KR910006499B1 - 수치 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

[발명의 명칭]

수치 제어장치

[도면의 간단한 설명]

제1a, b도는 본 발명의 개략 구성을 나타낸 블록도 및 처리 플로우차트.

제2도는 종래 회로의 1예를 나타낸 블록도

제3도는 새미클로우즈드 루우프 방식에 의한 서어보 모우터 제어장치의 회로도.

제4도는 서어브 제어계의 블록도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 이동지령에 대한 백래쉬(backlash) 보정기능을 가지며, 세미클로우즈드(semi-closed) 루우프의 서어보계의 위치 결정 제어를 유효하게 행할 수 있는 수치제어장치에 관한 것이다.

[배경기술]

CNC에 의한 서어보 제어회로로서 제3도에 표시한 바와 같은 세미클로우즈드 루우프 방식의 제어회로가 사용되고 있다. 도면에 있어서, 정보처리회로(X)는 CPU와 메모리로 이루어 지고 서어보 모우터에 대한 지령신호를 형성한다. 서어보기구(Y)는 지령신호와 위치검출기(e)의 신호를 비교하는 비교회로(a), 서어보 드라이브회로(b), 서어보 모우터(c), 속도 검출기(d), 리졸버나 펄스 엔코우더를 사용한 위치검출기(e)에 의해 구성되고, 보울나사축(f)를 통하여 테이블등의 기계(Z)를 제어한다.

이 세미클로우즈드 루우프 방식은 도면에 표시한 바와 같이 최종적인 제어대상인 테이블등의 기계(Z) 보다도 자기앞의 모우터축 또는 보울나사축등의 부분에서 위치검출을 행하여 부하를 제어하고 그 이후는 기계의 정밀도에 의존하는 것이다.

제4도는 이와 같은 서어보계의 블록도이다. 도면에 있어서, K는 포지션 게인이고, k1, k2는 게인이고 k_T는 토오크정수이고, T_L은 외란이고, J_m은 로우터의 이너어셔이다.

이와 같은 세미클로우즈드 루우프 방식에 의한 기계의 제어에 있어서는 서어버 모우터의 회전방향 반전시에 기계계에 존재하는 백래쉬로 인한 응답지연이 발생한다. 이러한 이동지령에 대한 지연을 개선하기 위하여 종래부터 백래쉬 보정신호를 이령신호와 함께 서어보계에 공급하고 있다.

제2도는 이와 같은 백래쉬 보정신호BL(i)를 이동지령신호 MC(i)와 함께 서어보계에 입력하여 토오크 지령을 형성하는 제어회로의 1예를 나타내는 블록도이다. 그러나, 제2도에서는 Z변환(펄스 전달함수 변환)을 사용하여 적분항(Z^-1)을 나타내고 있다. 또, VEL(i)는 피이드백된 속도신호를 나타내고, POS(i)는 샘플링 주기(T)에 있어서의 이동량, 즉 피이드백된 위치신호를 상기 종래의 제어회로에서는 백래쉬 보정신호가 서어보계에 입력됨으로써 서어보계의 응답지연을 개선하고 있다. 그런데, 실제의 서어보 모우터 및 기계에는 마찰저항이 존재하기 때문에 서어보 모우터의 회전방향이 반전시에는 여전히 응답지연에 따른 위치 어긋남이 잔존하고, 복수축을 동시에 제어하여 공작기계를 예를들면 원호 제어할 경우, 공작기계가 갖는 마찰저항으로 인한 위치 어긋남은 진원의 가공을 방해한다고하는 문제가 있었다.

[발명의 개시]

본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 이루어진 것으로서 마찰저항까지도 고려하여 토오크 지령을 형성함으로써 세미클로우즈드 루우프의 서어보계의 위치의 정밀도를 개선할 수가 있는 수치제어장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 이동지령과 기계부하에서의 백래쉬의 보정지령에 의해 위치지령을 구성하고, 서어보모우터를 제어하는 세미클로우즈 루우프의 서어보계의 수치제어장치에 있어서, 백래쉬 보정지령에 따라 상기 서어보 모우터의 회전방향이 반전할때의 상한(象限) 위치를 판별하는 판별수단과 기계부하의 마찰저항에 상당하는 토오크 수정신호를 형성하는 보정수단과, 이 토오크 수정신호에 의해 상기 위치지령으로부터 결정되는 속도제어장치가 제공된다.

따라서, 본 발명의 수치제어장치는 서어보계에 대한 위치지령과 백래쉬 보정지령을 서어보 모우터의 위치신호가 입력되는 비교기에 입력하는 동시에 서어보 모우터의 회전방향 반전시의 상한 위치에 따라 부하인 기계의 마찰토오크에 상당하는 토오크 수정신호를 오프세트 데이터로서 서어보계에 부여하고, 부하에 대한 마찰의 영향을 배제하여 정확한 위치 결정제어를 실현하는 것이다.

[발명의 최선 실시형태]

이하, 도면을 사용하여 본 발명의 1실시예에 대하여 상세히 설명한다.

제1a도는 본 발명의 개략 구성을 나타낸 블록도이다. 정보제어회로에서 형성되는 이동지령 MC(i)와 보정지령 BL(i)는 서어보계의 비교기(B1)에 입력되고, 서어보 모우터의 출력측의 샘플링 주기(T)에 있어서의 이동량, 즉 위치신호 POS(i)와 비교한 편차신호(T)가 형성된다. 이 편차신호 (E1)는 포지션 게인(K)과 승산되어서 속도지령(E2)을 형성하고, 비교기(B2)에 입력된다. 비교기(B2)에는 서어보 모우터의 속도신호 VEL(i)과 함께 보정회로(A)로부터 백래쉬 보정지령 BL(i)을 소정의 조건으로 처리한 토오크 수정번호 FR(i)가 입력된다.

제1b도는 상기 보정회로(A)에서의 토오크 수정신호 FR(i)를 형성하는 처리 플로우챠트를 나타내고 있다. 상기 보정회로(A)에는 백래쉬 보정지령 BL(i)만이 입력되고, 서어보 모우터의 회전방향이 반전할 때의 상한위치에 따라 마찰저항에 상당하는 토오크 수정신호 FR(i)가 출력된다. 즉 서어보 모우터에 연결된 기계의 마찰저항치(F2)를 미리 설정해 두고, 백래쉬 보정지령 BL(i)에 의해서 판별되는 서어보 모우터의 회전방향이 반전할때의 상한위치에 따라 다음과 같은 토오크 수정 RF(i)이 연산된다.

(1) 제3상한일 때 {BL(i)〈0}, FR(i) = -Fa/(K1 T)

(2) BL(i) = 0 일 때, FR(i) = 0

(3) 제1상한일 때 {BL(i) 〉 0} FR(i) = Fa/(K1 T)

이상과 같이 구성된 제어장치의 보정회로(A)에 의하면 마찰저항에 상당한 토오크 수정신호가 비교기(B2)에 오프세트 데이터로서 부여되고, 이 비교기(B2)로부터의 속도지령(E3)을 마찰저항을 부상하는 신호로서 비교기(B3)에 입력된다. 이후의 처리는 제2도의 종래 회로예와 동일하며, 적분항 Z^-1, 게인 k1, k2에 의해 지령신호를 보정하여 비교기(B4)로부터 서어보 모우터에 대한 토오크 지령(E6)이 형성된다.

이 실시예에 대한 설명에 의해 명백히 된 바와 같이 본 발명의 수치제어장치에 의하면 세미클로우즈드 루우프 서어보 제어계에 있어서 이동지령에 대한 백래쉬 보정을 행하는 동시에 기계계의 마찰저항을 고려하여 토오크의 수정이 되므로 서어브 모우터의 회전방향 반전시의 응답지연에 따른 위치 어긋남이 개선된다.

이상, 본 발명의 1 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지의 범위내에서 여러가지의 변형이 가능하고, 이것들을 본 발명의 범위로부터 배제하는 것은 아니다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명의 수치제어장치는 위치지령에 대한 백래쉬 보정을 행하도록 한 세미클로우즈드 루우프 서어보 제어계의 제어장치로서 이용할 수가 있다.

Claims (2)

1. 이동지령과, 기계부하에서의 백래쉬의 보정지령에 의해 위치지령을 구성하고, 서어보 모우터를 제어하는 세미클로우즈드 루우프의 서어보 제어계를 제어하기 위한 수치제어장치에 있어서, 백래쉬 보정지령에 의거하여 장기 서어보 모우터의 회전방향이 반전할 때의 상한(象限)위치를 판별하는 판별수단과; 기계부하의 마찰저항에 상당하는 토오크 수정신호를 형성하는 부정수단과; 이 토오크 수정신호에 의해 상기 위치지령으로부터 결정되는 속도지령을 연산하는 연산수단과; 를 포함함을 특징으로 하는 수치제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 보정수단은 기계의 마찰저항치를 기억하고, 소정의 오프세트 파라미터에 따라 토오크 수정신호를 형성하도록 함을 특징으로 하는 수치제어장치.

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