JPS60250404A - 数値制御方法 - Google Patents

数値制御方法

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Publication number
JPS60250404A
JPS60250404A JP10445884A JP10445884A JPS60250404A JP S60250404 A JPS60250404 A JP S60250404A JP 10445884 A JP10445884 A JP 10445884A JP 10445884 A JP10445884 A JP 10445884A JP S60250404 A JPS60250404 A JP S60250404A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
acceleration
time
control
current
Prior art date
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Pending
Application number
JP10445884A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadamasa Aoyama
青山 忠正
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SANESU SHOKO KK
Original Assignee
SANESU SHOKO KK
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Publication date
Application filed by SANESU SHOKO KK filed Critical SANESU SHOKO KK
Priority to JP10445884A priority Critical patent/JPS60250404A/ja
Publication of JPS60250404A publication Critical patent/JPS60250404A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/416Numerical 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 control of velocity, acceleration or deceleration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はモータ等の駆動源の出力が伝動されて移動する
物、例えば、工作機械の移動するテーブル、スピンドル
など(以下、制御対象という)を。
その移動速度及び加速度を優先ベースデータとして前記
対象の位置決め或は速度を制御する数値制御方法に関す
るものである。
〔従来の技術〕
従来の工作機械等の分野に於ける制御対象の位置決め或
は速度制御は、その移動始点から終点(目的位置)まで
の距離、即ち移動量を基準としてなされ、制御対象の速
度制御はこの位置決めを実現するため付随的になされて
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、このような移動量優先の位置決め或は速度制御
では、制御対象並びにこの対象に連結された伝動系の慣
性質量が大きい機械では十分に高精度の位置決め或は速
度制御を実現できないという問題がある。
c問題点を解決するための手段〕 本発明は上記のような移動量優先の位置決め或は速度制
御の廉点に鑑み、移動対象の移動速度或は加速度をヘー
ステータとする位置決め或は速度制御のための数値制御
方法を提供することを目的としてなされたもので、その
構成は、制御対象の移動凧若しくは移動速度又はこれら
双方を制御するため、前記制御対象の移動を支配する駆
動源に、当該対象に対し予め設定される適宜単位時間当
りの予定速度及び予定加速度又は該予定加速度に対応し
た予定制御信号を適宜の時間供給して前記制御対象を移
動させると共に、制御対象の実際の移動時、当該対象か
ら直接又は間接に得られる適宜r111位時間当りの現
在速度及び現在加速度又は該現在加速度に対応した現在
信号を、−1−記予定制御信号の供給時間においてそれ
らの予定信号と比較演算し、この演算結果によって」二
記予定制御信号を補正しつつ前記駆動源を制御すること
を特徴とするものである。
〔作 用〕 個々の機械によって異なる駆動源の能力、或は、この駆
動源に作業内容によって異なる負荷が加わっても、特定
の駆動源に特定される負荷が作用することにより制御対
象の移動が行なわれるときには、当該対象の移動時にお
ける立上り加速度、等速走行速度及び減速、停止に至る
立下がり、即ち、負の加速度を予め設定することができ
る。従って、制御対象における上記の加、減速時、等速
走行時の速度を適宜の単位時間においてその予定値と現
在値とを比較演算しつつ、その駆動源の出力を制御する
ことによって、当該対象の速度9位置決め制御を行うこ
とができる。
〔実 施 例〕
次に、本発明の実施例を図に拠り説明する。
第1図は従来公知のクローズトループ系にされた位置決
め制御ブロック図で、図に於て、1は制御対象として位
置決めされる刃物台、2はその刃物台1の移動を支持案
内するす1〜ル、3はそのサドル2に架設した送りネジ
であり、このネジ3が上記刃物台1に設けたナツト部材
1aに螺合し、クラッチ、ブレーキ及び減速機構などの
伝動系を含む送りモータ4によって正、逆転されること
により、」二記刃物台1を図の左右方向で移動させるよ
うにされている。
而して、従来の制御系は、上記モータ4の出力を刃物台
