JPH1063319A - 位置制御システム - Google Patents
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- JPH1063319A JPH1063319A JP8221614A JP22161496A JPH1063319A JP H1063319 A JPH1063319 A JP H1063319A JP 8221614 A JP8221614 A JP 8221614A JP 22161496 A JP22161496 A JP 22161496A JP H1063319 A JPH1063319 A JP H1063319A
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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
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- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/20—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work before or after the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/22—Control or regulation of position of tool or workpiece
- B23Q15/225—Control or regulation of position of tool or workpiece in feed control, i.e. approaching of tool or work in successive decreasing velocity steps
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】機構的に関連する制御軸間の相対的な位置関係
の変化に応じて、制御対象の制御点の位置と目標位置と
の位置ずれ量が変化する位置制御システムにおいて、こ
の位置ずれを精度良く補正可能な位置制御システムを提
供する。 【解決手段】鉛直方向に移動可能にコラム５２によって
支持され、ボールねじ５３の回転によって駆動される主
軸台５４と、水平方向に移動可能に主軸台５４に設けら
た主軸５１とを有する制御対象の位置制御が可能な位置
制御システムであって、位置制御の際に、主軸５１の主
軸台５４に対する位置に応じて、主軸５１の鉛直方向に
おける目標位置からの位置ずれを補正するための位置補
正量を算出し、主軸５１の主軸台５４に対する位置に応
じて前記位置補正量を調整し、この調整された位置補正
量に基づいて主軸台５１の鉛直方向の目標位置からの位
置ずれを補正するものとした。
の変化に応じて、制御対象の制御点の位置と目標位置と
の位置ずれ量が変化する位置制御システムにおいて、こ
の位置ずれを精度良く補正可能な位置制御システムを提
供する。 【解決手段】鉛直方向に移動可能にコラム５２によって
支持され、ボールねじ５３の回転によって駆動される主
軸台５４と、水平方向に移動可能に主軸台５４に設けら
た主軸５１とを有する制御対象の位置制御が可能な位置
制御システムであって、位置制御の際に、主軸５１の主
軸台５４に対する位置に応じて、主軸５１の鉛直方向に
おける目標位置からの位置ずれを補正するための位置補
正量を算出し、主軸５１の主軸台５４に対する位置に応
じて前記位置補正量を調整し、この調整された位置補正
量に基づいて主軸台５１の鉛直方向の目標位置からの位
置ずれを補正するものとした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、数値制御
装置、産業用ロボットシステム等における位置制御シス
テムに関し、特に、機構的に関連する制御軸間の相対的
な位置関係の変化に応じて、制御対象の位置と目標位置
との間に生じる位置ずれを精度良く補正可能な位置制御
システムに関する。
装置、産業用ロボットシステム等における位置制御シス
テムに関し、特に、機構的に関連する制御軸間の相対的
な位置関係の変化に応じて、制御対象の位置と目標位置
との間に生じる位置ずれを精度良く補正可能な位置制御
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、数値制御工作機械の位置制御に
おいては、通常、切削工具等を移動する移動軸を駆動す
るサーボモータに取り付けられた回転量検出器でサーボ
モータの回転位置を検出し、この検出値に基づいてサー
ボモータの回転制御を行うことにより、切削工具等の位
置制御を行っている。工作機械においては、上記のサー
ボモータの回転制御を正確に行ったとしても、工作機械
を構成する機械要素に生じる弾性変形等によって、切削
工具等の正確な位置制御を行うことができない場合があ
る。
おいては、通常、切削工具等を移動する移動軸を駆動す
るサーボモータに取り付けられた回転量検出器でサーボ
モータの回転位置を検出し、この検出値に基づいてサー
ボモータの回転制御を行うことにより、切削工具等の位
置制御を行っている。工作機械においては、上記のサー
ボモータの回転制御を正確に行ったとしても、工作機械
を構成する機械要素に生じる弾性変形等によって、切削
工具等の正確な位置制御を行うことができない場合があ
る。
【０００３】例えば、図７に示すような横型のマシニン
グセンタの場合には、コラム５２に設けられサーボモー
タ５７で駆動されるボールねじ５３によってＹ軸方向に
移動可能な主軸台５４によって主軸５１は横方向に保持
されている。この主軸５１が図示しないＺ軸サーボモー
タ５８の回転によってＸ軸テーブル５６の方向に繰り出
