JPH0772933A

JPH0772933A - 位置決め制御方法及びその装置

Info

Publication number: JPH0772933A
Application number: JP6150994A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yasui; 武司安井; Yoshitaka Morimoto; 喜隆森本; Takanori Yoneda; 隆則米田; Mitsuru Nukui; 満温井
Original assignee: Nippei Toyama Corp
Current assignee: Nippei Toyama Corp
Priority date: 1993-06-03
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】制御指令と制御対象の動作間の入出力特性を
精度良く求めて制御指令を決定し制御対象に希望する動
作を確実に実行させることができる位置決め制御方法及
びその装置を提供する。【構成】図１に示すように、初めに既知の入力と応答
から求めた伝達関数Ｈ₁をを用いて、希望する応答Ｏか
ら入力１を計算し、目標入力位置データとして位置決め
装置に教示する。このとき、得られた応答１が希望する
許容値内に誤差が収束していなければ、式（Ｈ_i+1（ｊ
ω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω））によって周波数領域
の応答Ｏ_iを用いて伝達関数Ｈ₂を計算する。この伝達関
数Ｈ₂を用いて希望する応答より新たな入力２を算出し
て目標入力位置データとする。この操作を誤差が収束す
るまで繰り返し、伝達関数を修正しながら所定の制御結
果が得られるまで繰り返すことにより、高精度な位置決
めが実現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械等の位置決め
サーボシステムの位置決め制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】工場の自動化・省力化の中心的役割をな
すＮＣ工作機械は、コンピュータの発達に伴い飛躍的に
機能の向上や動作速度の向上を遂げた。中でも最も高速
に動作するＮＣタレットパンチプレスにおいては、ワー
クを把持して位置決めするキャリッジの動作速度が１ｍ
／ｓ以上にも達し、この動作速度は、生産性向上の為よ
りいっそう高速になる傾向にある。

【０００３】しかし、キャリッジの動作速度を上げる
と、位置決め時にオーバシュートや残留振動が発生し、
この問題を解決するために、例えば機械剛性をあげると
いう対策を採る場合、結果的に重量増加となり、より大
きなサーボモータを採用しなければならないという悪循
環を生じる。

【０００４】そこで特開平２−２１７９０４号には、工
作物を加工するためのプロファイルデータに基づいた位
置指令データにより制御運転し得られる実際の移動量に
よる実移動量データと理想的な移動量を与える理想位置
指令データとから周波数応答の比を算出し、その周波数
応答の比で位置指令データの周波数特性を補正すること
により位置決めサーボシステムの追従精度を向上させる
位置決め制御方法、いわゆる繰り返し伝達関数補正制御
方法を適用した制御装置が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし以上の従来の位
置決め制御方法すなわち繰り返し伝達関数補正による制
御方法には次のような問題があった。すなわち特開平２
−２１７９０４号に示される従来の位置決め制御装置は
実際の移動量による実移動量データと理想的な移動量を
与える理想位置指令データとから周波数応答の比すなわ
ち伝達関数を算出するものであり、かかる伝達関数では
最初の位置補正以後は実際の位置指令データと実移動量
との差が伝達関数として示されなくなり、得られる伝達
関数は実際の機械系に起因する誤差を反映しなくなる。
さらに実際の位置決め装置においては目標入力位置デー
タの入力は最小設定単位の制限を受ける。このため最小
設定単位が１μmの場合では、それ以下の桁が目標入力
位置データの入力として教示できなくなる。その結果、
目標入力位置データの入力自体に誤差を含むことにな
り、結果的に位置決め精度が悪化する。一方従来の繰り
返し伝達関数補正制御方法による場合には、前述するよ
うに最初の位置補正以後は実際の位置指令データと実移
動量との差が伝達関数として示されないことから、以上
の事情により生じる位置決め誤差を伝達関数として正確
に捕らえることはできない。

【０００６】本発明は以上の従来技術における問題に鑑
みてなされたものであって、制御指令と、その制御指令
に対するキャリッジの動作との間に生じる入出力特性を
精度良く求めて、制御指令を決定することにより、制御
対象すなわちキャリッジができるだけ高速でオーバーシ
ュートすることなく希望する動作を実現することができ
るようにする位置決め制御方法及びその装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の課題を達成するた
めに本発明者らは種々検討し、以上の課題を解決するた
めの手法として、繰り返し伝達関数補正による制御方法
に伝達関数の補正精度を向上させる改良を加えることが
有効であることを見出し本発明に想到した。