Iの位置、或は移動量に対応して制御するため、例えば
、次のように構成されている。
即ち、第1図に於て、5は刃物台1が移動すればその移
動量に対応したパルス信号、例えば、11D当り100
パルスの信号を発生するようにした移動量検出器、6は
刃物台1の例えば原点から予定さJする所定の移動量と
、その移動量に対応してモータ4の出力を制御するため
の出力制御信号を設定する設定部、7は上記設定部6か
ら供給される予定移動量と前記検出器5から供給される
現在移動量との信号を比較演算する演算部で、現在位置
が予定位置に一致したとき、モータ4に対し予め設定さ
れている出力制御信号が制御部8を経てそのモータ4に
供給されるようにしてあり、上記5〜8により刃物台】
の位置決め制御がなされるのである。
従って、−]−記制御による刃物台1の動作モードは、
第2図に示すように、速度−距離線図で表わされる。即
ち、刃物台jは原点0から移動開始し、PI点で速度■
の定速走行に入り、12点から減速しつつ走行してI)
3点で位置決めされるといったように制御されるのであ
る。
本発明方法はに記のような従来の制御方法に刺して、第
3図に示すような制御系により実施し。
刃物台を第4図に示すような速度又は加速度一時間線図
に表わされる態様で制御するものである。
以下、この例について説明する。尚、第1図、第2図と
同一の符号は同一のものを示すものとする。
第3図に於て、9は刃物台1の速度検出部で、例えは、
移動量検出器5から供給される111WII当り100
個の移動パルス信号D1を、1秒当り100個のパルス
信号を発生する時計パルス発生器】0の時間バルスゴに
対応させ、刃物台1の現在速度を任意のflL位時開時
間えば、j〜2μsec単位で検出してこの単位時間に
おける現在速度v1を検出すると共に、この速度v1に
よる走行時間t7]、即ち、移動量v1・Llをパルス
ゴで計数し、これを速度v1と積算して検出する。尚、
速度検出部9に供給される信号はモータ4の回転軸に関
連させて設けたエンコーダ51や、その他の検出信号を
供給し刃物台1の現在速度を形成するようにしてもよい
11は刃物台1の加速度検出部で、速度検出部9に形成
される速度Vlと時間L1から、前記と同じ中位時間に
おける刃物台]の現在加速度A1を形成すると共に、こ
の加速度が検出されている時間L2を81数する。尚、
ここでの加速度は、刃物台1に取(=Jけた圧電素f−
による速度センサ53などにより供給される速度信号に
処理して形成してもよい。
12は1記の速度検出部9に検出される刃物台1の現在
速度と回し中位の数値で!■1位時開時間の速度、その
速度による走行時間を設定する速度設定部で、その設定
信じはPVI、 Pt、1として出力されるようにしで
ある。
1;3は」−制用速度検出部11に検出される刃物台1
の現在加速度と同じ単位の数値でm位時間当りの加速度
、その加速度による走行時間を設定する加速度設定部で
、その設定信号はFAI、 Pt2として出力されるよ
うにしである。
而して、上記設定部+2,1:lては、刃物台1の全走
行時間において、刃物台1の走行域を移動開始から定速
走行するまでの加速区間、及び定速走行から位置決めさ
れるまでの減速区間と、定速走行区間に分け、各走行区
間について速度並びに加速度を設定するようにしてもよ
い。
14は、刃物台1が走行開始した後、速度設定部12か
ら供給される設定速度PVIと速度検出部9から供給さ
れる現在速度v1とを、単位時間ごとに逐次比較演算す
る速度演算部、15は前記設定部12に設定された速度
による刃物台1の走行時間を、その設定値Ptlと前記
検出部から供給される現在値【−1とを逐次比較演算す
る速度時間演算部、16は加速度設定部13から供給さ
れる設定加速度1)AIと加速度検出部11から供給さ
れる現在加速度^1とを、Qi位時間ごとに逐次比較演
算する加速度演算部。
17は前記設定部13に設定された加速度による刃物台
1の走行時間を、その設定値Pt、2と前記検出部11
における現在値吋とを比較演算する加速度時間演算部で
、各演算部14〜17の演算結果は、逐次側ニ号形成部
18に供給される。
1−記形成部18には前記設定部12.13からの各設
定イト1号が供給さ汎ているので、上記形成部18では
逐次比演算部かI?)加えられる各信号の演算値が設定
信号に加、減されて設定信号を補正する。
而して、19は補正された設定信号をモータ4の駆動制
御信号に形成し、その信号をモータ4に与えてその制御
を行う駆動制御部であり、以上9〜19により本発明方
法を実施するための制御系の一例を構成する。
次に、」−制御御系による制御例について述べる。
而して、ここでは説明の便宜のため、刃物台1を第4図
(イ)に示すような速度一時間線図で走行させて位置決
めを行うこととする。
第4図(イ)に於て、Taは加速走行時間、Tdは減速
走行時間、Teは等速走行時間をそれぞれ表わし、Tl
−T3は速度変更時刻乃至位置決め時刻を示す。
刃物台1がこのような速度一時間線図で移動するとき、
その加速度は、第4図(ロ)に示すようになる。
そこで、速度、加速度設定部12.13に、加速走行時
間P1.2.減速走行時間Pt3 、等速走行時11旧
〕i、1と、それぞれの時間域におけるllj位時開時
間えは1〜2μsec当りの加速度pAi、減速度PA
2.速度PVIを設定する。尚、これらの数値は機械の
大きさ、能力などによりその機械が実現できる速度。
加速度の範囲で設定すること勿論である。
」二記設定値は信号バスにより制御信号形成部18に送
られ、駆動制御部19を経てモータ4を駆動する。
モータ4が駆動し始め、刃物台1の走行が開始すると同
時にその現在速度v1、それによる走行時間L1が速度
検出部9に検出されると共に、これらの検出値が加速度
検出部11において加速度A1及びそれによる走1テ時
間t2に処理され、加速時間域において検出される現在
