JPH0772843B2 - 多軸サ−ボ機構の円弧軌跡制御装置 - Google Patents
多軸サ−ボ機構の円弧軌跡制御装置Info
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- JPH0772843B2 JPH0772843B2 JP3926487A JP3926487A JPH0772843B2 JP H0772843 B2 JPH0772843 B2 JP H0772843B2 JP 3926487 A JP3926487 A JP 3926487A JP 3926487 A JP3926487 A JP 3926487A JP H0772843 B2 JPH0772843 B2 JP H0772843B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えばNC工作機械，レーザ加工機などの多
軸サーボ機構の円弧軌跡制御装置、特に軌跡制度の向上
化に関するものである。
軸サーボ機構の円弧軌跡制御装置、特に軌跡制度の向上
化に関するものである。
［従来の技術］ NC工作機械,NCレーザ加工機など多軸サーボ機構におい
て、良好な加工制度を得るためには各々の送り駆動軸の
軌跡制御における軌跡誤差を極力小さくすることが必要
とされる。
て、良好な加工制度を得るためには各々の送り駆動軸の
軌跡制御における軌跡誤差を極力小さくすることが必要
とされる。
第６図は従来のＸ軸,Y軸２軸サーボ機構の制御装置を示
すブロック図であり、図において1X,1Yは各々Ｘ軸,Y軸
の位置制御装置、2X,2Yは各々Ｘ軸駆動モータ3XとＹ軸
駆動モータ3Yを駆動・制御する速度制御増幅器、4X,4Y
は各々テーブル５をＸ軸方向とＹ軸方向に移動する送り
ねじである。
すブロック図であり、図において1X,1Yは各々Ｘ軸,Y軸
の位置制御装置、2X,2Yは各々Ｘ軸駆動モータ3XとＹ軸
駆動モータ3Yを駆動・制御する速度制御増幅器、4X,4Y
は各々テーブル５をＸ軸方向とＹ軸方向に移動する送り
ねじである。
6X,6Yは各々Ｘ軸駆動モータ3XとＹ軸駆動モータ3Yの回
転速度を検出するタコジエネレータ、7X,7Yは各々テー
ブル５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を検出するパルス
ジエネレータ、8,9は加算器である。
転速度を検出するタコジエネレータ、7X,7Yは各々テー
ブル５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を検出するパルス
ジエネレータ、8,9は加算器である。
上記のように構成した２軸サーボ機構においては、NC装
置10からＸ軸の位置指令xrとＹ軸の位置指令yrとを加算
器８を介して位置制御装置1X,1Yに送り、位置制御装置1
X,1Yでは各位置指令xr,yrに基いてＸ軸の速度指令ｒ
とＹ軸の速度指令ｒを算出し、加算器９を介して速度
制御増幅器2X,2Yに送る。速度制御増幅器2X,2Yは所定の
速度指令r,ｒに基いてＸ軸駆動モータ3XとＹ軸駆動
モータ3Yを各々駆動しテーブル５の位置を制御する。こ
の際タコジエネレータ6X,6YでＸ軸駆動モータ3XとＹ軸
駆動モータ3Yの回転速度を検出し、パルスジエネレータ
7X,7Yでテーブル５のＸ軸方向とＹ軸方向の応答位置x,y
を検出してフィードバックしている。
置10からＸ軸の位置指令xrとＹ軸の位置指令yrとを加算
器８を介して位置制御装置1X,1Yに送り、位置制御装置1
X,1Yでは各位置指令xr,yrに基いてＸ軸の速度指令ｒ
とＹ軸の速度指令ｒを算出し、加算器９を介して速度
制御増幅器2X,2Yに送る。速度制御増幅器2X,2Yは所定の
速度指令r,ｒに基いてＸ軸駆動モータ3XとＹ軸駆動
モータ3Yを各々駆動しテーブル５の位置を制御する。こ
の際タコジエネレータ6X,6YでＸ軸駆動モータ3XとＹ軸
駆動モータ3Yの回転速度を検出し、パルスジエネレータ
7X,7Yでテーブル５のＸ軸方向とＹ軸方向の応答位置x,y
を検出してフィードバックしている。
［発明が解決しようとする問題点］ 上記のように構成した多軸ターボ機構における制御は、
各軸ごとに時間をパラメータとして独立に制御を行なっ
ているため、円弧軌跡の高速送り駆動などの場合には各
駆動軸のサーボ特性が同一であっても、応答の時間遅れ
により第７図に示すように点Ａを円弧中心とした指令円
弧軌跡11に対して実際の応答軌跡12は小さくなり誤差13
が生じ、良好な加工精度が得られないという問題点があ
った。
各軸ごとに時間をパラメータとして独立に制御を行なっ
ているため、円弧軌跡の高速送り駆動などの場合には各
駆動軸のサーボ特性が同一であっても、応答の時間遅れ
により第７図に示すように点Ａを円弧中心とした指令円
弧軌跡11に対して実際の応答軌跡12は小さくなり誤差13
が生じ、良好な加工精度が得られないという問題点があ
った。
かかる問題点を解決するために、特開昭60−231207公報
に多軸サーボ系の指令発生方式が開示されている。上記
公報に開示されている方式は、２軸以上の多軸サーボ機
構において主たる軸の位置指令と速度指令は時間をパラ
メータとして発生し、従たる軸の位置指令と速度指令は
主たる軸の状態をパラメータとして発生するようにして
いる。
に多軸サーボ系の指令発生方式が開示されている。上記
公報に開示されている方式は、２軸以上の多軸サーボ機
構において主たる軸の位置指令と速度指令は時間をパラ
メータとして発生し、従たる軸の位置指令と速度指令は
主たる軸の状態をパラメータとして発生するようにして
いる。
しかし、この多軸サーボ機構の指令発生方式において
は、従たる軸の位置，速度を主たる軸の位置の関数値と
して求めて記憶しておくため、制御装置に膨大な記憶容
量を必要とする問題点がある。
は、従たる軸の位置，速度を主たる軸の位置の関数値と
して求めて記憶しておくため、制御装置に膨大な記憶容
量を必要とする問題点がある。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
であり、簡単な構成で軌跡精度の向上を図ることができ
る多軸サーボ機構の円弧軌跡制御装置を提案することを
目的とするものである。
であり、簡単な構成で軌跡精度の向上を図ることができ
る多軸サーボ機構の円弧軌跡制御装置を提案することを
目的とするものである。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る多軸サーボ機構の円弧軌跡制御装置は、
直交する多軸送り機構を各々独立に位置制御し、各軸の
目標位置が時間の関数として与えられることにより工具
又は作業台を円弧状に移動させる多軸サーボ機構の円弧
軌跡制御装置において、被制御対象物の各軸についての
現在位置を検出する位置検出手段と、各軸の目標位置と
現在位置とから各軸の位置偏差を検出する手段と、その
位置偏差に基いて各軸の第１の速度指令値を求める位置
制御手段と、各軸の目標位置及び各軸の現在位置を入力
し、円弧軌跡の中心に対する現在位置の角度θを検出す
るとともに、指令位置と現在位置との中心角偏差Δθを
求める輪郭偏差検出手段と、現在位置の角度θに基いて
指令軌跡の半径r0に対する各軸の軸成分を求め、それと
中心角偏差Δθの２乗とを乗じた補正量を求めて出力す
る比例制御手段と、第１の速度指令値と補正量とを加算
して各軸の第２の速度指令値を求める加算手段と、第２
の速度指令値に基いて該当する軸のモータを駆動して被
制御対象物の位置を制御する速度制御手段とを有するも
のであり、現在位置の角度θに基いて求められた各軸の
