JPH10296672A - 旋回機構の数値制御装置 - Google Patents
旋回機構の数値制御装置Info
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- JPH10296672A JPH10296672A JP9112469A JP11246997A JPH10296672A JP H10296672 A JPH10296672 A JP H10296672A JP 9112469 A JP9112469 A JP 9112469A JP 11246997 A JP11246997 A JP 11246997A JP H10296672 A JPH10296672 A JP H10296672A
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/18—Numerical 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
- G05B19/19—Numerical 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
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41133—Compensation non linear transfer function
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
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- Manipulator (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 旋回体の旋回速度を高精度に安定させるこ
とができ、かつかつ駆動源のドループを回転駆動源で駆
動した場合と同様にすることのできる旋回機構の数値制
御装置を提供することを目的とする。 【解決手段】非円運動をする駆動源により非線形伝動機
構を介して旋回体を旋回させる旋回機構の数値制御装置
３は、入力される旋回角度信号θ*を駆動源の位置に変
換して信号出力する座標変換器３１と、旋回角度信号θ
*に応じて駆動源の位置誤差を演算して信号出力する補
正器３２とを有し、座標変換器３１から出力される変換
信号Ｘ*と、補正器３２から出力される補正信号ＸCとを
加えたものをサーボ入力信号Ｘtとして、前記駆動源の
制御を行っている。
とができ、かつかつ駆動源のドループを回転駆動源で駆
動した場合と同様にすることのできる旋回機構の数値制
御装置を提供することを目的とする。 【解決手段】非円運動をする駆動源により非線形伝動機
構を介して旋回体を旋回させる旋回機構の数値制御装置
３は、入力される旋回角度信号θ*を駆動源の位置に変
換して信号出力する座標変換器３１と、旋回角度信号θ
*に応じて駆動源の位置誤差を演算して信号出力する補
正器３２とを有し、座標変換器３１から出力される変換
信号Ｘ*と、補正器３２から出力される補正信号ＸCとを
加えたものをサーボ入力信号Ｘtとして、前記駆動源の
制御を行っている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非円運動をする駆
動源により非線形伝動機構を介して所定の旋回軸回りに
旋回体を旋回させる旋回機構の数値制御装置に関する。
動源により非線形伝動機構を介して所定の旋回軸回りに
旋回体を旋回させる旋回機構の数値制御装置に関する。
【０００２】
【背景技術】従来より、所定の旋回軸回りに旋回体を旋
回させる旋回機構を備えた工作機械等においては、直線
運動をする駆動源と、この駆動源の直線運動を旋回体に
伝達する伝動機構とを有する旋回機構が知られ、伝動機
構としては、ラックアンドピニオン機構、ウオームギア
機構等が用いられている。このような旋回機構のうち、
カム機構を用いて旋回体を駆動させるものがあり、例え
ば、特願平８−１９８０３５号に示される旋回機構があ
る。
回させる旋回機構を備えた工作機械等においては、直線
運動をする駆動源と、この駆動源の直線運動を旋回体に
伝達する伝動機構とを有する旋回機構が知られ、伝動機
構としては、ラックアンドピニオン機構、ウオームギア
機構等が用いられている。このような旋回機構のうち、
カム機構を用いて旋回体を駆動させるものがあり、例え
ば、特願平８−１９８０３５号に示される旋回機構があ
る。
【０００３】この旋回機構１は、図１０（Ａ）に示され
るように、ベース部材１１に旋回可能に支持される旋回
体１２と、これらの旋回体１２を旋回させる駆動源１３
と、この駆動源１３の運動を旋回体１２に伝達する伝動
機構１４とを含んで形成される。旋回体１２は、前記ベ
ース部材１１に支持軸１５によって旋回軸Ａ回りに旋回
可能に支持され、その先端には、後述する連結軸１４３
と係合する凹部１２１が形成されている。この旋回体１
２の旋回軸Ａの近傍には、ビルトインモータ方式の主軸
頭１２１が設けられ、旋回体１２の旋回運動に伴って主
軸頭１２２が旋回してワークに対する種々の加工を行う
ことが可能となる。
るように、ベース部材１１に旋回可能に支持される旋回
体１２と、これらの旋回体１２を旋回させる駆動源１３
と、この駆動源１３の運動を旋回体１２に伝達する伝動
機構１４とを含んで形成される。旋回体１２は、前記ベ
ース部材１１に支持軸１５によって旋回軸Ａ回りに旋回
可能に支持され、その先端には、後述する連結軸１４３
と係合する凹部１２１が形成されている。この旋回体１
２の旋回軸Ａの近傍には、ビルトインモータ方式の主軸
頭１２１が設けられ、旋回体１２の旋回運動に伴って主
軸頭１２２が旋回してワークに対する種々の加工を行う
ことが可能となる。
【０００４】駆動源１３は、サーボモータ１３１と、こ
のサーボモータ１３１の回転軸先端に設けられた歯車と
噛合するピニオンギア１３２と、サーボモータ１３１の
回転軸の回転に伴って前記ピニオン１３２によって回転
する送りねじ棹１３３と、この送りねじ棹１３３と螺合
