JP6426691B2 - 数値制御装置 - Google Patents
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Description
図10は、本発明の実施の形態にかかる数値制御装置100の構成について説明する。数値制御装置100は、公知の駆動装置を制御する装置であって、圧力指令値に従って第1のモータ及び第2のモータそれぞれを駆動し、上テーブルを上下すなわちZ方向に移動させる。本実施の形態では、下向きすなわちZ方向を正の駆動方向とする。数値制御装置100は、状態検出部110、補正指令部120、補正ゲイン算出部130、補正ゲイン記憶部140を有する。数値制御装置100は、典型的には中央処理装置(CPU)、記憶装置及び入出力装置を備え、CPUが所定のプログラムを実行することにより状態検出部110及び補正指令部120、補正ゲイン算出部130、補正ゲイン記憶部140を論理的に実現する。
GL=(ΔPL/ΔZL) ・・・(1)
GR=(ΔPR/ΔZR) ・・・(2)
ここで、ΔPL及びΔPRは、座標値ZL及びZRの検出直前における第1のモータ及び第2のモータの単位時間あたりの圧力変化、ΔZL及びΔZRは、座標値ZL及びZRの検出直前における第1のモータ及び第2のモータの単位時間あたりの位置変化である。
図11のフローチャート及び図4の表を用いて、数値制御装置100の最も典型的な動作について説明する。
S1:各軸の座標値取得
状態検出部110は、一定時間毎に第1のモータ及び第2のモータの座標値を取得する。
好ましくは、状態検出部110は、第1のモータ及び第2のモータの座標値を取得するのと同時に、第1のモータ及び第2のモータに設けられた力センサから圧力値をそれぞれ取得する。そして、検出した第1のモータ及び第2のモータの座標値及び圧力値をそれぞれ直近2回分保存する。ここで保存した座標値及び圧力値はステップS5において使用される。なお、圧力値の検出及び保存は補正ゲイン算出部130が実施しても良い。
状態検出部110は、各モータの座標値の差分を計算し、差分が予め定められた閾値を超える場合、補正指令部120にS2以降の処理を実施させる。一方、閾値以下であれば処理を終了する。
いま、図4に示すように、第1のモータのZ方向の座標値が980mm、第2のモータのZ方向の座標値が1020mmであったとする。閾値を1mmとすると、両モータの座標値の差分40mmは閾値を超えているため、S2以降の処理を実施する。
補正指令部120は、第1のモータ及び第2のモータの座標値の平均を計算する。
図4の例では、平均位置は1000mmである。
補正指令部120は、第1のモータ及び第2のモータの座標値と、S2で計算した平均位置との差分を計算する。
図4の例では、第1のモータにおける平均位置とのズレは上方向に20mm(Z軸方向に−20mm)、第2のモータにおける平均位置とのズレは下方向に20mm(Z軸方向に+20mm)である。
補正ゲイン算出部130は、ステップS1で保存された直近2回分の第1のモータ及び第2のモータの座標値及び圧力値を用い、式(1)及び(2)に従って、第1のモータの補正ゲインGL及び第2のモータの補正ゲインGRを算出する。
図4の例では、補正ゲインは10である。
補正ゲイン記憶部140は、補正ゲイン算出部130が算出した補正ゲインGL及びGRを記憶する。なお、補正ゲイン記憶部140が予め設定された補正ゲインを記憶している場合は、ステップS5は省略可能である。
第1のモータの移動量=ΔZ×(GR÷(GL+GR))
第1のモータの移動量を実現するために必要な補正圧力は、第1のモータの補正ゲイン×第1のモータの移動量により求められる。
第1のモータの補正圧力=ΔZ×((GL×GR)÷(GL+GR))
なお、第2のモータの補正圧力も同様に求められるから、
補正圧力=ΔZ×((GL×GR)÷(GL+GR)) ・・・(3)
である。
他の例を用いてさらに説明する。いま、第1のモータの座標値ZLが985mm、第2のモータの座標値ZRが1015mmであるとする。また、第1のモータの補正ゲインGLが10N/mm、第2のモータの補正ゲインGRが5N/mmであるとする。このとき、補正圧力は式(3)により求められる。
補正圧力=(1015−985)×((10×5)÷(10+5))=100N
補正指令部120は、圧力指令値を補正圧力で補正して、新たな圧力指令値(補正後圧力指令値という)を生成し、モータに補正後出力値を出力する。すなわち、Z方向に進んでいるほうのモータの圧力指令値から補正圧力を減じ、遅れている方のモータの圧力指令値に補正圧力を加える。
図4の例では、第1のモータの補正後圧力指令値は1000N+200N=1200N、第2のモータの補正後圧力指令値は1000N−200N=800Nである。
他の例についても説明する。いま、第1のモータの座標値ZLが985mm、第2のモータの座標値ZRが1015mm、第1のモータの圧力指令値及び第2のモータの圧力指令値がともに1000Nであり、補正圧力が100Nであるとする。このとき、第1のモータの補正後圧力指令値は1000N+100N=1100N、第2のモータの補正後圧力指令値は1000N−100N=900Nである。
実施例1では、補正指令部120は、第1のモータと第2のモータとの合計圧力が補正前後で同じになるような補正を行った。実施例2では、補正指令部120は、Z方向に先に進んでいる方のモータの圧力指令値はそのまま変更せず、遅れている方のモータの圧力指令値を増加させる補正を行う。かかる補正手法は、例えばスプリングバック(ワークが荷重から開放された際に元の形状に戻ろうとする現象)が強い材料や、完全に塑性変形する材料に好適である。このような材料においては、実施例1のように圧力を減じる補正を行うと、ワークが変形したり跳ねたりすることがあるが、本実施例によればかかる現象を抑制できる。
実施例3では、補正指令部120は、Z方向に先に進んでいる方のモータの圧力指令値を減じ、遅れている方のモータの圧力指令値はそのまま維持する補正を行う。かかる補正手法は、例えば強い荷重による加工不良を生じやすいデリケートな材料に好適である。
110 状態検出部
120 補正指令部
130 補正ゲイン算出部
140 補正ゲイン記憶部
Claims (5)
- 圧力指令値に応じて制御される第1のモータ及び第2のモータと、少なくとも前記第1のモータ及び前記第2のモータにより駆動されるテーブルと、を備えた駆動装置を制御する数値制御装置であって、
前記第1のモータ及び前記第2のモータそれぞれの位置を検出する状態検出部と、
前記第1のモータ及び前記第2のモータそれぞれについて、圧力と位置との関係を示す補正ゲインを記憶する補正ゲイン記憶部と、
前記第1のモータ及び前記第2のモータの位置にズレがある場合に、前記補正ゲインに基づいて、前記第1のモータ及び前記第2のモータに与えられる前記圧力指令値を補正する補正指令部と、を有し、
前記第1のモータ及び前記第2のモータに与えられる前記圧力指令値の総和と、前記第1のモータ及び前記第2のモータに与えられる前記補正後の前記圧力指令値の総和と、が等しいことを特徴とする
数値制御装置。 - 前記補正ゲインを算出する補正ゲイン算出部をさらに有することを特徴とする
請求項1記載の数値制御装置。 - 前記補正指令部は、前記第1のモータの位置よりも前記第2のモータの位置のほうが駆動方向に進んでいる場合に、前記第1のモータの圧力指令値を増加させ、前記第2のモータの圧力指令値を減少させる補正を行うことを特徴とする
請求項1又は2記載の数値制御装置。 - 前記補正指令部は、前記第1のモータの位置よりも前記第2のモータの位置のほうが駆動方向に進んでいる場合に、前記第1のモータの圧力指令値のみを増加させ、前記第2のモータの圧力指令値を維持する補正を行うことを特徴とする
請求項1又は2記載の数値制御装置。 - 前記補正指令部は、前記第1のモータの位置よりも前記第2のモータの位置のほうが駆動方向に進んでいる場合に、前記第1のモータの圧力指令値を維持し、前記第2のモータの圧力指令値のみを減少させる補正を行うことを特徴とする
請求項1又は2記載の数値制御装置。
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