【０００８】すなわち本発明の位置決め制御方法は、制
御対象を位置決め制御運転するための目標入力位置デー
タをフーリエ変換して目標入力位置フーリエ変換データ
を求め、制御対象を位置決め制御運転して得られる実際
の移動量を実移動量データとして検出し、検出される実
移動量データをフーリエ変換して実移動量フーリエ変換
データを求め、前記目標入力位置フーリエ変換データと
前記実移動量フーリエ変換データとの比である伝達関数
を算出し、前記伝達関数により前記目標入力位置フーリ
エ変換データを補正した補正目標入力位置フーリエ変換
データを算出する位置決め制御方法において、前記伝達
関数が（１）式により定義されることを特徴とする。Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω）・・・・・・・・・・・（１）ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数Ｉ（ｊω）：目標入力位置データ（周波数領域）Ｏ（ｊω）：制御対象の実移動量データ（周波数領域）

【０００９】したがってかかる本発明の位置決め制御方
法によれば、制御対象を位置決め制御運転するための目
標入力位置データをフーリエ変換して目標入力位置フー
リエ変換データを求め、制御対象を位置決め制御運転し
て得られる実際の移動量を実移動量データとして検出
し、検出される実移動量データをフーリエ変換して実移
動量フーリエ変換データを求め、前記目標入力位置フー
リエ変換データと前記実移動量フーリエ変換データとの
比である伝達関数を算出し、前記伝達関数により前記目
標入力位置フーリエ変換データを補正した補正目標入力
位置フーリエ変換データを算出し、前記補正目標入力位
置フーリエ変換データを逆フーリエ変換して得られた補
正目標入力位置データにより制御対象を位置決め制御運
転して得られる実際の移動量を補正後実移動量データと
して検出し、検出される補正後実移動量データをフーリ
エ変換して補正後実移動量フーリエ変換データを求め、
前記補正目標入力位置フーリエ変換データと、前記補正
後実移動量フーリエ変換データに基づき補正後伝達関数
を演算し、前記補正後伝達関数と前記目標入力位置フ
ーリエ変換データとにより第２次補正目標入力位置フー
リエ変換データを算出し、前記第２次補正目標入力位置
フーリエ変換データを逆フーリエ変換して得られた第２
次補正目標入力位置データにより制御対象が位置決め制
御運転される。以上の位置決め制御運転において、検出
される実移動量データにより精度判定する判定手段を設
け、その判定手段による判定の結果実移動量データと目
標入力位置データとの誤差が限界値以上である場合に
は、実移動量データをフーリエ変換して実移動量フーリ
エ変換データを求め、前記目標入力位置フーリエ変換デ
ータと前記実移動量フーリエ変換データとの比である伝
達関数を算出し、前記伝達関数により前記目標入力位置
フーリエ変換データを補正した補正目標入力位置フーリ
エ変換データを算出する第１の補正を行い、判定手段に
よる判定の結果実移動量データと目標入力位置データと
の誤差が限界値以下に収束した場合には、前記目標入力
位置指令データをそのまま用いて制御対象を位置決め制
御運転し、判定手段による判定の結果実移動量データと
目標入力位置データとの誤差が限界値まで届かずに一定
以下に収束しない第一補正の限界である場合には、第１
の補正を停止して時間データによる目標入力位置データ
補正を行う第２の補正を行い、その第２の補正後の目標
入力位置データを最終目標入力位置データとすることが
できる。

【００１０】また本発明の位置決め制御装置は、制御対
象を位置決め制御運転するための目標入力位置データを
フーリエ変換して目標入力位置フーリエ変換データを求
める第１フーリエ変換処理手段と、制御対象を位置決め
制御運転して得られる実際の移動量を実移動量データと
して検出する移動量検出器と、前記移動量検出器により
検出される実移動量データをフーリエ変換して実移動量
フーリエ変換データを求める第２フーリエ変換処理手段
と、前記目標入力位置フーリエ変換データと前記第２フ
ーリエ変換処理手段で求められた実移動量フーリエ変換
データとの比である伝達関数を算出する伝達関数演算手
段と、前記伝達関数により前記目標入力位置フーリエ変
換データを補正した補正目標入力位置フーリエ変換デー
タを算出する補正目標入力位置フーリエ変換データ算出
手段と、を有してなる位置決め制御装置において、前記
伝達関数演算手段が、（１）式により伝達関数を演算す
ることを特徴とする。Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω）・・・・・・・・・・・（１）ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数Ｉ（ｊω）：目標入力位置データ（周波数領域）Ｏ（ｊω）：制御対象の実移動量データ（周波数領域）なお、以上において位置データは速度を積分して得られ
る。

