JP3169838B2 - サーボモータの制御方法 - Google Patents
サーボモータの制御方法Info
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- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
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- Numerical Control (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の送り軸
や産業ロボットのアームを駆動するサーボモータの制御
方式に係り、特に、サーボモータの回転が反転するとき
に生じる応答遅れを補正する技術に関する。
や産業ロボットのアームを駆動するサーボモータの制御
方式に係り、特に、サーボモータの回転が反転するとき
に生じる応答遅れを補正する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】工作機械で２軸円弧補間送り運動をさせ
るサーボモータの制御では、ＮＣ位置指令と、サーボモ
ータまたはこのサーボモータにより駆動されるテーブル
サドルなどの移動体に設けられた位置検出器からのフィ
ードバック信号との偏差が０となるような位置ループを
組むとともに、位置フィードバック信号を微分した速度
フィードバック信号から速度ループを組み、速度ループ
ゲインの出力をトルク指令値とする方式が一般に採られ
ている。
るサーボモータの制御では、ＮＣ位置指令と、サーボモ
ータまたはこのサーボモータにより駆動されるテーブル
サドルなどの移動体に設けられた位置検出器からのフィ
ードバック信号との偏差が０となるような位置ループを
組むとともに、位置フィードバック信号を微分した速度
フィードバック信号から速度ループを組み、速度ループ
ゲインの出力をトルク指令値とする方式が一般に採られ
ている。
【０００３】このようなサーボモータの制御では、モー
タの回転方向を反転させるとき、通常、機械は即座に反
転することができない。これは、送り駆動機構のロスト
モーションや摩擦の影響のためで、円弧切削等を行なっ
ているときに象限が変ると、図７に示すように、実際の
運動の軌跡が指令軌跡よりも外側に出てしまい軌跡にふ
くらみを生じる。この現象は、スティックモーションま
たは象限突起と呼ばれており、輪郭加工精度低下の一要
因となっている。
タの回転方向を反転させるとき、通常、機械は即座に反
転することができない。これは、送り駆動機構のロスト
モーションや摩擦の影響のためで、円弧切削等を行なっ
ているときに象限が変ると、図７に示すように、実際の
運動の軌跡が指令軌跡よりも外側に出てしまい軌跡にふ
くらみを生じる。この現象は、スティックモーションま
たは象限突起と呼ばれており、輪郭加工精度低下の一要
因となっている。
【０００４】この現象が起こるのは、運動方向が反転す
ると摩擦トルクの分だけトルク指令を反転させる必要が
あるが、速度ループの応答特性による遅れがあるため、
送り軸が一時停止するためであると考えられている。
ると摩擦トルクの分だけトルク指令を反転させる必要が
あるが、速度ループの応答特性による遅れがあるため、
送り軸が一時停止するためであると考えられている。
【０００５】従来、象限切り換わり時の象限突起を減じ
るために行なわれている補正としては、図８に示すモー
タ反転時のトルク指令値ΔＴを反転トルクとして検出
し、このトルク指令値ΔＴに所定の補正係数を乗じた値
をトルク指令値としてモータ反転時に補正するものがあ
る。
るために行なわれている補正としては、図８に示すモー
タ反転時のトルク指令値ΔＴを反転トルクとして検出
し、このトルク指令値ΔＴに所定の補正係数を乗じた値
をトルク指令値としてモータ反転時に補正するものがあ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来技術では、慣性力の影響を大きく受ける高速送り
や、制御軸に重力の影響を大きく受ける垂直軸を含む場
合には、検出した反転トルクの値が不正確であったり、
特に、慣性力の影響でトルク指令値が０以下の値になっ
た場合に反転トルクを検出できずに補正が不可能となる
大きな欠点があった。
従来技術では、慣性力の影響を大きく受ける高速送り
や、制御軸に重力の影響を大きく受ける垂直軸を含む場
合には、検出した反転トルクの値が不正確であったり、
特に、慣性力の影響でトルク指令値が０以下の値になっ
た場合に反転トルクを検出できずに補正が不可能となる
大きな欠点があった。
【０００７】また、従来、モータ反転時に補正を開始す
る制御を送り速度や円弧半径等の条件をいろいろと変え
て実験したところ、送り速度や円弧半径等の条件によっ
ては、象限突起の前に食い込みを生じることがあるとい
う知見を得た。
る制御を送り速度や円弧半径等の条件をいろいろと変え
て実験したところ、送り速度や円弧半径等の条件によっ
ては、象限突起の前に食い込みを生じることがあるとい
う知見を得た。
【０００８】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、慣性力、重力、さらには送り速
度や円弧半径による影響を排除して、モータ反転時のト
ルク指令値を正確に反転トルクとして検出し、これを補
正の基準として象限突起をより的確に減じることのでき
るようにしたサーボモータの制御方法を提供することに
ある。
有する問題点を解消し、慣性力、重力、さらには送り速
度や円弧半径による影響を排除して、モータ反転時のト
ルク指令値を正確に反転トルクとして検出し、これを補
正の基準として象限突起をより的確に減じることのでき
るようにしたサーボモータの制御方法を提供することに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、サーボモータにより円弧補間送り運動
をされる移動体の位置を直接または間接的に検出し、位
置指令に追従させるフィードバック制御を行なうサーボ
モータの制御方法において、移動体の運動方向が切り換
わる象限切換時のトルク指令値と、モータ反転直後のト
ルク指令値の最大値または最小値を検出し、これらのト
ルク指令値の差から補正基準トルクを求め、前記補正基
準トルクを基準にして象限切換時のトルク指令を補正す
ることを特徴とするものである。
めに、本発明は、サーボモータにより円弧補間送り運動
をされる移動体の位置を直接または間接的に検出し、位
置指令に追従させるフィードバック制御を行なうサーボ
モータの制御方法において、移動体の運動方向が切り換
わる象限切換時のトルク指令値と、モータ反転直後のト
ルク指令値の最大値または最小値を検出し、これらのト
ルク指令値の差から補正基準トルクを求め、前記補正基
準トルクを基準にして象限切換時のトルク指令を補正す
ることを特徴とするものである。
【００１０】この制御方法によれば、象限切換時のトル
ク指令値と反転直後のトルク指令値の最大値または最小
値との差から、トルク補正の基準となる補正基準トルク
を求めるようにしたことにより、送り軸が慣性力や重力
の影響を受けて、象限切換の前後でトルク指令値にばら
つきや変動が生じても、その影響を受けずに正確な象限
切換時のサーボモータの送りトルクを検出することがで
きるようになった。そして、この慣性力や重力の影響を
排除した補正基準トルクに基づいてトルク指令を補正し
て制御系にフィードバックするので、象限突起を効果的
に減じることができる。
ク指令値と反転直後のトルク指令値の最大値または最小
値との差から、トルク補正の基準となる補正基準トルク
を求めるようにしたことにより、送り軸が慣性力や重力
の影響を受けて、象限切換の前後でトルク指令値にばら
つきや変動が生じても、その影響を受けずに正確な象限
切換時のサーボモータの送りトルクを検出することがで
きるようになった。そして、この慣性力や重力の影響を
排除した補正基準トルクに基づいてトルク指令を補正し
て制御系にフィードバックするので、象限突起を効果的
に減じることができる。
【００１１】また、本発明による制御方法は、サーボモ
ータにより円弧補間送り運動をされる移動体の位置を直
接または間接的に検出し、位置指令に追従させるフィー
ドバック制御を行なうサーボモータの制御方法におい
て、円弧半径、送り速度を指定して試験的に送り運動を
させるテストプログラムを実行し、移動体の運動方向が
切り換わる象限切換時のトルク指令値と、モータ反転直
後のトルク指令値の最大値または最小値を検出し、これ
らのトルク指令値の差から所与の円弧半径、送り速度に
おける補正基準トルクを求め、円弧半径、送り速度の値
を変えてテストプログラムを繰り返して実行し、任意の
円弧半径、送り速度に対応する補正基準トルクの値を与
える補正トルクテーブルを作成し、ＮＣプログラム実行
時に前記補正トルクテーブルから補正基準トルクを読み
込み、前記補正基準トルクを基準にして象限切換時のト
ルク指令を補正することを特徴とする。
ータにより円弧補間送り運動をされる移動体の位置を直
接または間接的に検出し、位置指令に追従させるフィー
ドバック制御を行なうサーボモータの制御方法におい
て、円弧半径、送り速度を指定して試験的に送り運動を
させるテストプログラムを実行し、移動体の運動方向が
切り換わる象限切換時のトルク指令値と、モータ反転直
後のトルク指令値の最大値または最小値を検出し、これ
らのトルク指令値の差から所与の円弧半径、送り速度に
おける補正基準トルクを求め、円弧半径、送り速度の値
を変えてテストプログラムを繰り返して実行し、任意の
円弧半径、送り速度に対応する補正基準トルクの値を与
える補正トルクテーブルを作成し、ＮＣプログラム実行
時に前記補正トルクテーブルから補正基準トルクを読み
込み、前記補正基準トルクを基準にして象限切換時のト
ルク指令を補正することを特徴とする。
【００１２】この発明によれば、前記の制御方法と同じ
ように、慣性力や重力の影響を排除したトルク補正を行
なえるほか、テストプログラムを実行してあらかじめ補
正トルクテーブルを作成しておくことで、任意の円弧半
径、送り速度でのトルク補正が可能となる。
ように、慣性力や重力の影響を排除したトルク補正を行
なえるほか、テストプログラムを実行してあらかじめ補
正トルクテーブルを作成しておくことで、任意の円弧半
径、送り速度でのトルク補正が可能となる。
【００１３】また、適宜、テストプログラムを実行し
て、それまでに作成しておいた補正トルクテーブルを適
宜更新することができるので、機械の経時変化の影響
や、機械の条件の変更、例えば、サーボパラメータ等制
御パラメータ、テーブル荷重等によって基準トルクの値
が変化しても、適正な補正が可能となる。
て、それまでに作成しておいた補正トルクテーブルを適
宜更新することができるので、機械の経時変化の影響
や、機械の条件の変更、例えば、サーボパラメータ等制
御パラメータ、テーブル荷重等によって基準トルクの値
が変化しても、適正な補正が可能となる。
【００１４】本発明では、象限切換時のトルク指令値に
ついては、速度フィードバック信号が０となるタイミン
