JPH08221132A

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

Info

Publication number: JPH08221132A
Application number: JP7045010A
Authority: JP
Inventors: Heisuke Iwashita; 平輔岩下; Kaname Matsumoto; 要松本; Hajime Okita; 肇置田
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1995-02-10
Filing date: 1995-02-10
Publication date: 1996-08-30
Also published as: US5656906A

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２ＮＣ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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。