JPS62249208A - 数値制御における制御出力指令値の生成方法 - 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〕 本発明は工作機械やロボット等に適用されている数値制
御における制御出力指令値の生成方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来の数値制御における制御出力指令値の生成は、例え
ば、位置を表わす指令パルス列による指令値と制御対象
の実際の位置による実際値との偏差に基づいて駆動制御
部へ供給する実際の出力を決定する手法によりなされて
いる。このとき、駆動制御部から駆動源へ加えられる制
御出力指令値は、駆動源がモータの場合、そのモータ側
から構成される装置フィードバックパルス（実際の位置
）と速度フィードバック信号を取込むフィードバック制
御により生成される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし乍ら、従来の数値制御は、例えば、駆動制御部に
対し予め設定された制御ゲインにおいて。

制御対象の現在位置に対応したパルス分配を維持。

変更することによりなされているため、このパルス分配
が機械側からみて適切であるか否かは、検討されていな
い。

ところが、本発明の発明者は上記のパルス分配が不適切
であると、制御対象の移動時に加速度が正、負側に大き
く揺れて機械に振動を生じ、高速で、しかも、高精度の
数値制御は殆んど実現困難であることを知得した。

また、パルス分配自体は適切であっても１位置。

速度についての帰還信号により補正される駆動制御部の
駆動源への出力は、加速度の増減による揺れを持ち、こ
れが上記と同様に機械側の振動原因となったり、制御精
度の低下の原因になっていることを知得した。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで１本発明では数値制御のため駆動制御部から駆動
源に対して供給される制御出力指令値を、加速度の揺れ
が殆んどない、或はあっても許容される範囲内である適
切な制御出力指令値に形成し駆動源に供給する当該指令
値の生成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、駆動制御部から駆動源へ供給するため
の制御出力指令値が任意に設定可能なサンプリング周期
毎に生成される数値制御に於て、そのサンプリング周期
毎に制御対象について加速度を算出してその前後におけ
る変化量を算出し、この変化量が所定の値を超えるとき
、これに対応する上記加速度を、制御精度上許容される
トレランスの範囲内において任意のサンプリング周期毎
の等加速度又は同率的に変化する加速度の一方又は双方
に置換えた内容の制御出力指令値に生成すると同時に、
この指令値の中に、任意の単位における加速度ゼロの等
速度を表わす制御出力指令値を混在させることを特徴と
するものである。

〔実施例〕

次に１本発明方法の実施例を説明する。

１は適宜コンピュータ等を主体に形成した数値制御装置
で、各軸の制御対象６Ｘ、６Ｙの各軸について、制御デ
ータの入力、格納、払出等を任意に設定可能なサンプリ
ング周期毎に行うようになっている。

２は上記制御データをパルス信号、即ち、制御指令値で
払出すためのインターフェイス部で、従来の制御法では
各指令値が指令パルス列に整形されて各軸の備差カウン
タ３Ｘ、３Ｙに供給されるようになっている。このカウ
ンタ３Ｘ、３Ｙに於ては、その出力がＤ／Ａ変換され、
駆動制御部としてのサーボドライブ回路４Ｘ、４Ｙに速
度指令として供給されるようになっている。

サーボドライブ回路４Ｘ、４Ｙに生成される制御出力指
令値は、各軸のサーボモータ５Ｘ、５Ｙを駆動し、この
各軸のモータ５Ｘ、５Ｙの出力がボールネジ等の伝動系
を介してＸ軸のテーブル６Ｘ、Ｙ軸のテーブル６Ｙの移
動、停止の駆動源として作動するようにされている。

上記各軸のモータ５Ｘ、５Ｙには、各軸毎にタコジェネ
レータ７Ｘ、７Ｙやパルスジェネレータ８Ｘ、８Ｙが設
けてあり、従来の数値制御においては、各軸について検
出される速度フィードバック信号ＶＸ、Ｖｙや位置フィ
ードバック信号ＰＫ。

Ｐｙが上記のサンプリング周期と同じサンプリング周期
毎に帰還データとして帰還させられ、サーボドライブ回
路４Ｘ、４Ｙにおいて生成される制御出力指令値のため
の情報として利用されている。

上記１〜８Ｘ、８ＹによりＸ、Ｙの２軸についてのフィ
ードバック制御による従来の数値制御方法を実行する制
御系の一例を構成する。

本発明においては、まず上記従来の制御系において、各
軸ごとの制御指令値から当該指令値に許容された範囲内
において、各軸についての予め設定したサンプリング周
期毎に加速度の大きさを求める。、９Ｘ、９Ｙは、この
加速度を求める演算部である。　ＩＯＸ、　ＩＯＹは上
記加速度演算部で求めたサンプリング周期毎の加速度に
おいて、所定の時間又は距離に対応した前後の加速度値
の差、即ち。

加速度の変化量を算出する変化量演算部である。

本発明では上記サンプリング周期における前後の変化量
の大きさを上記演算部１０Ｘ、　ＩＯＹでチェツりし、
これが所定値を超えた場合には、制御精度上許容される
範囲において上記変化量を平滑化する。

この平滑化の手法は、例えば、サンプリング周期を小さ
く分割したり、加速度自体を小さくした制御出力指令値
を生成すると同時に、この中に。

加速度ゼロの等速度を表わす制御出力指令値を混在させ
るのである。　ＩＩＸ、　ＩＩＹは上記の制御出力指令
値を生成し、これを駆動制御部に供給する指令値生成部
である。

尚、Ｌ記演算部１１Ｘ、　ＩＩＹに生成される指令値は
。

位置、速度等についてのものと指令値に予め許容された
範囲内のものであり、また、小さくしたサンプリング周
期も、もとの指令値からみて許容される時間内のもので
ある。

〔発明の効果〕

このように１本発明では位置、速度等のもとの指令値か
ら、この指令値に許容される範囲内において、適宜のサ
ンプリング周期毎における加速度の変化量を算出し、こ
の変化量が所定以上の場合にはその変化量を平滑化する
ための新たな指令値を形成して駆動制御部に直接供給す
るから機械側に無理な加、減速による負担をかけない高
速で高精度の制御が可能になる。特に、新たな制御出力
指令値の中に加速度ゼロの等速度を意味する制御出力指
令値を混在させるので、平滑化の効果は一層高まる。

囚に、従来は、位置、速度等制御指令値についてこの指
令値によりもたらされる加速度の変化。

換言すれば加速度の揺れは全く検討されていない。

従って、この加速度の揺れが大きいと、これが機械の振
動２位置決め精度の低下をもたらし、高速、且つ、高精
度の数値制御は実現困難であった。

また、本発明では加速度の変化が任意のサンプリング周
期において所定より大きくならないように制御出力指令
値を生成しこれを駆動制御部に供給するから、速度変更
の応答性が高まる。

上記実施例の制御系においては、生成される制御出力指
令値は、比較演算部１３Ｘ、　１３Ｙにおいて、夫々の
帰還データをもとにして実際値形成部１２ｘ。

１２Ｙに形成される制御出力の実際値と比較演算される
から、実施例はフィードバックループ制御系　ｌである
が、本発明はオープンループ制御系に適用しても、上記
実施例と同等の効果が得られる。

而して、各軸ごとの帰還データからサンプリング周期毎
に実際の制御出力値を実際値形成部１２ｘ。

１２Ｙで形成し、これを上記演算部１３Ｘ、　１３Ｙに
おいて先の制御出力指令値と比較演算し、この偏差にも
とづき予め許容される範囲内において制御出力指令値を
補正するようにしてもよい。

このようにすると、制御対象側の実際の加速度の状態を
考慮しつつ制御をすることができるので。

高速、且つ、高精度の数値制御の実現に寄与する。

更に、本発明方法の実施に際して、制御系全体のゲイン
パラメータ、或は、駆動制御部のゲインパラメータをイ
ンターバルクロック毎に補正するようにしてもよい。こ
のようにして制御効率を更に高めることができる。

本発明は以上の通りであって、工作機械やロボット等の
数値制御における制御出力指令値の生成方法としてきわ
めて有用である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明方法を実施する制御系の一例のブロック図で
ある。 １・・・数値制御装置、２・・・インターフェイス部、
３Ｘ、３Ｙ・・・偏差カウンタ、４Ｘ、４Ｙ・・・サー
ボドライブ回路、５Ｘ、５Ｙ・・・サーボモータ、６Ｘ
。 ６Ｙ・・・制御対象、７Ｘ、、７Ｙ・・・タコジェネレ
ータ。 ８Ｘ、８Ｙ・・・パルスジェネレータ、９Ｘ、９Ｙ・・
・加速度演算部、　ＩＯＸ、　ＩＯＹ・・・変化量演算
部、　ＩＩＸ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　駆動制御部から駆動源へ供給するための制御出力指
   令値が任意に設定可能なサンプリング周期毎に生成され
   る数値制御に於て、そのサンプリング周期毎に制御対象
   について加速度を算出してその前後における変化量を算
   出し、この変化量が所定の値を超えるとき、これに対応
   する上記加速度を、制御精度上許容されるトレランスの
   範囲内において任意のサンプリング周期毎の等加速度又
   は同率的に変化する加速度の一方又は双方に置換えた内
   容の制御出力指令値に生成すると同時に、この指令値の
   中に、任意の単位における加速度ゼロの等速度を表わす
   制御出力指令値を混在させることを特徴とする数値制御
   における制御出力指令値の生成方法。 ２　制御出力指令値には制御系又は駆動制御部の任意に
   設定可能なインターバルクロック毎のゲインパラメータ
   を含む特許請求の範囲第１項記載の数値制御における制
   御出力指令値の生成方法。