JPH08221132A - サーボパラメータの自動調整方法及び自動調整装置 - Google Patents

サーボパラメータの自動調整方法及び自動調整装置

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JPH08221132A
JPH08221132A JP7045010A JP4501095A JPH08221132A JP H08221132 A JPH08221132 A JP H08221132A JP 7045010 A JP7045010 A JP 7045010A JP 4501095 A JP4501095 A JP 4501095A JP H08221132 A JPH08221132 A JP H08221132A
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JP
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servo
control system
program
parameter
adjusting
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Heisuke Iwashita
平輔 岩下
Kaname Matsumoto
要 松本
Hajime Okita
肇 置田
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Fanuc Corp
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/33Director till display
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 サーボ制御系のサーボパラメータを自動的に
調整することができる自動調整方法及び自動調整装置を
提供する。 【構成】 本発明のサーボパラメータの自動調整装置1
は、サーボ制御系4に所定の動作を行なわせるための調
整用プログラムを格納し、その調整用プログラムをサー
ボ制御系4に送出可能な調整用プログラム格納手段11
と、調整用プログラムによるサーボ制御系の駆動に基づ
くサーボ情報を解析する解析手段13と、解析手段13
の解析結果に基づいてサーボ制御系のサーボパラメータ
を求め、そのサーボパラメータをサーボ制御系に送出す
るサーボパラメータ調整手段14を備え、サーボ制御系
に送出した調整用プログラムによってサーボ制御系を駆
動させ、サーボ制御系のサーボ情報による解析結果に基
づいてサーボ制御系のサーボパラメータを求め、求めた
サーボパラメータをサーボ制御系に送出することによっ
て、サーボパラメータの自動調整を行なう。

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,産業機械等
の送り軸や、ロボットのアーム等を駆動するためのサー
ボ制御系の制御に関し、特に、該サーボ制御系のサーボ
パラメータを自動的に調整するための自動調整方法及び
自動調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】工作機械,産業機械等の送り軸や、ロボ
ットのアーム等を駆動するサーボモータを制御するに
は、サーボモータを含むサーボ制御系のサーボパラメー
タを適切な値に設定する必要がある。このサーボパラメ
ータは、速度ループや位置ループ等の応答性を決定する
パラメータであり、制御対象に応じて調整する必要があ
る。このサーボ制御系の応答性を求め、その測定結果に
基づいて各種のサーボパラメータを調整している。従
来、このサーボ制御系の応答性の測定は、測定器や汎用
の演算処理装置を用いて行なわれているが、一方該測定
結果に基づくサーボパラメータの調整はオペレータの経
験や勘に頼って行なわれている。つまり、オペレータ自
らが、測定値に応じてサーボパラメータの調整量を求
め、求めた調整量のサーボ制御系への設定を手動によっ
て行なっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のようにオペレー
タの手動によってサーボパラメータの調整を行なう場合
には、(a)サーボパラメータの算出操作や、算出した
サーボパラメータのサーボ制御系への設定操作に多くの
時間を要する、(b)調整結果に個人差が生じるといっ
た問題点がある。そこで、本発明は前記した従来の問題
点を解決して、サーボ制御系のサーボパラメータを自動
的に調整することができる自動調整方法及び自動調整装
置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】本発明のサーボパラメー
タの自動調整方法は、サーボ制御系に所定の動作を行な
わせるための調整用プログラムをサーボ制御系に送出
し、送出された調整用プログラムによって駆動されるサ
ーボ制御系のサーボ情報を解析し、解析結果に基づいて
サーボ制御系のサーボパラメータを求め、求めたサーボ
パラメータをサーボ制御系に送出することによって、前
記目的を達成する。また、本発明のサーボパラメータの
自動調整装置は、サーボ制御系に所定の動作を行なわせ
るための調整用プログラムを格納し、その調整用プログ
ラムをサーボ制御系に送出可能な調整用プログラム格納
手段と、調整用プログラムによるサーボ制御系の駆動に
基づくサーボ情報を解析する解析手段と、解析手段の解
析結果に基づいてサーボ制御系のサーボパラメータを求
め、そのサーボパラメータをサーボ制御系に送出するサ
ーボパラメータ調整手段を備えることによって、前記目
的を達成する。
【0005】本発明のサーボパラメータは、サーボ制御
系の応答特性を定めるパラメータであって、例えば、ゲ
インやイナーシャやバックラッシュ補正量である。ま
た、本発明の調整用プログラムは、サーボ制御系に所定
の動作を行なわせるプログラムであり、本発明のサーボ
パラメータの自動調整においては、設定されているサー
ボパラメータによる応答特性を測定するために、該所定
動作を試行させるためのプログラムであり、例えば、円
弧動作や直線動作やコーナー動作等の動作を行なわせる
プログラムである。また、本発明におけるサーボ情報
は、サーボ制御系の動作の応答特性を表す情報であっ
て、サーボ制御系の実際の動作の軌跡を表すものであ
り、例えば、サーボ制御系における位置や速度や電流で
ある。
【0006】また、本発明のサーボパラメータの自動調
整方法,及び装置において、サーボ情報の解析は、サー
ボ制御系におけるサーボパラメータの適正を判定するも
のであり、また、サーボパラメータの調整は、解析によ
る判定に基づいてサーボパラメータが適正な値となるよ
う調整を行なうためのものである。例えば、サーボ制御
系からのサーボ情報と基準値との差を求めることによっ
て誤差の解析を行い、該誤差が許容範囲内となるようサ
ーボパラメータの調節を行なう。本発明の本発明のサー
ボパラメータの自動調整においては、前記処理を自動に
より行なうものである。
【0007】
【作用】サーボ制御系においてある所定の動作を行なう
場合、その動作を行なうためのサーボ制御系のサーボパ
ラメータを適切な値に設定する必要がある。このサーボ
パラメータの設定において、本発明のサーボパラメータ
の自動調整においては、所定の動作をサーボ制御系にさ
せるプログラムを調整用プログラムとしてあらかじめ自
動調整装置内に格納しておき、自動調整時にその調整用
プログラムをサーボ制御系に送出する。サーボ制御系は
この送出された調整用プログラムに従って所定の動作を
試行する。サーボ制御系の応答特性は、位置や速度や電
流等のサーボ情報により知ることができる。本発明の自
動調整装置は、このサーボ情報をサーボ制御系から受け
取り、サーボ制御系の応答特性の解析を行なう。この応
答特性の解析としては、例えば、受け取ったサーボ情報
と、あらかじめ設定しておいた適切な応答特性における
基準値との比較により行なうことができる。そして、こ
の解析結果に基づいて、サーボ制御系の応答特性が適切
なものとなるようなサーボパラメータを求め、その値を
サーボ制御系に送出して、サーボ制御系のサーボパラメ
ータの調整を行なう。例えばサーボ情報と基準値との差
を誤差とし、この誤差が小さくなるようなサーボパラメ
ータを設定することができる。そして、サーボ制御系の
応答特性が適切なものとなるまで上記処理を繰り返すこ
とによって、サーボ制御系のサーボパラメータを自動調
整することができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳
細に説明する。図1は本発明のサーボパラメータの自動
調整を説明するための概略ブロック図である。図1にお
いて、1は本発明のサーボパラメータの自動調整装置で
あり、4はサーボパラメータ自動調整装置1によってサ
ーボパラメータの調整が行なわれるサーボ制御系であ
る。サーボ制御系4は、工作機械,産業機械等の送り軸
や、ロボットのアーム等を駆動するサーボモータ3と該
サーボモータを制御するNC装置2(サーボコントロー
ラ)とを備えている。
【0009】工作機械,産業機械等の送り軸や、ロボッ
トのアーム等のサーボ制御系4が、駆動を行なう場合に
は、通常サーボパラメータ自動調整装置1と物理的ある
いは電気的に分離した状態で駆動を行う。サーボパラメ
ータ自動調整装置1は、このサーボ制御系4が実際の駆