軸成分に中心角偏差Δθの２乗を乗じた補正量を求め
て、それを上記の第１の速度指令値に加算して各軸の第
２の速度指令値を求め、それにより各軸の速度を制御す
るようにした点に特徴がある。
直交する多軸送り機構を各々独立に位置制御し、各軸の
目標位置が時間の関数として与えられることにより工具
又は作業台を円弧状に移動させる多軸サーボ機構の円弧
軌跡制御装置において、被制御対象物の各軸についての
現在位置を検出する位置検出手段と、各軸の目標位置と
現在位置とから各軸の位置偏差を検出する手段と、その
位置偏差に基いて各軸の第１の速度指令値を求める位置
制御手段と、各軸の目標位置及び各軸の現在位置を入力
し、円弧軌跡の中心に対する現在位置の角度θを検出す
るとともに、指令位置と現在位置との中心角偏差Δθを
求める輪郭偏差検出手段と、現在位置の角度θに基いて
指令軌跡の半径r0に対する各軸の軸成分を求め、それと
中心角偏差Δθの２乗とを乗じた補正量を求めて出力す
る比例制御手段と、第１の速度指令値と補正量とを加算
して各軸の第２の速度指令値を求める加算手段と、第２
の速度指令値に基いて該当する軸のモータを駆動して被
制御対象物の位置を制御する速度制御手段とを有するも
のであり、現在位置の角度θに基いて求められた各軸の
軸成分に中心角偏差Δθの２乗を乗じた補正量を求め
て、それを上記の第１の速度指令値に加算して各軸の第
２の速度指令値を求め、それにより各軸の速度を制御す
るようにした点に特徴がある。
［作用］ この発明においては、指令位置と応答位置の中心角偏差
の二乗を用いて円弧軌跡の速度指令を修正することによ
り、外乱の影響を取消して円弧軌跡の軌跡誤差を減少さ
せる。
の二乗を用いて円弧軌跡の速度指令を修正することによ
り、外乱の影響を取消して円弧軌跡の軌跡誤差を減少さ
せる。
［実施例］ まずこの発明の実施例を説明するにあたり、この発明の
多軸サーボ機構の円弧軌跡制御の原理を第１図に示すよ
うにＸ軸とＹ軸とからなる２軸サーボ機構に基いて説明
する。
多軸サーボ機構の円弧軌跡制御の原理を第１図に示すよ
うにＸ軸とＹ軸とからなる２軸サーボ機構に基いて説明
する。
第１図において、11は指令軌跡、12は応答軌跡であり、
指令軌跡11は座標原点０を中心とした半径r0の円弧であ
る。いま、第１図に示すように指令軌跡11の指令位置P0
（xr,yr）の半径方向がＸ軸方向になす角、すなわち中
心角をθ０とし、応答軌跡12上の応答位置Ｐ（x,y）の
半径をr,中心角をθとし、指令位置P0と応答位置Ｐの中
心角偏差θ０−θをΔθとする。
指令軌跡11は座標原点０を中心とした半径r0の円弧であ
る。いま、第１図に示すように指令軌跡11の指令位置P0
（xr,yr）の半径方向がＸ軸方向になす角、すなわち中
心角をθ０とし、応答軌跡12上の応答位置Ｐ（x,y）の
半径をr,中心角をθとし、指令位置P0と応答位置Ｐの中
心角偏差θ０−θをΔθとする。
さて、例えば第６図に示す従来の制御装置に使用してい
る位置制御装置1X,1Yとして一般に用いられるのは比例
制御装置であり、その比例ゲインをKpとすると、この比
例制御装置から出力される応答位置Ｐ（x,y）における
Ｘ軸方向の指令速度ｒとＹ軸方向の指令速度ｒは次
式で表わされる。ｒ ＝KP（xr−ｘ） ……（１）ｒ ＝KP（yr−ｙ） ……（２） 応答位置Ｐ（x,y）における半径方向の指令速度refは
上記直交座標系で表わした指令速度，の極座標系へ
の変換を考慮すれば次式で表わされる。
る位置制御装置1X,1Yとして一般に用いられるのは比例
制御装置であり、その比例ゲインをKpとすると、この比
例制御装置から出力される応答位置Ｐ（x,y）における
Ｘ軸方向の指令速度ｒとＹ軸方向の指令速度ｒは次