【００１１】

【作用】以上の本発明の位置決め方法およびその装置の
理論的メカニズムにつき以下説明する。繰り返し伝達関
数補正による制御方法によれば、目標入力位置データ算
出に実測伝達関数を用いるので、制御の良否は伝達関数
の測定に依存し、位置決め装置において目標入力位置デ
ータに対する制御対象の動作応答により求められる伝達
関数は、（２）式で表される。Ｈ（ｊω）＝Ｏ（ｊω）／Ｉ（ｊω）・・・・・・・・・・・（２）ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数Ｉ（ｊω）：目標入力位置データ（周波数領域）Ｏ（ｊω）：制御対象の実移動量データ（周波数領域）

【００１２】この式によれば、伝達関数が既知で、位置
決めを行う時間領域データを作成できれば、（３）式に
よって目標入力位置データを算出することができる。ｉ（ｔ）＝Ｆ^-1〔Ｘ（ｊω）／Ｈ（ｊω）〕・・・・（３）ここで、Ｆ^-1〔〕は〔〕内のフーリエ逆変換を表す。ｉ（ｔ）；逆伝達関数補償法で求める目標入力位置デ
ータ入力Ｘ（ｊω）；希望する位置決め装置の応答

【００１３】この目標入力位置データ算出方法は、逆伝
達関数補償法として公知の手法である。この手法は、伝
達関数が一定と見なせる場合、精度良く一定の目標入力
位置データ入力が得られる。しかし、実際の位置決め装
置においては、サーボモータやドライバを含む駆動系や
機械の剛性により伝達関数はそれぞれ異なる。さらに、
目標入力位置データ入力を教示する場合、最小設定単位
の制限を受ける。このため例えば最小設定単位が１μm
の場合では、それ以下の桁が目標入力位置データ入力と
して教示できなくなるため、目標入力位置データ入力自
体に誤差を含むことになり、結果的に位置決め精度が悪
化することさえ生じる。このため最小設定単位の制限か
ら目標入力位置データ入力が変化して伝達関数が一定と
ならなくなる。そこで、本発明の位置決め方法を実施し
て、（１）式に示すように伝達関数を繰り返し修正しな
がら位置決め制御を行うようにすることにより効率的か
つ高精度に目標入力位置データの設定を行うことができ
るようになる。Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω）・・・・・・・・・・・（１）

【００１４】式（１）から図１に示すように、初めに既
知の入力と応答から求めた伝達関数Ｈ₁を計算する。こ
の伝達関数Ｈ₁を用いて、希望する応答Ｏから式（３）
にしたがって入力１を計算し、目標入力位置データとし
て位置決め装置に教示する。このとき、得られた応答１
が希望する許容値内に誤差が収束していなければ、式
（１）によって周波数領域の応答Ｏ_iを用いて伝達関数
Ｈ₂を計算する。この伝達関数Ｈ₂を用いて希望する応答
より式（３）によって新たな入力２を算出して目標入力
位置データとする。この操作を誤差が収束するまで繰り
返し、伝達関数を修正しながら所定の制御結果が得られ
るまで繰り返すことにより、高精度な位置決めが実現さ
れる。また以上の位置決め制御運転において、検出され
る実移動量データの精度を判定する判定手段を設けるこ
とにより、実移動量データと目標入力位置データとの誤
差が限界値以下に収束した場合には、判定手段の判定に
よって目標入力位置指令データをそのまま用いて制御対
象を位置決め制御運転することができる。一方検出され
る実移動量データと目標入力位置データとの誤差が限界
値まで届かずに一定以下に収束しない第一補正の限界と
なった場合には、判定手段による判定に基づき伝達関数
を修正しながら行う第１の補正を停止し、時間データに
よる目標入力位置データ補正を行う第２の補正を行い、
その第２の補正後の目標入力位置データを最終目標入力
位置データとして制御対象を位置決め制御運転すること
ができる。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。実施例１図２は本発明の位置決め制御方法を適用したＮＣタレッ
トパンチプレス及びその制御ブロック図を示す。図に示
すように制御対象としてのキャリッジ１の駆動系にはＡ
Ｃサーボモータ２とボールねじ３による駆動が採用され
る。さらにこの位置決め制御には、ＡＣサーボモータ２
を用いたディジタルフィードバックが採用され、ＡＣサ
ーボモータ２はサーボアンプ４を介してＮＣコントロー
ルユニット５により駆動制御される。