されると、主軸５１が自重等によって鉛直下方向にたわ
み、主軸５１の真直度を保つことができない。このた
め、主軸５１に取り付けられた工具の実際の位置と指令
した目標位置との間に位置ずれが生じるため、加工精度
を一定に保持することができない。
グセンタの場合には、コラム５２に設けられサーボモー
タ５７で駆動されるボールねじ５３によってＹ軸方向に
移動可能な主軸台５４によって主軸５１は横方向に保持
されている。この主軸５１が図示しないＺ軸サーボモー
タ５８の回転によってＸ軸テーブル５６の方向に繰り出
されると、主軸５１が自重等によって鉛直下方向にたわ
み、主軸５１の真直度を保つことができない。このた
め、主軸５１に取り付けられた工具の実際の位置と指令
した目標位置との間に位置ずれが生じるため、加工精度
を一定に保持することができない。
【０００４】従来においては、上記のような主軸５１の
真直度を補正する方法として、上記のたわみ量は主軸５
１のＺ軸方向の位置に応じて変わるので、主軸５１のＺ
軸方向の位置に応じてＹ軸方向の位置を補正して真直度
を補正している。実際には、主軸５１のＺ軸方向の複数
位置に対応した補正量を予め測定し、加工の際に主軸５
１のＺ軸方向の位置から補正量を適宜選択してＹ軸方向
の位置補正を行うことにより、加工精度の向上を図って
いた。
真直度を補正する方法として、上記のたわみ量は主軸５
１のＺ軸方向の位置に応じて変わるので、主軸５１のＺ
軸方向の位置に応じてＹ軸方向の位置を補正して真直度
を補正している。実際には、主軸５１のＺ軸方向の複数
位置に対応した補正量を予め測定し、加工の際に主軸５
１のＺ軸方向の位置から補正量を適宜選択してＹ軸方向
の位置補正を行うことにより、加工精度の向上を図って
いた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
例示した横型のマシニングセンタの構造では、主軸５１
のＹ軸方向の位置に応じて主軸５１のたわみ量が変化す
る。このたわみ量は、ボールねじ５３等の剛性との関係
から、主軸５１がＸ軸サーボモータ５７に近い位置にあ
る場合よりも、ボールねじ５３の下端部に近い位置にあ
るほうが大きくなる。このため、単に、主軸５１のＺ軸
方向の位置に応じてＹ軸方向の位置を補正して真直度を
補正するだけでは、補正が不十分である場合があり、さ
らなる加工精度の向上を図ることが課題となっていた。
例示した横型のマシニングセンタの構造では、主軸５１
のＹ軸方向の位置に応じて主軸５１のたわみ量が変化す
る。このたわみ量は、ボールねじ５３等の剛性との関係
から、主軸５１がＸ軸サーボモータ５７に近い位置にあ
る場合よりも、ボールねじ５３の下端部に近い位置にあ
るほうが大きくなる。このため、単に、主軸５１のＺ軸
方向の位置に応じてＹ軸方向の位置を補正して真直度を
補正するだけでは、補正が不十分である場合があり、さ
らなる加工精度の向上を図ることが課題となっていた。
【０００６】本発明は、かかる上述の課題に鑑みてなさ
れたものであって、機構的に関連する制御軸間の相対的
な位置関係の変化に応じて、制御点の位置と目標位置と
の位置ずれ量が変化する工作機械や産業用ロボット等の
位置制御システムにおいて、この位置ずれを精度良く補
正可能な位置制御システムを提供することを目的とす
る。
れたものであって、機構的に関連する制御軸間の相対的
な位置関係の変化に応じて、制御点の位置と目標位置と
の位置ずれ量が変化する工作機械や産業用ロボット等の
位置制御システムにおいて、この位置ずれを精度良く補
正可能な位置制御システムを提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る位置制御シ
ステムは、固定部材によって鉛直方向に移動可能に支持
された第１の可動部材と、この第１の可動部材に水平方
向に移動可能に設けられた第２の可動部材とを有する構
造体と、前記第１の可動部材を駆動する第１の駆動手段
と、前記第２の可動部材を駆動する第２の駆動手段と、
前記第１および第２の駆動手段のサーボ制御を行う位置
制御手段とを有する位置制御システムであって、前記位
置制御手段は、前記第１および第２の駆動手段のサーボ
制御を行う際に、前記第２の可動部材の水平方向の位置
に応じて前記第２の可動部材の鉛直方向の目標位置から
の位置ずれを補正するための位置補正量を算出し、この
位置補正量を前記第１の可動部材の鉛直方向の位置に応
じて調整し、この調整された位置補正量に基づいて前記
第１の可動部材を鉛直方向に駆動して前記第２の可動部
材の鉛直方向の目標位置からの位置ずれを補正する。
ステムは、固定部材によって鉛直方向に移動可能に支持
された第１の可動部材と、この第１の可動部材に水平方
向に移動可能に設けられた第２の可動部材とを有する構
造体と、前記第１の可動部材を駆動する第１の駆動手段
と、前記第２の可動部材を駆動する第２の駆動手段と、
前記第１および第２の駆動手段のサーボ制御を行う位置
制御手段とを有する位置制御システムであって、前記位
置制御手段は、前記第１および第２の駆動手段のサーボ
制御を行う際に、前記第２の可動部材の水平方向の位置
に応じて前記第２の可動部材の鉛直方向の目標位置から
の位置ずれを補正するための位置補正量を算出し、この
位置補正量を前記第１の可動部材の鉛直方向の位置に応
じて調整し、この調整された位置補正量に基づいて前記
第１の可動部材を鉛直方向に駆動して前記第２の可動部
材の鉛直方向の目標位置からの位置ずれを補正する。
【０００８】本発明に係る位置制御システムは、好まし
くは、前記第１および第２の駆動手段の各々は、前記第
１の可動部材および第２の可動部材にそれぞれ形成され
たねじ部にねじ込まれるボールねじと、このボールねじ
を回転するサーボモータと、このサーボモータの回転量
を検出する回転量検出器とを有する。
くは、前記第１および第２の駆動手段の各々は、前記第
