗を検知し、その検知摺動
抵抗値に基づいて駆動モータの回転方向反転時における
トルク指令に対するトルク補償量を補正するようにした
ことを特徴とする数値制御工作機械の軸駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6069088A JPH0673798B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 数値制御工作機械の軸駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6069088A JPH0673798B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 数値制御工作機械の軸駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01234136A JPH01234136A (ja) | 1989-09-19 |
| JPH0673798B2 true JPH0673798B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=13149548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6069088A Expired - Fee Related JPH0673798B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 数値制御工作機械の軸駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0673798B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009301081A (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Okuma Corp | 位置制御装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW272336B (en) * | 1995-03-28 | 1996-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | Electric motor controlling device |
-
1988
- 1988-03-15 JP JP6069088A patent/JPH0673798B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009301081A (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Okuma Corp | 位置制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01234136A (ja) | 1989-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |