JPH0332550A - Position controller for delivery shaft - Google Patents
Position controller for delivery shaftInfo
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ業上の利用分野）
本発明は、数値制御（以下、単にＮＧとする）工作機械
等における送り軸（テーブル）の位置制御装置に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Application in Industry A) The present invention relates to a position control device for a feed axis (table) in a numerically controlled (hereinafter simply referred to as NG) machine tool or the like.
（従来の技術）
従来より、ＮＣ工作機械等において位置を高精度に制御
する必要がある送り軸の位置制御には、インダクトシン
、光学式スケールといった制御対象の位置を直接的に検
出できる位置検出器が採用され、この位置検出器の出力
を位置フィードバック信号として、位置のフィードバッ
クループを構成するいわゆるフルクローズトループ制御
方式が広く用いられている。(Conventional technology) Conventionally, in order to control the position of the feed axis in NC machine tools, etc., where the position needs to be controlled with high precision, there have been methods such as inductosin and optical scales that can directly detect the position of the controlled object. A so-called full closed loop control system is widely used in which a position detector is employed and the output of the position detector is used as a position feedback signal to form a position feedback loop.
フルクローズトループ制御方式を採用した送り軸位置制
御装置の一例を第７図に示して説明する。第７図におい
て、位置指令発生部１より発生された位置指令値×。は
、送り軸（テーブル）の位置及び速度を制御する送り軸
制御部１０に入力される。送り軸制御部１０内の減算器
１１は、位置指令値ＸＣから位置フィードバック信号Ｘ
、を減算して位置偏差Ｘ、を算出している。なお、位置
フィードバック信号×１は、制御対象であるテーブル５
の機械位置をインダクトシン６及び７によって直接的に
検出した位置検出値である。位置（扁差Ｘ、は位置ルー
プゲインＫｖの増幅率を有する増幅器１２によって増幅
され、増幅された信号が送づ軸の速度指令値ｖｃとなる
。電動機２に結合された位置検出器３から構成される装
置検出値Ｘ。は、速度検出部１６により時間微分されて
電動機速度に変換され速度フィードバック信号Ｖ、どな
る。減算器１３は、速度指令値ｖｃから速度フィードバ
ック信号ｖＭを減算して速度ｔｍ差Ｖ、を算出する。減
算器１３から出力される。速度偏差ｖ８はＰＩＤ増幅器
１４によって増幅され、電動機２のトルク指令値Ｔｃと
なる。このトルク指令値Ｔｃは電力増幅器１５によって
電力増幅され、その出力はトルク指令値Ｔｃに相当する
トルクを電動機２に発生させるための電流Ｉどなる。Ｎ
ＱＩ Ｉに基づいた駆動で電動機２に発生したトルクは
ホールネジ４に伝達され、伝達トルクはボールネジ４に
よりテーブル５の推進力に変換される。An example of a feed shaft position control device employing a full closed loop control system will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the position command value x generated by the position command generation section 1. is input to the feed axis control section 10 which controls the position and speed of the feed axis (table). A subtracter 11 in the feed axis control section 10 converts the position feedback signal X from the position command value XC.
The positional deviation X is calculated by subtracting . Note that the position feedback signal x1 is the control target table 5.
This is a position detection value obtained by directly detecting the machine position by the inductors 6 and 7. The position (flatness X, The device detected value X. is differentiated with respect to time by the speed detection unit 16 and converted into a motor speed, resulting in a speed feedback signal V.The subtracter 13 subtracts the speed feedback signal vM from the speed command value vc to obtain the speed tm. The difference V is outputted from the subtractor 13. The speed deviation v8 is amplified by the PID amplifier 14 and becomes the torque command value Tc of the electric motor 2. This torque command value Tc is power amplified by the power amplifier 15, The output is a current I for causing the motor 2 to generate a torque corresponding to the torque command value Tc.N
Torque generated in the electric motor 2 by driving based on QI I is transmitted to the hole screw 4, and the transmitted torque is converted by the ball screw 4 into a driving force for the table 5.
このようなテーブル５の位置制御装置において、テーブ
ル５の移動方向反転を含めた位置指令を行なった場合の
テーブル５の動作について、第８図及び第９図を参照し
て説明する。−例として、位置指令値Ｘ、の時間変化量
（以下、位置指令速度とする） ｄＸｃ／ｄｔが、
と直線的に変化する場合のテーブル５の位置応答につい
て考える。In such a position control device for the table 5, the operation of the table 5 when a position command including reversal of the moving direction of the table 5 is given will be described with reference to FIGS. 8 and 9. - As an example, consider the position response in Table 5 when the time change amount of the position command value X (hereinafter referred to as position command speed) dXc/dt changes linearly as follows.