値と設定値がそれらの演算部16.17で比較され、そ
の演算結果が、制御信号形成部18において設定値を補
正する。この結果、モータ4は補正された駆動制御信号
によって駆動され、設定値どおりの動作をすることとな
る。
次に、刃物台1か所定加速度により所定時間走行させら
1+ると、走行時刻が等速走行域の時刻に達すると共に
、それ]の速度PVIに達するので、その旨の信号によ
ってモータ4は、等速走行時間Ptlの間、刃物台1に
速度1’V]を実現させるように駆動される。等速走行
域では刃物台1の現在速度v1と設定速度PVI、並び
に、走行時間の現在値1,1ど設定値Pjlとが、それ
らの演算部1.4.15で比較され、この演算結果によ
り設定値PVIがこの域での走行時間P1.]の間補正
されつつモータ4が駆動される。等速走行域でもこの間
の加速度(等速走行ゆえゼロ)とその時間が検出され、
その設定値と比較される。
従って、等速走行時間Ptlが経過すると、その旨の信
号によってモータ4は減速走行時間PL3の間、負の加
速度FAIを刃物台lに実現させるように駆動される。
この走行域に於ても、その走行時間中、先の加速域の場
合と同様負の加速度の現在値と設定値が逐次比較演算さ
れて設定値を補正し、刃物台1を設定値どおり走行させ
るにモータ4か制御さ九るど共に、刃物台1の走行速度
のY・定値と現在値か比較演算され、この域での走行時
間経過時に刃物台1の速度がゼロ、即ち、刃物台1が停
止するように制御される。
この場合に於て、現在値として検出さ才lる速度Vl、
その時間L1、或は、加速度A11時間L2. L3ヲ
積分処理すると、刃物台1の実際走行量を演算検出する
ことができるのでこのデータを刃物台1の移動量に関す
る制御に利用してもよい。
〔効 果〕
このように本発明は制御対象の位置決めに必要なデータ
を、制御対象について設定さ1+、る走行速度、加速度
、及び、当該対象から検出される実際の速度、加速度、
並びに、各走行域での走行時間によって形成するように
したから、従来の移動量優先の位置決め制御に比べ、機
械の大きさ、能力、モータの容量などに適合した微細な
速度制御を、速度に関するデータを優先し且つそれを基
準として速度及び位置決め制御が可能になる。
このことは、位置検出用の高価な各種スケールを用いた
り、ピッチエラーのない高価なポールスクリュを使用し
、ない機械においても本発明制御が適用できることを膚
、味する。この場合、リファレンス用の位置センサを適
宜F11離こと設けておき、制御z1象に予め走fjさ
せてその時検出されるピッチエラーを補正用データとし
て使用するようにしてもよい、。
本発明は以1:、の通りであって、従来の数値制御法に
代え、或は、従来方法と併用し、極めて微細且つ高速で
、しかも、適用する機械に最適の位置決め制御を実現で
きることになるから、産業−1−きわめて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の位置決め制御系の例を示すブロック図、
第2図は第1図の制御系による位置決め制御例に才?け
る速度−y]i離線図、第3図は本発明方法による制御
系の一例のブロック図、第4図(イ)は本発明方法によ
る制御例の速度線図、第4図(ロ)は同し、<加速度線
図である。 1・・刃物台、9・速度検出部、10 時81パルス発
生器、1]・加速度検出部、12 速度設定部、13加
速度設定部、J4 速度演算部、15・速度時間演算部
、16・・加速度演算部、】7−加速度時間演算部 代理人 小 泉 良 邦

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. fli!I御対象の移動量若しくは移動速度又はこれら
    双方を制御するため、前記制御対象の移動を支配する駆
    動源に、当該対象に対し予め設定される適宜単位時間当
    りの予定速度及び予定加速度又は該予定加速度に対応し
    た予定制御信号を適宜の時間供給して前、記制御対象を
    移動させると共に、制御対象の実際の移動時、当該対象
    から直接又は間接に得られる適宜単位時間当りの現在速
    度及び現在加速度又は該現在加速度に対応した現在信号
    を、上記予定制御信号の供給時間においてそれらの予定
    信号と比較演算し、この演算結果によって上記予定制御
    信号を補正しつつ前記駆動源を制御することを特徴とす
    る数値制御方法。
JP10445884A 1984-05-25 1984-05-25 数値制御方法 Pending JPS60250404A (ja)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5270288A (en) * 1975-12-08 1977-06-11 Hitachi Ltd Servo-type driving apparatus
JPS52102977A (en) * 1976-02-24 1977-08-29 Toyoda Mach Works Ltd Servomotor control system
JPS56153410A (en) * 1980-04-30 1981-11-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Position control system
JPS58189706A (ja) * 1982-04-28 1983-11-05 Fanuc Ltd 速度指令系の速度補正方式
JPS58214905A (ja) * 1982-06-08 1983-12-14 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd サ−ボ系のフイ−ドフオワ−ド信号発生方法

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