【００１６】以上のＮＣタレットパンチプレスを用い
て、ＨｏｓｔＣＰＵを内蔵したＮＣコントロールユニ
ット５からステップ状の目標入力位置データを入力とし
てサーボアンプ４に与え、それにより生じるキャリッジ
１の動作を図示しないレーザ測長機によって測定した。

【００１７】前記ＡＣサーボモータ２のＮＣコントロー
ルユニット５における制御プロセスを以下に説明する。
図に示すように先ず、ステップ状の入力位置データをか
たちづくるプロファイルデータを入力し、そのプロファ
イルデータに基づいて目標入力位置指令データを算出
し、その目標入力位置指令データにより前記ＡＣサーボ
モータ２を運転する。またそれと共にその目標入力位置
指令データを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）する。

【００１８】次にレーザ測長機により測定されたキャリ
ッジ１の実移動量をサンプリングして、目標入力位置指
令データとの誤差により、精度を判定する。その判定結
果が問題なければ、前記目標入力位置指令データをその
まま用いてＡＣサーボモータ２の駆動を続ける。また、
その判定結果が限界値を越えるものである場合には、前
記実移動量データを高速フーリエ変換し、前記目標入力
位置指令データのフーリエ変換データと前記実移動量デ
ータのフーリエ変換データとから伝達関数を算出する。

【００１９】次いでその伝達関数と目標入力位置指令デ
ータのフーリエ変換データとから再度目標入力位置デー
タを算出し、その再度算出された新目標入力位置データ
を逆フーリエ変換する。それにより得られた新目標入力
位置データにより前記ＡＣサーボモータ２を運転する。

【００２０】次に再度レーザ測長機により測定されたキ
ャリッジ１の実移動量をサンプリングして、目標入力位
置データとの誤差により、精度を判定する。その判定結
果が問題なければ、前記新目標入力位置データをそのま
ま用いてＡＣサーボモータ２の駆動を続ける。また、そ
の判定結果が限界値を越えるものである場合には、前記
実移動量データをフーリエ変換し、前記新目標入力位置
データのフーリエ変換データと前記実移動量データのフ
ーリエ変換データとから再度伝達関数を算出し、その伝
達関数と目標入力位置指令データのフーリエ変換データ
とから再度別の新目標入力位置データを算出し、その再
度算出された新目標入力位置データを逆フーリエ変換す
る。それにより得られた新目標入力位置データにより前
記ＡＣサーボモータ２を運転する。したがって以上の図
２のブロック図に示されるように本発明においては伝達
関数を算出する目標入力位置データとしては常に最新の
目標入力位置データが用いられる。また以上の位置決め
制御運転において、図３のブロック図に示されるように
検出される実移動量データの精度判定により、実移動量
データと目標入力位置データとの誤差が限界値以下に収
束した場合には、判定手段の判定によって目標入力位置
指令データをそのまま用いて制御対象を位置決め制御運
転することができる（図上「ＯＫ」として示す過程）。
一方検出される実移動量データと目標入力位置データと
の誤差が「ＯＫ」まで届かずに一定以下に収束しない場
合には、判定手段による判定に基づき伝達関数を修正し
ながら行う第１の補正（図上「ＮＧ」として示す過程）
を停止し、時間データによる目標入力位置データ補正を
行う第２の補正を行い、その第２の補正後の目標入力位
置データを最終目標入力位置データとして制御対象を位
置決め制御運転することができる。かかる第２の補正は
目標入力と実移動量との誤差の時間データに基づいて新
目標入力位置データを算出する補正である。

