JPH10143215A - 軌跡制御機械の同期軸の制御方法 - Google Patents

軌跡制御機械の同期軸の制御方法

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JPH10143215A
JPH10143215A JP31686696A JP31686696A JPH10143215A JP H10143215 A JPH10143215 A JP H10143215A JP 31686696 A JP31686696 A JP 31686696A JP 31686696 A JP31686696 A JP 31686696A JP H10143215 A JPH10143215 A JP H10143215A
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JP
Japan
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axis
control
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Pending
Application number
JP31686696A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Teruda
田 善 章 照
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Nisshinbo Holdings Inc
Original Assignee
Nisshinbo Industries Inc
Nisshin Spinning Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量のある移動対象を、その一つの移動軸に
ついて2台のサ−ボモ−タを用いて移動させる場合、一
方の軸に残留振動が発生したり、一方の軸の軌跡精度が
他方の軸に比べて劣ったりすることなく、高精度の加工
を期待できる軌跡制御機械の同期軸の制御方法を提供す
ること。 【解決手段】 工作機械におけるガントリ型コラムのよ
うな移動対象の一つの移動軸を、2台のサ−ボモ−タの
同期制御により駆動するとき、前記2台のサ−ボモ−タ
に連結された第一軸と第二軸の位置ずれを減らすための
同期制御において、一方の軸M1側の現在位置と他方の軸
側の現在位置から算出した制御量を一方の軸M1の制御量
に加算すると共に、他方の軸M2側の現在位置と一方の軸
M1側の現在位置から算出した制御量を他方の軸M2の制御
量に加算して制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軌跡制御を必要と
する工作機械、例えば、大型のガントリ形のコラムを具
備した機械の当該コラムのように重量の大きな移動対象
を、その移動軸の一軸を2台のサ−ボモ−タを用いて移
動させる場合、それらサ−ボモ−タの個々の軸を同期さ
せて駆動制御するための軌跡制御機械の同期軸の制御方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、工作機械のテ−ブル等をX軸方
向及び/又はY軸方向に移動させる場合、従来、該テ−
ブルの移動軸の一軸については1台のモ−タを用いて行
っていたが、例えば大型ガントリ機械におけるガントリ
型コラムのように重量も大きく、また、構造的にも、移
動軸について2台のサ−ボモ−タを用いて駆動せざるを
得ない構造の機械がある。この場合、2台のサ−ボモ−
タの1台が接続された一方の軸を主軸(マスタ)、残り
のモ−タが接続された他方を従軸(スレ−ブ)とし、マ
スタ軸,スレ−ブ軸ともに同じ移動指令を入力した上
で、2台のサ−ボモ−タ間の誤差を減らすために、スレ
−ブ軸側だけにマスタ軸側との差分から算出した制御量
を加算して入力する方法が知られている(図4参照)。
【0003】即ち、図4において、AはNC(数値制
御、以下、同じ)プログラムを解釈して主制御部(図示
せず)からの移動指令(移動量,速度等)を受け入れる
軌道生成部、1,2は軌道生成部Aからの指令を受け
て、サ−ボモ−タのマスタ軸M1,スレ−ブ軸M2を駆動す
るための指令信号をアンプ11,21に供給する軸制御部、
E1,E2は、前記マスタ軸M1,スレ−ブ軸M2の回転角度乃
至は回転数を検出するエンコ−ダで、エンコ−ダE1,E2
の検出信号は、アンプ11,12、軸制御部1,2に帰還さ
れると共に、同期制御部3に送られる。そして、同期制
御部3ではマスタ軸M1とスレ−ブ軸M2のエンコ−ダのパ
ルスによりカウントされた位置の差と同期ゲインKsから
制御量を算出し、その制御量をスレ−ブ軸M2側のアンプ
21に加算して入力し、スレ−ブ軸M2がマスタ軸M1と同期
回転するようにしているのである。
【0004】然し乍ら、スレ−ブ軸側は、マスタ軸側の
動きが制御目標として加算されるので、マスタ軸側に比
べて、必ず遅れが生じることになる。このため、 ・位置決め動作では、スレ−ブ軸側に残留振動が発生す
る。 ・軌跡動作側では、スレ−ブ軸側は、直接マスタ軸側の
移動軌跡の影響を受けるために、軌跡精度は、マスタ軸
側に比べて劣ることになる。 ・この結果、スレ−ブ軸側に近い場所でワ−クを加工し
た場合、加工精度が悪くなる。 などの問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な従来技術に鑑み、例えば、大型ガントリ機械のような
重量の大きなガントリ型コラム等のように重量のある移
動対象を、その移動軸の一軸について2台のサ−ボモ−
タを用いてX軸方向又Y軸方向へ移動させる場合、一方
の軸に残留振動が発生したり、一方の軸の軌跡精度が他
方に比べて劣ったりすることなく、高精度の加工を期待
できる軌跡制御機械の同期軸の制御方法を提供すること
を、その課題とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明制御方法の構成は、工作機
械におけるガントリ型コラムのような移動対象の一つの
移動軸を、2台のサ−ボモ−タの同期制御により駆動す
るとき、前記2台のサ−ボモ−タに連結された第一軸と
第二軸の位置ずれを減らすための同期制御において、一
方の軸側の現在位置と他方の軸側の現在位置から算出し
た制御量を一方の軸の制御量に加算すると共に、他方の
軸側の現在位置と一方の軸側の現在位置から算出した制
御量を他方の軸の制御量に加算して制御することを特徴
とするものである。なお、前記移動対象は、NCプログ
ラムを解釈した主制御部からの移動指令(移動量,速度
等)を軌道生成部において受けて、それら指令により移
動するように形成されている。
【0007】而して、上記一方の軸側の現在位置と他方
の軸側の現在位置から、一方の軸側の制御量に加算する
制御量を求めるための係数と、他方の軸側の制御量に加
算する制御量を求めるための係数とを夫々独立して設定
し、前記係数を用いて求めたそれぞれの軸の制御量を加
算して制御するようにしてもよい。
【0008】また、軌跡制御時、軌道上の目標位置と一
方の軸側の現在位置の差の絶対値と、前記目標位置と他
方の軸側の現在位置の差の絶対値とを比較し、該絶対値
の大きい軸側の現在位置から制御量を算出し、これをそ
の軸の制御量に加算して制御するようにしてもよい。
【0009】更に、上記各手段において、NC装置から
サ−ボアンプへのオフセット電圧と速度電圧比を同定す
るためのチュ−ニング動作においては、一方の軸のチュ
−ニング中には、他方の軸は通常の軸制御部を使用せ
ず、同期制御部の追従動作のみの制御を行うようにして
もよい。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態例につ
いて、図により説明する。而して、同期制御の場合、軌
道生成部Aから供給される目標位置のデ−タは、軸制御
部1,2にそれぞれ分配され、各軸制御部1,2では各
軸M1,M2を駆動する夫々のモ−タを制御する。この制御
は、フィ−ドフォワ−ド制御、或は、各エンコ−ダE1,
E2のフィ−ドバック信号から算出される現在位置と前記
目標位置のデ−タをもとに、PID制御や加速度フィ−
ドバック制御などを行う。
【0011】図1において、図4に示した従来技術と異
なるところは、マスタ軸M1側に同期制御部31を、スレ−
ブ軸M2側に同期制御部32を設け、エンコ−ダE1,E2の出
力信号をそれぞれ両方の同期制御部31,32にフィ−ドバ
ックさせて、それぞれの軸M1,M2におけるそれぞれの現
在位置と目標位置から同期制御部31においては同期ゲイ
ンKs1からマスタ軸M1側の制御量を、同じく同期制御部3
2においては同期ゲインKs2からスレ−プ軸M2側の制御量
を算出し、マスタ軸M1側には該同期制御部31から前記の
算出した制御量をマスタ軸M1側の制御量に加算してアン
プ11に入力し、また、スレ−ブ軸M2側には同期制御部32
から算出した制御量をスレ−ブ軸M2側の制御量に加算し
てアンプ12に入力して、スレ−ブ軸M2とマスタ軸M1とが
同期回転するように制御する点である。
【0012】次に、図2の制御ブロックにおいても、軌
道生成部Aは、図1の場合と同様に、同期制御か否かに
拘らず、加減速を考慮した制御周期ごとの目標値を各補
間軸に対して出力するように形成されており、図1の制
御系と異なるところは、同期選択部4を設け、この同期
選択部4にも、軌道生成部Aからの目標位置とエンコ−
ダE1,E2のフィ−ドバック信号による現在位置を入力し
て、同期制御部31,32の出力を選択して制御するように
した点である。即ち、このブロック図において、同期選
択部4は、その入力側を、軌道生成部A,エンコ−ダE
1,E2に接続すると共に、出力側を、切換スイッチ部
5,5’を介して同期制御部31,32の出力側に接続し
た。
【0013】図2の制御ブロックにおける動作は次の通
りである。即ち、同期制御部31,32における制御量の算
出は、図1の制御系の場合と同じであるが、同期選択部
4において、マスタ軸M1の目標位置と現在位置の差の絶
対値と、スレ−ブ軸M2の目標位置と現在位置の差の絶対
値を比較し、その値が大きい方の軸側のスイッチ部5又
は5’を閉じて同期制御部31,32の一方を選択し、選択
された同期制御部31又は32で生成される同期制御量を、
選択された一方の軸制御部1又は2の制御量に加算する
