JPS61249119A

JPS61249119A - サ−ボ制御方法

Info

Publication number: JPS61249119A
Application number: JP60090319A
Authority: JP
Inventors: Tadamasa Aoyama; 青山　忠正
Original assignee: SAN ESU SHOKO CO Ltd
Current assignee: SAN ESU SHOKO CO Ltd
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1986-11-06
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: JPH0642166B2

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〕本発明は移動するものを直接の制御対象とし。

該対象の加、減速走行時の制御に好適なサーボ制御方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

工作機械等の制御に於て、刃物台等の制御対象は、その
座標上の位置、負荷条件或は経年変化等の要因があるこ
とによって、サーボ制御されてもその加、減速状態が所
定通りにはならないことがある。このことは、例えば位
置決めが予定通りになされないことを意味する。

そこで従来は複数の可変パラメータを設定し、制御対象
の位置や移動量などに応じ加、減速パターンを切換えた
制御を行うことが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、提案されている方法は、可変パラメータによっ
て、加、減速パターンを変更できるが、変更されたパタ
ーン自体は固定パターンであるため、未だ制御対象に対
し最適制御がなされているとはいえない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は従来の上記問題点に鑑みコンピュータを利用し
たサーボ制御の最適制御法を提供することを目的として
なされたもので、その主な構成は、工作機械の刃物台の
ような移動するものを制御対象とし、この対象の走行速
度をある走行区間で加速或は減速するため、その走行区
間で複数ステップの速度指令を駆動源に対する信号によ
り設定するサーボ制御に於て、コンピュータに前記加速
又は減速走行する区間又は時間を予め設定すると共に、
その区間又は時間における各ステップの指令速度を、所
定の基準速度に対する比率で演算記憶させ、その基準速
度に対する比率の大きさに応じて各指令速度における走
行時間又は走行距離を設定する一方、前記減速又は加速
走行する区間又は時間を、制御対象のショートラン又は
オーバラン量に応じてコンピュータにより補正すること
を特徴とするものである。

また、上記制御を加、減速以外の速度変更に応用するた
めの構成は、駆動源に複数ステップの指令速度が与えら
れ、制御対象が段階的に加速又は減速するように設定さ
れている場合に於て、制御対象の走行速度が一の走行速
度から次の走行速度に変更されるとき、当該一の走行速
度と次の走行速度が、上記複数ステップにおけるいずれ
の指令速度に相当するかをコンピュータにより判断し。

当該速度の変更を上記で判断されたステップにおける指
令速度に基すいて行うことを特徴とするものである。

（作　用〕加、減速走行を複数段のステップ指令速度で設定する際
、各ステップ速度を基準速度の比率で設定すると共に、
各ステップ速度の走行距離又は時間を、各ステップ速度
の基準速度に対する比率の大小に応じて設定するから、
加速又は減速時にモータから制御対象の間にあるイナー
シャ、ストレスを、効果的に除去乃至は緩和しつつ、制
御対象を加速又は減速させることができる。

〔実施例〕

本発明方法による制御対象の減速時の走行パターンの一
例を第１図に示す。

ここでは、制御対象の定速走行（早送り）Ｖ、ｍ／ｓｕ
ｎに対し５段階のステップ減速を施して目標点Ｐで停止
させるものとする。

ここでの各ステップ速度における走行時間及び走行距離
の範囲は、別表の通りである。

別　　表上記表に於て１本実施例の基準速度を、停止直前の速度
Ｖｆ＝２５■ｌ■ｉｎ±２０％に選定する。

一般に、制御対象が減速走行させられて停止位置決めさ
れるきと、当該制御対象は、その定速走行時の速度の大
小に拘らず１位置決め停止直前には充分に減速されてお
り、経験的に停止直前における速度はほぼ一定の範囲内
にある１本発明ではこのことに着目し、この実施例は停
止直前速度を基準速度にすることとした。

一方、定速走行時の速度の大小は、制御対象が上記基準
速度に至るまでの減速度及び減速走行時間に大きく影響
している。

従来は速度が大きい場合でも制御ができるようにするた
め、サーボモータに容量が十分大きいものを用いると共
に、増幅器にも十分大きなゲインをもつものを使用して
いる。

ところが、上記のような措置は、制御対象の速度だけを
見ると、目的とする減速パターンで制御対象が減速、停
止可能であることを目的としているので、この減速から
停止までの間での機械側にあるイナーシャやストレス等
は全く配慮されていないに等しい。

