JPS60135157A - 機械駆動装置 - Google Patents
機械駆動装置Info
- Publication number
- JPS60135157A JPS60135157A JP24285683A JP24285683A JPS60135157A JP S60135157 A JPS60135157 A JP S60135157A JP 24285683 A JP24285683 A JP 24285683A JP 24285683 A JP24285683 A JP 24285683A JP S60135157 A JPS60135157 A JP S60135157A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- machine
- micro
- speed
- drive system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
-
- 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
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- 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
-
- 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
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41156—Injection of vibration anti-stick, against static friction, dither, stiction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、工作機械のテーブル等の機械の駆動方式に
関する。
関する。
従来、工作機械のテーブル駆動は第１図に示すように、
サーボモータ１により歯車５．６及びポールネジ２を介
してテーブル３を駆動するようになっており、テーブル
３は工作機械のへラド４の土をサーボモータｌの駆動に
従って、図示矢印方向に摺動して移動されるようになっ
ている。そして、サーボモータｌはＣＰＩＪ等の演算装
置で演算された速度指令ＶＳを入力する速度制御装置７
によって制御され、サーボモータｌに連結されている速
度検出器８からの速度信号ＶＦが速度制御装置７にフィ
ードバックされ、サーボモータ１は入力された速度指令
ｖＳに従って速度制御され、これによりテーブル３に装
着された被加工物の加工が行なわれるようになっている
。
サーボモータ１により歯車５．６及びポールネジ２を介
してテーブル３を駆動するようになっており、テーブル
３は工作機械のへラド４の土をサーボモータｌの駆動に
従って、図示矢印方向に摺動して移動されるようになっ
ている。そして、サーボモータｌはＣＰＩＪ等の演算装
置で演算された速度指令ＶＳを入力する速度制御装置７
によって制御され、サーボモータｌに連結されている速
度検出器８からの速度信号ＶＦが速度制御装置７にフィ
ードバックされ、サーボモータ１は入力された速度指令
ｖＳに従って速度制御され、これによりテーブル３に装
着された被加工物の加工が行なわれるようになっている
。
このような構成において、被駆動体であるテーブル３は
速度指令ｖＳに従ってベンド４の上を図示矢印方向に摺
動して移動されるが、この場合のテーブル３の摺動抵抗
はたとえば第２図に示すような特性となっている。すな
わち、ａは静止摩擦抵抗を、ｂは動摩擦抵抗を示してお
リ、テーブル３の移動開始時には、第２図において静止
摩擦抵抗ａの状態Ａから動摩擦抵抗すの状態Ｂへ動作点
が移動するが、この場合、動いた方が摺動抵抗か小さく
なるため負性抵抗となっている。場合によっては間欠的
な動き、いわゆるスティックスリップ現象か見られる。
速度指令ｖＳに従ってベンド４の上を図示矢印方向に摺
動して移動されるが、この場合のテーブル３の摺動抵抗
はたとえば第２図に示すような特性となっている。すな
わち、ａは静止摩擦抵抗を、ｂは動摩擦抵抗を示してお
リ、テーブル３の移動開始時には、第２図において静止
摩擦抵抗ａの状態Ａから動摩擦抵抗すの状態Ｂへ動作点
が移動するが、この場合、動いた方が摺動抵抗か小さく
なるため負性抵抗となっている。場合によっては間欠的
