JPS63219009A - Backlash correction system in full closed loop control - Google Patents

Backlash correction system in full closed loop control

Info

Publication number
JPS63219009A
JPS63219009A JP5120887A JP5120887A JPS63219009A JP S63219009 A JPS63219009 A JP S63219009A JP 5120887 A JP5120887 A JP 5120887A JP 5120887 A JP5120887 A JP 5120887A JP S63219009 A JPS63219009 A JP S63219009A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
distribution
correction
closed loop
loop control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5120887A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Kawamura
川村 英昭
Takao Sasaki
隆夫 佐々木
Yasushi Endo
恭 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP5120887A priority Critical patent/JPS63219009A/en
Publication of JPS63219009A publication Critical patent/JPS63219009A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Numerical Control (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize the more precise working through a full closed loop control system by adding a correction pulse to a shaft, pertinent to the change of the moving direction of a pulse distribution, when the moving direction of the pulse distribution changes, and subtracting the portion of the added correction pulse from a following distribution period. CONSTITUTION:When direction deciding means 21X, 21Y discriminate that the moving direction command of an distribution pulse command has been inverted, and it is discriminated that the direction has been inverted, the correction pulse, corresponding to the backlash portion, previously set and stored in memories 22X, 22Y, is added to a normal distribution pulse at first, and outputted, and from the next pulse distribution period, a cancel pulse is outputted in the reverse direction of the command direction so as to amend the corrected correction pulse quantity, in other words, the pulse that the cancel pulse is subtracted from the normal pulse distribution quantity is outputted. The cancel pulse is made to be five pulses in a first distribution period after the inversion of the direction, and to be three pulses in a second period, and two pulses in a third period, and 10 correction pulses are canceled. By processing in such a way, the work in conformity with the command is performed.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、数値制御装置によって制御されるフルクロー
ズドループ制御方式のサーボ機構におけるバックラッシ
補正方式に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a backlash correction method in a full closed loop control type servo mechanism controlled by a numerical control device.

従来の技術 数値υ制御装置で制御されるサーボゲインには、大きく
分けてセミクローズトループ制御方式とフルクローズド
ループ制御方式とがある。セミクローズトループ制御方
式は第4図に示すように、数値制御装置の情報処理回路
から出力された移動指令銀(指令パルス)と位置検出器
104で検出したサーボモータの回転量との差に応じた
電圧を位置制御回路100より出力し、該出力を受けて
サーボドライブ回路101はサーボモータ102を駆動
し、送り手段のボールねじ105及びポールナツト10
6を介して機械(テーブル等)107を移動させ、前記
移動指令量と位置検出器104で検出されるサーボモー
タ102の移動量の差が「0」となると、位置制御回路
100の出力電圧が「0」となり、サーボモータの回転
を停止させ、位置決めするものである。このセミクロー
ズトループ制御方式はサーボモータの位置を検出するこ
とによって機械の位置を位置決めするものであり、機械
自体の位置を検出して位置決めするものではない。その
ため、このセミクローズトループ制御方式においては、
位置決め精度はボールねじ等の送り手段の精度に依存す
ることとなる。即ち、サーボモータの位置はフィードバ
ック制御によって正確に指令位置に位置決めされるが、
機械の位置はボールねじ等の送り手段の精度によって変
動することとなる。なお、103は速度検出器で、該検
出器103で検出された速度に応じて、サーボドライブ
回路101はサーボモータ102を速度制御するもので
ある。
Servo gains controlled by conventional numerical υ control devices are broadly divided into semi-closed loop control methods and full closed loop control methods. As shown in FIG. 4, the semi-closed loop control system uses a control system that responds to the difference between the movement command (command pulse) output from the information processing circuit of the numerical control device and the rotation amount of the servo motor detected by the position detector 104. The position control circuit 100 outputs the voltage, and in response to the output, the servo drive circuit 101 drives the servo motor 102 to drive the ball screw 105 and pole nut 10 of the feeding means.
When the machine (table, etc.) 107 is moved via 6, and the difference between the movement command amount and the movement amount of the servo motor 102 detected by the position detector 104 becomes "0", the output voltage of the position control circuit 100 changes. It becomes "0", and the rotation of the servo motor is stopped and positioning is performed. This semi-closed loop control method determines the position of the machine by detecting the position of the servo motor, and does not determine the position of the machine itself. Therefore, in this semi-closed loop control method,
The positioning accuracy depends on the accuracy of the feeding means such as a ball screw. In other words, the position of the servo motor is accurately positioned at the commanded position by feedback control;
The position of the machine will vary depending on the accuracy of the feeding means such as a ball screw. Note that 103 is a speed detector, and the servo drive circuit 101 controls the speed of the servo motor 102 according to the speed detected by the detector 103.

近年、高精度のボールねじが開発され、普及し、このセ
ミクローズトループ制御方式の実用上精度の問題はほと
んどなく、数値制御工作機械はほとんどこの方式で占め
られている。そして、この方式でのボールねじの精度を
さらに高い精度を得るために、ピッチ誤差補正、バツク
ラック補正の機能が開発され、数値制御装置ではこれら
の機能を一般的に広く採用している。
In recent years, high-precision ball screws have been developed and become popular, and this semi-closed loop control method has virtually no accuracy problems in practice, and most numerically controlled machine tools use this method. In order to obtain even higher precision for ball screws using this method, pitch error correction and back crack correction functions have been developed, and these functions are generally widely used in numerical control devices.

