JPH07271421A - Learning type numerical controller - Google Patents

Learning type numerical controller

Info

Publication number
JPH07271421A
JPH07271421A JP5687794A JP5687794A JPH07271421A JP H07271421 A JPH07271421 A JP H07271421A JP 5687794 A JP5687794 A JP 5687794A JP 5687794 A JP5687794 A JP 5687794A JP H07271421 A JPH07271421 A JP H07271421A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
learning
deviation
command value
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5687794A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3091625B2 (en
Inventor
Takanori Yokochi
孝典 横地
Akiyoshi Satake
明喜 佐竹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Machinery Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Okuma Machinery Works Ltd filed Critical Okuma Machinery Works Ltd
Priority to JP06056877A priority Critical patent/JP3091625B2/en
Publication of JPH07271421A publication Critical patent/JPH07271421A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3091625B2 publication Critical patent/JP3091625B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Numerical Control (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide high-accuracy learning effects by executing the learning of deviation between a commanded value and a present value while limiting it to a prescribed frequency band. CONSTITUTION:Concerning position deviation data SPepsilon composed of the difference between shape command data SPref and machine position data SPc, a shape deviation processing part 11 executes the filter processing of the position deviation data and transmits the result to a position commanded value generation part 2. Concerning the position deviation including a desired frequency component because of the filter processing, the position commanded value generation part 2 corrects the commanded value. This processing is continued until the position deviation data SPepsilon satisfy fixed conditions.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】 本発明は、工作機械などの制御
時に生じる追従誤差を学習し、この学習結果に基づき数
値制御を行う学習型数値制御装置に関し、特にこの装置
の学習モードに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a learning-type numerical control device that learns a tracking error that occurs when controlling a machine tool or the like and performs numerical control based on the learning result, and more particularly to a learning mode of this device.

【0002】[0002]

【従来の技術】 数値制御工作機械の加工精度を向上さ
せるためには、位置ループゲイン及び速度ループゲイン
を高めて制御系の感度を向上させることによって、追従
誤差を低減させる方法がある。しかし、位置ループゲイ
ン及び速度ループゲインを高め過ぎると制御が不安定に
なるため、制御系の追従誤差を低減することには限界が
あった。また、制御系だけでなくモータ、ボールねじ、
負荷等を含めたサーボ系についても固有の誤差が存在
し、それを制御系で補償することは困難である。従っ
て、制御系を含めたサーボ系全体で形状誤差を低減する
ことには限界があった。そこで、前記形状誤差を更に低
減する方法として学習制御がこれまで行われてきた。
2. Description of the Related Art In order to improve the machining accuracy of a numerically controlled machine tool, there is a method of increasing the position loop gain and the velocity loop gain to improve the sensitivity of the control system to reduce the tracking error. However, if the position loop gain and the velocity loop gain are excessively increased, the control becomes unstable, so that there is a limit in reducing the tracking error of the control system. In addition to the control system, the motor, ball screw,
There is an inherent error in the servo system including the load, etc., and it is difficult for the control system to compensate for it. Therefore, there is a limit in reducing the shape error in the entire servo system including the control system. Therefore, learning control has been performed as a method for further reducing the shape error.

