JPS60134905A - 揺動機構の制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、移動する被加工材料の速度および位置に加工
機械を同期させて加工を施すフライングシャー等の揺動
機械における制御方式に関する。

従来技術 従来使用されているフライングシャー等においては、高
速で動く被加工材料の運動に同期させて揺ｔｌＪＪ機構
を動かそうとした場合、被加工材料の運動速度が高速に
なるのに従って揺動運動に起因する負荷トルクの変動が
発生する。そして、この負荷トルクの変動が同期制御を
行なうサーボ制御系への外乱となり、加工機械の被加工
材料に対する速度１位置の同期精度を下げ。

切断精度等の加工精度の低下を招くこととなっていた〇 第１図及び第２図に既存の制御方式の構成図及びその制
御ブロック図を示した。これら既存の制御系においては
、揺動運動によって生じる負荷トルクａ、Ｄが外乱とし
て作用するばかりでなく、慣性モーメントＣの変動が制
御対象の特性変動として作用する。

さらに、負荷トルク外乱は加工機械と被加工材料との速
度及び位置の偏差を生み、加工精度を下げると共に１％
性変動が制御系の安定性を悪化させたり応答性を低下さ
せる原因となっていた。

発明の目的 そこで、この発明は前記のようなフライングシャー等の
揺動機構を有する加工機械における従来の問題点を解決
して、揺動運動中に生じる負荷トルクの変動を補償し、
制御系の安定を図り、高速運転時の加工精度を向上させ
ることを目的とする。

発明の構成 本発明による揺動機構の制御方式によれば。

揺動機構の角度、角速度及び角加速度検出値に揺動トル
ク補償を加えて電流指命信号を生城し、この電流指命信
号に基いて揺動機構駆動部の駆動制御を行なうよう構成
された点に特徴がある。

実施例 以下、図示する本発明の実施例により説明する。

第５図に本発明の実施例構成図を示したが、揺動機構４
を駆動するモータ３にはモータ制御装置２が接続されて
おり、このモータ制御装置２からモータ３に電機子電流
が供給されてモータ３を駆動制御する。

揺動機構４の回転軸にはセンサ５が取付けられており、
センサ５には検出部６が接続されて揺動機構４の角度、
角速度及び角加速度が検出される。

また、どの実施例構成には揺動トルク補償機構７と速度
指命発生機構１とが備えられており、揺動トルク補償機
構７には前記検出部６から角度、角速度及び角加速度検
出値が入力される。

さらに、速度指命発生機構１には検出部６からの角度検
出値が、モータ制御装置２に恢同様に角速度検出値が入
力される。揺動トルク補償機構７は検出部６から入力し
た角度、角速度及び角加速度検出値に揺動トルク補償を
行なって電流指令信号を生成してモータ制御装置２に出
力する。

すなわち、この構成例においては検出部６からの角度検
出値と外部加工材料の位置、速度の目標値を入力した速
度指命発生機構１は速度指令信号を出力する。モータ制
御装置２は速度指令信号と検出部６からの角速度検出値
及び揺動トルク補償機構７からのトルク補償された電流
指命信号を入力して電機子電流を生成してモータ３に出
力する。

このように、揺動機構４を駆動するモータ３はセンサ５
の検出値に揺動トルク補償を加味して生成された電機子
電流によって駆動される。

この構成において、センサ５と検出部６の回路例を第４
図に示したが、センサ５はパルスジェネレータ１５とタ
コジェネレータ１６で実現され、検出部６は微分器１７
とカウンタ１８で実現される。タコジェネレータ１６の
出力は角速度を示すアナログ信号として取り出され、そ
の一部は微分器１７で微分されて角加速度を示すアナロ
グ信号に生成される。また、パルスジェネレータ１５か
らの、パルス信号はカウンタ１Ｂでカウントされ、角度
を示すディジタル信号となる。

これら、センサ５及び検出部６で検出された角度、角速
度及び角加速度検出値は、第５図に示した回路構成の揺
動トルク補償機構７に入力される。

この第５図において、揺動トルク補償機構７は６つの並
列接続されたメモ！Ｊ　８ａ、　１３ｂ、　８０とこれ
らメモリＢ＆、８１１．８０に各々接続されたＶムコン
バーク９ａ、９ｂ、９０と、これらＶムコンバーク９ａ
、９ｂ、９ｃの出力を合算する加算器１（ｌ　とが設け
られている。また、　Ｄ／Ａコンバータ９Ｃと加算器１
０ａとの間には加算器１０１）が挿入されている。さら
に、　Ｄ／Ａコンバータ９ｂには掛算器１１が入力側に
接続されている。

