JPS61199485A - サ−ボモ−タの出力制御方法 - Google Patents
サ−ボモ−タの出力制御方法Info
- Publication number
- JPS61199485A JPS61199485A JP60028246A JP2824685A JPS61199485A JP S61199485 A JPS61199485 A JP S61199485A JP 60028246 A JP60028246 A JP 60028246A JP 2824685 A JP2824685 A JP 2824685A JP S61199485 A JPS61199485 A JP S61199485A
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- JP
- Japan
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- speed
- signal
- sub
- controlled object
- servo motor
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-
- 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
- G05B19/416—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 control of velocity, acceleration or deceleration
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (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】
〔産業−１−の利用分野〕
本発明は工作機械の刃物台のような制御対象を、特に時
定数の良好な応答特性を以て速度制御するのに好適なサ
ーボモータの出力制御方法に関するものである。
定数の良好な応答特性を以て速度制御するのに好適なサ
ーボモータの出力制御方法に関するものである。
速度制御に用いられているサーボモータの出力制御は、
速度指令電圧とフィー１〜バツク電圧との差電圧を作り
、この電圧に比例した電流がサーボアンプからサーボモ
ータに供給されることによりなされる。
速度指令電圧とフィー１〜バツク電圧との差電圧を作り
、この電圧に比例した電流がサーボアンプからサーボモ
ータに供給されることによりなされる。
このような出力制御をされるモータにより移動させられ
ている制御対象の走行速度を厳密に観察すると、例えば
指令値は定速であっても、常時ランダムにかなりの」二
下幅で増減速している。これは、機械の摺動部分にクリ
アランスがあることや、このクリアランス部分に存在す
る潤滑油の油膜が作用して生じる制御対象の蛇行現象や
スティックスリップ現象に起因するものである。
ている制御対象の走行速度を厳密に観察すると、例えば
指令値は定速であっても、常時ランダムにかなりの」二
下幅で増減速している。これは、機械の摺動部分にクリ
アランスがあることや、このクリアランス部分に存在す
る潤滑油の油膜が作用して生じる制御対象の蛇行現象や
スティックスリップ現象に起因するものである。
つまり、定速走行のための出力制御がなされているサー
ボモータ側は、」二記スティックスリップ等による瞬時
の負荷変動に対するための追従動作がおくれるため、上
記制御対象の速度が変動することとなるのである。
ボモータ側は、」二記スティックスリップ等による瞬時
の負荷変動に対するための追従動作がおくれるため、上
記制御対象の速度が変動することとなるのである。
従って、極く微少時間（例えば］、／ １． ＯＯ〜２
／１００秒）に於て発生するティックスリップ現象等に
対して、従来のサーボモータの出力制御系はいわば無防
備状態である。
／１００秒）に於て発生するティックスリップ現象等に
対して、従来のサーボモータの出力制御系はいわば無防
備状態である。
本発明は上記のようなサーボモータの出力制御の現状に
鑑み、効率よい制御を実現するために必要なサーボモー
タの出力制御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、移動する制御対象をサーボモータの
制御される出力により予定速度で移動させるとき、供給
時間又は供給周期を任意に設定できる上記予定速度の許
容」二限値及び下限値に基づく制御信号を上記モータに
任意の単位時間又は単位移動量ごとに交番的に供給する
ことを特徴とするものである。
鑑み、効率よい制御を実現するために必要なサーボモー
タの出力制御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、移動する制御対象をサーボモータの
制御される出力により予定速度で移動させるとき、供給
時間又は供給周期を任意に設定できる上記予定速度の許
容」二限値及び下限値に基づく制御信号を上記モータに
任意の単位時間又は単位移動量ごとに交番的に供給する
ことを特徴とするものである。
予定速度に対応した制御信号によって駆動されているサ
ーボモータに、そのモータにより移動させられている制
御対象について許容しようとする予定速度の」１下範囲
内で、前記モータに増、減出力させるための制御信号を
任意に設定できる状態で供給してそのモータ出力を制御
するので、このモータ出力を移動中の制御対象側からみ
ると、その予定速度を実現するため制御されているモー
タの出力が正、負側へ交番的に切替わる。このモータ出
力の切替わりは、機械側に於て移動対象の移動に伴い発
生乃至は蓄積される歪に対するス１へレッチング又はハ
ンマリング作用をする。
ーボモータに、そのモータにより移動させられている制
御対象について許容しようとする予定速度の」１下範囲
内で、前記モータに増、減出力させるための制御信号を
任意に設定できる状態で供給してそのモータ出力を制御
するので、このモータ出力を移動中の制御対象側からみ
ると、その予定速度を実現するため制御されているモー
タの出力が正、負側へ交番的に切替わる。このモータ出
力の切替わりは、機械側に於て移動対象の移動に伴い発
生乃至は蓄積される歪に対するス１へレッチング又はハ
ンマリング作用をする。
第１図は公知の速度制御系のブロック図で、１は工作機
械のベッド、２は該ベッド」二を左右する刃物台で、こ
の発明でいう制御対象、３は該刃物台に送り運動をさせ
る送りネジ、４はそのネジ３に連結された駆動源として
のサーボモータ、５は前記刃物台２に対する移動速度を
設定する設定部、６は設定部５の設定値を予定速度信号
に変換すると共に、フィー１ヘパツクされる信号から現
在速度信号を形成し、これを前記予定速度信号と比較波
算してその偏差を補正信号とする制御部、７は増幅でモ
ータ４に接続され、−１−記制御部６の信号をモータ４
へ給供する。尚、現在速度信号はモータ軸に関連して取
付けたタコジェネレータ等により検出しフィードバック
させているものもある。
械のベッド、２は該ベッド」二を左右する刃物台で、こ
の発明でいう制御対象、３は該刃物台に送り運動をさせ
る送りネジ、４はそのネジ３に連結された駆動源として
のサーボモータ、５は前記刃物台２に対する移動速度を
設定する設定部、６は設定部５の設定値を予定速度信号
に変換すると共に、フィー１ヘパツクされる信号から現
在速度信号を形成し、これを前記予定速度信号と比較波
算してその偏差を補正信号とする制御部、７は増幅でモ
ータ４に接続され、−１−記制御部６の信号をモータ４
へ給供する。尚、現在速度信号はモータ軸に関連して取
付けたタコジェネレータ等により検出しフィードバック
させているものもある。
８は上記刃物台２の移動量をパルス信号で検出する検出
器で、その検出信号は上記制御部６に供給され、適宜時
間パルスと対応させられて現在速度信号に形成される 上記制御系においては、例えば第２図の速度線図に示す
ような速度制御がなされる。この線図では横軸に刃物台
２の位置決め量（画）が縦軸にはその位置決めにおける
速度（Ｖｍｍ／ｍ１ｎ）がおかれる。
器で、その検出信号は上記制御部６に供給され、適宜時
間パルスと対応させられて現在速度信号に形成される 上記制御系においては、例えば第２図の速度線図に示す
ような速度制御がなされる。この線図では横軸に刃物台
２の位置決め量（画）が縦軸にはその位置決めにおける
速度（Ｖｍｍ／ｍ１ｎ）がおかれる。
しかし、上記第２図に於ける速度は、刃物台２に実現さ
せようとする予定値であって、当該刃物台２の実際の速
度パターン、即ち、ある特定の位置決め並びにその際の
移動速度とは別のものである。
せようとする予定値であって、当該刃物台２の実際の速
度パターン、即ち、ある特定の位置決め並びにその際の
移動速度とは別のものである。
実際の移動は、制御対象が上記速度線図を描くように制
御されるが、例えば、定速走行域であっでも、制御対象
の走行速度は常時ランダムに速度が増減する実際速度で
移動している。
御されるが、例えば、定速走行域であっでも、制御対象
の走行速度は常時ランダムに速度が増減する実際速度で
移動している。
本発明は、制御対象の実際の移動速度が、その走行域（
加減速域や定速域）の如何に拘らずランダムに減増し、
特にステックスリップや蛇行現象によって瞬間的に大き
く変動することがあり、これらが機械側に生じる歪の大
きな要因になっている点に着目し、制御対象の移動中に
その走行速度の変動に積極的に対処しようとするもので
ある。
加減速域や定速域）の如何に拘らずランダムに減増し、
特にステックスリップや蛇行現象によって瞬間的に大き
く変動することがあり、これらが機械側に生じる歪の大
きな要因になっている点に着目し、制御対象の移動中に
その走行速度の変動に積極的に対処しようとするもので
ある。
本発明方法を第１図々示の制御系に適用した一例を第４
図に示す。
図に示す。
第４図に於て、制御部６は、設定速度信号形成部６１、
基準時計６２、現在速度形成部６３、速度演算部６４、
加減算器６５を有している。尚、この点は第１図の制御
系でも同様である。
基準時計６２、現在速度形成部６３、速度演算部６４、
加減算器６５を有している。尚、この点は第１図の制御
系でも同様である。
而して、９は、適宜設定できる単位移動距離又は単位移
動時間ごとに於て、予定速度に関し許容される上限値又
は下限値を、副速度指令値として設定する副設定部で、
この実施例では単位時間ごとの許容値を設定するため、
基準時計６２から時計信号が供給されるようにしである
。
動時間ごとに於て、予定速度に関し許容される上限値又
は下限値を、副速度指令値として設定する副設定部で、
この実施例では単位時間ごとの許容値を設定するため、
基準時計６２から時計信号が供給されるようにしである
。
１０は上記副設定部９からの信号を、加減算器６５に供
給できる信号に形成する副速度信号形成部である。
給できる信号に形成する副速度信号形成部である。
」−記設定部９と信号形成部１０により本発明方法を実
施するためのオーブンループ制御系の一例を構成するこ
とができるが、第４図々示の実施例ではクローズトルー
プ系に形成した。
施するためのオーブンループ制御系の一例を構成するこ
とができるが、第４図々示の実施例ではクローズトルー
プ系に形成した。
而して、１１は検出器８から供給される制御対象１の移
動量に対応したパルスを、設定部９に於て設定された単
位時間又は単位距離ごとに、その基準パルスに対応させ
て−に記単位時間又は距離における現在速度を形成する
副速度信号検出部、１２は」二記副速度形成部１０と副
速度検出部１１からの信号を逐次比較演算する演算部で
ある。
動量に対応したパルスを、設定部９に於て設定された単
位時間又は単位距離ごとに、その基準パルスに対応させ
て−に記単位時間又は距離における現在速度を形成する
副速度信号検出部、１２は」二記副速度形成部１０と副
速度検出部１１からの信号を逐次比較演算する演算部で
ある。
ここでは、」―記演算部１２から次のような信号が加減
算器６５に加えられる。
算器６５に加えられる。
即ち、制御対象２がモータ４の出力によりその移動速度
を制御されつつ移動させられているとき、加減算器６５
に発明方法にもとづき設定される周期及び速度の副速度
指令が加えられる。尚、走行速度状態がスティックスリ
ップ等で大きく変動するときなどに対応するため、供給
される副速度指令値を大きくしたり、その供給周期を変
更した副速度指令を加えることができるようにする。
を制御されつつ移動させられているとき、加減算器６５
に発明方法にもとづき設定される周期及び速度の副速度
指令が加えられる。尚、走行速度状態がスティックスリ
ップ等で大きく変動するときなどに対応するため、供給
される副速度指令値を大きくしたり、その供給周期を変
更した副速度指令を加えることができるようにする。
例えば、３００ｎｉｎ／ｍｊｎで制御対象１が移動して
いるとき、いわゆるスティックスリップ現象が発生する
と、当該対象２は最大約８００ｍｍ／ｍｊｎから６００
ｍｎ／ｍｍに間に於て、摺動方向で前後動する（前後動
する距離自体は０．１ｍ程度）ことが報告されている。
いるとき、いわゆるスティックスリップ現象が発生する
と、当該対象２は最大約８００ｍｍ／ｍｊｎから６００
ｍｎ／ｍｍに間に於て、摺動方向で前後動する（前後動
する距離自体は０．１ｍ程度）ことが報告されている。
このとき、送り速度（３００ｍｍ／ｍｊｎ）の２倍又は
それ以−Ｌの速度で制御対象］−が瞬間的に動作するた
め、従来手法によるモータの出力制御では追従できず、
また、機械側には大きな歪が発生し残留することとなる
。尚、スティックスリップ現象が生じない走行状態であ
っても、機械には歪が発生する。
それ以−Ｌの速度で制御対象］−が瞬間的に動作するた
め、従来手法によるモータの出力制御では追従できず、
また、機械側には大きな歪が発生し残留することとなる
。尚、スティックスリップ現象が生じない走行状態であ
っても、機械には歪が発生する。
本発明は−に記のような制御対象の移動時、機械側に発
生する歪を、制御対象の移動中に連続的に除去又は軽減
しようとするものである。
生する歪を、制御対象の移動中に連続的に除去又は軽減
しようとするものである。
機械の歪は、例えば、位置決め制御の最終段において除
去できれば足りるとする考え方もあるが、運動慣性が大
きい機械や円弧補間作動をさせている機械では、対象の
移動中に常に歪除去を行うことが望ましい。歪のため高
精度の位置決めや円弧補間を実現できないからである。
去できれば足りるとする考え方もあるが、運動慣性が大
きい機械や円弧補間作動をさせている機械では、対象の
移動中に常に歪除去を行うことが望ましい。歪のため高
精度の位置決めや円弧補間を実現できないからである。
本発明では、この目的達成のため、速度制御されつつ移
動させられている制御対象の駆動源であるサーボモータ
に、例えば制御対象の予定移動速度を実現するための指
令信号に定常的に加、減速指令を繰返し付加することに
より、歪にハンマリング（圧縮）又はストレッチング（
引伸）を加え、いわば連続した歪除去をしながら速度制
御を行うようにしたので、本来の速度制御を効率よく且
つ、高精度になし得る。
動させられている制御対象の駆動源であるサーボモータ