ように構成したものである。なお、この例では、同期ゲ
インKs1,Ks2を、目標位置と現在位値による比例ゲイン
のみとして説明したが、必要に応じて、積分や微分によ
る制御量を加算するようにしてもよい。
【0014】一方、図3に示すブロック図は、NCから
サ−ボアンプ11又は12へのオフセット電圧と速度電圧比
を同定するためのチュ−ニング動作において、例えば、
マスタ軸M1のチュ−ニング中、スレ−ブ軸M2は通常の軸
制御部2からの制御量を使用せず、同期制御部32による
追従動作のみを行わせて、マスタ軸M1の動作に、スレ−
ブ軸M2の動作による干渉を最小限にして、マスタ軸M1の
チュ−ニングの精度を高めることを説明するためのもの
である。
【0015】
【発明の効果】本発明は上述のとおりであって、X軸及
び/又はY軸の一つの移動軸について、2台のサ−ボモ
−タで駆動軸を駆動するようにした工作機械等の移動対
象(例えば、大型ガントリ機械のガントリ型コラム)
を、前記2台のサ−ボモ−タのそれぞれの軸の位置ずれ
を減らすための同期制御において、一方の軸側の現在位
置と他方の軸側の現在位置から算出した制御量を一方の
軸の制御量に加算すると共に、他方の軸側の現在位置と
一方の軸側の現在位置から算出した制御量を他方の軸の
制御量に加算して制御するようにしたから、重量の大き
な移動対象の一つの移動軸を2台のサ−ボモ−タで駆動
する場合でも、1台のモ−タで駆動する場合と同精度の
軌跡制御を行うことが可能となり、かつ、正確,迅速に
移動させて位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施する一例の制御ブロック図。
【図2】本発明方法を実施する別例の制御ブロック図。
【図3】本発明方法において、マスタ軸のチュ−ニング
の精度を高めるための制御ブロック図。
【図4】従来方法の一例の制御ブロック図。
【符号の説明】
A 軌道生成部 1,2 軸制御部 11,12 アンプ E1,E2 エンコ−ダ M1 マスタ軸 M2 スレ−ブ軸 31,32 同期制御部 4 同期選択部 5,5' 同期制御部31,32の切換スイッチ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工作機械におけるガントリ型コラムのよ
    うな移動対象の一つの移動軸を、2台のサ−ボモ−タの
    同期制御により駆動するとき、前記2台のサ−ボモ−タ
    に連結された第一軸と第二軸の位置ずれを減らすための
    同期制御において、一方の軸側の現在位置と他方の軸側
    の現在位置から算出した制御量を一方の軸の制御量に加
    算すると共に、他方の軸側の現在位置と一方の軸側の現
    在位置から算出した制御量を他方の軸の制御量に加算し
    て制御することを特徴とする軌跡制御機械の同期軸の制
    御方法。
  2. 【請求項2】 一方の軸側の現在位置と他方の軸側の現
    在位置から、一方の軸側の制御量に加算する制御量を求
    めるための係数と、他方の軸側の制御量に加算する制御
    量を求めるための係数とを夫々独立して設定し、前記係
    数を用いて求めたそれぞれの軸の制御量を加算して制御
    することを特徴とする請求項1に記載の制御方法。
  3. 【請求項3】 軌跡制御時、軌道上の目標位置と一方の
    軸側の現在位置の差の絶対値と、前記目標位置と他方の
    軸側の現在位置の差の絶対値とを比較し、該絶対値の大
    きい軸側の現在位置から制御量を算出し、これをその軸
    の制御量に加算して制御することを特徴とする請求項1
    に記載の制御方法。
  4. 【請求項4】 NCからサ−ボアンプへのオフセット電
    圧と速度電圧比を同定するためのチュ−ニング動作にお
    いて、いずれか一方の軸のチュ−ニング中、他方の軸は
    通常の軸制御部を使用せず、同期制御部の追従動作のみ
    の制御を行う請求項1〜3のいずれかに記載の制御方
    法。
JP31686696A 1996-11-14 1996-11-14 軌跡制御機械の同期軸の制御方法 Pending JPH10143215A (ja)

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JP (1) JPH10143215A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7215089B2 (en) 2004-01-30 2007-05-08 Fanuc Ltd Threading/tapping control apparatus
JP2011165163A (ja) * 2010-01-12 2011-08-25 Yaskawa Electric Corp 同期制御装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7215089B2 (en) 2004-01-30 2007-05-08 Fanuc Ltd Threading/tapping control apparatus
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