JPH0887333A - Servo control method - Google Patents
Servo control methodInfo
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- JPH0887333A JPH0887333A JP24864494A JP24864494A JPH0887333A JP H0887333 A JPH0887333 A JP H0887333A JP 24864494 A JP24864494 A JP 24864494A JP 24864494 A JP24864494 A JP 24864494A JP H0887333 A JPH0887333 A JP H0887333A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械のテーブルを
サーボモータで駆動する際発生する真円突起（象限突起
ともいう）が生じないようなサーボモータの制御方法に
係り、特に位置指令がオーバシュートする場合の制御方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servomotor control method in which a perfect circular protrusion (also referred to as a quadrant protrusion) generated when a table of a machine tool is driven by a servomotor is not generated, and in particular, a position command The present invention relates to a control method when overshooting.
【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法は、図
７に示すものが知られている。図において、１は工作機
の移動テーブル、２はサーボモータ、３はパルスジェネ
レータ、４はＮＣ装置、５は逆伝達関数補償器、６はパ
ルスカウンタ、７はＦ／Ｖ変換器、８は位置ループゲイ
ン、９は積分器、１０は速度ループゲイン、１１は電流
アンプ、１２、１３は積分ゲイン、１４は切替スイッ
チ、１５は積分時定数を切り替える補償器である。パル
スカウンタ６はパルスジェネレータ３の出力パルス２１
をカウントし、サーボモータ２の位置フィードバック２
２を出力する。Ｆ／Ｖ変換器７はパルスジェネレータ３
の出力パルス２１をＦ／Ｖ変換し、サーボモータ２の速
度フィードバック２３を出力する。ＮＣ装置４より出力
される位置指令値２４は逆伝達関数補償器５に入力さ
れ、その出力である位置指令値２５と位置フィードバッ
ク２２との偏差に位置ループゲイン８を掛けて速度目標
値２６を得る。積分器９は速度指令値２６と速度フィー
ドバック２３の偏差に積分時定数の逆数である積分ゲイ
ン１２または１３を掛けた値を積算する。積分器９に積
算された値２７と速度フィードバック２３の偏差に速度
ループゲイン１０を掛けてトルク指令値２８を得る。電
流アンプ１１はトルク指令値２８に応じた電流指令２９
をサーボモータ２に出力する。補償器１５は、スイッチ
１４を切り替えて、切削方向反転時に摩擦により発生す
る象限突起を補償する。図８は補償器１５で行われる処
理をフローチャートで表したものである。以下に、その
処理内容を説明する。 （Ｓ１）補償器１５はＮＣより出力される位置指令を監
視し、位置指令と位置出力の遅れを考慮して、象現の切
り替わり時期を予測する。 （Ｓ２）補償器１５は予測された切削方向反転時期を判
断する。 （Ｓ３）切削方向反転時期にきたら、積分時定数１３を
積分時定数１２に切り替える。 （Ｓ４）補償器１５は図８に示したトルク設定値（静止
摩擦担当）と現在出力しているトルク指令２８を比較す
る。 （Ｓ５）補償器１５は現在のトルク指令２８がトルク設
定値に達したら、積分時定数１２をもとの積分時定数１
３に戻す。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of controlling a servo motor for driving a table via a ball screw in a machine tool, a method shown in FIG. 7 is known. In the figure, 1 is a machine tool moving table, 2 is a servo motor, 3 is a pulse generator, 4 is an NC device, 5 is an inverse transfer function compensator, 6 is a pulse counter, 7 is an F / V converter, and 8 is a position. Loop gain, 9 is an integrator, 10 is a speed loop gain, 11 is a current amplifier, 12 and 13 are integral gains, 14 is a changeover switch, and 15 is a compensator for switching the integration time constant. The pulse counter 6 outputs the output pulse 21 of the pulse generator 3.