し、当該送りねじ棹１３３の延出方向に沿って直線運動
する送りナット１３４とを含んで形成される。駆動源１
３の送りナット１３４の直線運動を前記旋回体１２に伝
達する伝動機構１４は、横スライダ１４１と、縦スライ
ダ１４２と、連結軸１４３とを含んで形成される。
のサーボモータ１３１の回転軸先端に設けられた歯車と
噛合するピニオンギア１３２と、サーボモータ１３１の
回転軸の回転に伴って前記ピニオン１３２によって回転
する送りねじ棹１３３と、この送りねじ棹１３３と螺合
し、当該送りねじ棹１３３の延出方向に沿って直線運動
する送りナット１３４とを含んで形成される。駆動源１
３の送りナット１３４の直線運動を前記旋回体１２に伝
達する伝動機構１４は、横スライダ１４１と、縦スライ
ダ１４２と、連結軸１４３とを含んで形成される。
【０００５】横スライダ１４１は、ベース部材１１に直
線状に設けられる横ガイド１１１の延出方向に移動自在
に取り付けられるとともに、その上面には、横ガイド１
１１の延出方向に直交して延びる縦ガイド１４１Ａが形
成されている。縦スライダ１４２は、この縦ガイド１４
１Ａの延出方向に移動自在に取り付けられ、その上面に
は、旋回体１２の凹部１２１と係合する連結軸１４３が
設けられている。そして、前記右側の横スライダ１４１
には、上述した駆動源１３の送りナット１３４が接合固
定されている。尚、２つの旋回体１２のそれぞれに設け
られた横スライダ１４１同士は、連結ロッド１４４によ
って連結され、図１０（Ａ）中右側の旋回体１２の旋回
に伴って他方の旋回体１２も旋回する。
線状に設けられる横ガイド１１１の延出方向に移動自在
に取り付けられるとともに、その上面には、横ガイド１
１１の延出方向に直交して延びる縦ガイド１４１Ａが形
成されている。縦スライダ１４２は、この縦ガイド１４
１Ａの延出方向に移動自在に取り付けられ、その上面に
は、旋回体１２の凹部１２１と係合する連結軸１４３が
設けられている。そして、前記右側の横スライダ１４１
には、上述した駆動源１３の送りナット１３４が接合固
定されている。尚、２つの旋回体１２のそれぞれに設け
られた横スライダ１４１同士は、連結ロッド１４４によ
って連結され、図１０（Ａ）中右側の旋回体１２の旋回
に伴って他方の旋回体１２も旋回する。
【０００６】このような旋回機構１は以下のように動作
する。 サーボモータ１３１が回転すると、ピニオンギア１
３２によって送りねじ棹１３３が回転する。 送りねじ棹１３３の回転により送りナット１３４が
送りねじ棹１３３の延出方向に沿って移動する。 送りナット１３４の移動とともに、横スライダ１４
１が移動し、連結軸１４３を介して旋回体１２が旋回す
る。
する。 サーボモータ１３１が回転すると、ピニオンギア１
３２によって送りねじ棹１３３が回転する。 送りねじ棹１３３の回転により送りナット１３４が
送りねじ棹１３３の延出方向に沿って移動する。 送りナット１３４の移動とともに、横スライダ１４
１が移動し、連結軸１４３を介して旋回体１２が旋回す
る。
【０００７】尚、横スライダ１４１の移動中、連結軸１
４３は、縦スライダ１４２とともに縦ガイド１４１Ａに
沿って移動することにより、旋回体１２の凹部１２１と
の係合を維持する。そして、図１０（Ｂ）に示すよう
に、連結軸１４３の軌跡１４３Ａは、送りナット１３４
のＸ方向の軌跡１３４Ａに対して、旋回軸Ａ回りθ方向
の円弧状をなしている。
４３は、縦スライダ１４２とともに縦ガイド１４１Ａに
沿って移動することにより、旋回体１２の凹部１２１と
の係合を維持する。そして、図１０（Ｂ）に示すよう
に、連結軸１４３の軌跡１４３Ａは、送りナット１３４
のＸ方向の軌跡１３４Ａに対して、旋回軸Ａ回りθ方向
の円弧状をなしている。
【０００８】このような旋回機構１によれば、横スライ
ダ１４１、縦スライダ１４２のガイド１１１、１４１Ａ
に沿った単純な動作によって、駆動源１３の直線運動を
旋回体１２の旋回運動に伝達することができる。従っ
て、ラックアンドピニオン機構やウオームギア機構のよ
うに噛合部分が磨滅して旋回動作の不良等を起こすこと
がなく、極めて耐久性の高い旋回機構を形成することが
できる。
ダ１４１、縦スライダ１４２のガイド１１１、１４１Ａ
に沿った単純な動作によって、駆動源１３の直線運動を
旋回体１２の旋回運動に伝達することができる。従っ
て、ラックアンドピニオン機構やウオームギア機構のよ
うに噛合部分が磨滅して旋回動作の不良等を起こすこと
がなく、極めて耐久性の高い旋回機構を形成することが
できる。
【０００９】また、複数の旋回体１２を隣接配置した場
合、ラックアンドピニオン等の伝動機構では、隣接する
伝動機構のギア同士が干渉しないように配置間隔を大き
くとる必要がある。これに対して、上述した旋回機構１
であれば、このようなことを配慮することなく、旋回体
１２を接近させて隣接配置することができるので、複数
の旋回体を有する工作機械を小型化することができる。
そして、このような旋回機構１を工作機械等に組み込む
場合、ワークの加工を精度よく行うためには、入力され
た旋回角度信号に対する旋回体の位置決め精度を高くす
る他、旋回体の旋回速度を高精度に安定させる必要があ
り、特にプロファイラ等の多軸の高精度輪郭加工用工作
機械では、位置決め、旋回速度の高精度化は重要な問題
となる。
合、ラックアンドピニオン等の伝動機構では、隣接する
伝動機構のギア同士が干渉しないように配置間隔を大き
くとる必要がある。これに対して、上述した旋回機構１
であれば、このようなことを配慮することなく、旋回体
１２を接近させて隣接配置することができるので、複数
の旋回体を有する工作機械を小型化することができる。
そして、このような旋回機構１を工作機械等に組み込む
場合、ワークの加工を精度よく行うためには、入力され
た旋回角度信号に対する旋回体の位置決め精度を高くす
る他、旋回体の旋回速度を高精度に安定させる必要があ
り、特にプロファイラ等の多軸の高精度輪郭加工用工作
機械では、位置決め、旋回速度の高精度化は重要な問題
となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな旋回機構１は、図１０（Ｂ）からわかるように、旋
回軸Ａから駆動源１３の直線駆動点（送りナット１３４
の位置）までの距離が、旋回角θの位置によって変化す
る。従って、旋回体旋回体１２の旋回速度を一定に維持
しつつ旋回させるためには、駆動源１３の直線運動を旋
回角θに応じて変化するように制御しなければならな
い。具体的には、駆動源１３の直線運動を旋回体１２の
回転運動に変換しているので、当該駆動源１３の運動速
度を三角関数的に変化させながら駆動する必要がある。
うな旋回機構１は、図１０（Ｂ）からわかるように、旋
回軸Ａから駆動源１３の直線駆動点（送りナット１３４
の位置）までの距離が、旋回角θの位置によって変化す
る。従って、旋回体旋回体１２の旋回速度を一定に維持
しつつ旋回させるためには、駆動源１３の直線運動を旋
回角θに応じて変化するように制御しなければならな
い。具体的には、駆動源１３の直線運動を旋回体１２の
回転運動に変換しているので、当該駆動源１３の運動速
度を三角関数的に変化させながら駆動する必要がある。
【００１１】また、駆動源１３の直線駆動点に位置誤差
（ドループ）ＥX が生じた場合、これに追従する旋回体
の位置誤差Ｅθは旋回角度によって変化する。従って、
角度θに応じて位置誤差Ｅθを回転駆動源で直接駆動し
た場合と同様になるように制御しなければならない。こ
のような問題は、上述した伝動機構１４によって駆動源
１３の運動を旋回体に伝達する旋回機構１のみならず、
リンク機構等の非線形伝動機構を利用した旋回機構につ
いても同様の問題として把握される。
（ドループ）ＥX が生じた場合、これに追従する旋回体
の位置誤差Ｅθは旋回角度によって変化する。従って、
角度θに応じて位置誤差Ｅθを回転駆動源で直接駆動し
た場合と同様になるように制御しなければならない。こ
のような問題は、上述した伝動機構１４によって駆動源
１３の運動を旋回体に伝達する旋回機構１のみならず、
リンク機構等の非線形伝動機構を利用した旋回機構につ
いても同様の問題として把握される。
【００１２】本発明の目的は、非円運動をする駆動源に
より非線形伝動機構を介して旋回体を旋回させる旋回機
構の数値制御装置において、旋回体の旋回速度を高精度
に安定させることができ、かつ駆動源のドループを回転
駆動源で駆動した場合と同様にすることのできる旋回機
構の数値制御装置を提供することにある。
より非線形伝動機構を介して旋回体を旋回させる旋回機
構の数値制御装置において、旋回体の旋回速度を高精度
に安定させることができ、かつ駆動源のドループを回転
駆動源で駆動した場合と同様にすることのできる旋回機
構の数値制御装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係る旋回機構の
数値制御装置は、図１に示されるブロック図を用いて説
明すれば、非円運動をする駆動源により非線形伝動機構
を介して所定の旋回軸回りに旋回体を旋回させる旋回機
構の数値制御装置３であって、入力される旋回角度信号
θ* を前記駆動源の位置に変換して信号出力する座標変
換器３１と、前記旋回角度信号に応じて前記駆動源への
補正量を演算して信号出力する補正器３２とを有し、前
記座標変換器３１から出力される変換信号Ｘ* と、前記
補正器３２から出力される補正信号ＸC とを加えたもの
をサーボ入力信号Ｘt として、前記駆動源の制御を行う
ことを特徴とする。
数値制御装置は、図１に示されるブロック図を用いて説
明すれば、非円運動をする駆動源により非線形伝動機構
を介して所定の旋回軸回りに旋回体を旋回させる旋回機
構の数値制御装置３であって、入力される旋回角度信号
θ* を前記駆動源の位置に変換して信号出力する座標変
換器３１と、前記旋回角度信号に応じて前記駆動源への
補正量を演算して信号出力する補正器３２とを有し、前
記座標変換器３１から出力される変換信号Ｘ* と、前記
補正器３２から出力される補正信号ＸC とを加えたもの
をサーボ入力信号Ｘt として、前記駆動源の制御を行う
ことを特徴とする。
【００１４】ここで、非線形伝動機構とは、駆動源の位
置の変化が線形的に旋回体の旋回位置の変化とならない
伝動機構をいい、例えば、上述したカム機構、リンク機
構等が考えられる。また、駆動源の非円運動とは、駆動
源の駆動点が円形状に運動するもの以外の運動をいい、
主として駆動点が直線状に往復運動するような場合を意
味するが、駆動点が多角形状に運動するような場合をも
含むものである。
置の変化が線形的に旋回体の旋回位置の変化とならない
伝動機構をいい、例えば、上述したカム機構、リンク機
構等が考えられる。また、駆動源の非円運動とは、駆動
源の駆動点が円形状に運動するもの以外の運動をいい、
主として駆動点が直線状に往復運動するような場合を意
味するが、駆動点が多角形状に運動するような場合をも
含むものである。
【００１５】このような本発明によれば、数値制御装置
３が座標変換器３１と補正器３２とを備え、各々から出
力される変換信号Ｘ* と、補正信号ＸC とを加えたもの
を駆動源のサーボ入力信号Ｘt としているので、非円運
動をする駆動源により非線形伝達機構を介して旋回体を
旋回させる旋回機構であっても、旋回体の旋回速度を高
精度に安定させることができるうえ、補正器３１を備え
ているので、補正信号ＸC により回転駆動源で駆動した
場合と同様な旋回動作が可能となる。
３が座標変換器３１と補正器３２とを備え、各々から出
力される変換信号Ｘ* と、補正信号ＸC とを加えたもの
を駆動源のサーボ入力信号Ｘt としているので、非円運
動をする駆動源により非線形伝達機構を介して旋回体を
旋回させる旋回機構であっても、旋回体の旋回速度を高
精度に安定させることができるうえ、補正器３１を備え
ているので、補正信号ＸC により回転駆動源で駆動した
場合と同様な旋回動作が可能となる。
【００１６】以上において、補正器としては、旋回角度
信号θ* に旋回体の角速度の自乗に比例する係数を乗じ
た補正信号ＸC を出力する補正器３２を採用するのが好
ましい。すなわち、旋回体の定速度旋回途中において
は、駆動源の位置Ｘ、旋回角度θ、時間ｔとの間には、
次のような関係が成立する。
信号θ* に旋回体の角速度の自乗に比例する係数を乗じ
た補正信号ＸC を出力する補正器３２を採用するのが好
ましい。すなわち、旋回体の定速度旋回途中において
は、駆動源の位置Ｘ、旋回角度θ、時間ｔとの間には、
次のような関係が成立する。
【００１７】
【数１】
【００１８】上記「数１」において、旋回体の角速度を
一定とするように制御したいので、角加速度は０とな
り、「数１」は次のような「数２」に整理される。
一定とするように制御したいので、角加速度は０とな
り、「数１」は次のような「数２」に整理される。
【００１９】
【数２】
【００２０】旋回体が一定速度で旋回する場合でも、駆
動源の速度は変化する。この加速度がドループの誤差等
に影響するので、補正器による補正信号ＸC は、駆動源
の加速度に比例するものと仮定すると、「数３」が成立
する。
動源の速度は変化する。この加速度がドループの誤差等
に影響するので、補正器による補正信号ＸC は、駆動源
の加速度に比例するものと仮定すると、「数３」が成立
する。
【００２１】
【数３】
【００２２】従って、駆動源の位置ずれを補正する補正
信号ＸC は、旋回体の角速度（ｄθ／ｄｔ）の自乗に比
例する要因を持っているということが判る。すなわち、
旋回体の角速度を大きく設定するにつれて補正信号ＸC
が大きくなるので、工作機械を高速に動作させるほど、
補正器３２の効果が大きいといえ、本発明に係る数値制
御装置を組み込んだ旋回機構であれば、旋回体の速度に
よらず、高精度に安定させて旋回体を旋回させることが
可能となる。尚、後述するが、シミュレーションの結
果、Ｋ＝１／２ω0 2 とすると、補正器の効果が大きい
ことがわかっている。
信号ＸC は、旋回体の角速度（ｄθ／ｄｔ）の自乗に比
例する要因を持っているということが判る。すなわち、
旋回体の角速度を大きく設定するにつれて補正信号ＸC
が大きくなるので、工作機械を高速に動作させるほど、
補正器３２の効果が大きいといえ、本発明に係る数値制
御装置を組み込んだ旋回機構であれば、旋回体の速度に
よらず、高精度に安定させて旋回体を旋回させることが
可能となる。尚、後述するが、シミュレーションの結
果、Ｋ＝１／２ω0 2 とすると、補正器の効果が大きい
ことがわかっている。
【００２３】さらに、図２（Ａ）に示すように、旋回体
１２と、直線運動する駆動源となる送りナット１３４と
を連結する連結軸１４３が旋回体１２の半径Ｒの円弧軌
道に沿って動く場合、座標変換器３１による変換信号Ｘ
* を、 Ｘ* ＝Ｒ・ｓｉｎ（θ* ） とし、補正器３２による補正信号ＸC を、 ＸC ＝Ｒ／２・［（ｄθ* ／ｄｔ）／ω0 ］2 ・ｓｉｎ
θ* とするのが好ましい。
１２と、直線運動する駆動源となる送りナット１３４と
を連結する連結軸１４３が旋回体１２の半径Ｒの円弧軌
道に沿って動く場合、座標変換器３１による変換信号Ｘ
* を、 Ｘ* ＝Ｒ・ｓｉｎ（θ* ） とし、補正器３２による補正信号ＸC を、 ＸC ＝Ｒ／２・［（ｄθ* ／ｄｔ）／ω0 ］2 ・ｓｉｎ
θ* とするのが好ましい。
【００２４】すなわち、図２（Ｂ）の模式図に示される
ように、連結軸１４３は円弧状の軌跡１４３Ａを描くと
ともに、送りナット１３４は直線状の軌跡１３４Ａを描
く。従って、送りナット１３４の位置誤差ＥX は、連結
軸１４３の位置誤差Ｌ（角度誤差Ｅθ）の余弦として変
換することが可能なので、入力した旋回角度信号θ*に
応じて駆動源の制御位置Ｘ* と、その際の位置誤差ＥX
を算出することが可能となり、駆動源のドループに伴う
旋回体の追従誤差を大幅に低減することが可能となる。
ように、連結軸１４３は円弧状の軌跡１４３Ａを描くと
ともに、送りナット１３４は直線状の軌跡１３４Ａを描
く。従って、送りナット１３４の位置誤差ＥX は、連結
軸１４３の位置誤差Ｌ（角度誤差Ｅθ）の余弦として変
換することが可能なので、入力した旋回角度信号θ*に
応じて駆動源の制御位置Ｘ* と、その際の位置誤差ＥX
を算出することが可能となり、駆動源のドループに伴う
旋回体の追従誤差を大幅に低減することが可能となる。
【００２５】そして、図７（Ａ）に示すように、旋回体
２２と、送りナット２３４とを連結する連結軸２４３が
送りナット２３４の移動方向、すなわち、直線軌道に沿
って動く場合、座標変換器３１による変換信号Ｘ* を、 Ｘ* ＝Ｒ・ｔａｎ（θ* ） とし、補正器３２による補正信号ＸC を、 ＸC ＝Ｒ・（ｄθ* ／ｄｔ）2 ・ｔａｎθ* ・（１＋ｔ
ａｎ2 θ* ）／ω0 2 とするのが好ましい。
２２と、送りナット２３４とを連結する連結軸２４３が
送りナット２３４の移動方向、すなわち、直線軌道に沿
って動く場合、座標変換器３１による変換信号Ｘ* を、 Ｘ* ＝Ｒ・ｔａｎ（θ* ） とし、補正器３２による補正信号ＸC を、 ＸC ＝Ｒ・（ｄθ* ／ｄｔ）2 ・ｔａｎθ* ・（１＋ｔ
ａｎ2 θ* ）／ω0 2 とするのが好ましい。
【００２６】すなわち、図７（Ｂ）の模式図に示すよう
に旋回体２２の円弧軌道２２Ａ上の位置誤差（角度誤差
Ｅθ）は、正接によって送りナット２３４の運動方向の
位置誤差ＥX に変換することが可能となるので、上述の
場合と同様に、入力した旋回角度信号θ* に応じて位置
誤差ＥX を算出することが可能となり、駆動源のドルー
プに伴う旋回体の追従誤差を大幅に低減することが可能
となる。
に旋回体２２の円弧軌道２２Ａ上の位置誤差（角度誤差
Ｅθ）は、正接によって送りナット２３４の運動方向の
位置誤差ＥX に変換することが可能となるので、上述の
場合と同様に、入力した旋回角度信号θ* に応じて位置
誤差ＥX を算出することが可能となり、駆動源のドルー
プに伴う旋回体の追従誤差を大幅に低減することが可能
となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の第１実施形態を
図面に基づいて説明する。尚、既に説明した部材または
部分と同一または類似の部材または部分については、そ
の説明を省略または簡略にする。上述した図２（Ａ）に
示されるように、第１実施形態に係る旋回機構１は従来
