JP2664432B2 - サーボ制御装置 - Google Patents
サーボ制御装置Info
- Publication number
- JP2664432B2 JP2664432B2 JP22392788A JP22392788A JP2664432B2 JP 2664432 B2 JP2664432 B2 JP 2664432B2 JP 22392788 A JP22392788 A JP 22392788A JP 22392788 A JP22392788 A JP 22392788A JP 2664432 B2 JP2664432 B2 JP 2664432B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- backlash
- torque
- command
- speed
- acceleration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41078—Backlash acceleration compensation when inversing, reversing direction
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はサーボ制御装置に係り、特にバックラッシュ
補正を速やかに行え、しかも摩擦やバックラッシュに起
因して生じる象限突起を減少することが可能なサーボ制
御装置に関する。
補正を速やかに行え、しかも摩擦やバックラッシュに起
因して生じる象限突起を減少することが可能なサーボ制
御装置に関する。
＜従来技術＞ サーボモータを用いて工作機械の送り軸を制御する場
合、サーボモータの回転方向反転時に、換言すれば機械
可動部の移動方向反転時に、ギア等のバックラッシュを
補正するために、予め設定されているバックラッシュ補
正データを位置偏差データに加えて速度指令を発生し、
該速度指令に基づいてサーボモータの回転を制御する。
合、サーボモータの回転方向反転時に、換言すれば機械
可動部の移動方向反転時に、ギア等のバックラッシュを
補正するために、予め設定されているバックラッシュ補
正データを位置偏差データに加えて速度指令を発生し、
該速度指令に基づいてサーボモータの回転を制御する。
ところで、バックラッシュ補正データは所定のポジシ
ョンゲインKPを通じて速度ループに作用するため、サー
ボ系の遅れにより機械はすぐには動かず、このため加工
方向反転箇所に象限突起が発生する。
ョンゲインKPを通じて速度ループに作用するため、サー
ボ系の遅れにより機械はすぐには動かず、このため加工
方向反転箇所に象限突起が発生する。
そこで、バックラッシュや摩擦の影響を少なくし、切
削時における象限切り替わり目の突起を小さくするため
に、速度指令に適当な加速量（バックラッシュ加速量と
いう）を所定時間加えることが行われている。尚、NC装
置がサーボ側にバックラッシュ補正データを渡すのと同
時にバックラッシュ加速を行うと、指令とサーボ系の間
の遅れによりモータが完全に方向反転していないため逆
に内側へ食い込んでしまう等の不具合が生じる。そこ
で、実際にはモータの回転方向を監視し、回転方向反転
のタイミングでバックラッシュ加速を行っている。かか
るバックラッシュ加速制御をモータの回転方向反転時に
行うと、機械系のバックラッシュ、及び摩擦に起因する
象限突起の発生を相当減少できる。
削時における象限切り替わり目の突起を小さくするため
に、速度指令に適当な加速量（バックラッシュ加速量と
いう）を所定時間加えることが行われている。尚、NC装
置がサーボ側にバックラッシュ補正データを渡すのと同
時にバックラッシュ加速を行うと、指令とサーボ系の間
の遅れによりモータが完全に方向反転していないため逆
に内側へ食い込んでしまう等の不具合が生じる。そこ
で、実際にはモータの回転方向を監視し、回転方向反転
のタイミングでバックラッシュ加速を行っている。かか
るバックラッシュ加速制御をモータの回転方向反転時に
行うと、機械系のバックラッシュ、及び摩擦に起因する
象限突起の発生を相当減少できる。
ところで、バックラッシュ加速量を印加の全時間にわ
たって一定にすると、加速の開始時においては問題とな
らないが、加速終了時に速度指令が急激に変化するため
それに応じて実速度も急激に変化し、この速度急変の影
響が切削面に現われて滑めらかさを欠くという問題が生
じる。
たって一定にすると、加速の開始時においては問題とな
らないが、加速終了時に速度指令が急激に変化するため
それに応じて実速度も急激に変化し、この速度急変の影
響が切削面に現われて滑めらかさを欠くという問題が生
じる。
そこで、加速の開始時にはバックラッシュ加速量を大
きくして加速量が不足することを防止し、以後時間の経
過と共に漸減してバックラッシュ加速終了時における速
度の急変を防止することも行われている。
きくして加速量が不足することを防止し、以後時間の経
過と共に漸減してバックラッシュ加速終了時における速
度の急変を防止することも行われている。
＜発明が解決しようとしている課題＞ しかしながら、バックラッシュ加速のアルゴリズム自
体はオープンループ制御であり、機械毎にパラメータ
（加減速時定数、各種ゲイン等）を的確に設定する必要
がある。
体はオープンループ制御であり、機械毎にパラメータ
（加減速時定数、各種ゲイン等）を的確に設定する必要
がある。
また、最適なパラメータは切削速度、加工物重量、温
度、切削面の状況等によって変わる。このため、ある条
件では象限突起を非常に小さくできても別の条件で切削
すると象限突起が大きくなったり、あるいは内側に切り
込んでしまう不具合が生じる。
度、切削面の状況等によって変わる。このため、ある条
件では象限突起を非常に小さくできても別の条件で切削
すると象限突起が大きくなったり、あるいは内側に切り
込んでしまう不具合が生じる。
以上から本発明の目的は、機械の条件や切削条件が変
化しても同一のパラメータでバックラッシュ分及び摩擦
分を同じようにキャンセルし、象限突起を無くすことが
できるサーボ制御装置を提供することである。
化しても同一のパラメータでバックラッシュ分及び摩擦
分を同じようにキャンセルし、象限突起を無くすことが
できるサーボ制御装置を提供することである。
＜課題を解決するための手段＞ 第１図は本発明のサーボ制御装置のブロック図であ
る。
る。
13はエラーカウンタ、15は速度制御部、18はバックラ
ッシュ補正タイミング判別部、19はトルク監視部、21は
加速量出力部である。
ッシュ補正タイミング判別部、19はトルク監視部、21は
加速量出力部である。
＜作用＞ バックラッシュ補正タイミング判別部18により位置偏
差Erが零になったことが検出されると、加速量出力部21
は所定のバックラッシュ加速量BACCを速度指令VCMDに加
算してバックラッシュを速やかに、かつ円滑に補正させ
る。そして、トルク監視部19により、速度制御部15から
出力されるトルク指令TCMDが予め設定してある静止最大
摩擦トルクFMAXに等しくなったことが検出されれば、バ
ックラッシュ補正が終ったものとみなし加速量出力部21
はバックラッシュ加速量BACCの出力を停止し、バックラ
ッシュ加速制御を完了する。
差Erが零になったことが検出されると、加速量出力部21
は所定のバックラッシュ加速量BACCを速度指令VCMDに加
算してバックラッシュを速やかに、かつ円滑に補正させ
る。そして、トルク監視部19により、速度制御部15から
出力されるトルク指令TCMDが予め設定してある静止最大
摩擦トルクFMAXに等しくなったことが検出されれば、バ
ックラッシュ補正が終ったものとみなし加速量出力部21
はバックラッシュ加速量BACCの出力を停止し、バックラ
ッシュ加速制御を完了する。
＜実施例＞ 第１図は本発明のサーボ制御装置のブロック図、第２
図は速度制御部のブロック図である。
図は速度制御部のブロック図である。
11はNC部であり、所定のサンプリング時間毎に移動指
令PCを発生すると共に、移動指令方向が反転するとバッ
クラッシュ補正量BCを出力する。12は移動指令PCと検出
移動量PAの差分を演算する位置誤差演算部、13は差分を
積算して位置偏差Erを出力するエラーカウンタ、14はポ
ジションゲインKP設定部、15は速度制御部、16は速度制
御部15から出力されるトルク指令TCMDから摩擦トルクTf
を減算する演算部、17は制御対象であるサーボモータ含
む機械系であり、伝達関数（Jmはモータイナーシャ）に
より表現されている。
令PCを発生すると共に、移動指令方向が反転するとバッ
クラッシュ補正量BCを出力する。12は移動指令PCと検出
移動量PAの差分を演算する位置誤差演算部、13は差分を
積算して位置偏差Erを出力するエラーカウンタ、14はポ
ジションゲインKP設定部、15は速度制御部、16は速度制
御部15から出力されるトルク指令TCMDから摩擦トルクTf
を減算する演算部、17は制御対象であるサーボモータ含
む機械系であり、伝達関数（Jmはモータイナーシャ）に
より表現されている。
速度制御部15は、第２図に示すように、所定時間毎に
速度指令VCMD′と実速度（速度フィードバック）Vfの差
分を演算する演算部15aと、該差分を積算する積分器
（伝達関数はk1/s）15bと、比例ゲインk2設定部（比例
器）と、積分出力と比例出力を加算する演算部15dと、
演算部出力にトルク定数ktを乗算してトルク指令（電流
指令）TCMDを発生するトルク定数設定部15eを有してい
る。
速度指令VCMD′と実速度（速度フィードバック）Vfの差
分を演算する演算部15aと、該差分を積算する積分器
（伝達関数はk1/s）15bと、比例ゲインk2設定部（比例
器）と、積分出力と比例出力を加算する演算部15dと、
演算部出力にトルク定数ktを乗算してトルク指令（電流
指令）TCMDを発生するトルク定数設定部15eを有してい
る。
第１図に戻って、18はバックラッシュ補正タイミング
判別部、19はトルク監視部、20はバックラッシュ補正量
加算部、21は加速量出力部、22はバックラッシュ加速量
加算部である。
判別部、19はトルク監視部、20はバックラッシュ補正量
加算部、21は加速量出力部、22はバックラッシュ加速量
加算部である。
バックラッシュ補正タイミング判別部18は、移動指令
方向が反転した時にNC部11から与えられるバックラッシ
ュ補正量BCを記憶保持すると共に、エラーカウンタ13の
内容（位置偏差）Erを監視して、Er＝０によりサーボモ
ータの回転方向反転を検出する。そして、回転方向反転
検出によりバックラッシュ補正量BCを加算部20に出力す
ると共に、加速量出力部21に回転方向反転信号RDIを入
力する。
方向が反転した時にNC部11から与えられるバックラッシ
ュ補正量BCを記憶保持すると共に、エラーカウンタ13の
内容（位置偏差）Erを監視して、Er＝０によりサーボモ
ータの回転方向反転を検出する。そして、回転方向反転
検出によりバックラッシュ補正量BCを加算部20に出力す
ると共に、加速量出力部21に回転方向反転信号RDIを入
力する。
トルク監視部19は、速度制御部15から出力されるトル
ク指令TCMDが予め設定されている静止最大摩擦トルクF
MAXに絶対値において等くなったか検出し、等しくなれ
ばトルク一致信号TCIを加速量出力部21に出力する。
尚、静止最大摩擦トルクFMAXはたとえば、以下のように
設定する。すなわち、送り軸移動指令が反転すると位置
偏差が減少してゆき静止最大摩擦トルクに打ち勝って最
後の１パルス分移動し、以後モータの回転方向が反転す
るから、モータ回転方向反転直前のトルク指令を静止最
大摩擦トルクFMAXと見做して測定し、トルク監視部19に
設定する。
ク指令TCMDが予め設定されている静止最大摩擦トルクF
MAXに絶対値において等くなったか検出し、等しくなれ
ばトルク一致信号TCIを加速量出力部21に出力する。
尚、静止最大摩擦トルクFMAXはたとえば、以下のように
設定する。すなわち、送り軸移動指令が反転すると位置
偏差が減少してゆき静止最大摩擦トルクに打ち勝って最
後の１パルス分移動し、以後モータの回転方向が反転す
るから、モータ回転方向反転直前のトルク指令を静止最
大摩擦トルクFMAXと見做して測定し、トルク監視部19に
設定する。
加速量出力部21は位置偏差Erが零になった時にバック
ラッシュ加速量BACCを出力し、トルク指令TCMDが静止最
大摩擦トルクFMAXに等しくなった時にバックラッシュ加
速量の出力を停止する。
ラッシュ加速量BACCを出力し、トルク指令TCMDが静止最
大摩擦トルクFMAXに等しくなった時にバックラッシュ加
速量の出力を停止する。
次に第１図の全体的動作を説明する。
演算部12において演算された、サンプリング時間TS毎
の移動指令PCと検出移動量PAの差分は、エラーカウンタ
13で積分されて位置偏差Erとなり、しかる後ポジション
ゲインKpを乗算されて速度指令VCMDとなり、以後速度制
御部15において速度偏差に応じたトルク指令TCMDを出力
されてサーボモータを回転する。
の移動指令PCと検出移動量PAの差分は、エラーカウンタ
13で積分されて位置偏差Erとなり、しかる後ポジション
ゲインKpを乗算されて速度指令VCMDとなり、以後速度制
御部15において速度偏差に応じたトルク指令TCMDを出力
されてサーボモータを回転する。
かかる状態において、指令移動方向が反転すると、NC
部11から予め設定されているバックラッシュ補正量BCが
出力されると共にサンプリング時間TS毎に該反転方向へ
の移動指令PCが発生する。
部11から予め設定されているバックラッシュ補正量BCが
出力されると共にサンプリング時間TS毎に該反転方向へ
の移動指令PCが発生する。
バックラッシュ補正タイミング判別部19は該バックラ
ッシュ補正量BCを保持すると共に、以後上記サーボ制御
処理と並行してエラーカウンタ13の内容（位置偏差）Er
を監視する。そして、Er＝０になった時サーボモータの
回転方向が反転したと判定する。
ッシュ補正量BCを保持すると共に、以後上記サーボ制御
処理と並行してエラーカウンタ13の内容（位置偏差）Er
を監視する。そして、Er＝０になった時サーボモータの
回転方向が反転したと判定する。
バックラッシュ補正タイミング判定部19は回転方向反
転の検出により、保持しているバックラッシュ補正量BC
を加算部20に出力すると共に、加速量出力部21に回転方
向反転信号RDIを入力する。
転の検出により、保持しているバックラッシュ補正量BC
を加算部20に出力すると共に、加速量出力部21に回転方
向反転信号RDIを入力する。
バックラッシュ補正量加算部20はバックラッシュ補正
量BCと位置偏差Erを加算してポジションゲイン設定部14
に入力し、該ポジションゲイン設定部14はポジションゲ
インKPを乗算してバックラッシュ補正量に応じた速度指
令VCMDを発生する。
量BCと位置偏差Erを加算してポジションゲイン設定部14
に入力し、該ポジションゲイン設定部14はポジションゲ
インKPを乗算してバックラッシュ補正量に応じた速度指
令VCMDを発生する。
又、加速量出力部21は回転方向反転信号RDIにより一
定のバックラッシュ加速量BACCを出力する。これによ
り、加算部22はバックラッシュ加速量BACCと速度指令V
CMDを加算し、加算結果を真の速度指令VCMD′として速
度制御部15に入力する。
定のバックラッシュ加速量BACCを出力する。これによ
り、加算部22はバックラッシュ加速量BACCと速度指令V
CMDを加算し、加算結果を真の速度指令VCMD′として速
度制御部15に入力する。
速度制御部15は速度偏差を演算すると共に、該速度偏
差に応じたトルク指令TCMDを出力し、サーボモータ17を
回転し、速やかにバックラッシュを補正する。
差に応じたトルク指令TCMDを出力し、サーボモータ17を
回転し、速やかにバックラッシュを補正する。
そして、バックラッシュ補正の完了直前において、ト
ルク指令TCMDが予め設定されている静止最大摩擦トルク
FMAXと等しくなり、トルク監視部19からトルク一致信号
TCIが発生する。
ルク指令TCMDが予め設定されている静止最大摩擦トルク
FMAXと等しくなり、トルク監視部19からトルク一致信号
TCIが発生する。
これにより、加速量出力部21はバックラッシュ加速量
BACCの出力を停止し、バックラッシュ補正制御を完了す
る。
BACCの出力を停止し、バックラッシュ補正制御を完了す
る。
＜発明の効果＞ 以上本発明によれば、サーボモータの回転方向が反転
した時にバックラッシュ加速量を出力し、トルク指令が
静止最大摩擦トルクに等しくなった時にバックラッシュ
加速量の出力を停止するように構成したから、機械の条
件や切削条件が変化しても同一のパラメータでバックラ
ッシュ分及び摩擦分を同じようにキャンセルし、象限突
起を無くすことができる。
した時にバックラッシュ加速量を出力し、トルク指令が
静止最大摩擦トルクに等しくなった時にバックラッシュ
加速量の出力を停止するように構成したから、機械の条
件や切削条件が変化しても同一のパラメータでバックラ
ッシュ分及び摩擦分を同じようにキャンセルし、象限突
起を無くすことができる。
又、バックラッシュ加速量を少し大き目な値にしてお
くことにより、バックラッシュ分を速く移動することが
でき、バックラッシュによる突起を益々改善することが
できる。
くことにより、バックラッシュ分を速く移動することが
でき、バックラッシュによる突起を益々改善することが
できる。
第１図は本発明のサーボ制御装置のブロック図， 第２図は速度制御部のブロック図である。 13……エラーカウンタ、 15……速度制御部、 18……バックラッシュ補正タイミング判別部、 19……トルク監視部、 21……加速量出力部、
Claims (2)
- 【請求項１】サーボモータの回転方向反転時に、バック
ラッシュ補正データを位置偏差データに加えて速度指令
を発生すると共に、該速度指令に所定時間バックラッシ
ュ加速量を加算してバックラッシュ補正を行うサーボ制
御装置において、 サーボモータの回転方向反転を検出する手段と、 速度偏差に基づいて出力されるトルク指令が予め設定さ
れている静止最大摩擦トルクに絶対値において等くなっ
たことを検出する検出手段と、 サーボモータの回転方向が反転した時に前記バックラッ
シュ加速量を出力し、トルク指令が静止最大摩擦トルク
に等しくなった時にバックラッシュ加速量の出力を停止
する加速量出力手段を有することを特徴とするサーボ制
御装置。 - 【請求項２】前記静止最大摩擦トルクは、回転方向反転
直前のトルク指令とする特許請求の範囲第１項記載のサ
ーボ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22392788A JP2664432B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | サーボ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22392788A JP2664432B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | サーボ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0271311A JPH0271311A (ja) | 1990-03-09 |
| JP2664432B2 true JP2664432B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=16805891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22392788A Expired - Fee Related JP2664432B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | サーボ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2664432B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2734236B2 (ja) * | 1991-08-07 | 1998-03-30 | 三菱電機株式会社 | サーボモータの制御装置 |
-
1988
- 1988-09-07 JP JP22392788A patent/JP2664432B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0271311A (ja) | 1990-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5691616A (en) | Fully-closed-loop servomotor control system | |
| WO1995005703A1 (fr) | Appareil et procede pour commander un servomoteur | |
| JPH03228106A (ja) | サーボモータの制御方法 | |
| JPH0569275A (ja) | 数値制御装置 | |
| JP2703575B2 (ja) | サーボ制御装置 | |
| EP0547239B1 (en) | Back-lash acceleration control method | |
| JPH1063325A (ja) | サーボモータの制御方法 | |
| JPS63148314A (ja) | セミクロ−ズドル−プサ−ボ制御系の制御装置 | |
| JP3285681B2 (ja) | サーボモータの制御方法 | |
| JP2664432B2 (ja) | サーボ制御装置 | |
| JP3049946B2 (ja) | 負荷イナーシャ測定装置 | |
| JP3253022B2 (ja) | サーボモータのバックラッシュ補正制御方法 | |
| JPH06131050A (ja) | サーボモータで駆動される可動部の衝突検出方法 | |
| EP0540761B1 (en) | Method of controlling backlash acceleration | |
| JP2546881B2 (ja) | 静止最大摩擦トルク測定方法 | |
| JP2788360B2 (ja) | 電動機の速度制御装置 | |
| JP2525849B2 (ja) | 原点復帰方法 | |
| JPH0682346A (ja) | イナーシャ、外乱トルクの推定及び異常負荷検出方法 | |
| JP2906766B2 (ja) | サーボモータの制御装置 | |
| JPS6337597B2 (ja) | ||
| JP2728260B2 (ja) | サーボ制御装置 | |
| JP2703096B2 (ja) | コンベア付きロボットシステムの教示方法 | |
| JPH06261574A (ja) | サーボモータの制御装置 | |
| JPH0254314A (ja) | サーボ制御装置 | |
| JP3206611B2 (ja) | 位置同期形速度制御系における位置追従制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |