JPH01319802A - Method for controlling moving table - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To attain the long stroke movement by the feeding screw driving of a moving table at high speed and without a special mechanism by comparing the standard angular speed of a motor for the position of a moving moving table and the allowable maximum angular speed to give the allowable maximum angle speed of the feeding screw, and obtaining an optimum angular speed command. CONSTITUTION:When a moving table moved by a feeding screw 28 which is rotated by a motor 29 is moved from a point Pi to a point Pi+1, the angular speed curve of the motor 29 of a throw-up and a throw-down is determined by obtaining the optimum throw-up and throw-down time when the number of the rotations of a feeding screw becomes the maximum in the allowable range specified to respective based on the positioning data of two points Pi and Pi+1. Thus, the movement of the long stroke can be executed at high speed and without a special mechanism.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般産業機械に用いられる移動テーブルの制
御方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method of controlling a moving table used in general industrial machinery.

従来の技術 近年、移動テーブルは、工作機械、産業用ロボット等に
用いられ、需要も急増するとともに、その送りスピード
の高速化が要求されている。BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, movable tables have been used in machine tools, industrial robots, etc., and the demand for them has increased rapidly, and there is a demand for faster feeding speeds.

以下図面を参照しながら、上述した従来の移動テーブル
の一例について説明する。An example of the conventional moving table mentioned above will be described below with reference to the drawings.

第７図は従来の移動テーブルの機構部を示した図、第８
図は移動テーブルの制御系を含めた構成図である。第７
図において、１はガイドレール２とモータ側軸受３と反
モータ側軸受４を取り付ける基準ベース、６はガイドレ
ール２上を直線摺動軸受６によって摺動可能なテーブル
であり、テーブル５の上には負荷７が取り付く。テーブ
ル５は送りねじ８の送りねじナツト９が固定され、送り
ねじ８はカンプリング１０を介して、モータ１１によっ
て回転駆動され、その結果、テーブル６はガイドレール
２上を摺動移動する。また、第８図において、１２は前
記の移動テーブル、１３は前記モータ１１を駆動するだ
めの駆動回路部である。Fig. 7 is a diagram showing the mechanical part of a conventional moving table, Fig. 8
The figure is a configuration diagram including the control system of the moving table. 7th
In the figure, 1 is a reference base on which the guide rail 2, the motor side bearing 3, and the non-motor side bearing 4 are attached, and 6 is a table that can slide on the guide rail 2 by a linear sliding bearing 6. load 7 is attached. A feed screw nut 9 of a feed screw 8 is fixed to the table 5, and the feed screw 8 is rotationally driven by a motor 11 via a compling ring 10. As a result, the table 6 slides on the guide rail 2. Further, in FIG. 8, 12 is the aforementioned moving table, and 13 is a driving circuit section for driving the aforementioned motor 11.

１４は数値制御装置で、演算装置１６、記憶装置１６、
速度指令装置１７から構成される装置１６に格納された
移動テーブル１２の最高速へのスローアツプ、ならびに
最高速からのスローダウンの速度指令曲線に基づき、速
度指令装置１７を通じて速度指令信号を前記駆動回路部
１３に入力するものである。14 is a numerical control device, which includes an arithmetic device 16, a storage device 16,
Based on the speed command curve for slowing up the moving table 12 to the maximum speed and slowing down from the maximum speed stored in the device 16 comprising the speed command device 17, the speed command signal is sent to the drive circuit through the speed command device 17. This is input to section 13.

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、移動テーブル１２
の移動ストロークが長くなった時、送りねじ８のねじ軸
取付間距離も長くなる。この際、回転系の取付間距離に
おける送りねじ軸の自重によるたわみの不つりあいが生
じ、ある一定速度で回転した時に外方に向かって作用す
る遠心力とその復元力の関係で共振を起こし、固有振動
数に達した際にその振動の振幅を増大させる（その共振
を生じる時の回転数を危険回転数と言う）。Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, the movable table 12
When the movement stroke of the feed screw 8 becomes longer, the distance between the screw shaft attachments of the feed screw 8 also becomes longer. At this time, an imbalance occurs in the deflection due to the weight of the feed screw shaft in the mounting distance of the rotating system, and resonance occurs due to the relationship between the centrifugal force that acts outward when it rotates at a certain speed and its restoring force. When the natural frequency is reached, the amplitude of the vibration is increased (the rotational speed at which resonance occurs is called the critical rotational speed).

一般に、危険回転数ｎｏは小我で与えられる。Generally, the critical rotational speed no is given by a small value.

ただし、Ｅ：縦弾性係数（　Ｅ＝２．Ｉ　Ｘｌ　０’に
りｆ／一）、工．ねじ軸断面の最小二次モーメント、ｇ
．重力加速度（　ｇ＝ｓ．ｓｘ１ｏ’朋７ｓｅｃ２）、
γ：材料の比重（γ＝　７．８　Ｘ　１　０−６Ｋｇｆ
／ｍＡ　）　、Ａ　：ねじ軸断面積・、Ｌ．取付間距離
（朋）、λ：送，りねじの支持方法で定まる係数（支持
−支持λ＝π，固定支持λ＝３．９２７，固定〜　固定
λ＝４ｙ７３ｏ，固定−自由λ＝１．ｓｙ６） 移動テーブル１２の移動ストロークが長くなると、モー
タ１１で，駆動可能な回転数よりも大幅に回転数を下げ
て運転しているため、位置決めに要する時間をたいへん
長く必要とした。もしくは、送りねじ軸の固有振動数を
高めるために、中間サポートを設けるなどの必要があっ
た。However, E: modulus of longitudinal elasticity (E=2.I Xl 0' f/1), engineering. Minimum moment of inertia of screw shaft cross section, g
．． Gravitational acceleration (g=s.sx1o'7sec2),
γ: Specific gravity of material (γ = 7.8 X 1 0-6Kgf
/mA), A: Screw shaft cross-sectional area, L. Distance between installations (home), λ: Feed, coefficient determined by the support method of the screw (support - support λ = π, fixed support λ = 3.927, fixed - fixed λ = 4y73o, fixed - free λ = 1.sy6 ) When the moving stroke of the moving table 12 becomes long, the motor 11 is operated at a rotation speed significantly lower than the rotation speed that can be driven, and therefore, the time required for positioning becomes very long. Alternatively, in order to increase the natural frequency of the feed screw shaft, it was necessary to provide an intermediate support.

第９図に中間サポートの一例を示す。第９図において１
８は送りねじ軸、１９は送りねじナツト、２０は送りね
じナツト１９の取り付けられたテーブル、２１は送りね
じ軸１８を支える中間サポートであり、テーブル２Ｑに
取り付けられたドブ２２によって中間サポート２１付近
に取り付けられたりミツトスイツチ２３からの信号に伴
ない上下に昇降、テーブル２０への衝突を回避するよう
になっているが、移動テーブルとしてはたいへん複雑な
ものとなる、等の問題を有していた。FIG. 9 shows an example of intermediate support. In Figure 9, 1
8 is a feed screw shaft, 19 is a feed screw nut, 20 is a table to which the feed screw nut 19 is attached, 21 is an intermediate support that supports the feed screw shaft 18, and the vicinity of the intermediate support 21 is supported by a groove 22 attached to the table 2Q. The table 20 is attached to the table 20 and raised and lowered in response to signals from the Mituto switch 23 to avoid collision with the table 20, but it has problems such as being extremely complicated as a moving table. .

本発明は上記問題点に鑑み、移動テーブルにおける送り
ねじ駆動による長ストロークの移動を高速かつ特殊機構
なしに行う移動テーブルの制御方法を提供するものであ
る。In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a method for controlling a movable table that allows the movable table to move over a long stroke at high speed by driving a feed screw without using a special mechanism.

課題を解決するだめの手段 本発明は、モータによって回転する送りねじによって移
動する移動テーブルが点Ｐｉから点Ｐｉ＋１へ移動する
際、スローアツプ、スローダウンのモータの角速度曲線
を、２点Ｐエ　、Ｐエ＋１の位置決めデータに基づいて
送りねじの回転数が、それぞれに定まった許容範囲内で
最大ならしめる最適スローアツプ、スローダウン時間を
求めることによって決定するものである。Means for Solving the Problems In the present invention, when a moving table moved by a feed screw rotated by a motor moves from point Pi to point Pi+1, the angular velocity curve of the motor for slowing up and slowing down is set at two points P, P. This is determined by determining the optimum slow-up and slow-down times that maximize the rotational speed of the feed screw within respective predetermined tolerance ranges based on the positioning data of E+1.

作用 本発明は一般に送りねじが長ストローク化したときに位
置決め時間を短縮する場合に有利になる。Function The present invention is generally advantageous in shortening the positioning time when the feed screw has a long stroke.

実施例 以下に本発明の一実施例における移動テーブルの制御方
法について、図面を参照しながら説明する。EXAMPLE A method of controlling a moving table in an example of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施例の移動テーブルの機構部、移動テープルの制御
系を含めた構成は前述の第７図、第８図と同様であるの
で、移動テーブルの制御方法について第１図のフローチ
ャートを用いて説明する。The structure of the moving table in this embodiment, including the mechanical part and the control system of the moving table, is the same as that shown in FIGS. 7 and 8 described above, so the method of controlling the moving table will be explained using the flowchart in FIG. 1. do.

まず、標準角速度指令曲線ｆｓとして 標準スローアップ曲線 ｆｕ　＜＝）、ｏ≦ｔ≦ｔｕ ｕ と標準スローダウン曲線 ｆｄ（−）、ｏ≦ｔ　＜　ｔ　ｄ ｄ 但し、’ｕ　（０）＝ｆｄ（１）＝Ｏ ｆｕ　（１）＝ｆ’ｄ（ｏ）−１ とする。この時のスローアップ曲線は第２図に示すよう
な滑らかな曲線である。まだ、この時のスローダウン曲
線もスローアップ曲線と同様に滑らかな曲線である。こ
の標準角速度指令曲線ｆｓを数値制御装置１４の内部に
ある記憶装置１６に記憶させる。次に本実施例の移動テ
ーブルにおける危険回転数を求める。第３図は第７図を
送りねじの取付けと距離関係が分かるように示したもの
である。２７は送りねじナツトであり、送りねじ軸２８
をモータ２９で回転させることによって移動する。また
、送りねじ軸２８は２ケ所の送りねじ軸取付部３０．３
１によって取り付けられている。この際、２ケ所の送り
ねじ軸取付部間距離をＬ、有効ストロークをＳｔ、有効
ストロークの始点、終点をそれぞれＰｏ、ＰＮとした時
の、ねじ軸取付部３０からＰ。までの距離Ｌ１、ねじ軸
取付部３１からＰＭまでの距離をＬ２とすると、Ｌ＝Ｌ
１＋Ｓｔ＋Ｌ２　　　　　　　　・・・・・・（２）が
成立する。また、現在の位置ＰｉのＰｏからの距離を４
とすると、点Ｐｌでの危険回転速度ｎｃｉ　　は前記第
１式より、 ・・・・・・（３） として表わすことができ、危険回転速度ｎｃｉはｌの関
係ｎ。工（４）として取り扱うことができ、本実施例の
移動テーブルについて固有の値となる。First, as the standard angular velocity command curve fs, the standard slow-up curve fu <=), o≦t≦tu u and the standard slow-down curve fd (-), o≦t < t d d However, 'u (0) = fd ( 1)=O fu (1)=f'd(o)-1. The slow-up curve at this time is a smooth curve as shown in FIG. However, the slowdown curve at this time is also a smooth curve like the slowup curve. This standard angular velocity command curve fs is stored in the storage device 16 inside the numerical control device 14. Next, the critical rotational speed of the moving table of this embodiment is determined. FIG. 3 shows FIG. 7 so that the attachment of the feed screw and the distance relationship can be understood. 27 is a feed screw nut, and a feed screw shaft 28
is moved by rotating it with a motor 29. Further, the feed screw shaft 28 has two feed screw shaft mounting portions 30.3.
It is attached by 1. At this time, the distance between the two feed screw shaft mounting parts is L, the effective stroke is St, and the starting point and ending point of the effective stroke are Po and PN, respectively, from the screw shaft mounting part 30 to P. L1 is the distance from the screw shaft mounting part 31 to the PM, and L2 is the distance from the screw shaft mounting part 31 to the PM, then L=L
1+St+L2...(2) holds true. Also, the distance of the current position Pi from Po is 4
Then, the critical rotational speed nci at point Pl can be expressed as follows from the first equation (3), and the critical rotational speed nci is the relationship n of l. (4), and is a unique value for the moving table of this embodiment.

この値に、安全系数α、モータと送りねじの回転比γを
加えて、記憶装置１６に記憶させる。次に、２点Ｐｉ　
、Ｐｉ−ｚのデータを入力し、標準角速度曲線ｆｓに対
する標準角速度ωＳ工、ω８１＋１を下式より求める。The safety factor α and the rotation ratio γ between the motor and the feed screw are added to this value and stored in the storage device 16. Next, two points Pi
, Pi-z is input, and the standard angular velocity ωS and ω81+1 for the standard angular velocity curve fs are determined from the following formula.

ωｓｉ　”　Ｃｆ５ｉ　　　（Ｃは定数）　　　・・・
＝−（４）この時の２点Ｐ０からＰＮ　までの標準角速
度ω８の一例を第４図に示す。ここでω８゜はモータの
スローアップ完了後の定速回転数である。ωsi ” Cf5i (C is a constant)...
=-(4) An example of the standard angular velocity ω8 from the two points P0 to PN at this time is shown in FIG. Here, ω8° is the constant rotational speed after completion of slowing down the motor.

次に、点Ｐｉ　＋　Ｐｉ−ｚのデータによって定まる送
りねじの許容最大角速度を与えるモータの許容△　　△ 最大角速度ω０．ωｉ＋＋を前記第３式を用いると、第
５式の様になる。Next, the allowable maximum angular speed ω0 of the motor that gives the allowable maximum angular speed of the feed screw determined by the data of the point Pi + Pi-z is determined. If the third equation is used for ωi++, the fifth equation is obtained.

ωｉ＝α、γ”ｃｉ　　　　　　　　　　・・・・・・
（６）この時の２点ｐ。からＰ、ｌまでの許容最犬角速
△ 度ωの一例を第６図に示す。ωi=α, γ”ci ・・・・・・
(6) 2 points p at this time. An example of the maximum allowable angular velocity △ degrees ω from P to l is shown in FIG.

次に、最適なモータ角速度指令ω工を決定する。Next, the optimum motor angular velocity command ω is determined.

前述の点Ｐｉ　での標準角速度ω８．が許容最大角速度
ω、よりも大きいかもしくは同じ場合は送りねじ軸の危
険回転数ｎＱ工を超える可能性があるため、△ 最適角速度指令ω、は許容最大角速度ω工となる。Standard angular velocity ω8 at the aforementioned point Pi. If is greater than or equal to the maximum allowable angular velocity ω, there is a possibility that the critical rotational speed nQ of the feed screw shaft will be exceeded, so the optimum angular velocity command ω becomes the maximum allowable angular velocity ω.

△ また、標準角速度ω８工が許容最大角速度ω、よりも小
さい場合は、最適角速度指令ω、は標準角速度ω８□　
となる。また、もしも点Ｐｉでは最適角速度指令ω、が
標準角速度ω８．だが、点Ｐｉ＋１△ では最適角速度指令ω、＋、が許容最大角速度ω工＋１
となる場合は、ＰｉからＰｉ＋１にかけての全域の△ 最適角速度指令ωｉを許容最大角速度ω、とすることで
危険回転数を完全に回避できる。また、Ｐｉ。△ Also, if the standard angular velocity ω8 is smaller than the maximum allowable angular velocity ω, the optimal angular velocity command ω is the standard angular velocity ω8□
becomes. Also, if at point Pi, the optimal angular velocity command ω is the standard angular velocity ω8. However, at point Pi+1△, the optimal angular velocity command ω,+ is the maximum allowable angular velocity ωworking+1
In this case, the critical rotational speed can be completely avoided by setting the optimum angular velocity command ωi of the entire range from Pi to Pi+1 to the maximum allowable angular velocity ω. Also, Pi.

Ｐｉ＋１が逆の場合も同様である。以上より最適角速度
指令ω、は、 ・・・・・・（６） として決定される。この時の２点Ｐ０からＰｌまでの最
適角速度指令ωの一例を第６図に示す。The same applies when Pi+1 is reversed. From the above, the optimal angular velocity command ω is determined as follows (6). An example of the optimum angular velocity command ω from two points P0 to Pl at this time is shown in FIG.

この決定された最適角速度指令ω、は、速度指令装置１
７を通じて、駆動回路部１３に入力される。This determined optimal angular velocity command ω is the velocity command device 1
7, the signal is input to the drive circuit section 13.

そげて、この手順を最終点に到達するまで繰り返すこと
によって、移動テーブルの位置決め制御を行なう。The positioning of the moving table is then controlled by repeating this procedure until the final point is reached.

以上のように最適角速度指令を決定することによって移
動テーブルの送りねじ駆動による長ストロークの移動を
高速かつ特殊機構なしに行なうことができる。By determining the optimum angular velocity command as described above, the moving table can be moved over a long stroke by driving the feed screw at high speed and without the need for a special mechanism.

なお、上記実施例では、送りねじ軸２８をモータ２９に
よって回転させる方式としだが、送りねじ軸２８は固定
し、送りねじナツト２７を回転させるナンド囲わし駆動
としてもよい。また、第」図において手順３１と３２．
３４と３６はそれぞれ交替してもかまわない。In the above embodiment, the feed screw shaft 28 is rotated by the motor 29, but the feed screw shaft 28 may be fixed and the feed screw nut 27 may be rotated by a NAND encircling drive. In addition, steps 31 and 32 in FIG.
34 and 36 may be alternated.

発明の効果 以上のように本発明は点Ｐｉから点Ｐｉ＋１へ移動する
際に移動テーブルの位置に対してモータの標準角速度と
、送りねじの許容最大角速度を与えるモータの許容最大
角速度を比較して最適角速度指令とすることによって、
移動テーブルの送りねじ駆動による長ストローク移動を
高速かつ特殊機構なしに行なうことができる。Effects of the Invention As described above, the present invention compares the standard angular velocity of the motor with respect to the position of the moving table when moving from point Pi to point Pi+1, and the allowable maximum angular velocity of the motor that provides the allowable maximum angular velocity of the feed screw. By setting the optimum angular velocity command,
Long stroke movement of the moving table by driving the feed screw can be performed at high speed and without any special mechanism.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例における移動テーブルの制御
方法のフローチャート、第２図はスローアップ曲線の例
を示す図、第３図は送りねじの取付は距離関係図、第４
図は標準角速度の例を示す図、第５図は許容最大角速度
の例を示す図、第６図は最適角速度指令の例を示す図、
第７図は移動テーブルの機構図、第８図は移動テーブル
の制御系を含めた構成図、第９図は中間サポートの一例
を示す図である。 ５・・・・・・テーブノへ８・・・・・・送りねじ、９
・・・・・・送りねじナツト、１１・・・・・・モータ
、１２・・・・・移動テーブル、１３・・・・・・駆動
回路部、１４・・・・・数値制御装置、１５・・・・・
・演算装置、１６・・・・・・記憶装置、１７・・・・
・・速度指令装置。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名菓　
１　図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７　図　　　　　　　　　　　　、５−　テーブル８
−一一道りねし ｑ−一一送りねしナツト ／Ｉ−−−モーグ−Fig. 1 is a flowchart of a method for controlling a moving table in an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing an example of a slow-up curve, Fig. 3 is a distance relationship diagram for mounting the feed screw, and Fig.
The figure shows an example of standard angular velocity, Figure 5 shows an example of maximum allowable angular velocity, and Figure 6 shows an example of optimal angular velocity command.
FIG. 7 is a mechanical diagram of the moving table, FIG. 8 is a configuration diagram including a control system of the moving table, and FIG. 9 is a diagram showing an example of an intermediate support. 5...To the table knob 8...Feed screw, 9
...Feed screw nut, 11...Motor, 12...Moving table, 13...Drive circuit section, 14...Numerical controller, 15・・・・・・
・Arithmetic device, 16...Storage device, 17...
...Speed command device. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other name
1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 , 5-Table 8
-11 Dorineshi q-11 Okuri Neshi Natsut/I---Moogu-

Claims (1)

【特許請求の範囲】 モータに速度指令を与え、前記モータによって回転する
送りねじにより移動テーブルを移動させる移動テーブル
の制御方法であって、前記移動テーブルが点Ｐ＿ｉから
点Ｐ＿ｉ＿＋＿１へ移動する際、前記モータへの角速度
指令を与える方法としての標準角速度指令曲線を、標準
スローアップ曲線 ｆ＿ｕ（ｔ／ｔ＿ｕ）、０≦ｔ≦ｔ＿ｕ と標準スローダウン曲線 ｆ＿ｄ（ｔ／ｔ＿ｄ）、０≦ｔ≦ｔ＿ｄ 但し、ｆ＿ｕ（Ｏ）＝ｆ＿ｄ（１）＝Ｏ として記憶するとともに、前記移動テーブルについて個
別に決定される固有値を記憶し、以下の１〜４の各ステ
ップを繰り返して行なう移動テーブルの制御方法。 （１）２点Ｐ＿ｉとＰ＿ｉ＿＋＿１のデータを読み込む
ステップ。 （２）標準角速度指令曲線に対する点Ｐ＿ｉ、Ｐ＿ｉ＿
＋＿１でのモータの標準角速度ω＿ｓ＿ｉ、ω＿ｓ＿ｉ
＿＋＿１を求めるステップ。 （３）点Ｐ＿ｉ、Ｐ＿ｉ＿＋＿１のデータによって定ま
る送りねじの許容最大角速度を与えるモータの許容最大
角速度■＿ｉ、■＿ｉ＿＋＿１を求めるステップ。 （４）最適モータ角速度指令ω＿ｉを ｛ω＿ｉ＝ω＿ｓ＿ｉ，（■＿ｉ＞ω＿ｓ＿ｉ∩■＿ｉ
＿＋＿１＞ω＿ｓ＿ｉ＿＋＿１）、ω＿ｉ＝ω＿ｉ，（
■＿ｉ≦ω＿ｓ＿ｉ∪■＿ｉ＿＋＿１≦ω＿ｓ＿ｉ＿＋
＿１）｝として求めるステップ。[Scope of Claims] A method for controlling a moving table in which a speed command is given to a motor and the moving table is moved by a feed screw rotated by the motor, wherein when the moving table moves from point P_i to point P_i_+_1, The standard angular velocity command curve as a method of giving an angular velocity command to the motor is a standard slow-up curve f_u (t/t_u), 0≦t≦t_u and a standard slow-down curve f_d (t/t_d), 0≦t≦t_d. , f_u(O)=f_d(1)=O, a unique value individually determined for the moving table is stored, and steps 1 to 4 below are repeatedly performed. (1) Step of reading data of two points P_i and P_i_+_1. (2) Points P_i, P_i_ for the standard angular velocity command curve
Standard angular velocity of the motor at +_1 ω_s_i, ω_s_i
Step to find ＿＋＿1. (3) A step of determining the maximum allowable angular speeds of the motor ■_i, ■_i_+_1 that give the maximum allowable angular speed of the feed screw determined by the data of points P_i, P_i_+_1. (4) Optimal motor angular velocity command ω_i is {ω_i=ω_s_i, (■_i>ω_s_i∩■_i
＿＋＿１＞ω_s＿i＿＋＿１）、ω_i＝ω_i、(
■＿i≦ω_s＿i∪■＿i＿＋＿１≦ω_s＿i＿＋
_1)}.