JPS63157209A - 数値制御工作機械の送り制御方法および送り制御装置 - 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〕 本発明は数値制御工作機械における送り軸用モータの送
り制御方法および送り制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の送り動用モ、−夕の送り制御装置の一例
として第４図のように構成されたものがある。工作機械
の位置は軌跡演算器２０により６卿の位置が、それぞれ
Ｘ軸位置指令、Ｙ軸位置指令。

ｎ軸位置指令と実時間で計算しなから各軸の位置偏差割
り出し器１へ送られる。位置偏差割り出し。

器１はパルスエンコーダあるいはレゾル１４’４の位置
検出器７からの現在位置を位置指令との位置偏差と割り
出し送り制御装置に与えている。破線で示す送り制御装
置は１位置偏差を位置ルー１１１幅器２で必要な位置ル
ープ利得Ｋｐを掛けて速度信号とし、速度ループ増幅器
３により、速度検出器６からの速度情報との速度偏差を
割り出し、速度ループ利得Ｋｖを掛け、成力増幅器４で
送りモータ５を駆動するに十分な電力を得て送り動用モ
ータ（以下送りモータと称す）５を駆動している。

以上のような構成の制御系統を、ラグラス変換による伝
達関数表現ですると、第５図のようになる。

この場合の位置指令Ｐｉｎに対する機械位置ｐｏｏｒの
伝達間！′／Ｇ（３）は、第６図および（１）式のよう
になる。

で表わせる。ここで、Ｋ、二位置ループネリ得Ｋｖ：速
度ループ利得　ＪＩｎ＝慣性モードに関する定数である
。このような伝達関数を有する送９制御装置での２軸以
上の送り軸による輪郭制御の機械の実軌跡はｇｒ　７図
のＸＹ軸による輪郭制御の例に示すように、指令軌跡８
に対して、実軌跡９のようになる。この例のような円弧
でハ、指令軌跡に対する実軌跡の円弧半径誤差Ｅ＝Ｒ−
ｒは、近似的に（２）式のようになる。

（２）式において、 系の伝達関数は、 で与えられるから、 周波数応答は となる。

仮りて振幅は（５）式で与えらｎる （５）　−１式において分母のＴ１２Ｔ１２ω４を無視
すると。

が成する。

いま、設定値として、 速度は、位相遅れをαとすると、 となり、 となる。

よって半径Ｒは となる。

従って、半径減少Δｒは となる。

このようなことから（２）式が成立し、これから速度が
早いｒｋと、ま次半径の小さい円弧はど、め差が大きく
なる。また、この誤差はＰ−１ｍに限らず、任意の形状
の輪郭においても発生するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の送９制御装置では第７図に示すように、指令軌跡
に対して、実軌跡は、その制御特性に起因して実輪郭軌
跡に誤差が生じる欠点があっ友。

また、誤差は送り速度が早ければ早いほど、また輪郭形
状が急峻な程大きくなる欠点があり、高速で高精度の輪
郭切削ができない問題があった。

そこで、本発明は輪郭切削の軌跡誤差を排除することが
できる数値制御工作機の送り制御方法および送り制＃装
置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、第１番目の発明は、
数値制御工作機械における送り軸周モータの位置指令と
位置情報との位置偏差にもとづく速度指令と、実際の速
度との速度偏差によシ上記送シ軸用モータの制御を行う
場合、位置ループ利得、速度ループ利得、慣性モードに
関係する定数とから求められる逆伝達関数を考慮するよ
うにした数値制御工作機械の送り制御方法である。

また第２番目の発明は、数値制御工作機械における送シ
軸用モータの位置検出信号と位置指令を入力して位置偏
差を求める位置ｆＭ差割出し器と、上記位置指令を入力
して１回微分する微分器および２回微分する微分器と、
この両微分器で微分した値と上記位置偏差割出し器から
の位置偏差および上記送シ軸用モータの速度検出信号を
入力して求められる速度指令を上記送υ軸用モータに与
える速度ループ増暢器とからなる数値制御工作機械の送
り制御装置である。

〔作用〕

上記のように構成することにょシ、制御特性が原因で発
生していた送り制御装置の入力信号からの出力である送
り軸の動きの時間的遅れを実時間で補償され、これによ
シ輪郭切削の軌跡誤差を排除でき、輪郭切削精度が向上
する。

〔実施例〕

以下、本発明について図面を参照して説明する。

はじめに送り制御方法について説明するが、！４図によ
り一般的な送シ制御装置の構成を説明する。

位置偏差割出し器Ｉにおいて位置指令と位置検出器７か
ら得られた位置情報とが突き合わされるので、指令位置
と実際の位置との間に差がある場合は、それが位置偏差
となって位置億差割出し器１から出力される。

また、上記位置偏差は、位置ループ増巾器２において利
得を得て、速度指令となり、速度ループ増巾器３におい
て、この速度指令と速度検出器７から得られる実際の送
シモータ５の速度とを突き合わせて得られる速度偏差を
出力する。この速度偏差は電力増巾器４で増幅され送り
モータ５に与えられる。

このようにして、上記位置偏差のもとづく速度指令と実
際の速度との速度偏差で送９モータ５が制御される。

以上述べた一般的な送り制御装置の送り制御系伝達関数
〔（１）式と同じ〕は第１図のように表わすことができ
る。一方、本発明の送り制御方法では送り制御系の伝達
関数の逆の特性を出力する逆伝達関数発生器の出力を、
上記送り制御系伝達関数にさせるようにしたものである
。

その結果人力Ｐ１ｎから出力Ｐ。ｕＴまでの伝達関数Ｇ
Ｔは Ｇ？　＝Ｇｃ（ａｌ　×Ｇ１ｍ１ ＝　１ となり、ｐｏｕｔ　＝　Ｐｉｎの関係が成立して、役械
位隨と位置指令との間の時間遅れがなくなり、輪郭軌跡
の誤差が排除できる。Ｇ１ｍ１の逆伝達関数特注Ｇｃ（
＠ｌの第２図の破線部に示すブロックにより冥現するこ
とができる。

次に本発明による送り制＃装置について第３図の実施例
を参照して説明するが、ここでに第４図の従来装置と異
る点のみを説明する。すなわち、位置指令Ｐｉｎを、微
分器Ａ１２で時間微分したものと、同じく位置指令Ｐ１
ｎを微分器８１３で時間微分し、さらに微分器Ｃ１４で
時間微分を行なうにより得られた位置偏差を速度ループ
増巾器１１によυに２倍した信号を、それぞれ速度ルー
プ増巾器１５に入力して加算するように構成したもので
るる。

ここで行なう微分器Ａ、Ｂ、Ｃはハードウェア回路によ
っても、またソフトウェアによりても容易に実現できる
ものである。

このように構成することによシ、高速でかつ高精度は輪
郭切削が可能となる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、高速でかつ高精度な輪郭切
削が可能となる数値制御工作機械の送シ制御方法および
送シ制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による数値制御工作機械の送９制御方
法を説明するためのブロックダイアダラムを伝達関数を
使用して表現した図、第２図は、第１図のブロックダイ
アダラムを要素毎のブロックに分解して表現した図、第
３図は本発明による数値制御工作機械の送り制御装置す
なわちｍ１図の伝達関数の要素を、実際の実現要素で表
現したブロックダイアダラム、第４図は従来の数値制御
工作機械の送シ制御装置の一例を示すブロックダイアダ
ラム、第５図は第４図のブロックダイアグラムを伝達関
数表現で表わした図、第６図は第１図のブロックダイア
ダラムを１ブロツクにまとめて表現した図、第７図は第
４図の装置の間１点を説明するための図である。 出願人復代理人　弁理士　　鈴　江　武　彦スタート点 第７図 手続補正書的、、１．１９ 昭和　　年　　月　　日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）数値制御工作機械における送り軸用モータの位置
   指令と位置情報との位置偏差にもとづく速度指令と、実
   際の速度との速度偏差により上記送り軸用モータの制御
   を行う場合、位置ループ利得、速度ループ利得、慣性モ
   ードに関係する定数とから求められる逆伝達関数を考慮
   するようにした数値制御工作機械の送り制御方法。
2. （２）数値制御工作機械における送り軸用モータの位置
   検出信号と位置指令を入力して位置偏差を求める位置偏
   差割出し器と、上記位置指令を入力して１回微分する微
   分器および２回微分する微分器と、この両微分器で微分
   した値と上記位置偏差割出し器からの位置偏差および上
   記送り軸用モータの速度検出信号を入力して求められる
   速度指令を上記送り軸用モータに与える速度ループ増幅
   器とからなる数値制御工作機械の送り制御装置。