JPH03228106A - サーボモータの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、工作機械のテーブル等の送り軸を駆動するサ
ーボモータの制御方式に関し、特に、送り軸の移動方向
が反転するときのバックラッシュ加速補正に関するもの
である。

従来の技術 工作機械において、テーブル等を駆動するサーボモータ
の駆動方向を反転させるとき、通常、送りねじのバック
ラッシュや摩擦の影響のため、機械は即座に反転するこ
とができない。そのため、工作機械で円弧切削等を行っ
ているとき、象限が変わると切削円弧面に突起が生しる
。例えば、Ｘ。

Ｙ２軸平面上でワークに対し円弧切削を行い、Ｘ軸をプ
ラス方向、Ｙ軸をマイナス方向に移動させているとき象
限が変わり、Ｙ軸はそのままマイナス方向に駆動し、Ｘ
軸をマイナス方向に駆動するように切換えた場合、Ｙ軸
に対しては今までと同一速度で切削か行われるが、Ｘ軸
は位置偏差が「０」になることからトルク指令値が小さ
くなり、摩擦によりサーボモータは即座に反転できない
こと、及び、テーブルを送る送りねじのバックラッシュ
によりテーブルの移動も即座に反転できないことから、
Ｘ軸方向のワークの移動は移動指令に対し追従できなく
遅れることとなる。その結果、切削円弧面に突起が生じ
る。

従来、この突起をなくすため、あるいは減らすため、移
動方向の反転時に位置偏差に位置のバックラッシュ補正
を行うと共に、速度指令に適当な値（加速量）を加えて
サーボモータの反転方向に加速を行い象限突起を減らす
、いわゆるバックラッシュ加速を行っている。

第８図は、従来行われているこのバックラッシュ補正の
ブロック図で、ＣＮＣ（コンピュータ内臓の数値制御装
置）はデジタルサーボ回路側に位置指令、及び位置指令
の符号か反転するときに機械系のバックラッシュを補正
するためにバックラッシュ補正データ（位置のデータ）
を与える。デジタルサーボ回路のプロセッサ（ｃ　ｐ　
ｕ）はこのバックラッシュ補正データを受信すると、バ
ックラッシュ補正手段１３によりエラーカウンタ１０に
このバックラッシュ補正データを加算する。この補正デ
ータはポジションゲインＫｐを通じて速度ループ１２に
作用するが、サーボ系の遅れのために機械はすぐには動
かず、象限突起が生じる。

そこで、位置のバックラッシュ補正と共に速度指令ＶＣ
ＭＤにも適当な値（加速量）を加えて、サーボモータの
反転方向に加速を行うが、ＣＮＣがバックラッシュ補正
データを送出するのと同時にサーボソフト内部（デジタ
ルサーボ回路内）でバックラッシュ加速を行うと、サー
ボモータが完全に方向反転をしていないために、逆に円
弧切削面を内側にくい込んで切削してしまう不具合が生
じる。すなわち、エラーカウンタ１０で示される位置偏
差にポジションゲインＫＰを乗じて得られる速度指令が
完全に逆転しないうちに、バックラッシュ加速が行われ
て切削面が内側にくい込んで切削されることとなる。

また、バックラッシュ加速量が大きすぎると、バックラ
ッシュや摩擦トルクを補正する以上に内側へ切り込むこ
とにもなる。

そこで、サーボコントローラはエラーカウンタの値を監
視し、エラーカウンタの値の符号が反転したとき、モー
タの回転方向が反転したタイミングとみなし、バックラ
ッシュ加速を行うようにしている。さらには、速度指令
ＶＣＭＤは位置偏差ｅ（１）にポジションゲインを乗じ
た値であるので、チエツクボードを通して速度指令ＶＣ
ＭＤをアナログ信号として観測し、速度指令ＶＣＭＤの
波形が理想的な位置偏差ｅ（１）に対応する速度指令（
ＫＰ　　−ｅ　（１）　）に近くなるようにバックラッ
シュ加速量、加速時間を調整している。

そして、バックラッシュ加速後、位置のフィードバック
パルスを積算し、その積算値がある値以上になるとバッ
クラッシュ加速を停止させる等の制御を行っている。

発明が解決しようとする課題 上述した従来のバックラッシュ加速補正においては、バ
ックラッシュ加速量、加速時間等のパラメータの決定が
試行錯誤的に行われており、しかもこれらのパラメータ
の決定は厳密に決定しなければならない。