【0003】図4は従来の学習制御装置における処理の
一例を示すブロック図である。SW1及びSW2は通常
加工モードと学習モードの切り替えスイッチであり、切
り替えは終了判定部10からの学習モード終了の指令に
よってオンラインで行われる。a側は通常モード、b側
は学習モードであり、SW1及びSW2は連動してい
る。通常モードでは位置指令値発生部2から位置指令値
が一定周期毎に発生され、公知の技術によりサーボ系の
制御及び機械動作が行われる。学習モードによる場合、
まず位置指令値発生部2は形状指令値発生部1から形状
指令値データを受け取り、サーボ制御部4を含む制御系
に対して一定周期毎の位置指令値を発生する。サーボ制
御部4では公知の技術により位置制御が行われ、モータ
及び送り軸を含む機械系駆動部6に電流指令が送出され
機械系駆動部6が動作する。機械位置検出部7では、一
定周期毎に機械系駆動部6の現在位置が検出され、時間
遅れ補正部8に対して機械位置データSPを送出する。
形状指令値データSPrefが形状指令値発生部1から
位置指令値発生部2に送出されてから、機械位置検出部
7で機械位置データSPとして検出されるまでには、時
間遅れが存在する。従って、機械位置検出部7で検出さ
れた機械位置データSPは時間遅れ補正部8で形状指令
データSPrefに対して時間遅れ補正処理が行われ、
加え合わせ点9でSPrefとの位置偏差SPεをと
る。形状指令値発生部1及び位置指令値発生部2で扱わ
れる指令値は点群データであり、前記位置偏差SPεに
ついても点群データが作成される。これが位置指令値発
生部2において位置指令値点群データに加えられ、位置
指令値の補正が行われる。以上のような一連の動作で学
習制御が1回完了したことになる。学習制御は終了判定
部10での処理により位置偏差SPεが一定の条件を満
たすまで続けられ、2回目以降の学習制御においては位
置指令値発生部2では補正された位置指令値が使われ
る。学習制御が終了すると、SW1及びSW2が通常モ
ードに切り替えられ、通常モードでは学習制御終了時の
位置指令値が使われる。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of processing in a conventional learning control device. SW1 and SW2 are switches for switching between the normal processing mode and the learning mode, and the switching is performed online by a command from the end determination unit 10 to end the learning mode. The a side is the normal mode, the b side is the learning mode, and SW1 and SW2 are interlocked. In the normal mode, the position command value generator 2 generates a position command value at regular intervals, and servo system control and mechanical operation are performed by known techniques. Depending on the learning mode,
First, the position command value generation unit 2 receives the shape command value data from the shape command value generation unit 1 and generates a position command value for every constant period for the control system including the servo control unit 4. Position control is performed in the servo control unit 4 by a known technique, and a current command is sent to a mechanical system drive unit 6 including a motor and a feed shaft to operate the mechanical system drive unit 6. The machine position detection unit 7 detects the current position of the mechanical system drive unit 6 at regular intervals and sends the machine position data SP to the time delay correction unit 8.
There is a time lag between the transmission of the shape command value data SPref from the shape command value generation unit 1 to the position command value generation unit 2 and the detection of the machine position data SP by the machine position detection unit 7. Therefore, the machine position data SP detected by the machine position detecting unit 7 is subjected to the time delay correcting process on the shape command data SPref by the time delay correcting unit 8,
At the addition point 9, the position deviation SPε from SPref is calculated. The command values handled by the shape command value generator 1 and the position command value generator 2 are point group data, and point group data is also created for the position deviation SPε. This is added to the position command value point group data in the position command value generation unit 2 to correct the position command value. The learning control is completed once by the series of operations described above. The learning control is continued until the position deviation SPε is satisfied by the process in the end determination unit 10, and the corrected position command value is used in the position command value generation unit 2 in the second and subsequent learning controls. When the learning control ends, SW1 and SW2 are switched to the normal mode, and in the normal mode, the position command value at the end of the learning control is used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】 図5に位置偏差を時
間に対してとった一例を示す。従来の学習制御装置にお
いては、位置偏差が直接位置指令値に加えられて位置指
令値の補正が行われていたため、補正後の位置指令値に
位置偏差の高周波成分が含まれた形になっていた。ここ
で、位置指令値を時間に対して微分したものを位置指令
値の速度成分、位置指令値の速度成分を時間に対して微
分したものを位置指令値の加速度成分と呼ぶことにす
る。図6に学習制御による位置指令値補正前の位置指令
値の加速度成分の一例を、図7に位置指令値補正後の位
置指令値の加速度成分の一例をそれぞれ示す。学習制御
前の位置指令値が図6のように高周波成分を含まない加
速度成分の場合でも、図5のような高周波成分を含んだ
位置偏差を学習すると図7のような高周波成分を含んだ
加速度成分になる。通常制御系においては位置指令値の
加速度成分に比例したトルク指令を発生する。従って、
学習制御後の位置指令値で制御を行う場合には図7の加
速度成分に比例したトルク指令を発生する。制御系では
伝達関数によって決定される周波数帯域より高周波の信
号に対しては追従が困難であるため、高周波成分を含ん
だ該トルク指令には追従が困難である。制御系の追従が
困難であることは、即ち機械系迄含めたサーボ系も追従
が困難であることになるため、結果的に位置指令値の補
正を行う以前に比べて位置偏差の低減が小さくなる。以
上のように従来の学習制御装置においては、高周波成分
を含む位置偏差を発生する制御系に対して学習制御を行
う場合、位置偏差の高周波成分まで学習してしまうた
め、学習制御による加工精度向上が困難であるという問
題点があった。
FIG. 5 shows an example of the positional deviation with respect to time. In the conventional learning control device, the position deviation is directly added to the position command value to correct the position command value, so that the corrected position command value includes the high frequency component of the position deviation. It was Here, what differentiated the position command value with respect to time is called a velocity component of the position command value, and what differentiated the speed component of the position command value with respect to time is called an acceleration component of the position command value. FIG. 6 shows an example of the acceleration component of the position command value before the position command value correction by learning control, and FIG. 7 shows an example of the acceleration component of the position command value after the position command value correction. Even if the position command value before the learning control is the acceleration component that does not include the high frequency component as shown in FIG. 6, if the position deviation including the high frequency component as shown in FIG. 5 is learned, the acceleration including the high frequency component as shown in FIG. Become an ingredient. In the normal control system, a torque command proportional to the acceleration component of the position command value is generated. Therefore,
When performing control with the position command value after learning control, a torque command proportional to the acceleration component in FIG. 7 is generated. Since it is difficult for the control system to follow a signal having a frequency higher than the frequency band determined by the transfer function, it is difficult to follow the torque command including a high frequency component. It is difficult to follow the control system, that is, the servo system including the mechanical system is also difficult to follow. As a result, the reduction in position deviation is smaller than before the position command value was corrected. Become. As described above, in the conventional learning control device, when the learning control is performed for the control system that generates the position deviation including the high frequency component, the high frequency component of the position deviation is also learned, so that the learning accuracy is improved by the learning control. There was a problem that it was difficult.