ここで、角度を示すディジタル信号はメモリ８６．８１
）、８０に各々アドレス入力され、　Ｄ／Ａコンバータ
９Ｌ、９１）、９０にデータ出力される０掛算器１１に
は角速度を示すアナログ信号が入力して掛算されＶム変
換器９′ｂの入力側に加算される。また、Ｖム変換器９
Ｃには角加速度を示すアナログ変換値が入力され、この
出力は加算器１０ｂ　で定電圧と加算される。そこで、
Ｄ／Ａ変換器９ａ、９ｂのアナログ変換値と加算器１０
１１の出力は加算器１０１Ｌで合算されて電流指命信号
が出力される。この他の揺動トルク補償機構の構成例と
しては、前記電子回路と等価な演算を行なうようコンピ
ュータ・システムにより実現することもできる。

さらに、モータ制御装置２は第６図に示した様に速度制
御アンプ１２と電流制御アンプ１５１及びサイリスクブ
リッジ１４とで構成される。

速度制御アンプ１２の非反転入力には速度指命信号が１
反転入力には速度フィードバック信号が入力される。

次段の電流制御アンプ１５の非反転入力には速度制御ア
ンプ１２の出力と揺動トルク補償機構７からの補償入力
値が入力され、反転入力には電流フィードバックが入力
される。サイリスタブリッジ１４は電流制御アンプ１５
の出力値を入力し電機子電流を出力する。

以上の構成において１本実施例の動作原理は揺動機構の
運動が回転軸に換算したモータトルクｎ７１回転軸の回
転角θ、角速度ｊ、角加速度−〇 ０で表わした時 ｎτ＝ｆｓ（の十ｆｔ（の、　ｊ”　＋　ｆｇ（のθ　
■の様に記述できることに依っている。ここでｎはギヤ
の減速比であり、揺動機構を第７図の力学モデルで捕え
た場合、各関数は、 ｆｓ（θ）＝（Ｃ鵞（の＋ａｍ（の）ｘｇ　■ｆ鴛（の
＝０１（のｘ　ａｔ（＃）＋　（ａｔ（の＋ａｓ（の）
ｘ　ａｓ（の　■ｆｓ（の＝０１（θ）ｘ　ａｔ（の＋
（０諺（の＋ａｓ（θ））ＸｌＬ４（の　のと表わされ
る。

ここでの各θ関数は以下の様に与えられる。

ｙｅ＝Ｊ−ｔｃｏａα−ｒｏ０８θ　■これらの式に揺
動機構の諸元を代入し請求めた関数値から ｇｓ（の−ｆｚ（の、／ｎＫτ　■ ｇｘ（め−ｆ！（の／ｎ−にτ　■ ｆｉ＠（／４％−ｗｒ、Ｔｎ＝−ｆｍ（θ））／ｎ−Ｋ
Ｔののごと（、モータのトルク定数ＫＴを用いて。

７の機構で実現する関数をめる。すると、速度制御偏差
に応じて決定される電流指命１に加。

算される７の機構からの出力１□は 屹−ｇｓ（の＋ｇ！（の・θ　十ｇｇ（の・　θ　■と
なり、これからモータトルクをめ０式に代入すると ｎＫＴ　＠ｉｓ　＝　Ｊｏθ の様になり一定値Ｊｏをもった慣性体として揺動機構が
制御出来ることになる。

発明の効果 本発明による揺動機構の制御方式実施例は以上の通りで
あり、次に述べる効果を挙げることができる。

揺動運動中に生じる負荷トルクの変動を補償し、制御系
の安定を図り、高速運転時の施工精度を向上させること
ができる・

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来例を示す構成例及び制御ブロッ
ク図、第５図は本発明の実施例の構成図、第４図、第５
図及び第６囚は第５図の各構成要素の電子回路図、第７
図は揺動機構の力学モデル図である。 １・・速度指命発生機構、２・・モータ制御装置％５・
・モータ、４・・揺動機構、５・・センサ、６・・検出
部、７・・揺動トルク補償機構％　８ａ、８ｂ、ｇｃ、
１１メモリ、９ａ、９ｂ、９ｃｍ　、　Ｄ／Ａ　：Ｉ’
：／バータｋ　ｉｏａ、１０ｂ−、加算器。 １１・・掛算器、１２・・速度制御アンプ。 １３・・電流制御アンプ、１４・・サイリスタブリッジ
、１５・・パルスジェネレータ、１６・・タフジェネレ
ータ、１７・・微分器、１８・・カウンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 揺動機構の回転軸に取付けられ、当該回転軸の回転角、
   角速度及び角加速度を検出する検出部と。 この検出部から回転角、角速度及び角加速度を入力し、
   揺動トルク補償を行なった電流指命信号を生成して出力
   する揺動トルク補償機構と。 この揺動トルク補償機から前記電流指命信号を入力し、
   当該電流指命信号に従って揺動機構を駆動する電動機の
   制御電流を出力する電動機制御部とを備えたことを特徴
   とする揺動機構の制御方式。