この内、バツクラック補正について説明すると、第6図
に示すように、ボールねじ105とテーブル(III械
)107に固着されたボールナツトを106間にバック
ラックaが存在すると、第6図中左から右へテーブル1
07を移動させている状態で、次に、右から左へ移動方
向を変えたとすると、バックプツシ8分だけサーボモー
タは空まわりすることとなる。即ち、サーボモータは指
令量どおり回転したとしてもテーブル107はバラクラ
ラ9a分だけ移動が足りないこととなる。そこで、数値
制御装置はバックラック補正機能により、機械(テーブ
ル)が動く方向が変るごとに正規の指令パルスをサーボ
!!lW4に与えるに先だって、バックラックaに相当
するだけの補正パルスを与えるようにするもので、これ
によりサーボモータは正規の指令パルス分と補正パルス
分を加算した惜回転し、機械は正規の指令パルス分だけ
移動することとなり、正確に位置決めされることとなる
Of these, to explain the back crack correction, as shown in Fig. 6, when a back rack a exists between the ball screw 105 and the ball nut fixed to the table (III machine) 107, to table 1
07 and then change the direction of movement from right to left, the servo motor will idle for 8 minutes during the back push. That is, even if the servo motor rotates according to the commanded amount, the table 107 will not move enough by the distance of the discreet 9a. Therefore, the numerical control device uses a backrack correction function to servo the regular command pulse every time the direction of movement of the machine (table) changes! ! Before giving it to lW4, a correction pulse equivalent to back rack a is given, so that the servo motor rotates slightly by adding the regular command pulse and the compensation pulse, and the machine follows the regular command. It will move by the amount of the pulse, and will be accurately positioned.

しかし、ボールねじの製造可能な長さを越えるような大
型機械ではラック・ピニオン駆動とせざを得ないが、ラ
ックの精度というのはボールねじのそれよりかなり低い
ため、セミクローズトループ制御方式では実用上問題に
なる場合がある。また、ボールねじのピッチ誤差は温度
の変化によって変ることもあり、非常に高い精度を必要
とする場合にはセミクローズトループ制御方式では不十
分なこともある。
However, in large machines where the length exceeds the length that can be manufactured by ball screws, a rack and pinion drive is necessary, but the accuracy of the rack is considerably lower than that of ball screws, so semi-closed loop control is not practical. This may cause problems. Furthermore, the pitch error of the ball screw may change due to changes in temperature, and if very high precision is required, the semi-closed loop control method may not be sufficient.

このような場合には、機械のテーブル等に直接リニアス
ケール等の位置検出器を取付けてフィードバックを行う
フルクローズドループ制御方式が使用される。
In such a case, a full closed loop control system is used in which a position detector such as a linear scale is attached directly to the table of the machine to provide feedback.

フルクローズドループ制御方式は、第5図に示すように
、サーボモータ102で駆動される機械(テーブル)1
07の移動量をリニアスケール等の位置検出器108で
検出し、数値制御装置の情報処理回路から指令された移
vJ量と機械の移!lllωの差が「0」になるように
サーボモータを駆動するものであり、指令移動四と機械
移動量が正確に対応し、バックラックの問題は生じない
。即ち、第6図に示すようにバツクラックaが存在して
いても、テーブル107の移動方向が変る指令が入力さ
れたとき、まず、サーボモータがバラクララ9a分だけ
移動したとしても、テーブル107は移動せず、その結
果、リニアスケール等の位置検出器108からのフィー
ドバックパルスは位置制御回路100には入力されず、
位置制御回路100(該回路内のエラーレジスタの値は
、依然として指令移動円である。)からは指令移動♀に
応じた電圧が出力され、バラクララ9a分の移動を終え
た後、ざらに指令量l111g1分だけサーボモータ1
02は駆動され、機械(テーブル)107も指令移動量
だけ移動することとなり、このフルクローズドループ制
御方式においては、バツクラック補正は不要であり、フ
ルクローズドループ制御方式ではバックラック補正は行
われていない。
As shown in FIG. 5, the full closed loop control system uses a machine (table) 1 driven by a servo motor 102.
The amount of movement of 07 is detected by a position detector 108 such as a linear scale, and the amount of movement vJ commanded from the information processing circuit of the numerical control device is determined by the amount of movement of the machine! The servo motor is driven so that the difference between lllω becomes "0", and the command movement 4 corresponds accurately to the amount of machine movement, and no backrack problem occurs. That is, even if back crack a exists as shown in FIG. 6, when a command to change the moving direction of table 107 is input, first, even if the servo motor moves by back crack 9a, table 107 will not move. As a result, the feedback pulse from the position detector 108 such as a linear scale is not input to the position control circuit 100.
The position control circuit 100 (the value of the error register in this circuit is still the command movement circle) outputs a voltage according to the command movement ♀, and after completing the movement of the balaclara 9a, the command amount is roughly changed. l111g Servo motor 1 for 1 minute
02 is driven, and the machine (table) 107 also moves by the commanded movement amount. In this full closed loop control method, backrack correction is not necessary, and backrack correction is not performed in the full closed loop control method. .

発明が解決しようとする問題点 以上のように、フルクローズドループ制御方式において
は、移動指令に応じ、機械が実際に移動した聞を検出し
てフィードバック制御を行うから、バックラック補正は
必要ではないようにみえる。
Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, in the full closed loop control system, feedback control is performed by detecting when the machine actually moves in response to a movement command, so backrack correction is not necessary. It looks like.

しかし、円弧の加工等の2軸以上の軸が同期し、移動す
る必要がある場合に、1つの軸の移動方向が反転したと
きバックラックの影響が出て形状誤差を生じる場合があ
る。例えば、円弧補間での象限の切換り目の1つの軸の
移動方向が変化する所ではバックラックの影響が出る。
However, when two or more axes need to move in synchronization, such as when machining circular arcs, when the direction of movement of one axis is reversed, the influence of backrack may occur and form errors may occur. For example, backrack effects occur where the moving direction of one axis changes at the quadrant switching point in circular interpolation.

第3図(a)。Figure 3(a).

(b)は円弧補間において、象限の切換り目において、
円弧の形状誤差が生じる理由の説明図で、円弧1の中心
を座標原点とし、円弧1を時41回りに切削する場合に
ついて考えると、第3図(a)の第2象限においては、
点P1における切削方向が示すように、X軸、Y軸共に
プラス方向の移動となり、数値制御装置内のパルス分配
周期毎のパルス分配量ΔX、ΔYは、円弧補間に応じた
X軸。
In (b), in circular interpolation, at the quadrant switching point,
This is an explanatory diagram of the reason why shape errors occur in circular arcs. Considering the case where the center of circular arc 1 is the coordinate origin and the circular arc 1 is cut around 41 o'clock, in the second quadrant of Fig. 3 (a),
As shown by the cutting direction at point P1, both the X-axis and the Y-axis move in the positive direction, and the pulse distribution amounts ΔX and ΔY for each pulse distribution period in the numerical control device are the X-axis according to circular interpolation.

Y軸共にプラスの分配量となる。しかし、加工が進み、
第2象限から第1象限に入ると、点P2における切削方
向に示すように、X軸に対してはプラス方向であるが、
Y軸に対してはマイナス方向となる。このような1つの
軸の移動方向が変ったとき、バックラックの影響が出て
くる。即ち、円弧補間されて各軸への分配周期によるサ
ーボ機構の位置制御回路内のエラーレジスタへのパルス
分配mは、X軸、Y軸に対し円弧補間された値に応じて
分配され、機械がその分配mに応じて追従しなければ、
指令どおりの円弧が切削されないこととなる。バックラ
ックがあると、移動方向が変らない軸、上記例ではX軸
については分配されたとおりに軸は移動するが、移動方
向が反転したY軸については、反転時にはサーボモータ
が分配量どおり移動したとしてもバックラックによって
吸収され、機械は分配量どおり移動しないという現象が
生じる。第3図(b)はこのときの状態を示す説明図で
、X軸の移動は変らず、Y軸についてのみプラス方向か
らマイナス方向に反転したとし、そのときのパルス分配
周期に、X軸に対し+ΔXのパルス分配が行われ、Y軸
に対し一ΔYのパルス分配が行われたとする。また、説
明を簡単にするために、1回のパルス分配周期期間に分
配された量だけサーボモータは移動すると考えると、点
P2からX軸に対しΔX、Ylkllに対し一ΔYのパ
ルス分配が行われると、点P3に機械が移動するはずで
あるが、前回のパルス分配周期まではプラス方向に移動
していたY軸に対しては、移動方向が反転したことによ
り、Y軸のサーボモータは−ΔYだけ移動したとしても
、ボールねじ・ナツトやラック・ピニオンの送り手段の
バックラックaだけ送り手段が空まわりし、機械は−(
ΔY−a)だけしか移動しなく、点P3’ に移動し、
指令どおり移動しなくなり、加工形状に誤差が生じるこ
ととなる。このときの関係を詳しく説明すると、上記例
でΔX=30.−ΔY=−20.a=10とし、1パル
ス分配周期内で当該周期中に分配されたパルス分だけサ
ーボモータが移動するとして、位置制御回路内のエラー
レジスタの値、サーボモータの移動量、機械の移動量を
考えると、Y軸のみ移動方向が反転した直後のパルス分
配周期においては次の第1表のようになる。
Both Y-axes have positive distribution amounts. However, as processing progresses,
When entering the first quadrant from the second quadrant, as shown in the cutting direction at point P2, the direction is positive with respect to the X axis, but
The direction is negative with respect to the Y axis. When the direction of movement of one axis changes like this, the effect of backrack appears. That is, the pulse distribution m to the error register in the position control circuit of the servo mechanism based on the circularly interpolated distribution period to each axis is distributed according to the circularly interpolated values for the X and Y axes, and the machine If we do not follow the distribution m,
This means that the arc as instructed will not be cut. If there is a back rack, the direction of movement of the axis does not change, in the example above, the X-axis, the axis moves according to the distributed amount, but for the Y-axis, where the direction of movement is reversed, the servo motor moves according to the distributed amount when the direction is reversed. Even if it does, it will be absorbed by the back rack and the machine will not move according to the dispensed amount. FIG. 3(b) is an explanatory diagram showing the state at this time. It is assumed that the movement of the X-axis remains unchanged and only the Y-axis is reversed from the positive direction to the negative direction. On the other hand, it is assumed that pulse distribution of +ΔX is performed and pulse distribution of -ΔY is performed for the Y axis. Also, to simplify the explanation, assuming that the servo motor moves by the amount distributed during one pulse distribution cycle period, pulse distribution is performed from point P2 by ΔX to the X axis and ΔY to Ylkll. The machine should move to point P3, but since the direction of movement has been reversed for the Y-axis, which had been moving in the positive direction until the previous pulse distribution cycle, the Y-axis servo motor Even if it moves by -ΔY, the feeding means will idle by the back rack a of the feeding means for the ball screw/nut or rack/pinion, and the machine will move -(
It moves only by ΔY-a) and moves to point P3',
It will no longer move as instructed, resulting in an error in the machined shape. To explain the relationship at this time in detail, in the above example, ΔX=30. -ΔY=-20. Assuming that a=10 and that the servo motor moves within one pulse distribution cycle by the amount of pulses distributed during that cycle, consider the value of the error register in the position control circuit, the amount of movement of the servo motor, and the amount of movement of the machine. Then, in the pulse distribution period immediately after the movement direction of only the Y axis is reversed, the results are as shown in Table 1 below.