式で表わされる。ｒ ＝KP（xr−ｘ） ……（１）ｒ ＝KP（yr−ｙ） ……（２） 応答位置Ｐ（x,y）における半径方向の指令速度refは
上記直交座標系で表わした指令速度，の極座標系へ
の変換を考慮すれば次式で表わされる。
この（３）式に（１）式，（２）式を代入し、極座標系
に変換すると したがって、半径方向の指令速度refは次式で表わさ
れる。
に変換すると したがって、半径方向の指令速度refは次式で表わさ
れる。
この（４）式を考慮して半径方向に関する制御系のブロ
ック線図を考えると第２図に示すものとなる。すなわち
第２図は直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の送り駆動機構を
用いて円弧軌跡制御を行う際に、円弧軌跡の半径がどの
ような挙動をするかを解析したブロック図である。従っ
て、半径方向の１軸送り駆動機構が物理的に存在するわ
けではなく、第２図はそのような機構を表したものでは
ない。
ック線図を考えると第２図に示すものとなる。すなわち
第２図は直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の送り駆動機構を
用いて円弧軌跡制御を行う際に、円弧軌跡の半径がどの
ような挙動をするかを解析したブロック図である。従っ
て、半径方向の１軸送り駆動機構が物理的に存在するわ
けではなく、第２図はそのような機構を表したものでは
ない。
ここで、直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の速度制御の伝達
関数をGx（Ｓ）,Gy（Ｓ）とすると、速度指令値ｒと
Ｘ軸方向位置ｘとの関係、及びｒとＸ軸方向位置ｙと
の関係はそれぞれ第８図のブロック図に示されるように
なる。これはそれぞれ次式に表される。ｒ ｛Gx（Ｓ）/S｝＝ｘ …（4a）ｒ ｛Gy（Ｓ）/S｝＝ｙ …（4b） ｘ＝r cosθ,y＝r sinθであるから次式が成立する。ｒ ｛Gx（Ｓ）/S｝＝r cosθ …（4c）ｒ ｛Gy（Ｓ）/S｝＝r sinθ …（4d） 上記の（4c）式の両辺にcosθを掛けたものと、（4d）
式の両辺にsinθを掛けたものとを左辺及び右辺につい
てそれそれ加算すると次の（4e）式が得られる。r cosθ｛Gx（Ｓ）/S｝＝r cos2θr sinθ｛Gy（Ｓ）/S｝＝r sin2θr cosθ｛Gx（Ｓ）/S｝ ＋ｒ｛sinθGy（Ｓ）/S｝＝ｒ （4e） ところで、この発明の制御対象となっているNC工作機
械、レーザ加工機等の多軸送り駆動機構の速度制御の伝
達関数は、例えばサーボモータを用いた速度制御に見ら
れるように高いバンド幅（数10〜数100Hz程度）をもっ
ている。一方、円弧軌跡制御の位置目標値xr,yrの周波
数帯は、NC工作機械、レーザ加工機等の場合には、数Hz
程度と低いので、この発明においてはＸ軸及び軸Ｙの速
度制御の伝達関数Gx（Ｓ）,Gy（Ｓ）は、ゲインが１、
位相遅れが０゜の定数に近似できる。すなわち、Gx
（Ｓ）≒１、Gy（Ｓ）≒１と近似することができる。従
って、上記の（4e）式は次式のように表される。
関数をGx（Ｓ）,Gy（Ｓ）とすると、速度指令値ｒと
Ｘ軸方向位置ｘとの関係、及びｒとＸ軸方向位置ｙと
の関係はそれぞれ第８図のブロック図に示されるように
なる。これはそれぞれ次式に表される。ｒ ｛Gx（Ｓ）/S｝＝ｘ …（4a）ｒ ｛Gy（Ｓ）/S｝＝ｙ …（4b） ｘ＝r cosθ,y＝r sinθであるから次式が成立する。ｒ ｛Gx（Ｓ）/S｝＝r cosθ …（4c）ｒ ｛Gy（Ｓ）/S｝＝r sinθ …（4d） 上記の（4c）式の両辺にcosθを掛けたものと、（4d）
式の両辺にsinθを掛けたものとを左辺及び右辺につい
てそれそれ加算すると次の（4e）式が得られる。r cosθ｛Gx（Ｓ）/S｝＝r cos2θr sinθ｛Gy（Ｓ）/S｝＝r sin2θr cosθ｛Gx（Ｓ）/S｝ ＋ｒ｛sinθGy（Ｓ）/S｝＝ｒ （4e） ところで、この発明の制御対象となっているNC工作機
械、レーザ加工機等の多軸送り駆動機構の速度制御の伝
達関数は、例えばサーボモータを用いた速度制御に見ら
れるように高いバンド幅（数10〜数100Hz程度）をもっ
ている。一方、円弧軌跡制御の位置目標値xr,yrの周波
数帯は、NC工作機械、レーザ加工機等の場合には、数Hz
程度と低いので、この発明においてはＸ軸及び軸Ｙの速
度制御の伝達関数Gx（Ｓ）,Gy（Ｓ）は、ゲインが１、
位相遅れが０゜の定数に近似できる。すなわち、Gx
（Ｓ）≒１、Gy（Ｓ）≒１と近似することができる。従
って、上記の（4e）式は次式のように表される。
（rcosθ＋rsinθ）/S｝≒ｒ …（4f） ここで、（３）式によりref＝rcosθ＋rsinθで
あるから、結局、次式が成立する。ref /S≒ｒ …（4g） この（4g）式は、半径方向の速度の伝達関数がこの発明
の適用対象においては、ゲインが１で、位相遅れが０゜
の定数に近似できることを示している。従って、第２図
の「半径方向の速度制御系の伝達関数」は「１」として
表され、半径方向に関する制御系は一定値である指令値
r0の系に対して −KPr0（Δθ）2/2 の外乱が加わる形になる。このため応答値ｒは指令値r0
に対して偏差をもつことになり、この偏差が軌跡誤差と
なる。
あるから、結局、次式が成立する。ref /S≒ｒ …（4g） この（4g）式は、半径方向の速度の伝達関数がこの発明
の適用対象においては、ゲインが１で、位相遅れが０゜
の定数に近似できることを示している。従って、第２図
の「半径方向の速度制御系の伝達関数」は「１」として
表され、半径方向に関する制御系は一定値である指令値
r0の系に対して −KPr0（Δθ）2/2 の外乱が加わる形になる。このため応答値ｒは指令値r0
に対して偏差をもつことになり、この偏差が軌跡誤差と
なる。
したがって応答位置Ｐの中心角偏差Δθを（５）式 に基いて検出し、検出した中心角偏差Δθを用いて半径
方向の指令速度refに対して（６）式 のurを加えてやれば外乱を打消すことができ、軌跡誤差
を減少することができる。
方向の指令速度refに対して（６）式 のurを加えてやれば外乱を打消すことができ、軌跡誤差
を減少することができる。
上記（６）式により得られるurを極座標系（r,θ）から
直交座標系（x,y）に変換してやるとＸ軸成分のurとＹ
軸成分のuyが下記（７）式，（８）式で得られる。
直交座標系（x,y）に変換してやるとＸ軸成分のurとＹ
軸成分のuyが下記（７）式，（８）式で得られる。
このux,uyを（１）式，（２）式に示した指令速度，
に各々加えることにより円弧軌跡精度の向上を図るこ
とができる。すなわちＸ軸及びＹ軸の速度指令値 を下記（９）式，（10）式で決定する。
に各々加えることにより円弧軌跡精度の向上を図るこ
とができる。すなわちＸ軸及びＹ軸の速度指令値 を下記（９）式，（10）式で決定する。
（９）式，（10）式において各右辺第２項が円弧中心角
偏差Δθの二乗をフィードバック量として用いた比例制
御を表わす。
偏差Δθの二乗をフィードバック量として用いた比例制
御を表わす。
第３図は上記多軸サーボ機構の円弧軌跡制御の原理に基
づくこの発明の一実施例を示すブロック図であり、第２
図において1X〜10は上記第６図に示した従来例と全く同
じものである。13は上記（５）式に基いて円弧中心角偏
差Δθ，円弧中心角偏差の二乗（Δθ）２及び応答位置
Ｐの中心角θを求める円弧中心角偏差演算器、14X,14Y
は円弧中心角偏差演算器13から出力する円弧中心角偏差
の二乗（Δθ）２と応答位置Ｐの中心角θに基いて上記