１の可動部材および第２の可動部材にそれぞれ形成され
たねじ部にねじ込まれるボールねじと、このボールねじ
を回転するサーボモータと、このサーボモータの回転量
を検出する回転量検出器とを有する。
【０００９】本発明に係る位置制御システムは、好まし
くは、前記位置制御手段は、前記第１および第２の駆動
手段に対する位置指令を出力する位置指令手段と、この
位置指令手段からの位置指令と前記第１および第２の駆
動手段からの位置フィードバック信号に基づいて前記各
駆動手段をフィードバック制御するサーボ制御手段と、
予め測定された前記第２の可動部材の水平方向の複数位
置に対応した前記第１の可動部材の鉛直方向の位置補正
量データを保持し、前記第２の可動部材の水平方向の現
在位置に対応した位置補正量を前記位置補正量データを
補間して算出する補正量算出手段と、予め測定された前
記第１の可動部材の鉛直方向の複数位置に対応した前記
位置補正量を調整するための係数データを保持し、前記
第１の可動部材の鉛直方向の現在位置に対応した係数を
前記係数データを補間して算出し、この係数を前記位置
補正量に掛け合わせ、これを第１の駆動手段に対する位
置指令に加算し、これを第１の駆動手段のサーボ制御手
段に入力する補正量調整手段とを有する。
くは、前記位置制御手段は、前記第１および第２の駆動
手段に対する位置指令を出力する位置指令手段と、この
位置指令手段からの位置指令と前記第１および第２の駆
動手段からの位置フィードバック信号に基づいて前記各
駆動手段をフィードバック制御するサーボ制御手段と、
予め測定された前記第２の可動部材の水平方向の複数位
置に対応した前記第１の可動部材の鉛直方向の位置補正
量データを保持し、前記第２の可動部材の水平方向の現
在位置に対応した位置補正量を前記位置補正量データを
補間して算出する補正量算出手段と、予め測定された前
記第１の可動部材の鉛直方向の複数位置に対応した前記
位置補正量を調整するための係数データを保持し、前記
第１の可動部材の鉛直方向の現在位置に対応した係数を
前記係数データを補間して算出し、この係数を前記位置
補正量に掛け合わせ、これを第１の駆動手段に対する位
置指令に加算し、これを第１の駆動手段のサーボ制御手
段に入力する補正量調整手段とを有する。
【００１０】本発明に係る位置制御システムでは、第２
の可動部材の水平方向の位置に応じて、第２の可動部材
の鉛直方向の補正量を算出するとともに、この補正量を
第１の可動部材の位置に応じて調整するため、より細か
な位置ずれ補正が行われることになり、第２の可動部材
の鉛直方向における目標位置からの位置ずれが精度良く
補正される。
の可動部材の水平方向の位置に応じて、第２の可動部材
の鉛直方向の補正量を算出するとともに、この補正量を
第１の可動部材の位置に応じて調整するため、より細か
な位置ずれ補正が行われることになり、第２の可動部材
の鉛直方向における目標位置からの位置ずれが精度良く
補正される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る位置制御シス
テムの実施の形態について図面を参照して詳細に説明す
る。図１は、本発明に係る位置制御システムの制御装置
の一実施形態を示す説明図である。なお、図１において
は、制御対象を示していないが、以下、図７に示した横
型のマシニングセンタの位置制御を行う場合について説
明する。
テムの実施の形態について図面を参照して詳細に説明す
る。図１は、本発明に係る位置制御システムの制御装置
の一実施形態を示す説明図である。なお、図１において
は、制御対象を示していないが、以下、図７に示した横
型のマシニングセンタの位置制御を行う場合について説
明する。
【００１２】図１において、位置制御システムは、Ｙ軸
サーボモータ５７を制御するＹ軸制御部と、Ｚ軸サーボ
モータ５８を制御するＺ軸制御部とから基本的に構成さ
れる。Ｚ軸制御部は、Ｚ軸位置指令部８と、Ｚ軸サーボ
制御部１０と、Ｚ軸サーボアンプ１２とからなる。Ｚ軸
位置指令部８から位置指令ｒｚがＺ軸サーボ制御部１０
に出力され、Ｚ軸サーボ制御部１０では、位置指令ｒｚ
とＺ軸サーボモータ５８の回転量検出器５８ａからの位
置フィードバック５８ｆに基づいて、電流指令をＺ軸サ
ーボアンプ１２に出力し、Ｚ軸サーボアンプ１２ではこ
の電流指令を増幅した駆動電流をＺ軸サーボモータ５８
に供給する。これにより、Ｚ軸サーボモータ５８の回転
制御が行われることになる。
サーボモータ５７を制御するＹ軸制御部と、Ｚ軸サーボ
モータ５８を制御するＺ軸制御部とから基本的に構成さ
れる。Ｚ軸制御部は、Ｚ軸位置指令部８と、Ｚ軸サーボ
制御部１０と、Ｚ軸サーボアンプ１２とからなる。Ｚ軸
位置指令部８から位置指令ｒｚがＺ軸サーボ制御部１０
に出力され、Ｚ軸サーボ制御部１０では、位置指令ｒｚ
とＺ軸サーボモータ５８の回転量検出器５８ａからの位
置フィードバック５８ｆに基づいて、電流指令をＺ軸サ
ーボアンプ１２に出力し、Ｚ軸サーボアンプ１２ではこ
の電流指令を増幅した駆動電流をＺ軸サーボモータ５８
に供給する。これにより、Ｚ軸サーボモータ５８の回転
制御が行われることになる。
【００１３】Ｙ軸制御部は、Ｙ軸位置指令部２と、Ｙ軸
サーボ制御部４と、Ｙ軸サーボアンプ６と、Ｙ，Ｚ軸座
標取得部１４と、補正量計算部１６と、補正量調整部１
８とからなる。Ｙ軸位置指令部２から位置指令ｒｙがＹ
軸サーボ制御部４に出力され、Ｙ軸サーボ制御部４で
は、位置指令ｒｙとＹ軸サーボモータ５７の回転量検出
器５７ａからの位置フィードバック５７ｆに基づいて電
流指令をＹ軸サーボアンプ６に出力し、Ｙ軸サーボアン
プ６ではこの電流指令を増幅した駆動電流をＹ軸サーボ
モータ５７に供給する。これにより、Ｙ軸サーボモータ
５７の回転制御が行われることになる。
サーボ制御部４と、Ｙ軸サーボアンプ６と、Ｙ，Ｚ軸座
標取得部１４と、補正量計算部１６と、補正量調整部１
８とからなる。Ｙ軸位置指令部２から位置指令ｒｙがＹ