第1表 次のパルス分配周期においても、ΔX=30゜−ΔY=
−20とすると第2表のようになる。
Table 1 Even with the following pulse distribution period, ΔX=30°−ΔY=
If it is -20, it will be as shown in Table 2.

第2表 となり、移動方向が反転した直後のパルス分配周期では
、Y軸方向にはバックプツシ8分だけ機械は移動不足と
なり、次の周期で修正されることとなる。しかし、これ
は、パルス分配周期間に、分配mだけサーボモータが駆
動されるとしたサーボゲインが非常に高い状態を仮定し
た場合の説明であり、実際はサーボゲインはこれほど高
くはとれず、移動指令に対し、サーボモータの移動は遅
れ、Y軸のエラーレジスタ内にはバラクララ2a分の移
動量が数パルス分配周期間に亘って残り、バラクララ2
a分の修正は数周期間に亘って行われることとなる。そ
の結果、実際の円弧切削加工は第3図(a)に破線2で
示すように、象限の変り目で、指令円弧とは異なった形
状の切削加工を行うこととなる。
As shown in Table 2, in the pulse distribution cycle immediately after the movement direction is reversed, the machine is insufficiently moved by 8 back pushes in the Y-axis direction, and this will be corrected in the next cycle. However, this explanation is based on the assumption that the servo gain is very high, assuming that the servo motor is driven by the amount of distribution m during the pulse distribution period.In reality, the servo gain cannot be this high, and the movement The movement of the servo motor is delayed in response to the command, and the movement amount of Balaclar 2a remains in the Y-axis error register for several pulse distribution periods, and Balaclar 2a remains in the Y-axis error register.
The correction for a will be performed over several cycles. As a result, the actual circular arc cutting process is performed at the turning point of the quadrant, as shown by the broken line 2 in FIG. 3(a), in a shape different from that of the commanded circular arc.

そこで、本発明の目的は、フルクローズドループ制御方
式において、バックラッシによる誤差を少なくするフル
クローズドループ制御方式におけるバックラッシ補正方
式を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a backlash correction method in a full closed loop control system that reduces errors due to backlash in a full closed loop control system.

問題点を解決するための手段 本発明は、各軸に対するパルス分配の移動方向が変った
とき、移動方向が変った軸に対しセミクローズトループ
制御方式と同じように正規の指令分配パルスに加えてバ
ックラッシに相当する補正パルスを与え、次のパルス分
配周期より、付加されだ補正パルス分を減じることによ
り、フルクローズドループ制御方式においてもバックラ
ッシを補正するように構成した。
Means for Solving the Problems The present invention provides that, when the moving direction of pulse distribution for each axis changes, in addition to the normal command distribution pulse, the axis for which the moving direction has changed is By applying a correction pulse corresponding to backlash and subtracting the additional correction pulse from the next pulse distribution cycle, backlash can be corrected even in the full closed loop control system.

作  用 あるパルス分配周期において、軸の移動方向が変ったと
き、当該軸に対する正規の指令分配パルスに加えてセミ
クローズトループ制御のとき採用されているバックラッ
シ補正と同じように、パックラッシに相当する補正パル
スを加え、バックラッシ分を補正する。その結果、バッ
クラッシによって補正パルス分は吸収され、機械の当該
軸に対しては、正規の指令分配パルス分の移動指令が入
力されることとなる。そして、機械の当該軸はこの正規
の指令分配パルス分移動することとなり、当該軸の移動
により発生したフィードバックパルスは、正規の指令分
配パルスと補正パルスが入力されたサーボ機構の位置制
御回路内のエラーレジスタの値より減算することとなる
が、補正パルス分はバックラッシによって吸収され機械
はこの分だけ移動しないので、前記エラーレジスタには
補正パルス分が残り、いずれ、この補正パルス分だけ機
械の当該軸を移動させるように作用する。そこで、この
補正された分を次のパルス分配周期より減算し、補正パ
ルス分を「0」とし、機械を指令どおりに移動させる。
When the moving direction of an axis changes in a certain pulse distribution period, in addition to the regular command distribution pulses for the relevant axis, a correction equivalent to packlash is applied, similar to the backlash correction adopted in semi-closed loop control. Add pulses to compensate for backlash. As a result, the correction pulse is absorbed by the backlash, and a movement command corresponding to the normal command distribution pulse is input to the relevant axis of the machine. Then, the relevant axis of the machine will move by this regular command distribution pulse, and the feedback pulse generated by the movement of the relevant axis will be transmitted to the position control circuit of the servo mechanism into which the regular command distribution pulse and correction pulse are input. This will be subtracted from the value in the error register, but since the correction pulse is absorbed by the backlash and the machine does not move by this amount, the correction pulse remains in the error register, and eventually the corresponding correction pulse of the machine will be subtracted by this correction pulse. Acts to move the axis. Therefore, this corrected amount is subtracted from the next pulse distribution period, the corrected pulse amount is set to "0", and the machine is moved as instructed.

