JP2003157114A - Method and device for lost motion correction - Google Patents
Method and device for lost motion correctionInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はロストモーション補
正方法およびロストモーション補正装置に関するもの
で、特に、数値制御（ＮＣ）工作機械の送り機構やロボ
ット等における位置決め時に発生するロストモーション
の補正方法および補正装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lost motion compensating method and a lost motion compensating device, and more particularly to a compensating method and compensating lost motion generated during positioning in a feed mechanism of a numerically controlled (NC) machine tool, a robot or the like. Regarding the device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＮＣ工作機械やロボット等では位置決め
が極めて重要であり、プログラム制御により位置決め精
度を向上させるような送り制御が行われている。2. Description of the Related Art Positioning is extremely important in NC machine tools, robots and the like, and feed control is performed by program control so as to improve positioning accuracy.
【０００３】例えば、三次元切削等を行う工作機械にお
いては、プログラム制御によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸
毎に配置された駆動機構を用いて加工工具あるいはワー
クを移動させることにより、三次元的な立体加工を実現
している。すなわち、ＮＣ装置は外部から入力されたデ
ータから所定の動作プログラムにより、各軸等の動作指
令値を解析し、各軸毎のデータを工作機械の各軸の駆動
機構に順次出力し、動作プログラムにより設定された所
期の動作を実行させる。For example, in a machine tool for three-dimensional cutting or the like, by moving a machining tool or a work by using a drive mechanism arranged for each of the X-axis, Y-axis and Z-axis by program control, It realizes three-dimensional three-dimensional processing. That is, the NC device analyzes the operation command value of each axis and the like by a predetermined operation program from the data input from the outside, sequentially outputs the data for each axis to the drive mechanism of each axis of the machine tool, and the operation program The desired operation set by is executed.
【０００４】ここで、駆動機構は、加工工具あるいはワ
ークを移動させる駆動源としてのサーボモータと、モー
タの回転を各軸に伝達するためのボールねじ、ギヤトレ
イン等の伝達機構と、モータを回転駆動するため駆動信
号を供給するとともに位置、速度を検出し駆動信号にフ
ィードバックするための位置、速度制御ループ等の制御
回路とを含んでいるが、このような駆動機構では、加工
工具あるいはワークを移動させる際に、伝達機構による
ロストモーションが生じ、そのために輪郭制御に悪影響
を及ぼすという問題がある。Here, the drive mechanism is a servo motor as a drive source for moving a machining tool or a work, a transmission mechanism such as a ball screw or a gear train for transmitting the rotation of the motor to each axis, and a motor. It includes a control circuit such as a position and speed control loop for supplying a drive signal for driving and detecting the position and speed and feeding back the speed to the drive signal. When moving, there is a problem that lost motion is generated by the transmission mechanism, which adversely affects contour control.
【０００５】そこで、従来より、このロストモーション
を補正する技術が種々考案されている。Therefore, various techniques for correcting this lost motion have been conventionally devised.
【０００６】典型的なＮＣ装置におけるロストモーショ
ンの補正としては、例えば、切削送り、早送りあるいは
円弧補間等の曲線制御における送り速度をある速度に設
定し、そのときに生じるバックラッシ量を測定し、これ
をバックラッシ補正量として蓄積しており、駆動機構の
速度制御系に供給して補正する方法、特開昭６０−１７
２４４４号公報に開示されたようなサーボモータ駆動の
１サンプリングタイムの間にバックラッシ補正量に相当
するパルスを一時に加えて速度制御系を介してサーボモ
ータに供給せず、円弧補間時に生じるバックラッシ補正
量を複数の位置間隔で分解したバックラッシ補正データ
を用意しておき、移動位置ごとにバックラッシ補正量を
徐々に加える方法などが提案されている。To correct the lost motion in a typical NC device, for example, the feed rate in curve control such as cutting feed, rapid feed or circular interpolation is set to a certain speed, and the amount of backlash generated at that time is measured. Is stored as a backlash correction amount and is supplied to the speed control system of the drive mechanism for correction, and is disclosed in JP-A-60-17.
The backlash correction that occurs during circular interpolation without adding a pulse corresponding to the backlash correction amount to the servomotor through the speed control system during one sampling time of the servomotor drive as disclosed in Japanese Patent No. 2444 There has been proposed a method of preparing backlash correction data in which the amount is decomposed at a plurality of position intervals and gradually adding the backlash correction amount for each moving position.
【０００７】円弧補間等の曲線制御において、真円加工
を行う場合は、２軸同時制御が必要であるが、この場合
のバックラッシ補正は、各軸等のバックラッシ補正量を
用いて各軸毎に行われる。このような加工において象限
の切り換え時、すなわち、一つの軸の送り方向が＋から
−、あるいは−から＋ヘ変化するとき、通常のバックラ
ッシ補正を行うと、所謂、喰い込み現象が生ずる場合が
ある。When performing perfect circle machining in curve control such as circular interpolation, simultaneous control of two axes is necessary. In this case, backlash correction is performed for each axis by using the backlash correction amount of each axis. Done. In such machining, when the quadrants are switched, that is, when the feed direction of one axis changes from + to − or from − to +, if the normal backlash correction is performed, a so-called biting phenomenon may occur. .
【０００８】この原因は、通常のバックラッシ補正は、
サーボモータ駆動の１サンプリングタイムの間にバック
ラッシ補正量に相当するパルスを一時に加えて速度制御
系を介してサーボモータに供給するため、象限切り換え
時に立ち上がりが緩慢な場合には、バックラッシ補正後
の軌跡が、加工したい円弧の内側に喰い込んだ軌跡を描
くことになるためである。The reason for this is that the normal backlash correction is
A pulse corresponding to the backlash correction amount is temporarily added during one sampling time of driving the servomotor and is supplied to the servomotor via the speed control system. Therefore, if the rise is slow at the time of quadrant switching, This is because the locus draws a locus that is embedded inside the arc to be processed.
【０００９】このような問題を解決するためになされた
技術として特公平７−７１７８１号公報に記載された数
値制御工作機械のバックラッシ補正方法があり、象限切
換時にも正確なバックラッシ補正を可能としている。As a technique for solving such a problem, there is a backlash correction method for a numerically controlled machine tool described in Japanese Patent Publication No. 7-71781, which enables accurate backlash correction even when switching quadrants. .
【００１０】なお、漸増型ロストモーションはリニアボ
ールガイドを用いた送り駆動機構において顕著に見ら
れ、ロストモーションには伝達機構の剛性に依存する弾
性変形に伴うものと、歯車のキー材の遊びやボールねじ
とナット間の遊び等のバックラッシに伴うものとがある
が、以下の説明では特に区別せずにロストモーションと
して総称することとする。Incidentally, the gradually increasing lost motion is remarkably observed in the feed drive mechanism using the linear ball guide, and the lost motion is caused by elastic deformation depending on the rigidity of the transmission mechanism, play of the key material of the gear, and Some of them are caused by backlash such as play between the ball screw and the nut, but in the following description, they are collectively referred to as lost motions without any particular distinction.
【００１１】この他にスティックモーションという現象
があり、これが起こるのは、運動方向の急激な変化があ
ると摩擦トルクの分だけトルク指令を変える必要がある
にもかかわらず、主に回転系の摩擦に起因する速度ルー
プの応答特性による遅れがあるため、送り軸が一時的に
停止することによるものと考えられている。In addition to this, there is a phenomenon called stick motion. This occurs mainly when the torque command is changed by the amount of the friction torque when there is a sudden change in the direction of movement, but this is mainly due to the friction of the rotary system. It is considered that there is a delay due to the response characteristic of the speed loop due to the above, and the feed axis is temporarily stopped.
【００１２】一方、ロストモーションやスティックモー
ションの補正技術については、例えば、移動軸が反転し
た際に発生するロストモーションを補正する補正機能や
加速度制御についてすでに種々の提案がなされている。On the other hand, with respect to the lost motion or stick motion correction technology, various proposals have already been made regarding, for example, a correction function for correcting the lost motion generated when the moving axis is reversed and acceleration control.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特に高
加速度の円弧運動を指令した場合や、移動質量が大きい
場合の円弧運動など加速度が変化する運転条件、及び直
線補間において、移動指令と逆方向に働く慣性力が案内
面の摩擦力を上回った際に発生するロストモーション
（歯車のバックラッシやキー材のがたを含む）について
は、従来のバックラッシ補正では考慮されておらず、こ
れらのバックラッシによる送り駆動系の精度低下を防ぐ
ことができなかった。However, particularly in the case where a high-acceleration circular motion is commanded, or in a driving condition in which the acceleration changes such as a circular motion when the moving mass is large, and in the linear interpolation, a direction opposite to the motion command is generated. Lost motion (including backlash of gears and rattling of key material) that occurs when the working inertial force exceeds the frictional force of the guide surface is not considered in the conventional backlash compensation, and the feed due to these backlashes is taken into consideration. It was not possible to prevent the accuracy of the drive system from decreasing.
【００１４】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、象限切換位置でないところで摩擦力と
慣性力との関係で生じ得るロストモーションの発生を防
ぎ、運動誤差を許容範囲内に収めることのできるロスト
モーション補正方法およびロストモーション補正装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made to solve such a problem, and prevents the occurrence of lost motion that may occur due to the relationship between the frictional force and the inertial force at a position other than the quadrant switching position and keeps the motion error within the allowable range. An object of the present invention is to provide a lost motion correction method and a lost motion correction device that can be stored.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明の第１の実施の形
態にかかるロストモーション補正方法は、移動軸の移動
方向とトルクから慣性力と摩擦力の関係に基づいた補正
タイミングを決定し、移動軸の位置に応じたロストモー
ション補正値を求め、制御対象の駆動部から取り出した
位置信号と記ロストモーション補正値との偏差を位置指
令に対する位置補正としてフィードバックすることを特
徴とするものである。A lost motion correction method according to a first embodiment of the present invention determines a correction timing based on a relationship between an inertial force and a frictional force from a moving direction of a moving shaft and a torque, It is characterized in that the lost motion correction value is obtained according to the position of the moving axis, and the deviation between the position signal extracted from the drive unit to be controlled and the lost motion correction value is fed back as the position correction for the position command. .
【００１６】本発明の第２の実施の形態にかかるロスト
モーション補正方法は、移動軸の移動方向とトルクから
慣性力と摩擦力の関係に基づいた補正タイミングを決定
し、移動軸の位置に応じたロストモーション補正値を求
め、制御対象の移動を検出して得られた位置信号と前記
ロストモーション補正値との偏差を位置指令に対する位
置補正としてフィードバックすることを特徴とするもの
である。In the lost motion correction method according to the second embodiment of the present invention, the correction timing based on the relationship between the inertial force and the frictional force is determined from the moving direction of the moving shaft and the torque, and the correction timing is determined according to the position of the moving shaft. The lost motion correction value is obtained, and the deviation between the position signal obtained by detecting the movement of the controlled object and the lost motion correction value is fed back as the position correction for the position command.
【００１７】本発明の第３の実施の形態にかかるロスト
モーション補正方法は、移動軸の移動方向とトルクから
慣性力と摩擦力の関係に基づいた補正タイミングを決定
し、移動軸の位置に応じたロストモーション補正値を求
め、制御対象の駆動部から取り出した第１の位置信号と
前記ロストモーション補正値との第１の偏差を求め、制
御対象の移動を検出して得られた第２の位置信号と前記
第１の偏差との第２の偏差を求め、前記第１の偏差およ
び前記第２の偏差の和を前記位置指令に対する位置補正
としてフィードバックすることを特徴とするものであ
る。In the lost motion correction method according to the third embodiment of the present invention, the correction timing based on the relationship between the inertial force and the frictional force is determined from the moving direction of the moving shaft and the torque, and it is determined according to the position of the moving shaft. The lost motion correction value is obtained, the first deviation between the first position signal extracted from the drive unit of the controlled object and the lost motion correction value is obtained, and the second deviation obtained by detecting the movement of the controlled object. A second deviation between the position signal and the first deviation is obtained, and the sum of the first deviation and the second deviation is fed back as position correction for the position command.
【００１８】本発明の第１の実施の形態にかかるロスト
モーション補正装置は、制御対象に対する制御プログラ
ムを解析する解析部と、前記解析部による解析結果に基
づき運転の状態を表す情報と位置指令を発生する補間部
と、前記補間部から発生された位置指令に基づき、制御
対象を駆動するためのトルク指令を発生する位置制御部
と、前記補間部より得られた移動軸の移動方向を表す信
号をもとに前記位置制御部から得られたトルク指令値か
ら慣性力と摩擦力の関係に基づいた補正タイミングを決
定するトルク検出部と、前記補正タイミングをもとに前
記位置制御部より得られた移動軸の位置に応じたロスト
モーション補正値を求めるロストモーション補正部と、
制御対象の駆動部から取り出した位置信号と前記ロスト
モーション補正値との偏差を位置指令に対する位置補正
とするフィードバックループとを備えたことを特徴とす
るものである。The lost motion correction apparatus according to the first embodiment of the present invention provides an analysis unit for analyzing a control program for a controlled object, and information and a position command indicating a driving state based on an analysis result by the analysis unit. An interpolating unit that is generated, a position control unit that generates a torque command for driving a controlled object based on a position command that is generated from the interpolating unit, and a signal that indicates the moving direction of the moving axis obtained from the interpolating unit. Based on the torque command value obtained from the position control unit, a torque detection unit that determines a correction timing based on the relationship between the inertial force and the frictional force, and the position control unit based on the correction timing. And the lost motion correction unit that calculates the lost motion correction value according to the position of the moving axis,
It is characterized in that a feedback loop is provided, which uses a deviation between a position signal extracted from a drive unit to be controlled and the lost motion correction value as a position correction for a position command.
【００１９】本発明の第２の実施の形態にかかるロスト
モーション補正装置は、制御対象に対する制御プログラ
ムを解析する解析部と、前記解析部による解析結果に基
づき運転の状態を表す情報と位置指令を発生する補間部
と、前記補間部から発生された位置指令に基づき、制御
対象を駆動するためのトルク指令を発生する位置制御部
と、前記補間部より得られた移動軸の移動方向を表す信
号をもとに前記位置制御部から得られたトルク指令値か
ら慣性力と摩擦力の関係に基づいた補正タイミングを決
定するトルク検出部と、前記補正タイミングをもとに前
記位置制御部より得られた移動軸の位置に応じたロスト
モーション補正値を求めるロストモーション補正部と、
制御対象の位置を直接検出する位置検出部と、前記位置
検出部から取り出した位置信号と前記ロストモーション
補正値との偏差を位置指令に対する位置補正とするフィ
ードバックループとを備えたことを特徴とするものであ
る。A lost motion correction apparatus according to a second embodiment of the present invention includes an analysis unit for analyzing a control program for a control target, and information indicating a driving state and a position command based on an analysis result by the analysis unit. An interpolating unit that is generated, a position control unit that generates a torque command for driving a controlled object based on a position command that is generated from the interpolating unit, and a signal that indicates the moving direction of the moving axis obtained from the interpolating unit. Based on the torque command value obtained from the position control unit, a torque detection unit that determines a correction timing based on the relationship between the inertial force and the frictional force, and the position control unit based on the correction timing. And the lost motion correction unit that calculates the lost motion correction value according to the position of the moving axis,
It is characterized by comprising a position detection unit for directly detecting the position of the controlled object, and a feedback loop for performing a position correction with respect to a position command based on a deviation between the position signal extracted from the position detection unit and the lost motion correction value. It is a thing.
【００２０】本発明の第３の実施の形態にかかるロスト
モーション補正装置は、制御対象に対する制御プログラ
ムを解析する解析部と、前記解析部による解析結果に基
づき運転の状態を表す情報と位置指令を発生する補間部
と、前記補間部から発生された位置指令に基づき、制御
対象を駆動するためのトルク指令を発生する位置制御部
と、前記補間部より得られた移動軸の移動方向を表す信
号をもとに前記位置制御部から得られたトルク指令値か
ら慣性力と摩擦力の関係に基づいた補正タイミングを決
定するトルク検出部と、前記補正タイミングをもとに前
記位置制御部より得られた移動軸の位置に応じたロスト
モーション補正値を求めるロストモーション補正部と、
制御対象の駆動部から取り出した第１の位置信号と前記
ロストモーション補正値との第１の偏差を位置指令に対
する位置補正とする第１のフィードバックループと、制
御対象の位置を直接検出する位置検出部と、前記位置検
出部から取り出した第２の位置信号と前記第１の偏差と
の第２の偏差を位置指令に対する位置補正とする第２の
フィードバックループとを備えたことを特徴とするもの
である。The lost motion correction apparatus according to the third embodiment of the present invention includes an analysis unit for analyzing a control program for a controlled object, and information indicating a driving state and a position command based on the analysis result by the analysis unit. An interpolating unit that is generated, a position control unit that generates a torque command for driving a controlled object based on a position command that is generated from the interpolating unit, and a signal that indicates the moving direction of the moving axis obtained from the interpolating unit. Based on the torque command value obtained from the position control unit, a torque detection unit that determines a correction timing based on the relationship between the inertial force and the frictional force, and the position control unit based on the correction timing. And the lost motion correction unit that calculates the lost motion correction value according to the position of the moving axis,
A first feedback loop that uses the first deviation between the first position signal extracted from the drive unit of the controlled object and the lost motion correction value as position correction for the position command, and position detection that directly detects the position of the controlled object. And a second feedback loop that uses a second deviation between the second position signal extracted from the position detection section and the first deviation as a position correction for a position command. Is.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態につき詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００２２】まず、本発明の前提となる現象について説
明する。特にワーク質量や本体質量が大きな工作機械に
おいて、図２に示すような円弧補間運動をさせると、図
３に示す様に軸反転位置（象限切換え位置）の手前で、
ロストモーション（バックラッシを含む）が発生する。
これは慣性トルクが、案内面や回転系の摩擦トルクを超
えた場合に物体が動かされるためである。First, the phenomenon that is the premise of the present invention will be described. In particular, in a machine tool with a large work mass and main body mass, when an arc interpolation motion as shown in FIG. 2 is performed, as shown in FIG. 3, before the axis reversal position (quadrant switching position),
Lost motion (including backlash) occurs.
This is because the object is moved when the inertia torque exceeds the friction torque of the guide surface and the rotary system.
【００２３】まず、円弧補間の場合、ｘ、ｙ各軸の指令
は、First, in the case of circular interpolation, the commands for the x and y axes are
【数１】
となる。ただし、Ｒ：円弧半径、ω：角速度、ｔ：時間
を示す。[Equation 1] Becomes However, R: arc radius, ω: angular velocity, t: time.
【００２４】また、指令速度ｖと加速度αはそれぞれ時
間微分を行ってThe command speed v and the acceleration α are time-differentiated respectively.
【数２】 となる。式２から、慣性力、摩擦力をもとめると、[Equation 2] Becomes When the inertial force and frictional force are calculated from Equation 2,
【数３】
となり、ただし、質量Ｍ、粘性減衰係数ｃである。これ
により、弾性変位を計算すると、[Equation 3] Where M is the mass and the viscous damping coefficient is c. From this, when calculating the elastic displacement,
【数４】
となる。直線補間の場合は所定の速度に達してからの加
速度は０になる。[Equation 4] Becomes In the case of linear interpolation, the acceleration after reaching a predetermined speed becomes zero.
【００２５】円弧補間の場合は、図４に示すように加速
度と速度の方向は角度によって異なる。このため、９０
度〜１８０度、２７０度〜３６０度では慣性力と摩擦力
の方向が逆になる。In the case of circular interpolation, the directions of acceleration and velocity differ depending on the angle, as shown in FIG. Therefore, 90
In the range of 180 degrees to 180 degrees and 270 degrees to 360 degrees, the directions of the inertial force and the frictional force are opposite.
【００２６】式（３）から慣性力は角速度の２乗に比例
し、摩擦力は角速度に比例するため、ある送り速度を超
えると慣性力が摩擦力を超え、弾性変位の方向も逆にな
る。また、慣性力はワーク質量により、増大するため、
同じ送り速度でもワークによって慣性力が摩擦力を超え
る場合がある。From the equation (3), the inertial force is proportional to the square of the angular velocity and the frictional force is proportional to the angular velocity. Therefore, when the feed rate exceeds a certain value, the inertial force exceeds the frictional force and the direction of elastic displacement is reversed. . Also, since the inertial force increases with the work mass,
Even if the feed rate is the same, the inertial force may exceed the frictional force depending on the work.
【００２７】図３で、弾性変位が逆になる角度を求め、
同時にスケール位置とトルクの関係を実測した結果を図
５に示す。図５に示すように、図３から求めた弾性変位
の反転が起こっている角度（１３５°付近）でのトルク
は、０から反転トルクＴ１分下がった位置であることが
わかる。なお、図５には、第２番目の反転トルクＴ２が
１８０°付近の位置に、第３番目の反転トルクＴ３は第
１番目の反転トルクの発生位置の逆位相位置である３１
５°付近の位置に、第４番目の反転トルクは第２番目の
反転トルクの発生位置の逆位相位置である３６０°付近
に観察される。In FIG. 3, the angle at which the elastic displacement is reversed is obtained,
At the same time, the result of actually measuring the relationship between the scale position and the torque is shown in FIG. As shown in FIG. 5, it can be seen that the torque at the angle (around 135 °) at which the inversion of the elastic displacement obtained from FIG. 3 occurs is at a position where the inversion torque T1 is reduced from 0. In FIG. 5, the second reversal torque T2 is at a position near 180 °, and the third reversal torque T3 is the antiphase position of the first reversal torque generation position 31.
At a position near 5 °, the fourth reversal torque is observed near 360 °, which is an antiphase position of the position where the second reversal torque is generated.
【００２８】反転トルクの量は一定ではなく、現象が発
生する位置を一般には完全には特定できないが、Ｔ１≒
Ｔ２≒Ｔ３≒Ｔ４であることが実測により確かめられて
いる。また、図３のような波形を観察することにより、
反転トルク発生位置を推定することができ、逆位相位置
に現れることも予想できる。The amount of reversal torque is not constant, and the position where the phenomenon occurs cannot generally be specified completely, but T1≈
It has been confirmed by actual measurement that T2≈T3≈T4. Moreover, by observing the waveform as shown in FIG.
The reversal torque generation position can be estimated, and it can be expected to appear at the antiphase position.
【００２９】なお、慣性力が摩擦力より小さい場合は、
象限切換え位置でロストモーションが起こる。When the inertial force is smaller than the frictional force,
Lost motion occurs at the quadrant switching position.
【００３０】ここで、ロストモーション（ワインドアッ
プ）の理論式は次式となる。Here, the theoretical formula of lost motion (windup) is as follows.
【００３１】[0031]
【数５】
ここで、Ｆｄは動摩擦力、ｋは機械のたわみを代表する
ばね定数であり、ロストモーションの大きさは摩擦力に
比例し、ばね定数に反比例することがわかる。[Equation 5] Here, F d is the dynamic frictional force, k is the spring constant representing the deflection of the machine, the size of the lost motion is proportional to the frictional force, it is found to be inversely proportional to the spring constant.
【００３２】なお、ｋは厳密には変数で、非線形ばねを
含む場合もある。この場合は、非線形はねの変化に合わ
せて、補正量を変化させる。Strictly speaking, k is a variable and may include a non-linear spring. In this case, the correction amount is changed according to the change of the non-linear splash.
【００３３】案内面の非線形ばねは実測可能である（１
９９６ 精密工学会周期大会学術講演会講演論文ｐ．５
１１参照）。The nonlinear spring on the guide surface can be measured (1
996 Precision Engineering Society Cycle Conference Academic Lecture Presentation Paper p. 5
11).
【００３４】また、ｋをボールねじの駆動の軸方向総合
剛性とした場合、次のように位置の変数となる。When k is the total axial rigidity of the ball screw drive, it is a position variable as follows.
【００３５】[0035]
【数６】 ただし、ｋｂ：ボールねじ軸剛性 ｋT ：その他の総合剛性 である。[Equation 6] However, kb: Ball screw shaft rigidity kT: Other total rigidity.
【００３６】ボールねじ取付が両端固定の場合のボール
ねじ軸剛性は、The ball screw shaft rigidity when the ball screw is fixed at both ends is
【数７】
となる。ここで、λ＝ＳＥ（Ｓ：ボールねじ断面積、
Ｅ：ヤング率）
Ｌ： ボールねじ取付距離
Ｉ： 荷重作用位置
を示す。ｋT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
部の剛性などが含まれる。[Equation 7] Becomes Where λ = SE (S: ball screw cross-sectional area,
E: Young's modulus) L: Ball screw mounting distance I: Indicates the position where the load is applied. kT includes the rigidity of the ball screw nut, the rigidity of the ball screw supporting bearing, the rigidity of the nut and the bearing mounting portion, and the like.
【００３７】歯車やキー材にバックラッシがある場合の
軸方向変位は次式になる。The axial displacement when the gear or key material has backlash is given by the following equation.
【００３８】[0038]
【数８】
ここで、δ：バックラッシによる軸方向変位、Ｂｌ：バ
ックラッシ、Ｐ：ボールねじのリード、Ｚ：歯数、ｍ：
モジュール、Ｄ：軸径、ｇｅａｒ：歯車、ｋｅｙ：キー
材を示す。[Equation 8] Here, δ: axial displacement due to backlash, Bl: backlash, P: ball screw lead, Z: number of teeth, m:
Module, D: shaft diameter, gear: gear, key: key material.
【００３９】本願発明では、このようなバックラッシを
含むロストモーションが生じた場合の補正について取り
上げる。The present invention deals with the correction when the lost motion including such backlash occurs.
【００４０】図１は本発明の実施の一形態にかかるロス
トモーション補正装置の構成を示すブロック図である。
なお、ここでは工作機械のテーブルの位置制御を円弧補
間により行う場合を取り上げる。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a lost motion correction device according to an embodiment of the present invention.
Here, the case where the position control of the table of the machine tool is performed by circular interpolation will be taken up.
【００４１】図１はセミクローズドループと言われる制
御方式を示しており、この制御装置は読み込まれたプロ
グラム１０を解析する解析部２０、この解析部での解析
結果に対して必要な補正を行って位置指令を発する補間
器３０，位置指令からテーブル９０を駆動するモータ７
０に与えるトルクを発生させる位置制御器４０，このト
ルク指令を増幅するアンプ６０を備えている。FIG. 1 shows a control system called a semi-closed loop. This control device analyzes the read program 10 and makes necessary corrections to the analysis result of this analysis unit. Interpolator 30 for issuing a position command by a motor, and a motor 7 for driving the table 90 from the position command
A position controller 40 for generating a torque applied to 0 and an amplifier 60 for amplifying this torque command are provided.
【００４２】モータ７０にはその回転状況を検出するた
めのエンコーダ８０が設けられ、また、モータ７０の回
転により回転するボールねじ９１が設けられ、このボー
ルねじ９１に係合するテーブル９２はボールねじの回転
により移動される。The motor 70 is provided with an encoder 80 for detecting the rotation state thereof, and a ball screw 91 which is rotated by the rotation of the motor 70 is provided. The table 92 engaged with the ball screw 91 is a ball screw. Is moved by the rotation of.
【００４３】位置制御器４０の出力であるトルク指令は
トルク検出部５０に送られてトルク量が検出されるとと
もに、補間器３０から出力された移動方向信号が与えら
れて象限切換時でないことが確認した上で、補正のタイ
ミングとして次のバックラッシ補正器１００に出力され
る。The torque command output from the position controller 40 is sent to the torque detector 50 to detect the torque amount, and the movement direction signal output from the interpolator 30 is applied to the torque command so that it is not during the quadrant switching. After the confirmation, the correction timing is output to the next backlash corrector 100.
【００４４】バックラッシ補正部１００は、位置制御器
４０からの信号を演算器１１０で演算することによりパ
ラメータ設定されたロストモーション量（歯車やキー材
のバックラッシを含む）およびバックラッシ量の少なく
ともいずれかをバックラッシ補正量として出力する。The backlash correction unit 100 calculates at least one of the amount of lost motion (including the backlash of gears and key materials) and the amount of backlash parameterized by calculating the signal from the position controller 40 by the calculator 110. Output as backlash correction amount.
【００４５】差分器１０５において、エンコーダ８０か
ら出力された位置信号からバックラッシ補正量が減算さ
れ、これにより得られた位置フィードバック信号は補間
器３０から出力された位置指令から差分器３５で減算さ
れ、この結果得られた補正量に基づいてテーブルの位置
制御が行われることになる。In the differentiator 105, the backlash correction amount is subtracted from the position signal output from the encoder 80, and the position feedback signal obtained thereby is subtracted from the position command output from the interpolator 30 by the differentiator 35. Position control of the table is performed based on the correction amount obtained as a result.
【００４６】なお、トルク検出部５０は、同一出願人、
同一発明者による特願２００１−３２７９７４号に示さ
れたように、補間器３０から送りの条件としての移動方
向、半径、送り速度の各情報も与えられ、後述する演算
が行われて速度、加速度制限演算値として補間器３０に
対して出力されるとともに、トルク検出部５０内の記録
部に記録されるようにしても良い。The torque detector 50 is the same applicant,
As shown in Japanese Patent Application No. 2001-327974 by the same inventor, the interpolator 30 also gives each information of the moving direction, radius, and feed speed as feed conditions, and the later-described calculation is performed to perform the speed and acceleration. The limit calculation value may be output to the interpolator 30 and may be recorded in the recording unit in the torque detection unit 50.
【００４７】次に、図１に示した制御装置の動作を詳細
に説明する。Next, the operation of the control device shown in FIG. 1 will be described in detail.
【００４８】まず、慣性力の影響を観測するために、円
弧補間運動を実施する。この円弧補間運動の実施時に、
トルク検出部５０は、位置制御器４０から発せられたト
ルク指令と、補間器３０より送出された移動方向から、
象限切換え時でないことを確認する。更に、送りトルク
の慣性力による変化と式（２）、（４）より、送りトル
クが０から反転トルクＴ２になる位置（ロストモーショ
ンの発生位置）を推定、または演算する。この結果に基
づき、前述のロストモーション補正を行なう。ここで、
Ｔ１＝Ｔ２と仮定して、演算を行う。補正のタイミング
はＴ２×ｒ，Ｔ ２×（α＋１）、またはＴ２±βとし
て、パラメータ設定できる。First, in order to observe the influence of inertial force, a circle
Perform an arc interpolation motion. When performing this circular interpolation motion,
The torque detection unit 50 outputs the torque output from the position controller 40.
From the Luk command and the movement direction sent from the interpolator 30,
Confirm that it is not during quadrant switching. In addition, the feed torque
From the change due to the inertial force of and the formulas (2) and (4),
Reverse torque T from zeroTwoPosition (Lost Motion
Position) is estimated or calculated. Based on this result
Then, the lost motion correction described above is performed. here,
T1= TTwoAssuming that, the calculation is performed. Correction timing
Is TTwo× r, T TwoX (α + 1), or TTwo± β
Parameters can be set.
【００４９】なお、粘性摩擦は速度により変化すること
がわかっており、厳密には制限される加速度や速度は送
りの条件により異なる。したがって、円弧補間運動は２
種類以上実施して傾向を把握する。It is known that the viscous friction changes depending on the speed, and strictly speaking, the limited acceleration and speed differ depending on the feed condition. Therefore, the circular interpolation motion is 2
Conduct more than one type to understand trends.
【００５０】トルク検出部５０には、送りの条件とトル
クの変化パターンを記録することができ、このような記
録を行った場合には、同じ送りの条件が指令された場
合、過去の事例をもとに補正タイミングを決める事がで
きる。しかしながら、全ての加工におけるあらゆる送り
条件とトルクの関係を記録するのは記録容量等の関係で
現実的ではない。The feed condition and the change pattern of the torque can be recorded in the torque detecting section 50. When such a record is made, if the same feed condition is instructed, the past case is recorded. The correction timing can be decided based on the original. However, it is not realistic to record the relationship between all feed conditions and torques in all machining because of the recording capacity and the like.
【００５１】このため、速度と反転トルクの曲線を作成
するようにすると良い。円弧補間の場合は式（４）、及
びプログラムの解析により、加速度が演算でき、移動質
量をトルク変化により検出するか、入力すれば、慣性力
がわかる。さらに反転トルクＴ２がわかれば、このロス
トモーシヨンが発生する位置が演算できる。したがっ
て、速度と反転トルクの曲線について、同じ条件が繰り
返される場合は、その速度での平均反転トルクを求め、
または、低い反転トルクを記録する。送り条件と反転ト
ルクデータのない部分は、データのある部分を直線、ま
たは最小自乗法等に既存の近似解法を用いた近似曲線で
つなげば良い。Therefore, it is preferable to create a curve of speed and reversal torque. In the case of circular interpolation, the acceleration can be calculated by the equation (4) and the analysis of the program, and the inertial force can be known by detecting or inputting the moving mass by the torque change. Further, if the reversal torque T 2 is known, the position where this lost motion is generated can be calculated. Therefore, if the same conditions are repeated for the curves of speed and reversal torque, find the average reversal torque at that speed,
Alternatively, record a low reversal torque. For the part without the feed condition and the reversal torque data, the part with the data may be connected by a straight line or an approximate curve using an existing approximate solution method such as the least square method.
【００５２】一方、反転トルクについてはクーロン摩擦
と粘性摩擦を考慮した速度摩擦曲線や、ストライベック
（Ｓｔｒｉｂｅｃｋ）曲線から求める方法がある。スト
ライベック曲線は送り速度と反転トルクの関係を示すも
ので、その一例を図６に示す。On the other hand, there is a method for obtaining the reversal torque from a velocity friction curve considering the Coulomb friction and the viscous friction and a Stribeck curve. The Stribeck curve shows the relationship between the feed speed and the reversal torque, and an example thereof is shown in FIG.
【００５３】ロストモーションは高速領域のみで発生す
るが、図６から明らかなように、送り速度が５０００ｍ
ｍ／分（Ｆ５０００）以上の高速領域では反転トルクは
ほぼ速度に比例するとみなすことができるので、直線近
似された推定曲線を用いることが可能である。このよう
な反転トルクの推定曲線から、動摩擦力を求めると、
Ｆｄ＝ｃｖ＋Ｆｃ （９）
となる。ここで、Ｆｃ：クーロン摩擦などの一定の摩擦
力である。なお、動摩擦力は油の動粘度、グリースの増
ちょう剤の種類、温度変化、案内面の負荷、初期時の攪
拌抵抗やグリースのチャンネリング（わだちの形成）な
どにより変化し、一般にグリースが多いとかえって摩擦
力が大きくなる傾向がある。Lost motion occurs only in the high speed region, but as is clear from FIG. 6, the feed speed is 5000 m.
In the high speed region of m / min (F5000) or more, the reversal torque can be regarded as being almost proportional to the speed, and therefore it is possible to use an estimated curve that is linearly approximated. When the dynamic friction force is calculated from such an estimated curve of the reversal torque, it becomes F d = cv + F c (9). Here, F c is a constant frictional force such as Coulomb friction. Note that the dynamic friction force changes due to the kinematic viscosity of oil, the type of thickener for grease, temperature changes, the load on the guide surface, initial stirring resistance, grease channeling (rudder formation), etc. On the contrary, the frictional force tends to increase.
【００５４】図７は本発明の第２の実施の形態にかかる
ロストモーション補正装置の構成を示すブロック図であ
り、この制御はフルクローズド制御と称される。FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the lost motion correction apparatus according to the second embodiment of the present invention, and this control is called full-closed control.
【００５５】図７においてはフィードバック信号として
テーブル駆動用のモータ７０に取り付けられたエンコー
ダ８０の出力信号を用いることなく、テーブルの位置を
直接測定できるスケール９２の出力信号を用いている。
このスケール９２としては、例えば、平面スケールを格
子状に交差させたＫＧＭ測定器や、機体に付属されたス
ケールを用いることができる。ＫＧＭ測定器やスケール
を用いれば、図３のような計測ができ、このデータをも
とに、このロストモーション発生位置を検出し、補正タ
イミングを決めることができる。又、このデータも記録
し、使うことができる。In FIG. 7, the output signal of the scale 92 that can directly measure the position of the table is used as the feedback signal without using the output signal of the encoder 80 attached to the motor 70 for driving the table.
As the scale 92, for example, a KGM measuring instrument in which plane scales are crossed in a grid pattern or a scale attached to the machine body can be used. If a KGM measuring device or scale is used, measurement as shown in FIG. 3 can be performed, and based on this data, the lost motion occurrence position can be detected and the correction timing can be determined. Also, this data can be recorded and used.
【００５６】図８は本発明の第３の実施の形態にかかる
ロストモーション補正装置の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the lost motion correction apparatus according to the third embodiment of the present invention.
【００５７】この実施の形態では、第１および第２の実
施の形態を組み合わせたものであるため、ハイブリッド
制御と称される。すなわち、エンコーダ８０で得られた
エンコーダフィードバック値とバックラッシ補正器１０
０より出力されたバックラッシ補正量から差分器１１１
で得られた第１の差分は加算器１１３に与えられるとと
もに、差分器１１２に与えられる。差分器１１２の非反
転入力側にはスケール９２の出力が入力され、差分器１
１２で得られた第２の差分は、一次遅れフィルタ１２０
を介して加算器１１３で第１の差分と加算され、これが
位置フィードバック信号となる。Since this embodiment is a combination of the first and second embodiments, it is called hybrid control. That is, the encoder feedback value obtained by the encoder 80 and the backlash corrector 10
From the backlash correction amount output from 0
The first difference obtained in step 1 is given to the adder 113 and the difference device 112. The output of the scale 92 is input to the non-inverting input side of the differentiator 112,
The second difference obtained in 12 is the first-order lag filter 120.
Is added to the first difference by the adder 113, and this becomes the position feedback signal.
【００５８】なお、一次遅れフィルタ１２０は必ずしも
必要ではないが、制御系に振動がある場合に共振を除去
して制御の安定性および位置決め精度を向上させるのに
有効である。The first-order lag filter 120 is not always necessary, but it is effective for eliminating resonance when the control system vibrates to improve control stability and positioning accuracy.
【００５９】さらに、この一次遅れフィルタ１２０の時
定数を０としたときにはフルクローズド制御に相当し、
無限大としたときにはセミクローズド制御に相当する。Further, when the time constant of the first-order lag filter 120 is set to 0, it corresponds to the fully closed loop control,
When set to infinity, it corresponds to semi-closed control.
【００６０】以上の実施の形態は円弧補間を例にとって
説明したが、直線補間についても曲率半径を演算して同
様に適用できる。Although the above embodiments have been described by taking circular interpolation as an example, linear interpolation can be similarly applied by calculating the radius of curvature.
【００６１】また、垂直軸のように自重によって、トル
クの中立点が０にならない場合は、自重分のトルクをシ
フトしたトルクになる速度から反転トルクＴ２となる位
置をロストモーション発生位置とすればよい。さらに、
微小ブロックをつなぎ合わせて、加工中に加速度が変化
するような場合にも適用することができる。この場合は
プログラムを数ブロック先読みし、形状を認識する。When the neutral point of the torque does not become 0 due to its own weight like the vertical axis, the position where the reversal torque T 2 is reached from the speed at which the torque corresponding to the own weight is shifted becomes the lost motion generation position. Good. further,
It can also be applied to a case in which minute blocks are connected and the acceleration changes during processing. In this case, the program is prefetched for several blocks to recognize the shape.
【００６２】本発明は、送りや位置決めを行うあらゆる
装置、例えばＮＣ制御装置、ＮＣ工作機械、ロボット等
に幅広く適用することができる。The present invention can be widely applied to all kinds of devices for feeding and positioning, for example, NC control device, NC machine tool, robot and the like.
【００６３】[0063]
【発明の効果】本発明によれば、慣性力によって軸反転
前に生じたロストモーションやバックラッシを適切に補
正することが可能となり、慣性力が大きな使用条件でも
送り精度を許容範囲内に収めることが可能となる。According to the present invention, it is possible to appropriately correct the lost motion and backlash generated before the axis reversal due to the inertial force, and to keep the feed accuracy within the allowable range even under the use condition where the inertial force is large. Is possible.
【図１】本発明の実施の一形態にかかるロストモーショ
ン補正装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a lost motion correction device according to an embodiment of the present invention.
【図２】円弧補間運動を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a circular interpolation motion.
【図３】軸反転位置（象限切換え位置）の手前で、ロス
トモーション（バックラッシを含む）が発生する様子を
示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing how lost motion (including backlash) occurs before the axis inversion position (quadrant switching position).
【図４】位置、速度、加速度の関係を示すグラフであ
る。FIG. 4 is a graph showing the relationship between position, velocity, and acceleration.
【図５】弾性変位が逆になる角度を求め、同時にスケー
ル位置とトルクの関係を実測した結果を示すグラフであ
る。FIG. 5 is a graph showing a result of obtaining an angle at which the elastic displacement is reversed and measuring the relationship between the scale position and the torque at the same time.
【図６】送り速度と反転トルクの関係を示すグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing the relationship between feed speed and reversal torque.
【図７】本発明の第２の実施の形態にかかるロストモー
ション補正装置の構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a lost motion correction device according to a second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第３の実施の形態にかかるロストモー
ション補正装置の構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a lost motion correction device according to a third embodiment of the present invention.
１０ プログラム ２０ 解析部 ３０ 補間器 ３５ 差分器 ４０ 位置制御器 ５０ トルク検出部 ６０ アンプ ７０ モータ ８０ エンコーダ ９０ ボールねじ ９１ テーブル ９２ スケール １００ バックラッシ補正器 １０５、１１１、１１２、１１３ 差分器 １２０ 一次遅れフィルタ 10 programs 20 Analysis Department 30 interpolator 35 Differentiator 40 Position controller 50 Torque detector 60 amp 70 motor 80 encoder 90 ball screw 91 table 92 scale 100 Backlash compensator 105, 111, 112, 113 Differentiator 120 First-order lag filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C001 KA01 KB10 TA01 TB01 TB06 TD03 5H269 AB01 BB03 EE01 EE06 EE11 FF06 GG01 GG02 GG06 HH03 JJ02 NN07 QB15 5H303 AA01 AA10 BB02 BB07 BB12 CC02 CC07 CC09 DD01 DD25 EE03 EE08 EE10 FF07 FF10 GG20 HH02 HH05 LL03 MM05 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 3C001 KA01 KB10 TA01 TB01 TB06 TD03 5H269 AB01 BB03 EE01 EE06 EE11 FF06 GG01 GG02 GG06 HH03 JJ02 NN07 QB15 5H303 AA01 AA10 BB02 BB07 BB12 CC02 CC07 CC09 DD01 DD25 EE03 EE08 EE10 FF07 FF10 GG20 HH02 HH05 LL03 MM05
Claims (8)
擦力の関係に基づいた補正タイミングを決定し、 移動軸の位置に応じたロストモーション補正値を求め、 制御対象の駆動部から取り出した位置信号と記ロストモ
ーション補正値との偏差を位置指令に対する位置補正と
してフィードバックすることを特徴とするロストモーシ
ョン補正方法。1. A correction timing based on a relationship between an inertial force and a frictional force is determined from a moving direction of a moving shaft and a torque, a lost motion correction value according to a position of the moving shaft is obtained, and the lost motion correction value is taken out from a drive unit to be controlled. The lost motion correction method is characterized in that the deviation between the position signal and the lost motion correction value is fed back as the position correction for the position command.
擦力の関係に基づいた補正タイミングを決定し、 移動軸の位置に応じたロストモーション補正値を求め、 制御対象の移動を検出して得られた位置信号と前記ロス
トモーション補正値との偏差を位置指令に対する位置補
正としてフィードバックすることを特徴とするロストモ
ーション補正方法。2. The correction timing based on the relationship between the inertial force and the frictional force is determined from the moving direction and torque of the moving shaft, the lost motion correction value is obtained according to the position of the moving shaft, and the movement of the controlled object is detected. A lost motion correction method, characterized in that a deviation between the position signal obtained by the above and the lost motion correction value is fed back as position correction for a position command.
擦力の関係に基づいた補正タイミングを決定し、 移動軸の位置に応じたロストモーション補正値を求め、 制御対象の駆動部から取り出した第１の位置信号と前記
ロストモーション補正値との第１の偏差を求め、 制御対象の移動を検出して得られた第２の位置信号と前
記第１の偏差との第２の偏差を求め、 前記第１の偏差および前記第２の偏差の和を前記位置指
令に対する位置補正としてフィードバックすることを特
徴とするロストモーション補正方法。3. A correction timing based on the relationship between inertial force and frictional force is determined from the moving direction and torque of the moving shaft, a lost motion correction value is obtained according to the position of the moving shaft, and the lost motion correction value is taken out from the drive unit to be controlled. The first deviation between the first position signal and the lost motion correction value is obtained, and the second deviation between the second position signal and the first deviation obtained by detecting the movement of the controlled object is calculated. The lost motion correction method, which is characterized in that the sum of the first deviation and the second deviation is fed back as position correction for the position command.
記第１の偏差と加算されることを特徴とする請求項３に
記載のロストモーション補正方法。4. The lost motion correction method according to claim 3, wherein the second deviation is added to the first deviation via a first-order lag element.
る解析部と、 前記解析部による解析結果に基づき運転の状態を表す情
報と位置指令を発生する補間部と、 前記補間部から発生された位置指令に基づき、制御対象
を駆動するためのトルク指令を発生する位置制御部と、 前記補間部より得られた移動軸の移動方向を表す信号を
もとに前記位置制御部から得られたトルク指令値から慣
性力と摩擦力の関係に基づいた補正タイミングを決定す
るトルク検出部と、 前記補正タイミングをもとに前記位置制御部より得られ
た移動軸の位置に応じたロストモーション補正値を求め
るロストモーション補正部と、 制御対象の駆動部から取り出した位置信号と前記ロスト
モーション補正値との偏差を位置指令に対する位置補正
とするフィードバックループとを備えたロストモーショ
ン補正装置。5. An analysis unit for analyzing a control program for a controlled object, an interpolation unit for generating a position command and information indicating a driving state based on an analysis result by the analysis unit, and a position command generated by the interpolation unit. Based on the position control unit for generating a torque command for driving the controlled object, and the torque command value obtained from the position control unit based on the signal indicating the moving direction of the moving axis obtained from the interpolation unit. A torque detection unit that determines a correction timing based on the relationship between the inertial force and the frictional force, and a lost motion correction value according to the position of the moving axis obtained from the position control unit based on the correction timing. A motion compensation unit and a feedback rule that uses the deviation between the position signal extracted from the controlled drive unit and the lost motion compensation value as the position compensation for the position command. Lost motion correction device and a flop.
る解析部と、 前記解析部による解析結果に基づき運転の状態を表す情
報と位置指令を発生する補間部と、 前記補間部から発生された位置指令に基づき、制御対象
を駆動するためのトルク指令を発生する位置制御部と、 前記補間部より得られた移動軸の移動方向を表す信号を
もとに前記位置制御部から得られたトルク指令値から慣
性力と摩擦力の関係に基づいた補正タイミングを決定す
るトルク検出部と、 前記補正タイミングをもとに前記位置制御部より得られ
た移動軸の位置に応じたロストモーション補正値を求め
るロストモーション補正部と、 制御対象の位置を直接検出する位置検出部と、 前記位置検出部から取り出した位置信号と前記ロストモ
ーション補正値との偏差を位置指令に対する位置補正と
するフィードバックループとを備えたロストモーション
補正装置。6. An analysis unit for analyzing a control program for a controlled object, an interpolation unit for generating a position command and information indicating a driving state based on an analysis result by the analysis unit, and a position command generated by the interpolation unit. Based on the position control unit for generating a torque command for driving the controlled object, and the torque command value obtained from the position control unit based on the signal indicating the moving direction of the moving axis obtained from the interpolation unit. A torque detection unit that determines a correction timing based on the relationship between the inertial force and the frictional force, and a lost motion correction value according to the position of the moving axis obtained from the position control unit based on the correction timing. A motion correction unit, a position detection unit that directly detects the position of the control target, and a deviation between the position signal extracted from the position detection unit and the lost motion correction value, which is a position indicator. Lost motion correction apparatus that includes a feedback loop for the position correction for.
る解析部と、 前記解析部による解析結果に基づき運転の状態を表す情
報と位置指令を発生する補間部と、 前記補間部から発生された位置指令に基づき、制御対象
を駆動するためのトルク指令を発生する位置制御部と、 前記補間部より得られた移動軸の移動方向を表す信号を
もとに前記位置制御部から得られたトルク指令値から慣
性力と摩擦力の関係に基づいた補正タイミングを決定す
るトルク検出部と、 前記補正タイミングをもとに前記位置制御部より得られ
た移動軸の位置に応じたロストモーション補正値を求め
るロストモーション補正部と、 制御対象の駆動部から取り出した第１の位置信号と前記
ロストモーション補正値との第１の偏差を位置指令に対
する位置補正とする第１のフィードバックループと、 制御対象の位置を直接検出する位置検出部と、 前記位置検出部から取り出した第２の位置信号と前記第
１の偏差との第２の偏差を位置指令に対する位置補正と
する第２のフィードバックループとを備えたロストモー
ション補正装置。7. An analysis unit for analyzing a control program for a controlled object, an interpolation unit for generating a position command and information indicating a driving state based on an analysis result by the analysis unit, and a position command generated by the interpolation unit. Based on the position control unit for generating a torque command for driving the controlled object, and the torque command value obtained from the position control unit based on the signal indicating the moving direction of the moving axis obtained from the interpolation unit. A torque detection unit that determines a correction timing based on the relationship between the inertial force and the frictional force, and a lost motion correction value according to the position of the moving axis obtained from the position control unit based on the correction timing. A motion correction unit, and a first deviation between a first position signal extracted from a drive unit to be controlled and the lost motion correction value, which is a position correction for a position command. A feedback loop; a position detecting section for directly detecting the position of the controlled object; and a second deviation between the second position signal extracted from the position detecting section and the first deviation for position correction with respect to a position command. Lost motion compensation device with 2 feedback loops.
れフィルタを含むことを特徴とする請求項７に記載のロ
ストモーション補正装置。8. The lost motion correction device according to claim 7, wherein the second feedback loop includes a first-order lag filter.
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|---|---|---|---|
| JP2001353521A JP4030747B2 (en) | 2001-11-19 | 2001-11-19 | Lost motion correction method and lost motion correction device |
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Publications (2)
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