さらに、サーホモータの負荷や切削速度によってバック
ラッシュ加速量、加速時間等のパラメータの最適値も異
なり、ある条件で最適値に調整しても、切削条件か変わ
ると、最適値ではなくなり、象限突起や切り込みを生し
てしまうという欠点がある。

特に、位置偏差が±１パルスでの方向反転の様な状況で
は、送り軸の動きかバックラッシュ内で行われるために
、摩擦や負荷か少なくバックラッシュ加速量で極めて過
剰な応答になってしまう。

そこで、本発明の目的は、切削条件等の変動かあっても
最適なバックラッシュ補正を自動的に行うことができる
サーホモータの制御方式を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明は、方向反転直前の速度制御ループ積分器の逆符
号の値を目標値とし、方向反転以降の設定時間内の各速
度制御ループ処理においては、上記目標値から各速度制
御ループ処理における積分器の値を減じた値に、定数を
乗したものを、各速度制御ループ処理におけるバックラ
ッシュ加速量として、バックラッシュ加速補正を行う。

特に上記定数は、方向反転時の切削速度に比例する値と
する。又、切削速度を方向反転時の位置偏差の平方根に
よって推定し、この平方根に比例する値を上記定数とす
る。さらに、バックラッシュ加速補正を行う−Ｆ記所定
時間は、上記定数によって決まる速度制御ループ積分器
の反転時定数に応じて決定する。

作　　　用 送り軸の移動方向の反転直前及び直後は速度指令、及び
モータの実速度、即ち、速度フィードバック値も「０」
に近い値である。そして、サーホモータから出力される
トルクも摩擦トルクに対応する程度のものである。その
結果、速度制御ループから出力されるトルク指令は、速
度指令及び速度フィードバック値か１０」に近いもので
あるから、比例項の出力は無視でき、はとんど積分器の
出力であり、この積分器の出力が摩擦トルクに対応して
いる。そして、移動方向が反転すれば摩擦力も反転する
ものであるから、積分器の出力の符号を反転させて出力
させれば、バックラッシュは過不足なく急速に補正され
ることとなる。

そこで本発明は、方向反転直前の速度制御ループの積分
器の値の符号を逆転した値を目標値とし、切削条件が変
動しても影響がでない程度の時間内に該積分器の出力値
が上記目標値に達するように定数を定め、方向反転開始
以降、設定所定時間内、上記目標値から各速度制御ルー
プの積分器の値を減じた値に上記設定定数を乗じて、各
速度制御ループ処理時のバックラッシュ加速量としてバ
ックラッシュ加速補正を行う。

さらに、方向か反転する時間は切削速度に反比例するこ
とが望ましい。即ち、積分器の反転時定数を切削速度に
反比例比例させる事が望ましいことから、方向反転時の
切削速度がわかっていれば、この切削速度に比例して上
記定数を決定する。又、方向反転時の切削速度がわかっ
ていない場合には、指令反転時の位置偏差の平方根が切
削速度に比例することを利用して上記定数を切削速度に
比例した値とする。こうして上記定数を切削速度に比例
させると、上記定数と反転時定数は反比例関係にあるこ
とから、バックラッシュ加速補正を行う上記所定時間（
反転時定数の２〜３倍）も予ずから決まり、上記定数に
応じて、バックラッシュ加速補正時間も決定する。

以上のようにして、速度制御ループの積分器は設定所定
時間内に目標値に収束することとなり、どのような切削
条件においても、バックラッシュ加速量の不足及びかけ
すぎは生ぜず、最適なバックラッシュ加速補正制御がで
きる。

実施例 第２図は速度制御ループ、電流制御ループを含む位置制
御ループ系のブロック図で、ブロック１のＫＰは位置制
御ループのポジションゲイン、ブロック２．ブロック３
は速度制御ループの積分項。

比例項で、ｋｌは積分ゲイン、ｋ２は比例ゲイン、ブロ
ック４は電流制御ループ及びＰＷＭインバータ等の電力
増幅器、ブロック５．６はサーボモータの伝達関数で、
Ｋｌはトルク定数、Ｊｍはイナーシャ、ブロック７はサ
ーボモータの速度を積分して位置を求める伝達関数であ
る。

