JPS63191205A - サーボ遅れ補正方法 - Google Patents

サーボ遅れ補正方法

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JPS63191205A
JPS63191205A JP62022498A JP2249887A JPS63191205A JP S63191205 A JPS63191205 A JP S63191205A JP 62022498 A JP62022498 A JP 62022498A JP 2249887 A JP2249887 A JP 2249887A JP S63191205 A JPS63191205 A JP S63191205A
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    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/404Numerical 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
    • GPHYSICS
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    • G05B2219/30Nc systems
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    • G05B2219/49382Movement reciprocating

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、固定サイクルで往復動作を繰返し行う数値制
御方式に関し、特に、該動作におけるサーボ系の遅れを
補正する方式に関する。
従来の技術 第5図(a)、(b)に示すように、ワーク30面に対
し、砥石やジググラインダ等を工具軌跡31が示すよう
に往復動作を繰返しさせて、研削盤で研削を行うスイン
グ動作やオシレーション動作を行う場合、または、第5
図(C)に示すように、ドリル33を往復動作34させ
て多数の穴あけ動作を行う場合に、固定サイクルによっ
て数値制御される場合が多い。
発明が解決しようとする問題点 こうした往復動作をサーボモータで行うと、ザ−ボ遅れ
があるため、工具を目標点まで移動させるためには、減
速停止させる必要がある。しかし、減速停止させると加
工時間が長くなるという欠点がでてくる。
第6図はこのような減速停止させる場合の移動指令35
と実際のサーボモータの移動36を説明するための説明
図で、縦軸に速度V、横軸に時間tをとっており、設定
された速度で目標点までの往動の指令35が出されると
、該指令に応じて分配処理が行われ、加減速制御部で加
減速制御されて、第6図破線36で示されるように、サ
ーボ系に対して移動指令が出されることとなる。そして
、往動の目標位置まで達しサーボモータが停止すると、
逆転指令即ち復動の指令が出され、同様に加減速制御さ
れてサーボモータは駆動されることとなる。このように
加減速制御を行い、サーボモータを往動、復動の目標位
置に減速停止させるようにすると、減速区間aだけ加工
時間が艮(なることとなる。
また、加減速制御を行わない場合には、第7図に示すよ
うに、往及び復の移動指令35に対し、サーボ遅れがあ
るため、サーボモータの移動は第6図破線36で示すよ
うな動きとなる。そのために、数値制御装置からサーボ
回路のエラーレジスタに往動の移動指令(+)がすべて
出力された侵、復動の移動指令(−)が出力されると、
サーボモータが追従しないため、エラーレジスタには、
位置偏差量として往動のプラスの移動指令が残っている
にもかかわらず、復動のマイナスの移動指令が入力され
ることとなり、復動のマイナスの移動指令が入力される
こととなり、位置偏差量としてエラーレジスタに残って
いたプラスの聞が入力された復動のマイナス指令により
打消され、その結果、サーボモータは指令目標位置に達
する前に反転してしまうこととなる。また、復動がら往
動に変るときも同様なことが生じることとなる。そのた
め、第8図に示すように、往動の目標位置P1と復動の
目標位置82間を工具が往復動する場合、指令軌跡38
は破線で示すようになっているにもかかわらず、実際の
工具軌跡39は実線で示すように目標位置Pi、P2に
達する前で反転してし゛  まうこととなる。
そこで、本願発明の目的は、往復動作の繰返し制御にお
いて、上述した従来技術の欠点を改善し、加工時間が短
くて、目標位置間を往復動できるようなサーボ遅れ補正
方式を提供することにある。
問題点を解決するための手段と作用 第1図は、本発明の動作原理を説明する説明図で、往復
動作の繰返し指令として、速度子■Oで移動ff1SO