（９）式，（10）式の右辺第２項の演算処理を行なう比
例制御装置、15X,15Yは加算器である。
づくこの発明の一実施例を示すブロック図であり、第２
図において1X〜10は上記第６図に示した従来例と全く同
じものである。13は上記（５）式に基いて円弧中心角偏
差Δθ，円弧中心角偏差の二乗（Δθ）２及び応答位置
Ｐの中心角θを求める円弧中心角偏差演算器、14X,14Y
は円弧中心角偏差演算器13から出力する円弧中心角偏差
の二乗（Δθ）２と応答位置Ｐの中心角θに基いて上記
（９）式，（10）式の右辺第２項の演算処理を行なう比
例制御装置、15X,15Yは加算器である。
上記のように構成されたサーボ機構の円弧軌跡制御装置
においては、パルスジェネレータ7X,7Yで各々検出した
駆動中のテーブル５のＸ軸方向位置ｘとＹ軸方向位置ｙ
が円弧中心角偏差演算器13に送られ、この応答位置x,y
とNC装置10から送られるＸ軸の位置指令xr及びＹ軸の位
置指令yrとから応答位置Ｐの中心角θと円弧中心角偏差
Δθを算出し、さらに円弧中心角偏差Δθの二乗（Δ
θ）２が算出される。この円弧中心偏差演算器13で算出
した中心角θと円弧中心角偏差の二乗（Δθ）２がＸ軸
及びＹ軸の比例制御装置14X,14Yに送られ、これらの値
に基いて各比例制御装置14X,14Yで（９）式，（10）式
の右辺第２項の比例演算処理が行なわれ、この演算結果
が各加算器15X,15Yに送られる。加算器15Xでは位置制御
装置1Xで位置指令xrと応答位置ｘに基いて算出したＸ軸
の速度指令ｒと比例制御装置14Xで演算した演算値と
を加算し、加算器15Yは位置制御装置1Yで位置指令yrと
応答位置ｙに基いて算出したＹ軸の速度指令ｒと比例
演算装置14Yで演算した演算値とを加算し、円弧輪郭偏
差のＸ軸成分とＹ軸成分を零にする速度指令値 を算出する。この各速度指令値 を加算器９を介して速度制御増幅器2X,2Yに送り、Ｘ軸
駆動モータ3XとＹ軸駆動モータ3Yを制御してテーブル５
の位置を制御する。
においては、パルスジェネレータ7X,7Yで各々検出した
駆動中のテーブル５のＸ軸方向位置ｘとＹ軸方向位置ｙ
が円弧中心角偏差演算器13に送られ、この応答位置x,y
とNC装置10から送られるＸ軸の位置指令xr及びＹ軸の位
置指令yrとから応答位置Ｐの中心角θと円弧中心角偏差
Δθを算出し、さらに円弧中心角偏差Δθの二乗（Δ
θ）２が算出される。この円弧中心偏差演算器13で算出
した中心角θと円弧中心角偏差の二乗（Δθ）２がＸ軸
及びＹ軸の比例制御装置14X,14Yに送られ、これらの値
に基いて各比例制御装置14X,14Yで（９）式，（10）式
の右辺第２項の比例演算処理が行なわれ、この演算結果
が各加算器15X,15Yに送られる。加算器15Xでは位置制御
装置1Xで位置指令xrと応答位置ｘに基いて算出したＸ軸
の速度指令ｒと比例制御装置14Xで演算した演算値と
を加算し、加算器15Yは位置制御装置1Yで位置指令yrと
応答位置ｙに基いて算出したＹ軸の速度指令ｒと比例
演算装置14Yで演算した演算値とを加算し、円弧輪郭偏
差のＸ軸成分とＹ軸成分を零にする速度指令値 を算出する。この各速度指令値 を加算器９を介して速度制御増幅器2X,2Yに送り、Ｘ軸
駆動モータ3XとＹ軸駆動モータ3Yを制御してテーブル５
の位置を制御する。
上記実施例に基き、円弧半径50mm,送り速度4m/minで、
位置制御装置1X,1YのゲインKPを30（1/sec）とし、かつ
Ｘ軸とＹ軸のサーボ特性を同じにして、円弧軌跡制御の
計算機シュミレーションを行った場合の軌跡誤差を第４
図及び第５図に示す。第４図は円弧軌跡の各位置におけ
る軌跡誤差を示し、図において、16はこの実施例による
軌跡誤差であり、17は第６図に示した従来例による軌跡
誤差である。