例で説明したものと同様の構造を有している。
図面に基づいて説明する。尚、既に説明した部材または
部分と同一または類似の部材または部分については、そ
の説明を省略または簡略にする。上述した図２（Ａ）に
示されるように、第１実施形態に係る旋回機構１は従来
例で説明したものと同様の構造を有している。
【００２８】この旋回機構１は、旋回体１２と、送りナ
ット１３４と、この送りナット１３４に図２では図示を
略したが、横スライダおよび縦スライダを介して設けら
れる連結軸１４３とを含んで形成され、連結軸１４３の
軌跡と送りナット１３４の軌跡とを模式化した図が図２
（Ｂ）に示されている。そして、上述した変換信号
Ｘ* 、補正信号ＸC は、以下のような方法によって求め
られる。すなわち、連結軸１４３の軌跡が旋回体１２の
半径Ｒの円弧軌道に沿って移動するので、θ＝０でＸ＝
０とし、θ＝０で回転軸の接線と直線軸が平行になると
すれば、送りナット１３４の移動量Ｘと連結軸１４３
（旋回体１２）の旋回角度θとの間には、「数４」が成
立する。
ット１３４と、この送りナット１３４に図２では図示を
略したが、横スライダおよび縦スライダを介して設けら
れる連結軸１４３とを含んで形成され、連結軸１４３の
軌跡と送りナット１３４の軌跡とを模式化した図が図２
（Ｂ）に示されている。そして、上述した変換信号
Ｘ* 、補正信号ＸC は、以下のような方法によって求め
られる。すなわち、連結軸１４３の軌跡が旋回体１２の
半径Ｒの円弧軌道に沿って移動するので、θ＝０でＸ＝
０とし、θ＝０で回転軸の接線と直線軸が平行になると
すれば、送りナット１３４の移動量Ｘと連結軸１４３
（旋回体１２）の旋回角度θとの間には、「数４」が成
立する。
【００２９】
【数４】
【００３０】従って、両辺を微分すれば、次のような
「数５」が導かれる。
「数５」が導かれる。
【００３１】
【数５】
【００３２】一定の角速度で旋回体を回転させている場
合の位置誤差は、角速度に比例し、位置制御ループゲイ
ンω0 に反比例するので、駆動源の位置誤差ＥX は、次
のように求められる。
合の位置誤差は、角速度に比例し、位置制御ループゲイ
ンω0 に反比例するので、駆動源の位置誤差ＥX は、次
のように求められる。
【００３３】
【数６】
【００３４】そして、図２（Ｂ）において、旋回体１２
の位置誤差Ｅθと上記駆動源の位置誤差ＥX との関係
は、実際のＥX 、Ｅθは、それぞれＸ、θの後方に存在
するがＸ、θを中心としてとると、Ｌ≒Ｒ・Ｅθと近似
することができ、次の「数７」で表される。
の位置誤差Ｅθと上記駆動源の位置誤差ＥX との関係
は、実際のＥX 、Ｅθは、それぞれＸ、θの後方に存在
するがＸ、θを中心としてとると、Ｌ≒Ｒ・Ｅθと近似
することができ、次の「数７」で表される。
【００３５】
【数７】
【００３６】従って、旋回体１２の角度位置誤差Ｅθが
一番大きくなるのは、直線軸方向の速度が変化している
場合に式６を用いた点である。実際は、旋回体１２の角
速度が一定の時、直線軸方向速度はＲ・ｃｏｓ（θ）に
比例して変化しているので、「数５」を微分し、旋回体
の角加速度が０であるという点を考慮すると、次の「数
８」のようになる。
一番大きくなるのは、直線軸方向の速度が変化している
場合に式６を用いた点である。実際は、旋回体１２の角
速度が一定の時、直線軸方向速度はＲ・ｃｏｓ（θ）に
比例して変化しているので、「数５」を微分し、旋回体
の角加速度が０であるという点を考慮すると、次の「数
８」のようになる。
【００３７】
【数８】
【００３８】そして、この「数８」によって誤差が引き
起こされると考えられるので、図３のブロック図に示さ
れるように、図２（Ａ）に示される旋回機構１と、旋回
体にサーボモータを直接接続した回転駆動源による旋回
機構との比較制御機構４によってシミュレーションを行
った。第１の制御機構５は、旋回角度θ* を入力する入
力部５１と、上述した旋回機構１を含む動作部５２と、
この動作部５２の動作から送りナット１３４の位置Ｘ m
を検出し、このＸm を角度に逆変換する検出部５３とを
備えている。
起こされると考えられるので、図３のブロック図に示さ
れるように、図２（Ａ）に示される旋回機構１と、旋回
体にサーボモータを直接接続した回転駆動源による旋回
機構との比較制御機構４によってシミュレーションを行
った。第１の制御機構５は、旋回角度θ* を入力する入
力部５１と、上述した旋回機構１を含む動作部５２と、
この動作部５２の動作から送りナット１３４の位置Ｘ m
を検出し、このＸm を角度に逆変換する検出部５３とを
備えている。
【００３９】第２の制御機構６は、旋回体を直接旋回さ
せる動作部６１を備え、この動作部６１には、第１の制
御機構５の入力部５１の旋回角度θ* の信号が直接用い
られるとともに、動作部６１の動作後の旋回体の実際の
旋回角度は検出部６２によって検出される。そして、制
御機構５によって検出される旋回体の角度は、制御機構
６によって検出される旋回体の角度と比較され、その差
をＥｒｒとして出力する。尚、シミュレーションは、以
下の条件で行っている。
せる動作部６１を備え、この動作部６１には、第１の制
御機構５の入力部５１の旋回角度θ* の信号が直接用い
られるとともに、動作部６１の動作後の旋回体の実際の
旋回角度は検出部６２によって検出される。そして、制
御機構５によって検出される旋回体の角度は、制御機構
６によって検出される旋回体の角度と比較され、その差
をＥｒｒとして出力する。尚、シミュレーションは、以
下の条件で行っている。
【００４０】 位置制御ループゲイン ω0 ＝３０（ｒａｄ／ｓｅｃ） 速度制御ループゲイン ωC ＝３００（ｒａｄ／ｓｅ
ｃ） 積分補償折れ点 ωa ＝１００（ｒａｄ／ｓｅｃ） 旋回半径 Ｒ ＝８８３（ｍｍ） ボールねじピッチ Ｌ ＝８（ｍｍ／ｒｅｖ） 送り速度 １０００（度／ｍｉｎ） 旋回体の移動範囲 ０（度）〜３３．３３３３（度）
ｃ） 積分補償折れ点 ωa ＝１００（ｒａｄ／ｓｅｃ） 旋回半径 Ｒ ＝８８３（ｍｍ） ボールねじピッチ Ｌ ＝８（ｍｍ／ｒｅｖ） 送り速度 １０００（度／ｍｉｎ） 旋回体の移動範囲 ０（度）〜３３．３３３３（度）
