JP4372018B2 - Numerical controller - Google Patents
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Description
本発明は、数値制御（ＮＣ）工作機械の送り軸駆動系の送り軸反転時に発生する送り軸追従誤差を抑制するために、送り軸を駆動する送り軸モータの制御を行う数値制御装置に関する。 The present invention relates to a numerical control device that controls a feed shaft motor that drives a feed shaft in order to suppress a feed shaft tracking error that occurs when a feed shaft is reversed in a feed shaft drive system of a numerical control (NC) machine tool.
近年、ＮＣ工作機械の切削送り速度の高速化に伴い、駆動系の非線形要素に起因する問題が顕著に表れてきており、例えばその１つに、円弧切削時等において円弧象限切り換わり部に象限突起と呼ばれる現象が生じるという問題がある。この象限突起は、円弧象限切り換わり部において送り軸が反転する際に送り軸モータの出力トルクが俊敏に応答できないため、実速度に遅れが生じることにより形状誤差が発生し、この形状誤差に起因して生じるものである。 In recent years, with the increase in cutting feed speed of NC machine tools, problems due to non-linear elements of the drive system have become prominent. For example, one of them is a quadrant in the arc quadrant switching part during arc cutting or the like. There is a problem that a phenomenon called a protrusion occurs. This quadrant protrusion has a shape error due to a delay in the actual speed because the output torque of the feed shaft motor cannot respond quickly when the feed shaft reverses at the arc quadrant switching part. This is what happens.
従来、このような送り軸の反転に起因して生じる問題を解決するために、送り軸反転時に様々な補償制御が行われている。例えば、送り軸の移動指令や速度指令を監視し、送り軸の移動方向あるいは速度指令値の符号が反転した際に、反転した軸移動方向へ一定のトルク指令値を加算補償して送り軸反転時の起動トルクを補償制御する方法がある。 Conventionally, in order to solve the problems caused by such reversal of the feed axis, various compensation controls are performed at the time of reversing the feed axis. For example, if the feed axis movement command or speed command is monitored and the sign of the feed axis movement direction or speed command value is reversed, the feed axis is reversed by adding and compensating for a constant torque command value in the reversed axis movement direction. There is a method for compensating the starting torque at the time.
しかしながら、このような補償制御方法によると、送り軸速度により変化する摺動抵抗の影響を考慮せずに一定のトルク指令値で補償制御が行われるため、送り軸反転時の送り速度の変化の度合い（加速度）によっては補償制御が過補償あるいは補償不足となる等、加工条件によっては十分な補償効果が得られなかった。 However, according to such a compensation control method, compensation control is performed with a constant torque command value without considering the influence of the sliding resistance that varies depending on the feed shaft speed, so that the change in feed speed when the feed shaft is reversed is changed. Depending on the degree (acceleration), the compensation control may be overcompensated or insufficiently compensated, and a sufficient compensation effect could not be obtained depending on the machining conditions.
そこで、このような問題を解決するため、送り軸反転時の送り速度変化の度合いを考慮した補償制御が立案されている。この補償制御について、図３を参照して説明する。 Therefore, in order to solve such a problem, compensation control has been devised in consideration of the degree of change in feed speed when the feed axis is reversed. This compensation control will be described with reference to FIG.
まず、プログラム解析部１は、入力された加工プログラム（ＮＣプログラム）を解析する。補間演算部２は、プログラム解析部１にて得られた解析結果に基づいて補間演算を行い、各送り軸の移動指令Ｐｃを生成し、この移動指令Ｐｃを位置制御部８に出力する。
First, the program analysis unit 1 analyzes the input machining program (NC program). The
位置制御部８は、移動指令Ｐｃにおける位置指令値と位置フィードバック信号Ｐａにおける実際の送り軸の位置を示す値との差に基づいて速度指令Ｖｃを算出し、速度制御部９に向けて出力する。ここで、位置フィードバック信号Ｐａは、実際の送り軸の位置が指令値通りに制御されるようにするためのフィードバック信号であり、送り軸モータに結合された位置検出器１２から出力される信号である。そして、位置制御部８から出力された速度指令Ｖｃは、後述の如くロストモーション補正演算部７１により速度の補正が行われ、補正後の指令が速度制御部９に入力される。
The
速度制御部９は、ロストモーション補正された速度指令における速度指令値と速度フィードバック信号Ｖａにおける実際の送り速度を示す値との差に基づいてトルク指令Ｔｃを算出し、電力増幅部１０に向けて出力する。ここで、速度フィードバック信号Ｖａは、実際の送り速度が指令値通りに制御されるようにするためのフィードバック信号であり、位置検出器１２からの位置フィードバック信号Ｐａが速度検出部（微分器）１３により処理されて得られる信号である。そして、速度制御部９から出力されたトルク指令Ｔｃは、速度指令Ｖｃと同様に、ロストモーション補正演算部７１によりトルクの補正が行われ、補正後の指令が電力増幅部１０に入力される。
The
電力増幅部１０は、ロストモーション補正されたトルク指令におけるトルク指令値と電力増幅部１０からのフィードバック信号の値との差に基づいて電流値を算出し、送り軸駆動モータ１１に出力する。こうして電力増幅部１０から出力された電流により、送り軸駆動モータ１１の駆動制御が行われる。
The power amplifying
次に、ロストモーション補正演算部７１により行われる速度指令Ｖｃ及びトルク指令Ｔｃのロストモーション補正について説明する。
Next, the lost motion correction of the speed command Vc and the torque command Tc performed by the lost motion
図３の数値制御装置において、速度反転検出部５は、補間演算部２からの移動指令Ｐｃ（特に、送り軸の移動方向や送り速度などの移動状態）を監視し、送り軸の移動方向の反転や反転時における送り軸の加速度を検出している。また、ロストモーション補正データ記憶部６は、例えば図４に示すような、送り軸反転時の加速度に応じて必要とされるロストモーション補正量のデータを予め記憶している。尚、この補正量の求め方としては、例えばＮＣ工作機械を所定の円弧補間で送り速度条件を変えながら動作させ、円弧象限切り換わり部の送り軸追従性を送り速度毎に確認し、送り軸反転時の加速度毎に必要となる補正量を求めるといった方法がある。
In the numerical control device of FIG. 3, the speed inversion detection unit 5 monitors the movement command Pc (particularly, the movement state of the feed axis, the feed speed, etc.) from the
そして、速度反転検出部５が送り軸の移動方向の反転を検出すると、ロストモーション補正演算部７１は、速度反転検出部５から、送り軸反転時における加速度ΔＶを取得し、
しかる後に、この加速度ΔＶに応じたロストモーション補正量をロストモーション補正デ
ータ記憶部６から読み出し、読み出されたロストモーション補正量に基づいて速度及びトルクの補正値を算出して出力する。こうして出力された補正値は、速度制御部９及び電力増幅部１０の入力指令の指令値に加算され、速度指令Ｖｃ及びトルク指令Ｔｃのロストモーション補正が行われる。
When the speed reversal detection unit 5 detects reversal of the moving direction of the feed axis, the lost motion
Thereafter, the lost motion correction amount corresponding to the acceleration ΔV is read from the lost motion correction
ここで、ロストモーション補正演算部７１でのロストモーション補正量の算出は、図４に示すようなデータを用い、検出された加速度に対応する補正量を取り出す方法で行われる。従って、送り軸の送り速度の速度パターンが、例えば図５に示す３つの速度パターンＶ１，Ｖ２，Ｖ３である場合、加速度ΔＶ１，ΔＶ２，ΔＶ３に応じた補正量ε１，ε２
，ε３がロストモーション補正量として算出されることになる。尚、図５における加速度ΔＶは、送り軸の移動方向に対し反対の方向への加速度（すなわち、送り速度を減速させ
る加速度）を正、送り軸の移動方向への加速度（すなわち、送り速度を加速させる加速度）を負、としている。そして、送り軸反転時における加速度がΔＶ１，ΔＶ２，ΔＶ３である場合には、図６のように、算出された補正量ε１，ε２，ε３によるロストモーション補正が行われる。ここで、図６における補正量εは、反転後の送り軸の移動方向（速度の方向）に加算する補正量を負としている。従って、図６では、反転後の送り軸の移動方向に、補正量ε１，ε２，ε３を加算するようなロストモーション補正が行われることを示している。また、図６に示すように、ロストモーション補正は送り軸反転時から開始し、加速度の大きさによらず、時間Ｔa+nの時点で完了するように制御される。
Here, the calculation of the lost motion correction amount in the lost motion
, Ε3 is calculated as the lost motion correction amount. Note that the acceleration ΔV in FIG. 5 is positive in the direction opposite to the moving direction of the feed axis (that is, acceleration that decelerates the feed speed), and accelerated in the moving direction of the feed axis (that is, accelerates the feed speed). Acceleration) to be negative. If the acceleration at the time of reversing the feed axis is ΔV1, ΔV2, ΔV3, the lost motion correction is performed with the calculated correction amounts ε1, ε2, ε3 as shown in FIG. Here, the correction amount ε in FIG. 6 is a negative correction amount to be added to the moving direction (speed direction) of the feed shaft after reversal. Accordingly, FIG. 6 shows that lost motion correction is performed such that the correction amounts ε1, ε2, and ε3 are added to the moving direction of the feed axis after reversal. Further, as shown in FIG. 6, the lost motion correction is started from the time of reversing the feed axis, and is controlled to be completed at the time Ta a + n regardless of the magnitude of the acceleration.
上記の従来技術によれば、送り軸の駆動制御を行うにあたり、送り軸反転時の送り軸の加速度に応じて、ロストモーション補正量、及び速度やトルクの補正値を算出しているため、図６のように、送り軸反転時Ｔaからロストモーション補正完了時Ｔa+nまでの送り軸の速度変化が一定である場合には、送り軸反転時の送り軸追従誤差を抑制した適切な補償制御を行うことができる。 According to the above prior art, when performing drive control of the feed axis, the lost motion correction amount and the correction values of the speed and torque are calculated according to the acceleration of the feed axis when the feed axis is reversed. As shown in FIG. 6, when the feed shaft speed change from the feed axis reversal Ta to the lost motion correction completion Ta + n is constant, the feed shaft follow-up error during feed shaft reversal is suppressed appropriately. Compensation control can be performed.
しかしながら、送り軸反転時Ｔaにおける送り軸の速度変化の度合い（加速度）が同じでも、送り軸反転時Ｔaからロストモーション補正完了時Ｔa+nまでの間に送り軸の移動状態が変化し、速度変化が一定でなくなる（送り軸反転時における速度変化と異なる状態となる）場合には、送り軸反転時Ｔaの加速度に応じた補正量では、ロストモーション補正完了前における送り軸の移動状態の変化に十分対応した補正を行うことができなかった。その結果、ロストモーション補正による速度やトルクの補償制御が過補償あるいは補償不足となり、送り軸が反転する際の飛び越しや追従遅れ等による追従誤差の発生を十分に抑制することができず、結果的には形状精度向上の阻害要因となっていた。 However, the degree of change in velocity of the feed shaft (acceleration) are the same in the feed shaft when reversing T a, the movement state change of the feed axis between the feed shaft when reversing T a time until T a + n lost motion correction completion and, (a different state velocity change during the feed axis inversion) the speed change is not constant in the case, the correction amount corresponding to the acceleration of the feed shaft when reversing T a, of the feed axis before the lost motion correction completion It was not possible to perform a correction that sufficiently responded to changes in the moving state. As a result, speed / torque compensation control by lost motion compensation is overcompensated or undercompensated, and it is not possible to sufficiently suppress the occurrence of follow-up errors due to jumping or follow-up delay when the feed axis is reversed. However, it was an impediment to improvement of shape accuracy.
本発明の目的は、送り軸反転時からロストモーション補正完了時までの間に送り軸の移動状態が変化し、送り軸の速度変化が一定でなくなる場合にも、その変化に十分対応した補正値によりロストモーション補正を行うことが可能な数値制御装置を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a correction value sufficiently corresponding to a change in the feed axis moving state when the feed axis is reversed and the lost motion correction is completed and the change in the feed axis speed is not constant. An object of the present invention is to provide a numerical control device capable of performing lost motion correction.
本発明は、工作機械の送り軸の移動指令に基づき駆動制御指令を出力して送り軸の駆動制御を行う送り軸制御部と、送り軸の反転時に、前記駆動制御指令をロストモーション補正するロストモーション補正部と、を含み、送り軸の反転時にロストモーション補正しながら送り軸の駆動制御を行う数値制御装置において、前記ロストモーション補正部は、前記送り軸制御部に入力される前の移動指令を監視し、送り軸の反転および反転時の送り軸の加速度を検出する検出手段と、ロストモーション補正中に反転時の送り軸の加速度が継続する場合に用いられるロストモーション補正量を、加速度毎に記憶する補正データ記憶手段と、検出された加速度に基づき、該加速度がロストモーション補正中に継続する場合における反転後の第一の送り軸移動量を算出し、また反転後に前記送り軸制御部に入力される予定の所定回数分の移動指令に基づき、該移動指令による反転後の第二の送り軸移動量を算出し、この反転後の第一及び第二送り軸移動量と、検出された加速度に基づき前記補正量データ記憶手段から取得した補正量と、を用いて、実際のロストモーション補正に用いる実ロストモーション補正量を算出する補正量算出手段と、を含み、前記送り軸制御部は、入力された移動指令と、補正量算出手段で算出された実ロストモーション補正量と、に基づいて、反転時のロストモーション補正を行いながら送り軸の駆動制御を行うことを特徴とする。 The present invention provides a feed axis control unit that outputs a drive control command based on a feed axis movement command of a machine tool and performs drive control of the feed axis, and a lost motion that corrects the drive control command for lost motion when the feed axis is reversed. Including a motion correction unit, wherein the lost motion correction unit performs a movement command before being input to the feed axis control unit. Detection means for detecting the feed axis inversion and reversal of the feed axis, and the lost motion correction amount used when the acceleration of the feed axis at the inversion continues during the lost motion compensation for each acceleration. Based on the detected acceleration and the first feed axis after reversal when the acceleration continues during lost motion correction based on the detected acceleration Based on a predetermined number of movement commands scheduled to be input to the feed axis control unit after reversal, a second feed axis movement amount after reversal according to the movement command is computed, Correction for calculating an actual lost motion correction amount used for actual lost motion correction using the first and second feed axis movement amounts and the correction amount acquired from the correction amount data storage means based on the detected acceleration The feed axis control unit, while performing the lost motion correction at the time of reversal based on the input movement command and the actual lost motion correction amount calculated by the correction amount calculating means. The drive shaft drive control is performed.
また、前記補正量算出手段は、検出された加速度が反転前にも継続していた場合における反転前の第一の送り軸移動量を算出し、また反転前に前記送り軸制御部に入力済みの所定回数分の移動指令に基づき、該移動指令による反転前の第二の送り軸移動量を算出し、この反転前の第一及び第二の反転前移動量と、前記反転後の第一及び第二の送り移動量と、検出された加速度に基づき前記補正量データ記憶部から取得した補正量と、を用いて実ロストモーション補正量を算出することを特徴とする。 Further, the correction amount calculating means calculates the first feed axis movement amount before reversal when the detected acceleration continues before reversal, and has been input to the feed axis control unit before reversal. Based on the predetermined number of movement commands, a second feed axis movement amount before reversal by the movement command is calculated, and the first and second reversal movement amounts before reversal and the first reversal movement amount The actual lost motion correction amount is calculated using the second feed movement amount and the correction amount acquired from the correction amount data storage unit based on the detected acceleration.
本発明の数値制御装置によれば、送り軸反転時の速度変化度合い（加速度）及び送り軸反転後の送り軸移動状態に応じて、適正な値で速度指令及びトルク指令をフィードフォワード補償するため、送り軸反転後の送り軸移動状態がロストモーション補正完了前に変化する場合においても、ロストモーション補正における速度やトルク補償の過補償または補償不足といった状態を抑制し、形状精度を向上させることができる。 According to the numerical control device of the present invention, in order to feedforward compensate the speed command and the torque command with appropriate values according to the speed change degree (acceleration) when the feed axis is reversed and the feed axis movement state after the feed axis is reversed. Even when the feed axis movement state after feed axis reversal changes before the lost motion correction is completed, it is possible to suppress the state of speed compensation and torque compensation over-compensation or under-compensation in lost motion compensation and improve shape accuracy. it can.
本発明の一実施形態に係る数値制御装置について、図１を参照して説明する。尚、図３に示す従来技術と同等な部分については、図１中で同一の符号としている。 A numerical control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is shown in FIG. 1 about the part equivalent to the prior art shown in FIG.
本実施形態の数値制御装置において、プログラム解析部１は、入力された加工プログラム（ＮＣプログラム）を解析し、補間演算部２は、プログラム解析部１で得られた解析結果に基づき補間演算を行う。ここで、補間演算部２から出力された補間演算結果たる移動指令は、出力される毎に第一補間記憶制御部３によって第一記憶部３１に記憶される。
In the numerical control device of the present embodiment, the program analysis unit 1 analyzes the input machining program (NC program), and the
第一記憶部３１は、位置制御部８に入力される前の所定回数ｎ回分の移動指令を逐次更新記憶することができる。ここで、第一記憶部３１が所定回数ｎ回分の移動指令を既に記憶済みの場合に補間演算部２からの最新の移動指令が出力されると、第一補間記憶制御部３は、第一記憶部３１内に記憶済みの移動指令の内、所定回数ｎ回分を経過した最古の移動指令を第二補間記憶制御部４及び位置制御部８に出力し、補間演算部２からの最新の移動指令を第一記憶部３１内に更新記憶させる。
The
第二記憶部４１は、第一記憶部３１から出力された所定回数ｎ回分の移動指令を逐次更新記憶することができる。ここで、第二記憶部４１が所定回数ｎ回分の移動指令を既に記憶済みの場合に第一記憶部３１から移動指令が出力されると、第二補間記憶制御部４は、第二記憶部４１内に記憶済みの移動指令の内、所定回数ｎ回分を経過した最古の移動指令を削除し、第一補間記憶制御部３から移された移動指令を第二記憶部４１内に更新記憶させる。
The
また、第一補間記憶制御部３により第一記憶部３１から出力された移動指令が位置制御部８に入力すると、従来と同様に、ロストモーション補正演算部７によるロストモーション補正（速度指令及びトルク指令のフィードフォワード補償）及び位置検出器１２からのフィードバック制御が行われながら、位置制御部８、速度制御部９、及び電力増幅部１０を介して送り軸駆動モータ１１の駆動制御が行われる。
When the movement command output from the
次に、本実施形態の数値制御装置において、ロストモーション補正演算部７により行われる速度指令Ｖｃ及びトルク指令Ｔｃのロストモーション補正について説明する。
Next, the lost motion correction of the speed command Vc and the torque command Tc performed by the lost motion
速度反転検出部５は、第一記憶部３１から出力される移動指令Ｐｃ（特に、送り軸の移動方向や送り速度などの移動状態）を監視し、送り軸の移動方向の反転や反転時における送り軸の加速度を検出している。また、ロストモーション補正データ記憶部６は、従来技術と同様に、例えば図４に示すような、送り軸反転時の加速度に応じて必要とされるロストモーション補正量のデータを予め記憶している。尚、本実施形態では、速度の符号の反転を検出することで送り軸の移動方向の反転を検出しているが、移動方向の反転検出方法は、これに限定されるものではない。
The speed reversal detection unit 5 monitors the movement command Pc output from the first storage unit 31 (particularly, the movement state of the feed axis, the feed speed, etc.), and reverses or reverses the feed axis movement direction. The acceleration of the feed axis is detected. Further, the lost motion correction
そして、速度反転検出部５が送り軸の移動方向の反転を検出すると、ロストモーション補正演算部７は、送り軸反転時における加速度ΔＶを速度反転検出部５から取得し、しか
る後に、この加速度ΔＶに応じたロストモーション補正量をロストモーション補正データ
記憶部６から読み出す。また、ロストモーション補正演算部７は、送り軸反転検出時に第一記憶部３１及び第二記憶部４１に記憶されている移動指令に基づいて、後述の如く送り軸反転前後の送り軸の移動量を算出し、得られた値を用いて後述の係数値を算出する。そして、この係数値をロストモーション補正データ記憶部６から読み出されたロストモーション補正量に乗算して実ロストモーション補正量を算出し、さらにこの実ロストモーション補正量に基づいて速度及びトルクの補正値を算出して当該補正値を出力する。こうして出力された補正値は、速度制御部９及び電力増幅部１０の入力指令の指令値に加算され、速度指令Ｖｃ及びトルク指令Ｔｃのロストモーション補正が行われる。
When the speed reversal detection unit 5 detects the reversal of the moving direction of the feed axis, the lost motion
ここで、ロストモーション補正演算部７による実ロストモーション補正量の算出ルールについて、以下説明する。
Here, the calculation rule of the actual lost motion correction amount by the lost motion
ロストモーション補正演算部７は、第一記憶部３１に記憶されている移動量の総和Σ１を算出する。第一記憶部３１に記憶されている補間結果たる移動指令は、まだ位置制御部８に出力されていない各補間時点の位置を示すものであるから、第一記憶部３１は、送り軸反転が発生した時点以降の軸移動位置データを所定回数ｎ回分記憶していることになる。従って、第一記憶部３１に記憶されている補間結果の中で最も新しい補間結果に示された送り軸位置と、送り軸反転時における送り軸位置との差分を算出することにより、送り軸反転以降の所定回数ｎ回分の移動指令による移動量の総和Σ１を算出することができる。
The lost motion
また、ロストモーション補正演算部７は、第二記憶部４１に記憶されている移動量の総和Σ２も算出する。第二記憶部４１に記憶されている補間結果たる移動指令は、既に位置制御部８に出力された各補間時点の位置を示すものであるから、第二記憶部４１は、送り軸反転が発生する前の軸移動位置データを所定回数ｎ回分記憶していることになる。従って、送り軸反転時における送り軸位置と、第二記憶部４１に記憶されている補間結果の中で最も古い補間結果に示された送り軸位置との差分を算出することにより、送り軸反転前の所定回数ｎ回分の移動指令による移動量の総和Σ２を算出することができる。
In addition, the lost motion
また、送り軸反転時のロストモーション補正の補正量の基準となるロストモーション補正量は、従来技術と同様に、図４に示すように送り軸の反転時に検出された加速度ΔＶに
よって求められる。このロストモーション補正量は、送り軸反転前後の加速度ΔＶがロス
トモーション補正完了時（図６の時間Ｔa+nの時点に相当）まで継続するような場合に最適な補正量である。そして、送り軸の軸反転前後の加速度ΔＶがロストモーション補正完
了時まで継続する場合における、送り軸反転前の所定回数ｎ回分の移動指令による送り軸移動量と送り軸反転後の所定回数ｎ回分の移動指令による送り軸移動量との総和Σ３が、Σ３＝1／２×ΔＶ×ｎ×ｎ×２＝ｎ2×ΔＶにより算出される。
Further, the lost motion correction amount that is a reference for the correction amount of the lost motion correction at the time of reversing the feed axis is obtained from the acceleration ΔV detected when the feed axis is reversed as shown in FIG. This lost motion correction amount is an optimal correction amount when the acceleration ΔV before and after reversing the feed axis continues until the lost motion correction is completed (corresponding to the time Ta a + n in FIG. 6). Then, when the acceleration ΔV before and after the axis reversal of the feed axis continues until the completion of the lost motion correction, the feed axis movement amount by the movement command for the predetermined number n times before the feed axis inversion and the predetermined number n times after the feed axis inversion. The total Σ3 with the feed axis movement amount by the movement command is calculated by Σ3 = 1/2 × ΔV × n × n × 2 = n 2 × ΔV.
こうして算出された各送り軸移動量Σ１、Σ２、Σ３を用いて、ロストモーション補正演算部７は、係数Ｋ＝（Σ１＋Σ２）／Σ３を算出する。
The lost motion
そして、算出された係数Ｋをロストモーション補正データ記憶部６から読み出されたロストモーション補正量に乗算し、実ロストモーション補正量を算出する。こうして算出された実ロストモーション補正量に基づいて、速度及びトルクの補正値を算出して出力し、この補正値を速度制御部９及び電力増幅部１０の入力指令の指令値に加算することで、速度指令Ｖｃ及びトルク指令Ｔｃのロストモーション補正が行われる。
Then, the calculated coefficient K is multiplied by the lost motion correction amount read from the lost motion correction
例えば、送り軸が図２のような送り軸反転前後の移動状態を示して移動する場合、まずロストモーション補正演算部７は、送り軸反転時Ｔaにおける加速度ΔＶ１に応じたロス
トモーション補正量ε１をロストモーション補正データ記憶部６から読み出す。次に、第一記憶部３１に記憶されている所定回数ｎ回分の移動指令に基づいて、送り軸反転後の送り軸の移動量Σ１を算出する。さらに、第二記憶部４１に記憶されている所定回数ｎ回分の移動指令に基づいて、送り軸反転前の送り軸の移動量Σ２を算出する。
For example, if the feed shaft is moved it indicates the moving state of the cross feed axis reversed as in FIG. 2, lost motion
また、ロストモーション補正演算部７は、送り軸の軸反転前後の加速度ΔＶ１がロスト
モーション補正完了時まで継続するとした場合における、送り軸反転前の所定回数ｎ回分の送り軸移動量と送り軸反転後の所定回数ｎ回分の送り軸移動量との総和Σ３を、上述の如く算出する。そして、算出された各移動量Σ１、Σ２、Σ３を用いて上述の如く係数Ｋを算出し、この係数Ｋをロストモーション補正データ記憶部６から読み出したロストモーション補正量ε１に乗算し、実ロストモーション補正量εｒを求める。
In addition, the lost motion
このように、速度指令Ｖｃ及びトルク指令Ｔｃのロストモーション補正に用いられるロストモーション補正量は、送り軸反転後の移動状態（送り軸の移動量）によって、送り軸反転時Ｔaの加速度ΔＶ１に応じたロストモーション補正量ε１から実ロストモーション
補正量εｒに抑制される。そして、この実ロストモーション補正量εｒに基づいて速度及びトルクの補正値が算出され、この補正値が速度制御部９及び電力増幅部１０の入力指令の指令値にそれぞれ加算されることで、実ロストモーション補正量εｒに基づく速度指令Ｖｃ及びトルク指令Ｔｃのロストモーション補正が行われる。
Thus, lost motion correction amount used in the lost motion correction of the velocity command Vc and the torque command Tc is the moving state after feed axis inversion (the amount of movement of the feed shaft), the acceleration ΔV1 of the feed axis inversion time T a The corresponding lost motion correction amount ε1 is suppressed to the actual lost motion correction amount εr. Then, speed and torque correction values are calculated based on the actual lost motion correction amount εr, and the correction values are added to the command values of the input commands of the
以上のように、本実施形態の数値制御装置によれば、送り軸反転後の送り軸移動状態がロストモーション補正完了前に変化するような場合には、その移動状態の変化に応じてロストモーション補正量を抑制する。従って、同様の場合に従来の装置では生じていた速度やトルク補償の過補償または補償不足といった状態を抑制でき、形状精度を向上させることができる。 As described above, according to the numerical control device of this embodiment, when the feed axis movement state after the feed axis inversion changes before the lost motion correction is completed, the lost motion is changed according to the change in the movement state. The correction amount is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the state such as over-compensation or under-compensation of the speed and torque compensation that has occurred in the conventional apparatus in the same case, and the shape accuracy can be improved.
尚、図６の速度パターンＶ１のように、送り軸反転後の送り軸移動状態がロストモーション補正完了前に変化することなく、送り軸の反転前後において一定の速度変化が継続し、ロストモーション補正完了時まで続くような場合には、係数Ｋ＝１と算出される。従って、この場合の実ロストモーション補正量εｒは、結局のところ、送り軸反転時Ｔaにおける加速度ΔＶ１に応じたロストモーション補正量ε１となる。このように、送り軸反転後の送り軸移動状態がロストモーション補正完了前に変化せずに一定の速度変化が継続されるような場合には、従来と同様、ロストモーション補正量ε１に基づいて速度及びトルクの補正値が算出され、この補正値により、送り軸反転時Ｔaから時間Ｔa+nまでの間で速度指令Ｖｃ及びトルク指令Ｔｃのロストモーション補正が行われる。 As shown in the speed pattern V1 in FIG. 6, the feed axis movement state after the feed axis is reversed does not change before the lost motion correction is completed, and a constant speed change continues before and after the feed axis is reversed, and the lost motion correction is performed. In the case of continuing until completion, the coefficient K = 1 is calculated. Thus, the real lost motion correction amount εr of this case, after all, the lost motion correction amount ε1 in response to the acceleration ΔV1 in the feed shaft when reversing T a. In this way, when the feed axis movement state after the feed axis inversion does not change before the lost motion correction is completed and a constant speed change continues, based on the lost motion correction amount ε1, as in the conventional case. Speed and torque correction values are calculated, and the lost motion correction of the speed command Vc and the torque command Tc is performed between the feed axis reversal time Ta and the time Ta + n based on the correction value.
また、今回のケースでは、送り軸反転前後の送り軸移動量Σ１，Σ２と、送り軸の反転前後の加速度がロストモーション補正完了時まで継続する場合における送り軸の軸反転前後の各所定回数ｎ回分の送り軸移動量Σ３とを用いて係数Ｋを算出するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、送り軸反転後の送り軸移動量Σ１１と、送り軸の反転前後の加速度がロストモーション補正完了時まで継続する場合における送り軸反転後の所定回数ｎ回分の送り軸移動量Σ３１とを用いて、係数Ｋ１（＝Σ１１／Σ３１）を算出しても良い。そして、得られた係数Ｋ１を用いて上記と同様にして実ロストモーション補正量を求め、この実ロストモーション補正量に基づいて得られた速度及びトルクの補正値により速度指令Ｖｃ及びトルク指令Ｔｃのロストモーション補正が行われても、同様の効果を得ることができる。尚、この場合には、数値制御装置において、第二記憶制御部４及び第二記憶部４１は不要な構成となる。
In this case, the feed axis movement amounts Σ1, Σ2 before and after the feed axis inversion and the predetermined number n before and after the axis inversion of the feed axis when the acceleration before and after the feed axis inversion continues until the completion of the lost motion correction. Although the coefficient K is calculated by using the feed axis movement amount Σ3 for each batch, the present invention is not limited to this. For example, the feed axis movement amount Σ11 after reversing the feed axis and the feed axis movement amount Σ31 for a predetermined number of times after the feed axis reversal when the acceleration before and after the reversal of the feed axis continues until the lost motion correction is completed are used. Thus, the coefficient K1 (= Σ11 / Σ31) may be calculated. Then, the actual lost motion correction amount is obtained in the same manner as described above using the obtained coefficient K1, and the speed command Vc and the torque command Tc are calculated based on the speed and torque correction values obtained based on the actual lost motion correction amount. Even if the lost motion correction is performed, the same effect can be obtained. In this case, the second storage control unit 4 and the
１ プログラム解析部、２ 補間演算部、３ 第一補間記憶制御部、３１ 第一記憶部、４ 第二補間記憶制御部、４１ 第二記憶部、５ 速度反転検出部、６ ロストモーション補正データ記憶部、７ ロストモーション補正演算部、８ 位置制御部、９ 速度制御部、１０ 電力増幅部、１１ 送り軸駆動モータ、１２ 位置検出器、１３ 速度検出部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Program analysis part, 2 interpolation calculating part, 3 1st interpolation memory | storage control part, 31 1st memory | storage part, 4 2nd interpolation memory | storage control part, 41 2nd memory | storage part, 5 speed inversion detection part, 6 Lost motion correction data memory | storage Unit, 7 lost motion correction calculation unit, 8 position control unit, 9 speed control unit, 10 power amplification unit, 11 feed shaft drive motor, 12 position detector, 13 speed detection unit.
Claims (4)
前記ロストモーション補正部は、
前記送り軸制御部に入力される前の移動指令を監視し、送り軸の反転および反転時の送り軸の加速度を検出する検出手段と、
ロストモーション補正中に反転時の送り軸の加速度が継続する場合に用いられるロストモーション補正量を、加速度毎に記憶する補正データ記憶手段と、
検出された加速度に基づき、該加速度がロストモーション補正中に継続する場合における反転後の第一の送り軸移動量を算出し、また反転後に前記送り軸制御部に入力される予定の所定回数分の移動指令に基づき、該移動指令による反転後の第二の送り軸移動量を算出し、この反転後の第一及び第二送り軸移動量と、検出された加速度に基づき前記補正量データ記憶手段から取得した補正量と、を用いて、実際のロストモーション補正に用いる実ロストモーション補正量を算出する補正量算出手段と、
を含み、
前記送り軸制御部は、入力された移動指令と、補正量算出手段で算出された実ロストモーション補正量と、に基づいて、反転時のロストモーション補正を行いながら送り軸の駆動制御を行うことを特徴とする数値制御装置。 A feed axis control unit that outputs a drive control command based on a movement command of a feed axis of a machine tool and performs drive control of the feed axis; a lost motion correction unit that corrects the drive control command for lost motion when the feed axis is reversed; In the numerical control device that performs drive control of the feed axis while correcting the lost motion when the feed axis is reversed,
The lost motion correction unit
Detecting means for monitoring a movement command before being input to the feed axis control unit, and detecting the acceleration of the feed axis when the feed axis is reversed and reversed;
Correction data storage means for storing, for each acceleration, a lost motion correction amount used when the acceleration of the feed axis at the time of inversion during the lost motion correction continues;
Based on the detected acceleration, the first feed axis movement amount after reversal is calculated when the acceleration continues during the lost motion correction, and the predetermined number of times that is scheduled to be input to the feed axis control unit after reversal. Based on the movement command, the second feed axis movement amount after reversal by the movement command is calculated, and the correction amount data storage is performed based on the first and second feed axis movement amounts after the reversal and the detected acceleration. Correction amount calculation means for calculating an actual lost motion correction amount used for actual lost motion correction using the correction amount acquired from the means;
Including
The feed axis control unit performs drive axis drive control while performing lost motion correction at the time of reversal based on the input movement command and the actual lost motion correction amount calculated by the correction amount calculating means. A numerical control device characterized by.
前記補正量算出手段は、
検出された加速度が反転前にも継続していた場合における反転前の第一の送り軸移動量を算出し、また反転前に前記送り軸制御部に入力済みの所定回数分の移動指令に基づき、該移動指令による反転前の第二の送り軸移動量を算出し、この反転前の第一及び第二の反転前移動量と、前記反転後の第一及び第二の送り移動量と、検出された加速度に基づき前記補正量データ記憶部から取得した補正量と、を用いて実ロストモーション補正量を算出することを特徴とする数値制御装置。 The numerical control apparatus according to claim 1,
The correction amount calculating means includes
When the detected acceleration continues before reversal, the first feed axis movement amount before reversal is calculated, and based on a predetermined number of movement commands already input to the feed axis control unit before reversal. , Calculating a second feed axis movement amount before reversal by the movement command, first and second reversal movement amounts before reversal, and first and second feed movement amounts after reversal, A numerical control device, wherein an actual lost motion correction amount is calculated using a correction amount acquired from the correction amount data storage unit based on the detected acceleration.
前記送り軸制御部に入力される前の移動指令を、所定の指令回数分だけ記憶可能な入力前指令記憶手段と、
移動指令を入力前指令記憶手段に逐次記憶させる入力前指令記憶制御手段であって、所定回数分の移動指令を記憶済みの入力前指令記憶手段に最新の移動指令を更新記憶させる場合に、入力前指令記憶手段内の最古の移動指令を当該入力前指令記憶手段から出力する入力前指令記憶制御手段と、
入力前指令記憶手段から出力された移動指令を監視し、送り軸の反転および反転時の送り軸の加速度を検出する検出手段と、
ロストモーション補正中に反転時の送り軸の加速度が継続する場合に用いられるロストモーション補正量を、加速度毎に記憶する補正データ記憶手段と、
検出された加速度に基づき、該加速度がロストモーション補正中に継続する場合における反転後の第一の送り軸移動量を算出し、また反転検出時の入力前指令記憶部内に記憶される移動指令に基づき、実際に制御される反転後の第二の送り軸移動量を算出し、この反転後の第一及び第二送り軸移動量と、検出された加速度に基づき前記補正量データ記憶手段から取得した補正量と、を用いて、実際のロストモーション補正に用いる実ロストモーション補正量を算出する補正量算出手段と、
を含み、
前記送り軸制御部は、入力前指令記憶手段から出力された移動指令と、補正量算出手段で算出された実ロストモーション補正量と、に基づいて、反転時のロストモーション補正を行いながら送り軸の駆動制御を行うことを特徴とする数値制御装置。 A feed axis control unit that outputs a drive control command based on a movement command of a feed axis of a machine tool and performs drive control of the feed axis; a lost motion correction unit that corrects the drive control command for lost motion when the feed axis is reversed; In the numerical control device that performs drive control of the feed axis while correcting the lost motion when the feed axis is reversed,
A pre-input command storage means capable of storing a movement command before being input to the feed axis control unit for a predetermined number of times;
Pre-input command storage control means for sequentially storing the movement command in the pre-input command storage means, and is input when the latest movement command is updated and stored in the pre-input command storage means having stored the movement command for a predetermined number of times. Pre-input command storage control means for outputting the oldest movement command in the previous command storage means from the pre-input command storage means;
Detecting means for monitoring the movement command output from the pre-input command storage means and detecting the acceleration of the feed axis when the feed axis is reversed, and
Correction data storage means for storing, for each acceleration, a lost motion correction amount used when the acceleration of the feed axis at the time of reversal during the lost motion correction continues;
Based on the detected acceleration, the first feed axis movement amount after reversal when the acceleration continues during lost motion correction is calculated, and the movement command stored in the pre-input command storage unit at the time of reversal detection is calculated. Based on the first and second feed axis movement amount after the reverse and the detected acceleration, the second feed axis movement amount after the reverse control that is actually controlled is calculated and acquired from the correction amount data storage means. Correction amount calculating means for calculating an actual lost motion correction amount used for actual lost motion correction using the corrected amount,
Including
The feed axis control unit feeds the feed axis while performing lost motion correction during reversal based on the movement command output from the pre-input command storage means and the actual lost motion correction amount calculated by the correction amount calculation means. A numerical control device characterized in that the drive control is performed.
前記入力前指令記憶手段から出力される移動指令を更新記憶可能な入力後指令記憶手段と、
前記入力前指令記憶手段から出力される移動指令を入力後指令記憶手段に逐次記憶させる入力後指令記憶制御手段と、
をさらに備え、
前記補正量算出手段は、
検出された加速度に基づき、該加速度がロストモーション補正中に継続する場合における反転前の第一の送り軸移動量を算出し、また反転検出時の入力後指令記憶部内に記憶される移動指令に基づき、実際に制御された反転前の第二の送り軸移動量を算出し、この反転前の第一及び第二の送り軸移動量と、前記反転後の第一及び第二送り軸移動量と、検出された加速度に基づき前記補正量データ記憶手段から取得した補正量と、を用いて実ロストモーション補正量を算出することを特徴とする数値制御装置。
In the numerical control device according to claim 3,
Post-input command storage means capable of updating and storing the movement command output from the pre-input command storage means;
Post-input command storage control means for sequentially storing the movement command output from the pre-input command storage means in the post-input command storage means;
Further comprising
The correction amount calculating means includes
Based on the detected acceleration, the first feed axis movement amount before reversal when the acceleration continues during lost motion correction is calculated, and the movement command stored in the command storage unit after input at the time of reversal detection is calculated. Based on the actually controlled second feed axis movement amount before reversal, the first and second feed shaft movement amounts before reversal and the first and second feed shaft movement amounts after reversal are calculated. And calculating the actual lost motion correction amount using the correction amount obtained from the correction amount data storage means based on the detected acceleration.
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