JPH075926A - サーボ制御方式 - Google Patents
サーボ制御方式Info
- Publication number
- JPH075926A JPH075926A JP25318391A JP25318391A JPH075926A JP H075926 A JPH075926 A JP H075926A JP 25318391 A JP25318391 A JP 25318391A JP 25318391 A JP25318391 A JP 25318391A JP H075926 A JPH075926 A JP H075926A
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- torque
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、工作機械の送り軸を駆動するサー
ボ制御方式において、真円突起を生じない制御方式を提
供することを目的とする。 【構成】 バックラッシュから生ずる位置決め誤差を除
去したのち、切削方向反転時期を予測し、切削方向反転
時に前記積分器の積分時定数を小さくするとともに、ト
ルク指令が所定の値に達した後に前記積分時定数をもと
にもどすようにすることを特徴とするサーボ制御方式。
ボ制御方式において、真円突起を生じない制御方式を提
供することを目的とする。 【構成】 バックラッシュから生ずる位置決め誤差を除
去したのち、切削方向反転時期を予測し、切削方向反転
時に前記積分器の積分時定数を小さくするとともに、ト
ルク指令が所定の値に達した後に前記積分時定数をもと
にもどすようにすることを特徴とするサーボ制御方式。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械においてテー
ブルを駆動するサーボモータの制御方式に関し、特に、
いわゆる真円突起（象限突起ともいう）が生じないよう
な制御方式に関するものである。
ブルを駆動するサーボモータの制御方式に関し、特に、
いわゆる真円突起（象限突起ともいう）が生じないよう
な制御方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、工作機械においてテーブルをボー
ルネジを介して駆動するサーボモータの制御方式は、図
２に示すものが知られている。図２は、Ｉ−Ｐ制御方式
の一例で、ＮＣ装置８が発する位置指令９に追従してサ
ーボモータ１を介してテーブル２が駆動され、そのサー
ボモータ２の回転軸に直結されたパルスジェネレータＰ
Ｇからのフィードバックパルス３をパルスカウンタ４で
カウントし、その値５と前記位置指令９との偏差が０と
なるような位置ループが組まれていることを示してい
る。さらに、前記フィードバックパルス３はＦ／Ｖ変換
器６で速度７に変換され、速度ループゲイン１３の前段
に負帰還するとともに、位置ループゲインＫｐ１０の後
段へも負帰還され、速度ループが組まれている。１１は
積分器１２の積分時定数Ｔｉの逆数（積分ゲインとい
う）である。速度ループゲイン１３の出力はトルク指令
値１４となる。電流アンプ１５はトルク指令値１４に応
じた電流１６をサーボモータ１に出力する。以上の例
は、Ｉ−Ｐ制御方式の例であるが、ＰＩ制御方式で行う
例もある。
ルネジを介して駆動するサーボモータの制御方式は、図
２に示すものが知られている。図２は、Ｉ−Ｐ制御方式
の一例で、ＮＣ装置８が発する位置指令９に追従してサ
ーボモータ１を介してテーブル２が駆動され、そのサー
ボモータ２の回転軸に直結されたパルスジェネレータＰ
Ｇからのフィードバックパルス３をパルスカウンタ４で
カウントし、その値５と前記位置指令９との偏差が０と
なるような位置ループが組まれていることを示してい
る。さらに、前記フィードバックパルス３はＦ／Ｖ変換
器６で速度７に変換され、速度ループゲイン１３の前段
に負帰還するとともに、位置ループゲインＫｐ１０の後
段へも負帰還され、速度ループが組まれている。１１は
積分器１２の積分時定数Ｔｉの逆数（積分ゲインとい
う）である。速度ループゲイン１３の出力はトルク指令
値１４となる。電流アンプ１５はトルク指令値１４に応
じた電流１６をサーボモータ１に出力する。以上の例
は、Ｉ−Ｐ制御方式の例であるが、ＰＩ制御方式で行う
例もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の制御
方式は、クーロン摩擦や静止摩擦等の非線形摩擦による
サーボ系の応答遅れを考慮していないため、図４に示す
ように、円弧切削時に突起（真円突起または象限突起と
呼ばれる）が生じ、工作精度の悪化をまねいている。そ
こで、この突起を生じさせない提案として、特開昭６２
−１９４５０９号公報では負荷に応じて、位置ループゲ
イン、速度ループゲイン、または補償制御部のゲインを
粗切削と仕上げ切削に応じてゲイン可変とする技術が開
示されているが、これだけでは不十分である。また、特
開平３−１１０６０３号公報には、バックラッシュの影
響と、摩擦の影響をいっしょにして、バックラッシュ加
速量加算期間中は、速度ループゲインＫｖを上昇させる
技術が開示されているが、性質のことなる非線形要素を
同時に補償しようとするため無理がある。また、本出願
人は、特開昭６３−２５０７１５号公報で、象限切替点
に補償関数値を加算する方式を提案しているが、これも
充分な効果を上げえていなかった。したがって、本発明
は真円突起を大幅に減少させる制御方式を提供すること
を目的とする。
方式は、クーロン摩擦や静止摩擦等の非線形摩擦による
サーボ系の応答遅れを考慮していないため、図４に示す
ように、円弧切削時に突起（真円突起または象限突起と
呼ばれる）が生じ、工作精度の悪化をまねいている。そ
こで、この突起を生じさせない提案として、特開昭６２
−１９４５０９号公報では負荷に応じて、位置ループゲ
イン、速度ループゲイン、または補償制御部のゲインを
粗切削と仕上げ切削に応じてゲイン可変とする技術が開
示されているが、これだけでは不十分である。また、特
開平３−１１０６０３号公報には、バックラッシュの影
響と、摩擦の影響をいっしょにして、バックラッシュ加