な動き、いわゆるスティックスリップ現象か見られる。
テーブル３とベッド４の摺動面には通常潤滑油がひかれ
摺動抵抗を小さくしているが、テーブル３の移動速度が
速くなると（■滑油の粘性抵抗が大きくなり、第２図の
状態りのような大きな摺動抵抗を示すことになる。
摺動抵抗を小さくしているが、テーブル３の移動速度が
速くなると（■滑油の粘性抵抗が大きくなり、第２図の
状態りのような大きな摺動抵抗を示すことになる。
また、ＮＯ（数値制御）装置によりテーブル３の移動を
精密に位置制御する場合、サーボモータ１の駆動軸の動
き肝とテーブル３の移動量ＴＭとは低速で駆動する場合
、′第３図の実線に示すようなヒステリシス特性を示し
ている。このようなヒステリシス特性となる理由は、機
械のバックラッシュと機械の剛性が有限であるために発
生する撓みとが基因する機械ロストモーションが存在す
るからである。通常、精密な位置制御を必要とする機械
においては、機械駆動系のバックラッシュを極力小さく
することは可能であるが、機械の撓みを小さくする゛こ
とはコスト的に限界がある。そして、低速で機械の位置
決めを行なう場合、機械の撓みは第２図に示す摺動面の
静ｌ−摩擦抵抗ａに比例している。しかし、テーブル３
の移動速度が動摩擦抵抗すの領域にある場合は、機械の
撓みが動摩擦抵抗すに比例することになる。し、たがっ
て、通常のＮＯ装置δで機械の位置制御を行なう場合に
は、移動方向によって一定のロストモーション補正を行
なうようにしている。従来、このようなロストモーショ
ン補正を行なっているが、摺動抵抗が移動速度により変
化するため、機械の挑み歇も移動速度によって変化し、
完全には機械のロストモーションを補正することができ
ない。
精密に位置制御する場合、サーボモータ１の駆動軸の動
き肝とテーブル３の移動量ＴＭとは低速で駆動する場合
、′第３図の実線に示すようなヒステリシス特性を示し
ている。このようなヒステリシス特性となる理由は、機
械のバックラッシュと機械の剛性が有限であるために発
生する撓みとが基因する機械ロストモーションが存在す
るからである。通常、精密な位置制御を必要とする機械
においては、機械駆動系のバックラッシュを極力小さく
することは可能であるが、機械の撓みを小さくする゛こ
とはコスト的に限界がある。そして、低速で機械の位置
決めを行なう場合、機械の撓みは第２図に示す摺動面の
静ｌ−摩擦抵抗ａに比例している。しかし、テーブル３
の移動速度が動摩擦抵抗すの領域にある場合は、機械の
撓みが動摩擦抵抗すに比例することになる。し、たがっ
て、通常のＮＯ装置δで機械の位置制御を行なう場合に
は、移動方向によって一定のロストモーション補正を行
なうようにしている。従来、このようなロストモーショ
ン補正を行なっているが、摺動抵抗が移動速度により変
化するため、機械の挑み歇も移動速度によって変化し、
完全には機械のロストモーションを補正することができ
ない。
以」二のように、従来の機械駆動方式では機械のロスト
モーションを完全に補正することができないので、輪郭
制御等において精度Ｊ−の問題が発生している。すなわ
ち、機械駆動系の送り速度により変化するヒステリシス
現象のため、円弧等の輪郭制御時に象限の切換わリイＱ
；６．で１１＋。
モーションを完全に補正することができないので、輪郭
制御等において精度Ｊ−の問題が発生している。すなわ
ち、機械駆動系の送り速度により変化するヒステリシス
現象のため、円弧等の輪郭制御時に象限の切換わリイＱ
；６．で１１＋。
部が発生する等の欠点がある。また、インタ゛クトシン
等によりテーブル３の位置をｉ１妄検１［１し、位置フ
ィード／へ・ツクすれば精密な４＜ｌ置ルｊ御が可能と
なるが、高価なものとなってコスト〔１’１に不利とな
る。
等によりテーブル３の位置をｉ１妄検１［１し、位置フ
ィード／へ・ツクすれば精密な４＜ｌ置ルｊ御が可能と
なるが、高価なものとなってコスト〔１’１に不利とな
る。
この発明は」−述のような事情からなされたものであり
、テーブル等の機械に強制的側こ微振動を加えることに
よってロストモーションを一定にするようにした機械駆
動方式を提供することをｌＪ的としている。
、テーブル等の機械に強制的側こ微振動を加えることに
よってロストモーションを一定にするようにした機械駆
動方式を提供することをｌＪ的としている。
以下にこの発明を説明する。
この発明は工作機械等の機械駆動方式番と関するもので
、機械をアクチュエータで駆動する場合、機械の目標信
号に微小交流信号を付加し、機械に微振動を与えるよう
にしたものである。
、機械をアクチュエータで駆動する場合、機械の目標信
号に微小交流信号を付加し、機械に微振動を与えるよう
にしたものである。
すなわち、第４図はこの発明方式を実現する装置の一例
を示すものであり、判定回路ｌｏｔこｔ±テーブル３の
テーブル移動速度、テーブル３の移動、停止等を指令す
るテーブル制御条件ＣＤが入力され、判定回路ｌＯは入
力されたテーブル制御条件ＣＤからテーブル３の駆動開
始時、移動停止時及び移動速度が設定値以下となったこ
とを検出し、その検出信号を決定信号Ｏ８として出力す
るようになっており、決定信号Ｏ９は微振動発生回路１
１に入力され、微振動発生回路１１は決定信号ＤＳが入
力された時間だけ三角波の微小交流信号Ｓｖを発生する
ようになっている。そして、微振動発生回路１１から出
力された微小交流信けＳｖは速度指令ｖＳと加算器Ｉ２
で加算され、その加初信号ＶＳＡが前述したような速度
制御装置７に速度指令として人力されるようになってい
る。
を示すものであり、判定回路ｌｏｔこｔ±テーブル３の
テーブル移動速度、テーブル３の移動、停止等を指令す
るテーブル制御条件ＣＤが入力され、判定回路ｌＯは入
力されたテーブル制御条件ＣＤからテーブル３の駆動開
始時、移動停止時及び移動速度が設定値以下となったこ
とを検出し、その検出信号を決定信号Ｏ８として出力す
るようになっており、決定信号Ｏ９は微振動発生回路１
１に入力され、微振動発生回路１１は決定信号ＤＳが入
力された時間だけ三角波の微小交流信号Ｓｖを発生する
ようになっている。そして、微振動発生回路１１から出
力された微小交流信けＳｖは速度指令ｖＳと加算器Ｉ２
で加算され、その加初信号ＶＳＡが前述したような速度
制御装置７に速度指令として人力されるようになってい
る。
たとえば、速度指令ｖＳが第５図（Ａ）に示すような信
号レベルとなっている場合、判定回路１０の判定に基づ
く微振動発生時間が時点ｔ０〜ｔｌ、時点ｔ２〜ｔ３及
び時点ｔ４〜ｔ５となっている場合、微振動発生回路１
１からは第５図（Ｂ）に示すような三角波の微小交流信
号ＳＶが出力され、この微小交流信号Ｓｖが加算器１２
で速度指令ｖＳと加算される。したがって、加算器１２
の加算結果ＶＳＡは第５図（Ｃ）に示すような信号レベ
ルとなり、これが速度指令として速度制御装置７に入力
されて、サーボモータ１を駆動することになる。これに
より、サーボモータｌはテーブル３を移動する速度変化
時間及び停止、起動時に、テーブル３を微小振動させる
ことになる。このようなテーブル３の強制的な微振動に
より、摺動特性は第２図で示す実線の静止摩擦が動摩擦
に変化するため、同図の破線で示すような摺動り、ν性
に変化する。その結果、第３図の破線で示すような送り
速度に無関係な機械のヒステリシス現象となるので、た
とえばＮＣ装置の制御は一定なロストモーション補」で
１ＪＥ（ｉｌｆな位置制御がＤＪ能となる。また、サー
ボモータｌの駆動軸が微振動するため、実質的にも機械
的なロストモーションが小さくなったように動作する。
号レベルとなっている場合、判定回路１０の判定に基づ
く微振動発生時間が時点ｔ０〜ｔｌ、時点ｔ２〜ｔ３及
び時点ｔ４〜ｔ５となっている場合、微振動発生回路１
１からは第５図（Ｂ）に示すような三角波の微小交流信
号ＳＶが出力され、この微小交流信号Ｓｖが加算器１２
で速度指令ｖＳと加算される。したがって、加算器１２
の加算結果ＶＳＡは第５図（Ｃ）に示すような信号レベ
ルとなり、これが速度指令として速度制御装置７に入力
されて、サーボモータ１を駆動することになる。これに
より、サーボモータｌはテーブル３を移動する速度変化
時間及び停止、起動時に、テーブル３を微小振動させる
ことになる。このようなテーブル３の強制的な微振動に
より、摺動特性は第２図で示す実線の静止摩擦が動摩擦
に変化するため、同図の破線で示すような摺動り、ν性
に変化する。その結果、第３図の破線で示すような送り
速度に無関係な機械のヒステリシス現象となるので、た
とえばＮＣ装置の制御は一定なロストモーション補」で
１ＪＥ（ｉｌｆな位置制御がＤＪ能となる。また、サー
ボモータｌの駆動軸が微振動するため、実質的にも機械
的なロストモーションが小さくなったように動作する。
なお、微振動発生回路１１が発生する交流微信号Ｓｖは
、指令値のディメンジョンと同じであるかぎり同様の効
果が得られるものであり、交流微小信号の波形は正弦波
、矩形波等の交流信号であればよい。
、指令値のディメンジョンと同じであるかぎり同様の効