の往動の往動指令及び速度−■0で移動量SOの往動指
令の固定サイクル指令が入力されると、数値制御装置は
、速度子vOで往方向(第1図の例で番よプラス方向)
に移動−がSOになるまでパルス分配を行う。即ち、期
間TO(−8O÷VO)だけパルス分配を行い、次に、
速度−vOで復動作を行い、移a命がSO1即ち期間T
Oだけパルス分配を行うこととなるが、サーボ遅れがあ
るため、サーボモータの移動は第1図破線RVOで示す
ように指令が遅れて移動することとなる。そのため、プ
ラス方向に速度vOの指令が出されてからII間TOが
経過し、時間t1で速度指令が−vOになった時点では
、サーボ回路内のエラーレジスタ内にはまだプラス方向
の移動量、即ち位置偏差量が残っているにもかかわらず
、マイナス方向の指令がエラーレジスタに入力される。
そのため、エラーレジスタはその間にサーボモータがプ
ラス方向に移動して減算される分と新しく入力されたマ
イナス方向の指令パルスによって減算され、時間t2で
「0」になったとする。即ち、この時間t2で位置偏差
量が「、0」になったとする。このことは、プラス方向
へのすべての指令量から時間t1からt2間の期間TO
′に出されたマイナス方向の指令量を減算して、エラー
レジスタの値(位置偏差量)が「0」になったものであ
るから、号−ボモータはこの期間TO′のマイナス方向
への移動fuTo’ xVO=Esoだけプラス方向に
移動しなかったことを意味する。即ち、数値制御装置か
ら出力された移動ωに対し、サーボモータの行きたりな
い昌を示し、サーボモータはプラス方向への目標位置よ
りESOだけ手前がら引き返す現象が生じることとなる
。そこで、本発明においては、次の往復動の周期におい
ては、上記移動不足ff1Esoをパルス分配の周期T
oで除し、この値を指令速度vOに加算して新しい送り
速度v1とする。
V1=VO+ (ESO/TO> この新しい送り速度■1によりプログラムで指令された
周期TOでプラス、マイナスに移動指令を出し、前回と
同様、指令が+■1から−v1に変ってからエラーレジ
スタの値(位置偏差量)が「0」になる期間T1’を求
めると、往1動作におけるサーボモータのプラス方向へ
の移#Jm S 1は 51=V1XTO−TI’  XVI =V1xTO−ESl となる。
そこで、プログラム指令のプラス方向への移動間(マイ
ナス方向も移動量は同じ)80と上記速度変更したとき
の移動ff1s1との差5o−81が所定値以下になる
まで、往復動毎に上3$のように速度変更し、所定値以
下になった摸は、そのときの送り速度Vnでプログラム
指令の期間Toプラス方向及びマイナス方向にパルスを
分配すればサーボモータはほぼ目標位置まで往復動作を
行うこととなる。
そこで、本発明は、プログラム指令より往動または復動
に要する移動時間を求め、復動指令が出されてから位置
偏差量がゼロになるまでの移動指令但を求め、該移動指
令量に応じて次回の往復動の送り速度を増加させ、上記
移動時間だけ往動作。
往動作を行わせ、サーボモータの往または復の移動量と
プログラム指令の往または復の移動Mとの差が所定回よ
り小さくなると、その後はそのときの送り速度で上記移
動時間の往復動作を行わゼることによってサーボ遅れ補
正を行うものである。
実施例 第2図は、本発明を実施する一実施例のシステム構成の
要部ブロック図で、1は数値f!II御装置(以下、N
Cという)で、2は該数値制御装置1で制御されるサー
ボ回路、3はサーボ回路2により駆動制御されるサーボ
モータで、該サーボモータ3で往復動作が制御される。
4は位置検出器で、サーボモータ3の位置を検出し、サ
ーボ回路2内のエラーレジスタ21に入力されている。
なお、他の軸のサーボ回路2.サーボモータ31位置検
出器4は省略している。
NCIは中央処理装置(以下、CPUという)10、υ
制御プログラムを記憶するROM11.データの一時記
憶等に利用されるRAM12.NG加ニブログラムや各
種パラメータを記憶する不揮発性メモリ13.サーボイ
ンターフェイス14゜手操作入力装置t15.NGテー
プよりNC加ニブログラムを読むテープリーダ16等が
バス17で接続されている。そして、サーボインターフ
ェイス14には上記サーボ回路2が接続され、該サーボ
インターフェイス14を介してNCIから該サーボ回路
2のエラーレジスタ21へ移動指令のパルスが入力され
、また、エラーレジスタ21の値はNC1によって読取
れるようになっている。
次に、本実施例の動作を第3図の動作70−チャートと
共に説明する。
NC1は不揮発性メモリ13またはテープリーダ16よ
りNG加ニブログラムを読取り、上述した往復動作の固
定サイクル指令が読取られると、該指令で指令された指
令速度vOをレジスタ■に記憶させ(ステップS1)、
また、指令移動量SO(往及び復の移動ff1)を指令