動を行なう前に、その動作の応答性が適切となるように
サーボパラメータの調整を行なうものである。したがっ
て、サーボパラメータ自動調整装置1とサーボ制御系4
の間のデータの授受は、サーボ制御系4のサーボパラメ
ータの調整時にのみ行なわれることになる。
【0010】サーボパラメータ自動調整装置1は、その
内部に調整用プログラム格納手段11,インターフェイ
スボード12,解析手段13,及びサーボパラメータ調
整手段14を備えている。調整用プログラム格納手段1
1は、サーボ制御系4に所定の動作を行なわせるプログ
ラムを格納しておくブロックである。このプログラムと
しては、例えば、円弧動作を行なわせる円弧プログラム
や直線動作を行なわせる直線プログラムやコーナー動作
を行なわせるコーナープログラム等がある。このプログ
ラムはサーボ制御系に対して、サーボ制御系の動作特性
を求めてサーボパラメータの調整のためのサーボ情報を
得るために、所定の動作を行なわせるものである。
【0011】インターフェイスボード12は、NC装置
2から送出されたサーボ情報を取り込むためのブロック
である。また、解析手段13は、インターフェイスボー
ド12を介して取り込まれたサーボ情報を解析するブロ
ックであり、サーボ情報に含まれているサーボ制御系4
の応答特性を求めるブロックである。さらに、サーボパ
ラメータ調整手段14は、解析手段13により得られた
サーボ制御系4の応答特性に応じて、サーボ制御系の応
答特性が適切なものとなるようなサーボパラメータの値
を求め、求めたサーボパラメータの値をNC装置2側に
送出するブロックである。
【0012】一方、サーボ制御系4側のNC装置2は指
令手段21を備えている。この指令手段21は、サーボ
パラメータ自動調整装置1から送出された調整用プログ
ラムを受け取って格納する調整用プログラム格納手段2
1−aと、サーボパラメータの値を格納しておくサーボ
パラメータ格納手段21−bとを備えている。調整用プ
ログラム格納手段21−aは、サーボパラメータ自動調
整装置1から送出された調整用プログラムとサーボパラ
メータ格納手段21−bに格納されているサーボパラメ
ータに従って、サーボモータ3に指令を送出するブロッ
クである。また、サーボパラメータ格納手段21−b
は、サーボ制御系の初期サーボパラメータ及びサーボパ
ラメータ自動調整装置1から送くられるサーボパラメー
タを格納するブロックであり、初期サーボパラメータは
送くられてくるサーボパラメータによって書換える構成
とすることもできる。
【0013】また、NC装置2は、サーボモータ3から
得られるサーボ情報をサーボパラメータ自動調整装置1
に伝送する機能も備えている。このサーボ情報として、
例えば、位置データ,速度データ,電流等がある。図2
は本発明のサーボパラメータ自動調整装置1の構成を説
明するブロック図である。
【0014】プロセッサ100はサーボパラメータ自動
調整装置1を全体的に制御するプロセッサであり、バス
107を介してROM101に納されたシステムプログ
ラムを読み出し、このシステムプログラムに従ってサー
ボパラメータ自動調整装置1を全体的に制御する。ま
た、このディスク装置102等の記憶装置には、サーボ
制御系4に所定の動作を行なわせるための各種のプログ
ラムが格納されている。このプログラムとしては、前記
したように例えば円弧プログラム,直線プログラム,コ
ーナープログラム等がある。RAM103には一時的な
計算データや表示データ及びCRT/MDIユニット1
10を介してオペレータが入力した各種データが格納さ
れる。サーボパラメータを調整するために要する許容値
やサーボパラメータを調整するための係数等を、このR
AM103内に格納しておくことができる。
【0015】また、ディスク装置104等の記憶装置に
は、自動調整モードの処理、サーボ情報の取込み処理、
サーボ情報の解析処理、解析結果に基づくサーボパラメ
ータの算出処理、算出したサーボパラメータをNC装置
2に送出する処理等の処理を実施するためのシステムプ
ログラムがあらかじめ書き込まれている。なお、前記記
憶装置102,104に格納されているプログラムは、
該記憶装置から読み出されてNC装置に転送される。イ
ンターフェイス105は、サーボパラメータ自動調整装
置1とNC装置2とを接続するためのインターフェイス
であり、NC装置2からのサーボ情報を受け取り、サー
ボパラメータをNC装置2に送出する。したがって、本
発明のサーボパラメータの自動調整装置1は、このイン
ターフェイス105に接続することによって、NC装置
2との間で調整プログラムやサーボ情報の入出力を行な
うことができる。
【0016】サーボパラメータの自動調整モード状態、
調整中の動作プログラムの種類、サーボ情報、許容値、
解析結果、調整されたサーボパラメータの値等のデータ
信号は、インターフェイス106を介してCRT/MD
Iユニット110に送られ、ディスプレイに表示され
る。CRT/MDIユニット110は、プロセッサ,メ
モリ,ディスプレイ及びキーボード等を備えた手動デー
タ入力装置である。インターフェイス106はCRT/
MDIユニット110からのデータを受けてプロセッサ
100に渡す。また、CRT/MDIユニット110
は、プロセッサ100から送られてきたデータに基づい
て、表示処理を実行してディスプレイ上に表示する。
【0017】図3は本発明を適用するサーボ制御系の構
成を説明するブロック図である。プロセッサ201はN
C装置2を全体的に制御するプロセッサであり、バス2
00を介してROM202に納されたシステムプログラ
ムを読み出し、このシステムプログラムに従ってNC装
置2を全体的に制御する。RAM203には一時的な計
算データや表示データ及びCRT/MDIユニット70
を介してオペレータが入力した各種データや、サーボ制
御に必要なサーボパラメータが格納される。CMOSメ
モリ204は図示しないバッテリによってバックアップ
され、NC装置2の電源がオフされても記憶状態が保持
される不揮発性メモリとして構成される。そして、この
CMOSメモリ204には、インターフェイス205を
介して入力された加工プログラムや、インターフェイス
208を介してCRT/MDIユニット70から入力さ
れた加工プログラム等が記憶されるようになっている。
また、ROM202には、加工プログラムの作成及び編
集のために必要とされる編集モードの処理、自動運転の
ための再生モードの処理、シュミレーションモードの処
理、サーボパラメータの調整モードの処理等の処理を実
施するためのシステムプログラムがあらかじめ書き込ま
れている。
【0018】インターフェイス205は、NC装置2に
接続可能な外部機器のためのインターフェイスであり、
種々の入出力手段及び外部記憶装置等及び外部機器72
が接続される。NC装置2は、このインターフェイス2
05を介して外部機器から加工プログラム等が読み取る
ことができ、編集した加工プログラムを外部記憶装置や
出力装置に出力することができる。また、本発明のサー
ボパラメータの自動調整装置は、このインターフェイス
205に接続することによって、NC装置2との間で調
整プログラムやサーボ情報の入出力を行なうことができ
る。
【0019】PMC(プログラムブル、マシン、コント
ローラ)206は、NC装置2内に内蔵されたシーケン
スプログラムで工作機械側の補助装置、例えば、工具交
換用のロボットハンド等といったアクチュエータを制御
する。すなわち、シーケンスプログラムは、加工プログ
ラムで指令されたM機能,S機能,及びT機能に従っ
て、補助装置側で必要な信号に変換し、I/Oユニット
207から補助装置側に出力する。この出力信号によっ
て各種アクチュエータ等の補助装置等が作動する。ま
た、工作機械本体や補助装置側のリミットスイッチ及び
工作機械本体に配置された操作盤の各種スイッチ等の信
号を受け、必要な処理を施した後、プロセッサ201に
渡す。
【0020】工作機械各軸の現在位置,アラーム,サー
ボパラメータや、シミュレーション時の各軸への移動指
令値やサーボ情報等のデータ信号はCRT/MDIユニ
ット70に送られ、ディスプレイに表示される。CRT
/MDIユニット70は、プロセッサ,メモリ,ディス
プレイ及びキーボード等を備えた手動データ入力装置で
あり、インターフェイス208はCRT/MDIユニッ
ト70からのデータを受けてプロセッサ201に渡す。
また、CRT/MDIユニット70は、プロセッサ20
1から送られてきたデータに基づいて、表示処理を実行
してディスプレイ上に表示する。インターフェイス20
9は、手動パルス発生器71に接続され、手動パルス発
生器71からのパルスを受ける。手動パルス発生器71
は、工作機械本体の操作盤に実装され、手動操作に基づ
く分配パルスにより各軸制御によって工作機械の可動部
の精密な位置決めに使用される。
【0021】軸制御回路210〜214はプロセッサ2
01からの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサー
ボアンプ220〜224に出力する。サーボアンプ22
0〜224は、このを指令を受けて、工作機械軸軸のサ
ーボモータ50〜54を駆動する。各軸のサーボモータ
50〜54には位置検出用のパルスコーダが内蔵されて
おり、このパルスコーダからの位置信号は、パルス列あ
るいはシリアル転送でフィードバックされる。場合によ
っては、位置検出器として、リニアスケールを使用する
こともできる。また、パルス列の場合にはF/V(周波
数/速度)変換することにより速度データを形成するこ
とができ、シリアルデータの場合に絶対位置の差分を求
めることによって速度データを得ることができる。な
お、図2ではこの位置信号のフィードバック及び速度フ
ィードバックの説明を省略している。
【0022】また、スピンドル制御回路215は工作機
械への主軸回転指令を受け、スピンドルアンプ226に
スピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ22
6は、このスピンドル速度信号を受けて、工作機械の主
軸モータ60を指令された回転速度で回転させる。主軸
モータ60には歯車あるいはベルト等でポジションコー
ダ61が結合され、該ポジションコーダ61が主軸の回
転に同期して帰還パルスを出力し、その帰還パルスはイ
ンターフェイス230を介してプロセッサ201によっ
て読み取られる。
【0023】前記位置のフィードバック信号,速度のフ
ィードバック信号,軸制御回路からの電流,帰還パルス
等は、本発明のサーボパラメータの自動調整におけるサ
ーボ情報として用いることができる。なお、軸制御回路
には、モータからサーボアンプを介してフィードバック
電流が帰還されている。
【0024】なお、上記したNC装置の構成は、従来か
ら公知の数値制御装置と同一の構成であり、詳細は省略
する。次に、本発明のサーボパラメータの自動調整の概
略の作用について、前記図1のブロック図、及び図4の
フローチャートを用いて説明する。なお、図4のフロー
チャートではステップSの符号に従って説明する。
【0025】はじめに、サーボ制御系4のサーボパラメ
ータの調整を行なうか否かを判定する(ステップS
1)。サーボ制御系4のサーボパラメータの調整を行な
う場合には、サーボパラメータ自動調整装置1とサーボ
制御系4のNC装置2との間の接続を行い、サーボパラ
メータの調整が可能な状態とする。そして、サーボパラ
メータ自動調整装置1をサーボパラメータ調整モードに
設定する。このサーボパラメータ調整モードへのモード
変換は、例えば、サーボパラメータ自動調整装置1内の
モード変換用のパラメータを外部信号によって変更する
ことにより行なうことができる(ステップS2)。
【0026】サーボパラメータ調整モードにおいて、サ
ーボパラメータ自動調整装置1は、調整用プログラム格
納手段11内に格納してある調整用プログラム中から、
サーボパラメータの調整を行なう動作のプログラムを選
択し、NC装置2に送出する。この調整用プログラムの
選択は、外部信号、あるいは内部信号によって行なうこ
とができる(ステップS3)。NC装置2は調整用プロ
グラムを受け取って調整用プログラム格納手段21−a
に一時格納するとともに、NC装置2内にあらかじめ格
納してある初期サーボパラメータを読み出す。この初期
サーボパラメータは、調整を行なう動作に応じた値が読
み出される(ステップS4)。そして、NC装置2は、
この調整用プログラムと初期サーボパラメータに応じた
指令をサーボモータ3に出力する(ステップS5)。
【0027】サーボモータ3及びサーボ制御系4は、こ
の指令に従って動作を行なう。NC装置2は、サーボ制
御系4の動作の応答特性を表すサーボ情報を採取し、こ
のサーボ情報をサーボパラメータ自動調整装置1に送出
する。このサーボ情報としては、例えば位置データ,速
度データ,電流データ等がある(ステップS6)。サー
ボパラメータ自動調整装置1のサーボパラメータ調整手
段11は、NC装置2からのサーボ情報を受け取り、解
析を行なう。このサーボ情報の解析は、サーボ制御系の
応答特性を判定する処理であり、例えば、基準値との比
較によって偏差を求める処理等により行なうことができ
る(ステップS7)。
【0028】そして、前記ステップS7で求めたサーボ
制御系の応答特性が基準を満たしていない場合には、こ
のときサーボ制御系に設定されているサーボパラメータ
が適切な値でないと判断し、次のステップS9のサーボ
パラメータの調整に進む。一方、サーボ制御系の応答特
性が基準を満たしている場合には、サーボ制御系に設定
されているサーボパラメータは適切な値であると判断
し、ステップS11に進(ステップS8)。前記ステッ
プS8において、サーボパラメータの調整が完了してい
ない場合には、ステップS7で求めた解析結果に基づい
てサーボパラメータを算出する(ステップS9)。そし
て、サーボパラメータ自動調整装置1のサーボパラメー
タ調整手段は、この算出したサーボパラメータをNC装
置2に送出する(ステップS10)。
【0029】NC装置2側では、送出されたサーボパラ
メータをサーボパラメータ格納手段21−bに格納し、
サーボパラメータの値を更新する。その後、再びステッ
プS5に戻り、更新したサーボパラメータを用いてサー
ボ制御系4を駆動し、前記と同様にステップS6,ステ
ップS7の処理によって、サーボ情報及び解析結果を
得、ステップS8でサーボ制御系4の応答特性を判定す
る。そして、サーボ制御系が適切な応答特性となるま
で、ステップS5〜ステップS10の処理を繰り返す。
【0030】ステップS8において、サーボ制御系が適
切な応答特性となるサーボパラメータが得られた場合に
は、その他の動作を行なわせるプログラムについても同
様にな処理を行なうか否かを判定する(ステップS1
1)。その他の動作を行なわせるプログラムについても
サーボパラメータの調整を行なう場合には、ステップS
3に戻って、サーボパラメータ自動調整装置1からNC
装置2に対して調整を行なう動作に対応する調整用プロ
グラムを送出し、前記した処理(ステップS4〜ステッ
プS10)を行なう。その他の動作を行なわない場合に
は、処理を終了する。これによって、NC装置2に格納
されるサーボ制御系のサーボパラメータは、適切な応答
特性が得られる値に更新され、サーボパラメータの自動
調整が完了する。
【0031】次に、本発明のサーボパラメータの自動調
整のより詳細な作用について、円弧プログラムのサーボ
パラメータであるフィードフォワード係数を調整する場
合を例とし、前記図2のブロック図、及び図5のフロー
チャートを用いて説明する。なお、図5のフローチャー
トではステップTの符号に従って説明する。なお、サー
ボパラメータ自動調整装置1とNC装置2は接続された
状態にあるのもとする。また、図5のフローチャートは
前記図4のフローチャートのステップS9までの処理を
示している。
【0032】はじめに、CRT/MDIユニット110
からサーボパラメータ自動調整装置1に、サーボパラメ
ータの自動調整を行なう指令を入力する。CPU100
は、この指令をインターフェイス106を介して受け取
り、ディスク装置104に格納されているシステムプロ
グラムに従ってサーボパラメータ自動調整処理を開始す
る。CPU100は、インターフェイス105を介して
NC装置2にモード変更信号を送出する。このモード変
更信号は、NC装置2のモードを変更して、サーボパラ
メータ自動調整装置1から調整用プログラムを受け取る
モードとする信号である。また、サーボパラメータ自動
調整装置1とNC装置2とを接続する信号線としては、
例えばRS232Cを用いることができる(ステップT
1)。
【0033】NC装置2は、サーボパラメータ自動調整
装置1からモード変更信号を受け取ると、調整用プログ
ラムを読み取るモードに変更する(ステップT2)。N
C装置2のRAM203は、サーボ制御に必要なサーボ
パラメータ等のデータを記憶するサーボRAMとして使
用され、あらかじめ必要なデータが格納されている。こ
のデータとしては、例えば、初期サーボパラメータ等が
ある。サーボパラメータ自動調整装置1からあるパラメ
ータをNC装置2に送出される、NC装置2はこのパラ
メータ値に応じてサーボRAM203から所定のデータ
を読み出す。NC装置2には、入力されるパラメータに
応じてRAM203から所定のデータを読み出すサーボ
ソフトをあらかじめ作成して用意してあり、例えば、G
コード等によるパラメータの書換えを利用して、データ
を読み出すよう構成することができる。そこで、サーボ
パラメータ自動調整装置1はNC装置2に所定のパラメ
ータを送出して、サーボRAMからデータの読み取りが
可能な状態とする(ステップT3,4)。
【0034】次に、サーボパラメータ自動調整装置1
は、モータの現在位置等のサーボ情報をインターフェイ
スボード(図2中のインターフェイス105に対応す
る)に出力するように、NC装置2に対して設定を行な
わせる。この設定指令は前記したRS232C等の信号
線を介して行なう(ステップT5)。サーボパラメータ
自動調整装置1は、RAM103に格納しておいたフィ
ードフォワード係数初期値及びフィードフォワード係数
増分初期値を読み出す。この例では、フィードフォワー
ド係数初期値及びフィードフォワード係数増分初期値と
して、例えば90%,2%とする(ステップT6)。次
に、サーボパラメータ自動調整装置1は、読み出したフ
ィードフォワード係数初期値及びフィードフォワード係
数増分初期値を、NC装置2に送出する。NC装置2は
この値をRAM203等に格納する(ステップT7)。
【0035】次に、サーボパラメータ自動調整装置1
は、調整用プログラムをディスク装置102から読み出
し、インターフェイス105を介してNC装置2に送出
する。この例では、調整用プログラムとして円弧プログ
ラムを送出する(ステップT8)。NC装置2は、調整
用プログラムを受け取ると、直ぐにプログラムの実行を
開始する。NC装置2は、調整用プログラムを実行する
とともに、サーボ制御系4のサーボ情報を読み取る。こ
の例では、円弧1周分のポジションデータを、サーボ情
報として読み取り、該サーボ情報をサーボパラメータ自
動調整装置1に送出する(ステップT9)。
【0036】サーボパラメータ自動調整装置1は、サー
ボ情報を受け取ってRAM103に格納する(ステップ
T10)。CPU100は、このサーボ情報を用いて解
析処理を行なう。この解析処理としては、例えば、円弧
の半径方向の誤差を算出する処理であり、これによっ
て、円弧プログラムの所望とする基準の軌跡と実際の処
理結果との偏差を求めることができる。前記処理の具体
例としては、例えば、円弧指令の半径をr0 とし、円弧
指令の中心を(x0 ,y0 )としたとき、半径方向の誤
差εは、 ε=√〔(x−x0 )2 +(y−y0 )2 〕−r0 により求めることができる。そして、この誤差値を、例
えば円弧の45°,135°,225°,315°につ
いて求め、これらの値を平均することによって算出する
ことができる(ステップT11)。
【0037】前記ステップT11で求めたサーボ情報の
解析結果に基づいて、サーボパラメータの調整を行な
う。CPU100は、目標許容値をRAM103から読
み出し、半径方向の誤差の絶対値との比較を行なう。半
径方向の誤差の絶対値が目標許容値より小さい場合に
は、円弧プログラムにより行なわれる動作は、所望とす
る基準の軌跡に沿ったものであり、その円弧プログラム
についてはサーボ制御系4のサーボパラメータは適切な
値であることを示しており、この円弧プログラムについ
てのサーボパラメータの調整は完了することになる。
【0038】一方、半径方向の誤差の絶対値が目標許容
値より大きい場合には、円弧プログラムにより行なわれ
る動作は、所望とする基準の軌跡からのずれがあり、そ
の円弧プログラムについてはサーボ制御系4のサーボパ
ラメータは適切な値でないことを示している。そこで、
以下のステップT13〜16に従ってサーボパラメータ
の調整を行なう(ステップT12)。
【0039】通常、最初に設定するフィードフォワード
係数初期値をフィードフォワード係数として低い値に設
定しておくと、円弧の半径√〔(x−x0 )2 +(y−
y0)2 〕は、円弧指令の半径r0 より小さくなるた
め、半径方向の誤差εは負となる。そこで、ステップT
13の判定において、半径方向の誤差εの符号を判定す
ると負となる。
【0040】半径方向の誤差εが負の場合、ステップT
14に示す演算によってフィードフォワード係数の調整
を行ない、フィードフォワード係数を増加させる。この
演算は、例えば以下の式によって行なうことができる。 フィードフォワード系係数=フィードフォワード系係数
+フィードフォワード係数増分 上記式により変更された新たなフィードフォワード係数
を用いて、再びステップT8〜ステップT11の処理を
行なう。
【0041】ステップT12において、半径誤差の絶対
値が目標許容誤差より小さい場合には、このフィードフ
ォワード係数を調整フィードフォワード係数とし、この
サーボパラメータをサーボ制御系4に送出する。依然と
して、ステップT12で半径誤差の絶対値が目標許容誤
差より大きい場合には、再びステップT13を判定を行
なう。このステップT13の判定で、依然として半径方
向の誤差εの符号が負の場合には、ステップT14によ
りさらにフィードフォワード係数を大きくする。
【0042】一方、このステップT13の判定で、逆に
半径方向の誤差εの符号が正となった場合には、ステッ
プT14によるフィードフォワード係数の増加が大きす
ぎたため、ステップT15,16により大きすぎたフィ
ードフォワード係数を小さくする。ステップT15にお
いてフィードフォワード係数増分値を半分に変更し、ス
テップT16において、大きすぎたフィードフォワード
係数からこの半分にしたフィードフォワード係数増分値
を減算して、フィードフォワード係数を減少させる。な
お、ステップT15,16では、減算するフィードフォ
ワード係数増分値を1/2ずつの単位で変更している
が、変更単位を1/2に限らず1以下の任意の正の単位
とすることができる。
【0043】そして、ステップT15,16によって変
更したフィードフォワード係数を用いて、再びステップ
T8〜ステップT11の処理を行ない、ステップT12
の判定で誤差が目標許容値以下となるまで、ステップT
8〜ステップT16を繰り返す。なお、前記図5のフロ
ーチャートでは、円弧プログラムについてそのフィード
フォワード係数について示しているが、同様に、同プロ
グラムのその他のサーボパラメータについても調整を行
なうことができ、また、その他の動作を行なわせるプロ
グラムについても調整を行なうことができる。
【0044】図6は、本発明のサーボパラメータの自動
調整によって、半径10mmで速度が4000mm/分
の条件の円弧プログラムにおけるサーボパラメータを調
整した例を示している。図6の(a)は、調整前の軌跡
を示し、Aは半径10mmの基準となる軌跡であり、B
は基準の軌跡から+20μmの誤差の軌跡であり、Cは
基準の軌跡から−20μmの誤差の軌跡である。図6の
(b)は、フィードフォワード係数についてサーボパラ
メータ調整を行なった結果であり、図6の(c)は、フ
ィードフォワード係数に加えて象限突起補正の補正値に
ついてサーボパラメータ調整を行なった結果である。
【0045】さらに、図7は、本発明のサーボパラメー
タの自動調整により、周波数特性の測定も可能なことを
示す図である。本発明のサーボパラメータの自動調整で
は、サーボ制御系のサーボ情報を求めており、このサー
ボ情報を周波数特性とする場合には、周波数特性そのも
のの測定を行なうことも可能となる。図7の(a)は、
本発明の自動調整ソフトによって得た速度ループの周波
数特性である。図7の(b)の市販の周波数特性測定機
による測定結果と比較しても、十分な測定結果を得るこ
とができる。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
サーボ制御系のサーボパラメータを自動的に調整するこ
とができる自動調整方法及び自動調整装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のサーボパラメータの自動調整を説明す
るための概略ブロック図である。
【図2】本発明のサーボパラメータ自動調整装置の構成
を説明するブロック図である。
【図3】本発明を適用するサーボ制御系の構成を説明す
るブロック図である。
【図4】本発明のサーボパラメータの自動調整の作用を
説明するフローチャートである。
【図5】本発明により円弧プログラムのフィードフォワ
ード係数を自動調整する作用を説明するフローチャート
である。
【図6】本発明のサーボパラメータの自動調整による円
弧プログラムによる結果を示す図である。
【図7】本発明のサーボパラメータの自動調整による周
波数特性図である。
【符号の説明】
1 サーボパラメータ自動調整装置 2 NC装置 3 サーボモータ 4 サーボ制御系 11 調整用プログラム格納手段 12 インターフェイスボード 13 解析手段 14 サーボパラメータ自調整手段

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サーボ制御系に所定の動作を行なわせる
    ための調整用プログラムをサーボ制御系に送出し、前記
    送出された調整用プログラムによって駆動されるサーボ
    制御系のサーボ情報を解析し、前記解析結果に基づいて
    サーボ制御系のサーボパラメータを求め、前記求めたサ
    ーボパラメータをサーボ制御系に送出することを特徴と
    するサーボパラメータの自動調整方法。
  2. 【請求項2】 前記解析結果は、サーボ情報と基準値と
    の誤差であることを特徴とすることを特徴とする請求項
    1記載のサーボパラメータの自動調整方法。
  3. 【請求項3】 前記誤差が減少するサーボパラメータを
    求めることを特徴とする請求項2記載のサーボパラメー
    タの自動調整方法。
  4. 【請求項4】 サーボ制御系に所定の動作を行なわせる
    ための調整用プログラムを格納し、該調整用プログラム
    をサーボ制御系に送出可能な調整用プログラム格納手段
    と、前記調整用プログラムによるサーボ制御系の駆動に
    基づくサーボ情報を解析する解析手段と、前記解析手段
    の解析結果に基づいてサーボ制御系のサーボパラメータ
    を求め、該サーボパラメータをサーボ制御系に送出する
    サーボパラメータ調整手段を備えたことを特徴とするサ
    ーボパラメータの自動調整装置。
  5. 【請求項5】 前記解析手段は、サーボ情報と基準値と
    の誤差を求める誤差算出手段を備えることを特徴とする
    請求項4記載のサーボパラメータの自動調整装置。
  6. 【請求項6】 前記サーボパラメータ調整手段は、前記
    誤差に基づいてサーボパラメータを変更することを特徴
    とする請求項4記載のサーボパラメータの自動調整装
    置。
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