【００２１】図４は以上のＮＣタレットパンチプレスの
位置決め制御を行うに当たり、プロファイルデータに基
づいて算出された最初の目標入力位置指令データとその
結果得られた実移動量データに基づいて得られた最初の
伝達関数を示す。また図５は本発明手法にしたがって４
回修正した伝達関数である。図４に示す最初の伝達関数
と比較して４回修正した伝達関数ではゲインの変化が認
められる。以上の４回修正した後の修正伝達関数を用い
て入力を算出しキャリッジを制御した結果を図６に示
す。図より４回修正した伝達関数を用いた５回目の制御
で、通常の高速位置決め制御で発生するオーバーシュー
トや残留振動は著しく抑制されていることが確認でき
る。

【００２２】次に、この修正した伝達関数Ｈ₄を用い
て、異なる移動距離の位置決め制御実験を行い、本手法
の適用性を検討した。この時、キャリッジの動作距離は
２５mmで、最大動作速度は２４０mm／sである。図７に
(a)本手法による制御結果（２回目）と(b)通常の制御結
果を示す。

【００２３】以上の制御実験に際して、ＮＣタレットパ
ンチプレスにあっては、要求される位置決め精度は５０
μm（０．０５mm）なので、本実施例ではキャリッジ１
が動作開始してから、この範囲内に動作が集束するまで
の時間を比較した。図７より本手法による制御結果は、
オーバーシュートや残留振動も少なく、２回目の制御で
動作開始から０.２２秒で位置決めが許容値に収束し、
通常の位置決め制御と比較して６４％位置決め時間が短
縮していることが分かる。

【００２４】実施例２次に本発明の位置決め制御方法及びその装置をカム研削
盤に適用した実施例を図面を参照して説明する。図８は
本発明の位置決め制御方法を適用したカム研削盤の概略
構成を示す。

【００２５】図８において主軸用サーボモータ１１はテ
ーブル１２上の主軸台１３に固設され、かかる主軸用サ
ーボモータ１１によって被加工物１４を装着する主軸１
５が回転駆動される。

【００２６】かかる主軸用サーボモータ１１の回転速度
はパルスジェネレータ１６、そのパルスジェネレータ１
６の位置検出パルスが与えられるコントロールユニット
１７及び主軸用サーボモータ１１によって形成される閉
ループによってフィードバック制御される。

【００２７】砥石車１８はモータ１９によって回転駆動
され、かかる砥石車１８を取り付けた砥石台２０は砥石
車送り用サーボモータ２１によって前記主軸１５の回転
軸線に直交するＸ方向に進退動せしめられる。前記砥石
車送り用サーボモータ２１は、この砥石車送り用サーボ
モータ２１に取り付けたパルスジェネレータ２２とパル
スジェネレータ２２の位置検出パルスが与えられるコン
トロールユニット２３及び砥石車送り用サーボモータ２
１とによって形成される閉ループによってフィードバッ
ク制御される。

【００２８】図９に前記砥石車送り用サーボモータ２１
のコントロールユニット２３における制御ブロック図を
示す。図に示すように先ず、コントロールユニット２３
にプロファイルデータを入力し、そのプロファイルデー
タに基づいてコントロールユニット２３において目標入
力位置指令データを算出し、その目標入力位置指令デー
タにより前記砥石車送り用サーボモータ２１を運転す
る。またそれと共にその目標入力位置指令データをフー
リエ変換する。

【００２９】一方前記主軸用サーボモータ１１によって
被加工物１４を装着する主軸１５をコントロールユニッ
ト１７等により形成される閉ループによってフィードバ
ック制御して回転駆動し、また、モータ１９によって砥
石車１８を回転駆動し、かかる砥石車１８を取り付けた
砥石台２０を前記砥石車送り用サーボモータ２１によっ
て前記主軸１５の回転軸線に直交するＸ方向に進退動せ
しめる過程で前記被加工物１４を所定に加工する。

【００３０】次に以上の被加工物１４の加工過程におけ
る砥石車送り用サーボモータ２１の実移動量をサンプリ
ングして、最初のプロファイルデータに基づく目標入力
位置指令データとの誤差により、精度を判定する。その
判定結果が問題なければ、前記目標入力位置指令データ
をそのまま用いて砥石車送り用サーボモータ２１を駆動
し、図に示すカム研削盤による加工を継続する。また、
その判定結果が限界値を越えるものである場合には、前
記実移動量データをフーリエ変換して前記目標入力位置
指令データのフーリエ変換データと前記実移動量データ
のフーリエ変換データとから伝達関数を算出する。

【００３１】次いでその伝達関数と目標入力位置指令デ
ータのフーリエ変換データとから新目標入力位置データ
を算出し、その新目標入力位置データをフーリエ逆変換
し、それにより得られた新目標入力位置データにより前
記砥石車送り用サーボモータ２１を運転する。次に新目
標入力位置データにより前記砥石車送り用サーボモータ
２１を運転して行われた被加工物１４の加工過程におけ
る砥石車送り用サーボモータ２１の実移動量を再度サン
プリングして、目標入力位置データとの誤差により、精
度を判定する。その判定結果が問題なければ、前記新目
標入力位置データをそのまま用いて砥石車送り用サーボ
モータ２１の駆動を行い、それにより図に示すカム研削
盤による加工を継続する。また、その判定結果が限界値
を越えるものである場合には、前記実移動量データをフ
ーリエ変換して前記新目標入力位置データのフーリエ変
換データと前記実移動量データのフーリエ変換データと
から再度伝達関数を算出する。

【００３２】次いでその伝達関数と目標入力位置指令デ
ータのフーリエ変換データとから再度新たに目標入力位
置データを算出し、その再度新たに算出された目標入力
位置データをフーリエ逆変換し、それにより再度新たに
算出して得られた目標入力位置データにより前記砥石車
送り用サーボモータ２１を運転する。

【００３３】次に以上の再度新たに算出して得られた目
標入力位置データにより前記砥石車送り用サーボモータ
２１を運転して行われた被加工物１４の加工過程におけ
る砥石車送り用サーボモータ２１の実移動量を更に再度
サンプリングして、再度新たに算出して得られた前記目
標入力位置データとの誤差により、精度を判定する。そ
の判定結果が問題なければ、再度新たに算出して得られ
た前記目標入力位置データをそのまま用いて砥石車送り
用サーボモータ２１の駆動を行い、それにより図に示す
カム研削盤による加工を継続する。また、その判定結果
が限界値を越えるものである場合には、前記実移動量デ
ータをフーリエ変換し、再度新たに算出して得られた前
記目標入力位置データのフーリエ変換データと前記実移
動量データのフーリエ変換データとから再度伝達関数を
算出する。以上のプロセスを反復し、実移動量とその実
移動量を得るに当たって用いられた目標入力位置データ
との誤差が所定の許容範囲に収束するまで伝達関数補正
が反復される。また以上の位置決め制御運転において、
図１０のブロック図に示されるように検出される実移動
量データの精度判定により、実移動量データと目標入力
位置データとの誤差が限界値以下に収束した場合には、
判定手段の判定によって目標入力位置指令データをその
まま用いて制御対象を位置決め制御運転することができ
る（図上「ＯＫ」として示す過程）。一方検出される実
移動量データと目標入力位置データとの誤差が一定以下
に収束しない場合には、判定手段による判定に基づき伝
達関数を修正しながら行う第１の補正（図上「ＮＧ」と
して示す過程）を停止し、時間データによる目標入力位
置データ補正を行う第２の補正を行い、その第２の補正
後の目標入力位置データを最終目標入力位置データとし
て制御対象を位置決め制御運転することができる。かか
る第２の補正は目標入力と実移動量との誤差の時間デー
タに基づいて新目標入力位置データを算出する補正であ
る。

【００３４】以上の実施例のように本発明の位置決め制
御方法をカム研削盤に適用する場合にも、機械毎に異な
る駆動制御系や機械剛性により伝達関数は異なる。さら
に、コントロールユニット２３から砥石車送り用サーボ
モータ２１への目標入力位置データの入力の最小設定単
位は一定値に制限されざるを得ず、プロファイルデータ
に基づいて算出された最初の目標入力位置指令データ入
力の一定値未満の周波数成分が結果として得られる砥石
台２０及び砥石車１８の実移動量に反映しない。したが
って砥石台２０及び砥石車１８の実移動量を実測し、プ
ロファイルデータに基づいて算出された最初の目標入力
位置指令データと砥石台２０及び砥石車１８の実移動量
とに基づいて算出された伝達関数も正確なものではなく
なり、この伝達関数を用いた入力の算出結果も妥当なも
のとはならない。しかし、本発明の位置決め制御方法で
は、上述するように実移動量とその実移動量を得るに当
たって用いられた目標入力位置データとの誤差が所定の
許容範囲に収束するまで伝達関数補正が反復され、その
際、伝達関数の算出は常に最新の目標入力位置データと
その最新の目標入力位置データにより得られた最新の実
移動量に基づいて行われるので、実移動量とその実移動
量を得るに当たって用いられた目標入力位置データとの
誤差が所定の許容範囲に極めて短時間で収束する。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明の位置決め制御方法
及びその装置によれば、Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）／
Ｉ_i（ｊω）として定義される伝達関数により伝達関数
を演算する伝達関数演算手段を備えた位置決め制御装置
を用いて位置決め制御を行うようにしたことにより、伝
達関数が制御対象となる装置の動作特性を最も良く反映
するように常に算出され、制御上最良の追従精度を得る
ことができる。したがって、本発明の位置決め制御方法
及びその装置によれば、オーバーシュート、残留振動を
著しく抑制し現状の制御装置を改造することなくその位
置決め精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位置決め制御方法で行われる伝達関
数を繰り返し修正しながら制御を行う方法を説明した模
式図である。

【図２】本実施例の位置決め制御方法を適用したＮＣ
タレットパンチプレス及びその制御ブロック図を示す。

【図３】本実施例の位置決め制御方法を適用したＮＣ
タレットパンチプレス及び他の制御ブロック図を示す。

【図４】図２に示すＮＣタレットパンチプレスの位置
決め制御に用いられる最初の目標入力位置指令データと
その結果得られた実移動量データに基づいて得られた最
初の伝達関数を示す。

【図５】図４に示す伝達関数を本発明手法にしたがっ
て４回修正した伝達関数修正結果を示す図である。

【図６】図５に示す伝達関数を用いて行った位置決め
制御結果を示す図である。

【図７】図５に示す伝達関数をＨ１として動作距離を
変えたときの(a)本発明によって行った位置決め制御結
果と(b)通常の位置フィードバック制御によって行った
位置決め制御結果を示す図である。

【図８】本発明の位置決め制御方法を適用したカム研
削盤の概略構成を示す図である。

【図９】図８に示すカム研削盤の制御ブロック図を示
す。

【図１０】図８に示すカム研削盤の他の制御ブロック
図を示す。

【符号の説明】

１・・・キャリッジ、２・・・ＡＣサーボモータ、３・・・ボー
ルねじ、５・・・ＮＣコントロールユニット、１１・・・主軸
用サーボモータ、１４・・・被加工物、１５・・・主軸、１６
・・・パルスジェネレータ、１７・・・コントロールユニッ
ト、１８・・・砥石車、２０・・・砥石台、２１・・・砥石車送
り用サーボモータ、２３・・・コントロールユニット。

