JPS63126008A - 多軸サーボ機構の定速度円弧軌跡制御装置 - Google Patents
多軸サーボ機構の定速度円弧軌跡制御装置Info
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- JPS63126008A JPS63126008A JP27171886A JP27171886A JPS63126008A JP S63126008 A JPS63126008 A JP S63126008A JP 27171886 A JP27171886 A JP 27171886A JP 27171886 A JP27171886 A JP 27171886A JP S63126008 A JPS63126008 A JP S63126008A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
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- UUTKICFRNVKFRG-WDSKDSINSA-N (4R)-3-[oxo-[(2S)-5-oxo-2-pyrrolidinyl]methyl]-4-thiazolidinecarboxylic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CSCN1C(=O)[C@H]1NC(=O)CC1 UUTKICFRNVKFRG-WDSKDSINSA-N 0.000 description 1
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えばＮＣ工作機械、レーザ加工機などの
多軸サーボ機構の円弧軌跡制御装置、特に軌跡精度の向
上化に関するものである。
多軸サーボ機構の円弧軌跡制御装置、特に軌跡精度の向
上化に関するものである。
ＮＣ工作機械、ＮＣレーザ加工機など多軸サーボ機構に
おいて、良好な加工精度を得るためには各々の送り駆動
軸の軌跡制御における軌跡誤差を極力小さくすることが
必要とされる。
おいて、良好な加工精度を得るためには各々の送り駆動
軸の軌跡制御における軌跡誤差を極力小さくすることが
必要とされる。
第５図は従来のＹ軸、Ｙ軸２軸多軸サーボ機構の制御装
置を示すブロック図であり、図においてＩＸ、ＩＹは各
々Ｙ軸、Ｙ軸の位置制御装置、２Ｘ、２Ｙは各々Ｘ軸駆
動モータ３ＸとＹ＠駆動モータ３Ｙを駆動・制御する速
度制御増幅器、４Ｘ。
置を示すブロック図であり、図においてＩＸ、ＩＹは各
々Ｙ軸、Ｙ軸の位置制御装置、２Ｘ、２Ｙは各々Ｘ軸駆
動モータ３ＸとＹ＠駆動モータ３Ｙを駆動・制御する速
度制御増幅器、４Ｘ。
４Ｙは各々テーブル５をＸ軸方向とＹ軸方向に移動する
送りねじである。
送りねじである。
６Ｘ、６Ｙは各々Ｘ軸駆動モータ３ＸとＹ軸駆動モータ
３Ｙの回転速度を検出するタコジェネレータ、７Ｘ、７
Ｙは各々テーブル５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を検
出するパルスジェネレータ、８．９は加算器である。
３Ｙの回転速度を検出するタコジェネレータ、７Ｘ、７
Ｙは各々テーブル５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を検
出するパルスジェネレータ、８．９は加算器である。
上記のように構成した２軸サ一ボ機構においては、不図
示のＮＣ装置からＹ軸の位置指令ｘ、、とＹ軸の位置指
令Ｙｒ とを加算器８を介して位置制御装置ＬＸ、ＩＹ