グを検出し、このときのトルク指令値を象限切換時のト
ルク指令値とすることが好ましく、これにより、より正
確な象限切換位置が求められる。
ついては、速度フィードバック信号が０となるタイミン
グを検出し、このときのトルク指令値を象限切換時のト
ルク指令値とすることが好ましく、これにより、より正
確な象限切換位置が求められる。
【００１５】また、本発明では、モータ反転直後のトル
ク指令値の最大値または最小値を直接検出するかわり
に、トルク指令値を微分し、象限切換後の微分値が０と
なるタイミングを検出し、このときのトルク指令値をモ
ータ反転直後のトルク指令値の最大値または最小値とす
ることができる。
ク指令値の最大値または最小値を直接検出するかわり
に、トルク指令値を微分し、象限切換後の微分値が０と
なるタイミングを検出し、このときのトルク指令値をモ
ータ反転直後のトルク指令値の最大値または最小値とす
ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるサーボモータ
の制御方法の一実施形態について添付の図面を参照して
説明する。図１は、本発明によるサーボモータの制御方
法を実施する工作機械のサーボ制御系がセミクローズド
ループ方式の場合のブロック図である。この実施形態で
は、ＮＣ工作機械のテーブルに所定の荷重を搭載し、こ
のテーブルに所定の円弧半径、送り速度で円弧補間送り
運動をさせる。
の制御方法の一実施形態について添付の図面を参照して
説明する。図１は、本発明によるサーボモータの制御方
法を実施する工作機械のサーボ制御系がセミクローズド
ループ方式の場合のブロック図である。この実施形態で
は、ＮＣ工作機械のテーブルに所定の荷重を搭載し、こ
のテーブルに所定の円弧半径、送り速度で円弧補間送り
運動をさせる。
【００１７】図１において、１０が送り軸の送りねじを
回転駆動するサーボモータである。この場合、テーブル
とサドルの直交する各送り軸について、同時に２軸制御
を行ない、テーブルに円弧補間送り運動を与える。ＮＣ
の指令プログラムＰを解析部１２でＮＣの実行データに
変換し、指定された円弧半径Ｒ、送り速度Ｆに応じた位
置指令を分配部１１を介し与えると、サーボモータ１０
は、この位置指令に追従するように制御される。
回転駆動するサーボモータである。この場合、テーブル
とサドルの直交する各送り軸について、同時に２軸制御
を行ない、テーブルに円弧補間送り運動を与える。ＮＣ
の指令プログラムＰを解析部１２でＮＣの実行データに
変換し、指定された円弧半径Ｒ、送り速度Ｆに応じた位
置指令を分配部１１を介し与えると、サーボモータ１０
は、この位置指令に追従するように制御される。
【００１８】サーボモータ１０の位置制御の構成とし
て、サーボモータ１０の回転軸に取り付けられた位置検
出器１３からの位置フィードバック信号をとり、これと
位置指令との偏差が０となるような位置制御ループが一
番外側のループとして構成されている。その内側のルー
プは、速度制御ループであり、位置フィードバック信号
は、微分処理部１４によって微分されて速度フィードバ
ック信号に変換されて位置ループゲイン１５の出力と比
較される。この場合、速度制御ループの内側のマイナー
ループとしてトルクループが組まれている。速度ループ
ゲイン１７の出力はトルク指令としてアンプ１８で増幅
されてサーボモータ１０に出力される。
て、サーボモータ１０の回転軸に取り付けられた位置検
出器１３からの位置フィードバック信号をとり、これと
位置指令との偏差が０となるような位置制御ループが一
番外側のループとして構成されている。その内側のルー
プは、速度制御ループであり、位置フィードバック信号
は、微分処理部１４によって微分されて速度フィードバ
ック信号に変換されて位置ループゲイン１５の出力と比
較される。この場合、速度制御ループの内側のマイナー
ループとしてトルクループが組まれている。速度ループ
ゲイン１７の出力はトルク指令としてアンプ１８で増幅
されてサーボモータ１０に出力される。
【００１９】また、トルク指令は、トルク補正部２０に
フィードバックされ、図２に示すフローチャートに従っ
たテストプログラムの実行中に補正トルクテーブルが作
成される。加工プログラム実行中は、トルク補正部２０
で作成された補正トルクは積分器１６に導入され、この
積分器１６の出力を速度ループゲインの前段に帰還させ
ることで、象限切換時のトルクを補正しながらサーボモ
ータ１０が制御される。
フィードバックされ、図２に示すフローチャートに従っ
たテストプログラムの実行中に補正トルクテーブルが作
成される。加工プログラム実行中は、トルク補正部２０
で作成された補正トルクは積分器１６に導入され、この
積分器１６の出力を速度ループゲインの前段に帰還させ
ることで、象限切換時のトルクを補正しながらサーボモ
ータ１０が制御される。
【００２０】以下、図１のサーボ制御系のブロック図と
ともに、図２のフローチャートを参照して本発明による
制御方法をより詳細に説明する。まず、本発明の制御方
法では、象限切換時のトルク補正の基準となる基準トル
クＴc を与えられた送り速度Ｆ、円弧半径Ｒの値ごとに
補正トルクテーブル作成部２１で作成しておき、基準ト
ルクＴc −送り速度Ｆ線図および基準トルクＴc−円弧
半径Ｒ線図に相当するデータを補正トルクテーブル格納
部２２に格納しておく。その一連の処理は、テストプロ
グラムを実行することにより行なわれる。テストプログ
ラムを実行するときには、図１で切り換えスイッチ２
３、２４はｂ接点側に切り換わるようなっている。