速量加算期間中は、速度ループゲインＫｖを上昇させる
技術が開示されているが、性質のことなる非線形要素を
同時に補償しようとするため無理がある。また、本出願
人は、特開昭６３−２５０７１５号公報で、象限切替点
に補償関数値を加算する方式を提案しているが、これも
充分な効果を上げえていなかった。したがって、本発明
は真円突起を大幅に減少させる制御方式を提供すること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、バックラッシ
ュについては公知の他の調整手段でその影響を除去して
クーロン摩擦と静止摩擦の影響だけにした上で、象限切
り替わり時、すなわち、切削方向反転時期を予測し、切
削方向反転時に積分時定数を小さくする（すなわち、積
分ゲインを大きくする）とともに、トルク指令が所定の
値に達した後に前記積分時定数（積分ゲイン）をもとに
もどすようにすることを特徴とする。
ュについては公知の他の調整手段でその影響を除去して
クーロン摩擦と静止摩擦の影響だけにした上で、象限切
り替わり時、すなわち、切削方向反転時期を予測し、切
削方向反転時に積分時定数を小さくする（すなわち、積
分ゲインを大きくする）とともに、トルク指令が所定の
値に達した後に前記積分時定数（積分ゲイン）をもとに
もどすようにすることを特徴とする。
【０００４】
【作用】上記手段により、切削方向反転時直前に積分器
に蓄えられた値を速やかにゼロにすることにより、静止
摩擦をキャンセルするだけのトルクを速やかに発生し、
速度ゼロの時間を短縮するものである。これは、本発明
者が実験などから、従来方式の不具合原因を究明したと
ころ、 図３に示すように、切削方向反転時に、クーロン摩擦
等の影響により（ａ）に示すように、速度ゼロの時点で
積分器にたくわえられた値により、トルクはゼロになら
ず、（ｂ）に示すようにトルクがゼロになるまで時間が
かかる。 （Ｃ）に示すように、トルクが静止摩擦等の影響をキ
ャンセルするまで速度を発生できないので、速度の立ち
上がりが遅れてしまう。 という知見を得たことに基づくものである。
に蓄えられた値を速やかにゼロにすることにより、静止
摩擦をキャンセルするだけのトルクを速やかに発生し、
速度ゼロの時間を短縮するものである。これは、本発明
者が実験などから、従来方式の不具合原因を究明したと
ころ、 図３に示すように、切削方向反転時に、クーロン摩擦
等の影響により（ａ）に示すように、速度ゼロの時点で
積分器にたくわえられた値により、トルクはゼロになら
ず、（ｂ）に示すようにトルクがゼロになるまで時間が
かかる。 （Ｃ）に示すように、トルクが静止摩擦等の影響をキ
ャンセルするまで速度を発生できないので、速度の立ち
上がりが遅れてしまう。 という知見を得たことに基づくものである。
【０００５】
【実施例】以下に、本発明の制御方式を述べる。本発明
は先に述べた従来の制御方式を基本的に変更することな
く、補償器として付加することができる。図１は、図２
に示した従来方式に補償器１８と、従来より大きな積分
ゲイン１７を付加したもので、図５に補償器１８におけ
るフローチャートを示して説明する。 （ＳＴＥＰ１）補償器１８はＮＣ装置８より出力される
位置指令９を監視し、位置出力の遅れを考慮して、象限
の切り替わり時期を予測する。なお、位置指令に他のデ
ータを加味して象限の切り替わり時期を予測してもよ
い。例えば、本出願人は特開平１−１７６９４５号公報
で象限の切り替わり時期を推定する方法を提案してい
る。 （ＳＴＥＰ２）補償器１８は予測された切削方向反転時
期に来たら積分ゲイン１１を積分ゲイン１７に切り替え
る。 （ＳＴＥＰ３）補償器１８は図２（ｃ）に示した静止摩
擦から予め設定された値と現在出力しているトルク指令
１４を比較する。 （ＳＴＥＰ４）補償器１８は前記比較が一致したら積分
ゲイン１７をもとの積分ゲイン１１に戻す。 以上により、トルク及び速度波形は図６に示すようにな
り、（ｄ）に示すように切削方向反転時におけるトルク
の反転が速やかに行われ、かつ（ｅ）に示すように素早
く静止摩擦をキャンセルするトルクが発生し、（ｆ）に
示すように速度の反転が速やかに行われる。本発明の他
の実施例を図７に示す。この例はＰＩ型制御方式の一例
であるが、この場合でも本発明の効果は充分現れる。
は先に述べた従来の制御方式を基本的に変更することな
く、補償器として付加することができる。図１は、図２
に示した従来方式に補償器１８と、従来より大きな積分
ゲイン１７を付加したもので、図５に補償器１８におけ
るフローチャートを示して説明する。 （ＳＴＥＰ１）補償器１８はＮＣ装置８より出力される
位置指令９を監視し、位置出力の遅れを考慮して、象限
の切り替わり時期を予測する。なお、位置指令に他のデ
ータを加味して象限の切り替わり時期を予測してもよ
い。例えば、本出願人は特開平１−１７６９４５号公報
で象限の切り替わり時期を推定する方法を提案してい
る。 （ＳＴＥＰ２）補償器１８は予測された切削方向反転時
期に来たら積分ゲイン１１を積分ゲイン１７に切り替え
る。 （ＳＴＥＰ３）補償器１８は図２（ｃ）に示した静止摩
擦から予め設定された値と現在出力しているトルク指令
１４を比較する。 （ＳＴＥＰ４）補償器１８は前記比較が一致したら積分
ゲイン１７をもとの積分ゲイン１１に戻す。 以上により、トルク及び速度波形は図６に示すようにな
り、（ｄ）に示すように切削方向反転時におけるトルク
の反転が速やかに行われ、かつ（ｅ）に示すように素早
く静止摩擦をキャンセルするトルクが発生し、（ｆ）に
示すように速度の反転が速やかに行われる。本発明の他
の実施例を図７に示す。この例はＰＩ型制御方式の一例
であるが、この場合でも本発明の効果は充分現れる。
【０００９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、切
削方向反転時における指令値に対する実軌道の遅れを減
少させることができ、円弧切削時等に発生する切削面の
突起を大幅に減少させることができるという大きな効果
がある。
削方向反転時における指令値に対する実軌道の遅れを減
少させることができ、円弧切削時等に発生する切削面の