実施例 第1図は、本発明の一実施例の機能ブロック図で、X軸
、Y軸の2軸制御の例を示している。数値制御装置は、
NCプログラム10を読取り解読11し、補間演棹12
を行った後、X軸、Y軸に対し、各々分配パルス指令を
出力し、該分配パルス指令を受けて各軸の補間器13X
、13Yは指令に応じた分配パルスΔX、ΔYをサーボ
回路14X、14Y内のエラーレジスタ15X、15Y
に各々出力する。サーボ回路14X、14Yではエラー
レジスタ15X、15Yに累積された値に応じ出力電圧
を発生し、サーボモータ16x。
Embodiment FIG. 1 is a functional block diagram of an embodiment of the present invention, showing an example of two-axis control of the X-axis and Y-axis. The numerical control device is
Read and decipher the NC program 10 and perform interpolation 12
After performing this, a distribution pulse command is output for each of the X-axis and Y-axis, and in response to the distribution pulse command, the interpolator 13X of each axis
, 13Y are the error registers 15X, 15Y in the servo circuits 14X, 14Y to distribute the distribution pulses ΔX, ΔY according to the commands.
Output each to . The servo circuits 14X, 14Y generate output voltages according to the values accumulated in the error registers 15X, 15Y, and the servo motors 16x.

16Yを各々駆動し、ボールねじ17X、17Y。16Y respectively, and ball screws 17X and 17Y.

ポールナツト18X、18Yを介して機械19X。Machine 19X via pole nuts 18X and 18Y.

19Yを移動させる。一方、機械19X、19Yが移動
すると、機械に設けられたリニアスケール等の位置検出
器20X、20Yより各々フィードバックパルスが発生
し、エラーレジスタ15x。
Move 19Y. On the other hand, when the machines 19X and 19Y move, feedback pulses are generated from position detectors 20X and 20Y, such as linear scales provided in the machines, respectively, and the error register 15x is generated.

15Yに入力され、エラーレジスタ15X、15Yは減
算される。その結果、エラーレジスタ15X、15Yの
値が「0」になることにより、サーボモータ16X、1
6Yの駆動は停止し、機械19X、19Yは指令位置に
停止することとなる。
15Y, and the error registers 15X and 15Y are subtracted. As a result, the values of the error registers 15X and 15Y become "0", and the servo motors 16X and 1
The drive of the machine 6Y is stopped, and the machines 19X and 19Y are stopped at the commanded positions.

以上は、従来のフルクローズドループ制御における数値
制御方式と何ら変るものではない。本発明は、前記方式
において、分配パルス指令の移動方向指令が反転したこ
とを方向判別手段21x。
The above is no different from the numerical control method in conventional full closed loop control. In the present invention, in the above method, the direction determining means 21x determines that the moving direction command of the distribution pulse command is reversed.

21Yで判別し、方向が反転したことを判別すると、メ
モリ22X、22Yに設定記憶させているバックラッシ
分に相当する補正パルスを、まず、当該分配周期に加算
して出力し、次回のパルスと分配周期からは補正した補
正パルス聞を修正するように指令方向とは逆方向に、即
ち、正規のパルス分配量より減算して出力するキャンセ
ルパルスを出力するようにしている。第1図で示す例で
は補正パルスとして10を、キャンセルパルスは方向が
反転した次の第1回目のパルス分配周期で「5」、第2
回目のパルス分配周期で「3」、第3回目のパルス分配
周期で「2」として、補正パルス10をキャンセルする
ようにしている。このような補正パルス1とキャンセル
パルスの設定は、使用するサーボ機構のゲインに応じて
設定する。
21Y, and when it is determined that the direction has reversed, a correction pulse corresponding to the backlash set and stored in the memories 22X and 22Y is added to the relevant distribution cycle and output, and then the next pulse and distribution From the cycle, a cancel pulse is output in the opposite direction to the command direction, that is, subtracted from the regular pulse distribution amount so as to correct the corrected pulse interval. In the example shown in Fig. 1, the correction pulse is 10, the cancel pulse is 5 in the first pulse distribution cycle after the direction is reversed, and the second pulse is 5.
The correction pulse 10 is canceled by setting it as "3" in the second pulse distribution cycle and "2" in the third pulse distribution cycle. The correction pulse 1 and the cancel pulse are set according to the gain of the servo mechanism used.

例えば、ゲインが非常に大きいと、前述したように応答
が早いので補正パルスを出力した後、次のパルス分配周
期で補正パルスを全てキャンセルするキャンセルパルス
を発生するように設定してもよい。
For example, if the gain is very large, the response is quick as described above, so after outputting a correction pulse, it may be set to generate a cancel pulse that cancels all the correction pulses in the next pulse distribution cycle.

この補正パルスをキャンセルさせるキャンセルパルスの
設定は実験によって求めてもよいが、本実施例では補正
パルスをステップ入力と考え、ステップ入力に対応する
一次遅れを近似してキャンセルパルスを設定するように
しており、サーボ機構の設定ゲインの値とキャンセルパ
ルスの吊の関係を第3表のように設定している。なお、
第3表においてLは補正パルス量である。
The setting of the cancellation pulse that cancels this correction pulse may be determined by experiment, but in this embodiment, the correction pulse is considered to be a step input, and the cancellation pulse is set by approximating the first-order lag corresponding to the step input. The relationship between the set gain value of the servo mechanism and the suspension of the cancel pulse is set as shown in Table 3. In addition,
In Table 3, L is the correction pulse amount.

第3表 すなわち、サーボ機構のゲインが大ぎいと、補正パルス
を加算したパルス分配周期の次の1回目のパルス分配周
期で、加算した補正パルスff1Lをキャンセルパルス
Lとしてすべて取去る。又、ゲインが小さくサーボ機構
の応答が遅いと、それを−次遅れと考え、補正パルスを
加えたパルス分配周期と次のパルス分配周期間に、補正
パルスff1Lに対応して出力されたと想定されるパル
スmだけキャンセルパルスを出力し、次のパルス分配周
期においては、補正パルス最によって前回のパルス分配
周期と今回のパルス分配周期間に出力されたと想定され
る世をキャンセルパルスとして出力するもので、サーボ
機構が一次遅れで応答すると仮定し、補正パルスを加え
た後、1パルス分配周期間遅れて、補正パルスff1L
に対応する一次遅れの出力パルス量をキャンセルするも
のである。
Table 3 shows that when the gain of the servo mechanism is large, the added correction pulse ff1L is completely removed as a cancel pulse L in the first pulse distribution period following the pulse distribution period in which the correction pulse is added. Also, if the gain is small and the response of the servo mechanism is slow, this is considered to be a -order delay, and it is assumed that the correction pulse is output in response to the correction pulse ff1L between the pulse distribution period to which the correction pulse is added and the next pulse distribution period. In the next pulse distribution cycle, the cancel pulse that is assumed to have been output between the previous pulse distribution cycle and the current pulse distribution cycle is output as a cancellation pulse in the next pulse distribution cycle. , assuming that the servo mechanism responds with a first-order delay, and after adding the correction pulse, the correction pulse ff1L is delayed by one pulse distribution period.
This cancels the first-order delayed output pulse amount corresponding to the first-order delay.

このように処理することにより、第3図(a)に示した
ような円弧の切削加工において、円弧補間中、象限の変
り目に分配パルスの方向が変った場合でも、補正パルス
によってバックラッシ分が加算され、その後、サーボ系
のゲインに応じて補正された補正パルスff1Lはキャ
ンセルされていくので、第3図(a)の破線で示したよ
うな形状誤差は生ぜず、指令どおりの加工、即ち円弧を
切削することができる。
By processing in this way, even if the direction of the distribution pulse changes at the change of quadrants during circular interpolation during arc cutting as shown in Figure 3 (a), backlash can be added by the correction pulse. After that, the correction pulse ff1L corrected according to the gain of the servo system is canceled, so that the shape error shown by the broken line in Fig. 3(a) does not occur, and the machining is performed as instructed, that is, the circular arc. can be cut.

第2図はコンピュータ内蔵の数値制御装置が本発明の方
式を実施するときの一実施例のフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart of an embodiment when a numerical control device with a built-in computer implements the method of the present invention.

まず、数値制御装置内のメモリ内に(バックラッシaに
相当する補正パルス追を設定すると共に)第3表に示す
ようにサーボ系のゲインに応じ、キャンセパルスを出力
する出力回数及び補正パルス但を付加後火のパルス分配
周期よりキャンセルするパルス但、即ち、キャンセルパ
ルス量をメモリに設定しておく。そして、数値制御装置
は各軸に対し各パルス分配周期毎パルス分配周期を行う
前または後に、第2図に示す処理を行うもので、各パル
ス分配周期毎、パルス分配処理を行う前または後にキャ
ンセルパルスを出力する回数が設定されたカウンタCの
値が「0」か否か判断しくステップ81)、rOJであ
るならば、キャンセルパルス指令がないものとし、ステ
ップS4へ移行し、当該パルス分配周期における指令が
、前回のパルス分配周期での指令の移動方向より変化し
ていないか判断しくステップS4)、変化してなければ
、このバックラッシ補正処理を終了する。そして、この
処理をパルス分配周期毎行っており、今、前回の周期の
移動方向から今回の周期の移動方向が変ったとすると、
ステップS4よりステップS5へ移行し、メモリより設
定されたバックラッシ分aに相当する補正パルスff1
Lを読取り、これを当該周期に出力する(ステップS5
)。そして、カウンタCにメモリに設定されたキャンセ
ル出力回数をセットする(ステップ86)。その結果、
次のパルス分配周期では、ステップS1でカウンタCの
値が「0」ではないので、ステップS2へ移行し、カウ
ンタCの値に対応するアドレス位置に記憶されたキャン
セルパルスデータを読取り、読取ったデータに基づいて
、現在の正規の分配パルスの符号に対し反転した符号の
キャンセルパルスを出力する。即ち、例えばキャンセル
パルス出力回数を「3」と設定している場合、補正パル
ス出力後、次のパルス分配周期ではカウンタCの値は「
3」であるが、該値が「3」のとき、第1回目のキャン
セルパルス量を読取り、第3表の例では0.5411を
読取り、符号を反転−し、正規の分配パルスによる移動
方向に対し、反対方向にキャンセルパルス0.5411
を出力する。次に、カウンタCを1減算しくステップS
3)、次に、ステップS4へ移行するが、通常、移動方
向が反転した複数パルス分配周期間は符号は反転しない
から、このパルス分配周期内の処理は終了し、次のパル
ス分配周期ではカウンタCの値が「2」であるため、再
びステップS1からステップS2へ移行し、カウンタC
に対応するキャンセルパルス量0.3181を読取り、
符号を反転して出力しくステップS2)、カウンタCよ
り「1」減算する(ステップ83)。その結果、カウン
タCの値は「1」となるので、次のパルス分配周期では
3回目のキャンセルパルスff10.141Lを読取り
、符号を反転して出力しくステップS2)、カウンタC
から「1」減算する(ステップ83)。この時点でカウ
ンタCの値は「0」となるので、次のパルス分配周期で
は、ステップS1でカウンタCの値が「0」であるから
ステップS2へは移行せず、キャンセルパルスm出力処
理は行わず、ステップS4へ移行する。
First, in the memory of the numerical control device (as well as setting a correction pulse corresponding to backlash a), the number of outputs of cancel pulses and correction pulses are set according to the gain of the servo system as shown in Table 3. The pulse to be canceled from the pulse distribution period after addition, that is, the cancel pulse amount is set in the memory. Then, the numerical control device performs the processing shown in Figure 2 before or after performing the pulse distribution process for each pulse distribution period for each axis, and cancels the process before or after performing the pulse distribution process for each pulse distribution period. It is determined whether the value of the counter C in which the number of pulses to be output is set is "0" or not (step 81). If it is rOJ, it is assumed that there is no cancel pulse command, and the process moves to step S4 to determine the pulse distribution period in question. It is determined whether the command at is changed from the direction of movement of the command in the previous pulse distribution cycle (step S4), and if it is not changed, this backlash correction process is ended. Then, if this process is performed every pulse distribution cycle, and now the moving direction of the current cycle has changed from the moving direction of the previous cycle,
The process moves from step S4 to step S5, and the correction pulse ff1 corresponds to the backlash amount a set from the memory.
Read L and output it in the corresponding period (step S5
). Then, the number of cancel outputs set in the memory is set in the counter C (step 86). the result,
In the next pulse distribution cycle, since the value of counter C is not "0" in step S1, the process moves to step S2, reads the cancel pulse data stored in the address position corresponding to the value of counter C, and reads the read data. Based on this, a cancellation pulse with a sign inverted from that of the current regular distribution pulse is output. That is, for example, when the number of cancel pulse outputs is set to "3", the value of counter C will be "3" in the next pulse distribution cycle after outputting the correction pulse.
3", but when the value is "3", the first cancellation pulse amount is read, and in the example in Table 3, 0.5411 is read, the sign is inverted, and the moving direction by the regular distribution pulse is determined. In contrast, the cancellation pulse in the opposite direction is 0.5411
Output. Next, step S to subtract 1 from the counter C.
3) Next, the process moves to step S4, but normally the sign does not reverse during the multiple pulse distribution period in which the moving direction is reversed, so the processing within this pulse distribution period is completed, and the counter is not activated in the next pulse distribution period. Since the value of C is "2", the process moves from step S1 to step S2 again, and the counter C
Read the cancellation pulse amount 0.3181 corresponding to
The sign is inverted and output (step S2), and "1" is subtracted from the counter C (step 83). As a result, the value of the counter C becomes "1", so in the next pulse distribution cycle, the third cancel pulse ff10.141L is read, its sign is inverted, and output.
"1" is subtracted from (step 83). At this point, the value of the counter C becomes "0", so in the next pulse distribution cycle, since the value of the counter C is "0" in step S1, the process does not proceed to step S2, and the cancel pulse m output process is performed. Otherwise, the process moves to step S4.