【００４１】この結果、入力部５１において入力旋回角
度θ* が未補正の場合、図４に示すように、旋回体１２
の角度θが大きくなるにつれ、Ｅｒｒの値も大きくな
り、最大約０．００１７度の誤差が生じている。一方、
「数８」のような（ｄθ／ｄｔ）2 ｓｉｎ（θ）に比例
した誤差を考慮して、補正信号ＸC ＝Ｋ・（ｄθ／ｄ
ｔ）2 ｓｉｎ（θ）を設定して制御機構５を動作させ、
Ｋの値を変化させてシミュレーションを繰り返したとこ
ろ、Ｋ＝１／２ω0 2 のときに、図５に示すように、θ
によらずＥｒｒの値は略０となった。従って、補正器３
２に使用する補正信号ＸC としては、 ＸC ＝Ｒ／２・［（ｄθ* ／ｄｔ）／ω0 ］2 ・ｓｉｎ
θ* を採用するのがよく、これにより旋回機構１を制御すれ
ば、図５のようにほとんど追従誤差を生じることのない
旋回機構とすることができる。
度θ* が未補正の場合、図４に示すように、旋回体１２
の角度θが大きくなるにつれ、Ｅｒｒの値も大きくな
り、最大約０．００１７度の誤差が生じている。一方、
「数８」のような（ｄθ／ｄｔ）2 ｓｉｎ（θ）に比例
した誤差を考慮して、補正信号ＸC ＝Ｋ・（ｄθ／ｄ
ｔ）2 ｓｉｎ（θ）を設定して制御機構５を動作させ、
Ｋの値を変化させてシミュレーションを繰り返したとこ
ろ、Ｋ＝１／２ω0 2 のときに、図５に示すように、θ
によらずＥｒｒの値は略０となった。従って、補正器３
２に使用する補正信号ＸC としては、 ＸC ＝Ｒ／２・［（ｄθ* ／ｄｔ）／ω0 ］2 ・ｓｉｎ
θ* を採用するのがよく、これにより旋回機構１を制御すれ
ば、図５のようにほとんど追従誤差を生じることのない
旋回機構とすることができる。
【００４２】従って、図２（Ａ）、図１０（Ａ）に示す
ような非線形伝動機構を介した旋回機構１を制御するに
際しては、図６に示すように、旋回体１２の角度位置指
令値θ* が入力される補間部３３に座標変換器３１と、
補正器３２とを備えた数値制御装置３を介在させ、各々
から出力される変換信号Ｘ* および補正信号ＸC を駆動
源１３に対するサーボ入力信号Ｘt として、制御部７に
このサーボ入力信号Ｘ t を送り、旋回機構１を動作させ
ればよい。
ような非線形伝動機構を介した旋回機構１を制御するに
際しては、図６に示すように、旋回体１２の角度位置指
令値θ* が入力される補間部３３に座標変換器３１と、
補正器３２とを備えた数値制御装置３を介在させ、各々
から出力される変換信号Ｘ* および補正信号ＸC を駆動
源１３に対するサーボ入力信号Ｘt として、制御部７に
このサーボ入力信号Ｘ t を送り、旋回機構１を動作させ
ればよい。
【００４３】以上のような第１実施形態によれば、以下
のような効果がある。すなわち、数値制御装置３が座標
変換器３１と補正器３２とを備え、各々から出力される
変換信号Ｘ* と、補正信号ＸC とを加えたものを駆動源
１３のサーボ入力信号Ｘt としている。従って、非円運
動をする駆動源１３により非線形伝達機構１４を介して
旋回体１２を旋回させる旋回機構１であっても、旋回体
１２の旋回速度を高精度に安定させることができるう
え、補正器３２により駆動源１３のドループの変化を少
なくして旋回体１２の追従誤差を小さくすることができ
る。
のような効果がある。すなわち、数値制御装置３が座標
変換器３１と補正器３２とを備え、各々から出力される
変換信号Ｘ* と、補正信号ＸC とを加えたものを駆動源
１３のサーボ入力信号Ｘt としている。従って、非円運
動をする駆動源１３により非線形伝達機構１４を介して
旋回体１２を旋回させる旋回機構１であっても、旋回体
１２の旋回速度を高精度に安定させることができるう
え、補正器３２により駆動源１３のドループの変化を少
なくして旋回体１２の追従誤差を小さくすることができ
る。
【００４４】また、旋回体１２の角速度を大きく設定す
るにつれて補正信号ＸC が大きくなるので、工作機械を
高速に動作させるほど、補正器３２の効果が大きいとい
え、数値制御装置３を組み込んだ旋回機構であれば、旋
回体１２の速度によらず安定して旋回体１２を旋回させ
ることが可能となる。
るにつれて補正信号ＸC が大きくなるので、工作機械を
高速に動作させるほど、補正器３２の効果が大きいとい
え、数値制御装置３を組み込んだ旋回機構であれば、旋
回体１２の速度によらず安定して旋回体１２を旋回させ
ることが可能となる。
【００４５】さらに、数値制御装置３には、変換信号Ｘ
* がＲ・ｓｉｎ（θ* ）、補正信号ＸC がＲ／２・
［（ｄθ* ／ｄｔ）／ω0 ］2 ・ｓｉｎθ* で設定され
ているので、図５に示すように旋回機構１における追従
誤差を大幅に低減することができる。
* がＲ・ｓｉｎ（θ* ）、補正信号ＸC がＲ／２・
［（ｄθ* ／ｄｔ）／ω0 ］2 ・ｓｉｎθ* で設定され
ているので、図５に示すように旋回機構１における追従
誤差を大幅に低減することができる。
【００４６】次に本発明の第２実施形態について説明す
る。前述の第１実施形態に係る旋回機構１では、連結軸
１４３は、旋回体１２の旋回とともに半径Ｒの円弧に沿
って移動していた。これに対して、第２実施形態に係る
旋回機構２では、図７（Ａ）に示すように、旋回体２２
と、送りナット２３４とを連結する連結軸２４３が送り
ナット２３４の移動方向、すなわち、直線軌道に沿って
移動する。また、数値制御装置の構成は、前述の第１実
施形態と同様の構成となるが、連結軸２４３が直線運動
をするので、座標変換器による変換信号Ｘ* が第１実施
形態と異なり、これに伴い補正信号ＸC も第１実施形態
とは異なってくる。
る。前述の第１実施形態に係る旋回機構１では、連結軸
１４３は、旋回体１２の旋回とともに半径Ｒの円弧に沿
って移動していた。これに対して、第２実施形態に係る
旋回機構２では、図７（Ａ）に示すように、旋回体２２
と、送りナット２３４とを連結する連結軸２４３が送り
ナット２３４の移動方向、すなわち、直線軌道に沿って
移動する。また、数値制御装置の構成は、前述の第１実
施形態と同様の構成となるが、連結軸２４３が直線運動