【0005】以上のように学習制御の度に遮断周波数を
変更して位置偏差の低周波成分から順に学習制御を行っ
ていき、最終的に制御系の周波数帯域より低周波の周波
数成分を全て学習して行けば、制御系が追従可能である
範囲で学習制御を完了できる。
As described above, the cutoff frequency is changed every learning control, and the learning control is performed in order from the low frequency component of the position deviation, and finally all the frequency components of the low frequency from the frequency band of the control system are learned. Then, the learning control can be completed within the range that the control system can follow.

【0006】本発明が解決しようとする課題は、高周波
成分を含む位置偏差を発生するサーボ系に対して学習制
御を行う場合、位置偏差の高周波成分まで含めて学習す
るため学習制御によって位置偏差が低減しないという問
題に対して、位置偏差に対してフィルタリングを行い、
所望の周波数成分のみの学習制御を行うことによって位
置偏差を低減させ、加工精度向上を達成することにあ
る。
The problem to be solved by the present invention is that when learning control is performed on a servo system which generates a position deviation including a high frequency component, the learning deviation includes the high frequency component of the position deviation so that the position deviation is reduced by the learning control. For the problem that it does not reduce, filtering for position deviation,
It is to reduce the position deviation by performing learning control of only a desired frequency component and achieve improvement of machining accuracy.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】 前述の課題を解決する
ために本発明にかかる学習型数値制御装置においては、
当該学習型制御装置により制御されるサーボ系が追従可
能な最高周波数より高周波の周波数成分をカットする第
1フィルタ処理手段と、前記サーボ系が追従可能な周波
数帯域において所定の遮断周波数によりフィルタ処理を
行う第2フィルタ処理手段とを有している。さらに、前
記偏差の周波数分析を行う周波数分析手段と、前記周波
数分析手段の分析に基づき前記偏差の所定利得以上の周
波数成分を抽出し、このうち最低の周波数を選定する最
低周波数選定手段と、前記最低周波数選定手段により選
定された周波数に基づき前記第2フィルタ処理手段の遮
断周波数を決定する遮断周波数決定手段を有している。
Means for Solving the Problems In a learning type numerical control device according to the present invention for solving the above-mentioned problems,
A first filter processing unit that cuts a frequency component having a frequency higher than the highest frequency that can be tracked by the servo system controlled by the learning type control device, and a filter process by a predetermined cutoff frequency in a frequency band that the servo system can track. And a second filter processing means for performing. Further, frequency analyzing means for performing frequency analysis of the deviation, minimum frequency selecting means for extracting a frequency component having a predetermined gain or more of the deviation based on the analysis of the frequency analyzing means, and selecting the lowest frequency among them, The cutoff frequency determining means determines the cutoff frequency of the second filter processing means based on the frequency selected by the lowest frequency selecting means.

【0008】[0008]

【作用】 本発明にあっては、偏差の周波数成分のう
ち、サーボ系の追従可能な周波数帯域より高周波成分を
カットし、さらに、サーボ系の追従可能な周波数帯域に
おいても所定の周波数成分に絞った学習を行うことがで
きる。さらに、サーボ系の追従可能な周波数帯域におい
て、一定値以上の偏差レベルを有する周波数成分に絞っ
た学習を行うことができる。
According to the present invention, among the frequency components of the deviation, a high frequency component is cut from the frequency band which the servo system can follow, and the frequency component which can be followed by the servo system is narrowed down to a predetermined frequency component. You can do different learning. Further, it is possible to perform learning by focusing on frequency components having a deviation level of a certain value or more in a frequency band in which the servo system can follow.

【0009】[0009]