数値制御装置から出力された位置指令からサーボモータ
に取付けられたパルスコーダ等からの位置フィードバッ
ク値を減じて位置偏差を求め、該位置偏差にポジション
ゲインＫＰを乗じて速度指令ＶＣＭＤを求め、該速度指
令ＶＣＭＤとパルスコーダ等で検出されるサーボモータ
の実速度の速度フィードバック値より、速度制御ループ
の積分比例制御を行ってトルク指令ＴＣＭＤを求め、電
流制御ループ処理を行って、電力増幅器によってサーボ
モータを駆動するものである。

上記位置制御ループ系の構成１作用はすてに公知のもの
であり、ＣＮＣ装置（コンピュータ内臓数値制御装置）
から構成される装置指令を受けて、上記電流制御ループ
処理までをプロセッサで処理するソフトウェアサーボ（
デジタルサーボ）もすでに公知であり、本発明もソフト
ウェアサーボによって行うものである。

ところで、サーボモータで駆動される送り軸の移動方向
が反転する直前及び直後を考えると、ある方向の速度指
令ＶＣＭＤが１０」に近づき「０」になって、次に速度
指令ＶＣＭＤは反転するものであるから、反転直前、直
後は速度指令ＶＣＭＤ、及びモータの実速度である速度
フィードバック値は「０」に近い値である。その結果、
速度制御ループの出力は比例項の影響は少なく無視てき
る小さな値であり、積分器の出力が速度制御ループの出
力、即ち、トルク指令となっている。

又、一方、速度が「０」に近づき「０」になるものであ
るから反転直前のモータの出力トルクは摩擦力程度のも
のである。その結果、反転直前の速度制御ループの積分
器の出力が摩擦トルクとほぼ等しいことを意味する。そ
して、移動方向が反転すれば摩擦力の方向も反転するか
ら、方向反転後速かに摩擦力に対応する程度のトルクを
サーボモータに出力させれば、バックラッシュの補正の
ためには過不足ないこととなる。即ち、第３図に示すよ
うに移動方向反転時（速度指令ＶＣＭＤの符号反転時）
においては、速度指令ＶＣＭＤ及び速度フィードバック
値は「０」に近く、トルク指令ＴＣＭＤは摩擦トルクＡ
程度のものであり、例えば、方向反転直前のトルク指令
ＴＣＭＤが負方向の摩擦トルクＡに対応する程度のもの
であれば、方向反転後、正方向のこの摩擦トルクＡ分を
トルク指令ＴＣＭＤとすれば、バックラッシュは速かに
補正されることとなる。即ち、第３図においてトルク指
令ＴＣＭＤが−Ａから＋Ａに反転する時間Ｔを短縮する
ほどよいことになる。しかし、バックラッシュ加速量が
大きすぎて、反転後にトルク指令ＴＣＭＤが摩擦トルク
Ａをオーバシュートしすぎては、加工面に切り込みが生
じることとなる。

そこで、方向反転時に、方向反転直前の速度制御ループ
の積分器の出力（摩擦トルク相当）への符号を反転させ
た値を目標値としてセットし、第４図に示すように、上
記目標値にトルク指令ＴＣＭＤ　（反転後の積分器の出
力）が収束するようにバックラッシュ加速を行う。

この場合、方向反転直前の積分器出力の逆符号の値を、
方向反転後の積分器（トルク指令）の目標値としてセッ
トし、設定時間中、各速度制御ループ処理毎、目標値か
ら現在の積分器の出力を減した値に、定数ｋ（０＜ｋ＜
１）を乗じてノ＜・ツクラッシュ加速量を計算し、この
加速量を速度指令に加算して加速を行うと、第４図に示
すような応答が得られる。

第４図において、方向反転時をｎ＝ｏとし、ｎ回目の積
分器のを出力をＳ　（ｎ）とすると次の第（１）式が成
立する。

Ｓ　（ｎ＋１）　＝Ｓ　（ｎ）　十ｋ　（Ａ−３（ｎ）
　）（１−ｋ）　Ｓ　（ｎ）　＋ｋＡ ・・・　（１） 一方、第４図において、方向反転時の時刻を「０」とし
、時刻ｔにおける積分器の出力をＳ（ｔ）９反転時定数
をτとすると、次の第（２）式が成立する。

５（ｔ）−Ａ（１−２ｅ”’）　　　　−（２）サンプ
リング系で考え、サンプリングタイムをΔｔとすれば、
第（１）式より Ｓ（ｔ＋Δｔ）　＝Ａ　（１２ｅ　（１゛６＋ｌ／−）
＝Ａ（ｌ　　Ｌｌ　ｅ−１／′、　ｅ−６＋／＋　）＝
Ａ　　Ａ　ｅ−ＡＩ／＋　＋Ａ　ｅ−６１／　ｌ　　Ａ
　２　ｅＡ　＋／　＋　、　ｅ−１／　ｊ＝Ａ　（１−
ｅ　””　）　十ｅ　”°”　・Ａ　（１−２ｅ　”）
＝ｅ−””　　・Ｓ　（ｔ）　＋Ａ　（１−ｅ−””　
）・・・（３） 上記第（１）式、第（３）式を比較し、Ｓ（を十Δｔ）
　−８（ｎ＋１．）　、Ｓ　（ｔ）　＝Ｓ　（ｎ）とす
ると、次の第（４）式、第（５）式が成立する。

（ｌ−ｋ）　−ｅ””’“　　　　　・・・（４）ｋ−
（１・ｅ　’　ｈ““）　　　　　・・・（５）上記第
（４）式、第（５）式より次の第（６）式が成立する。

τ−Δｔ／１ｎ　　　１　　　　　・・・（６）１−に ただし、Ｉｎは自然対数記号である。

速度制御ループのサンプリングタイムを１０．。５程度
とすると、上記定数には大きくて０．１程度であり、第
（６）式より反転時定数の逆数１／τと定数にの関係を
図に表すと第５図のようになり、反転時定数の逆数１／
τと定数には比例関係にある。

一方、切削速度が速ければ速いほど方向が反転する時間
（積分器が−Ａから＋Ａに反転する時間）は短い事が望
ましい。即ち、反転時定数τは切削速度に反比例させる
必要がある。

前述したように、反転時定数τの逆数１／τと上記定数
には第５図に示すように比例関係にあるので切削速度に
比例して定数ｋを変えれば方向が変転する時間は切削速
度に反比例して切削速度が犬になるほど反転時間は短く
なることになる。

その結果、方向反転時の切削速度に比例して上記定数ｋ
を決めればよく、又、定数ｋが決まれば、反転時定数τ
も第５図に示す関係から自ずから決まり、反転時定数で
の２〜３倍をバ・ソクラ・ソシュ加速時間Ｔとすればよ
い。

また、直接切削速度が判らないときには、次のようにし
て、位置偏差量から切削速度を推定する。

例えばＸ−Ｙ２軸で半径Ｒの円弧を第６図に示す様に切
削しているとする Ｘ軸の移動指令方向が反転し、Ｙ軸の移動方向は反転し
ないとき、即ち、第６図における点Ａの位置指令のとき
時間１＝０となるように時間軸をとるとＸ軸の位置指令
ｍ、（ｔ）は次の第（７）式となる。

ｍ、　　（ｔ）＝Ｒｃｏｓωｔ　　　　　−（７）なお
、ωは角速度で指令速度をＦとするとωＦ　／’　Ｒと
なる。

一方、速度制御ループを理想化して位置制御ルプを単純
化すると第７図のブロック線図となる。

なお、Ｋｐはポジションゲインである。

Ｘ軸の機械位置をＰ　（ｔ）、Ｘ軸の位置偏差をｅ　（
ｔ）すると、Ｘ軸の位置偏差ｅ　（ｔ）は次の第（８）
式となる。

ｅ　　（ｔ）　　−ｍ　（ｔ）−Ｐ　　（ｔ）　　　　
−（８）上記第（８）式をラプラス変換すると次の第（
９）式となる。

Ｅ　（Ｓ）　−Ｍ　（ｓ）　−Ｐ　（ｓ）　　　　・・
・（９）上記第（９）式と第７図のブロック線図よりＰ
　　（Ｓ）　　−（Ｋｐ　／Ｓ）　　・Ｅ　　（Ｓ）（
Ｋｐ　／Ｓ）　　（Ｍ　（Ｓ）−Ｐ　　（Ｓ））・・（
１０） 上記第（１０） 式より、 一方、Ｘ軸の位置指令ｍ、（ｔ）のラプラス変換Ｍ　（
Ｓ）は次のようになる。

Ｍ　（Ｓ） Ｌ　［ｍ、（ｔ）］ ＝Ｌ［Ｒｃｏｓωｔコ Ｌ　［（Ｒ／２）　　・　（ｅ＋−“＋ｅ（Ｒ／２）・
Ｘン・・・ｅ−・ ｊ”°）］ ＋ｅ−’−普ｅ “） ・・・（１２） 上記第（１１）式。

第（１２）式より 一方、上記第（１３）式を部分分数展開を行うとしてと
すると、第（１３）式と第（１４）式よりａ　（Ｓ２＋
ω２）　十ｂ　（Ｓ＋Ｋｐ　）　　（Ｓ−ｊω）＋Ｃ（
Ｓ十Ｋｐ　）（Ｓ十ｊω） （ａ＋ｂ＋ｃ）Ｓ２＋　（（Ｋｐ　　ｊω）ｂ＋　（Ｋ
ｐ＋ｊωＫｐ（ｃ−ｂ）＋ａω２ 上記第（１６）式より ａ＋ｂ＋ｃ＝Ｑ （Ｋｐ−ｊω）ｂ十（Ｋ９　＋ｊω）ｃ＝ＫｐｊｏＪＫ
ｐ　　（ｃ−ｂ）　＋ａω’　＝ＱＳＫｐ・・・（１５
） ＋ｊω）　　ｃ）　　Ｓ Ｋｐ　　ｓ ・・・（１６） ・・・（１７） ・・・（１８） ・・・（１９） 上記第（１７） （１９） 式を解き、 ｌ ｂ。

Ｃを求めると Ｋｐ　２／（Ｋｐ　２＋ω２） ・・・（２０） Ｋｐ （Ｋｐ＋ｊω）／２ （Ｋｐ　２＋ω２） ・・・（２１） ｃ＝Ｋｐ （Ｋｐ ｊω）／２ （Ｋｐ　２＋ω２） ・・・（２２） 上記第（２０） 〜　（２１） 式と第 （１４）式より 上記第（２３）式を逆ラプラス変換すると、ｐ　（＋） ［Ｐ　（Ｓ）　］ に”＋ Ｋｐ （Ｋｐ　２＋ω２） ｉ（Ｋｐ＋ｊω） １′’＋　（Ｋｐ Ｊω） ］Ｒ （Ｋｐ ＣＯ８ωｔ＋ωＳ　ｉｎωｔ） ・・・（２４） 定常状態では第（２４）式右辺第１項は「０」となる。

よって、 （１） ｍ（ｔ） （１） （Ｋｐ ＣＯ８ωｔ＋ωＳｉｎωｔ）］Ｒ ・・・（２５） １＝０で （ω／Ｋｐ ） は高々１０ ２程度であるので第 （２６） 式より第 （２７） 式のように近似できる。

第 （２７） 式より、 指令の方向反転時の位置側 差量ｅ （０） の平方根は切削速度に比例している ことがわかる。

よって、 この位置偏差ｅ （０） の 平方根より切削速度を推定し、 この切削速度より 定数ｋを決めればよい。

第１図は、ソフトウェアサーボのプロセッサが速度制御
ループ処理周期毎行う処理のフローチャートである。

まず、エラーカウンタの値、即ち位置偏差の符号が反転
したか否かによってバックラッシュ加速開始か否か判断
しくステップＳ１）、バックラッシュ加速開始であれば
、当該時点における切削速度より定数に１及びバックラ
ッシュ補正時間Ｔを算出する。

前述したように切削速度が直接判るものであれば、この
切削速度により、又、直接切削速度が判らないものであ
れば、方向反転時の位置偏差ｅ（０）の平方根より切削
速度を推定し、これにより定数ｋを求める。（ステップ
Ｓ２）。

次に速度制御ループ積分器の値（積分器として作用する
アキュムレータの値）を読出し、この値の符号を反転さ
せて目標値Ａとしてレジスタにセットする（ステップＳ
３）。次に、ステップＳ２で求められたバックラッシュ
加速時間Ｔを加速カウンタＢＬＣＮＴにセットしくステ
ップＳ４）、各速度制御ループ処理におけるバックラッ
シュ加速量を記憶する加速量レジスタＢＬＣＭＰに、目
標値Ａの２倍（目標値と現在の積分器の値の差）にステ
ップＳ２で求められた定数にの値を乗じた値を格納する
（ステップＳ５）。次に、位置制御ループで算出された
速度指令ＶＣＭＤに加速量レジスタＢＬＣＭＰに格納さ
れた値（２Ａ　ｘ　ｋ）を加算し、バックラッシュ加速
補正が行われた速度指令きする。そして、この速度指令
により従来と同様の速度制御ループ処理を行ってトルク
指令ＴＣＭＤを求め、当該周期の速度制御ループ処理を
終了する（ステップＳ６）。

次の周期ではバックラッシュ加速開始点ではないので、
ステップＳ１からステップｓ７へ移行し、加速カウンタ
ＢＬＣＮＴの値が正か否か判断しくステップＳ７）、正
ならば、目標値Ａから速度制御ループのその時点の積分
器の値を減じた値に定数ｋを乗じて、当該周期のバック
ラッシュ加速量を求め加速量をレジスタＢＬＣＭＰに格
納シ、加速カウンタＢＬＣＮＴから「１」を減算する（
１周期分を減算する）（ステップＳ８．Ｓ９）。

そして、加速量レジスタＢＬＣＭＰに格納された加速量
を速度指令ＶＣＭＤに加算しで、この値で速度制御ルー
プ処理を行う（ステップＳ６）。以下、加速カウンタＢ
ＬＣＮＴが０以下になるまでステップＳＬ、３７〜Ｓ９
．８６の処理を各速度制御ループ処理周期毎行う。

設定されたバックラッシュ加速時間Ｔが経過して、加速
カウンタＢＬＣＮＴがＯ以下になると（ステップＳ７）
、加速量レジスタＢＬＣＭＰに「０」を格納し、バック
ラッシュ加速補正を行わず、位置制御ループ処理で求め
られた速度指令ＶＣＭＤにより、通常の速度制御ループ
処理を行うこととなる（ステップ８６）。

なお、第１図に示す実施例では定数に、バックラッシュ
加速補正時間Ｔを方向反転時の切削速度より算出するよ
うにしたが、切削速度が判っている場合では、予め定数
に、バックラッシュ加速補正時間Ｔを求めておきパラメ
ータで設定するようにすればよい。この場合には、第１
図のフローチャートにおいてステップＳ２の処理が必要
なくなる。

第９〜１２図は、本発明の効果をみるために実験して得
られた速度指令ＶＣＭＤとトルク指令ＴＣＭＤの波形を
示す図である。

第９図はある速度、負荷において、バックラッシュ加速
補正を何ら行わないときの波形を示す図で、第９図中、
破線で示す直線は理想の速度指令ＶＣＭＤの波形である
。速度指令ＶＣＭＤの符号が反転した後、速度指令ＶＣ
ＭＤは理想の線よりも急激に増大している。即ち、方向
反転により出力トルクは減少し、摩擦のために移動せず
位置偏差か増大し、速度指令が増大している。それにつ
れてトルク指令ＴＣＭＤも増大し、静摩擦に打ち勝つ程
度のトルク指令ＴＣＭＤとなると、速度指令ＶＣＭＤの
増大はなくなっている。これは位置偏差が減少したこと
を意味する。第９図中Ｑで示すこの点が象限突起を生じ
させる原因である。

一方、第１０図（ａ）は、第９図と同一の条件で、従来
の方式によってバックラッシュ加速量。

加速時間をベストの状態に調整したときの各波形を示す
ものであり、第１０図（ｂ）は、同様の条件で本発明を
適用したときの各波形を示すもので、この第１０図（ａ
）、　　（ｂ）に示すように本発明の方式の方が速度指
令ＶＣＭＤが理想的に直線的に変化し、突起が生じない
ことがわかる。又、トルク指令ＴＣＭＤの変動も少なく
、トルク指令が速やかに反転していることがわかる。

第１１図（ａ）は、第１０図（ａ）の切削条件において
、速度を半分にしバックラッシュ加速量。

加速時間は同一としたときの従来方式による各波形を示
すもので、これに対し同じ切削条件で本発明を適用した
ときの各波形を第１１図（ｂ）に示す。この第１１図（
ａ）、　　（ｂ）に示すように速度が半分になり切削条
件が変更されても、本発明の方式の方が、速度指令ＶＣ
ＭＤは直線的に変化し、象限突起が生じないことがわか
る。又、トルク指令ＴＣＭＤの反転も、本発明の方が速
やかに行われトルク変動もない。

第１２図（ａ）、　　（ｂ）は第１１図（ａ）。

（ｂ）と同じ条件で負荷をなくしたときの各波形を示す
図で、従来の方式の第１２図（ａ）の波形は速度指令Ｖ
ＣＭＤが直線的ではなく、象限と突起及び切り込みが生
じ、又、トルク指令Ｔ　ＣＭＤも大きく変動しているが
、本発明の方式の第１２図（ｂ）では、速度指令ＶＣＭ
Ｄは直線的に変化し、トルク指令ＴＣＭＤも変動がなく
速やかに切換わっている。

発明の効果 本発明は、速度制御ループの積分器の出力を用いてバッ
クラッシュ加速量を自動的に補正するようにしたので、
切削条件が変動しても常に最適なバックラッシュ加速量
が得られ、象限突起、内側への切り込みをほとんどなく
した最適なバックラッシュ補正を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のフローチャート、第２図は
本発明を適用する位置制御ループ系のブロック図、第３
図は方向反転時のトルク指令の説明図、第４図は本発明
による方向反転時の積分器出力（トルク指令）の説明図
、第５図は定数にと反転時点数の逆数１／τの関係を表
す説明図、第６図はＸ−Ｙ２軸円弧切削の説明図、第７
図は速度制御ループを理想化して位置制御ループを簡略
化したブロック線図、第８図はバックラッシュ補正の説
明図、第９図はバックラッシュ補正を行わないときの方
向反転時の速度指令、トルク指令の波形を示す図、第１
０図（ａ）、　　（ｂ）、第１１図（ａ）、　　（ｂ）
、第１２図（ａ）、　　（ｂ）は従来方式のバックラッ
シュ加速補正と、本発明の方式のバックラッシュ加速補
正により切削条件を変えて得られた速度指令、トルク指
令の波形を示す図である。 ＫＰ・・位置ループゲイン、ｋｌ・・・速度制御ループ
の積分ゲイン、Ｋ２・・・速度制御ループの比例ゲイン
、４・・・電流制御ループ及び電力増幅器、Ｋ１・・・
トルク定数、Ｊｍ・・・イナーシャ、ＶＣＭＤ・・・速
度指令、Ｔ　ＣＭＤ・・・トルク指令。 第 ５ 呪 Ｕ］ Ｊｉ Ｊｊ ・υ４ ・υ５ い ｔ ・υご 力 に 第 図 第 因 第１０ 因（ｂｌ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）サーボモータを用いて駆動される工作機械の送り
   軸の方向反転時のバックラッシュ加速補正において、方
   向反転直前の速度制御ループ積分器の逆符号の値を目標
   値とし、方向反転以降の所定時間内の各速度制御ループ
   処理においては、上記目標値から各速度制御ループ処理
   における積分器の値を減じた値に、定数を乗じたものを
   、各速度制御ループ処理におけるバックラッシュ加速量
   としたことを特徴とするサーボモータの制御方式。
2. （２）サーボモータを用いて駆動される工作機械の送り
   軸の方向反転時のバックラッシュ加速補正において、方
   向反転直前の速度制御ループ積分器の逆符号の値を目標
   値とし、方向反転以降の所定時間内の各速度制御ループ
   処理においては、上記目標値から各速度制御ループにお
   ける積分器の値を減じた値に、方向反転時の切削速度に
   比例する値を乗じ、得られた値を各速度制御ループ処理
   におけるバックラッシュ加速量としたことを特徴とする
   サーボモータの制御方式。
3. （３）サーボモータを用いて駆動される工作機械の送り
   軸の方向反転時のバックラッシュ加速補正において、方
   向反転直前の速度制御ループ積分器の逆符号の値を目標
   値とし、方向反転以降の所定時間内の各速度制御ループ
   処理においては、上記目標値から各速度制御ループにお
   ける積分器の値を減じた値に、位置指令が方向反転した
   瞬間の位置偏差量の平方根に比例する値を乗じ、得られ
   た値を各速度制御ループ処理におけるバックラッシュ加
   速量としたことを特徴とするサーボモータの制御方式。
4. （４）バックラッシュ加速補正を行う上記所定時間は、
   上記目標値から各速度制御ループ処理における積分器の
   値を減じた値に乗じる値に応じて決定する事を特徴とす
   る請求項１、請求項２又は請求項３記載のサーボモータ
   の制御方式。