ともに、図２のフローチャートを参照して本発明による
制御方法をより詳細に説明する。まず、本発明の制御方
法では、象限切換時のトルク補正の基準となる基準トル
クＴc を与えられた送り速度Ｆ、円弧半径Ｒの値ごとに
補正トルクテーブル作成部２１で作成しておき、基準ト
ルクＴc −送り速度Ｆ線図および基準トルクＴc−円弧
半径Ｒ線図に相当するデータを補正トルクテーブル格納
部２２に格納しておく。その一連の処理は、テストプロ
グラムを実行することにより行なわれる。テストプログ
ラムを実行するときには、図１で切り換えスイッチ２
３、２４はｂ接点側に切り換わるようなっている。
【００２１】これに対して、加工プログラムを実行した
ときには、切り換えスイッチ２３、２４はａ接点側に切
り換えるようになっていて、トルク補正実行部２５は、
補正トルクテーブル格納部２２から、加工プログラムで
指定された送り速度Ｆ、円弧半径Ｒに対応する基準トル
クを取り込み、トルク補正を実行する。
ときには、切り換えスイッチ２３、２４はａ接点側に切
り換えるようになっていて、トルク補正実行部２５は、
補正トルクテーブル格納部２２から、加工プログラムで
指定された送り速度Ｆ、円弧半径Ｒに対応する基準トル
クを取り込み、トルク補正を実行する。
【００２２】図２において、所定の円弧半径Ｒ、送り速
度Ｆでテストプログラムの実行が開始され（ステップＳ
１）、位置指令からその移動方向を検出する指令移動方
向検出部２７が、移動方向指令の反転、すなわち、象限
が切り換わったことを検出すると（ステップＳ２）、速
度ループゲイン１７の出力からトルク指令が検出される
（ステップＳ３）。図３（ａ）は、検出されるトルク指
令の信号波形の時間的変化を示す図である。速度０検出
部２６は、位置検出器１３からの位置フィードバック信
号を微分処理部１４で微分して変換した速度フィードバ
ック信号を取り込み、速度が０、すなわち、速度フィー
ドバック信号が０になるタイミングを検出する（ステッ
プＳ４）。
度Ｆでテストプログラムの実行が開始され（ステップＳ
１）、位置指令からその移動方向を検出する指令移動方
向検出部２７が、移動方向指令の反転、すなわち、象限
が切り換わったことを検出すると（ステップＳ２）、速
度ループゲイン１７の出力からトルク指令が検出される
（ステップＳ３）。図３（ａ）は、検出されるトルク指
令の信号波形の時間的変化を示す図である。速度０検出
部２６は、位置検出器１３からの位置フィードバック信
号を微分処理部１４で微分して変換した速度フィードバ
ック信号を取り込み、速度が０、すなわち、速度フィー
ドバック信号が０になるタイミングを検出する（ステッ
プＳ４）。
【００２３】このときは、送り軸が実際に一時停止して
いるときであり、補正トルクテーブル作成部２１は、速
度０のタイミングと同期して、そのときの（図３（ａ）
のＡ点）でのトルク指令値ＴjAを取り込む（ステップＳ
５）。
いるときであり、補正トルクテーブル作成部２１は、速
度０のタイミングと同期して、そのときの（図３（ａ）
のＡ点）でのトルク指令値ＴjAを取り込む（ステップＳ
５）。
【００２４】続いて、トルク指令の信号には、図３
（ｂ）に示めされるように、ノイズ除去のためのフィル
タ処理がなされるとともに、図３（ｃ）に示すように微
分される（ステップＳ６）。補正トルクテーブル作成部
２１は、その検出信号に基づき象限切り換わり直後のト
ルク指令の微分値０（図３（ｃ））のＢ点におけるトル
ク指令値ＴjBを読み込む（ステップＳ７）。なお、この
トルク指令値ＴjBは、トルク指令の信号を微分すること
なく、象限切換後のトルク指令値の最小値（図３（ａ）
におけるＢ’点での値）（運動の方向が逆の場合は、最
大値）を補正トルクテーブル作成部２１で取り込むよう
にしてもよい。
（ｂ）に示めされるように、ノイズ除去のためのフィル
タ処理がなされるとともに、図３（ｃ）に示すように微
分される（ステップＳ６）。補正トルクテーブル作成部
２１は、その検出信号に基づき象限切り換わり直後のト
ルク指令の微分値０（図３（ｃ））のＢ点におけるトル
ク指令値ＴjBを読み込む（ステップＳ７）。なお、この
トルク指令値ＴjBは、トルク指令の信号を微分すること
なく、象限切換後のトルク指令値の最小値（図３（ａ）
におけるＢ’点での値）（運動の方向が逆の場合は、最
大値）を補正トルクテーブル作成部２１で取り込むよう
にしてもよい。
【００２５】次に、補正トルクテーブル作成部２１は、
トルク指令値の変化分 ΔＴ ＝ ＴjA − ＴjB を演算し（ステップＳ８）、さらに、ここの変化分ΔＴ
を２で割った値を、このときの円弧半径Ｒ、送り速度Ｆ
の条件でのモータ反転時のトルク補正の基準とすべき基
準トルクＴc として算出する（ステップＳ９）。こうし
て１組の円弧半径Ｒ、送り速度Ｆについて基準トルクＴ
c を求めたら、別の値に送り速度Ｆを更新した条件の下
で（ステップＳ１０のｙｅｓ）、以上のステップＳ１か
らＳ９を繰り返してテストプログラムを実行して、更新
した条件での基準トルクＴc を算出する。そして、ステ
ップＳ１１では、補正トルクテーブル作成部２１は、以
上求めたデータから基準トルクＴc −送り速度Ｆ線図を
作成し、そのデータは、補正トルクテーブル格納部２２
に出力されてここに格納される。
トルク指令値の変化分 ΔＴ ＝ ＴjA − ＴjB を演算し（ステップＳ８）、さらに、ここの変化分ΔＴ
を２で割った値を、このときの円弧半径Ｒ、送り速度Ｆ
の条件でのモータ反転時のトルク補正の基準とすべき基
準トルクＴc として算出する（ステップＳ９）。こうし
て１組の円弧半径Ｒ、送り速度Ｆについて基準トルクＴ
c を求めたら、別の値に送り速度Ｆを更新した条件の下
で（ステップＳ１０のｙｅｓ）、以上のステップＳ１か
らＳ９を繰り返してテストプログラムを実行して、更新
した条件での基準トルクＴc を算出する。そして、ステ
ップＳ１１では、補正トルクテーブル作成部２１は、以
上求めたデータから基準トルクＴc −送り速度Ｆ線図を
作成し、そのデータは、補正トルクテーブル格納部２２
に出力されてここに格納される。
【００２６】次は、以上と同様にして円弧半径Ｒについ
てこれを別の値に変更して（ステップＳ１２のｙｅ
ｓ）、更新した条件の下でテストプログラムを繰り返し
て実行し、基準トルクＴc を算出する。そして、ステッ
プＳ１３で補正トルクテーブル作成部２１は、以上求め
たデータから基準トルクＴc −円弧半径Ｒ線図または与
えられた円弧半径毎の基準トルクＴc −送り速度Ｆ線図
を作成し、そのデータは、補正トルクテーブル格納部２
２に出力されてここに格納される。
てこれを別の値に変更して（ステップＳ１２のｙｅ
ｓ）、更新した条件の下でテストプログラムを繰り返し
て実行し、基準トルクＴc を算出する。そして、ステッ
プＳ１３で補正トルクテーブル作成部２１は、以上求め
たデータから基準トルクＴc −円弧半径Ｒ線図または与
えられた円弧半径毎の基準トルクＴc −送り速度Ｆ線図
を作成し、そのデータは、補正トルクテーブル格納部２
２に出力されてここに格納される。
【００２７】こうしてテストプログラムの実行によって
得られた象限切換時のトルク補正に必要な基準トルクＴ
c は、高速送り時の慣性力の影響や、送り軸が垂直軸で
ある場合の重力の影響を排除することができる。
得られた象限切換時のトルク補正に必要な基準トルクＴ
c は、高速送り時の慣性力の影響や、送り軸が垂直軸で
ある場合の重力の影響を排除することができる。
【００２８】図４は、慣性力の影響を大きく受けた場合
のトルク指令の信号の時間的変化を示す図で、図中、破
線は慣性力の影響のない場合のトルク指令である。慣性
力の影響のある場合と、ない場合とでは、トルク指令値
の変化は異なり、速度フィードバック量が０になる象限
切換時点Ａ、Ａ’と、モータ反転直後のトルク指令値が
最小または最大となる時点のＢ、Ｂ’とではそれぞれト
ルク指令値に大きな差が生じる。しかし、トルク指令値
自体は違っても、慣性力の影響のない場合のＡＢ間と、
慣性力の影響のあるＡ’Ｂ’間とで、トルク指令値の差
の大きさΔＴ1 とΔＴ2 はほぼ同じであるという知見を
得ている。
のトルク指令の信号の時間的変化を示す図で、図中、破
線は慣性力の影響のない場合のトルク指令である。慣性
力の影響のある場合と、ない場合とでは、トルク指令値
の変化は異なり、速度フィードバック量が０になる象限
切換時点Ａ、Ａ’と、モータ反転直後のトルク指令値が
最小または最大となる時点のＢ、Ｂ’とではそれぞれト
ルク指令値に大きな差が生じる。しかし、トルク指令値
自体は違っても、慣性力の影響のない場合のＡＢ間と、
慣性力の影響のあるＡ’Ｂ’間とで、トルク指令値の差
の大きさΔＴ1 とΔＴ2 はほぼ同じであるという知見を
得ている。
【００２９】従って、本発明の制御方法では象限切換時
のトルク指令値と、モータ反転直後の最小または最大と
なるトルク指令値の差の値は、慣性力の影響如何によら
ないため、これを２で割った基準トルクＴc は、慣性力
の影響を排除した正確な反転時の送りトルクの大きさに
なる。
のトルク指令値と、モータ反転直後の最小または最大と
なるトルク指令値の差の値は、慣性力の影響如何によら
ないため、これを２で割った基準トルクＴc は、慣性力
の影響を排除した正確な反転時の送りトルクの大きさに
なる。
【００３０】次に、図５は、重力による影響を受けた場
合のトルク指令の信号の変化を示す図で、図４と同じよ
うに、破線は重力の影響を受けないトルク指令である。
一般に、重力の影響が大きいと、トルク指令は、下側に
シフトするような影響を受ける。しかし、重力の影響の
ある場合と、ない場合とで、象限切換時（Ａ、Ａ’）の
トルク指令値とモータ反転時（Ｂ、Ｂ’）のトルク指令
値の大きさは異なっても、その差ΔＴ1 、ΔＴ2 は等し
くなる。したがって、象限切換時のトルク指令値と、モ
ータ反転直後の最小または最大となるトルク指令値の差
の値を求めることにより、慣性力同様、重力の影響を排
除した正確な反転時の送りトルクを求めることができ
る。
合のトルク指令の信号の変化を示す図で、図４と同じよ
うに、破線は重力の影響を受けないトルク指令である。
一般に、重力の影響が大きいと、トルク指令は、下側に
シフトするような影響を受ける。しかし、重力の影響の
ある場合と、ない場合とで、象限切換時（Ａ、Ａ’）の
トルク指令値とモータ反転時（Ｂ、Ｂ’）のトルク指令
値の大きさは異なっても、その差ΔＴ1 、ΔＴ2 は等し
くなる。したがって、象限切換時のトルク指令値と、モ
ータ反転直後の最小または最大となるトルク指令値の差
の値を求めることにより、慣性力同様、重力の影響を排
除した正確な反転時の送りトルクを求めることができ
る。
【００３１】以上のようにして、テストプログラムによ
って補正基準トルクＴc を求めておき、次に、加工プロ
グラムが実行されると、トルク補正実行部２５は、次の
ようにしてトルク補正を実行する。
って補正基準トルクＴc を求めておき、次に、加工プロ
グラムが実行されると、トルク補正実行部２５は、次の
ようにしてトルク補正を実行する。
【００３２】加工プログラム実行時は、切換スイッチ２
３、２４はａ接点側に切り換えられる。速度０検出部２
６は、速度フィードバック値が０になるタイミングを監
視し、０になったときの検知信号をトルク補正実行部２
５に出力する。このときのトルク補正実行部２５は、こ
のときの円弧半径Ｒ、送り速度Ｆに対応する補正トルク
を補正トルクテーブル格納部２２から読み出し、トルク
ループを構成する積分器１６にフィードバックし、補正
が実行される。
３、２４はａ接点側に切り換えられる。速度０検出部２
６は、速度フィードバック値が０になるタイミングを監
視し、０になったときの検知信号をトルク補正実行部２
５に出力する。このときのトルク補正実行部２５は、こ
のときの円弧半径Ｒ、送り速度Ｆに対応する補正トルク
を補正トルクテーブル格納部２２から読み出し、トルク
ループを構成する積分器１６にフィードバックし、補正
が実行される。
【００３３】前述した実施の形態では、サーボモータ１
０の回転軸に取り付けられた位置検出器１３からフィー
ドバック信号を取り出すサーボ制御系がセミクローズド
ループ方式の場合を示したが、本発明は、図６に示すよ
うに、サーボモータ１０によって駆動されるテーブルの
ような送りねじ３０、ナット３１により送り運動を与え
る移動体３０の位置を位置検出器３３で直接的に検出し
てフィードバックするフルクローズドループ方式の場合
にも適用可能であることは言うまでもない。
０の回転軸に取り付けられた位置検出器１３からフィー
ドバック信号を取り出すサーボ制御系がセミクローズド
ループ方式の場合を示したが、本発明は、図６に示すよ
うに、サーボモータ１０によって駆動されるテーブルの
ような送りねじ３０、ナット３１により送り運動を与え
る移動体３０の位置を位置検出器３３で直接的に検出し
てフィードバックするフルクローズドループ方式の場合
にも適用可能であることは言うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、象限切換時のトルク指令値と反転直後のトル
ク指令値の最大値または最小値との差から、トルク補正
の基準となる補正基準トルクを求めるようにしているの
で、慣性力や重力の影響を受けずに正確な象限切換時の
サーボモータの送りトルクを検出することができる。そ
して、この慣性力や重力の影響を排除した補正基準トル
クに基づいてトルク指令を補正して制御系にフィードバ
ックするので、象限突起を効果的に減じることができ
る。
によれば、象限切換時のトルク指令値と反転直後のトル
ク指令値の最大値または最小値との差から、トルク補正
の基準となる補正基準トルクを求めるようにしているの
で、慣性力や重力の影響を受けずに正確な象限切換時の
サーボモータの送りトルクを検出することができる。そ
して、この慣性力や重力の影響を排除した補正基準トル
クに基づいてトルク指令を補正して制御系にフィードバ
ックするので、象限突起を効果的に減じることができ
る。
【００３５】また、本発明によれば、テストプログラム
を実行してあらかじめ補正トルクテーブルを作成してお
くことで、任意の円弧半径、送り速度でのトルク補正が
可能となる。
を実行してあらかじめ補正トルクテーブルを作成してお
くことで、任意の円弧半径、送り速度でのトルク補正が
可能となる。
【００３６】さらに、適宜、テストプログラムを実行し
て、それまでに作成しておいた補正トルクテーブルを適
宜更新することができるので、機械の経時変化の影響
や、機械の条件の変更、例えば、サーボパラメータ等制
御パラメータ、テーブル荷重等によって基準トルクの値
が変化しても、適正な補正が可能となる。
て、それまでに作成しておいた補正トルクテーブルを適
宜更新することができるので、機械の経時変化の影響
や、機械の条件の変更、例えば、サーボパラメータ等制
御パラメータ、テーブル荷重等によって基準トルクの値
が変化しても、適正な補正が可能となる。
【図１】本発明によるサーボモータの制御方法を実施す
るためのサーボ制御系のブロック構成図。
るためのサーボ制御系のブロック構成図。
【図２】本発明の制御方法の処理の流れを示すフローチ
ャート。
ャート。
【図３】トルク指令信号の時間的変化を示すタイムチャ
ート。
ート。
【図４】慣性力の影響のある場合のトルク指令信号の変
化を示す図。
化を示す図。
【図５】重力の影響のある場合のトルク指令信号の変化
を示す図。
を示す図。
【図６】本発明によるサーボモータの制御方法の他の実
施形態のサーボ制御系のブロック構成図。
施形態のサーボ制御系のブロック構成図。
【図７】象限切換時の移動軌跡の変化を示す図。
【図８】象限切換時の従来のトルク指令値の検出値を示
す図。
す図。
１０ サーボモータ １２ 解析部 １３，３３ 位置検出器 １４ 微分処理部 １５ 位置ループゲイン １７ 速度ループゲイン １８ アンプ ２０ トルク補正部 ２１ 補正トルクテーブル作成部 ２２ 補正トルクテーブル格納部 ２５ トルク補正実行部 ３２ 移動体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−80824（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05B 19/404
Claims (4)
- 【請求項１】サーボモータにより円弧補間送り運動をさ
れる移動体の位置を直接または間接的に検出し、位置指
令に追従させるフィードバック制御を行なうサーボモー
タの制御方法において、 前記移動体の運動方向が切り換わる象限切換時のトルク
指令値と、モータ反転直後のトルク指令値の最大値また
は最小値を検出し、 これらのトルク指令値の差から補正基準トルクを求め、 前記補正基準トルクを基準にして象限切換時のトルク指
令を補正することを特徴とするサーボモータの制御方
法。 - 【請求項２】サーボモータにより円弧補間送り運動をさ
れる移動体の位置を直接または間接的に検出し、位置指
令に追従させるフィードバック制御を行なうサーボモー
タの制御方法において、 円弧半径、送り速度を指定して試験的に送り運動をさせ
るテストプログラムを実行し、 前記移動体の運動方向が切り換わる象限切換時のトルク
指令値と、モータ反転直後のトルク指令値の最大値また
は最小値を検出し、 これらのトルク指令値の差から所与の円弧半径、送り速
度における補正基準トルクを求め、 円弧半径、送り速度の値を変えてテストプログラムを繰
り返して実行し、任意の円弧半径、送り速度に対応する
補正基準トルクの値を与える補正トルクテーブルを作成
し、 ＮＣプログラム実行時に前記補正トルクテーブルから補
正基準トルクを読み込み、前記補正基準トルクを基準に
して象限切換時のトルク指令を補正することを特徴とす
るサーボモータの制御方法。 - 【請求項３】速度フィードバック信号が０となるタイミ
ングを検出し、このときのトルク指令値を象限切換時の
トルク指令値とすることを特徴とする請求項１または２
に記載のサーボモータの制御方法。 - 【請求項４】トルク指令値を微分し、象限切換後の微分
値が０となるタイミングを検出し、このときのトルク指
令値をモータ反転直後のトルク指令値の最大値または最
小値とすることを特徴とする請求項３に記載のサーボモ
ータの制御方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22003896A JP3169838B2 (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | サーボモータの制御方法 |
| US08/914,881 US5920169A (en) | 1996-08-21 | 1997-08-20 | Servomotor control method |
| KR1019970039772A KR100231115B1 (ko) | 1996-08-21 | 1997-08-21 | 서보모터 제어방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22003896A JP3169838B2 (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | サーボモータの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1063325A JPH1063325A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3169838B2 true JP3169838B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=16744959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22003896A Expired - Lifetime JP3169838B2 (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | サーボモータの制御方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5920169A (ja) |
| JP (1) | JP3169838B2 (ja) |
| KR (1) | KR100231115B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3313643B2 (ja) * | 1998-04-30 | 2002-08-12 | 東芝機械株式会社 | バイト工具によるオービット加工におけるサーボ制御方法およびオービット加工用のサーボ制御装置 |
| EP1143316B1 (en) * | 1999-10-20 | 2006-11-29 | Makino Milling Machine Co. Ltd. | Nc machine tool, and method of controlling nc machine tool |
| WO2001040885A1 (fr) * | 1999-11-29 | 2001-06-07 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Procede de servocommande |
| US6582281B2 (en) * | 2000-03-23 | 2003-06-24 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing methods of removing conductive material |
| DE10139931B4 (de) * | 2001-08-14 | 2013-02-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Gewichtskraftkompensation bei der Bewegungsführung eines beweglichen Maschinenelementes |
| JP2005219133A (ja) * | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Fanuc Ltd | ロボット用サーボモータ制御装置およびロボット |
| JP4283214B2 (ja) * | 2004-12-16 | 2009-06-24 | ファナック株式会社 | 機械先端点の制御装置 |
| JP2007257515A (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Toshiba Mach Co Ltd | サーボモータの制御方法 |
| JP5096019B2 (ja) | 2007-02-26 | 2012-12-12 | オークマ株式会社 | サーボモータ制御装置 |
| JP4991591B2 (ja) * | 2008-02-18 | 2012-08-01 | 株式会社リコー | 撮像装置 |
| JP5845433B2 (ja) * | 2010-03-08 | 2016-01-20 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | モータ駆動装置 |
| JP4927985B1 (ja) * | 2010-11-22 | 2012-05-09 | ファナック株式会社 | 工作機械のテーブル又は工具を移動させる互いに直交した少なくとも二つの送り軸を有するサーボモータの駆動制御装置 |
| KR101251285B1 (ko) | 2011-03-30 | 2013-04-10 | 주식회사 디엠에스 | 풍력 발전기의 토크 제어 방법 |
| KR101827572B1 (ko) * | 2011-05-13 | 2018-02-08 | 두산공작기계 주식회사 | 공작기계의 백래시 자동 검출과 보상을 위한 방법 및 장치 |
| JP6185374B2 (ja) * | 2013-11-22 | 2017-08-23 | 国立大学法人 東京大学 | 制御装置及び制御方法 |
| KR101637652B1 (ko) | 2014-06-03 | 2016-07-08 | 현대자동차주식회사 | 차량용 엔진룸 개폐장치 |
| TWI558495B (zh) | 2014-11-12 | 2016-11-21 | 財團法人工業技術研究院 | 加工輔助方法及其應用之加工設備 |
| JP6366563B2 (ja) * | 2014-12-19 | 2018-08-01 | オークマ株式会社 | 工作機械における送り軸の位置制御装置 |
| US20170138098A1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-18 | Ford Global Technologies, Llc | Hood release system for a motor vehicle that automatically raises the hood |
| JP6683748B2 (ja) * | 2018-02-23 | 2020-04-22 | ファナック株式会社 | 数値制御装置 |
| JP2022090946A (ja) * | 2020-12-08 | 2022-06-20 | スター精密株式会社 | 工作機械 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2180079B (en) * | 1984-12-22 | 1989-03-30 | Yaskawa Denki Seisakusho Kk | Servo motor control method and apparatus |
| JPS63148315A (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-21 | Fanuc Ltd | サ−ボモ−タ制御装置 |
| JPH0833763B2 (ja) * | 1988-03-01 | 1996-03-29 | 義昭 垣野 | 数値制御装置 |
| JP2709969B2 (ja) * | 1989-12-12 | 1998-02-04 | ファナック株式会社 | サーボモータの制御方法 |
| JPH07110717A (ja) * | 1993-08-19 | 1995-04-25 | Fanuc Ltd | モータの制御方式 |
-
1996
- 1996-08-21 JP JP22003896A patent/JP3169838B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-08-20 US US08/914,881 patent/US5920169A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-08-21 KR KR1019970039772A patent/KR100231115B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
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|---|---|
| KR19980018829A (ko) | 1998-06-05 |
| KR100231115B1 (ko) | 1999-11-15 |
| US5920169A (en) | 1999-07-06 |
| JPH1063325A (ja) | 1998-03-06 |
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