【実施例】 図8に図5の位置偏差を周波数分析した例
を示す。図8のとおり図5の位置偏差は多くの周波数成
分から構成されている。従来の学習制御の方法ではこれ
ら全ての周波数成分について学習を行っていた。仮にサ
ーボ系の周波数帯域をfbHz以下とすると、前述のと
おりfbHzより高周波の位置偏差についてはサーボ系
は追従が困難である。しかし、このことは換言すればf
bHz以下の位置偏差についてはサーボ系の追従が可能
であることになる。サーボ系の追従が可能であれば学習
制御によって位置偏差を低減できるので、fbHzより
低い周波数の位置偏差についてのみ学習すればよい。図
5の位置偏差に対して遮断周波数fbHzのローパスフ
ィルタをかけて周波数fbHz以上の高周波成分をカッ
トした位置偏差の例を図9に示す。図9の位置偏差には
fbHzより高周波成分は含まれていないが、fbHz
以下の周波数成分が多く含まれている。これらの各周波
数成分についてはサーボ系の追従が可能であるので学習
も可能であるが、全ての周波数成分を一度に学習するこ
とは難しい。従って、再び位置偏差にローパスフィルタ
をかけて所望の周波数だけを取り出して学習すればよ
い。例えば、fbHzのローパスフィルタをかけてサー
ボ系の周波数帯域より高周波成分をカットした前記加速
度成分に対して、更に(fb/4)Hzのローパスフィ
ルタをかけたとする。図10に(fb/4)Hzのロー
パスフィルタをかけた位置偏差の例を示す。ローパスフ
ィルタによって(fb/4)Hzより高周波の加速度成
分はカットされているため、この加速度成分による位置
偏差によって位置指令値が補正される場合、(fb/
4)Hzより低周波の位置偏差の周波数成分を学習し、
該周波数成分を原因とする位置偏差は低減される。以上
の手順で学習制御が1回完了したら、2回目においては
まず1回目と同様にfbHzのローパスフィルタを位置
偏差にかけて、周波数帯域より高周波成分をカットした
後、今回は遮断周波数を例えば(fb/3)Hzにして
ローパスフィルタをかける。すると、前回学習した(f
b/4)Hz以下の部分も含めて(fb/3)Hzより
低周波の周波数成分について学習を行うことができる。
以上のような操作を繰り返して遮断周波数を毎回の学習
制御毎に高くして行き、遮断周波数がfbHzとなるま
で学習制御を繰り返していけばサーボ系の周波数帯域以
内の周波数成分を原因とする位置偏差は全て低減するこ
とができる。以下、本発明にかかる好適な実施例を図面
にしたがって説明する。図1は本発明における学習制御
装置の処理を示す図、図2は図1における形状偏差処理
部11の処理を示す図である。従来技術を示す図4と同
一番号にて示されている構成要素についての機能、処理
は同一であるので説明を省略し、本発明の形状偏差処理
部11のみを以下に説明する。形状偏差処理部11で位
置偏差データに対して行われる処理は、一定周期毎に送
出されてくるデータに対してリアルタイムで処理を行う
他の部分とは異なり、位置偏差データ全体をデータ列と
してデータテーブル上に載せ、データテーブル全体に対
して処理を行っていく。形状指令値発生部1における形
状指令値データSPrefと時間遅れ補正後の機械位置
データSPcとの差から作られた位置偏差データSPε
は形状偏差指令部11では、まず第1フィルタ処理部1
11で第1のフィルタ処理が行われる。第1のフィルタ
処理における遮断周波数は第1遮断周波数決定部112
で決定される。第1遮断周波数fc1はサーボ系の周波
数帯域によって決定される。
EXAMPLE FIG. 8 shows an example of frequency analysis of the positional deviation of FIG. As shown in FIG. 8, the position deviation in FIG. 5 is composed of many frequency components. In the conventional learning control method, learning is performed for all these frequency components. If the frequency band of the servo system is set to fbHz or less, it is difficult for the servo system to follow the position deviation of higher frequency than fbHz as described above. However, in other words, f
The servo system can follow the position deviation of bHz or less. If tracking of the servo system is possible, the position deviation can be reduced by learning control. Therefore, only the position deviation having a frequency lower than fbHz should be learned. FIG. 9 shows an example of the positional deviation obtained by applying a low-pass filter having a cutoff frequency fbHz to the positional deviation shown in FIG. The position deviation in FIG. 9 does not include a higher frequency component than fbHz, but fbHz
It contains many frequency components below. Since each of these frequency components can be tracked by the servo system, learning is possible, but it is difficult to learn all the frequency components at once. Therefore, it suffices that the position deviation is again low-pass filtered and only desired frequencies are extracted and learned. For example, it is assumed that the (fb / 4) Hz low-pass filter is further applied to the acceleration component obtained by cutting the high-frequency component from the frequency band of the servo system by applying the fb Hz low-pass filter. FIG. 10 shows an example of the position deviation obtained by applying a low-pass filter of (fb / 4) Hz. Since the low-pass filter cuts off the acceleration component having a frequency higher than (fb / 4) Hz, when the position command value is corrected by the position deviation due to this acceleration component, (fb /
4) Learn the frequency component of the position deviation that is lower than Hz,
The position deviation caused by the frequency component is reduced. After the learning control is completed once by the above procedure, in the second time, similarly to the first time, the low-pass filter of fbHz is applied to the position deviation to cut the high frequency component from the frequency band, and then the cutoff frequency is set to (fb / 3) Set to Hz and apply a low pass filter. Then, I learned the last time (f
It is possible to perform learning on frequency components lower than (fb / 3) Hz, including a portion of b / 4) Hz or less.
By repeating the above operation to increase the cutoff frequency for each learning control and repeating the learning control until the cutoff frequency becomes fbHz, the position caused by the frequency component within the frequency band of the servo system is caused. All deviations can be reduced. Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a process of the learning control device in the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a process of the shape deviation processing unit 11 in FIG. Since the functions and processes of the components indicated by the same numbers as those in FIG. 4 showing the prior art are the same, the description thereof will be omitted, and only the shape deviation processing unit 11 of the present invention will be described below. The processing performed on the position deviation data by the shape deviation processing unit 11 is different from the other portion that performs the processing in real time on the data transmitted at regular intervals, and the entire position deviation data is processed as a data string. Put it on the table and process the entire data table. Position deviation data SPε created from the difference between the shape command value data SPref in the shape command value generation unit 1 and the machine position data SPc after time delay correction.
In the shape deviation command unit 11, first, the first filter processing unit 1
At 11, the first filtering process is performed. The cutoff frequency in the first filter processing is the first cutoff frequency determination unit 112.
Is determined by. The first cutoff frequency fc1 is determined by the frequency band of the servo system.

【0010】一般にサーボ系の周波数応答のボード線図
においてゲインが3dB減少する点の周波数より低周波
の領域、即ち周波数帯域においては該サーボ系は理論上
追従可能である。サーボ系の周波数応答は伝達関数から
決定されるため、サーボ系の伝達関数が確定できれば該
サーボ系の周波数帯域も求めることができる。機械系を
除いた制御系の伝達関数は位置ループゲイン、速度ルー
プゲイン等により公知の手法により決定することがで
き、制御系の各パラメーターが変わらないかぎり不変で
ある。従って、制御系伝達関数はオフラインで定数とし
て設定され一定の値が使用される。
Generally, in the Bode diagram of the frequency response of the servo system, the servo system can theoretically follow up in a frequency range lower than the frequency of the point where the gain decreases by 3 dB. Since the frequency response of the servo system is determined from the transfer function, if the transfer function of the servo system can be determined, the frequency band of the servo system can also be obtained. The transfer function of the control system excluding the mechanical system can be determined by a known method based on the position loop gain, the velocity loop gain, etc., and is invariable unless each parameter of the control system changes. Therefore, the control system transfer function is set as a constant off-line and a constant value is used.

【0011】今、制御系伝達関数H(s)が公知の手法
により、
Now, the control system transfer function H (s) is calculated by a known method.

【数1】H(s)=(1+b×s)/(1+a×s) と、求められたとする。ただし、a及びbは制御系の各
パラメータによって決まる定数である。この場合、該制
御系の帯域周波数fb0は、
## EQU1 ## H (s) = (1 + b × s) / (1 + a × s) is obtained. However, a and b are constants determined by each parameter of the control system. In this case, the band frequency fb0 of the control system is

【数2】fb0=k/a である。ただし、kは定数である。この場合の帯域周波
数fb0は制御系の伝達関数から求めた帯域周波数であ
って、機械系も含めたサーボ系の伝達関数ではない。機
械系においては機械の追従遅れが存在するため、サーボ
系の伝達関数を考えた場合、制御系伝達関数の場合に比
して時定数が減少すると考えられる。従って、サーボ系
の帯域周波数fbは制御系の帯域周波数fb0に比べて
減少する。理論上機械系駆動部6及び機械位置検出部7
の動作は毎回一定であると考えられるため、制御系の帯
域周波数fb0に対するサーボ系の帯域周波数fbの低
減率αは一定である。従って、サーボ系の帯域周波数f
bは、
## EQU00002 ## fb0 = k / a. However, k is a constant. The band frequency fb0 in this case is a band frequency obtained from the transfer function of the control system, and is not the transfer function of the servo system including the mechanical system. In the mechanical system, there is a tracking delay of the machine. Therefore, when the transfer function of the servo system is considered, the time constant is considered to be smaller than that of the transfer function of the control system. Therefore, the band frequency fb of the servo system is smaller than the band frequency fb0 of the control system. Theoretically mechanical system drive unit 6 and machine position detection unit 7
Since it is considered that the operation of is constant every time, the reduction rate α of the band frequency fb of the servo system with respect to the band frequency fb0 of the control system is constant. Therefore, the band frequency f of the servo system
b is

【数3】fb=α×fb0 から求められ、このfbが第1遮断周波数fc1として
決定される。第1遮断周波数決定部112では、パラメ
ータテーブル部118からαのデータを受け取り、前記
の方法で第1遮断周波数fc1を決定する。
## EQU3 ## This is obtained from fb = α × fb0, and this fb is determined as the first cutoff frequency fc1. The first cutoff frequency determination unit 112 receives the data of α from the parameter table unit 118 and determines the first cutoff frequency fc1 by the method described above.

【0012】また、一般にフィルタリングを行うと位相
遅れが発生する。位相遅れについてもサーボ系の周波数
応答のボード線図において帯域周波数における位相角か
ら求めることができる。第1位相遅れ処理部113で
は、第1遮断周波数決定部112から第1遮断周波数f
c1及びサーボ系伝達関数のデータを受け取り、公知の
手法により位相遅れを計算し、第1フィルタ処理部11
1から送出されてきた位置偏差データに対してデータの
シフトを行う。以上の方法により、位置偏差データSP
εはサーボ系の周波数帯域より高周波の周波数成分をカ
ットすることができる。
Further, generally, when filtering is performed, a phase delay occurs. The phase delay can also be obtained from the phase angle at the band frequency in the Bode diagram of the frequency response of the servo system. In the first phase delay processing unit 113, the first cutoff frequency f from the first cutoff frequency determination unit 112.
c1 and servo system transfer function data are received, the phase delay is calculated by a known method, and the first filter processing unit 11
The data shift is performed on the position deviation data sent from 1. By the above method, the position deviation data SP
ε can cut frequency components higher than the frequency band of the servo system.