軸サーボ制御部４に出力され、Ｙ軸サーボ制御部４で
は、位置指令ｒｙとＹ軸サーボモータ５７の回転量検出
器５７ａからの位置フィードバック５７ｆに基づいて電
流指令をＹ軸サーボアンプ６に出力し、Ｙ軸サーボアン
プ６ではこの電流指令を増幅した駆動電流をＹ軸サーボ
モータ５７に供給する。これにより、Ｙ軸サーボモータ
５７の回転制御が行われることになる。
【００１４】一方、Ｙ，Ｚ軸座標取得部１４には、上記
したＹ軸位置指令部２およびＺ軸位置指令部８からの位
置指令ｒｙ，ｒｚがそれぞれ入力され、主軸５１のＹ軸
方向およびＺ軸方向の位置が取得される。なお、位置指
令ｒｙ，ｒｚの代わりに、Ｙ軸サーボモータ５７および
Ｚ軸サーボモータ５８の回転量検出器５７ａおよび５８
ａからの位置フィードバックから主軸５１のＹ軸方向お
よびＺ軸方向の位置を取得することも可能である。
したＹ軸位置指令部２およびＺ軸位置指令部８からの位
置指令ｒｙ，ｒｚがそれぞれ入力され、主軸５１のＹ軸
方向およびＺ軸方向の位置が取得される。なお、位置指
令ｒｙ，ｒｚの代わりに、Ｙ軸サーボモータ５７および
Ｚ軸サーボモータ５８の回転量検出器５７ａおよび５８
ａからの位置フィードバックから主軸５１のＹ軸方向お
よびＺ軸方向の位置を取得することも可能である。
【００１５】補正量計算部１６は、主軸５１のＺ軸方向
の位置の情報に基づいて、主軸５１のＹ軸方向の位置ず
れを補正する位置補正量ΔＹを算出し、この補正量ΔＹ
を補正量調整部１８に出力する。補正量調整部１８にお
いては、位置補正量ΔＹをＹ，Ｚ軸座標取得部１４にお
いて取得した主軸５１のＹ軸方向の位置情報に基づいて
調整し、この調整された位置補正量ΔＹ’をＹ軸位置指
令部２からの位置指令ｒｙに加算部１９において加算
し、これがＹ軸サーボ制御部４に入力される。なお、位
置補正量ΔＹおよびこれを調整したΔＹ’の算出方法に
ついては後述する。
の位置の情報に基づいて、主軸５１のＹ軸方向の位置ず
れを補正する位置補正量ΔＹを算出し、この補正量ΔＹ
を補正量調整部１８に出力する。補正量調整部１８にお
いては、位置補正量ΔＹをＹ，Ｚ軸座標取得部１４にお
いて取得した主軸５１のＹ軸方向の位置情報に基づいて
調整し、この調整された位置補正量ΔＹ’をＹ軸位置指
令部２からの位置指令ｒｙに加算部１９において加算
し、これがＹ軸サーボ制御部４に入力される。なお、位
置補正量ΔＹおよびこれを調整したΔＹ’の算出方法に
ついては後述する。
【００１６】図１に示した制御装置の各機能は、例え
ば、図２に示すような構成のハードウエアによって実現
される。図２において、プロセッサ２１は、ＲＯＭ２２
に格納されたシステムプログラムにしたがって、位置制
御システム全体を制御する。ＲＡＭ２３には、各種のデ
ータあるいは入出力信号が格納され、例えば、後述する
補正量データ等が格納される。
ば、図２に示すような構成のハードウエアによって実現
される。図２において、プロセッサ２１は、ＲＯＭ２２
に格納されたシステムプログラムにしたがって、位置制
御システム全体を制御する。ＲＡＭ２３には、各種のデ
ータあるいは入出力信号が格納され、例えば、後述する
補正量データ等が格納される。
【００１７】グラフィック制御回路２５は、ディジタル
信号を表示用の信号に変換し、表示装置２６に与える。
表示装置２６にはＣＲＴあるいは液晶表示装置が使用さ
れる。表示装置２６は、対話形式で加工プログラムを作
成していくときに、形状、加工条件および生成された加
工プログラム等を表示する。
信号を表示用の信号に変換し、表示装置２６に与える。
表示装置２６にはＣＲＴあるいは液晶表示装置が使用さ
れる。表示装置２６は、対話形式で加工プログラムを作
成していくときに、形状、加工条件および生成された加
工プログラム等を表示する。
【００１８】表示装置２６に表示される内容（対話形デ
ータ入力画面）にしたがってデータを入力することによ
り、加工プログラムを作成することができる。画面に
は、その画面で受けられる作業またはデータがメニュー
形式で表示される。メニューのうちどの項目を選択する
かは、メニューの下のソフトウエアキー２７を押すこと
により行う。キーボード２８は、必要なデータを制御装
置に入力するのに使用される。
ータ入力画面）にしたがってデータを入力することによ
り、加工プログラムを作成することができる。画面に
は、その画面で受けられる作業またはデータがメニュー
形式で表示される。メニューのうちどの項目を選択する
かは、メニューの下のソフトウエアキー２７を押すこと
により行う。キーボード２８は、必要なデータを制御装
置に入力するのに使用される。
【００１９】軸制御回路３０、３１は、上述した各軸の
サーボ制御部４、１０を実現する回路であって、プロセ
ッサ２１から各軸の位置指令を受けて、これらの位置指
令と各サーボモータ５７、５８の位置フィードバック５
７ｆ、５８ｆとから電流指令を算出してサーボアンプ
６，１２にそれぞれ出力する。サーボアンプ６，１２
は、上述したように、サーボモータ５７，５８に駆動電
流を出力する。なお、各軸のサーボ制御部４，１０は回
路ではなくソフトウエアによっても実現可能である。
サーボ制御部４、１０を実現する回路であって、プロセ
ッサ２１から各軸の位置指令を受けて、これらの位置指
令と各サーボモータ５７、５８の位置フィードバック５
７ｆ、５８ｆとから電流指令を算出してサーボアンプ
６，１２にそれぞれ出力する。サーボアンプ６，１２
は、上述したように、サーボモータ５７，５８に駆動電
流を出力する。なお、各軸のサーボ制御部４，１０は回
路ではなくソフトウエアによっても実現可能である。
【００２０】次に、上述した補正量計算部１６および補
正量調整部１８の機能について詳しく説明する。まず、
主軸５１のＹ軸方向の位置を補正するための複数の補正
データを予め測定し、これをＲＡＭ１３に格納してお
く。この補正データは、例えば、図３に示すように、Ｚ
