JPS63141109A - 数値制御における速度制御方法 - 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〕 本発明は数値制御における速度制御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速度制御は、予定移動量に見合
うように設定されたパルスの分配速度を制御することに
よりなされており、また、その分配速度は、その制御が
適用される機械側の特性等に基づいて予め設定できる範
囲において段階的に固定されたものであった。

上記の従来の数値制御に契ける速度制御は、基本的には
、予め設定された速度指令によって機械側のモータが駆
動されるに過ぎないため、実際には、例えば最終的な制
御対象が刃物台であるとき。

その刃物台が作動時にどのような挙動をするか否かに拘
らず、前記刃物台の駆動源であるモータ等が速度制御さ
れつつ駆動されるにとどまる。

従って、例えば、刃物台に異常な負荷がかかったり、刃
物が欠損したりする等の異常が生じても、モータは所定
の指令によって駆動され、容易に加工不良等が惹起され
ていた。

従来技術に於て、上記のような不都合に対処するため、
モータ軸の回転速度を監視したり、その速度の許容範囲
を予め設定し、これらの検出信号に基づいて上記速度制
御を補完することも行われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし乍ら、従来の速度制御は、速度指令自体には何ら
問題はないことを前提としてなされているため、この指
令内容自体が機械側の特性やワークの材質等からみて不
適切或は十分に適当でない場合には、最適な制御はなし
得ない。

従来、速度指令値自体は、熟練加工技術者が持っている
ノウハウや勘によって、任意的或は思惟的に設定されて
おり、また、その速度指令による加工等が適切であるか
否かは、実際に加工等を行ってみて判断しているのが現
状である。

しかし、このような手法では高速、高精度が要請される
今日の数値制御としては不十分である。

（問題点を解決するための手段〕 本発明は上述のような数値制御における速度制御の現状
に鑑み、予め設定された制御指令値からより円滑な、従
って、応答性が良好で効率のよい速度指令を生成してこ
れをモータ等の制御対象に与え、また、制御対象の実際
の作動状態を見てそれが円滑な速度応答を示すことがで
きるように速度指令を補正することのできる新たな速度
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、任意の基準クロック上において、もとの制
御指令値から加速度値を形成すると共に、この加速度値
列の中におけるゼロ以外の加速度値を加速度値ゼロにし
て制御対象の駆動源に直接的に供給することを特徴とす
るものである。

〔作　用〕

基準クロック上におけるものと制御指令値においては加
速度キＯの加速度、とりわけ、基準クロック上において
加速度の差の符号が反転するとき、その加速度を加速度
＝０として駆動源側に直接的に供給するから、これが加
速度の急変により機械側に生じようとする振動を抑制乃
至は防止する。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図に拠り説明する。

第１図（イ）の図表は、従来の輪郭制御における一部区
間の制御指令値を、基準クロックを上における速度Ｖ′
、加速度ａ′、加速度の差ｊ′の各指令値列にして表わ
したものである。

第２図の線図における鎖線は、上記第１図（イ）のｖ’
　、ａ’　、ｊ’の指令値列が表わす速度、加速度、加
速度の差を表わした速度等一時間線図である。

上記のように従来制御法における制御指令値を基準クロ
ック上において分析すると、基準クロック上での加速度
の差ｊ′の符号が反転している部分のあることが明らか
になる。

この符号の反転は、この部分で加速度の大きさが前の部
分に比べ大きく変化していることを示す。

符号の反転はなくても、加速度が大きく変化する地点も
あり得るが、このような点も基準クロック上においても
との制御指令値を分解することにより容易に見出すこと
ができ、本発明方法の適用対象となる現象である。

本発明方法は、上記のように基準クロック上の前後にお
いて、主として加速度の差の符号が反転している部分の
加速度値ａ′をゼロに置き換えた内容の駆動信号を駆動
源に供給するものである。

第１図（ロ）の図表は、第１図（イ）の図表に表わされ
た速度ｖ′、加速度ａ′、加速度の差ｊ′の指令値列に
おいて、加速度の差の符号が反転している部分の加速度
値をゼロにした場合における各指令値列ｖ、ａ、ｊの一
例である。