The position feedback 2 of the servo motor 2
2 is output. The F / V converter 7 is the pulse generator 3
The output pulse 21 of is converted to F / V, and the speed feedback 23 of the servo motor 2 is output. The position command value 24 output from the NC device 4 is input to the inverse transfer function compensator 5, and the deviation between the position command value 25 that is the output and the position feedback 22 is multiplied by the position loop gain 8 to obtain the speed target value 26. obtain. The integrator 9 integrates the value obtained by multiplying the deviation between the speed command value 26 and the speed feedback 23 by the integral gain 12 or 13 which is the reciprocal of the integral time constant. A torque command value 28 is obtained by multiplying the difference between the value 27 accumulated in the integrator 9 and the speed feedback 23 by the speed loop gain 10. The current amplifier 11 uses the current command 29 corresponding to the torque command value 28.
Is output to the servo motor 2. The compensator 15 switches the switch 14 to compensate for a quadrant protrusion generated by friction when the cutting direction is reversed. FIG. 8 is a flowchart showing the processing performed by the compensator 15. The processing content will be described below. (S1) The compensator 15 monitors the position command output from the NC, and predicts the switching timing of the quadrangle in consideration of the delay between the position command and the position output. (S2) The compensator 15 determines the predicted cutting direction reversal timing. (S3) When the cutting direction reversal timing comes, the integration time constant 13 is switched to the integration time constant 12. (S4) The compensator 15 compares the torque setting value (in charge of static friction) shown in FIG. 8 with the torque command 28 currently output. (S5) When the current torque command 28 reaches the torque setting value, the compensator 15 sets the integration time constant 12 to the original integration time constant 1
Return to 3.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の制御
方法では、サーボ系の追従誤差を軽減するために、図７
の５のように逆伝達関数補償５を行うと、図３の位置指
令２４が図４のようにオーバシュート（Ｐ1 −Ｐ2 −Ｐ
3 の変化過程）して位置制御系へ払い出される場合があ
る（指令２５）。位置指令２５が図４のように払い出さ
れた場合、従来の補償器では切削方向の反転（Ｐ1 点）
を検出し積分時定数を小さくした後、位置指令が再度反
転（Ｐ2 点）するので、トルク指令が所定の値に達する
前に、所定の値に対し反対方向に増加していくため、補
償動作を終了することができず、積分時定数が小さい状
態のままとなり、図５のように、サーボ系の不安定によ
る発振等の問題が発生していた。However, in the conventional control method, in order to reduce the tracking error of the servo system, as shown in FIG.
When the inverse transfer function compensation 5 is performed as shown in No. 5, the position command 24 in FIG. 3 causes the overshoot (P 1 -P 2 -P 2
There is a case where it is paid out to the position control system after the change process of 3 ) (command 25). When the position command 25 is delivered as shown in Fig. 4, the conventional compensator reverses the cutting direction (P 1 point).
Is detected and the integration time constant is reduced, the position command is inverted (point P 2 ) again, so the torque command increases in the opposite direction to the specified value before reaching the specified value. The operation could not be terminated and the integration time constant remained small, causing problems such as oscillation due to instability of the servo system as shown in FIG.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、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法であ
って、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
したサーボ制御方法において、切削方向の反転を検出し
積分時定数を小さくした後、位置指令が再度反転すると
補償動作をキャンセルして通常の積分時定数にもどすよ
うにしたものである。In order to solve the above problems, the present invention is a servo control method for driving a feed shaft of a machine tool, the servo control method comprising a position loop gain and a velocity loop gain. After removing the error, predict the cutting direction reversal timing at least from the position command in consideration of the response delay, reduce the integration time constant of the integrator when reversing the cutting direction, and after the torque command reaches a predetermined value. In the servo control method that restores the integration time constant to the original value, after detecting the reversal of the cutting direction and reducing the integration time constant, when the position command is reversed again, the compensation operation is canceled and the normal integration time constant is restored. It was made to return.
【０００５】[0005]
【作用】上記手段により、図１のような逆伝達関数補償
５によって、位置指令がオーバーシュートする制御方法
においても、切削方向の反転を検出し積分時定数を小さ
くした後、位置指令が再度反転すると、補償動作をキャ
ンセルし通常の積分時定数にもどすため、発振等の問題
が発生しない。By the above means, even in the control method in which the position command overshoots by the inverse transfer function compensation 5 as shown in FIG. 1, the reversal of the position command is detected again after detecting the reversal of the cutting direction and reducing the integration time constant. Then, since the compensation operation is canceled and the normal integration time constant is restored, problems such as oscillation do not occur.
【０００６】[0006]
【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は、本発明のサーボモータの制御方法である。
図７の制御ブロックに反転検出器３０を加えたものであ
る。その他の符号はすべて図７と同じである。図２は、
補償器１５と反転検出器３０で行われる処理を示すフロ
ーチャートである。以下にその処理内容を説明する。 （Ｓ１）補償器１５はＮＣより出力される位置指令２５
を監視し、位置指令と位置出力の遅れを考慮して、象現
の切り替わり時期を予測する。 （Ｓ２）補償器１５は予測された切削方向反転時期を判
断する。 （Ｓ３）切削方向反転時期にきたら、積分時定数１３を
積分時定数１２に切り替える。 （Ｓ４１）補償器１５は図６に示したトルク設定値と現
在出力しているトルク指令を比較する。 （Ｓ４２）反転検出器３０は位置指令が再度反転した場
合、反転検出後、強制的にＳ５に移行する。 （Ｓ５）補償器１５は現在のトルク指令２８がトルク設
定値に達したら積分時定数１２をもとの積分時定数１３
に戻す。 以上の処理を行うことにより、図１の実施例では、位置
指令がオーバーシュートする制御方法においても、図６
のような発振等の問題が発生しない。図１の実施例はＩ
・Ｐ型制御の例を示したが、ＰＩ型制御においても本発
明は有効である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a method for controlling a servo motor according to the present invention.
The inversion detector 30 is added to the control block of FIG. All other reference numerals are the same as in FIG. 7. Figure 2
6 is a flowchart showing processing performed by the compensator 15 and the inversion detector 30. The processing content will be described below. (S1) The compensator 15 outputs the position command 25 output from the NC.
And predicts the switching time of the quadrant by considering the delay of the position command and the position output. (S2) The compensator 15 determines the predicted cutting direction reversal timing. (S3) When the cutting direction reversal timing comes, the integration time constant 13 is switched to the integration time constant 12. (S41) The compensator 15 compares the torque setting value shown in FIG. 6 with the currently output torque command. (S42) When the position command is reversed again, the reversal detector 30 forcibly shifts to S5 after the reversal is detected. (S5) When the current torque command 28 reaches the torque set value, the compensator 15 uses the integration time constant 12 as the original integration time constant 13
Return to. By performing the above processing, in the embodiment of FIG. 1, even in the control method in which the position command overshoots, FIG.
Problems such as oscillation do not occur. The embodiment of FIG.
Although an example of P-type control is shown, the present invention is also effective for PI-type control.
【０００７】[0007]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、逆
伝達関数補償によって位置指令がオーバーシュートする
場合においても、補償中の位置指令の反転を検出し積分
時定数をもとの値にもどし強制的に補償動作を終了させ
ることにより、発振等の問題を発生させず正常に補償動
作を終了させることができる。As described above, according to the present invention, even when the position command overshoots due to the inverse transfer function compensation, the reversal of the position command during compensation is detected and the integral time constant is set to the original value. By forcibly ending the compensation operation, the compensation operation can be normally terminated without causing a problem such as oscillation.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】 本発明の実施例を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の補償器、反転検出器の処理を示すフ
ローチャートFIG. 2 is a flowchart showing processing of a compensator and an inversion detector according to the present invention.
【図３】 逆伝達関数補償器への位置入力FIG. 3 Position input to inverse transfer function compensator
【図４】 位置指令がオーバーシュートする状態を示す
図FIG. 4 is a diagram showing a state in which a position command overshoots.
