JPS63148314A - セミクロ−ズドル−プサ−ボ制御系の制御装置 - Google Patents

セミクロ−ズドル−プサ−ボ制御系の制御装置

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JPS63148314A
JPS63148314A JP61296387A JP29638786A JPS63148314A JP S63148314 A JPS63148314 A JP S63148314A JP 61296387 A JP61296387 A JP 61296387A JP 29638786 A JP29638786 A JP 29638786A JP S63148314 A JPS63148314 A JP S63148314A
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JP
Japan
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servo motor
servo
correction
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JP61296387A
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Inventor
Mitsuo Kurakake
鞍掛　三津雄
Keiji Sakamoto
坂本　啓二
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D17/00—Control of torque; Control of mechanical power
    • G05D17/02—Control of torque; Control of mechanical power characterised by the use of electric means
    • 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
    • G05B19/404—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 arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • G—PHYSICS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/41084—Compensation speed axis with changing, reversing direction, quadrant circle

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、位置指令に対するバックラッシュ補正を行な
うようにしたセミクローズドループサーボ制御系の制御
装置に関する。
（従来の技術） ＣＮＣによるサーボ制御回路として、第３図に示すよう
なセミクローズトループ方式の制御回路が用いられてい
る０図において、情報処理回路Ｘは、ＣＰＵとメモリか
らなり、サーボモータに対する指令信号を形成する。サ
ーボ機構Ｙは、指令信号と位置検出器ｅの信号を比較す
る比較回路ａ、サーボドライブ回路ｂ、サーボモータＣ
１速度検出器ｄ、レゾルバやパルスエンコーダヲ用いた
位置検出器ｅで構成され、ポールねじ軸ｆを介して、テ
ーブル等の機械Ｚを制御する。
このセミクローズトループ方式は、図に示すように、最
終的な制御対象であるテーブル等の機械Ｚよりも手前の
モータ軸またはポールねじ軸等の部分で位置検出を行な
い負荷を制御するものであり、モータ軸またはポールね
じ軸までは正確に制御し、それ以後は機械の精度に依存
するものである。
第４図は、このようなサーボ制御系のブロック図である
０図において、Ｋはポジションゲイン、ｋｘ＋に２はゲ
イン、ＫＴはトルク定数、ＴＬは外乱、Ｊｍはロータの
イナーシャである。
このようなセミクローズトループ方式による機械の制御
においては、サーボモータの回転方向反転時に、機械系
に存在するバックラッシュによる応答遅れが生じる。こ
うした移動指令に対する遅れを改善するために、従来か
らバックラッシュの補正信号を位置指令信号とともにサ
ーボ系に供給している。
第２図は、このようなバックラッシュ補正信号ＢＬ　（
ｉ）を、位置指令信号ＭＣ（ｉ）と共に、サーボ系に入
力して、トルク指令を形成する制御回路の一例を示すプ
ロ・ツク図である。但し、第２図ではＺ変換（パルス伝
達関数変換）を用いて積分項Ｚ　を表わしている。また
、ＶＥＬ　（ｉ）はフィードバックされた速度信号、Ｐ
Ｏ５（ｉ）は、サンプリング周期Ｔにおける移動量、即
ちフィードバックされた位置信号を示している。
（発明が解決しようとする問題点） 上記従来の制御回路では、バックラッシュ補正信号がサ
ーボ系に入力されることにより、サーボ系の応答遅れを
改善している。ところが、実際のサーボモータおよび機
械には摩擦抵抗が存在するため、サーボモータの回転方
向反転時には依然として位置指令に対する応答遅れが残
存するという問題があった。
本発明はこのような従来技術の問題点を解消するために
なされたもので、摩擦抵抗をも考慮したトルク指令を形
成するセミクローズドループサーボ制御系の制御装置を
提供することを目的としている。
（問題点を解決するための手段） 本発明のセミクローズドループサーボ制御系の制御装置
は、位置指令と、機械負荷でのバックラッシュの補正指
令とにより、サーボモータを制御するセミクローズドル
ープサーボ制御系の制御装置において、バックラッシュ
補正指令にもとづいて前記サーボモータの回転方向が反
転する際の象限位置を判別する判別手段と、機械負荷の
摩擦抵抗に相当するトルク修正信号を形成する補正手段
と、このトルク修正信号により前記位置指令から決定さ
れる速度指令を演算する演算手段とを具備することを特
徴とするものである。
（作用） 本発明は、サーボ系に対する位置指令とバックラッシュ
補正指令とを、サーボモータの位置信号が入力される比
較器に入力するとともに、サーボモータの回転方向反転
時の象限位置に応じて負荷である機械の摩擦トルクに相
当するトルク修正信号をオフセットデータとしてサーボ
系に与えている。
（実施例） 以下、図により本発明の一実施例について説明する。
第１図（ａ）は、本発明の概略構成を示すブロック図で
ある。情報処理回路で形成される位置指令ＭＣ（ｉ）と
バックラッシュ補正指令ＢＬ（ｉ）とはサーボ系の比較
器Ｂ１に入力され、サーボモータの出力軸のサンプリン
グ周期Ｔにおける移動量、即ち位置信号ＰＯＳ　（ｉ）
と比較した偏差信号Ｅ１が形成される。この偏差信号Ｅ
１は、ポジションゲイ゛ンにと乗算されて速度指令Ｅ２
を形成し、比較器Ｂ２に入力される。比較器Ｂ２には、
サーボモータの速度信号ＶＥＬ　（ｉ）と共に、補正回
路Ａからバックラッシュ補正指令ＢＬ　（＋）を所定条
件で処理したトルク修正信号ＦＲ（ｉ）が入力される。
第１図（ｂ）は、上記補正回路Ａの構成でトルク修正信
号ＦＲ（ｉ）を形成する処理フローを示している。上記
補正回路Ａには、バックラッシュ補正指令ＢＬ　（ｉ）
のみが入力され、サーボモータの回転方向が反転する際
の象限位置に応じて摩擦抵抗に相当するトルク修正信号
ＦＲ（ｉ）が出力される。即ち、サーボモータに連結さ
れた機械の摩擦抵抗値Ｆａを予め設定しておき、バック
ラッシュ補正指令ＢＬ（ｔ）によって判別される、サー
ボモータの回転方向が反転する際の象限位置に応じて、
次のようなトルク修正指令ＦＲ（ｉ）が演算される。
（１）第３象限のとき（ＢＬ　（ｉ）＜Ｏ）、ＦＲ（＋
）＝　　　Ｆａ／　　（Ｋｔ　　Ｔ）（２）ＢＬ　（ｉ
）＝Ｏのとき、 ＦＲ（ｉ）　　＝０ （３）第１象限のとき（ＢＬ　（ｉ）＞０）、ＦＲ（ｉ
）＝Ｆａ／　　（Ｋｔ　　Ｔ）以上のように構成された
制御装置の補正回路Ａによれば、摩擦抵抗に相当するト
ルク修正信号が比較器Ｂ２にオフセットデータとして与
えられ、この比較器Ｂ２からの速度指令Ｅｇは摩擦抵抗
を補償する信号として比較器Ｂ５に入力される。以後の
処理は、第２図の従来回路例と同様であり、積分項Ｚ　
、ゲインｋｌ、に２により指令信号を補正して、比較器
Ｂ４よりサーボモータに対するトルク指令Ｅ６が形成さ
れる。
以上、この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施
態様について説明したが、その好ましい実施態様の説明
は、構成の詳細な部分についての変形、特許請求の範囲
に記載された本発明の精神に反しない限りでの種々な変
形、あるいはそれらを組み合わせたものに変更すること
ができることは明らかである。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、セミクローズド
ループサーボ制御系において位置指令に対するバックラ
ッシュ補正を行なうとともに、機械系の摩擦抵抗を考慮
してトルクの修正ができるから、サーボモータの回転方
向反転時の位置指令に対する応答遅れが改善されたセミ
クローズドループサーボ制御系の制御装置を提供できる
。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の概略構成を示すブロッ
ク図およびフロー図、第２図は従来回路の一例を示すの
ブロック図、第３図はセミクローズトループ方式による
サーボモータ制御装置の回路図、第４図はサーボ制御系
のブロック図である。 Ｋ・・・ポジションゲイン、ｋｌ、に２・・・ゲイン、
ＭＣ（ｉ）・・・位置指令、ＢＬ（ｔ）・・・バックラ
ッシュ補正指令、Ａ・・・補正回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 位置指令と、機械負荷でのバックラッシュの補正指令と
    により、サーボモータを制御するセミクローズドループ
    サーボ制御系の制御装置において、バックラッシュ補正
    指令にもとづいて前記サーボモータの回転方向が反転す
    る際の象限位置を判別する判別手段と、機械負荷の摩擦
    抵抗に相当するトルク修正信号を形成する補正手段と、
    このトルク修正信号により前記位置指令から決定される
    速度指令を演算する演算手段とを具備することを特徴と
    するセミクローズドループサーボ制御系の制御装置。
JP61296387A 1986-12-12 1986-12-12 セミクロ−ズドル−プサ−ボ制御系の制御装置 Pending JPS63148314A (ja)

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