以上のようにして、各軸に対するパルス分配指令の符号
が反転する毎(移動方向が反転する毎)に前記補正パル
スを出力し、次の周期から設定された回数のパルス分配
周期まで、各周期毎に設定されたキャンセルパルスを符
号を反転させて出力することとなる。その結果、バック
ラッシによる形状記憶誤差は修正され、はぼ指令どおり
の形状を加工することができる。
As described above, the correction pulse is output every time the sign of the pulse distribution command for each axis is reversed (every time the direction of movement is reversed), and the correction pulse is output at each cycle from the next cycle until the set number of pulse distribution cycles. Each time, the set cancel pulse is output with its sign inverted. As a result, shape memory errors due to backlash are corrected, and it is possible to process the shape as instructed.

発明の効果 以上述べたように、本発明は、フルクローズドループ制
御方式において、複数の軸が同期して移動すべき補間中
に軸の移動方向が反転したとき生じるバックラッシによ
る部分的な形状誤差を、バックラッシを補正することに
よって形状誤差をなくすようにしたから、フルクローズ
ドループ制御方式により、より精度の高い加工を行うこ
とができる。
Effects of the Invention As described above, the present invention eliminates partial shape errors due to backlash that occur when the moving direction of axes is reversed during interpolation in which multiple axes are to move synchronously in a fully closed loop control system. Since shape errors are eliminated by correcting backlash, more accurate machining can be performed using a full closed loop control system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の機能ブロック図、第2図は
同一実施例のバックラッシ補正処理のフローチャート、
第3図(a)、(b)はフルクローズドループ制御方式
により円弧加工中に生じる形状誤差の説明図、第4図は
セミクローズトループ制御方式の説明図、第5図はフル
クローズドループ制御方式の説明図、第6図はバックラ
ッシ補正の説明図である。 1・・・円弧、2・・・形状誤差、 16X、16Y、102・・・サーボモータ、19X、
19Y、107・・・機械、 20X、20Y、108・・・位置検出器。 、2に2  口 χ 3 口(α) 第 30(bl
FIG. 1 is a functional block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart of backlash correction processing of the same embodiment.
Figures 3 (a) and (b) are illustrations of shape errors that occur during arc machining using the full closed loop control method, Figure 4 is an illustration of the semi-closed loop control method, and Figure 5 is the full closed loop control method. FIG. 6 is an explanatory diagram of backlash correction. 1...Circular arc, 2...Shape error, 16X, 16Y, 102...Servo motor, 19X,
19Y, 107... Machine, 20X, 20Y, 108... Position detector. , 2 to 2 mouths χ 3 mouths (α) 30th (bl