【0013】第1位相遅れ処理部113で作られた位置
偏差データは第2フィルタ処理部114に送出されると
同時に、周波数分析部116に送出される。周波数分析
部116ではデータ列に対して公知の技術によりフーリ
エ変換が行われ、各周波数成分に分析される。一方、パ
ラメータテーブル部118では、周波数分析部116で
分析された周波数成分に対するしきい値TL、位置偏差
低減判定基準となるしきい値TL2及び遮断周波数シフ
ト量fdがパラメータとして設定されており、第2遮断
周波数決定部117に送出する。第2遮断周波数決定部
117における一連の処理を表すフローチャートを図3
に示す。第2遮断周波数決定部117では、まず第2遮
断周波数記憶部119から前回の学習制御において決定
した第2遮断周波数fc2’を読み出す。そして今回周
波数分析を行ったデータについて前回の第2遮断周波数
fc2’における利得データを検出する。その利得デー
タがTL2以上の場合は、前回の第2遮断周波数fc
2’をそのまま今回も使用するとして、今回の第2遮断
周波数fc2を決定する。TL2は前回の学習制御によ
って所望の周波数成分による位置偏差の低減の判定を行
うもう一つのしきい値であり、TLに対して約30から
50%程度の値に設定する。前記判定によって、所望の
周波数成分における利得の低減を確認できた場合、第2
遮断周波数決定部117では周波数分析部116から送
出された周波数成分のデータに対して、パラメータテー
ブル部118から送出されてきたしきい値TLを越える
利得を持った周波数成分のうち最低周波数のものに対し
て遮断周波数シフト量fdを加えて、第2遮断周波数f
c2として決定する。遮断周波数シフト量fdは、所望
の周波数成分を確実にカットするために該周波数に対し
て加える量であり、0.5から5Hz程度の量である。
また、前記TL、TL2及びfdについてはパラメータ
として設定可能である。第2遮断周波数決定部117で
決定された第2遮断周波数fc2は、第2フィルタ処理
部114、第2位相遅れ処理部及び第2遮断周波数記憶
部119に送出される。第2遮断周波数記憶部119は
前回の遮断周波数のみを記憶し、毎回の学習制御毎にそ
のデータは更新される。第2フィルタ処理部114では
第2のフィルタ処理が行われ、フィルタ処理を行った位
置偏差データを第2位相遅れ処理部115へ送出する。
第2位相遅れ処理部115では、第2遮断周波数決定部
117において決定された第2遮断周波数fc2をもと
に、前記と同様の方法によって位相遅れを計算し、デー
タをシフトし、形状偏差処理後のデータSPε’として
位置指令値発生部2に送出する。以上が形状偏差処理部
11における一連の処理についての説明である。本発明
においては、サーボ系が応答できない周波数成分を毎回
の学習制御においてカットして、サーボ系追従困難によ
る位置偏差の増加を防ぎ、更にサーボ系応答可能な周波
数成分については一定レベル以上の周波数成分のうち、
低周波成分から順に学習制御を行っていく。従って、第
1遮断周波数が一定であるのに比べ、第2遮断周波数は
学習制御の度に変化する。また、理論上では毎回の学習
制御によって低周波成分から順に該周波数を原因とする
位置偏差が低減されるが、実際に低減が不十分である場
合にはもう一度同様の遮断周波数によってフィルタ処理
を行い、再度所望の周波数成分について学習制御を行う
方式をとっているため、該周波数成分については確実に
学習を行うことができる。
The position deviation data generated by the first phase delay processing unit 113 is sent to the second filter processing unit 114 and at the same time sent to the frequency analysis unit 116. In the frequency analysis unit 116, a Fourier transform is performed on the data string by a known technique to analyze each frequency component. On the other hand, in the parameter table unit 118, the threshold value TL for the frequency component analyzed by the frequency analysis unit 116, the threshold value TL2 serving as the positional deviation reduction determination reference, and the cutoff frequency shift amount fd are set as parameters. 2 to the cutoff frequency determining unit 117. FIG. 3 is a flowchart showing a series of processes in the second cutoff frequency determination unit 117.
Shown in. The second cutoff frequency determination unit 117 first reads from the second cutoff frequency storage unit 119 the second cutoff frequency fc2 ′ determined in the previous learning control. Then, the gain data at the second cutoff frequency fc2 ′ of the previous time is detected from the data subjected to the frequency analysis this time. When the gain data is TL2 or more, the previous second cutoff frequency fc
The second cutoff frequency fc2 of this time is determined assuming that 2 ′ is used as it is also this time. TL2 is another threshold value for determining the reduction of the position deviation due to the desired frequency component by the previous learning control, and is set to a value of about 30 to 50% with respect to TL. If it is confirmed by the determination that the gain is reduced in the desired frequency component, the second
In the cutoff frequency determining unit 117, for the frequency component data transmitted from the frequency analyzing unit 116, for the lowest frequency component among the frequency components having the gain exceeding the threshold TL transmitted from the parameter table unit 118, By adding the cutoff frequency shift amount fd to the second cutoff frequency f
Determine as c2. The cutoff frequency shift amount fd is an amount added to the frequency in order to surely cut a desired frequency component, and is an amount of about 0.5 to 5 Hz.
Further, the TL, TL2, and fd can be set as parameters. The second cutoff frequency fc2 determined by the second cutoff frequency determination unit 117 is sent to the second filter processing unit 114, the second phase delay processing unit, and the second cutoff frequency storage unit 119. The second cutoff frequency storage unit 119 stores only the cutoff frequency of the previous time, and the data is updated every learning control. The second filter processing unit 114 performs the second filter processing, and sends the filtered positional deviation data to the second phase delay processing unit 115.
The second phase delay processing unit 115 calculates a phase delay based on the second cutoff frequency fc2 determined by the second cutoff frequency determination unit 117 by the same method as described above, shifts the data, and performs the shape deviation processing. It is sent to the position command value generation unit 2 as subsequent data SPε '. The above is the description of the series of processes in the shape deviation processing unit 11. In the present invention, frequency components that the servo system cannot respond are cut in each learning control to prevent an increase in position deviation due to difficulty in tracking the servo system. Further, for frequency components that can respond to the servo system, frequency components above a certain level. Out of
Learning control is performed in order from the low frequency component. Therefore, while the first cutoff frequency is constant, the second cutoff frequency changes every learning control. Also, theoretically, each time learning control reduces the position deviation due to the frequency in order from the low frequency component, but if the reduction is actually insufficient, perform filtering again with the same cutoff frequency. Since the learning control is performed again for the desired frequency component, the frequency component can be surely learned.