このため、従来のサーボ制御法では、速度自体は所定速
度に制御できても、上記イナーシャやストレスが停止の
瞬間に影響し、位置決め精度が上がらなかった。このた
めいわゆるサーボロックをかけて精度を確保することが
行われることがある。

本発明では、上記従来の問題点を解決するため。

基準速度に対する予定ステップ速度の比率（以下、予定
速度率という）を設定する一方、現在速度の大きさを基
準速度に対する現在速度の比率（以下、現在速度率とい
う）とし、この現在速度率が属する予め定めたステップ
速度における予定速度率によって、制御対象を、順次減
速しつつ各ステップ速度で微小距離又は時間等速走行さ
せるようにした。

而して、この実施例で予め設定する速度とその予定速度
率は、−例としてｖｌが１００ｍ／ｗｉｎ（＝４Ｖｆ）
、ｖ２が４００■／ｍｘｎ（＝４Ｖｘ＝１６Ｖｆ）、　
　ｖ、が２　ｍ／ｗｉｎ　（＝５Ｖ。

＝８０Ｖｆ）　Ｖ　４が１０ｍ／＋＋＋１ｎ（＝５Ｖ、
＝４００Ｖｆ）及びｖｏが３０〜１００ｍ／ｍｉｎ　（
＝３Ｖ、〜１０Ｖ、＝１２００Ｖｆ　〜４０００Ｖｆ）
としテいル、一般的に、■３．■４は早送り速度である
。

一方、実施例におけるステップ減速は、上記各速度Ｖ□
〜ｖ４による等速走行時間（又は距離）を、それぞれＶ
ｆは２０〜４０Ｉｌｓｅｃ、■□は２０〜３０ｍ５ｅｃ
。

ｖ２は１０〜２０ｓｓｅｃ、　Ｖ、は５〜１０ｍ５ｅｃ
、　Ｖ４は５〜１０ｍ５ｅｃとしているが、実際には上
記範囲に於て、一定の時間（又は距離）が設定される。

上記のステップ速度及び時間の指令値は、−例として第
２図に示すサーボループにより制御対象の駆動源である
サーボモータに供給される一方。

制御対象から直接帰還される走行量の信号を処理して現
在速度信号に形成され、帰還信号として処理される。

図に於て、１は設定値供給部、２は加算器３を介して前
記供給部１に接続された補償要素部、４は補償要素部２
に接続されたサーボアンプ、５はサーボモータ、６は前
記モータ５に伝動機構５ａを介して接続された刃物台等
の制御対象、７は該制御対象から直接検出されるその現
在位置信号を処理し、制御対象の現在速度信号を形成す
る速度検出器で、検出信号は帰還信号として前記加算器
３に供給される。

而して、いま制御対象６に早送り速度ｖ０での走行が予
定されていたとすると、上記表のようにその基準速度Ｖ
ｆと各ステップ速度の指令値ｖ１〜Ｖ、並びに各予定速
度率による走行時間又は距離が設定される。

ここで、各ステップ速度ｖ４〜Ｖｆの供給タイミングは
例えば、次のようにする。

■、は目標点Ｐまでの距離ΣＳの地点または、目標点Ｐ
までの走行時間Σｔがあるときにおいて供給する。この
ΣＳ又はΣｔは、ｖｏの走行区間が残り２．４〜１６ｍ
の地点又はこの区間の走行時間が５〜１０ｍ５ｅｃの時
点を表わす。

■、は第１ステツプの減速指令Ｖ、が供給されて減速走
行している制御対象６の現在速度率が指令値ｖ４の予定
速度率に一致し、当該対象６が予め設定された時間ｔ、
の間等速走行したら直ちに供給される。

以下、同様にしてＶ、からＶｆまでのステップ減速指令
が順次供給され、制御対象６はそれぞれの速度で所定時
間ｔ２〜ｔｆの間等速走行し、次の指令による減速走行
に移る。

而して、停止指令Ｓｔは、制御対象６がステップ速度Ｖ
ｆで所定時間ｔｆの間等速走行された直後供給され、当
該対象６を目標点Ｐに位置決めする。

ここで、制御対象６の現在速度は速度検出器７で常時検
出されており、またその走行時間は速度検出器７に含む
基準発振器等により計時されてぃる。

上記例に於て、基準速度をＶｆにしたが、基準速度は■
。であってもよい。

また、本発明は加速度又は減速時のみならず、走行速度
を変更する場合にも、各ステップ段の減速又は加速のた
めに設定されている指令値を利用できる。

即ち、制御対象６を成る所定速度で所定区間定速走行さ
せ、この走行に連続して次の区間を別の速度で走行させ
る場合のように、速度変更があるとき、当該速度変更を
、上記減速又は加速時と同様に行わせるのである。