に送り、位置制御装置ＩＸ、ＩＹでは各位置指令Ｘｒ＋
３’ｒに基いてＹ軸の速度指令ｉいとＹ軸の速度指令９
．、を算出し、加算器９を介して速度制御増幅器３Ｘ、
３Ｙに送る。速度制御増幅器３Ｘ、３Ｙは所定の速度指
令文、。
示のＮＣ装置からＹ軸の位置指令ｘ、、とＹ軸の位置指
令Ｙｒ とを加算器８を介して位置制御装置ＬＸ、ＩＹ
に送り、位置制御装置ＩＸ、ＩＹでは各位置指令Ｘｒ＋
３’ｒに基いてＹ軸の速度指令ｉいとＹ軸の速度指令９
．、を算出し、加算器９を介して速度制御増幅器３Ｘ、
３Ｙに送る。速度制御増幅器３Ｘ、３Ｙは所定の速度指
令文、。
９、に基いてｘＩＩＩＩ駆動モータ３ＸとＹ軸駆動モ−
タ３Ｙを駆動しテーブル５の位置を制御する。この際タ
コジェネレータ６Ｘ、６ＹでＸ軸駆動モータ３ＸとＹ軸
駆動モータ３Ｙの回転速度を検出し、パルスジェネレー
タ７Ｘ、７Ｙで各々Ｘ軸方向とＹ軸方向のテーブル５の
位置を検出してフィードバックしている。
タ３Ｙを駆動しテーブル５の位置を制御する。この際タ
コジェネレータ６Ｘ、６ＹでＸ軸駆動モータ３ＸとＹ軸
駆動モータ３Ｙの回転速度を検出し、パルスジェネレー
タ７Ｘ、７Ｙで各々Ｘ軸方向とＹ軸方向のテーブル５の
位置を検出してフィードバックしている。
上記のように構成した多軸サーボ機構における制御は、
各軸ごとに時間をパラメータとして独立に制御を行なっ
ているため、円弧軌跡の高速送り駆動などの場合には各
駆動軸のサーボ特性・のばらつき、応答の時間遅れによ
り第６図に示すように指令円弧軌跡１０と実際の応答軌
跡１１との間に誤差１２が生じ、良好な加工精度が得ら
れないという問題点があった。
各軸ごとに時間をパラメータとして独立に制御を行なっ
ているため、円弧軌跡の高速送り駆動などの場合には各
駆動軸のサーボ特性・のばらつき、応答の時間遅れによ
り第６図に示すように指令円弧軌跡１０と実際の応答軌
跡１１との間に誤差１２が生じ、良好な加工精度が得ら
れないという問題点があった。
かかる問題点を解決するために、特開昭６０−２３１２
０７公報に多軸サーボ系の指令発生方式が開示されてい
る。上記公報に開示されている方式は、２軸以上の多軸
サーボ機構において主たる軸の位置指令と速度指令は時
間をパラメータとして発生し、従たる軸の位置指令と速
度指令は主たる軸の状態をパラメータとして発生するよ
うにしている。
０７公報に多軸サーボ系の指令発生方式が開示されてい
る。上記公報に開示されている方式は、２軸以上の多軸
サーボ機構において主たる軸の位置指令と速度指令は時
間をパラメータとして発生し、従たる軸の位置指令と速
度指令は主たる軸の状態をパラメータとして発生するよ
うにしている。
しかし、この多軸サーボ機構の指令発生方式においては
、従たる軸の位置、速度を主たる軸の位置の関数値とし
て求めて記憶しておくため、制御装置に膨大な記憶容量
を必要とする問題点がある。
、従たる軸の位置、速度を主たる軸の位置の関数値とし
て求めて記憶しておくため、制御装置に膨大な記憶容量
を必要とする問題点がある。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
のであり、筒車な構成で軌跡精度の向上を図ることがで
きる多軸サーボ機構の円弧軌跡制御装置を提案すること
を目的とするものである。
のであり、筒車な構成で軌跡精度の向上を図ることがで
きる多軸サーボ機構の円弧軌跡制御装置を提案すること
を目的とするものである。
この発明に係る多軸サーボ機構の円弧軌跡制御装置は、
多軸サーボ機構の各軸ごとに時間をパラメータとして独
立に制御するとともに、各軸ごとに円弧軌跡の輪郭偏差