に、例えば制御対象の予定移動速度を実現するための指
令信号に定常的に加、減速指令を繰返し付加することに
より、歪にハンマリング（圧縮）又はストレッチング（
引伸）を加え、いわば連続した歪除去をしながら速度制
御を行うようにしたので、本来の速度制御を効率よく且
つ、高精度になし得る。
連続的な歪除去のための加、減速指令が付加されるサー
ボモータにより移動させられる制御対象の速度パターン
の一例は、第３図々示のようになる。
ボモータにより移動させられる制御対象の速度パターン
の一例は、第３図々示のようになる。
例えば、第３図に於て、予定速度にｖ［ｌに関し、正、
負の副指令値による上、下限許容値が周期的にモータに
加えられることにより、制御対象は、予定速度Ｖ。を実
現しつつ交番的に＋ｖ１の速度と−ｖ１の速度になる。
負の副指令値による上、下限許容値が周期的にモータに
加えられることにより、制御対象は、予定速度Ｖ。を実
現しつつ交番的に＋ｖ１の速度と−ｖ１の速度になる。
このことは、例えば、制御対象が＋Ｖ、の速度を実現し
たとき、−■□の速度を実現するための制御信号がモー
タに加えられることにより、機械側の＋■１の速度実現
によって生じる歪が打消されることを意味するから、こ
れを繰返せば、走行に伴う歪を常に除去しつつ制御対象
を移動させることができることとなる。
たとき、−■□の速度を実現するための制御信号がモー
タに加えられることにより、機械側の＋■１の速度実現
によって生じる歪が打消されることを意味するから、こ
れを繰返せば、走行に伴う歪を常に除去しつつ制御対象
を移動させることができることとなる。
ここで、制御対象を副指令速度により走行させるための
信号の供給周期は、任意に設定、変更可能である。
信号の供給周期は、任意に設定、変更可能である。
次に、制御対象がステックスリップ現象に伴い、瞬間的
に−ｖ２の速度を大巾に」―まって急減速し且つ後退し
たような場合（第３図の矢印Ｐ１）には、一旦副指令値
＝Ｖ２の速度に戻すようにモータ出力を制御し、次いで
副指令値−ｖ１の速度に戻すためのモータ出力を実現さ
せる。ここで、副指令値−ｖ２と−ｖ１の選択は、例え
ば速度±ｖ１を走行速度Ｖ。のト・レランスとして設定
しておき、フィードバックされる制御対象の現在速度信
号が−ｈ記±Ｖ□を超えたら予め設定されている速度−
■２の副指令値供給のラッチを解くといった手段により
行う。
に−ｖ２の速度を大巾に」―まって急減速し且つ後退し
たような場合（第３図の矢印Ｐ１）には、一旦副指令値
＝Ｖ２の速度に戻すようにモータ出力を制御し、次いで
副指令値−ｖ１の速度に戻すためのモータ出力を実現さ
せる。ここで、副指令値−ｖ２と−ｖ１の選択は、例え
ば速度±ｖ１を走行速度Ｖ。のト・レランスとして設定
しておき、フィードバックされる制御対象の現在速度信
号が−ｈ記±Ｖ□を超えたら予め設定されている速度−
■２の副指令値供給のラッチを解くといった手段により
行う。
」二記例は速度変動により生じる歪に対するハンマリン
グ作用として行う例であるが、本発明では歪をス１〜レ
ッチングすることにより歪除去を効率的に行うこともあ
る。
グ作用として行う例であるが、本発明では歪をス１〜レ
ッチングすることにより歪除去を効率的に行うこともあ
る。
即ち、第３図の矢印Ｐ、は、ステックスリップ現象によ
り走行速度が速度子■、を超え瞬間的に＋Ｖ２近くまで
急上昇し、もとの速度に戻ろうとする瞬間に、制御対象
の速度を一旦＋ｖ２側に引上げてから、逐次＋Ｖ、、Ｖ
ｏに戻そうとするものである。
り走行速度が速度子■、を超え瞬間的に＋Ｖ２近くまで
急上昇し、もとの速度に戻ろうとする瞬間に、制御対象
の速度を一旦＋ｖ２側に引上げてから、逐次＋Ｖ、、Ｖ
ｏに戻そうとするものである。
このようにすると、本発明方法の実行によって生じる可
能性もある機械側の歪の発生を押え、或は最少限にしつ
つ制御対象の速度制度のためのモータ出力の制御ができ
ることとなる。
能性もある機械側の歪の発生を押え、或は最少限にしつ
つ制御対象の速度制度のためのモータ出力の制御ができ
ることとなる。
尚、本発明方法は、制御対象の加速走行時、及び複数段
減速走行時においても適用でき、これにより、上述の例
と同等の効果が得られる。
減速走行時においても適用でき、これにより、上述の例
と同等の効果が得られる。
本発明は以」二の通りであって、制御対象の速度制御の
ためのモータの出力制御としてきわめて有用である。
ためのモータの出力制御としてきわめて有用である。
第１図は工作機械における公知の速度制御系の一例のブ
ロック図、第２図はその速度線図、第３図は本発明方法
を実施している速度線図の一部を拡大した速度線図、第
４図は本発明方法を実施するための制御系の一例のブロ
ック図である。 １・・・ベッド、２・・・制御対象（刃物台）、３・・
・送りネジ、４・モータ、５・・・設定部、６・・演算
制御部、７・・増幅器、８・検出器、９・・・副設定部
、１０・・・副速度信号形成部、１１・・・副速度信号
検出部、１２・・・副演算部
ロック図、第２図はその速度線図、第３図は本発明方法
を実施している速度線図の一部を拡大した速度線図、第