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)フルクローズドループ制御方式における数値制御
方式において、各軸に対するパルス分配の移動方向が変
ったとき、移動方向が変った軸に対し正規の指令分配パ
ルスに加えてバックラッシに相当する補正パルスを与え
、次のパルス分配周期より、付加された補正パルス分を
減じるようにしたフルクローズドループ制御でのバック
ラッシ補正方式。
(1) In the numerical control method of the full closed loop control method, when the moving direction of pulse distribution for each axis changes, a correction pulse corresponding to backlash is applied to the axis whose moving direction has changed in addition to the regular command distribution pulse. A backlash correction method using full closed loop control that subtracts the added correction pulse from the next pulse distribution cycle.
(2)サーボゲインに応じ、1以上のパルス分配周期間
に亘って前記補正パルス分のキャンセルパルスが減じら
れる特許請求の範囲第1項記載のフルクローズドループ
制御でのバックラッシ補正方式。
(2) The backlash correction method in full-closed loop control according to claim 1, wherein the cancellation pulse corresponding to the correction pulse is reduced over one or more pulse distribution periods in accordance with the servo gain.
(3)前記キャンセルパスは、補正パルスをステプ入力
と考え、該ステップ入力に対する一次遅れを近似して、
各パルス分配周期に減じられる特許請求の範囲第2項記
載のフルクローズドループ制御でのバックラッシ補正方
式。
(3) The cancellation path considers the correction pulse as a step input and approximates the first-order delay with respect to the step input,
A backlash correction method in full closed loop control according to claim 2, wherein the backlash is reduced in each pulse distribution period.
JP5120887A 1987-03-07 1987-03-07 Backlash correction system in full closed loop control Pending JPS63219009A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5120887A JPS63219009A (en) 1987-03-07 1987-03-07 Backlash correction system in full closed loop control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5120887A JPS63219009A (en) 1987-03-07 1987-03-07 Backlash correction system in full closed loop control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63219009A true JPS63219009A (en) 1988-09-12

Family

ID=12880490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5120887A Pending JPS63219009A (en) 1987-03-07 1987-03-07 Backlash correction system in full closed loop control

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63219009A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0293711A (en) * 1988-09-30 1990-04-04 Fanuc Ltd Servocontroller
JPH02239303A (en) * 1989-03-14 1990-09-21 Nec Corp Backlash correction circuit
JPH03201106A (en) * 1989-12-28 1991-09-03 Toshiba Mach Co Ltd Backlash correction system for numerical controller
JPH03217907A (en) * 1990-01-23 1991-09-25 Toshiba Mach Co Ltd Numerical control method having circular arc interpolation locus display function and its device
JPH03271813A (en) * 1990-03-20 1991-12-03 Toshiba Mach Co Ltd Nc device
CN107992109A (en) * 2017-12-06 2018-05-04 深圳易能电气技术股份有限公司 Closed-loop positioning control system and method
CN110968036A (en) * 2018-09-28 2020-04-07 发那科株式会社 Numerical controller

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57111615A (en) * 1980-12-26 1982-07-12 Fanuc Ltd Servomotor controlling system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57111615A (en) * 1980-12-26 1982-07-12 Fanuc Ltd Servomotor controlling system

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0293711A (en) * 1988-09-30 1990-04-04 Fanuc Ltd Servocontroller
JPH02239303A (en) * 1989-03-14 1990-09-21 Nec Corp Backlash correction circuit
JPH03201106A (en) * 1989-12-28 1991-09-03 Toshiba Mach Co Ltd Backlash correction system for numerical controller
JPH03217907A (en) * 1990-01-23 1991-09-25 Toshiba Mach Co Ltd Numerical control method having circular arc interpolation locus display function and its device
JPH03271813A (en) * 1990-03-20 1991-12-03 Toshiba Mach Co Ltd Nc device
CN107992109A (en) * 2017-12-06 2018-05-04 深圳易能电气技术股份有限公司 Closed-loop positioning control system and method
CN110968036A (en) * 2018-09-28 2020-04-07 发那科株式会社 Numerical controller
JP2020057088A (en) * 2018-09-28 2020-04-09 ファナック株式会社 Numerical control device
CN110968036B (en) * 2018-09-28 2024-08-20 发那科株式会社 Numerical controller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6363921B2 (en)
JP2000250614A (en) Backlash correction device and numerical control system
JPS63219009A (en) Backlash correction system in full closed loop control
US5578913A (en) NC device controlling machining processes with pre- and post-execution in-position values
EP0364593A1 (en) Machine tool having two main spindles
EP0397886A1 (en) Cnc control system
JPH0457005B2 (en)
US4495561A (en) Numerical control method
JPH03290705A (en) Numerical controller
JPH0630011B2 (en) Numerical control Machining restart control method
CN101893874B (en) Numerical value control device of four-shaft processor
KR100257611B1 (en) Turning system & its tool path generation method
JPH04237307A (en) Automatic transformation device for coordinate axis
JPH03246707A (en) Position correcting system by systems
JP3568173B2 (en) Switching method of coordinate data specification format in numerically controlled machine tools
JPH0218603A (en) Numerical controller
JPS59172005A (en) Numerical controller
JPH0418985B2 (en)
KR0136142B1 (en) The method of graphic simulation using numerical control apparatus
KR840001179B1 (en) Mechanical process and catting work method using numerical data
JPH0313027B2 (en)
JP2790737B2 (en) Numerical control device for lathe
JPS6337402A (en) Method for correcting three-dimensional position in numerically controlled machine tool
JPS5922103A (en) Numeric controlling method
JPS61114314A (en) Connection fixing device for servomotor and position detector