量をフィードバック量として用いた比例積分制御手段を
付加したことを特徴とする。
多軸サーボ機構の各軸ごとに時間をパラメータとして独
立に制御するとともに、各軸ごとに円弧軌跡の輪郭偏差
量をフィードバック量として用いた比例積分制御手段を
付加したことを特徴とする。
この発明においては、各軸ごとに円弧軌跡の輪郭偏差を
フィードバックして比例積分制御を行なうことにより円
弧軌跡制御の応答性を改善する。
フィードバックして比例積分制御を行なうことにより円
弧軌跡制御の応答性を改善する。
まずこの発明の詳細な説明するにあたり、この発明の多
軸サーボ機構の円弧軌跡制御の原理を第１図に示すよう
にＸ軸とＹ軸からなる２軸多軸サ一ボ機構に基いて説明
する。
軸サーボ機構の円弧軌跡制御の原理を第１図に示すよう
にＸ軸とＹ軸からなる２軸多軸サ一ボ機構に基いて説明
する。
第１図において、１０は与えられた指令軌跡であり、座
標（ｘｅ 、 Ｙａ ）の点Ｒを中心とした半径ｒの
円である。また２軸多軸サ一ボ機構の移動途中の点をＰ
とし、点Ｐの座標を（ｘ、ｙ）−とする。
標（ｘｅ 、 Ｙａ ）の点Ｒを中心とした半径ｒの
円である。また２軸多軸サ一ボ機構の移動途中の点をＰ
とし、点Ｐの座標を（ｘ、ｙ）−とする。
ここで、点Ｐと指令円弧軌跡１０の中心Ｒとを結ぶ直線
と指令円弧軌跡１０との交わる点をＱとすると、指令円
弧軌跡１０と２軸多軸サ一ボ機構による実際の応答軌跡
上の点Ｐとの輪郭偏差ペクトここで、軌跡誤差を零にす
るためには輪郭偏差ベクトルＰＱの絶対値を常に零にす
るように制御すれば良い、そこで輪郭偏差ベクトルＰＱ
をフィードバック量として用い比例積分制御を行なうこ
とにより軌跡精度の向上を図ることができる。
と指令円弧軌跡１０との交わる点をＱとすると、指令円
弧軌跡１０と２軸多軸サ一ボ機構による実際の応答軌跡
上の点Ｐとの輪郭偏差ペクトここで、軌跡誤差を零にす
るためには輪郭偏差ベクトルＰＱの絶対値を常に零にす
るように制御すれば良い、そこで輪郭偏差ベクトルＰＱ
をフィードバック量として用い比例積分制御を行なうこ
とにより軌跡精度の向上を図ることができる。
すなわち、Ｘ軸方向に駆動する駆動速度値↑、とＹ軸方
向に駆動する駆動速度値↑を次式に示すように決定する
。
向に駆動する駆動速度値↑を次式に示すように決定する
。
ｔ、、！大中に＋＋ｌ ＨＰ ＱＩｌ＋ Ｋｗｔ−ｃｏ
ｓθ・ΣＩＰＱＩ・・・・・・・・・（２） ｙｒ−７＋Ｋｙ＋ ・ Ｐ Ｑｙ＋ Ｋｙｚ Ｈｓｉｎ
θ ・ Σ ＋ＰＱｌ・・・・・・・・・（３） ここで、大、９は各々Ｘ軸の位置指令Ｘ、とＹ軸の位置
指令ｙ、、に基いて定められる速度指令値を示し、ΣＩ
ＰＱＩは輪郭偏差の蓄積量を示す。
ｓθ・ΣＩＰＱＩ・・・・・・・・・（２） ｙｒ−７＋Ｋｙ＋ ・ Ｐ Ｑｙ＋ Ｋｙｚ Ｈｓｉｎ
θ ・ Σ ＋ＰＱｌ・・・・・・・・・（３） ここで、大、９は各々Ｘ軸の位置指令Ｘ、とＹ軸の位置
指令ｙ、、に基いて定められる速度指令値を示し、ΣＩ
ＰＱＩは輪郭偏差の蓄積量を示す。
また、ＫＸＩ＋ Ｋｘｘ＋ Ｋｙ＋＋ Ｋ？！は比例
係数である。
係数である。
上記＋２）、 （３１式において右辺第２項は輪郭偏差
ＰＱ、、ＰＱ、をフィードバック量とした比例制御を表
わし、右辺第３項は輪郭偏差をフィードバック量とした
積分制御を表わす。
ＰＱ、、ＰＱ、をフィードバック量とした比例制御を表
わし、右辺第３項は輪郭偏差をフィードバック量とした
積分制御を表わす。
以下、第２図のブロック図に示したこの発明の一実施例
を説明する。第２図においてＩＸ〜９は上記第５図に示
した従来例と同一のものである。
を説明する。第２図においてＩＸ〜９は上記第５図に示
した従来例と同一のものである。
１３は上記（１）式に基いて輪郭偏差ＰＱ、、ＰＱア輪
祁偏差検出装置、１４Ｘ、１４Ｙは輪郭偏差検出装置１
３の出力に基づいて上記！２）、 ＋３１式の右辺第２
項、第３項の演算処理を行なう比例積分制御装置、１５
Ｘ、１５Ｙは加算器である。
祁偏差検出装置、１４Ｘ、１４Ｙは輪郭偏差検出装置１
３の出力に基づいて上記！２）、 ＋３１式の右辺第２
項、第３項の演算処理を行なう比例積分制御装置、１５
Ｘ、１５Ｙは加算器である。
上記のように構成されたサーボ機構の円弧軌跡制御装置
においては、パルスジェネレータ７゛Ｘ。
においては、パルスジェネレータ７゛Ｘ。
７Ｙで各々検出した駆動中のテーブル５のＸ軸方向位置
ＸとＹ軸方向位置ｙが輪郭偏差検出装置１３に送られ、
この位置ｘ、ｙと不図示のＮＣ装置から送られるＸ゛軸
の位置指令Ｘ、及びＹ軸の位置指令ｙＰとから輪郭偏差
ＰＱ、、ＰＱア、輪郭偏差蓄積量ΣＩＰＱＩ及び角度θ
の諸量が算出される。
ＸとＹ軸方向位置ｙが輪郭偏差検出装置１３に送られ、
この位置ｘ、ｙと不図示のＮＣ装置から送られるＸ゛軸
の位置指令Ｘ、及びＹ軸の位置指令ｙＰとから輪郭偏差
ＰＱ、、ＰＱア、輪郭偏差蓄積量ΣＩＰＱＩ及び角度θ
の諸量が算出される。
この輪郭偏差検出装置１３で検出した輪郭偏差ＰＱ、、
輪郭偏差蓄積量ΣＩＰＣＩ、角度θがＸ軸の比例積分制
御装置１４Ｘに送られ、輪郭偏差ＰＱ、、輪郭偏差蓄積
量ΣＩＰＣＩ、角度θがＹ軸の比例積分制御装置１４Ｙ
に送られる。比例積分装置１４Ｘ、１４Ｙは入力された
輪郭偏差ＰＱＸ。
輪郭偏差蓄積量ΣＩＰＣＩ、角度θがＸ軸の比例積分制
御装置１４Ｘに送られ、輪郭偏差ＰＱ、、輪郭偏差蓄積
量ΣＩＰＣＩ、角度θがＹ軸の比例積分制御装置１４Ｙ
に送られる。比例積分装置１４Ｘ、１４Ｙは入力された
輪郭偏差ＰＱＸ。
ＰＱ、等の諸量に基づき比例・積分の演算を行ない、そ
の結果を各々加算器１５Ｘ、１５Ｙに送る。
の結果を各々加算器１５Ｘ、１５Ｙに送る。
加算器１５Ｘでは位置制御装置１ｘで位置指令ｘ２に基
いて算出したＸ軸の速度指令文、と比例積分装置１４Ｘ
で演算した演算値を加算し、加算器１５Ｙは位置制御装
置ＩＹで位置指令ｙ１に基いて算出したＹ軸の速度指令
９．、と比例積分装置１４Ｙで演算した演算値を加算し
、各々輪郭偏差のＸ軸成分とＹ軸成分を零にする駆動速
度（ｉｉ↑、。
いて算出したＸ軸の速度指令文、と比例積分装置１４Ｘ
で演算した演算値を加算し、加算器１５Ｙは位置制御装
置ＩＹで位置指令ｙ１に基いて算出したＹ軸の速度指令
９．、と比例積分装置１４Ｙで演算した演算値を加算し
、各々輪郭偏差のＸ軸成分とＹ軸成分を零にする駆動速
度（ｉｉ↑、。
７、、を算出する。この各駆動速度値？、、、↑、を各
々加算器９を介して速度制御増幅器２Ｘ、２Ｙに送り、
Ｘ軸駆動モータ３’ ＸとＹｉｄｌ駆動モータ３Ｙを駆
動してテーブル５の位置を制御する。
々加算器９を介して速度制御増幅器２Ｘ、２Ｙに送り、
Ｘ軸駆動モータ３’ ＸとＹｉｄｌ駆動モータ３Ｙを駆
動してテーブル５の位置を制御する。
上記実施例により円弧半径５０ｍｍ、送り速度４＋ｍ／
ｗｉｎで、＋２１． ＋３１式に示した比例係数をに、
ｌ−３０゜Ｋ＊ｘ−０，５、Ｋ、Ｉ −３０、Ｋ、、−
０，５として円弧軌跡制御の計算機シュミレーションを
行なった場合の輪郭誤差を第３図、第４図に示す、第３
図は円弧軌跡の各位置における輪郭誤差を示し、図にお
いて１６はこの実施例による輪郭誤差であり、１７は従
来例による輪郭誤差である。
ｗｉｎで、＋２１． ＋３１式に示した比例係数をに、
ｌ−３０゜Ｋ＊ｘ−０，５、Ｋ、Ｉ −３０、Ｋ、、−