をするので、座標変換器による変換信号Ｘ* が第１実施
形態と異なり、これに伴い補正信号ＸC も第１実施形態
とは異なってくる。
【００４７】座標変換器３１による変換信号Ｘ* は、図
７（Ｂ）の模式図に基づいて、次の「数９」が成立す
る。
７（Ｂ）の模式図に基づいて、次の「数９」が成立す
る。
【００４８】
【数９】
【００４９】そして、第１実施形態の場合と同様に、
「数９」を二回微分して、旋回体２２の角度θにおける
送りナット２３４の加速度を求め、定角速度で回転する
旋回体２２の角加速度が０である点を考慮すると、「数
１０」が導かれる。
「数９」を二回微分して、旋回体２２の角度θにおける
送りナット２３４の加速度を求め、定角速度で回転する
旋回体２２の角加速度が０である点を考慮すると、「数
１０」が導かれる。
【００５０】
【数１０】
【００５１】従って、旋回体２２の入力旋回角度信号θ
* に対して、補正信号ＸC は、 ＸC ＝Ｋ・（ｄθ* ／ｄｔ）2 ・ｔａｎθ* ・（１＋ｔ
ａｎ2 θ* ） Ｋ：定数 となり、この結果から、第１実施形態における図３に示
される比較制御機構４を用いてシミュレーションを行
い、定数Ｋの最適値を決定する。
* に対して、補正信号ＸC は、 ＸC ＝Ｋ・（ｄθ* ／ｄｔ）2 ・ｔａｎθ* ・（１＋ｔ
ａｎ2 θ* ） Ｋ：定数 となり、この結果から、第１実施形態における図３に示
される比較制御機構４を用いてシミュレーションを行
い、定数Ｋの最適値を決定する。
【００５２】尚、シミュレーションにおける条件は以下
のように設定している。 位置制御ループゲイン ω0 ＝３０（ｒａｄ／ｓｅｃ） 速度制御ループゲイン ωC ＝３００（ｒａｄ／ｓｅ
ｃ） 旋回半径 Ｒ ＝７５０（ｍｍ） 積分補償折れ点 ωa ＝１００（ｒａｄ／ｓｅｃ） ボールねじピッチ Ｌ ＝８（ｍｍ／ｒｅｖ） 送り速度 １０００（度／ｍｉｎ） 旋回体の移動範囲 ０（度）〜３３．３３３３（度）
のように設定している。 位置制御ループゲイン ω0 ＝３０（ｒａｄ／ｓｅｃ） 速度制御ループゲイン ωC ＝３００（ｒａｄ／ｓｅ
ｃ） 旋回半径 Ｒ ＝７５０（ｍｍ） 積分補償折れ点 ωa ＝１００（ｒａｄ／ｓｅｃ） ボールねじピッチ Ｌ ＝８（ｍｍ／ｒｅｖ） 送り速度 １０００（度／ｍｉｎ） 旋回体の移動範囲 ０（度）〜３３．３３３３（度）
【００５３】この結果、未補正状態の場合、図８に示す
ように、旋回体１２の角度θが大きくなるにつれ、Ｅｒ
ｒの値は負の方向へ増加していき、最大約−０．００３
３度の誤差が生じている。一方、補正信号ＸC ＝Ｋ・
（ｄθ* ／ｄｔ）2 ・ｔａｎθ* ・（１＋ｔａｎ
2θ* ）に基づいて、Ｋ＝１／ω0 2 としてシミュレー
ションを行ったところ、図９に示すように、Ｅｒｒの値
を１／１００００（度）程度に抑えられることが判っ
た。
ように、旋回体１２の角度θが大きくなるにつれ、Ｅｒ
ｒの値は負の方向へ増加していき、最大約−０．００３
３度の誤差が生じている。一方、補正信号ＸC ＝Ｋ・
（ｄθ* ／ｄｔ）2 ・ｔａｎθ* ・（１＋ｔａｎ
2θ* ）に基づいて、Ｋ＝１／ω0 2 としてシミュレー
ションを行ったところ、図９に示すように、Ｅｒｒの値
を１／１００００（度）程度に抑えられることが判っ
た。
【００５４】従って、補正器に使用する補正信号として
は、 ＸC ＝Ｒ・（ｄθ* ／ｄｔ）2 ・ｔａｎθ* ・（１＋ｔ
ａｎ2 θ* ）／ω0 2 採用するのがよく、これにより旋回機構２を制御すれ
ば、図８のようにほとんど追従誤差を生じることのない
旋回機構とすることができる。このような旋回機構２の
制御に際しては、図６に示す第１実施形態と同様のブロ
ック図によって動作させ、変換信号Ｘ* を「数９」に設
定し、補正信号ＸC を上述の式に設定すればよい。
は、 ＸC ＝Ｒ・（ｄθ* ／ｄｔ）2 ・ｔａｎθ* ・（１＋ｔ
ａｎ2 θ* ）／ω0 2 採用するのがよく、これにより旋回機構２を制御すれ
ば、図８のようにほとんど追従誤差を生じることのない
旋回機構とすることができる。このような旋回機構２の
制御に際しては、図６に示す第１実施形態と同様のブロ
ック図によって動作させ、変換信号Ｘ* を「数９」に設
定し、補正信号ＸC を上述の式に設定すればよい。
【００５５】以上のような第２実施形態によれば、第１
実施形態の効果に加えて次のような効果がある。すなわ
ち、連結軸２４３が送りナット２３４に沿って直線的に
移動した場合であっても、第１実施形態の場合と同様
に、旋回体２２の追従誤差を著しく低減することができ
るうえ、第１実施形態に係る旋回機構１のように連結軸
１４３に半径Ｒの円弧に沿って移動させる必要がないの
で、縦スライダを省略することができ、旋回機構の構造
の一層の簡単化を図ることができる。
実施形態の効果に加えて次のような効果がある。すなわ
ち、連結軸２４３が送りナット２３４に沿って直線的に
移動した場合であっても、第１実施形態の場合と同様
に、旋回体２２の追従誤差を著しく低減することができ
るうえ、第１実施形態に係る旋回機構１のように連結軸
１４３に半径Ｒの円弧に沿って移動させる必要がないの
で、縦スライダを省略することができ、旋回機構の構造
の一層の簡単化を図ることができる。
【００５６】尚、本発明は、前述の実施形態に限定され
るものではなく、次に示すような変形をも含むものであ
る。すなわち、前述の第１実施形態に係る旋回機構１、
第２実施形態に係る旋回機構２では、駆動源は、送りナ
ット１３４、２３４の直線運動によるものであったが、
これに限らず、駆動源側の駆動点が多角形状に移動する
ような場合であってもよく、要するに駆動源により非線
形伝動機構を介して旋回体を旋回させるような旋回機構
であれば、本発明を利用することができる。
るものではなく、次に示すような変形をも含むものであ
る。すなわち、前述の第１実施形態に係る旋回機構１、
第２実施形態に係る旋回機構２では、駆動源は、送りナ
ット１３４、２３４の直線運動によるものであったが、
これに限らず、駆動源側の駆動点が多角形状に移動する
ような場合であってもよく、要するに駆動源により非線
形伝動機構を介して旋回体を旋回させるような旋回機構