速度■0で割り、往動、復動に要する時間TOを求め、
レジスタTに該時ETOを格納する(ステップ82)。
そして、上記レジスタ■に記憶された速度(始めはプロ
グラム指令速度■0)でサーボインターフェイス14を
介してサーボ回路2ヘパルスを出力し、かつ、レジスタ
Tに格納されている往動または・復動に要する時間TO
をタイマーTR1にセットしスタートさせる(ステップ
S3)。そして、CPU10は該タイマーTR1がタイ
ムアツプしたか否か判断する。その間、サーボ回路2の
エラーレジスタ21にはレジスタVに記憶された速度で
パルス分配を受け、サーボ回路2はサーボモータ3を駆
動し往動させる。サーボモータ3が駆動されると、位置
検出器4は回転を検出しパルスを発生してエラーレジス
タ21から減算する。かくして、タイマーTR1がタイ
ムアツプすると(ステップ84)。CPU10はレジス
タ■に記憶されている速度で復方向(マイナス方向)に
駆動すると共にタイマーTR1にレジスタTに記憶され
た時間TOをセットしスタートさせ、かつ、タイマーT
R2をリセットしスタートさせる(ステップS5)。そ
して、CPLlloはサーボ回路2のエラーレジスタ2
1がrOJになったか否か監視しくステップS6)、位
置偏差量が「0」になる点、即ら第1図のt2点に達し
たか否かを検出し、エラーレジスタ21が「0」になる
と、タイマーTR2を停止させ、該タイマーTR2の値
を読む(ステップS7)。該タイマーTR2は、往動作
から復動作に切換わった時点くステップ85)からの経
過時間を意味しているから、第1図におけるTO′を意
味する。そこで、現在の送り速度、即ちレジスタVに格
納されている速度に上記タイマーTR2の値を乗じ、第
1図でESOで示す、NC1から出力された移動量に対
し↑jきたりない昂を求め、レジスタESに格納する(
ステップS8)。次に、現在の送り速度(レジスタVに
格納されている速度)に往171 (または復動)の指
令期間TOを乗じ、この値から上記レジスタESの値を
減じ、得られた値をプログラムで指令された往動または
復動の移動量SOから減じ、その値が所定値e1より小
さいか否か判断する(ステップS9)。即ち、現在の送
り速度V(レジスタVに格納されている値であり、説明
をB単にするためにこの値も速度Vとして記す。)で期
間TO闇に出力された値VXTOはNC1がエラーレジ
スタ21に往方向(プラス方向)に出ツノした値であり
、そして、上記レジスタESの値は、NCIが復方向(
マイナス方向)に、エラーレジスタ21がrOJになる
まで出力した値であるから、サーボ[−夕3の実際の往
方向への移動rは(VXTO−ES)となる。この値と
プログラム指令の往方向への移動量SOとの差がサーボ
モータ3が目標値まで行きたりない分を示すこととなり
、ステップS9によってこの行きたりない分が所定値e
1より小さくなったか否かを判断するものである。
ステップS9でNoであれば、ステップS10へ進み、
レジスタESの値から前回の往復動時における往動から
復動に切換えられて、エラーレジスタ21が「0」にな
るまでに移動した口、即ちNC指令移動■に対し行きた
りない量を記憶するレジスタES’の値を差引き、この
値が所定値e2より小さいか否か判断する。
始めは、レジスタES’ は「0」であるからこの判断
はNoとなり、ステップ813へ進む。ステップ813
ではレジスタESO値をレジスタES’へ格納し、タイ
マーTR1がタイムアツプし、v1vJ作が終了したか
否か判断しくステップ514)、終了すると、固定サイ
クル終了指令が出されていなければ再びステップS3へ
移行する。
そして、前回と同様ステップ83〜S9の処理を行う。
そして、ステップS10で、レジスタESとレジスタE
S’ との差が所定1fle2より小さくなると、レジ
スタESの値を往動またはfllvJのプログラム指令
期間TOで除しくステップ511)、求められた値Vを
レジスタVに加ねし、新しい速度■を求める(ステップ
512)。即ち、NC1からの指令移動量に対しサーボ
モータ3が行きたりないff1Esを補正するように速
度Vを速くすることとなり、そして、タイマーTRIが
タイムアツプしくステップ514)、次の往復動作時に
はこの新しい速度■で期間To間出力されるから、前回
NC1からの指令に対し、サーボモータ3が行きたりな
かった分だけ加算されてNCIからは移動指令が出力さ
れることとなる。なお、ステップS10の処理は、速度
変化が生じたとき、安定するまで持つために設けられた
ものであって、必ずしも必要なステップではない。もし
、このステップ10を設けなければ、ステップS9でN
oであれば、ステップ811へ移行し、ステップS11
からステップS12.S14へと移行させるようにすれ
ばよい。この場合に1往復動毎に速度Vが変ることとな