０，５として円弧軌跡制御の計算機シュミレーションを
行なった場合の輪郭誤差を第３図、第４図に示す、第３
図は円弧軌跡の各位置における輪郭誤差を示し、図にお
いて１６はこの実施例による輪郭誤差であり、１７は従
来例による輪郭誤差である。
また、第４図は横軸に駆動時間（秒）をとり、縦軸に輪
郭誤差をとって駆動時間により輪郭誤差が変化する状態
を示し、図において１８はこの実施例の場合、１９は従
来例の場合の輪郭誤差を示す。
郭誤差をとって駆動時間により輪郭誤差が変化する状態
を示し、図において１８はこの実施例の場合、１９は従
来例の場合の輪郭誤差を示す。
第３図、第４図から明らかなように、この実施例の場合
の輪ＩＩＩ誤差は従来例の場合と比較し著しく小さくす
ることができ、軌跡精度の向上を図ることができる。
の輪ＩＩＩ誤差は従来例の場合と比較し著しく小さくす
ることができ、軌跡精度の向上を図ることができる。
なお、上記実施例は２軸サ一ボ機構の場合について説明
したが、３軸サ一ボ機構の場合にも上記実施例と同様に
適用することができる。
したが、３軸サ一ボ機構の場合にも上記実施例と同様に
適用することができる。
この発明は以上説明したように、各軸ごとに円弧軌跡の
輪郭偏差をフィードバックとして比例積分制御を行なう
ことにより円弧軌跡制御の応答性を改善するから、軌跡
精度を著しく向上させることができる効果を有する。
輪郭偏差をフィードバックとして比例積分制御を行なう
ことにより円弧軌跡制御の応答性を改善するから、軌跡
精度を著しく向上させることができる効果を有する。
また、この発明によれば主動軸の状態に応じた従動軸の
位置、速度をあらかじめ記憶させておく必要がないから
、必要とする記憶容量を著しく低減することができる効
果も有する。
位置、速度をあらかじめ記憶させておく必要がないから
、必要とする記憶容量を著しく低減することができる効
果も有する。
第１図はこの発明の動作原理を示す説明図、第２図はこ
の発明の実施例を示すブロック図、第３図、第４図は各
々上記実施例における輪郭誤差の分布図、第５図は従来
例を示すブロック図、第６図は従来例による指令円弧軌
跡と実際の応答軌跡との誤差を示す説明図である。 ＩＸ、ＩＹ・・・・・・・・・位置制御装置、２Ｘ、２
Ｙ・・・・・・・・・速度制御増幅器、３ｘ・・・・・
・・・・Ｘ軸駆動モータ、３Ｙ・・・・・・・・・Ｙ軸
駆動モータ、４Ｘ、４Ｙ・・・・・・・・・送りねじ、
５・・・・・・・・・テーブル、６Ｘ、６Ｙ・・・・・
・・・・タコジェネレータ、７Ｘ、７Ｙ・・・・・・・
・・パルスジェネレータ、１３・・・・・・・・・輪郭
偏差検出装置、１４Ｘ。 １４Ｙ・・・・・・・・・比例積分制御装置、１５Ｘ、
１５Ｙ・・・・・・・・・加算器。
の発明の実施例を示すブロック図、第３図、第４図は各
々上記実施例における輪郭誤差の分布図、第５図は従来
例を示すブロック図、第６図は従来例による指令円弧軌
跡と実際の応答軌跡との誤差を示す説明図である。 ＩＸ、ＩＹ・・・・・・・・・位置制御装置、２Ｘ、２
Ｙ・・・・・・・・・速度制御増幅器、３ｘ・・・・・
・・・・Ｘ軸駆動モータ、３Ｙ・・・・・・・・・Ｙ軸
駆動モータ、４Ｘ、４Ｙ・・・・・・・・・送りねじ、
５・・・・・・・・・テーブル、６Ｘ、６Ｙ・・・・・
・・・・タコジェネレータ、７Ｘ、７Ｙ・・・・・・・
・・パルスジェネレータ、１３・・・・・・・・・輪郭
偏差検出装置、１４Ｘ。 １４Ｙ・・・・・・・・・比例積分制御装置、１５Ｘ、
１５Ｙ・・・・・・・・・加算器。
Claims (1)
- 多軸サーボ機構の各軸ごとに時間をパラメータとして独