であれば、本発明を利用することができる。
【００５７】また、上述した第１実施形態の旋回機構１
および第２実施形態の旋回機構２では、横スライダおよ
び縦スライダから構成される非線形伝動機構を採用して
いたが、これに限らず、駆動源と旋回体とをリンクロッ
ド等で連絡したリンク機構の旋回機構であっても本発明
を利用することができる。その他、本発明の実施の際の
具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成でき
る範囲で他の構造等としてもよい。
および第２実施形態の旋回機構２では、横スライダおよ
び縦スライダから構成される非線形伝動機構を採用して
いたが、これに限らず、駆動源と旋回体とをリンクロッ
ド等で連絡したリンク機構の旋回機構であっても本発明
を利用することができる。その他、本発明の実施の際の
具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成でき
る範囲で他の構造等としてもよい。
【００５８】
【発明の効果】前述のように、本発明の数値制御装置に
よれば、数値制御装置が座標変換器と補正器とを備え、
各々から出力される変換信号と、補正信号とを加えたも
のを駆動源のサーボ入力信号としているので、非円運動
をする駆動源により非線形伝達機構を介して旋回体を旋
回させる旋回機構であっても、旋回体の旋回速度を高精
度に安定させることができるうえ、補正器を備えている
ので、補正信号により駆動源のドループを回転駆動源で
駆動した場合と同様にすることができる。
よれば、数値制御装置が座標変換器と補正器とを備え、
各々から出力される変換信号と、補正信号とを加えたも
のを駆動源のサーボ入力信号としているので、非円運動
をする駆動源により非線形伝達機構を介して旋回体を旋
回させる旋回機構であっても、旋回体の旋回速度を高精
度に安定させることができるうえ、補正器を備えている
ので、補正信号により駆動源のドループを回転駆動源で
駆動した場合と同様にすることができる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る数値制御装置の処
理を表すブロック図である。
理を表すブロック図である。
【図２】前述の実施形態における旋回機構の旋回動作を
表す正面図およびその軌跡を表す模式図である。
表す正面図およびその軌跡を表す模式図である。
【図３】前述の実施形態において、最適な補正信号を導
き出すための比較制御機構のブロック図である。
き出すための比較制御機構のブロック図である。
【図４】前述の実施形態において、未補正状態で比較制
御を行った場合の追従誤差を示すグラフである。
御を行った場合の追従誤差を示すグラフである。
【図５】前述の実施形態において、補正器によって補正
して比較制御を行った場合の追従誤差を示すグラフであ
る。
して比較制御を行った場合の追従誤差を示すグラフであ
る。
【図６】前述の実施形態における数値制御装置を組み込
んだ制御機構を表すブロック図である。
んだ制御機構を表すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態における旋回機構の旋回
動作を表す正面図およびその軌跡を表す模式図である。
動作を表す正面図およびその軌跡を表す模式図である。
【図８】前述の実施形態において、未補正状態で比較制
御を行った場合の追従誤差を示すグラフである。
御を行った場合の追従誤差を示すグラフである。
【図９】前述の実施形態において、補正器によって補正
して比較制御を行った場合の追従誤差を示すグラフであ
る。
して比較制御を行った場合の追従誤差を示すグラフであ
る。
【図１０】背景技術に示される旋回機構を表す正面図お
よび旋回体、駆動源の運動軌跡を表す模式図である。
よび旋回体、駆動源の運動軌跡を表す模式図である。
１ 旋回機構 ３ 数値制御装置 １２ 旋回体 １３ 駆動源 ３１ 座標変換器 ３２ 補正器 Ａ 旋回軸 Ｘ* 変換信号 ＸC 補正信号 Ｘt サーボ入力信号 θ* 旋回角度信号
Claims (5)
- 【請求項１】非円運動をする駆動源により非線形伝動機
構を介して所定の旋回軸回りに旋回体を旋回させる旋回
機構の数値制御装置であって、 入力される旋回角度信号を前記駆動源の位置に変換して
信号出力する座標変換器と、前記旋回角度信号に応じて
前記駆動源への補正量を演算して信号出力する補正器と
を有し、 前記座標変換器から出力される変換信号と、前記補正器
から出力される補正信号とを加えたものをサーボ入力信
号として、前記駆動源の制御を行うことを特徴とする旋
回機構の数値制御装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の旋回機構の数値制御装置
において、 前記駆動源は、直線運動をすることを特徴とする旋回機
構の数値制御装置。 - 【請求項３】請求項２に記載の旋回機構の数値制御装置
において、 前記補正器は、前記旋回体の角速度の自乗に比例する係
数を乗じた補正信号を出力することを特徴とする旋回機
構の数値制御装置。 - 【請求項４】請求項２または請求項３に記載の旋回機構
の数値制御装置において、 前記旋回角度信号をθ* 、前記変換信号をＸ* 、前記補
正信号をＸC 、駆動源の位置制御ループゲインをω0 、
前記旋回体の回転半径をＲ、時間をｔとすると、 Ｘ* ＝Ｒ・ｓｉｎθ* 、ＸC ＝Ｒ／２・［（ｄθ* ／ｄ
ｔ）／ω0 ］2 ・ｓｉｎθ* で表されることを特徴とする旋回機構の数値制御装置。 - 【請求項５】請求項２または請求項３に記載の旋回機構
の数値制御装置において、 前記旋回角度信号をθ* 、前記変換信号をＸ* 、前記補
正信号をＸC 、駆動源の位置制御ループゲインをω0 、
前記旋回体の回転半径をＲ、時間をｔとすると、 Ｘ* ＝Ｒ・ｔａｎθ* 、 ＸC ＝Ｒ・（ｄθ* ／ｄｔ）2 ・ｔａｎθ* ・（１＋ｔ
ａｎ2 θ* ）／ω0 2 で表されることを特徴とする旋回機構の数値制御装置。
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