位置制御装置1X,1YのゲインKPを30（1/sec）とし、かつ
Ｘ軸とＹ軸のサーボ特性を同じにして、円弧軌跡制御の
計算機シュミレーションを行った場合の軌跡誤差を第４
図及び第５図に示す。第４図は円弧軌跡の各位置におけ
る軌跡誤差を示し、図において、16はこの実施例による
軌跡誤差であり、17は第６図に示した従来例による軌跡
誤差である。
また第５図は横軸に駆動時間（秒）をとり、縦軸に軌跡
誤差をとって、駆動時間により軌跡誤差が変化する状態
を示し、図において、18はこの実施例の場合、19は従来
例の場合を示す。
誤差をとって、駆動時間により軌跡誤差が変化する状態
を示し、図において、18はこの実施例の場合、19は従来
例の場合を示す。
第４図，第５図から明らかなように、この実施例による
軌跡誤差は従来例の軌跡誤差と比較し、著しく小さくす
ることができ、軌跡精度の向上を図ることができる。
軌跡誤差は従来例の軌跡誤差と比較し、著しく小さくす
ることができ、軌跡精度の向上を図ることができる。
なお、上記実施例は２軸サーボ機構の場合について説明
したが、３軸サーボ機構の場合にも上記実施例と同様に
適用することができる。
したが、３軸サーボ機構の場合にも上記実施例と同様に
適用することができる。
［発明の効果］ この発明は以上説明したように、指令位置と応答位置の
中心角偏差の二乗を用いて各軸の速度指令を修正するよ
うにしたので、円弧の半径方向に加えられる外乱を打消
すことができ、軌跡精度を著しく向上させることができ
る効果を有する。
中心角偏差の二乗を用いて各軸の速度指令を修正するよ
うにしたので、円弧の半径方向に加えられる外乱を打消
すことができ、軌跡精度を著しく向上させることができ
る効果を有する。
また、この発明においては、主動軸の状態に応じた従動
軸の位置，速度をあらかじめ記憶させる必要なしに軌跡
制御を行うことができるから、必要とする記憶容量を著
しく低減することができる効果も有する。
軸の位置，速度をあらかじめ記憶させる必要なしに軌跡
制御を行うことができるから、必要とする記憶容量を著
しく低減することができる効果も有する。
第１図はこの発明の動作原理を示す説明図、第２図は第
１図に示した円弧軌跡の半径方向に関する制御系のブロ
ック図、第３図はこの発明の実施例を示すブロック図、
第４図，第５図は各々上記実施例における軌跡誤差の分
布図、第６図は従来例を示すブロック図、第７図は従来
例による指令円弧軌跡と実際の応答軌跡を示す説明図、
第８図は速度指令値ｒとＸ軸方向位置ｘとの関係、及
び速度指令値ｒとＸ軸方向位置ｙとの関係（伝達関
数）を示したブロック図である。 1X,1Y……位置制御装置、2X,2Y……速度制御増幅器、3X
……Ｘ軸駆動モータ、3Y……Ｙ軸駆動モータ、4X,4Y…
…送りねじ、５……テーブル、6X,6Y……タコジェネレ
ータ、7X,7Y……パルスジェネレータ、8,9……加算器、
10……NC装置、13……円弧中心角偏差演算器、14X,14Y
……比例制御装置、15X,15Y……加算器。
１図に示した円弧軌跡の半径方向に関する制御系のブロ
ック図、第３図はこの発明の実施例を示すブロック図、
第４図，第５図は各々上記実施例における軌跡誤差の分
布図、第６図は従来例を示すブロック図、第７図は従来
例による指令円弧軌跡と実際の応答軌跡を示す説明図、
第８図は速度指令値ｒとＸ軸方向位置ｘとの関係、及
び速度指令値ｒとＸ軸方向位置ｙとの関係（伝達関
数）を示したブロック図である。 1X,1Y……位置制御装置、2X,2Y……速度制御増幅器、3X
……Ｘ軸駆動モータ、3Y……Ｙ軸駆動モータ、4X,4Y…
…送りねじ、５……テーブル、6X,6Y……タコジェネレ
ータ、7X,7Y……パルスジェネレータ、8,9……加算器、
10……NC装置、13……円弧中心角偏差演算器、14X,14Y