〔効　果〕

本発明は制御対象を単にステップ減速をさせるのではな
く、実施例のように各ステップ速度を停止直前の速度を
基準にして設定すると共に、各ステップ速度の等速走行
を微小時間（区間）行わせるから１次のような作用効果
がある。

例えば、実施例の各ステップ速度の指令値による制御に
於て、制御対象６が目標点Ｐに対しショートラン、又は
、オーバランしたときは、ショートラン又はオーバラン
した距離、又は１時間だけ指令値Ｖ、を供給するタイミ
ングをずらせばよいので、サーボゲインを変更する必要
はなく取扱いが簡便である。

制御対象をステップ減速するとき、各ステップ速度で適
宜微小時間走行させる。即ち２等速走行させるので、減
速走行時機械側に生じるイナーシャ、ス１−レス等によ
る歪がその等速走行によって除去ないしは緩和され、次
のステップ速度の減速指令による減速効果を高めると共
に、イナーシャ。

ストレス等の累積をさせない。

これによって、制御対象の定速走行速度の大小に拘らず
、はぼ一定の最終速度による減速した等速走行によって
、精度の高い位置決めが可能となり、いわゆるサーボロ
ックが不要となる。

更には、走行速度がＶ、より小さいときは、その速度の
予定速度率に最も近いｖ４〜Ｖｆの速度の予定速度率の
いずれかによって１本発明によるステップ減速を開始す
る。ようにできる。

このようにすると位置決め停止までの時間が更に短縮さ
れて合理的であることは勿論１位置決め精度は一定であ
るという利点がある。

尚、上記実施例は、制御対象の減速時についてのもので
あるが１本発明は当該対象の加速走行時に適用可能なこ
と勿論である。

即ち、加速時は、定速走行に至るまでの間において１例
えば、スタートした直後の立上り速度又は予定走行速度
を基準速度とし、定速走行速度までの間を当該基準速度
に対する比率をもって加速する任意のステップ速度を設
定すると共に、各ステップ速度の速度で制御対象を微小
時間等速度走行させることによってそれまでの加速走行
に伴う機械側のストレス等を除去、緩和しつつ加速効率
をあげることができる。

以上述べたことから明らかなように、本発明によるサー
ボ制御法は、加速又は減速乃至は加、減速を伴う変速を
制御対象の予定走行速度の大小にかかわらず、段階的に
なし、且つ、各ステップ速度による等速走行をさせるの
で、制御対象の不等速走行時１機械側のイナーシャやス
トレスを緩和乃至は除去しつつ走行速度の効率のよい制
御ができ、従って精度の高い位置決め制御に大きく寄与
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における減速パターンの一例の速度線図
、第２図は本発明を実施するためのサーボ制御系の一例
のブロック図である。

Claims

【特許請求の範囲】１　工作機械の刃物台のような移動するものを制御対象
とし、この対象の走行速度をある走行区間で加速或は速
するため、その走行区間で複数ステップの速度指令を駆
動源に対する信号により設定するサーボ制御に於て、コ
ンピュータに前記加速又は減速走行する区間又は時間を
予め設定すると共に、その区間又は時間における各ステ
ップの指令速度を、所定の基準速度に対する比率で演算
記憶させ、その基準速度に対する比率の大きさに応じて
各指令速度における走行時間又は走行距離を設定する一
方、前記減速又は加速走行する区間又は時間を、制御対
象のショートラン又はオーバラン量に応じてコンピュー
タにより補正することを特徴とするサーボ制御方法。２　駆動源に複数ステップの指令速度が与えられ、制御
対象が段階的に加速又は減速するように設定されている
場合に於て、制御対象の走行速度が一の走行速度から次
の走行速度に変更されるとき、当該一の走行速度と次の
走行速度が、上記複数ステップにおけるいずれの指令速
度に相当するかをコンピュータにより判断し、当該速度
の変更を上記で判断されたステップにおける指令速度に
基ずいて行うことを特徴とするサーボ制御方法。