軸方向の複数の位置Ｐｚ〔ｉ〕（ｉ＝０，１，．．，
５）に対応した補正量ΔＹ〔ｉ〕である。なお、この補
正データは、主軸５１のＹ軸方向の原点位置におけるも
のである。また、Ｐｚ
正量調整部１８の機能について詳しく説明する。まず、
主軸５１のＹ軸方向の位置を補正するための複数の補正
データを予め測定し、これをＲＡＭ１３に格納してお
く。この補正データは、例えば、図３に示すように、Ｚ
軸方向の複数の位置Ｐｚ〔ｉ〕（ｉ＝０，１，．．，
５）に対応した補正量ΔＹ〔ｉ〕である。なお、この補
正データは、主軸５１のＹ軸方向の原点位置におけるも
のである。また、Ｐｚ
〔０〕が主軸５１のＺ軸のマイナ
ス方向のストローク限界位置であり、Ｐｚ〔５〕がＺ軸
のプラス方向のストローク限界位置である。
ス方向のストローク限界位置であり、Ｐｚ〔５〕がＺ軸
のプラス方向のストローク限界位置である。
【００２１】また、図７に示した様な構造の横型マシニ
ングセンタにおいては、主軸５１がサーボモータ５７の
駆動によってＹ軸方向に移動した場合には、上述したよ
うに、主軸５１のＹ軸方向（鉛直方向）の位置ずれ量が
変化する。このため、主軸５１のＹ軸方向の位置に応じ
て図３に示した補正データを調整する必要がある。その
ため、例えば図４に示すように、主軸がＹ軸方向の原点
位置にある場合の調整用の係数Ｍ
ングセンタにおいては、主軸５１がサーボモータ５７の
駆動によってＹ軸方向に移動した場合には、上述したよ
うに、主軸５１のＹ軸方向（鉛直方向）の位置ずれ量が
変化する。このため、主軸５１のＹ軸方向の位置に応じ
て図３に示した補正データを調整する必要がある。その
ため、例えば図４に示すように、主軸がＹ軸方向の原点
位置にある場合の調整用の係数Ｍ
〔０〕を１．０とし
て、主軸５１のＹ軸方向の複数の位置ＰＹ〔ｎ〕（ｎ＝
０，１，．．，５）に対応した調整用の係数Ｍ〔ｎ〕を
予め測定し、ＲＡＭ１３に格納しておく。なお、図３お
よび図４に示した補正データおよび係数は、例えば、図
７に示した横型マシニングセンタの組立調整時に、主軸
５１のＹ軸方向の位置およびＺ軸方向の位置を変更しな
がら、主軸５１のツール位置を実際に測定し、補正すべ
き補正量および係数を予め測定する。
て、主軸５１のＹ軸方向の複数の位置ＰＹ〔ｎ〕（ｎ＝
０，１，．．，５）に対応した調整用の係数Ｍ〔ｎ〕を
予め測定し、ＲＡＭ１３に格納しておく。なお、図３お
よび図４に示した補正データおよび係数は、例えば、図
７に示した横型マシニングセンタの組立調整時に、主軸
５１のＹ軸方向の位置およびＺ軸方向の位置を変更しな
がら、主軸５１のツール位置を実際に測定し、補正すべ
き補正量および係数を予め測定する。
【００２２】横型マシニングセンタの位置制御を行う際
には、補正量計算部１６は、Ｙ，Ｚ軸座標取得部１４に
おいて取得する主軸５１のＺ軸方向の位置Ｐｚに基づい
て、図３に示す補正データを、例えば図５に示すように
直線補間して位置Ｐｚにおける補正量ΔＹを算出する。
なお、主軸５１のＺ軸方向の位置Ｐｚは、Ｐｚ〔ｉ〕と
Ｐｚ〔ｉ＋１〕の間にあるとする。 ΔＹ＝ΔＹ〔ｉ〕＋（ΔＹ〔ｉ＋１〕−ΔＹ〔ｉ〕） ＊（Ｐｚ−Ｐｚ〔ｉ〕）／（Ｐｚ〔ｉ＋１〕−Ｐｚ〔ｉ〕） （１） （１）式によりΔＹが算出され、この値が補正量調整部
１８に出力される。
には、補正量計算部１６は、Ｙ，Ｚ軸座標取得部１４に
おいて取得する主軸５１のＺ軸方向の位置Ｐｚに基づい
て、図３に示す補正データを、例えば図５に示すように
直線補間して位置Ｐｚにおける補正量ΔＹを算出する。
なお、主軸５１のＺ軸方向の位置Ｐｚは、Ｐｚ〔ｉ〕と
Ｐｚ〔ｉ＋１〕の間にあるとする。 ΔＹ＝ΔＹ〔ｉ〕＋（ΔＹ〔ｉ＋１〕−ΔＹ〔ｉ〕） ＊（Ｐｚ−Ｐｚ〔ｉ〕）／（Ｐｚ〔ｉ＋１〕−Ｐｚ〔ｉ〕） （１） （１）式によりΔＹが算出され、この値が補正量調整部
１８に出力される。
【００２３】補正量調整部１８では、まず、Ｙ，Ｚ軸座
標取得部１４において取得する主軸５１のＹ軸方向の位
置Ｐｙに基づいて、図４に示す係数データを、例えば図
６に示すように直線補間して位置Ｐｙにおける係数Ｍを
算出する。なお、主軸５１のＹ軸方向の位置Ｐｙは、Ｐ
ｙ〔ｉ〕とＰｙ〔ｉ＋１〕の間にあるとする。 Ｍ＝Ｍ〔ｎ〕＋（Ｍ〔ｎ＋１〕−Ｍ〔ｎ〕） ＊（Ｐｙ−Ｐｙ〔ｎ〕）／（Ｐｙ〔ｎ＋１〕−Ｐｙ〔ｎ〕） （２） （２）式により位置Ｐｙにおける係数Ｍが算出され、こ
の係数Ｍを（１）式により算出された補正量ΔＹに掛け
合わせ、調整された補正量ΔＹ’が算出される。この調
整された補正量ΔＹ’がＹ軸位置指令部２からの位置指
令にｒｙに加算され、Ｙ軸サーボ制御部４に入力され
る。この結果、Ｙ軸サーボモータ５７の回転位置が補正
されて、主軸５１のＹ軸方向（鉛直方向）の位置ずれが
補正されることになる。なお、図５，図６は直線補間方
法の例であるが、本発明においてはこれに限らず、指数
関数、対数関数、スプライン関数等を用いた曲線補間方
法によっても補間が可能である。
標取得部１４において取得する主軸５１のＹ軸方向の位
置Ｐｙに基づいて、図４に示す係数データを、例えば図
６に示すように直線補間して位置Ｐｙにおける係数Ｍを
算出する。なお、主軸５１のＹ軸方向の位置Ｐｙは、Ｐ
ｙ〔ｉ〕とＰｙ〔ｉ＋１〕の間にあるとする。 Ｍ＝Ｍ〔ｎ〕＋（Ｍ〔ｎ＋１〕−Ｍ〔ｎ〕） ＊（Ｐｙ−Ｐｙ〔ｎ〕）／（Ｐｙ〔ｎ＋１〕−Ｐｙ〔ｎ〕） （２） （２）式により位置Ｐｙにおける係数Ｍが算出され、こ
の係数Ｍを（１）式により算出された補正量ΔＹに掛け
合わせ、調整された補正量ΔＹ’が算出される。この調
整された補正量ΔＹ’がＹ軸位置指令部２からの位置指
令にｒｙに加算され、Ｙ軸サーボ制御部４に入力され
る。この結果、Ｙ軸サーボモータ５７の回転位置が補正
されて、主軸５１のＹ軸方向（鉛直方向）の位置ずれが
補正されることになる。なお、図５，図６は直線補間方
法の例であるが、本発明においてはこれに限らず、指数
関数、対数関数、スプライン関数等を用いた曲線補間方