突起を大幅に減少させることができるという大きな効果
がある。
【図１】 本発明のブロック図
【図２】 従来の制御方式のブロック図
【図３】 従来の制御方法によるトルク・速度波形
【図４】 従来の制御方法による円切削軌跡
【図５】 本発明の動作フローチャート
【図６】 本発明を用いた場合のトルク・速度波形
【図７】 本発明の他の実施例
１０は位置ループゲイン、１１は積分ゲイン、１２は積
分器、１３は速度ループゲイン、１７は突起補償時の積
分ゲイン、１８は補償器である。
分器、１３は速度ループゲイン、１７は突起補償時の積
分ゲイン、１８は補償器である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｇ０５Ｂ 19/404 (72)発明者 大場 秀典 埼玉県入間市大字上藤沢字下原480番地 株式会社安川電機製作所東京工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 位置ループゲインと速度ループゲインを
備え、工作機械の送り軸を駆動するサーボ制御方式にお
いて、バックラッシュから生ずる位置決め誤差を除去し
たのち、少なくとも位置指令から応答遅れを考慮して切
削方向反転時期を予測し、切削方向反転時に前記積分器
の積分時定数を小さくするとともに、トルク指令が所定
の値に達した後に前記積分時定数をもとにもどすように
することを特徴とするサーボ制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25318391A JP3246559B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | サーボ制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25318391A JP3246559B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | サーボ制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075926A true JPH075926A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3246559B2 JP3246559B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=17247702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25318391A Expired - Fee Related JP3246559B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | サーボ制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3246559B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100394686B1 (ko) * | 2001-11-07 | 2003-08-14 | 현대자동차주식회사 | 수치제어 공작기계의 4상한 윤곽오차 보정방법 |
| JP2011165163A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-08-25 | Yaskawa Electric Corp | 同期制御装置 |
| CN103529857A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-22 | 浙江工业大学 | 基于风速传感器的光伏面板自动收放装置 |
| JP2014042380A (ja) * | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Sanyo Denki Co Ltd | モータ制御装置 |
| CN109933005A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 欧姆龙株式会社 | 伺服马达的负荷状态诊断装置以及负荷状态诊断方法 |
-
1991
- 1991-09-03 JP JP25318391A patent/JP3246559B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100394686B1 (ko) * | 2001-11-07 | 2003-08-14 | 현대자동차주식회사 | 수치제어 공작기계의 4상한 윤곽오차 보정방법 |
| JP2011165163A (ja) * | 2010-01-12 | 2011-08-25 | Yaskawa Electric Corp | 同期制御装置 |
| JP2014042380A (ja) * | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Sanyo Denki Co Ltd | モータ制御装置 |
| CN103529857A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-22 | 浙江工业大学 | 基于风速传感器的光伏面板自动收放装置 |
| CN109933005A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 欧姆龙株式会社 | 伺服马达的负荷状态诊断装置以及负荷状态诊断方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3246559B2 (ja) | 2002-01-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 6 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071102 |
|
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