【図５】 位置指令がオーバーシュートする場合の、従
来技術によるトルク波形FIG. 5 is a torque waveform according to the related art when the position command overshoots.
【図６】 位置指令がオーバーシュートする場合の、本
発明によるトルク波形FIG. 6 is a torque waveform according to the present invention when the position command overshoots.
【図７】 従来技術の例を示すブロック図FIG. 7 is a block diagram showing an example of a conventional technique.
【図８】 従来技術の補償器の処理を示すフローチャー
トFIG. 8 is a flowchart showing processing of a compensator according to the related art.
１ 工作機の移動テーブル ２ サーボモータ ３ パルスジェネレータ ４ ＮＣ装置 ５ 逆伝達関数補償器 ６ パルスカウンタ ７ Ｆ／Ｖ変換器 ８ 位置ループゲイン ９ 積分器 １０ 速度ループゲイン １１、１２ 積分ゲイン １１ 電流アンプ １４ 切替スイッチ １５ 積分時定数を切り替える補償器 ３０ 反転検出器 1 Machine Tool Moving Table 2 Servo Motor 3 Pulse Generator 4 NC Device 5 Inverse Transfer Function Compensator 6 Pulse Counter 7 F / V Converter 8 Position Loop Gain 9 Integrator 10 Speed Loop Gain 11, 12 Integral Gain 11 Current Amplifier 14 Changeover switch 15 Compensator for switching integration time constant 30 Inversion detector
───────────────────────────────────────────────────── 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 13/02 Ｂ 9131−3Ｈ 17/02 7531−3Ｈ // Ｇ０５Ｂ 19/404 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location G05B 13/02 B 9131-3H 17/02 7531-3H // G05B 19/404
Claims (1)
備え、工作機械の送り軸を駆動するサーボ制御方法であ
って、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
したサーボ制御方法において、 切削方向の反転を検出し積分時定数を小さくした後、位
置指令が再度反転すると補償動作をキャンセルして通常
の積分時定数にもどすことを特徴とするサーボ制御方
法。1. A servo control method for driving a feed shaft of a machine tool, comprising a position loop gain and a velocity loop gain, wherein after removing a positioning error caused by a backlash, at least a response delay is considered from a position command. A servo control method for predicting the cutting direction reversal timing, reducing the integration time constant of the integrator when the cutting direction is reversed, and restoring the integration time constant after the torque command reaches a predetermined value. In (2), the servo control method is characterized in that after detecting the reversal of the cutting direction and reducing the integration time constant, the compensation operation is canceled and the normal integration time constant is restored when the position command reverses again.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP24864494A JP3271440B2 (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Servo control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24864494A JP3271440B2 (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Servo control method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0887333A true JPH0887333A (en) | 1996-04-02 |
| JP3271440B2 JP3271440B2 (en) | 2002-04-02 |
Family
ID=17181189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24864494A Expired - Fee Related JP3271440B2 (en) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | Servo control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3271440B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008016015A (en) * | 2006-06-06 | 2008-01-24 | Optex Co Ltd | Sensitivity selective type intrusion detecting system |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007011611A (en) | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Ricoh Co Ltd | Positioning control device, positioning control method, program for causing computer to execute the method, image forming apparatus, and recording medium |
| JP4532363B2 (en) | 2005-07-07 | 2010-08-25 | 株式会社リコー | DIGITAL SPEED CONTROL DEVICE, DIGITAL MOTOR CONTROL DEVICE, PAPER CONVEYING DEVICE, DIGITAL SPEED CONTROL METHOD, PROGRAM FOR COMPUTER EXECUTING THE METHOD, COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM, AND IMAGE FORMING DEVICE |
-
1994
- 1994-09-16 JP JP24864494A patent/JP3271440B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008016015A (en) * | 2006-06-06 | 2008-01-24 | Optex Co Ltd | Sensitivity selective type intrusion detecting system |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3271440B2 (en) | 2002-04-02 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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