法によっても補間が可能である。
【００２４】以上のように、本実施形態に係る位置制御
システムによれば、主軸５１のＺ軸方向のみならず、Ｙ
軸方向の位置に応じて主軸５１の目標位置からの位置ず
れを補正することができるので、従来の補正方式に比較
して、より高い精度の位置ずれ補正を行うことが可能に
なる。また、本実施形態に係る位置制御システムでは、
主軸５１のＺ軸方向およびＹ軸方向の複数位置における
位置ずれ補正データおよび調整係数を予め測定してお
き、実際の位置制御においては、これらの補正データお
よび調整係数を補間して最終的な位置補正量ΔＹ’を算
出するため、必要なＲＡＭ１３の容量が小さくてすむ。
また、本実施形態に係る位置制御システムでは、図３お
よび図４に示した補正データおよび調整係数の変更は容
易に可能であり、位置ずれ補正の調整が容易である。
システムによれば、主軸５１のＺ軸方向のみならず、Ｙ
軸方向の位置に応じて主軸５１の目標位置からの位置ず
れを補正することができるので、従来の補正方式に比較
して、より高い精度の位置ずれ補正を行うことが可能に
なる。また、本実施形態に係る位置制御システムでは、
主軸５１のＺ軸方向およびＹ軸方向の複数位置における
位置ずれ補正データおよび調整係数を予め測定してお
き、実際の位置制御においては、これらの補正データお
よび調整係数を補間して最終的な位置補正量ΔＹ’を算
出するため、必要なＲＡＭ１３の容量が小さくてすむ。
また、本実施形態に係る位置制御システムでは、図３お
よび図４に示した補正データおよび調整係数の変更は容
易に可能であり、位置ずれ補正の調整が容易である。
【００２５】なお、本実施形態においては、本発明を横
型マシニングセンタの真直度を補正する場合に適用した
が、機構的に関連する制御軸間の相対的な位置関係の変
化に応じて、制御対象の制御点の位置と目標位置との位
置ずれ量が変化する、例えば産業用ロボット等の制御対
象にも適用可能である。
型マシニングセンタの真直度を補正する場合に適用した
が、機構的に関連する制御軸間の相対的な位置関係の変
化に応じて、制御対象の制御点の位置と目標位置との位
置ずれ量が変化する、例えば産業用ロボット等の制御対
象にも適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る位置
制御システムによれば、第２の可動部材の水平方向の位
置に応じて、鉛直方向の目標位置からの位置ずれを補正
することができることに加えて、第１の可動部材の鉛直
方向の位置に応じて位置補正量を調整することができる
ことから、従来の補正方式に比較して、より高い精度の
位置ずれ補正を行うことが可能になる。この結果、本発
明に係る位置制御システムが適用された工作機械等によ
れば、加工精度を向上させることが可能になる。
制御システムによれば、第２の可動部材の水平方向の位
置に応じて、鉛直方向の目標位置からの位置ずれを補正
することができることに加えて、第１の可動部材の鉛直
方向の位置に応じて位置補正量を調整することができる
ことから、従来の補正方式に比較して、より高い精度の
位置ずれ補正を行うことが可能になる。この結果、本発
明に係る位置制御システムが適用された工作機械等によ
れば、加工精度を向上させることが可能になる。
【図１】本発明に係る位置制御システムの一実施形態に
おける基本的構成を示す説明図である。
おける基本的構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る位置制御システムのハードウェア
構成の一例を示す説明図である。
構成の一例を示す説明図である。
【図３】本発明に係る位置制御システムにおける補正デ
ータの一例を示す説明図である。
ータの一例を示す説明図である。
【図４】本発明に係る位置制御システムにおける位置補
正量の調整用の係数の一例を示す説明図である。
正量の調整用の係数の一例を示す説明図である。
【図５】補正データの補間方法を説明するための説明図
である。
である。
【図６】調整用の係数の補間方法を説明するための説明
図である。
図である。
【図７】横型マシニングセンタの一構成例を示す説明図
である。
である。
２…Ｙ軸位置指令部 ４…Ｙ軸サーボ制御部 ６…Ｙ軸サーボアンプ ８…Ｚ軸位置指令部 １０…Ｚ軸サーボ制御部 １２…Ｚ軸サーボアンプ １４…Ｙ，Ｚ軸座標取得部 １６…補正量計算部 １８…補正量調整部 ５７，５８…サーボモータ
Claims (6)
- 【請求項１】固定部材によって鉛直方向に移動可能に支
持された第１の可動部材と、この第１の可動部材に水平
方向に移動可能に設けられた第２の可動部材とを有する
構造体と、前記第１の可動部材を駆動する第１の駆動手
段と、前記第２の可動部材を駆動する第２の駆動手段
と、前記第１および第２の駆動手段のサーボ制御を行う
位置制御手段とを有する位置制御システムであって、 前記位置制御手段は、前記第１および第２の駆動手段の
サーボ制御を行う際に、前記第２の可動部材の水平方向
の位置に応じて前記第２の可動部材の鉛直方向の目標位
置からの位置ずれを補正するための位置補正量を算出
し、この位置補正量を前記第１の可動部材の鉛直方向の
位置に応じて調整し、この調整された位置補正量に基づ
いて前記第１の可動部材を鉛直方向に駆動して前記第２
の可動部材の鉛直方向の目標位置からの位置ずれを補正
する位置制御システム。 - 【請求項２】前記第１および第２の駆動手段の各々は、
前記第１の可動部材および第２の可動部材にそれぞれ形
成されたねじ部にねじ込まれるボールねじと、このボー
ルねじを回転するサーボモータと、このサーボモータの
回転量を検出する回転量検出器とを有する請求項１に記
載の位置制御システム。 - 【請求項３】前記位置制御手段は、前記第１および第２
の駆動手段に対する位置指令を出力する位置指令手段
と、 この位置指令手段からの位置指令と前記第１および第２