【0014】なお、本実施例においては第1遮断周波数
及び第2遮断周波数の決定をそれぞれ自動的に決定する
方式をとっているが、各遮断周波数の決定方法はこの限
りではない。また、第2遮断周波数決定の際に第1フィ
ルタ処理後のデータに周波数分析を行う方法をとってい
るが、該方法はこの限りでなく多くの変形例が考え得る
ものである。さらに、それぞれフィルタをローパスフィ
ルタ、遮断周波数及び位相遅れについての計算方法を前
記のとおりに、また周波数分析方法をフーリエ変換とし
ているが、該方法はこの限りでなく多くの他手法が考え
られる。また、サーボ系伝達関数及びパラメータテーブ
ルの設定方法も多くの変形例が考え得るものである。
In this embodiment, the first cutoff frequency and the second cutoff frequency are automatically determined, but the method of determining each cutoff frequency is not limited to this. In addition, although a method of performing frequency analysis on the data after the first filter processing is used when determining the second cutoff frequency, the method is not limited to this, and many variations can be considered. Furthermore, although the filters are low-pass filters, the calculation method for the cutoff frequency and the phase delay is as described above, and the frequency analysis method is the Fourier transform, the method is not limited to this and many other methods are possible. Many modification examples of the method of setting the servo system transfer function and the parameter table are possible.

【0015】[0015]

【発明の効果】 以上のように本発明の学習制御装置に
よれば、サーボ系の周波数帯域のうち所望の周波数成分
についての学習を行うことができるため、高周波成分を
含んだ偏差を発生するサーボ系においても学習制御によ
って偏差の低減が実現でき、加工精度向上が達成できる
という効果がある。
As described above, according to the learning control device of the present invention, since it is possible to perform learning on a desired frequency component in the frequency band of the servo system, a servo that generates a deviation including a high frequency component. Even in the system, there is an effect that the deviation can be reduced by the learning control and the machining accuracy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明における学習制御の処理の一例を示す
ブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of learning control processing according to the present invention.

【図2】 図1の主要部である形状偏差処理部11の詳
細例を示すブロック構成図である。
FIG. 2 is a block configuration diagram showing a detailed example of a shape deviation processing unit 11 which is a main part of FIG.

【図3】 第2遮断周波数決定部117の動作を説明す
るフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of a second cutoff frequency determination unit 117.

【図4】 従来の学習制御の処理の一例を示すブロック
構成図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of conventional learning control processing.

【図5】 位置偏差の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of position deviation.

【図6】 学習制御による位置指令値補正前の位置指令
値の加速度成分の一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of an acceleration component of a position command value before position command value correction by learning control.

【図7】 学習制御による位置指令値補正後の位置指令
値の加速度成分の一例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of an acceleration component of a position command value after correction of the position command value by learning control.

【図8】 図5の位置偏差を周波数分析した結果の一例
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a result of frequency analysis of the positional deviation shown in FIG.

【図9】 図5の位置偏差に対してfbHZのローパス
フィルタをかけた位置偏差の一例を示す図である。
9 is a diagram showing an example of position deviation obtained by applying an fbHZ low-pass filter to the position deviation shown in FIG.

【図10】 図5の位置偏差に対して(fb/4)HZ
のローパスフィルタをかけた位置偏差の一例を示す図で
ある。
FIG. 10 is (fb / 4) HZ for the position deviation of FIG.
FIG. 6 is a diagram showing an example of position deviation that has been subjected to the low-pass filter of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 形状指令値発生部 2 位置指令値発生部 3 加え合わせ点 4 サーボ制御部 5 増幅器 6 機械系駆動部 7 機械位置検出部 8 時間遅れ補正部 9 加え合わせ点 10 終了判定部 11 形状偏差処理部 111 第1フィルタ処理部 112 第1遮断周波数決定部 113 第1位相遅れ処理部 114 第2フィルタ処理部 115 第2位相遅れ処理部 116 周波数分析部 117 第2遮断周波数決定部 118 パラメータテーブル部 119 第2遮断周波数記憶部 1 Shape command value generation unit 2 Position command value generation unit 3 Addition point 4 Servo control unit 5 Amplifier 6 Mechanical system drive unit 7 Machine position detection unit 8 Time delay correction unit 9 Addition point 10 End determination unit 11 Shape deviation processing unit 111 1st filter processing part 112 1st cutoff frequency determination part 113 1st phase delay processing part 114 2nd filter processing part 115 2nd phase delay processing part 116 Frequency analysis part 117 2nd cutoff frequency determination part 118 Parameter table part 119th 2 Cutoff frequency storage

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05D 3/12 305 V Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location G05D 3/12 305 V

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御指令値と実際の現在値との偏差を学
習し、この学習結果に基づき制御指令値の補正を行う学
習型数値制御装置において、当該学習型制御装置により
制御されるサーボ系が追従可能な最高周波数より高周波
の周波数成分をカットする第1フィルタ処理手段と、前
記サーボ系が追従可能な周波数帯域において所定の遮断
周波数によりフィルタ処理を行う第2フィルタ処理手段
とを有し、前記第1および第2のフィルタ処理手段によ
り前記偏差を処理し、この処理された偏差に基づき学習
を行うことを特徴とする学習型数値制御装置。
1. A learning-type numerical controller for learning a deviation between a control command value and an actual present value and correcting the control command value based on the learning result. The servo system controlled by the learning-type controller. Has a first filter processing means for cutting frequency components higher than the highest frequency that can be followed, and a second filter processing means for performing a filtering process with a predetermined cutoff frequency in a frequency band which the servo system can follow. A learning-type numerical control device, wherein the deviation is processed by the first and second filter processing means, and learning is performed based on the processed deviation.
【請求項2】 請求項1記載の学習型数値制御装置にお
いて、前記偏差の周波数分析を行う周波数分析手段と、
前記周波数分析手段の分析に基づき前記偏差の所定利得
以上の周波数成分を抽出し、このうち最低の周波数を選
定する最低周波数選定手段と、前記最低周波数選定手段
により選定された周波数に基づき前記第2フィルタ処理
手段の遮断周波数を決定する遮断周波数決定手段を有す
ることを特徴とする学習型数値制御装置。
2. The learning type numerical control device according to claim 1, further comprising: a frequency analysis means for performing a frequency analysis of the deviation.
Based on the analysis of the frequency analyzing means, a frequency component having a predetermined gain or more of the deviation is extracted, and the lowest frequency selecting means for selecting the lowest frequency among them, and the second frequency selecting means based on the frequency selected by the lowest frequency selecting means. A learning-type numerical control device comprising cutoff frequency determining means for determining a cutoff frequency of a filter processing means.
JP06056877A 1994-03-28 1994-03-28 Learning type numerical controller Expired - Fee Related JP3091625B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06056877A JP3091625B2 (en) 1994-03-28 1994-03-28 Learning type numerical controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06056877A JP3091625B2 (en) 1994-03-28 1994-03-28 Learning type numerical controller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07271421A true JPH07271421A (en) 1995-10-20
JP3091625B2 JP3091625B2 (en) 2000-09-25

Family

ID=13039656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06056877A Expired - Fee Related JP3091625B2 (en) 1994-03-28 1994-03-28 Learning type numerical controller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3091625B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104375460A (en) * 2014-11-17 2015-02-25 北京工业大学 Method for analyzing machining precision reliability sensitivity of numerically-controlled machine tool
CN110640766A (en) * 2018-06-26 2020-01-03 发那科株式会社 Robot system for learning control

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104375460A (en) * 2014-11-17 2015-02-25 北京工业大学 Method for analyzing machining precision reliability sensitivity of numerically-controlled machine tool
CN104375460B (en) * 2014-11-17 2017-09-22 北京工业大学 A kind of Digit Control Machine Tool machining accuracy reliability sensitivity analysis method
CN110640766A (en) * 2018-06-26 2020-01-03 发那科株式会社 Robot system for learning control
DE102019004367B4 (en) 2018-06-26 2023-03-30 Fanuc Corporation ROBOT SYSTEM SET UP TO PERFORM A LEARNING CONTROL
CN110640766B (en) * 2018-06-26 2024-05-14 发那科株式会社 Robot system for learning control

Also Published As

Publication number Publication date
JP3091625B2 (en) 2000-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3545006B2 (en) Two-degree-of-freedom controller and servo controller for electric motor
US4602326A (en) Pattern-recognizing self-tuning controller
US6157156A (en) Motor controller
EP0384437B1 (en) Method and system for changing control parameters in accordance with state of process in process control
EP0207997A1 (en) System for correcting error in the path of a robot
EP1439440A2 (en) Servo motor drive control device
JP3478946B2 (en) Servo adjustment method and device
JP3169838B2 (en) Servo motor control method
US4707780A (en) Method and apparatus for reducing track errors in computer controlled machine tools or industrial robots
US5063335A (en) Two-input control with independent proportional and integral gains for velocity error and velocity feedforward including velocity command limiting
EP1288745B1 (en) Feed system controlling method and apparatus for machine tool
EP0396749A1 (en) System for controlling servo motor
US5418344A (en) Method and apparatus for wire-cutting electrical discharge machining of a corner
JPH07271421A (en) Learning type numerical controller
US4701686A (en) Line tracking control method
CN111546329B (en) Multi-joint robot servo gain consistency control method
JP4072350B2 (en) Motor control device
EP0436733A1 (en) Involute interpolation error correction system
JPH07210225A (en) Numerical controller
JPH08116688A (en) Detecting method for oscillation of servomotor and adjusting method for speed gain of servomotor
JP2001154719A (en) Method for interpolating free curve
JP2915220B2 (en) Process control equipment
JP3031499B2 (en) Learning control method
GB2173019A (en) Pattern-recognizing self-tuning controller
JPH0577138A (en) Tool path determining device for nc surface finishing machine

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090721

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 10

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100721

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 10

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100721

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110721

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120721

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120721

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 13

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130721

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees