JP3222618B2 - Numerical control unit - Google Patents
Numerical control unitInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はトルク制御機能を備えた
数値制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a numerical controller having a torque control function.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、モータトルクに制限を加え一定ト
ルクを保持しながら軸送りするモータトルク制御方法と
しては、モータへ流す電流を電流制限指令値に基づいて
制限することによりモータトルクに制限を与え、一定時
間トルク制限下で軸送りを行なう方法が一般的に知られ
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a motor torque control method in which a motor torque is limited and a shaft is fed while maintaining a constant torque, a limit is imposed on the motor torque by limiting a current flowing to the motor based on a current limit command value. It is generally known that the shaft feed is performed under the torque limitation for a given time.
【0003】以下に従来技術によるトルク制御方法の一
例を図を使って説明する。An example of a conventional torque control method will be described below with reference to the drawings.
【0004】図5は従来技術におけるブロック図で、図
6は従来技術の動作を示すフローチャートで、図7は指
令するNCパートプログラム例であり、NCパートプロ
グラム解析部3はNCパートプログラム記憶部2に記憶
されたNCパートプログラムを解析し(ステップS1、
S2)N001のシーケンスでトルク制限値の指令P0
をトルク制限値記憶部10に記憶し、パラメータ設定部
9からモータ定格トルク値を電流制限指令換算部12へ
送り、電流制限指令換算部12内で電流制限指令を算出
しサーボ制御部6へ送る。サーボ制御部6は電流制限指
令の割合に基づいてモータ7の最大電流を制限(ステッ
プS3)する。この時サーボ制御部6は電流制限指令に
よりモータ7へ流す最大電流が制限されている為、モー
タトルクが制限される。N002のシーケンスでパラメ
ータ設定部9から追従誤差オーバー値をサーボ制御部6
に記憶(ステップS4)し、時間スキップ指令値H1 を
NCパートプログラム解析部3から時間スキップ値記憶
部11に記憶(ステップS5)し、時間カウンタCOU
NTをクリアー(ステップS6)し、関数発生部4では
軸の移動終点である目標位置X1 まで一定の送り速度F
1 で軸移動させるための関数発生(ステップS7)を行
なう。関数発生は関数発生周期毎の送り量ΔFの加算に
より行なわれΔFは、 ΔF=軸送り速度F1 ×関数発生周期時間 により求められる。関数発生と同時に時間カウント部1
3ではカウントアップ(ステップS8)が行なわれる。
関数発生は追従誤差DIFFが追従誤差オーバー値以上
になった場合(ステップS10)に終了し、サーボ制御
部6で追従誤差オーバーアラームが発生し、軸送りを停
止する(ステップS13)。追従誤差DIFFはモータ
に対する関数発生指令位置と検出位置の差である。時間
スキップ指令値記憶部11に記憶された時間H1 と時間
カウント部13でカウントされた時間カウンタCOUN
Tをスキップ時間比較部14で比較し(ステップS1
1) 時間スキップ指令値H1 ≦ 時間カウンタCOUNT となった時に時間スキップ信号を関数発生部4へ出力し
本ブロックをスキップさせるか、軸が目標位置X1 に到
達する(ステップS12)まで関数発生が行なわれる。
N003のシーケンスでトルク制限を解除(ステップS
14)する。N004のシーケンスで本NCパートプロ
グラムを終了する。FIG. 5 is a block diagram of the prior art, FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the prior art, and FIG. 7 is an example of an NC part program to be commanded. The NC part program stored in is analyzed (step S1,
S2) Torque limit value command P0 in sequence of N001
Is stored in the torque limit value storage unit 10, the motor rated torque value is sent from the parameter setting unit 9 to the current limit command conversion unit 12, and the current limit command is calculated in the current limit command conversion unit 12 and sent to the servo control unit 6. . The servo controller 6 limits the maximum current of the motor 7 based on the ratio of the current limit command (step S3). At this time, the servo control unit 6 limits the maximum current flowing to the motor 7 by the current limiting command, so that the motor torque is limited. In the sequence of N002, the servo control unit 6 determines the over-tracking error value from the parameter setting unit 9.
(Step S4), the time skip command value H1 is stored from the NC part program analysis unit 3 into the time skip value storage unit 11 (step S5), and the time counter COU is stored.
NT is cleared (step S6), and the function generator 4 sets a constant feed speed F to the target position X1, which is the end point of the axis movement.
In step 1, a function for moving the axis is generated (step S7). The function is generated by adding the feed amount ΔF for each function generation cycle, and ΔF is obtained by ΔF = axial feed speed F1 × function generation cycle time. Time counting part 1 at the same time as function generation
At 3, a count-up (step S8) is performed.
The function generation ends when the tracking error DIFF becomes equal to or greater than the tracking error over value (step S10), the tracking error over alarm is generated by the servo control unit 6, and the axis feed is stopped (step S13). The tracking error DIFF is a difference between a function generation command position and a detection position for the motor. The time H1 stored in the time skip command storage 11 and the time counter COUN counted by the time counter 13
T is compared by the skip time comparison unit 14 (step S1).
1) When the time skip command value H1 ≦ time counter COUNT, a time skip signal is output to the function generator 4 to skip this block, or the function is generated until the axis reaches the target position X1 (step S12). It is.
Release the torque limit in the sequence of N003 (Step S
14). The NC part program ends in the sequence of N004.
【0005】図7のNCパートプログラム例の、N00
1シーケンスのG29はモータのトルクを設定値P0 以
下に制限する指令で、N002シーケンスのG20は時
間スキップ指令値H1 が経過するまで送り速度F1 で目
標位置X1 まで送り、時間スキップ指令値H1 が経過し
た時点で本シーケンスを終了する指令で、N003シー
ケンスのG28はモータのトルク制限を解除する指令
で、N004シーケンスのM02はNCパートプログラ
ムを終了する指令である。[0005] In the example of the NC part program shown in FIG.
G29 in one sequence is a command to limit the torque of the motor to the set value P0 or less. G20 in the N002 sequence feeds to the target position X1 at the feed speed F1 until the time skip command value H1 elapses, and the time skip command value H1 elapses. At this point, a command to end this sequence, G28 in the N003 sequence is a command to cancel the torque limit of the motor, and M02 in the N004 sequence is a command to end the NC part program.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術によれ
ば、負荷(反力)がトルクより大きくなると、追従誤差
が大きくなり追従誤差オーバーアラームが発生してしま
い連続して動作ができなくなるため、予め反力が大きく
なる位置を調べその位置迄動作させてから、追従誤差オ
ーバーアラームが発生しない程度の送り速度で目標位置
を指令するか、または追従誤差オーバーアラームが発生
しない程度の距離の目標位置をモータトルクがトルク設
定値になるまで繰り返し指令するといったプログラム方
法が必要であった。According to the above prior art, when the load (reaction force) becomes larger than the torque, the following error increases and a following error over-alarm occurs, so that continuous operation cannot be performed. Investigate the position where the reaction force is large in advance and operate it up to that position, then command the target position at a feed speed that does not generate a tracking error over alarm, or target position at a distance that does not generate the tracking error over alarm Was repeatedly commanded until the motor torque reached the torque set value.
【0007】本発明の目的は、NCパートプログラムで
指令したトルクが反力の発生する位置、送り指令速度に
かかわらず連続して制限されたトルク出力が得られる数
値制御装置を提供する事にある。An object of the present invention is to provide a numerical control device capable of continuously obtaining a limited torque output irrespective of a position where a torque commanded by an NC part program generates a reaction force and a feed command speed. .
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、モ
ータに対する関数発生指令位置と検出位値の差である追
従誤差の許容値を設定し記憶する手段と、追従誤差と前
記追従誤差許容値を比較する追従誤差比較手段と、送り
速度指令値と位置検出器から検出した位置の変化量より
求めた検出位置速度を比較する速度比較手段と、前記速
度比較手段と追従誤差比較手段の結果に基づき、送り速
度を制御する手段とを備え、前記送り速度を制御する手
段は、前記モータの追従誤差が前記追従誤差許容値以上
で、送り速度が検出位置速度以上であった場合に、検出
位置速度を送り指令速度として置き換えて送り速度を制
御する事により達成される。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to set and store an allowable value of a tracking error which is a difference between a function generation command position for a motor and a detected position value, a tracking error and a tracking error tolerance. Tracking error comparing means for comparing the values, speed comparing means for comparing the detected position speed obtained from the feed speed command value and the amount of change in the position detected from the position detector, and results of the speed comparing means and the tracking error comparing means. Means for controlling the feed rate based on the following: the means for controlling the feed rate detects when the follow-up error of the motor is equal to or greater than the allowable follow-up error and the feed rate is equal to or greater than the detected position speed. This is achieved by controlling the feed speed by replacing the position speed as the feed command speed.
【0009】[0009]
【作用】本発明の数値制御装置ではモータの発生トルク
制限下で追従誤差が追従誤差許容値以上で、送り速度が
検出位置速度以上であった場合に、送り指令速度を検出
位置速度に置き換え、送り速度を制御することにより、
追従誤差オーバーアラームの発生を防ぐため、NCパー
トプログラムで工夫することなく直接目標位置、送り速
度を指令することにより連続して指令したトルクを出力
できる。According to the numerical controller of the present invention, when the following error is equal to or more than the allowable error under the limitation of the generated torque of the motor and the feed speed is equal to or higher than the detected position speed, the feed command speed is replaced with the detected position speed. By controlling the feed rate,
In order to prevent the occurrence of a follow-up error over alarm, it is possible to continuously output the commanded torque by directly instructing the target position and the feed speed without devising the NC part program.
【0010】[0010]
【実施例】本発明の一実施例を図に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0011】図1は本発明における一実施例を示すブロ
ック図、図2、図3はそのフローチャートで、図4は本
発明で指令するNCパートプログラム例である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are flowcharts thereof, and FIG. 4 is an example of an NC part program instructed by the present invention.
【0012】図1は本発明における一実施例を示すブロ
ック図であり、従来の技術におけるブロック図と対比し
て記述されており同一のものには同一符号が記してあ
る。NCパートプログラム解析部3はNCパートプログ
ラム記憶部2に記憶されているNCパートプログラムを
解析し(ステップS1、S2)、トルク制限値指令P2
をトルク制限値記憶部10に記憶し、パラメータ設定部
9からモータ定格トルク値を電流制限指令換算部12へ
送り、電流制限指令部12内で電流制限指令を算出しサ
ーボ制御部6へ送る。サーボ制御部6は電流制限指令の
割合に基づいてモータ7の最大電流を制限(ステップS
3)する。パラメータ設定部9から追従誤差オーバー値
をサーボ制御部6に記憶し(ステップS4)、同様に追
従誤差許容値DFLTを追従誤差許容値記憶部15に記
憶する(ステップS15)。追従誤差許容値DFLTは
追従誤差オーバーアラームにならないよう追従誤差オー
バー値より十分小さい値とする。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, which is described in comparison with a block diagram in the prior art, and the same components are denoted by the same reference numerals. The NC part program analysis unit 3 analyzes the NC part program stored in the NC part program storage unit 2 (steps S1 and S2), and outputs a torque limit value command P2.
Is stored in the torque limit value storage unit 10, the motor rated torque value is sent from the parameter setting unit 9 to the current limit command conversion unit 12, and the current limit command is calculated in the current limit command unit 12 and sent to the servo control unit 6. The servo controller 6 limits the maximum current of the motor 7 based on the ratio of the current limit command (step S
3) Yes. The over-tracking error value is stored in the servo control unit 6 from the parameter setting unit 9 (Step S4), and the to-track error allowable value DFLT is similarly stored in the to-track error storage unit 15 (Step S15). The tracking error allowable value DFLT is set to a value sufficiently smaller than the tracking error over value so as not to cause the tracking error over alarm.
【0013】NCパートプログラム解析部3からの時間
スキップ指令値H2 を時間スキップ指令値記憶部11に
記憶(ステップS5)し、時間カウンタCOUNTをク
リアー(ステップS6)する。関数発生部4はゲートG
1、G2を介して目標位置X2 まで送り速度F2 で関数
発生(ステップS7)を行なう。関数発生と同時にサー
ボ制御部6では、関数発生によるモータに対する関数発
生指令位置と位置検出器から検出した軸検出位置の差で
ある追従誤差DIFFと追従誤差オーバー値を比較し
(ステップS10)、追従誤差DIFFが追従誤差オー
バー値以上になった場合は追従誤差オーバーアラームを
発生し、軸送りを停止(ステップS13)する。また時
間カウント部13ではカウントアップ(ステップS8)
が行なわれる。ゲートG1は追従誤差比較部16で追従
誤差許容値記憶部15から出力された追従誤差許容値D
FLTと追従誤差DIFFの比較を行ない(ステップS
16) 追従誤差許容値(設定値)DFLT > 追従誤差DI
FF となった時に開かれる。また追従誤差比較部16で追従
誤差DIFFと追従誤差許容値DFLTとの比較を行な
い(ステップS16) 追従誤差許容値(設定値)DFLT ≦ 追従誤差DI
FF となった時は、検出位置算出部18で前回の検出位置A
PAn-1 と今回の検出位置APAn の差△APAを算出
し、速度比較部17で軸送り速度指令値ΔFと比較し
(ステップS18) 検出位置速度△APA < 軸送り速度指令値△F となった場合にゲートG3が開く。そして速度制御部2
0で検出位置算出部18で算出した検出位置の変化量△
APAを前回の関数発生演算値CONn-1 に加えた値を
今回の関数発生演算値CONn (ステップS19)と
し、 CONn =CONn-1 +△APA となる。The time skip command value H2 from the NC part program analysis unit 3 is stored in the time skip command value storage unit 11 (step S5), and the time counter COUNT is cleared (step S6). The function generator 4 has a gate G
1. A function is generated (step S7) at a feed rate F2 to a target position X2 via G2. At the same time when the function is generated, the servo control unit 6 compares the tracking error DIFF, which is the difference between the function generation command position for the motor due to the function generation and the axis detection position detected from the position detector, with the tracking error overvalue (step S10). If the error DIFF is equal to or greater than the over-tracking error value, an over-tracking error alarm is generated and the axis feed is stopped (step S13). The time counting unit 13 counts up (step S8).
Is performed. The gate G1 has a tracking error allowable value D output from the tracking error allowable value storage unit 15 by the tracking error comparing unit 16.
The FLT and the tracking error DIFF are compared (step S
16) Tracking error allowable value (set value) DFLT> Tracking error DI
Opened when it becomes FF. The tracking error comparison unit 16 compares the tracking error DIFF with the tracking error tolerance DFLT (step S16). Tracking error tolerance (set value) DFLT ≦ tracking error DI
When it becomes FF, the detection position calculation unit 18 calculates the previous detection position A
The difference △ APA between PAn-1 and the current detected position APAn is calculated, and compared with the axis feed speed command value ΔF by the speed comparator 17 (step S18). The detected position speed △ APA <the shaft feed speed command value △ F. The gate G3 opens. And the speed controller 2
0, the change amount of the detection position calculated by the detection position calculation unit 18 △
A value obtained by adding APA to the previous function generation operation value CONn-1 is set as the current function generation operation value CONn (step S19), and CONn = CONn-1 + @ APA.
【0014】本発明において特徴的なことは、追従誤差
オーバー値より十分小さな値の追従誤差許容値により、
追従誤差を監視することである。これにより、追従誤差
の増大を早期に抑制することができる。What is characteristic in the present invention is that the following error tolerance is a value sufficiently smaller than the following error over value.
The purpose is to monitor the tracking error. As a result, an increase in the tracking error can be suppressed at an early stage.
【0015】負荷の変動等により、速度比較部17で検
出位置の変化量△APAの速度が軸送り速度指令値△F
より速くなった場合(検出位置速度△APA ≧ 軸送
り速度指令値△F)は、ゲートG2を開き関数発生部4
で従来の軸送り速度Fに従った関数発生演算を行なう。
パラメータ設定された追従誤差許容値DFLTと追従誤
差DIFFを比較し(ステップS16) 追従誤差許容値(設定値)DFLT > 追従誤差DI
FF となった場合も、ゲートG1、G2が開き関数発生部4
で軸送り速度Fに従った従来の関数発生演算に切替え、
目標位置迄演算を行う。本ブロック動作中に終了入力1
9がONした時(ステップS17)は、ゲートG4を経
由しブロックスキップ信号を関数発生部4と速度制御部
20へ出力し、本ブロックをスキップさせトルク制限を
解除(ステップS14)し終了する。また従来技術同様
に時間カウンタCOUNTを時間スキップ指令値記憶部
11に記憶された時間H2 とスキップ時間比較部14で
比較し(ステップS11) 時間スキップ指令値H2 ≦ 時間カウンタCOUNT となった時にも時間スキップ信号を、ゲートG4を経由
し関数発生部4と速度制御部20へ出力し本ブロックを
スキップさせトルク制限を解除(ステップS14)し終
了する。Due to a change in load or the like, the speed comparator 17 changes the detected position change amount ΔAPA to the axis feed speed command value ΔF.
If it is faster (detected position speed △ APA ≧ axis feed speed command value △ F), the gate G2 is opened and the function generator 4
Performs a function generation calculation according to the conventional shaft feed speed F.
Comparing the tracking error allowable value DFLT set as a parameter with the tracking error DIFF (step S16): Tracking error allowable value (setting value) DFLT> Tracking error DI
In the case of FF, the gates G1 and G2 are opened and the function generator 4
To switch to the conventional function generation calculation according to the axis feed speed F,
The calculation is performed up to the target position. End input 1 during operation of this block
When the switch 9 is turned on (step S17), a block skip signal is output to the function generator 4 and the speed controller 20 via the gate G4, the block is skipped to cancel the torque limitation (step S14), and the process ends. Similarly to the prior art, the time counter COUNT is compared with the time H2 stored in the time skip command value storage unit 11 by the skip time comparison unit 14 (step S11). When the time skip command value H2 ≤ the time counter COUNT, the time counter is counted. The skip signal is output to the function generator 4 and the speed controller 20 via the gate G4 to skip this block, release the torque limitation (step S14), and end.
【0016】[0016]
【発明の効果】本発明によれば、追従誤差と追従誤差許
容値を比較する手段を設け、追従誤差が追従誤差許容値
以上になった場合は、検出位置の変化量ΔAPAと速度
指令値ΔFを比較し、ΔAPAがΔFより小さい場合
に、前回の関数発生演算値にΔAPAを加えたものを今
回の関数発生演算値CONとして置き換えることによ
り、追従誤差を一定量以下に制御でき追従誤差オーバー
アラームが発生しなくなる。このため特定位置に限らず
モータの出力トルクを一定値以下に保つ事ができる。従
って、出力トルクを一定値以下に保つNCパートプログ
ラムを、直接目標位置、送り速度を指令することででき
るため、プログラムミスにより追従誤差オーバーアラー
ムが発生することもなくなり、プログラム作成に要する
時間を非常に短縮することができる。According to the present invention, there is provided means for comparing the following error with the allowable following error. When the following error exceeds the allowable following error, the detected position change amount ΔAPA and the speed command value ΔF are provided. And when ΔAPA is smaller than ΔF, the tracking error can be controlled to a certain amount or less by replacing the value obtained by adding ΔAPA to the previous function generation calculation value as the current function generation calculation value CON, so that the tracking error over alarm can be controlled. No longer occurs. For this reason, the output torque of the motor can be kept at a certain value or less irrespective of the specific position. Therefore, since the NC part program that keeps the output torque at a certain value or less can be performed by directly instructing the target position and the feed speed, a follow-up error over-alarm due to a program error does not occur, and the time required for creating the program is extremely reduced. Can be shortened.
【図1】本発明における一実施例を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.
【図2】本発明における一実施例の動作を示すフローチ
ャートである。FIG. 2 is a flowchart showing the operation of one embodiment of the present invention.
【図3】本発明における一実施例の動作を示すフローチ
ャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the operation of one embodiment of the present invention.
【図4】本発明で指令するNCパートプログラム例を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of an NC part program instructed in the present invention.
【図5】従来技術における一実施例を示すブロック図で
ある。FIG. 5 is a block diagram showing one embodiment of the prior art.
【図6】従来技術における一実施例の動作を示すフロー
チャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of one embodiment of the prior art.
【図7】従来技術で指令するNCパートプログラム例を
示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of an NC part program instructed in the related art.
1 NCパートプログラム 2 NCパートプログラム記憶部 3 NCパートプログラム解析部 4 関数発生部 5 追従誤差算出部 6 サーボ制御部 7 モータ 8 検出器 9 パラメータ設定部 10 トルク制限値記憶部 11 時間スキップ値記憶部 12 電流制限指令換算部 13 時間カウント部 14 スキップ時間比較部 15 追従誤差許容値記憶部 16 追従誤差比較部 17 速度比較部 18 検出位置算出部 19 終了入力 20 速度制御部 P0 、P2 トルク制限値指令 F1 、F2 送り速度指令値 X1 、X2 目標位置 H1 、H2 スキップ時間 Reference Signs List 1 NC part program 2 NC part program storage unit 3 NC part program analysis unit 4 Function generation unit 5 Tracking error calculation unit 6 Servo control unit 7 Motor 8 Detector 9 Parameter setting unit 10 Torque limit value storage unit 11 Time skip value storage unit 12 Current limit command conversion section 13 Time count section 14 Skip time comparison section 15 Tracking error allowable value storage section 16 Tracking error comparison section 17 Speed comparison section 18 Detection position calculation section 19 End input 20 Speed control section P0, P2 Torque limit value command F1, F2 Feed speed command value X1, X2 Target position H1, H2 skip time
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−167002(JP,A) 特開 昭64−31205(JP,A) 特開 昭64−57310(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 19/416 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-167002 (JP, A) JP-A 64-31205 (JP, A) JP-A 64-57310 (JP, A) (58) Investigation Field (Int.Cl. 7 , DB name) G05B 19/416
Claims (1)
制限する機能を備えた数値制御装置において、モータに
対する関数発生指令位置と検出位値の差である追従誤差
の許容値を設定し記憶する手段と、追従誤差と前記追従
誤差許容値を比較する追従誤差比較手段と、送り速度指
令値と位置検出器から検出した位置の変化量より求めた
検出位置速度を比較する速度比較手段と、前記速度比較
手段と追従誤差比較手段の結果に基づき、送り速度を制
御する手段とを備え、前記送り速度を制御する手段は、
前記モータの追従誤差が前記追従誤差許容値以上で、送
り指令速度が検出位置速度以上であった場合に、検出位
置速度を送り指令速度として置き換えて送り速度を制御
する事を特徴とする数値制御装置。In a numerical controller having a function of limiting a motor torque to a set value or less, an allowable value of a tracking error, which is a difference between a function generation command position and a detected position value for the motor, is set and stored. Means, following error comparing means for comparing the following error and the following error allowable value, speed comparing means for comparing a feed speed command value and a detected position speed obtained from a change amount of a position detected from a position detector, Means for controlling the feed rate based on the results of the speed comparison means and the tracking error comparison means, wherein the means for controlling the feed rate comprises:
Numerical control characterized in that when the following error of the motor is equal to or greater than the allowable value of the following error and the feed command speed is equal to or more than the detected position speed, the feed speed is controlled by replacing the detected position speed as the feed command speed. apparatus.
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JP11719993A JP3222618B2 (en) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | Numerical control unit |
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JP11719993A JP3222618B2 (en) | 1993-05-19 | 1993-05-19 | Numerical control unit |
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