この第１図（ロ）に示した本発明方法を適用した指令値
列ａ、ｖ、ｊにおいては、加速度値をゼロに設定した直
後の加速度値を修性している。

この指令値列ａ、ｖ、ｊによる速度、　ｊＪｎ速度。

加速度の差の時間線図は第２図の実線に示すとおりにな
る。尚、この図に於て鎖線による線図は。

実線による線図と重複する部分は省略している。

ここで、加速度値をゼロに設定した部分は、第２図の線
図（鎖線）において時点１１＋　１２の２個所である。

加速度値ゼロの指令が与えられるとき、もとの速度指令
と加速度ゼロが与えられた後の速度指令とが表わす速度
線図の部分は、−例として第３図に示すようになる。

第３図に於て、実線はもとの速度指令による速度を、鎖
線が基準クロックＣにおいて加速度をゼロに設定したと
きの速度を表わしている。ここで、基準クロックＣの手
前と後の基準クロックａ、ｂ上では、もとの速度が増大
又は減少するようにそのクロックａ、ｂ上の加速度が修
正されている。

また、上記クロックａ、ｂ、ａの長さや、修正される加
速度の大きさは、プログラマブルに任意である。

例えば、機械の作動時、制御対象の位置、速度の偏差が
進み側にあるときは、第３図のクロックＴ内において加
速度値ゼロのみを設定して供給する。これとは逆に制御
対象の位置、速度の偏差が遅れ側にあるときは、クロッ
クＣにおいて加速度値ゼロを設定して供給すると共に、
クロックａ。

ｂにおいてその遅れを解消する側に加速度を修正する。

制御対象の遅れ、進みがいずれか判別し難いときは、加
速度ゼロの指令値をクロックＣにおいて供給し、クロッ
クａ又はｂにおける加速度の修正は行わない。

上述のような本発明方法による速度制御は、−例として
第４図に示すような制御系において実行することができ
る。

第４図に於て、１はもとの制御指令値、例えば。

制御対象の移動量等データＮＧにもとづき、任意に設定
した基準クロック上における加速度の指令値列を形成す
ると共に、この加速度列の隣合う数値の差を検出し、こ
の加速度の差が大きい場合には、その前後の加速度値を
補正して加速度の差を緩和した指令値列ａｎに形成する
加速度指令値の形成部、２は上記加速度指令値を積分し
て速度の指令値列を形成する速度指令値ｖｎの形成部、
３は同様にして速度指令値列から位置の指令値列を形成
する位置指令値ｓｎの形成部、４は各指令値形成部１〜
３から供給される指令値列から、例えばモータ７の駆動
電流を形成するためデジタル信号を形成する信号変換部
、５は駆動電流を制御する駆動制御部、６はサーボモー
タフの駆動アンプの出力端であるパワートランジスタで
、上記駆動制御部５において制御される電流によってこ
のパワートランジスタ６は駆動されてモータ７を駆動す
る。

而して１本発明における制御対象は、上記モータ７、又
は、このモータ７に駆動されるテーブル等の被動体（図
示せず）である。

８は上記モータ７や被動体に取付けられるエンコーダや
その他の手段による位置（角度）検出器で、モータ７等
の作動時、この検出器から供給される信号は、位置検出
部９、速度検出部１０、加速度検出部１１において夫々
に処理され、制御対象の位置、速度、加速度の実際値ａ
Ｎ、ｖＮ、ｓＮに形成される。

各検出部９〜１１に検出形成される各実際値は、夫々が
対応する各指令値の形成部１，２．３の数値と各加算器
１ａ、２ａ、３ａにおいて比較され、各数値の指令値と
実際値の偏差が演算される。この偏差は、各指令値列に
加減算されて各指令値を補正し、上記信号変換部４に供
給される。

本発明では、指令値と実際値の偏差にもとづいて補正さ
れた基準クロック上における加速度の指令値列の差Ａを
検出するが、又は、補正された指令値によって駆動され
る制御対象について検出器８を経て加速度検出部１１に
検出される基準クロック上の実際の加速度列の差Ｂを加
速度の差の検出部１２において検出し、この加速度列の
差Ａ又はＢの中に、その差の符号を反転させる数値があ
るとき、加速度の指令値列に対しては符号を反転させて
いる加速度指令値を加速度ゼロに置き換え。

また、加速度の実際値列に対しては、加速度ゼロの数値
信号Ｚを、加速度の差の検出部１２がら駆動制御部５に
直接供給すると同時に、各指令値の加算器１８〜３ａに
対しそれらの作動を停止させる指令信号Ｓを供給し、各
実際値のフィードバックループを開放させ制御系をオー
プンにして駆動させるように構成している。

〔発明の効果〕

このようにして加速度指令を設定して供給すると、加速
度線図の上では加速度が上、下するが、加速度の差の符
号が反転するとき、即ち、加速度が大きく変化するとき
、加速度値ゼロの制御指令が駆動源に加えられるから５
機械側は加速度値ゼロによる駆動制御信号を受ける直前
までにその内部にたまった慣性が瞬間的に解放され、急
激な加速度の変化により惹き起される機械の振動を抑制
ないしは防止することができる。

本発明は以上通りであるから、数値制御における速度制
御法としてきわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　任意の基準クロック上において、もとの制御指令値
   から加速度値を形成すると共に、この加速度値列の中に
   おけるゼロ以外の加速度値を加速度値ゼロにして制御対
   象の駆動源に直接的に供給することを特徴とする数値制
   御における速度制御方法。 ２　加速度値の列は、制御指令値から得られる速度指令
   値から形成される特許請求の範囲第１項記載の速度制御
   方法。 ３　加速度値をゼロにして供給する時期は、基準クロッ
   ク上の加速度列において、隣合う加速度の差を表わす数
   値の符号が反転するときである特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の速度制御方法。 ４　加速度値がゼロにされた加速度値列が供給されると
   き、当該ゼロ加速度値の前、又は、後若しくは、前後の
   加速度を変更して供給する特許請求の範囲第１項〜第３
   項のいずれかに記載の速度制御方法。 ５　任意の基準クロック上において、もとの制御指令値
   から加速度値を形成すると共に、この加速度値列の中に
   おけるゼロ以外の加速度値を加速度値ゼロにして制御対
   象の駆動源に直接的に供給する制御方法に於て、制御対
   象の作動時、位置、速度、加速度のいずれかについてそ
   れらの指令値と実際値との偏差にもとづいて補正される
   上記加速度の指令値列に予め設定した許容値を超える数
   値が含まれていることが検出されたとき、その数値に代
   え加速度ゼロの指令値を供給することを特徴とする数値
   制御における速度制御方法。 ６　任意の基準クロック上において、もとの制御指令値
   から加速度値を形成すると共に、この加速度値列の中に
   おけるゼロ以外の加速度値を加速度値ゼロにして制御対
   象の駆動源に直接的に供給する制御方法に於て、制御対
   象の作動時における加速度の差の変化量を任意の基準ク
   ロック上において検出すると共に、この検出値を制御対
   象の動特性に基づいて予め任意に設定された前記加速度
   の差の変化量の許容値と比較し、上記検出値がその許容
   値をこえたとき加速度ゼロの指令値を制御対象側に供給
   する数値制御における速度制御方法。 ７　任意の基準クロック上において、制御対象の作動時
   における加速度の差の変化量をパターン化すると共に、
   上記変化量の差の許容値を予めパターン化しておいて両
   者を比較し、加速度の差の変化量のパターンがその許容
   値のパターンを超えたとき、加速度ゼロの指令値を供給
   する特許請求の範囲第６項記載の速度制御方法。 ８　加速度ゼロの指令値を供給するとき、制御系は各指
   令値の偏差を検出しないオープンループ系である特許請
   求の範囲第６項又は第７項記載の速度制御方法。