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【手続補正書】

【提出日】平成６年６月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図２】

【図３】

【図８】

【図９】

【図１０】

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 3/00 Ｖ 9179−3Ｈ (72)発明者森本喜隆石川県羽咋郡志雄町字走入りの１番地 (72)発明者米田隆則富山県高岡市米島530−８ (72)発明者温井満富山県砺波市一番町２−40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御対象を位置決め制御運転するための
目標入力位置データをフーリエ変換して目標入力位置フ
ーリエ変換データを求め、制御対象を位置決め制御運転して得られる実際の移動量
を実移動量データとして検出し、検出される実移動量データをフーリエ変換して実移動量
フーリエ変換データを求め、前記目標入力位置フーリエ変換データと前記実移動量フ
ーリエ変換データとの比である伝達関数を算出し、前記伝達関数により前記目標入力位置フーリエ変換デー
タを補正した補正目標入力位置フーリエ変換データを算
出する位置決め制御方法において、前記伝達関数が
（１）式により定義されることを特徴とする位置決め制
御方法。Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω）・・・・・・・・・・・（１）ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数Ｉ（ｊω）：目標入力位置データ（周波数領域）Ｏ（ｊω）：制御対象の実移動量データ（周波数領域）
【請求項２】制御対象を位置決め制御運転するための
目標入力位置データをフーリエ変換して目標入力位置フ
ーリエ変換データを求め、制御対象を位置決め制御運転して得られる実際の移動量
を実移動量データとして検出し、検出される実移動量データをフーリエ変換して実移動量
フーリエ変換データを求め、前記目標入力位置フーリエ変換データと前記実移動量フ
ーリエ変換データとの比である伝達関数を算出し、前記伝達関数により前記目標入力位置フーリエ変換デー
タを補正した補正目標入力位置フーリエ変換データを算
出し、前記補正目標入力位置フーリエ変換データを逆フーリエ
変換して得られた補正目標入力位置データにより制御対
象を位置決め制御運転して得られる実際の移動量を補正
後実移動量データとして検出し、検出される補正後実移動量データをフーリエ変換して補
正後実移動量フーリエ変換データを求め、前記補正目標入力位置フーリエ変換データと、前記補正
後実移動量フーリエ変換データに基づき補正後伝達関数
を演算し、前記補正後伝達関数により前記目標入力位置フーリエ変
換データを補正した第２次補正目標入力位置フーリエ変
換データを算出し、前記第２次補正目標入力位置フーリ
エ変換データを逆フーリエ変換して得られた第２次補正
目標入力位置データにより制御対象を位置決め制御運転
することを特徴とする位置決め制御方法。
【請求項３】検出される実移動量データにより精度判
定する判定手段を設け、その判定手段による判定の結果
実移動量データと目標入力位置データとの誤差が限界値
以上である場合には、実移動量データをフーリエ変換し
て実移動量フーリエ変換データを求め、前記目標入力位
置フーリエ変換データと前記実移動量フーリエ変換デー
タとの比である伝達関数を算出し、前記伝達関数により
前記目標入力位置フーリエ変換データを補正した補正目
標入力位置フーリエ変換データを算出する第１の補正を
行い、判定手段による判定の結果実移動量データと目標入力位
置データとの誤差が限界値以下に収束した場合には、前
記目標入力位置指令データをそのまま用いて制御対象を
位置決め制御運転する請求項１又は請求項２記載の位置
決め制御方法。
【請求項４】検出される実移動量データにより精度判
定する判定手段を設け、その判定手段による判定の結果
実移動量データと目標入力位置データとの誤差が限界値
以上である場合には、実移動量データをフーリエ変換し
て実移動量フーリエ変換データを求め、前記目標入力位
置フーリエ変換データと前記実移動量フーリエ変換デー
タとの比である伝達関数を算出し、前記伝達関数により
前記目標入力位置フーリエ変換データを補正した補正目
標入力位置フーリエ変換データを算出する第１の補正を
行い、判定手段による判定の結果実移動量データと目標入力位
置データとの誤差が限界値以下に収束した場合には、前
記目標入力位置指令データをそのまま用いて制御対象を
位置決め制御運転し、判定手段による判定の結果実移動量データと目標入力位
置データとの誤差が一定以下に収束しない第一補正の限
界である場合には、第１の補正を停止して時間データに
よる目標入力位置データ補正を行う第２の補正を行い、
その第２の補正後の目標入力位置データを最終目標入力
位置データとする請求項１又は請求項２記載の位置決め
制御方法。
【請求項５】制御対象を位置決め制御運転するための
目標入力位置データをフーリエ変換して目標入力位置フ
ーリエ変換データを求める第１フーリエ変換処理手段
と、制御対象を位置決め制御運転して得られる実際の移動量
を実移動量データとして検出する移動量検出器と、前記移動量検出器により検出される実移動量データをフ
ーリエ変換して実移動量フーリエ変換データを求める第
２フーリエ変換処理手段と、前記目標入力位置フーリエ変換データと前記第２フーリ
エ変換処理手段で求められた実移動量フーリエ変換デー
タとの比である伝達関数を算出する伝達関数演算手段
と、前記伝達関数により前記目標入力位置フーリエ変換デー
タを補正した補正目標入力位置フーリエ変換データを算
出する補正目標入力位置フーリエ変換データ算出手段
と、を有してなる位置決め制御装置において、前記伝達関数演算手段が、（１）式により伝達関数を演
算することを特徴とする位置決め制御装置。Ｈ_i+1（ｊω）＝Ｏ_i（ｊω）／Ｉ_i（ｊω）・・・・・・・・・・・（１）ここで、Ｈ（ｊω）：周波数伝達関数Ｉ（ｊω）：目標入力位置データ（周波数領域）Ｏ（ｊω）：制御対象の実移動量データ（周波数領域）