JPS63308613A - サ−ボモ−タの制御方式 - 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〕 本発明はサーボモータの制御方式に関し、特にサーボモ
ータを用いて円弧などの加工を施すにあたり、機械系の
バックラッシュの影響を低減するようにしたサーボモー
タの制御方式に関する。

〔従来の技術〕

第３図は従来技術におけるサーボモータの制御方式を説
明するためのシステムブロック図であって、先ず所定の
制御装置（例えばＮＧ制御装置）からの位置指令と、サ
ーボモータ５の回転位置を検出する積分要素（例えばパ
ルスエンコーダ）６からの位置フィードバック信号とが
照合され、その偏差量（位置偏差量）を所定の比例要素
（比例定数をＫとする）１に入力してその出力側から速
度指令を得る０次いで該速度指令と該サーボモータ５か
らの速度フィードバック信号とが照合され、積分・比例
要素（比例定数をｋとする）２において、該速度指令と
速度フィードバック信号との偏差量の積分値が零になる
ように該サーボモータ５に対するトルク指令が出力され
、次いでトルク定数ｋｔｉ比例定数とする比例要素４を
通して該す−ホモータ５に所定のトルクを発生させるに
必要な電流指令が出力される。なお３は、該フィードバ
ック信号を該要素２の出力側に差動的に加えるための比
例要素（比例定数をに°とする）であって、該トルク指
令に所定の安定項を付加するために設けられる。

ところでかかるサーボモータの制御にあたっては、通常
、ディジタル信号処理用のマイクロプロセッサを使用し
てサーボ系全体をソフトウェアで制御するようにされて
おり、その場合、ＮＣ側がら該サーボ系側に対して例え
ば１６ミリ秒毎の間隔で位置指令の送出がなされるもの
であり、該サーボ系側ではかかる例えば１６ミリ秒毎に
送られてくる該ＮＣ側からの位置指令をそれぞれ更に例
えば８分割し、これにより例えば２ミリ秒毎に順次細か
な位置制御を行ない、該細分割された各位置制御を総合
して上記ＮＣ側がらの位置指令に追従するようにされて
いる。

いまかかるサーボ系によって制御されるサーボモータに
よって例えば円弧などの加工を行う場合を考えると、そ
の切削位置が次の象限に切換る位置（第４図のＸＯｐ　
）’Ｏｐ　　”Ｏｐ−）’Ｏ）に達した時点では、該サ
ーボモータのｙ軸又はｙ軸がその回転方向を逆転するこ
とになるが、−ｉにサーボモータ側と工作機械側とを連
結するための各歯車の間には所定の隙間（バックラッシ
ュ）が設けられており、したがってその加工位置が上記
切換り位置に達した時点、すなわちサーボモータのｙ軸
又はｙ軸の回転方向が逆転する時点で、該ＮＣ側から送
られてくる位置指令に該バックラッシュ分の補正データ
（バックラッシュ分だけ位置の補正をするデータ）を上
乗せして送出する必要が生ずる。

またかかるバックラッシュ分の位置補正は上述したよう
にその加工位置が上記切換り位置に達した時点で直ちに
実行される必要があるが、実際には該補正データの実行
に多少の時間的おくれを生ずることになり、したがって
該補正データの送出と同時に該サーボモータを該バック
ラッシュ分移動する間だけ加速するための加速データを
も送出して、該加速データを該比例要素１の出力側から
出力される速度指令に上乗せする必要も生ずる。

しかしながら上記第３図に示されるような従来技術にお
いては、該バックラッシュの補正は、該サーボ系がＮＣ
側から該バックラッシュの補正データ（位置の補正デー
タおよび加速データ）を受けとった時点で直ちに上記位
置偏差量に該位置の補正データを加え、またそれと同時
に上記速度指令に該加速補正データを加えるようにされ
ていた。

この場合、上述したようにＮＣ側からは、例えば１６ミ
リ秒毎に送られてくる位置指令のうちの所定の指令（す
なわち加工位置が上記各切換り位置例えばｘｏに最も近
接した位置に達した時点で送られてくる指令）とともに
上記補正データが送られてくることになるから、該サー
ボ系が該ＮＣ側から該補正データを受けとる時点（第４
図にｔｏで示す）が、該加工位置が該切換り位置ｘ。

に達する時点と正確に合致せず、それより幾分早い時点
ｔｏで該補正データを受けとることになり、そのことが
実際の加工結果にそのまま反映されて、例えば円弧の切
削加工を行う場合、第４図の点線Ｃ′に示されるように
、各象限切換り位置（例えばｘｏ）の手前において一旦
内側に削り込まれ、次いでその反動で、所謂象限突起現
象を生ずる（すなわち加工物が突起状に切削される）と
いう問題点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
上述したようなサーボモータを用いて円弧などの切削加
工を施すにあたり、その象限切換り位置において上記象
限突起が形成されるのを防止するようにしたものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明においては、サー
ボモータを用いて円弧などの加工を施すにあたり、制御
装置側から供給される装置指令とサーボ系側から供給さ
れる装置フィードバック信号との偏差量が零になるのを
待って、該制御装置側から予め送出されサーボ系側で保
持されているバックラッシュの補正データを該位置偏差
量に加えるようにした、サーボモータの制御方式が提供
される。

〔作　用〕

上記供給によれば、加工位置が各象限切換り位置に丁度
達した時点で該補正データが該位置偏差量に加えられる
ことになり、したがって上記切削加工時における象限突
起の形成を防止することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の１実施例としてのサーボモータの制御
方式を説明するためのシステムブロック図であって、該
第１図中、７は、上述したように所定の時点でＮＣ側か
ら予め受けとったバックラッシュ補正データ（加速補正
データを含む）を一旦サーボ系内部に保持しておくバフ
クラッシュ補正データの保持部を示す。また８はエラー
カウンタであって、上記サーボ系の位置偏差！（上記の
ように細分割された位置指令値と該サーボモータ側から
の位置フィードバック信号値との偏差量）を常時監視し
ている。なお通常は、上述したように該サーボ系全体が
ソフトウェアで制御されるように供給されており、該位
置偏差量が例えば所定の変数として常時検出され、その
変化が常時監視される。

そして本発明ではこのようにして常時監視されている位
置偏差量が完全に零になった時点（あるいはプラス値か
らマイナス値に反転する時点）で、予め（例えば上記時
点ｔｏ）でＮＣ側から送出され、サーボ系側で保持され
ているバフクラッシュ補正データ（位置の補正データ）
を上記位置偏差量に加えるようにする。またそれと同時
に上記と同様にしてＮＣ側から送出されサーボ系側で保
持されているバックラッシュ加速データを上記速度指令
に加えるようにする。

このように本発明においては、ＮＣ側から予め受けとっ
たバックラッシュ補正データを一旦サーボ系内部に保持
しておき、該サーボ系内部で監視されている位置偏差量
が完全に零になるのを待って、上記補正データ（位置の
補正データ）を該位置偏差量に加えるようにしたため、
円弧などの切削加工を行う場合にも、第４図の曲線Ｃ°
に示されるような、切削時における象限突起の発生を防
止することができる。

なお本発明のようにしてバンクラッシュの補正データを
加えた場合でも、上記位置の補正データを加えるだけの
場合には、厳密には、第４図の曲線Ｃ”に示されるよう
に象限切換り後の切削部に多少のふくらみを生ずるが、
上記バックラッシュの補正データ（位置の補正データ）
を該位置偏差量に加えると同時に、所定のバックラッシ
ュ加速データをも瞬間的に該速度指令に加えることによ
り、はぼ完全な円弧などの切削を実現することができる
。

第２図は上記本発明の処理手順を説明するためのフロー
チャートであって、先ずステップ１において、例えば上
記時点ｔｏでＮＣ側から供給される装置指令とともに上
記バックラッシュ補正データ（加速データを含む）力ｑ
亥ＮＣ側からサーボ系側に送出され、ステップ２におい
て該送出されたバックラッシュ補正データが一旦サーボ
系側において保持される。更に該サーボ系側では該位置
指令（通常は、上述したように該ＮＣ側から送出された
位置指令がサーボ系側において更に細分割される）とサ
ーボモータ側からの位置フィードバック信号との差すな
わちエラーカウンタの値を監視し、その値が零になった
かどうかを識別する（ステップ３）。

そして該エラーカウンタの値が零になったときに、該ス
テップ２で予め保持しておいたバ・２クラツシユ補正デ
ータ（位置の補正データ）を該位置偏差量に加算して所
定の速度指令を算出する（ステップ４）とともに、該算
出された速度指令に上記のようにして保持しておいたバ
ックラッシュ加速データを加算してトルク指令を算出し
くステ・ノブ５）、それをもとにして該サーボモータ５
に対する電流指令が出力される（ステップ８）。

なおステップ３においてヨ亥エラーカウンタの（直が零
でないと判断されている間は、該バックラッシュ補正デ
ータを何等加算することなく、上記位置偏差量のみにも
とづいて、上記速度指令、トルク指令、が順次算出され
（ステップ６乃至７）、それをもとにして該サーボモー
タに対する電流指令が出力される（ステップ８）。

〔発明の効果〕

本発明によれば、サーボモータを用いて円弧などの切削
加工を施すにあたり、その象限切換り位置において、象
限突起現象を発生することがなく、円弧などの切削加工
時に正確な形状の切削加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例としてのサーボモータの制御
方式を説明するためのシステムブロック図、 第２図は、本発明の制御方式における処理手順を説明す
るためのフローチャートを示す図、第３図は、従来技術
によるサーボモータの制御方式を例示するシステムブロ
ック図、 第４図は、本発明の制御方式によって円弧の切削加工を
行う場合を従来技術によって行う場合と比較して示す図
である。 （符号の説明） １：比例要素、　　　　２：比例積分要素、３．４：比
例要素、　　　　５：サーボモータ、６：積分要素、 ７：バッタラッシュ補正データ保持部、８；エラーカウ
ンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、サーボモータを用いて円弧などの加工を施すにあた
   り、制御装置側から供給される位置指令とサーボ系側か
   ら返送される位置フィードバック信号との偏差量が零に
   なるのを待って、該制御装置側から予め送出されサーボ
   系側で保持されているバックラッシュの補正データを該
   位置偏差量に加えるようにしたことを特徴とするサーボ
   モータの制御方式。 ２、該バックラッシュの補正データを該位置偏差量に加
   えるのと同時に、該バックラッシュの加速データを該サ
   ーボモータに対する速度指令に加えるようにした、特許
   請求の範囲第１項記載のサーボモータの制御方式。