る。
以上の処理を繰返し、ステップS9においてプログラム
指令移動量SOに対し、サーボモータの移動量 (Vx
TO−ES)が近づき、その差が所定値01以下になる
と、ステップ816へ進み、タイマーTRIがタイムア
ツプしたか否か判断し、タイムアツプすると固定サイク
ル終了指令が入力されるまでレジスタ■に記憶されてい
る更新された速度■でレジスタTに記憶された期間TO
で往復動を行う固定サイクルを繰返すこととなる。
(ステップ817.818) なお、上記実施例では、ステップ85〜S8で、復動の
指令が出されてからエラーレジスタがOになるまでの時
間をタイマーTR2で求め、NC1から出力されたプラ
ス方向への移IJffiに対し、サーボモータの行きた
りないff1Esを上記タイマーTR2の経過時間とそ
のときの速度■より求めたが、この代りにステップS5
で復動作を開始してからエラーレジスタが「0」になる
゛まで、NC1から出力した移動量を求めて直接ESを
求めても良い。
以上の実施例は、NC1において加減速制御を行わない
場合の実施例であったが、次に、加減速制御を行う場合
について、第4図の動作処理フローチャートと共に説明
する。この場合、加減速制御部から出力されるパルスを
積算して現在値を検出する加減速制御出力積詐カウンタ
Bを利用していきたりないIEsを求めるようにする。
まず、前述と同様、往復動作の固定サイクル指令がプロ
グラムより読取られると、該指令で指令された指令速度
■0をレジスタ■に記憶させると共に往復動における往
動指令位置、即ち、往動によって移動すべき目標位置を
レジスタAに記憶させる(ステップ521)。次に第3
図に示した加減速制御を行わない場合のステップS2と
同様にプログラムで指令された往復動位置より求められ
るその往復動の移動量SOを指令速度■0で除し、往動
、復動に要する時間Toをレジスタ丁に格納する(ステ
ップ523)。そして、第3図で示した動作と同じよう
に、レジスタVに記憶させた速度でサーボ回路へ往動の
パルス分配を開始し、タイマーTR1に、レジスタTに
記憶された時間TOをセットしスタートさせ(ステップ
523)、タイマーTRIがタイムアツプすると(ステ
ップ824)、レジスタ■に記憶された速度■(以下レ
ジスタVに記憶された速度を■とする)で復動のパルス
を出力しタイマーTR1に時間Toをセットし再びスタ
ートさせ(ステップ825)、サーボ回路2中のエラー
レジスタ21が「0」か否か判断する。即ち、往動のパ
ルス分配が行われると加減速制御部では加減速v制御を
行って、サーボ回路2中のエラーレジスタ21に加減速
制御後のパルスを加算することとなり、エラーレジスタ
21には該パルスが蓄積され、位置偏差量となり、ナー
ボモータ3は駆動され往動を行う。そして、位置検出器
4からはサーボモータ3の移動と共にパルスを発生し、
エラーレジスタ21から減算され、移動指令に対し追従
することとなる。かくして、速度Vで指令期@TOだけ
パルス分配が終了し、復動指令のパルスが加減速制御部
に入力され、加減速制tstirAからは減速制御され
たパルスがエラーレジスタ21に入力され、その後、加
減速制御部からは復動の指令(往動指令をプラス、復動
指令をマイナスとする)が出され、エラーレジスタ21
の値から減篩されることとなる。即ち、往動指令から復
動指令に切換った時点では、エラーレジスタ21には、
始めプラスのパルスが加算され、その後マイナスのパル
スが加算されることとなる。
一方、エラーレジスタ21は位置検出器4からのフィー
ドバックパルスにより減算されるので、該エラーレジス
タ21はその内「0」となる。このエラーレジスタ21
の値が「0」になるまでは、サーボモータ3は往動動作
を行っており、エラーレジスタ21の値が「0」になっ
たことは、往動動作が終了したことを意味し、かつ、こ
のときの加減速制御回路が1の出力を積算する積算カウ
ンタBの値は、サーボ゛[−夕3の現在位置、即ち工具
の現在位置を示すこととなる。換言すると、加減速制御
回路から出力された移動指令位置を積算カウンタBは示
しており、かつ、この移動指令が加算され、エラーレジ
スタ21が「0」になったことは、サーボモータ3即ち
工具がこの積算カウンタBで示される位置に達している
ことを意味する。そこで、ステップ826でエラーレジ
スタ21が「0」になると、上記積算カウンタBの値を
読取り(ステップ$27)、レジスタAに記憶していた
往動の指令位置くこの位置を八とする)より読取った積
算カウンタBの値(この値を8とする)を減算すれば、
往動指令位置Aに対し、工具が行きたりないmを意味し
、この行きたりない吊をレジスタESに記憶させる(ス
テップ828)。
次に、このレジスタESの値が所定値e1より小さむく
か否か判断しくステップ529)、小さくなければ、第
3図で示した処理のステップ810〜315と同じ処理
ステップ830〜S35の処理を行い、再びステップ8
23以下の処理を行う。
即ち、行きたりないff1Esを補正するために送り速
度Vを上昇させることとなる。この点は第3図で説明し
た場合と同じである。又、ステップS29で行きたりな
いff1Esが所定値e1より小さい場合は、第3図の
ステップ816〜81Bと同じ処理、即ちタイマーTR
Iがタイムアツプした後、レジスタVに記憶されている
送り速度で固定サイクルを終了指令が出されるまで続け
ることとなる(ステップ836〜838)。
発明の効果 以上述べたように、本発明は、サーボ遅れに応じ、送り
速度を増大させ、往動、復動の各々の移動指令期間はプ
ログラムで指令される移動量と速度で決まる期間出力す
るようにしたから、加工時間が遅くなることはなく、か
つ、目標位置間を往復し、加工残しを生じることはない
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の詳細な説明する説明図、第2図は本発
明を実施する一実施例のシステム構成図、第3図は加減
速制御を行わない場合の実施例の動作フローヂャート、
第4図は加減速制御を行う場合の実施例の動作フローチ
ャート、第5図(a)〜(C)は本発明が適用しようと
する加工の説明図、第6図は加減速制御を行った往復運
動の従来の説明図、第7図は加減速イリ御を行わない従
来の往復運動の説明図、第8図は加減速制御を行わない
場合の従来の往復運動の移動指令と実際の移動との関係
を説明する説明図である。 1・・・数値制御装置、2・・・サーボ回路、3・・・
サーボモータ、4・・・位置検出器、VO,Vl・・・
指令速度、RVO,RVl・・・実際のサーボモータの
速度、To・・・往動または復動の指令期間。 、INC 第2図 第511A

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)往復動作を固定サイクルで繰返し行う数値制御方
    式において、プログラム指令より往動または復動に要す
    る移動時間を求め、復動指令が出されてから位置偏差量
    がゼロになるまでの移動指令量を求め、該移動指令量に
    応じて次回の往復動の送り速度を増加させ、上記移動時
    間だけ往動作、復動作を行わせ、サーボモータの往また
    は復の移動量とプログラム指令の往または復の移動量と
    の差が所定の量より小さくなると、その後はそのときの
    送り速度で上記移動時間の往復動作を行わせるサーボ遅
    れ補正方式。
  2. (2)上記サーボモータの往または復の移動量は当該往
    復動の送り速度と上記移動時間を乗じたものから当該往
    復動における上記移動指令量を減算したものである特許
    請求の範囲第1項記載のサーボ遅れ補正方式。
  3. (3)上記送り速度を増加させる場合、上記移動指令量
    の変動が少なくなったときに次回の送り速度を増加させ
    る特許請求の範囲第1項または第2項記載のサーボ遅れ
    補正方式。
JP62022498A 1987-02-04 1987-02-04 サーボ遅れ補正方法 Expired - Lifetime JPH0693208B2 (ja)

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PCT/JP1988/000105 WO1988005935A1 (en) 1987-02-04 1988-02-04 Numerical control method having a function for compensating the delay in the follow-up operation
DE88901456T DE3884714T2 (de) 1987-02-04 1988-02-04 Numerische steuerung mit einer die verspätung der rückmeldung ausgleichenden funktion.
EP88901456A EP0302943B1 (en) 1987-02-04 1988-02-04 Numerical control method having a function for compensating the delay in the follow-up operation
US07/247,442 US4902950A (en) 1987-02-04 1988-02-04 Numerical control method with response delay compensating function

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