果が得られるものであり、交流微小信号の波形は正弦波
、矩形波等の交流信号であればよい。
以上のようにこの発明の機械駆動方式によれば、従来送
り速度により変化する機械のヒステリシス現象か単純に
、またに的にも小さくなるので、ＮＣ装置等の機械のロ
ストモーション補正で精密な位置制御ができ、輪郭制御
等においてより正確な位置制御が可能となる。
り速度により変化する機械のヒステリシス現象か単純に
、またに的にも小さくなるので、ＮＣ装置等の機械のロ
ストモーション補正で精密な位置制御ができ、輪郭制御
等においてより正確な位置制御が可能となる。
第１図は従来の機械駆動系の一例を示す構成図、第２図
は機械の摺動抵抗の特性図、第３図は一般的な機械駆動
系のヒステリシス現象を示す図 第４図はこの発明方式
を実現する装置の一例を示す構成図、第５図（Ａ）〜（
Ｃ）はその動作を説明するための波形図である。 ｌ・・・サーボモータ、２・・・ボールネジ、３・・・
テーブル、４・・・ベッド、７・・・速度制御装置、１
０・・・判定回路、１１・・・微振動発生回路。
は機械の摺動抵抗の特性図、第３図は一般的な機械駆動
系のヒステリシス現象を示す図 第４図はこの発明方式
を実現する装置の一例を示す構成図、第５図（Ａ）〜（
Ｃ）はその動作を説明するための波形図である。 ｌ・・・サーボモータ、２・・・ボールネジ、３・・・
テーブル、４・・・ベッド、７・・・速度制御装置、１
０・・・判定回路、１１・・・微振動発生回路。
Claims (3)
- （１）機械をアクチュエータで駆動する場合、前記機械
の目椋信号に微小交流信号を付加し、前記機械に微振動
を与えるようにしたことを特徴とする機械駆動方式。 - （２）前記微小交流信号を前記機械の駆動開始時及び移
動停止時に付加するようにした特許請求の範囲第１項に
記載の機械駆動方式。 - （３）前記微小交流信号を前記機械の移動速度が所定値
以下となった時にイ１加するようにし７た特許請求の範
囲第１項に記載の機械駆動方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24285683A JPS60135157A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 機械駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24285683A JPS60135157A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 機械駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60135157A true JPS60135157A (ja) | 1985-07-18 |
| JPS6351820B2 JPS6351820B2 (ja) | 1988-10-17 |
Family
ID=17095284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24285683A Granted JPS60135157A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 機械駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60135157A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016109483A (ja) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | 株式会社ジェイテクト | ボールねじ測定装置 |
-
1983
- 1983-12-22 JP JP24285683A patent/JPS60135157A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016109483A (ja) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | 株式会社ジェイテクト | ボールねじ測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6351820B2 (ja) | 1988-10-17 |
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