の駆動手段からの位置フィードバック信号に基づいて前
記各駆動手段をフィードバック制御するサーボ制御手段
と、 予め測定された前記第２の可動部材の水平方向の複数位
置に対応した前記第１の可動部材の鉛直方向の位置補正
量データを保持し、前記第２の可動部材の水平方向の現
在位置に対応した位置補正量を前記位置補正量データを
補間して算出する補正量算出手段と、 予め測定された前記第１の可動部材の鉛直方向の複数位
置に対応した前記位置補正量を調整するための係数デー
タを保持し、前記第１の可動部材の鉛直方向の現在位置
に対応した係数を前記係数データを補間して算出し、こ
の係数を前記位置補正量に掛け合わせ、これを第１の駆
動手段に対する位置指令に加算し、これを第１の駆動手
段のサーボ制御手段に入力する補正量調整手段とを有す
る請求項１または２に記載の位置制御システム。 - 【請求項４】前記位置制御手段は、前記第１および第２
の駆動手段に対する位置指令を出力する位置指令手段
と、 この位置指令手段からの位置指令と前記第１および第２
の駆動手段からの位置フィードバック信号に基づいて前
記各駆動手段をフィードバック制御するサーボ制御手段
と、 予め測定された前記第２の可動部材の水平方向の複数位
置に対応した前記第１の可動部材の鉛直方向の位置補正
量データを保持し、前記第２の可動部材の水平方向の現
在位置に対応した位置補正量を前記位置補正量データを
補間して算出する補正量算出手段と、 予め測定された前記第１の可動部材の鉛直方向の複数位
置に対応した前記位置補正量を調整するための係数デー
タを保持し、前記第１の可動部材の鉛直方向の現在位置
に対応した係数を前記係数データを補間して算出し、こ
の係数を前記位置補正量に掛け合わせ、これを第１の駆
動手段の位置フィードバック信号から減算し、これを第
１の駆動手段のサーボ制御手段に入力する補正量調整手
段とを有する請求項１または２に記載の位置制御システ
ム。 - 【請求項５】前記補正量算出手段および補正量調整手段
は、前記第１および第２の可動部材の現在位置を前記第
１および第２の駆動手段に対する位置指令からそれぞれ
取得する請求項２〜４のいずれかに記載の位置制御シス
テム。 - 【請求項６】前記補正量算出手段および補正量調整手段
は、前記第１および第２の可動部材の現在位置を前記第
１および第２の駆動手段の位置フィードバック信号から
取得する請求項２〜４のいずれかに記載の位置制御シス
テム。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22161496A JP3579543B2 (ja) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | 位置制御システム |
| KR1019970039877A KR100437964B1 (ko) | 1996-08-22 | 1997-08-21 | 위치제어장치 |
| US08/915,927 US5910721A (en) | 1996-08-22 | 1997-08-21 | Position control system and position control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22161496A JP3579543B2 (ja) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | 位置制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1063319A true JPH1063319A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3579543B2 JP3579543B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=33486977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22161496A Expired - Fee Related JP3579543B2 (ja) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | 位置制御システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5910721A (ja) |
| JP (1) | JP3579543B2 (ja) |
| KR (1) | KR100437964B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2002120127A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-23 | Citizen Watch Co Ltd | 数値制御旋盤における工具位置補正方法及び制御装置 |
| CN102621926A (zh) * | 2012-03-16 | 2012-08-01 | 苏州汇川技术有限公司 | 一种数控刀架的伺服驱动系统和方法 |
| CN102880194A (zh) * | 2012-09-17 | 2013-01-16 | 北京信息科技大学 | 一种多通道移液板的运动控制系统及控制方法 |
| JP2015178156A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | 株式会社デンソーウェーブ | 垂直多関節型ロボットの位置誤差抑制方法 |
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| US6286055B1 (en) * | 1996-11-07 | 2001-09-04 | Okuma Corporation | Error correction apparatus for NC machine tool |
