JP2000152693A - Control method and system of servo motor, machine tool, and friction-compressing device - Google Patents

Control method and system of servo motor, machine tool, and friction-compressing device

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JP2000152693A
JP2000152693A JP10333377A JP33337798A JP2000152693A JP 2000152693 A JP2000152693 A JP 2000152693A JP 10333377 A JP10333377 A JP 10333377A JP 33337798 A JP33337798 A JP 33337798A JP 2000152693 A JP2000152693 A JP 2000152693A
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JP
Japan
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servomotor
speed
torque
control
servo motor
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Japanese (ja)
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Naoki Takenaka
尚樹 竹中
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CKD Nikki Denso Co Ltd
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Nikki Denso Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform more accurate and stable, optimum control by achieving compound control where position, speed, and torque of two servo motors are correlated without adding separate control mechanisms. SOLUTION: First and second servo motor control devices 3 and 4 for supplying power suited for each servo motor according to a command to control each of first and second axis servo motors 1 and 2 are provided with current detectors 11 and 21 for performing feedback control, by detecting the actual values of the position, speed, and current of each servo motor with each encoder, encoder pulse counters 12 and 22, and torque/position/speed detection means 13-15 and 23-25. The position, speed, and output torque of the first servo motor which is detected by the first servo motor control device are inputted to a computing element 27 of the second servo motor control device, thus controlling the position, speed, and torque of the second servo motor based on a result calculated with a preset, prescribed relationship.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、2個の軸サーボモ
ータを使用した工作機械や産業用ロボット、その他の産
業機械において、各軸サーボモータの位置、速度及び/
又はトルクを相関的に制御する方法、及びこれを利用し
たサーボモータの制御システムに関する。特に本発明
は、例えば摩擦圧接等の機械加工において、被加工物又
は工具の位置と、その位置での出力トルク及び被加工物
又は工具の速度とを一定の関係をもって制御する方法及
び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position, speed and / or position of each axis servomotor in a machine tool, an industrial robot and other industrial machines using two axis servomotors.
Also, the present invention relates to a method for controlling torque in a correlated manner, and a servo motor control system using the method. In particular, the present invention relates to a method and apparatus for controlling the position of a workpiece or a tool and the output torque at that position and the speed of the workpiece or a tool in a constant relationship in machining such as friction welding.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、各軸の駆動にサーボモータを用
いた工作機械等では、モータに流れる電流、モータ出力
軸の速度・位置を検出する各センサを有し、指令及び前
記センサからフィードバックされる情報に基づいて電力
を供給する制御装置を用いて、各軸サーボモータを駆動
制御する。従来、このような機械系の制御では、各軸サ
ーボモータの位置制御系又は速度制御系を個別に実行す
る場合が大部分であり、希に位置と速度範囲とを相関さ
せる複合制御を行うことがある。また、デジタル制御の
サーボ系では、エンコーダを用いてその出力パルスによ
り位置及び速度を検出し、これを演算処理して位置制御
及び速度制御が行われている。
2. Description of the Related Art Generally, a machine tool or the like using a servo motor for driving each axis has sensors for detecting a current flowing through the motor and a speed and a position of a motor output shaft. Drive control of each axis servomotor is performed using a control device that supplies electric power based on the information. Conventionally, in the control of such a mechanical system, the position control system or the speed control system of each axis servomotor is mostly executed individually, and it is rare to perform complex control for correlating the position and the speed range. There is. In a servo system of digital control, a position and a speed are detected by an output pulse from an encoder, and the position and the speed are controlled by performing an arithmetic process.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、2個の
軸サーボモータを使用した機械系において、上述した従
来の位置及び速度による制御では、より高い安定した加
工精度を得ることが困難な場合がある。このような場
合、位置と速度とトルクとを相関させて制御することが
必要になるが、そのためには、例えば各サーボモータに
エンコーダを直接接続し又は外部に設けて位置及び速度
を検出し、かつトルク検出器等を外部に設けてトルク値
を検出し、これらに基づいてサーボモータ制御装置の指
令を補正したり、パウダブレーキ等の制動手段により機
械的に制御する等、従来のサーボモータ制御装置以外に
別個の制御機構を追加しなければならない。
However, in a mechanical system using two axis servomotors, it may be difficult to obtain higher and stable machining accuracy by the above-described conventional control based on position and speed. . In such a case, it is necessary to control by correlating the position, the speed, and the torque.For that purpose, for example, an encoder is directly connected to each servomotor or provided externally to detect the position and the speed, Conventional servo motor control, such as providing a torque detector or the like externally to detect the torque value, correcting the command of the servo motor control device based on these, or mechanically controlling by a braking means such as a powder brake Separate controls must be added in addition to the device.

【0004】そのために制御システム全体が複雑になり
かつ信頼性を低下させる虞があり、更に装置全体が大型
化して高価になるという問題が生じる。特に、機械的に
制御する場合には、機械系のガタ、摩耗、パウダブレー
キ等の制動手段におけるトルク精度の問題により、安定
性が損なわれたり精度が低下する虞がある。更に、加工
条件等の変更に対応して位置、速度及びトルクの関係を
簡単かつ自由に変更できず、そのために作業能率・生産
性の低下を招くという問題がある。
[0004] Therefore, there is a possibility that the whole control system becomes complicated and the reliability is lowered, and further, there arises a problem that the whole apparatus becomes large and expensive. In particular, in the case of mechanical control, there is a possibility that stability may be impaired or accuracy may be reduced due to mechanical backlash, wear, or a problem of torque accuracy in braking means such as a powder brake. Furthermore, there is a problem that the relationship between the position, the speed and the torque cannot be easily and freely changed in response to a change in the processing conditions and the like, which leads to a reduction in work efficiency and productivity.

【0005】また、より精度の高い安定した制御を行う
ために、検出した位置、速度及びトルク値を、予め決定
したー定の関係を持たせて演算し、その演算結果に基づ
いてサーボモータ制御装置の指令を補正したり機械的に
制御する場合にも、従来のサーボモータ制御装置以外に
別個の制御ユニットを追加すれば、制御システムがより
一層複雑になるという問題がある。
Further, in order to perform more accurate and stable control, the detected position, speed and torque values are calculated with a predetermined fixed relationship, and the servo motor control is performed based on the calculated result. Even in the case where commands of the device are corrected or mechanically controlled, there is a problem that the control system becomes further complicated if a separate control unit is added in addition to the conventional servo motor control device.

【0006】そこで、本発明は、上述した従来の問題点
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、2個の軸駆動のサーボモータを使用した工作機械、
その他の産業機械において、従来と同様に各軸サ一ボモ
ータについて設けられたサーボモータ制御装置のみから
なる簡単な構成を用いて、別個の制御ユニットや制御機
構を追加することなく、各軸サーボモータの位置、速度
及び/又はトルクを相関的に制御することにより、機械
系の高精度な制御を可能にするサーボモータの制御方法
及び制御システムを提供することにある。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to provide a machine tool using two axis-driven servomotors,
In other industrial machines, each axis servomotor can be used without adding a separate control unit or control mechanism using a simple configuration consisting only of a servomotor control device provided for each axis servomotor as in the past. It is an object of the present invention to provide a servomotor control method and control system that enables highly accurate control of a mechanical system by controlling the position, speed, and / or torque of the servomotor in a correlated manner.

【0007】更に本発明の目的は、それぞれに被加工物
又は工具を駆動する2個の軸サーボモータを有し、一方
の被加工物又は工具の位置及びその位置での対応する軸
サーボモータの出力トルクと、他方の被加工物又は工具
に対応する軸サーボモータの位置、速度及び/又はトル
クとを一定の関係を持たせて相関的に制御することがで
き、それにより機械系及び制御システムの簡素化と加工
精度の向上とを同時に実現し得る工作機械、特に摩擦圧
接装置を提供することにある。
It is a further object of the present invention to have two axis servomotors each for driving a workpiece or tool, and to position one of the workpiece or tool and the corresponding axis servomotor at that location. The output torque and the position, speed and / or torque of the axis servomotor corresponding to the other workpiece or tool can be controlled in a correlated manner with a certain relationship, whereby the mechanical system and the control system can be controlled. It is an object of the present invention to provide a machine tool, in particular, a friction welding device, which can simultaneously realize simplification of machining and improvement of machining accuracy.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のサーボモータの
制御方法は、上述した目的を達成するために、2個の軸
駆動のサーボモータを駆動制御するために、それぞれに
対応する前記サーボモータに適した電力を供給し、かつ
前記サーボモータの位置、速度及び電流の実際値を検出
してフィードバック制御する2個のサーボモータ制御装
置を使用する方法において、検出した一方の前記サーボ
モータの位置、速度又は出力トルクの少なくともいずれ
か2つに基づいて、予め設定された所定の関係をもって
他方の前記サーボモータの位置、速度又はトルクを制御
することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method for controlling a servomotor, comprising: a servomotor for driving two shafts; In the method using two servo motor control devices for supplying electric power suitable for the servo motor and detecting the actual values of the position, speed and current of the servo motor and performing feedback control, the position of one of the detected servo motors The position, speed or torque of the other servomotor is controlled in accordance with a predetermined relationship set in advance based on at least two of speed, speed and output torque.

【0009】このように本発明によれば、別個の制御機
構を追加することなく従来と同様のサーボモータ制御装
置のみを用いて、2個の軸サーボモータの位置と速度と
トルクとを相関させた複合制御を実現することができ、
より高精度で安定した制御を最適に行うことができる。
As described above, according to the present invention, the position, speed and torque of the two shaft servomotors are correlated by using only the same servomotor control device as in the prior art without adding a separate control mechanism. Combined control can be realized,
More accurate and stable control can be optimally performed.

【0010】或る実施例では、一方のサーボモータの検
出した位置、速度又は出力トルクの少なくともいずれか
2つについて所定の関係をもって演算し、その演算結果
に基づいて他方のサーボモータの位置、速度又はトルク
を制御することができる。前記所定の関係は、制御の条
件に応じて簡単かつ自由に設定しかつ変更することがで
きる。
In one embodiment, at least two of the detected position, speed and output torque of one servomotor are calculated with a predetermined relationship, and the position and speed of the other servomotor are calculated based on the calculation result. Alternatively, the torque can be controlled. The predetermined relationship can be set and changed easily and freely according to the control conditions.

【0011】本発明の別の側面によれば、軸駆動の第1
及び第2のサーボモータを駆動制御するために、それぞ
れに対応する前記サーボモータに適した電力を供給し、
かつ前記サーボモータの位置、速度及び電流の実際値を
検出してフィードバック制御する第1及び第2のサーボ
モータ制御装置からなる制御システムであって、前記第
2のサーボモータ制御装置が、前記第1のサーボモータ
制御装置により検出された前記第1のサーボモータの位
置、速度又は出力トルクの少なくともいずれか2つに基
づいて、予め設定された所定の関係をもって前記第2の
サーボモータの位置、速度又はトルクを制御することを
特徴とするサーボモータの制御システムが提供される。
According to another aspect of the present invention, a first shaft drive is provided.
And for driving and controlling the second servo motor, supplying electric power suitable for the corresponding servo motor,
And a control system including first and second servomotor control devices for detecting and feedback-controlling the actual values of the position, speed, and current of the servomotor, wherein the second servomotor control device includes the second servomotor control device. The position of the second servomotor based on at least any two of the position, speed, and output torque of the first servomotor detected by the first servomotor control device; A control system for a servomotor, which controls speed or torque, is provided.

【0012】或る実施例では、第2のサーボモータ制御
装置が、検出された第1のサーボモータの位置、速度又
は出力トルクの少なくともいずれか2つについて所定の
関係をもって演算する演算器を有し、その演算結果に基
づいて第2のサーボモータの位置、速度又はトルクを制
御することができる。かかる演算器に前記所定の関係を
設定することは、制御の条件に応じて比較的簡単かつ自
由に行うことができ、また変更することができる。
In one embodiment, the second servo motor control device has a calculator for calculating at least any two of the detected position, speed and output torque of the first servo motor in a predetermined relationship. Then, the position, speed or torque of the second servomotor can be controlled based on the calculation result. The setting of the predetermined relation in such an arithmetic unit can be performed relatively easily and freely according to the control conditions, and can be changed.

【0013】また、本発明によれば、軸駆動の第1及び
第2のサーボモータと、それぞれに対応する前記サーボ
モータに適した電力を供給し、かつ前記サーボモータの
位置、速度及び電流の実際値を検出してフィードバック
制御する第1及び第2のサーボモータ制御装置とを備え
る工作機械であって、前記第2のサーボモータ制御装置
が、前記第1のサーボモータ制御装置により検出された
前記第1のサーボモータの位置、速度又は出力トルクの
少なくともいずれか2つに基づいて、予め設定された所
定の関係をもって前記第2のサーボモータの位置、速度
又はトルクを制御することを特徴とする工作機械が提供
される。
According to the present invention, the first and second servomotors for driving the shafts and the electric power suitable for the respective servomotors are supplied, and the position, speed and current of the servomotors are adjusted. A machine tool including first and second servo motor controllers for detecting an actual value and performing feedback control, wherein the second servo motor controller is detected by the first servo motor controller. Controlling the position, speed or torque of the second servomotor with a predetermined relationship based on at least two of the position, speed and output torque of the first servomotor. Machine tool to be provided.

【0014】このように2個の軸サーボモータの位置・
速度・トルクの相関制御により、機械加工をより高精度
で安定に最適制御することができ、加工精度が向上す
る。
Thus, the position of the two axis servomotors
By the speed / torque correlation control, it is possible to stably and optimally control the machining with higher accuracy and improve machining accuracy.

【0015】更に本発明によれば、固定側ワークを保持
する送り台を駆動する軸駆動の第1のサーボモータと、
回転側ワークを保持する主軸台を駆動する軸駆動の第2
のサーボモータと、それぞれに対応する前記サーボモー
タに適した電力を供給し、かつ前記サーボモータの位
置、速度及び電流の実際値を検出してフィードバック制
御する第1及び第2のサーボモータ制御装置とを備える
摩擦圧接装置であって、前記第2のサーボモータ制御装
置が、前記第1のサーボモータ制御装置により検出され
た前記第1のサーボモータの位置及び出力トルクに基づ
いて、予め設定された所定の関係をもって前記第2のサ
ーボモータの位置、速度又はトルクを制御することを特
徴とする摩擦圧接装置が提供される。
Further, according to the present invention, an axis-driven first servomotor for driving a feed table for holding a fixed-side work,
The second axis drive that drives the headstock that holds the rotating workpiece
Servo motors and first and second servo motor control devices for supplying electric power suitable for the corresponding servo motors, and detecting and feedback-controlling the actual values of the position, speed and current of the servo motors Wherein the second servomotor control device is set in advance based on the position and output torque of the first servomotor detected by the first servomotor control device. A position, speed, or torque of the second servomotor is controlled with a predetermined relationship.

【0016】第1のサーボモータの位置、出力トルクに
相関させて第2のサーボモータの位置、速度又はトルク
を最適に設定することができるので、固定側ワークと回
転側ワークとを最適な状態で接合することができ、しか
も圧接完了時における相対位置精度を確保することがで
きる。
Since the position, speed or torque of the second servomotor can be optimally set in correlation with the position and output torque of the first servomotor, the fixed work and the rotary work can be optimally set. And the positional accuracy at the time of completion of the pressure welding can be ensured.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1は、本発明によるサーボモー
タの制御方法を実現する制御システムの好適な実施例を
概略的に示しており、それぞれに公知のエンコーダを装
着した第1及び第2の軸サーボモータ1、2と、それら
に対応する第1及び第2のサーボモータ制御装置3、4
とを備える。両サーボモータ制御装置3、4は、従来の
制御装置と略同一の構成からなり、それぞれ外部の電源
から電力を軸サーボモータ1、2に供給しかつその駆動
を制御するためのサーボ制御部10、20を有する。前
記各サーボ制御部は、対応する軸サーボモータ1、2に
接続された公知の電流検出器11、21と、それらの各
前記エンコーダに接続されたエンコーダパルスカウンタ
12、22とを有する。
FIG. 1 schematically shows a preferred embodiment of a control system for realizing a servo motor control method according to the present invention. First and second embodiments each include a known encoder mounted thereon. Axis servomotors 1 and 2 and the corresponding first and second servomotor controllers 3 and 4
And Each of the servomotor control devices 3 and 4 has substantially the same configuration as that of the conventional control device, and supplies a power from an external power supply to the axis servomotors 1 and 2 and controls the driving thereof. , 20. Each of the servo control units has known current detectors 11 and 21 connected to the corresponding axis servomotors 1 and 2, and encoder pulse counters 12 and 22 connected to the respective encoders.

【0018】各電流検出器11、21は、前記各軸サー
ボモータの出力トルクを検出するトルク検出手段13、
23にそれぞれ接続され、かつ各エンコーダパルスカウ
ンタ12、22は、前記各軸サーボモータの位置及び速
度をそれぞれ検出する位置検出手段14、24及び速度
検出手段15、25に接続されている。前記各検出手段
の出力は出力手段16、26に接続され、かつその出力
は演算器17、27に接続されている。前記各演算器
は、それぞれ対応する前記軸サーボモータへの位置、速
度又はトルク指令をサーボ制御部に出力すると共に、前
記各検出手段から入力する情報に基づいて軸サーボモー
タをフィードバック制御する。尚、前記サーボモータ制
御装置は、アナログ制御系又はデジタル制御系のいずれ
であっても良い。
Each of the current detectors 11 and 21 includes a torque detecting means 13 for detecting an output torque of each of the axis servomotors.
23, and the encoder pulse counters 12 and 22 are connected to position detecting means 14 and 24 and speed detecting means 15 and 25 for detecting the position and speed of each axis servomotor, respectively. The output of each detecting means is connected to output means 16 and 26, and the output is connected to computing units 17 and 27. Each of the arithmetic units outputs a position, speed or torque command to the corresponding axis servo motor to the servo control unit, and performs feedback control of the axis servo motor based on information input from each of the detection units. The servo motor control device may be either an analog control system or a digital control system.

【0019】本実施例では、第1のサーボモータ制御装
置3の出力手段16が第2のサーボモータ制御装置4の
演算器27に接続されている。次に、第1の軸サーボモ
ータ1の運転状態、即ち位置・速度・トルクに基づいて
第2の軸サーボモータ2の駆動を制御する要領について
説明する。
In this embodiment, the output means 16 of the first servomotor control device 3 is connected to the calculator 27 of the second servomotor control device 4. Next, a procedure for controlling the driving of the second axis servomotor 2 based on the operating state of the first axis servomotor 1, ie, the position, speed, and torque, will be described.

【0020】先ず、エンコーダパルスカウンタ12が、
第1の軸サーボモータ1の前記エンコーダから出力され
るパルス信号を検出し、例えば出力パルス列をアップダ
ウンカウンタでカウントして位置検出手段14及び速度
検出手段15に出力する。前記位置検出手段は、入力し
たカウント値に基づいて第1の軸サーボモータ1の位置
を検出する。前記速度検出手段は、例えば入力したカウ
ント値に基づいて検出した前記位置を差分することによ
り、速度を検出する。この場合、前記位置検出手段は速
度検出手段を兼用することができる。これと同時に、ト
ルク検出手段13が、周知のように電流検出器11から
出力された第1の軸サーボモータ1を流れる電流に基づ
いて、前記第1の軸サーボモータのトルクを検出する。
First, the encoder pulse counter 12
A pulse signal output from the encoder of the first axis servomotor 1 is detected, and for example, an output pulse train is counted by an up / down counter and output to the position detecting means 14 and the speed detecting means 15. The position detecting means detects the position of the first axis servomotor 1 based on the input count value. The speed detecting means detects the speed by, for example, subtracting the detected position based on the input count value. In this case, the position detecting means can also serve as speed detecting means. At the same time, the torque detecting means 13 detects the torque of the first shaft servomotor based on the current flowing from the current detector 11 and flowing through the first shaft servomotor 1, as is well known.

【0021】前記各検出手段により検出された位置、速
度及び/又はトルクの各値は、出力手段16から第2の
サーボモータ制御装置4の演算器27に出力される。演
算器27には、所定の位置・速度・トルクの関係が予め
設定されている。演算器27は、入力した位置、速度及
び/又はトルクについて前記所定の関係に基づいて演算
を行い、その結果をサーボ制御部20に出力する。サー
ボ制御部20は、前記演算結果に基づいてこれを第2の
軸サーボモータ2に速度又はトルク指令として出力し、
その駆動を最適に制御する。前記所定の関係は、本実施
例の制御システムを適用する産業機械等の運転条件に対
応して、簡単かつ自由に設定しかつ変更することができ
る。
The values of the position, speed and / or torque detected by the respective detecting means are output from the output means 16 to the computing unit 27 of the second servomotor control device 4. A predetermined relationship between position, speed, and torque is set in the arithmetic unit 27 in advance. The arithmetic unit 27 performs an arithmetic operation on the input position, speed, and / or torque based on the predetermined relationship, and outputs the result to the servo control unit 20. The servo control unit 20 outputs this as a speed or torque command to the second axis servomotor 2 based on the calculation result,
The drive is optimally controlled. The predetermined relationship can be set and changed easily and freely according to the operating conditions of the industrial machine or the like to which the control system of the present embodiment is applied.

【0022】或る実施例では、第2のサーボモータ制御
装置4の演算器27が、第1の軸サーボモータ1の現在
位置と現在のトルク値とから、その時点で必要な第2の
軸サーボモータ2の速度を演算し、その結果をサーボ制
御部20に速度指令として出力し、第2の軸サーボモー
タ2の速度を制御することができる。このように本発明
によれば、2個の軸サーボモータの位置・速度・トルク
を相関させた複合制御を、別個の制御機構を設けること
なく、従来と同様に2個のサーボモータ制御装置のみに
より実現することができる。
In one embodiment, the calculator 27 of the second servomotor control device 4 calculates the second axis necessary at that time from the current position of the first axis servomotor 1 and the current torque value. The speed of the servomotor 2 is calculated, and the result is output to the servo control unit 20 as a speed command, whereby the speed of the second axis servomotor 2 can be controlled. As described above, according to the present invention, the combined control in which the positions, speeds, and torques of the two axis servomotors are correlated can be performed by using only two servomotor controllers as in the related art without providing a separate control mechanism. Can be realized by:

【0023】更に、別の実施例では、第1の軸サーボモ
ータ1の場合と同様にして、第2の軸サーボモータ2の
実際の速度及び/又はトルクをそれぞれ速度検出手段2
5、トルク検出手段23により検出し、出力手段26を
介して演算器27に出力することができる。演算器27
は、入力された実際の第2の軸サーボモータ2の速度/
又はトルクと前記演算結果とを比較し、それらが一致す
るようにサーボ制御部20に補正指令を出力してフィー
ドバック制御することにより、第2の軸サーボモータ2
の駆動をより最適に制御することができる。
Further, in another embodiment, the actual speed and / or torque of the second axis servomotor 2 are respectively detected by the speed detecting means 2 in the same manner as in the case of the first axis servomotor 1.
5. It can be detected by the torque detecting means 23 and output to the calculator 27 via the output means 26. Arithmetic unit 27
Is the actual speed of the input second axis servomotor 2 /
Alternatively, the torque is compared with the calculation result, and a correction command is output to the servo control unit 20 to perform feedback control so that they match with each other.
Can be more optimally controlled.

【0024】図2は、本発明を適用した摩擦圧接装置の
構成を概略的に示している。本実施例の摩擦圧接装置3
0は、2個のワーク31、32を摩擦圧接するために、
ベース33上に設置された送り装置34と主軸台35と
を備える。送り装置34は、チャック36により固定側
ワーク31を回転しないように保持する送り台37を有
し、該送り台は、第1の軸サーボモータ1及び該モータ
の出力軸に適当な動力伝達機構を介して連結された回転
軸38により、案内テーブル39上を主軸台35に接近
又は離反する向きに移動する。
FIG. 2 schematically shows the structure of a friction welding apparatus to which the present invention is applied. Friction welding device 3 of this embodiment
0 is for friction welding the two works 31 and 32
A feed device 34 and a headstock 35 are provided on a base 33. The feed device 34 has a feed base 37 for holding the fixed-side work 31 so as not to rotate by the chuck 36. The feed base is provided with a power transmission mechanism suitable for the first shaft servomotor 1 and the output shaft of the motor. Is moved on the guide table 39 in a direction approaching or moving away from the headstock 35 by the rotating shaft 38 connected via the.

【0025】固定テーブル40上に固定された主軸台3
5は、回転側ワーク32を保持するチャック41を有
し、該チャックは、適当な動力伝達機構を介して第2の
軸サーボモータ2の出力軸に回転可能に連結されてい
る。第1及び第2の軸サーボモータ1、2には、それぞ
れ対応する第1及び第2のサーボモータ制御装置3、4
が接続されており、その駆動は、後述するように、図1
に関連して説明したと同様に複合制御される。
Headstock 3 fixed on fixed table 40
5 has a chuck 41 for holding the rotating side work 32, and this chuck is rotatably connected to the output shaft of the second shaft servomotor 2 via an appropriate power transmission mechanism. The first and second axis servomotors 1 and 2 have corresponding first and second servomotor controllers 3 and 4 respectively.
Is connected, and its driving is performed as shown in FIG.
The composite control is performed in the same manner as described in relation to.

【0026】第2の軸サーボモータ2により回転側ワー
ク32を回転させ、かつ第1の軸サーボモータ1により
送り台37を駆動して固定側ワーク31を回転側ワーク
32に接近する向きに所定の位置まで移動させる。回転
するワーク32と接触した状態で固定側ワーク31を更
に送ることにより加圧すると、その摩擦により接触面が
発熱して溶融し、前記固定側ワークが前記所定の位置に
達するとワーク32の回転を停止させ、アプセット推力
により両者を圧接溶着する。このとき、固定側ワーク3
1の前記所定の位置は、第1のサーボモータ制御装置3
により制御される第1の軸サーボモータ1の位置に対応
して決定される。
The rotating work 32 is rotated by the second shaft servomotor 2, and the feed base 37 is driven by the first shaft servomotor 1 so that the fixed work 31 approaches the rotating work 32 in a predetermined direction. To the position. When the fixed-side work 31 is further fed while being in contact with the rotating work 32, the contact surface is heated and melted by the friction, and when the fixed-side work reaches the predetermined position, the work 32 rotates. Are stopped, and both are pressed and welded by the upset thrust. At this time, the fixed work 3
1 is the first servo motor control device 3
Is determined corresponding to the position of the first axis servomotor 1 controlled by

【0027】第1のサーボモータ制御装置3は、両ワー
ク31、32の接触により第1の軸サーボモータ1に発
生する出力トルクを検出し、そのトルク値に比例した信
号を第2のサーボモータ制御装置4に出力する。また、
第1の軸サーボモータ1の位置情報は、連続的に第2の
サーボモータ制御装置4に供給されている。第2のサー
ボモータ制御装置4は、入力した情報を所定の位置・速
度・トルクの関係に基づいて演算し、その演算結果を速
度指令として第2の軸サーボモータ2の速度を制御す
る。前記所定の位置・速度・トルクの関係は、第2のサ
ーボモータ制御装置4の演算器に予め設定されている。
The first servomotor control device 3 detects an output torque generated in the first axis servomotor 1 by the contact between the two works 31 and 32, and outputs a signal proportional to the torque value to the second servomotor. Output to the control device 4. Also,
The position information of the first axis servomotor 1 is continuously supplied to the second servomotor controller 4. The second servo motor control device 4 calculates the input information based on a predetermined relationship among position, speed, and torque, and controls the speed of the second axis servo motor 2 using the calculation result as a speed command. The predetermined relationship among the position, the speed, and the torque is set in advance in an arithmetic unit of the second servomotor control device 4.

【0028】図3は、この場合における第1の軸サーボ
モータ1の位置x(mm)及びトルクT(Kgf・m)
と、第2の軸サーボモータ2の速度(=回転数n(rp
m))との所定の関係を示している。同図に示すよう
に、第1の軸サーボモータ1の位置制御に伴う出力トル
クの変化に相関させて、第2の軸サーボモータ2の回転
速度を最適に設定することにより、固定側ワーク31と
回転側ワーク32とを最適な状態で接合することがで
き、加工精度が向上する。また、上述した図3の位置・
速度・トルクの関係は、使用するワークの種類や特性等
に柔軟に対応して、簡単かつ自由に設定、変更すること
ができる。
FIG. 3 shows the position x (mm) and torque T (Kgf · m) of the first axis servomotor 1 in this case.
And the speed of the second axis servomotor 2 (= rotation speed n (rp
m)). As shown in the figure, by setting the rotation speed of the second axis servomotor 2 optimally in correlation with the change of the output torque accompanying the position control of the first axis servomotor 1, And the rotating side work 32 can be joined in an optimal state, and the processing accuracy is improved. In addition, the position of FIG.
The relationship between the speed and the torque can be set and changed easily and freely according to the type and characteristics of the work to be used.

【0029】更に、上述したように第1のサーボモータ
制御装置3により第1の軸サーボモータ3を位置決めす
ることによって、固定側ワーク31の送り方向の位置精
度を確保し、かつ前記第1の軸サーボモータの位置・出
力トルク情報に基づいて第2のサーボモータ制御装置4
により、第2の軸サーボモータ2の回転角度の割出しを
行い、位置決めして回転を停止させることにより、固定
側ワーク31と回転側ワーク32との圧接完了時におけ
る相対位置精度を確保することができる。従って、製品
の品質及び生産性を向上させることができる。
Further, by positioning the first axis servomotor 3 by the first servomotor control device 3 as described above, the positional accuracy of the fixed workpiece 31 in the feed direction is ensured, and A second servo motor controller 4 based on the position / output torque information of the axis servo motor
The rotation angle of the second axis servomotor 2 is determined, the positioning is performed, and the rotation is stopped, so that the relative position accuracy at the time of completion of the pressure contact between the fixed work 31 and the rotation work 32 is ensured. Can be. Therefore, product quality and productivity can be improved.

【0030】以上、本発明について好適な実施例を用い
て詳細に説明したが、本発明は、その技術的範囲内にお
いて、上記実施例に様々な変形・変更を加えて実施する
ことができる。例えば、前記軸サーボモータの位置、速
度の検出に使用するエンコーダは、従来公知の様々なタ
イプのものを用いることができ、またエンコーダ以外の
他の検出手段を用いることができる。
Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention can be implemented with various modifications and alterations to the above embodiments within the technical scope thereof. For example, as the encoder used for detecting the position and speed of the shaft servomotor, various types of conventionally known encoders can be used, and other detection means other than the encoder can be used.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。本発明の
サーボモータの制御方法によれば、サーボモータについ
て通常使用される制御装置以外に別個の制御機構や制御
ユニットを追加することなく、2個のサーボモータの位
置と速度とトルクとを相関させた複合制御を実現でき、
機械系及び制御システムの簡素化を図ることができるだ
けでなく、機械系のガ夕、摩耗、パウダブレーキ等の制
動手段におけるトルク精度の問題を解消できると共に、
使用条件に応じて位置・速度・トルクの関係を最適に制
御できるので、より一層制御の安定化及び精度の向上を
図ることができる。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. According to the servomotor control method of the present invention, the position, speed, and torque of two servomotors can be correlated without adding a separate control mechanism or control unit other than the control device normally used for the servomotors. Combined control can be realized,
Not only can the mechanical system and the control system be simplified, but also the problems of torque accuracy in the braking means such as mechanical system wear, wear, and powder brake can be solved.
Since the relationship among position, speed, and torque can be optimally controlled according to use conditions, control can be further stabilized and accuracy can be further improved.

【0032】また、本発明のサーボモータの制御システ
ムによれば、従来の制御システムをそのまま利用できる
ので、装置の大型化、装置及び制御の複雑化を防止で
き、かつコストの低減化を実現することができる。
Further, according to the servo motor control system of the present invention, since the conventional control system can be used as it is, it is possible to prevent an increase in the size of the apparatus, the complexity of the apparatus and control, and to reduce the cost. be able to.

【0033】また、本発明の工作機械によれば、上述し
た様々な利点に加えて、加工精度が向上し、品質及び生
産性の向上が図れると共に、低コストで高性能化を実現
することができる。
According to the machine tool of the present invention, in addition to the various advantages described above, machining accuracy is improved, quality and productivity can be improved, and high performance can be realized at low cost. it can.

【0034】特に本発明の摩擦圧接装置によれば、固定
側ワークと回転側ワークとを最適に接合しかつ圧接完了
時における相対位置精度を確保できるので、製品の品質
及び生産性を大幅に向上させることができる。
In particular, according to the friction welding apparatus of the present invention, the fixed side work and the rotating side work can be optimally joined and the relative positional accuracy at the time of completion of the pressure welding can be ensured, so that the quality and productivity of the product can be greatly improved. Can be done.

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

【図1】本発明によるサーボモータ制御システムの構成
全体を示す概略ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the entire configuration of a servomotor control system according to the present invention.

【図2】本発明を適用した摩擦圧接装置の構成を示す概
略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a friction welding apparatus to which the present invention is applied.

【図3】図2の装置におけるサーボモータの位置・速度
・トルクの相関特性の一例を示す線図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a correlation characteristic of a position, a speed, and a torque of a servo motor in the apparatus shown in FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の軸サーボモータ 2 第2の軸サーボモータ 3 第1のサーボモータ制御装置 4 第2のサーボモータ制御装置 10、20 サーボ制御部 11、21 電流検出器 12、22 エンコーダパルスカウンタ 13、23 トルク検出手段 14、24 位置検出手段 15、25 速度検出手段 16、26 出力手段 17、27 演算器 30 摩擦圧接装置 31 固定側ワーク 32 回転側ワーク 33 ベース 34 送り装置 35 主軸台 36 チャック 37 送り台 38 回転軸 39 案内テーブル 40 固定テーブル 41 チャック DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st axis servomotor 2 2nd axis servomotor 3 1st servomotor control device 4 2nd servomotor control device 10, 20 servo control unit 11, 21 current detector 12, 22 encoder pulse counter 13, Reference Signs List 23 Torque detecting means 14, 24 Position detecting means 15, 25 Speed detecting means 16, 26 Output means 17, 27 Computing unit 30 Friction welding device 31 Fixed work 32 Rotating work 33 Base 34 Feeder 35 Headstock 36 Chuck 37 Feed Table 38 Rotating shaft 39 Guide table 40 Fixed table 41 Chuck

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2個の軸駆動のサーボモータを駆動制御
するために、それぞれに対応する前記サーボモータに適
した電力を供給し、かつ前記サーボモータの位置、速度
及び電流の実際値を検出してフィードバック制御する2
個のサーボモータ制御装置を使用する方法において、検
出した一方の前記サーボモータの位置、速度又は出力ト
ルクの少なくともいずれか2つに基づいて、予め設定さ
れた所定の関係をもって他方の前記サーボモータの位
置、速度又はトルクを制御することを特徴とするサーボ
モータの制御方法。
In order to drive and control two servomotors driven by two axes, electric power suitable for the respective servomotors is supplied, and actual values of the position, speed and current of the servomotor are detected. Feedback control 2
In the method using two servo motor control devices, based on at least any two of the detected position, speed, or output torque of one of the servo motors, the other servo motor has a predetermined relationship set in advance. A method for controlling a servomotor, comprising controlling position, speed or torque.
【請求項2】 前記一方のサーボモータの検出した位
置、速度又は出力トルクの少なくともいずれか2つにつ
いて前記所定の関係をもって演算し、その演算結果に基
づいて前記他方のサーボモータの位置、速度又はトルク
を制御することを特徴とする請求項1記載のサーボモー
タの制御方法。
2. The position, speed, or output torque of the other servomotor is calculated based on a result of the calculation with respect to at least any two of the position, speed, and output torque detected by the one servomotor. The method according to claim 1, wherein the torque is controlled.
【請求項3】 軸駆動の第1及び第2のサーボモータを
駆動制御するために、それぞれに対応する前記サーボモ
ータに適した電力を供給し、かつ前記サーボモータの位
置、速度及び電流の実際値を検出してフィードバック制
御する第1及び第2のサーボモータ制御装置からなる制
御システムであって、前記第2のサーボモータ制御装置
が、前記第1のサーボモータ制御装置により検出された
前記第1のサーボモータの位置、速度又は出力トルクの
少なくともいずれか2つに基づいて、予め設定された所
定の関係をもって前記第2のサーボモータの位置、速度
又はトルクを制御することを特徴とするサーボモータの
制御システム。
3. To drive and control the first and second axis-driven servomotors, supply electric power suitable for the corresponding servomotors, and calculate the actual position, speed and current of the servomotors. A control system comprising first and second servomotor control devices for detecting a value and performing feedback control, wherein the second servomotor control device detects the first servomotor control device. A servo for controlling the position, speed or torque of the second servomotor based on at least any two of the position, speed and output torque of the first servomotor with a predetermined relationship set in advance; Motor control system.
【請求項4】 前記第2のサーボモータ制御装置が、検
出された前記第1のサーボモータの位置、速度又は出力
トルクの少なくともいずれか2つについて前記所定の関
係をもって演算する演算器を有し、その演算結果に基づ
いて前記第2のサーボモータの位置、速度又はトルクを
制御することを特徴とする請求項3記載のサーボモータ
の制御システム。
4. The computer system according to claim 1, wherein the second servo motor control device has a calculator for calculating at least any two of the detected position, speed and output torque of the first servo motor with the predetermined relationship. 4. The servomotor control system according to claim 3, wherein the position, speed or torque of the second servomotor is controlled based on the calculation result.
【請求項5】 軸駆動の第1及び第2のサーボモータ
と、それぞれに対応する前記サーボモータに適した電力
を供給し、かつ前記サーボモータの位置、速度及び電流
の実際値を検出してフィードバック制御する第1及び第
2のサーボモータ制御装置とを備える工作機械であっ
て、前記第2のサーボモータ制御装置が、前記第1のサ
ーボモータ制御装置により検出された前記第1のサーボ
モータの位置、速度又は出力トルクの少なくともいずれ
か2つに基づいて、予め設定された所定の関係をもって
前記第2のサーボモータの位置、速度又はトルクを制御
することを特徴とする工作機械。
5. A method according to claim 1, further comprising: supplying first and second shaft-driven servo motors and electric power suitable for the corresponding servo motors, and detecting actual values of the position, speed, and current of the servo motors. A machine tool comprising first and second servomotor control devices for performing feedback control, wherein the second servomotor control device detects the first servomotor detected by the first servomotor control device. A machine tool for controlling the position, speed or torque of the second servomotor in a predetermined relationship based on at least two of the position, speed and output torque of the second servomotor.
【請求項6】 固定側ワークを保持する送り台を駆動す
る軸駆動の第1のサーボモータと、回転側ワークを保持
する主軸台を駆動する軸駆動の第2のサーボモータと、
それぞれに対応する前記サーボモータに適した電力を供
給し、かつ前記サーボモータの位置、速度及び電流の実
際値を検出してフィードバック制御する第1及び第2の
サーボモータ制御装置とを備える摩擦圧接装置であっ
て、前記第2のサーボモータ制御装置が、前記第1のサ
ーボモータ制御装置により検出された前記第1のサーボ
モータの位置及び出力トルクに基づいて、予め設定され
た所定の関係をもって前記第2のサーボモータの位置、
速度又はトルクを制御することを特徴とする摩擦圧接装
置。
6. An axis-driven first servomotor that drives a feed stand that holds a fixed-side work, a shaft-driven second servomotor that drives a headstock that holds a rotation-side work,
Friction welding including first and second servomotor control devices for supplying electric power suitable for the corresponding servomotors and detecting and feedback-controlling actual positions, speeds and currents of the servomotors. An apparatus, wherein the second servomotor control device has a predetermined relationship based on a position and an output torque of the first servomotor detected by the first servomotor control device. The position of the second servomotor,
A friction welding device for controlling speed or torque.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003003558A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-09 Abb Oy Deceleration during mains break
WO2005018982A1 (en) * 2003-08-26 2005-03-03 Toyota Shatai Kabushiki Kaisha Motor speed control device and vehicle-use sheet device using the device
JP2008011672A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Mitsubishi Electric Corp Drive controller system and its operation method
CN106527352A (en) * 2016-11-23 2017-03-22 河池学院 Robot servo motor positioning control method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003003558A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-09 Abb Oy Deceleration during mains break
US6909254B2 (en) 2001-06-29 2005-06-21 Abb Oy Deceleration during mains break
WO2005018982A1 (en) * 2003-08-26 2005-03-03 Toyota Shatai Kabushiki Kaisha Motor speed control device and vehicle-use sheet device using the device
JP2008011672A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Mitsubishi Electric Corp Drive controller system and its operation method
CN106527352A (en) * 2016-11-23 2017-03-22 河池学院 Robot servo motor positioning control method

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