……比例制御装置、15X,15Y……加算器。
Claims (1)
- 【請求項１】直交する多軸送り機構を各々独立に位置制
御し、各軸の目標位置を時間の関数として与えられるこ
とにより工具又は作業台が円弧状に移動させる多軸サー
ボ機構の円弧軌跡制御装置において、 被制御対象物の各軸についての現在位置を検出する位置
検出手段と、 各軸の目標位置と前記現在位置とから各軸の位置偏差を
検出する手段と、 前記位置偏差に基いて各軸の第１の速度指令値を求める
位置制御手段と、 各軸の目標位置及び各軸の前記現在位置を入力し、円弧
軌跡の中心に対する現在位置の角度θを検出するととも
に、指令位置と現在位置との中心角偏差Δθを求める輪
郭偏差検出手段と、 前記現在位置の角度θに基いて指令軌跡の半径r0に対す
る各軸の軸成分を求め、それと前記中心角偏差Δθの２
乗とを乗じた補正量を求めて出力する比例制御手段と、 前記第１の速度指令値と前記補正量とを加算して各軸の
第２の速度指令値を求める加算手段と、 前記第２の速度指令値に基いて該当する軸のモータを駆
動して被制御対象物の位置を制御する速度制御手段と を有することを特徴とする多軸サーボ機構の円弧軌跡制
御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3926487A JPH0772843B2 (ja) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | 多軸サ−ボ機構の円弧軌跡制御装置 |
| US07/076,224 US4754208A (en) | 1986-11-17 | 1987-07-22 | Circular path control apparatus and method for multi-axis servomechanisms |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3926487A JPH0772843B2 (ja) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | 多軸サ−ボ機構の円弧軌跡制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63206805A JPS63206805A (ja) | 1988-08-26 |
| JPH0772843B2 true JPH0772843B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=12548274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3926487A Expired - Lifetime JPH0772843B2 (ja) | 1986-11-17 | 1987-02-24 | 多軸サ−ボ機構の円弧軌跡制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772843B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109682826B (zh) * | 2019-01-17 | 2023-07-21 | 东莞市三姆森光电科技有限公司 | 用于弧面外观检测的机器视觉系统及检测方法 |
-
1987
- 1987-02-24 JP JP3926487A patent/JPH0772843B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63206805A (ja) | 1988-08-26 |
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