立に制御する軌跡制御装置において、各軸ごとに円弧軌
跡の輪郭偏差量をフィードバック量として用いた比例積
分制御手段を付加したことを特徴とする多軸サーボ機構
の円弧軌跡制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27171886A JPH07104691B2 (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 多軸サーボ機構の定速度円弧軌跡制御装置 |
| US07/076,224 US4754208A (en) | 1986-11-17 | 1987-07-22 | Circular path control apparatus and method for multi-axis servomechanisms |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27171886A JPH07104691B2 (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 多軸サーボ機構の定速度円弧軌跡制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63126008A true JPS63126008A (ja) | 1988-05-30 |
| JPH07104691B2 JPH07104691B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=17503870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27171886A Expired - Lifetime JPH07104691B2 (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | 多軸サーボ機構の定速度円弧軌跡制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07104691B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020085716A (ko) * | 2001-05-10 | 2002-11-16 | 사단법인 고등기술연구원 연구조합 | 수치 제어 장치용 수치 제어 코드 변경 방법 |
| CN113510371A (zh) * | 2020-04-09 | 2021-10-19 | 联合汽车电子有限公司 | 异形回转体的处理方法及生产装置 |
-
1986
- 1986-11-17 JP JP27171886A patent/JPH07104691B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020085716A (ko) * | 2001-05-10 | 2002-11-16 | 사단법인 고등기술연구원 연구조합 | 수치 제어 장치용 수치 제어 코드 변경 방법 |
| CN113510371A (zh) * | 2020-04-09 | 2021-10-19 | 联合汽车电子有限公司 | 异形回转体的处理方法及生产装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07104691B2 (ja) | 1995-11-13 |
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