４図は本発明方法を実施するための制御系の一例のブロ
ック図である。 １・・・ベッド、２・・・制御対象（刃物台）、３・・
・送りネジ、４・モータ、５・・・設定部、６・・演算
制御部、７・・増幅器、８・検出器、９・・・副設定部
、１０・・・副速度信号形成部、１１・・・副速度信号
検出部、１２・・・副演算部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 移動する制御対象をサーボモータの制御される出力
により予定速度で移動させるとき、供給時間又は供給周
期を任意に設定できる上記予定速度の許容上限値及び下
限値に基づく制御信号を上記モータに任意の単位時間又
は単位移動量ごとに交番的に供給することを特徴とする
サーボモータの出力制御方法。 ２ 上記上限値又は下限値による制御信号は制御対象を
任意の微小時間又は微小移動量その上限値又は下限値に
よる速度に保持させるものである特許請求の範囲第１項
記載のサーボモータの出力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028246A JPS61199485A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | サ−ボモ−タの出力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028246A JPS61199485A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | サ−ボモ−タの出力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61199485A true JPS61199485A (ja) | 1986-09-03 |
| JPH053233B2 JPH053233B2 (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=12243220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60028246A Granted JPS61199485A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | サ−ボモ−タの出力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61199485A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8096608B2 (en) | 2005-01-31 | 2012-01-17 | Komatsu Ltd. | Working vehicle with tilt floor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5129663A (ja) * | 1974-09-03 | 1976-03-13 | Tokyo Shibaura Electric Co | Hagurumadendosochi |
| JPS5162289A (ja) * | 1974-11-28 | 1976-05-29 | Sony Corp | |
| JPS57182202A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-10 | Fanuc Ltd | Automatic controller |
-
1985
- 1985-02-18 JP JP60028246A patent/JPS61199485A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5129663A (ja) * | 1974-09-03 | 1976-03-13 | Tokyo Shibaura Electric Co | Hagurumadendosochi |
| JPS5162289A (ja) * | 1974-11-28 | 1976-05-29 | Sony Corp | |
| JPS57182202A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-10 | Fanuc Ltd | Automatic controller |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8096608B2 (en) | 2005-01-31 | 2012-01-17 | Komatsu Ltd. | Working vehicle with tilt floor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH053233B2 (ja) | 1993-01-14 |
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