JP2003005838A

JP2003005838A - サーボ制御方法

Info

Publication number: JP2003005838A
Application number: JP2002105411A
Authority: JP
Inventors: Minoru Hamamura; 実濱村; Jun Fujita; 純藤田
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2022-04-08
Also published as: JP3811088B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スケールフィードバックを含めたハイブリッ
ド制御方式やフルクローズドループ制御方式において、
弾性変位による誤差を補正し、複数軸の補間においても
同期誤差を抑え、輪郭運動精度の向上を図る。【解決手段】機械位置検出値によるフィードバック補
償の一次遅れ時定数の設定値と角速度の変化に応じて伝
達関数を各軸毎に演算し、各軸の伝達関数が互いに同じ
になるようにフィードフォワード量を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多軸同時制御を
行うサーボ制御方法に関し、特に、輪郭制御を行うＮＣ
工作機械、ロボット等のサーボ制御方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】最近の工作機械では、加工能率を向上さ
せるため、高速・高加減速に機械を駆動し、更に高精度
な輪郭制御精度が要求される。輪郭制御とは、直線補
間、円弧補間等によって２軸あるいはそれを超える多軸
の運動を同時に関連付けることによって工具の通路をた
えず、制御することである。

【０００３】高速、高加減速時の問題点は、高加減速による慣性力の影響で、例えば、ボールねじ
が伸ばされて（弾性変形によって）指令位置より伸び
る。高速運転により、半径減少量が増える。

【０００４】通常、立型の機械では、サドル上にテ
ーブルが載る構造であるため、質量の比は２倍以上にな
る。横形の機械においても、コラム駆動などの場合、主
軸とコラムの質量比は２倍以上になってしまう。この状
態で、２軸を同時に動かすと、慣性力による誤差は２倍
以上になり、円弧補間では楕円誤差を生じてしまう。高速では、粘性摩擦が増え、過渡状態で速度が追従で
きなくなる。このため、位相ずれが生じ、円弧補間の軸
が傾く誤差になる。

【０００５】これまでの対策としては、速度に対しては速度フィードフォワードによって速度
の追従誤差を補正し、加速度も同様に加速度フィードフ
ォワードによって追従性を向上させている。リニアスケールによって機械の位置誤差を検出して補
正する。などがある。

【０００６】機械の弾性変形量を補正する技術として
は、セミクローズドループ制御方式において、機械の慣
性力による弾性たわみを加速度フィードフォワードによ
って、補正するもの（特開平７−７８０３１号公報）、
機械の慣性力による弾性たわみを剛性を予測してフィー
ドフォワードによって補正するもの（特開平４−２７１
２９０号公報）、セミクローズドループ制御方式におい
て、機械の弾性たわみを負荷重量、粘性抵抗を考慮し
て、フィードフォワードにより補正するもの（特開２０
００−１７２３４１号公報）、機械の弾性たわみを負荷
重量、粘性抵抗を考慮して、フィードフォワードにより
補正するもの（特開平１１−１８４５２９号公報）が知
られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】対策をセミクローズ
ドルーブ制御で実施した場合、ボールねじのリード誤差
や、熱変位による誤差などを補正することができないた
め、高精度な送り駆動ができない。対策を行なった場
合、フルクローズドループ制御では、最小でもサンプリ
ングタイム分の遅れが生じ、これが追従誤差となり、完
全には補正できない。更に、安定性の問題で、負荷の大
きい機械では、ゲインが上がらないため、輪郭精度が低
下する。また、対策をハイブリッド制御で行なった場
合には、ハイブリッド時定数分の遅れが生じ、やはり、
補正でききれない。このため、すべての場合で、円弧補
間では斜めの楕円誤差になる。

【０００８】上述したいずれのものも、エンコーダフ
ィードバックにスケールフィードバックを一次遅れ要素
として加えたハイブリッド制御方式については述べられ
ていない。

【０００９】ハイブリッド制御方式で、上述の方法で
機械の弾性変形量を補正した場合、スケールフィードバ
ックにより、機械的な特性の違いが伝達関数に反映され
るため、複数軸の補間においては、これらが輪郭運動誤
差となり、機械の運動精度を低下させている。

【００１０】しかしながら、従来のようなセミクロー
ズドループ制御方式では、ボールねじのリード誤差や熱
変位などのメカニカルな誤差を抑えることができないた
め、ハイブリッド制御やフルクローズドループ制御が、
今後、主流になると考えられる。

【００１１】ハイブリッド制御方式の制御系を図９に
示されている近似ブロック線図を参照して説明する。図
９において、１１はサーボモータ系を、１２は送りねじ
やテーブル等の負荷を含む機械系を、１３はローパスフ
ィルタを、１４は前置補償部を各々示している。また、
ω_oは位置ループゲイン、ω_hは一次遅れ周波数、ｓ：ラ
プラス変換演算子、Ｇｍ（ｓ）は機械系の伝達関数であ
る。

【００１２】機械系の伝達関数Ｇｍ（ｓ）は次式によ
り表される。Ｇｍ（ｓ）＝s^２＋２ζωn・s＋ωn^２ただし、 ζ：減衰比 ωn：固有角振動数である。

【００１３】この場合の全体の伝達関数Ｇh（ｓ）は、

【数１】となる。s＝jωを代入して、これを解く。

【００１４】ここで、

【数２】とする。

【００１５】ただし、Ａ＝ω_hω_oωn^２Ｂ＝ω_oωn^２ω Ｃ＝ω^４−｛２ζωn（ω_h＋ω_o）＋ωn^２｝ω^２＋ω_h
ω_oωn^２Ｄ＝−（ω_h＋ω_o＋２ζωn）｝ω^３＋（ω_h＋ω_o）ωn
^２ω］

【００１６】ここで、ゲイン｜Ｇh（ｊω）｜は、

【数３】で、位相∠Ｇh（ｊω）は

【数４】である。

【００１７】固有角振動数ωnは、ωn＝√（ｋ／
Ｍ）、減衰比ζは、ζ＝ｃ／２√（ｋＭ）であるから、
ハイブリッド制御の場合のゲインＧh（ｊω）と位相∠
Ｇh（ｊω）は、質量Ｍ、ばね定数ｋ、粘性減衰係数
ｃ、角速度ω、一次遅れ周波数（ハイブリッド周波数）
ω_h、および位置ループゲインω_oの関数である。

【００１８】通常、ハイブリッド制御系では、ハイブ
リッド周波数ω_h、位置ループゲインω_oは、全軸同じ値
を設定し、ゲインずれなどが起こらないようにする。し
かし、ほとんどの場合、質量Ｍ、ばね定数ｋ、粘性減衰
係数ｃは、機械系で、各軸毎異なり、換言すれば、各軸
毎に各軸の弾性変位量が異なり、これらの機械的な特徴
による相違点が各軸のゲインと位相にずれを生じさせ
る。このように、軸間で、ゲインや位相にずれを生じた
場合には、２軸同時制御を行う円弧補間運動では、経路
誤差が生じ、真円が、図１０に示されているように、斜
めの楕円になる。

【００１９】Ｘ軸、Ｙ軸のそれぞれのゲインと位相
は、図１１（ａ）、（ｂ）、図１２（ａ）、（ｂ）に例
示されているようになる。この例では、Ｘ軸は固有振動
数が低いため、機械の共振点でゲインのピークが立ち、
この付近のゲインに大きな差があることがわかる。ま
た、共振点付近で位相差も大きくなっている。このた
め、斜めの楕円の運動軌跡になる。

【００２０】つぎに、フルクローズドループ制御方式
の制御系を図１３に示されている近似ブロック線図を参
照して説明する。この場合も、機械系の伝達関数Ｇｍ
（ｓ）は、Ｇｍ（ｓ）＝s2＋2ζωn・s＋ωn2、であ
り、全体の伝達関数Ｇ_ｆｕｌｌ（ｓ）は、

【数５】となる。s＝jωを代入して、これを解く。

【００２１】ここで、

【数６】とする。

【００２２】ただし、Ａ_ｆ＝ω_oωn^２Ｂ_ｆ＝０Ｃ_ｆ＝−２ζωnω^２＋ω_oωn^２Ｄ_ｆ＝−ω^３＋ωn^２ω

【００２３】ここで、ゲイン｜Ｇ_ｆｕｌｌ（ｊω）｜
は、

【数７】で、位相∠Ｇ_ｆｕｌｌ（ｊω）は

【数８】である。

【００２４】固有角振動数ωnは、ωn＝√（ｋ／
Ｍ）、減衰比ζは、ζ＝ｃ／２√（ｋＭ）であるから、
フルクローズドループドループ制御の場合には、ゲイン
Ｇ_ｆｕｌｌ（ｊω）と位相∠Ｇ_ｆｕｌｌ（ｊω）は、質
量Ｍ、ばね定数ｋ、粘性減衰係数ｃ、角速度ω、および
位置ループゲインω_oの関数である。

【００２５】位置ループゲインω_oは、通常、全軸同じ
値を設定し、ゲインずれなどが起こらないようにする
が、ほとんどの場合、質量Ｍ、ばね定数ｋ、粘性減衰係
数ｃは各軸毎異なる。

【００２６】従って理想的には、機械的な誤差を補正
できるフルクローズドループ制御の場合も、位置ループ
の１サイクル分の遅れが生じるため、これらの機械的な
特徴による相違点が各軸のゲインと位相にずれを生じさ
せる。このように、軸間で、ゲインや位相にずれを生じ
た場合には、２軸の円弧補間運動をさせると、前述の１
０に示したように斜めの楕円になる。

【００２７】この発明は、上述の如き問題点を解消す
るためになされたもので、機械位置検出値によるフィー
ドバック補償であるスケールフィードバックを含めたハ
イブリッド制御方式やフルクローズドループ制御方式に
おいて、弾性変位による誤差を補正し、複数軸の補間に
おいても同期誤差を抑え、輪郭運動精度を向上するサー
ボ制御方法を提供することを目的としている。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明によるサーボ制御方法は、多軸同時制御
において、機械位置検出値によるフィードバック補償の
一次遅れ時定数の設定値と角策度の変化に応じた伝達関
数を各軸毎に演算し、各軸の伝達関数が互いに同じにな
るようにフィードフォワード量を設定する。

【００２９】また、この発明によるサーボ制御方法
は、負荷質量の変化を検出し、これによる慣性力の変化
量を演算し、慣性力の変化量を加味して各軸毎の前記伝
達関数を算出する。

【００３０】また、この発明によるサーボ制御方法
は、負荷質量の機械位置に応じて各軸の剛性の変化量を
演算し、剛性の変化量を加味して各軸毎の前記伝達関数
を算出する。

【００３１】また、この発明によるサーボ制御方法
は、送り速度による粘性減衰係数、摩擦力の変化を考慮
して各軸毎の前記伝達関数を算出する。

【００３２】また、この発明によるサーボ制御方法
は、軸間の熱変位量の差を弾性変位量に加算する。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に説明す
るこの発明の実施の形態において、上述の従来例と同一
構成の部分は、上述の従来例に付した符号と同一の符号
を付してある。図１はこの発明によるサーボ制御方法の
一つの実施の形態を示している。図１において、１１は
サーボモータ系を、１２は送りねじやテーブル等の負荷
を含む機械系を、１３はローパスフィルタを、１５は速
度フィードフォワード部を、１６は加速度フィードフォ
ワード部を、１７は軸間のゲインの比の補正値Ｋの演算
部を、１８はフィードフォワード補正部を各々示してい
る。

【００３４】演算部１７は、位置ループゲインω_o、一
次遅れ周波数ω_h、加減速時定数Ｔ_ａと、角速度ωによ
る２軸の伝達関数の比に関する情報（角速度ω1、傾き
ａ1、角速度ω2、傾きａ2…）をＮＣパラメータとして
入力し、質量Ｍ、ばね定数ｋ、粘性減衰係数ｃ、ボール
ねじ取付け間距離Ｌ、λ（λ＝ボールねじ断面積Ｓ・ヤ
ング率Ｅ）、摩擦力Ｆ_ｄ、摩擦トルクＴｖ、固有振動数
ｆをメカニカルパラメータ（機械的なパラメータ）とし
て入力し、軸間のゲインの比の補正値Ｋの演算する。

【００３５】フィードフォワード補正部１８は、補正
値Ｋによって速度フィードフォワードＫ_ｖｓと加速度フ
ィードフォワードＫ_ａｓ^２を補正する。

【００３６】角速度ωとＸ軸、Ｙ軸のゲインの比（｜
Ｇｘ｜／｜Ｇｙ｜）との関係は、図２に示されているよ
うになり、また、実機試験の結果、角速度ωとＸ軸、Ｙ
軸の最適な速度フィードフォワードの比（ＦＦｘ／ＦＦ
ｙ）との関係は図３に示されているようになり、フィー
ドフォワードの比（ＦＦｘ／ＦＦｙ）は、ゲインの比
（｜Ｇｘ｜／｜Ｇｙ｜）と角速度ωの関係とほぼ同じに
なることが確かめられている。

【００３７】そこで、角速度ωによる各軸のゲインの
比を求め、これをフィードフォワード設定値に掛け合わ
せれば、ハイブリッド制御の場合も、斜めの楕円になる
ような経路誤差を生じることなく、弾性変位を補正でき
ることがわかる。

【００３８】次に、質量Ｍ、ばね定数ｋ、粘性減衰係
数ｃの機械的なパラメータの算出方法について説明す
る。これらの機械的なパラメータの算出に際しては、パ
ラメータ算出の対象機械の制御方式をセミクローズドル
ープ制御方式にする。セミクローズドループ制御方式の
場合の指令からモータ位置までの伝達関数Ｇs（ｓ）
は、

【数９】となる。

【００３９】上式の絶対値を求めると、

【数１０】となり、これはω_oの関数であるから、この場合の伝達
関数（制御）は機械的な影響を受けない。

【００４０】ここでは、一例として、ＸＹ軸平面の場
合について説明する。ＸＹ軸の円弧補間運動を２周以上
指令する。この際、各軸の指令値（実際にはサーボモー
タの回転角から算出した位置）と機械の位置を検出す
る。また、半径減少量の影響をなくすため、前置補償を
設定する。

【００４１】ここで、x、y各軸の指令ｘ^＊、ｙ^＊は、ｘ^＊＝Ｒｃｏｓωｔｙ^＊＝Ｒｓｉｎωｔとなる（図４参照）。ただし、Ｒ:円弧半径、ω：角速
度、ｔ：時間を示す。

【００４２】また、指令速度ｖと加速度αは、それぞ
れ、ｖ_ｘ＝−Ｒωｓｉｎωｔｖ_ｙ＝Ｒωｃｏｓωｔ α_ｘ＝−Ｒω^２ｃｏｓωｔ α_ｙ＝−Ｒω^２ｓｉｎωｔとなる。

【００４３】運動方程式から弾性変位σを計算する
と、

【数１１】となる。

【００４４】ωｔ＝２ｎπのとき（ｎは整数、ただ
し、移動開始点と終了点は他の影響を受ける可能性があ
るため除く）、ｖ_ｘ＝０ｖ_ｙ＝Ｒω α_ｘ＝−Ｒω^２ α_ｙ＝０となるから、

【数１２】なる。

【００４５】弾性変位σはモータ位置と機械位置の差
として実測でき、質量Ｍは設計値あるいはトルクから算
出可能で、円弧半径Ｒ、角速度ωはプログラムから、読
み込むことができる。

【００４６】故に、

【数１３】となり、剛性が求まる。

【００４７】また、ωｔ＝π／２のとき、ｖ_ｘ＝−Ｒω ｖ_ｙ＝０ α_ｘ＝０ α_ｙ＝−Ｒω^２となり、

【数１４】となるから、

【数１５】となり、剛性が求まる。

【００４８】円弧半径Ｒが小さい場合には、ｋ_ｘ＝
ｋ’_ｘ、ｋ_ｙ＝ｋ’_ｙと、みなせるから、

【数１６】となり、粘性減衰係数が求まる。

【００４９】以上、セミクローズドループ制御方式で
円弧補間運転させ、サーボモータから算出した位置と機
械位置を比較することで、各軸の剛性と粘性減衰係数を
求める方法を示した。

【００５０】この他にも、ロストモーションの実測や
静剛性試験、摩擦測定などから、軸方向剛性や摩擦力、
粘性減衰係数を求めることもできる。

【００５１】ここでは、ｋ_ｘ＝ｋ’_ｘ、ｋ_ｙ＝ｋ’_ｙ
とし、軸方向剛性ｋが機械位置によって変化しないとみ
なして計算を行なったが、ボールねじ駆動などを使う場
合には、ねじ軸の軸方向剛性は荷重の作用する位置（機
械位置）で剛性が異なる。

【００５２】これらは円弧補間の開始位置を変えれ
ば、前述の方法で実測し、演算可能である。しかし、こ
れでは測定の数が増えるため、ボールねじ軸の剛性を荷
重作用位置による関数で求め、荷重作用位置による剛性
変化を予め演算することによって、ほぼ厳密な解を求
め、測定を最小限にすることができる。

【００５３】ボールねじ駆動の場合、軸方向総合剛性
は、

【数１７】となる。ただし、ｋ_ｂ：ボールねじ軸剛性ｋ_Ｔ：その他の総合剛性である。

【００５４】ボールねじ取付けが両端固定の場合のボ
ールねじ軸剛性ｋ_ｂは、

【数１８】となる。ただし、 λ＝ＳＥ（Ｓ：ボールねじ断面積、Ｅ：ヤング率、定
数）Ｌ：ボールねじ取付け間距離ｌ：荷重作用位置を示す。

【００５５】その他の総合剛性ｋ_Ｔには、ボールねじ
ナットの剛性、ボールねじ支持ベアリングの剛性、ナッ
トおよびベアリング取付け部の剛性などが含まれる。円
弧半径が大きい場合には、粘性減衰係数の計算も補正し
た剛性ｋを用いる。

【００５６】これまで、粘性減衰係数ｃがほぼ一定と
みなされる場合について述べているが、すべり案内のよ
うに、ストライベック曲線に沿って摺動速度により、摩
擦力が異なる場合や、潤滑剤の動粘度が高く、摩擦力が
速度に比例しない場合などには、送り速度と摩擦力の関
係を実測して粘性減衰係数と送り速度の関係を求める方
法がある。なお、クーロン摩擦は、軸反転時の象限突起
補正によるトルクのフィードフォワード制御で補償され
る。

【００５７】動粘度の相違による送り速度と摩擦力の
関係の一例が図５に示されている。速度と摩擦力の関係
を実測する方法の一例として、１軸直線補間時の定常状
態（加速していない）の送り軸トルクを各送り速度で検
出し、記録する方法があり、送り速度による摩擦の違い
を記録するメモリを有していればよい。

【００５８】前述の方法である条件の粘性減衰係数ｃ
_０を求める。任意の送り速度の粘性減衰係数は、

【数１９】で求めることができる。ただし、Ｔv_ｎ、Ｔv_０は任意の
送り速度での摩擦トルクである。

【００５９】ここで、ボールねじ駆動の場合、摩擦ト
ルクＴと摩擦力Ｆ_ｄの関係は、

【数２０】となる。ただし、Ｐ：ボールねじのリードであり、送り
速度によるトルクの変化率は摩擦の変化率に相当する。

【００６０】また、移動質量の変化を検出し、これに
よる慣性力の変化を演算して補正することができる。つ
ぎに、移動質量が変化した場合の質量変化の検出方法に
ついて説明する。負荷質量をワークテーブル等に載せる
前と載せた後で、同じ送り速度で１軸の直線補間運動を
指令し、定常状態のトルクをそれぞれ測定する。この時
のトルクの増加量から、慣性モーメントを近似し、これ
から負荷質量を推定することができる。

【００６１】速度制御の開ループ伝達関数が測定でき
る場合など、機械の軸方向の固有振動数が検出できる場
合には、固有振動数の変化から、質量の変化を求めるこ
とができる。固有振動数ｆは、

【数２１】より、

【数２２】となるから、質量の変化は固有振動数の変化の２乗に反
比例する。

【００６２】つぎに、２軸の慣性力による弾性変位の
差を測定する方法について説明する。ここでは、２軸の
慣性力による弾性変位の差を実測で求める一例を述べ
る。２軸の４５度方向直線補間運動の指令を行ない、加
減速中の誤差Δσを検出する。実測結果の一例を図６に
示す。これが２軸の慣性力による弾性変位の差になる。

【００６３】摩擦が２軸ともほぼ同じと考えると、各
軸の弾性変位は、

【数２３】となり、Δσ＝σ_ｘ−σ_ｙである。予め、質量がわかっ
ていれば、加速度を２通り以上の条件で、この測定を行
なえば、各軸の剛性が計算できる。

【００６４】機械に備え付けの位置検出器（スケール
など）にアッベの誤差がある場合や、構造体のたわみが
含まれる場合がある。アッベの誤差がある場合には、機
械の位置検出はスケールで行なわず、２軸の平面スケー
ルを用いて前述の円弧補間精度測定を行ない、指令値と
比較する。構造体のたわみが大きい場合には、数箇所測
定を行ない、測定位置とたわみの関係を求めてもよい。
また、構造体のたわみは構造解析により予め、計算し、
その計算値を補正に加えてもよい。

【００６５】つぎに、２軸の伝達関数の違いを補正す
る方法について説明する。２軸の伝達関数の比と角速度
の関係は図２に示されているようになるが、この値を厳
密に解くのは非常に労力を要する。そこで、この曲線を
もとに近似を行なってもよい。

【００６６】例１：ハイブリッドの伝達関数は１次遅
れ要素を含む。このため、指数関数で近似を行なう。例２：角速度が低い場合には、ゲインずれは少なく、ほ
ぼ１とみなせる。そこで、ある角速度まではこの補正
による係数は１とする。ゲインの変化が大きくなる角
速度からの曲線を複数の直線で線形近似する。例２の補
正のパターンを図７に示す。

【００６７】これにより、複雑な演算を簡便化し、Ｎ
Ｃの演算処理を軽減できる。なお、図７において、実線
は厳密解、点線は補正線を各々示している。図７は、角
速度ω1＝１８、傾きａ1＝０、角速度ω2＝４５、傾き
ａ2＝０．０００９、角速度ω3＝∞、傾きａ3＝０．０
００２の３直線で近似した例である。

【００６８】図８はこの発明によるサーボ制御方法の
実施の形態を粘性摩擦が条件により異なる場合について
示している。なお、図８において、図１に対応する部分
は、図１に付した符号と同一の符号を付けて、その説明
を省略する。

【００６９】補正値演算部１７は、上述した実施の形
態と同様に、ＮＣパラメータとメカニカルパラメータを
入力し、速度フィードフォワードの補正係数Ｋ１と加速
度フィードフォワードの補正係数Ｋ２を各々演算する。

【００７０】速度フィードフォワード補正部１９は補
正値Ｋ１によって速度フィードフォワードＫ_ｖｓを補正
し、加速度フィードフォワード補正部２０は補正値Ｋ２
によって加速度フィードフォワードＫ_ａｓ^２を補正す
る。

【００７１】このように、粘性摩擦が条件により異な
る場合には、速度フィードフォワードＫ_ｖｓの補正と、
加速度フィードフォワードＫ_ａｓ^２の補正を、個別の補
正値Ｋ１、Ｋ２によって行うことができる。

【００７２】なお、何れの実施の形態においても、熱
伝導が非常に異なる軸に対しては、熱補正係数を摩擦に
掛け、熱変位量の差を弾性変位量に加算する熱変化補正
を行うこともできる。

【００７３】また、この本発明によるサーボ制御方法
は、ハイブリッド制御方式の以外に、フルクローズドル
ープ制御方式のものにも同様に適用することができる。

【００７４】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明によるサーボ制御方法によれば、複数軸をハイブリッ
ド制御やフルクローズドループ制御した場合に生じる各
軸毎に機械的な相違によるゲインずれを補正し、輪郭運
動誤差を向上させることができる。特に、高速円弧補間
運転やオービットボーリングの際の斜めの楕円誤差や、
過渡状態の輪郭運動誤差の軽減に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるサーボ制御方法の実施の形態を
示すブロック線図である。

【図２】角速度と２軸間のゲインの比の関係を示すグラ
フである。

【図３】２軸の補正値の比と角速度の関係の実測値を示
すグラフである。

【図４】円弧補間運動を示す説明図である。

【図５】摩擦力と送り速度の関係（動粘度の比較）を示
すグラフである。

【図６】２軸の慣性力による弾性変位の差の実測値を示
すグラフである。

【図７】ゲインの比と角速度の関係を近似した補正直線
の例を示すグラフである。

【図８】この発明によるサーボ制御方法の他の実施の形
態実施の形態を示すブロック線図である。

【図９】ハイブリッド制御方式の近似的なブロック線図
である。

【図１０】斜めの楕円誤差の例を示す説明図である。

【図１１】（ａ）、（ｂ）は２軸のゲイン特性を示すグ
ラフである。

【図１２】（ａ）、（ｂ）は２軸の位相特性を示すグラ
フである。

【図１３】フルクローズドループ制御方式の近似的なブ
ロック線図である。

【符号の説明】

１１サーボモータ系１２機械系１３ローパスフィルタ１５速度フィードフォワード部１６加速度フィードフォワード部１７補正値演算部１８フィードフォワード補正部１９速度フィードフォワード補正部２０加速度フィードフォワード補正部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3C001 KA05 TA01 TA04 TD01 5H269 BB03 CC01 DD01 EE01 EE03 EE05 FF06 GG01 GG09 JJ01 5H303 AA01 AA10 BB02 BB07 CC01 CC07 CC08 DD01 DD25 EE03 EE07 FF03 KK23 KK25 KK29 MM05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多軸同時制御において、機械位置検出値
によるフィードバック補償の一次遅れ時定数の設定値と
角速度の変化に応じた伝達関数を各軸毎に演算し、各軸
の伝達関数が互いに同じになるようにフィードフォワー
ド量を設定することを特徴とするサーボ制御方法。
【請求項２】負荷質量の変化を検出し、これによる慣
性力の変化量を演算し、慣性力の変化量を加味して各軸
毎の前記伝達関数を算出することを特徴とする請求項１
に記載のサーボ制御方法。
【請求項３】負荷質量の機械位置に応じて各軸の剛性
の変化量を演算し、剛性の変化量を加味して各軸毎の前
記伝達関数を算出することを特徴とする請求項１または
２に記載のサーボ制御方法。
【請求項４】送り速度による粘性減衰係数、摩擦力の
変化を考慮して各軸毎の前記伝達関数を算出することを
特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のサーボ制
御方法。
【請求項５】軸間の熱変位量の差を弾性変位量に加算
することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載
のサーボ制御方法。