| DE10156781C1 (de) * | 2001-11-19 | 2003-02-27 | Siemens Ag | Aktive Kompensation von mechanischen Schwingungen und Verformungen in industriellen Bearbeitungsmaschinen |
| US8340788B2 (en) * | 2006-12-15 | 2012-12-25 | Pitney Bowes Inc. | Positioned based motor tuning for a guillotine cutter mechanism |
| JP5249452B1 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-31 | ファナック株式会社 | 補正データを考慮した軌跡表示装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3688642A (en) * | 1970-08-13 | 1972-09-05 | Anellux Systems Corp | Pattern guide system |
| JPS6043261B2 (ja) * | 1980-10-30 | 1985-09-27 | ファナック株式会社 | 主軸回転位置制御方式 |
| JPS61262901A (ja) * | 1985-05-17 | 1986-11-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ロボツトの制御装置 |
| US4945501A (en) * | 1987-01-20 | 1990-07-31 | The Warner & Swasey Company | Method for determining position within the measuring volume of a coordinate measuring machine and the like and system therefor |
| US4843293A (en) * | 1987-02-02 | 1989-06-27 | Research Development Corporation | Apparatus for controlling servo system employing piezo-electric actuator |
| DE3828594C2 (de) * | 1987-08-24 | 2002-04-25 | Toshiba Machine Co Ltd | Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine und Verfahren zum Steuern des damit durchgeführten Schleifvorgangs |
| JPH0887331A (ja) * | 1994-09-14 | 1996-04-02 | Yaskawa Electric Corp | 位置フィードバック補正方法 |
| KR0176662B1 (ko) * | 1995-12-28 | 1999-04-01 | 김광호 | 칩마운터용 직교로봇의 칩마운팅 위치제어방법 및 위치제어장치 |
-
1996
- 1996-08-22 JP JP22161496A patent/JP3579543B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-08-21 US US08/915,927 patent/US5910721A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-08-21 KR KR1019970039877A patent/KR100437964B1/ko not_active IP Right Cessation
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| JP2002120127A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-23 | Citizen Watch Co Ltd | 数値制御旋盤における工具位置補正方法及び制御装置 |
| JP4509348B2 (ja) * | 2000-10-13 | 2010-07-21 | シチズンホールディングス株式会社 | 数値制御旋盤における工具位置補正方法及び制御装置 |
| CN102621926A (zh) * | 2012-03-16 | 2012-08-01 | 苏州汇川技术有限公司 | 一种数控刀架的伺服驱动系统和方法 |
| CN102880194A (zh) * | 2012-09-17 | 2013-01-16 | 北京信息科技大学 | 一种多通道移液板的运动控制系统及控制方法 |
| JP2015178156A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | 株式会社デンソーウェーブ | 垂直多関節型ロボットの位置誤差抑制方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5910721A (en) | 1999-06-08 |
| KR100437964B1 (ko) | 2004-08-09 |
| JP3579543B2 (ja) | 2004-10-20 |
| KR19980018851A (ko) | 1998-06-05 |
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