第７図に示す位置制御装置の位置応答は、一般式として
と表わすことができる。ここで、一般にＰＩＤ増幅器１
４及び電力増幅器１５の増幅率は高く、速度＜ｒａ差Ｖ
、＝ Ｏの速度制御が可能である。又、一方向移動中の
電動機速度ｖ２及びテ−ブル５度ｃｌＸｌ／ｃｌｔ （
以下、単にｖｌとする）は、ｖ３・ｖｌ となるから、
前記（２）式は
と置き換えることができる。そして、上記（３）式に前
記（１）式で与えられる位置指令速度ｄＸｃ／ｄｔを代
入し、これを解くと
となる。但し、これは前記一方向移動中の条件を満たす
ｔ≦ｔ、の時間内におけるテーブル５の速度である。The position response of the position control device shown in FIG. 7 can be expressed as a general equation. Here, generally the PID amplifier 1
4 and the power amplifier 15 are high, and speed<ra difference V
, = O speed control is possible. Also, motor speed v2 and table 5 degree clXl/clt (
(hereinafter simply referred to as vl) becomes v3・vl, so
The above formula (2) can be replaced with. Then, the position command speed dXc/dt given by the above equation (1) is substituted into the above equation (3), and this is solved. However, this is the speed of the table 5 within the time period t≦t, which satisfies the condition during the one-way movement.
次に １＞１＋の時間における対応について考える。時
点ｔ１以降テーブル５の移動方向は反転しなければなら
ないか、一般にボールネジ４等の機構部にはバックラッ
シュが存在するため、テーブル５が反転を開妬するには
電動機２がバックラッシュ相当分の反転動作を終了しな
ければならず、反転動作が終了するまではテーブル５が
停止することになる。そして、時点ｔ、以降のテーブル
停止中に発生する位置偏差Ｘ＠は、時点ｔ、における位
置偏差×。が（３）式、（４）式より×６・０であるか
ら、時点ｔ１以降の経過時間をｔとすると、
となり、これによる電動機速度Ｖ、及び電動機反転動作
量Ｐ）１は
となる。ここで、機構部のバックラッシュ量をＢとする
と、Ｐ−・Ｂとなるまでの時間Ｔｏがテーブル停止時間
となる（第８図参照）。この停止時間Ｔｏが経過してテ
ーブル５が反転動作を開始する時点をｔ２とすると、時
点ｔ２以降テーブル５の速度は増大し、定常的には（４
）式で与えられる速度となる。Next, consider the correspondence at the time when 1>1+. After time t1, the direction of movement of the table 5 must be reversed, or because backlash generally exists in mechanical parts such as the ball screw 4, the electric motor 2 must be moved by an amount equivalent to the backlash in order for the table 5 to reverse. The reversing operation must be completed, and the table 5 will be stopped until the reversing operation is completed. Then, the positional deviation X@ that occurs during the table stop after time t is the positional deviation at time t×. is ×6·0 from equations (3) and (4), so if the elapsed time after time t1 is t, then the motor speed V and the motor reversal operation amount P)1 are as follows. Here, if the amount of backlash of the mechanical part is B, the time To until P-·B is reached is the table stop time (see FIG. 8). If the time point at which the table 5 starts the reversing operation after the stop time To has elapsed is t2, the speed of the table 5 increases after the time point t2, and the speed of the table 5 steadily increases (4
) is the speed given by the formula.
第８図は本例における位置指令速度ｄＸｃ／ｄｔとテー
ブル速度ｖ１との関係を示しており、第９図は位置指令
速度ｄＸｃ／ｄｔと電動機速度ｖ２との関係を示してお
り、ＲＣはいずれも理想応答を示しており、第９図の斜
線面積ＡＲがバックラッシュ量Ｂを示している。FIG. 8 shows the relationship between the position command speed dXc/dt and the table speed v1 in this example, and FIG. 9 shows the relationship between the position command speed dXc/dt and the motor speed v2. also indicates an ideal response, and the shaded area AR in FIG. 9 indicates the backlash amount B.
（発明が解決しようとする課題）
上述の様な送り軸の位置指令は、複数の送り軸の多軸同
期運転による円弧形状加工時の象限切換り部、主軸及び
送り軸の同期タッピング加工での反転動作となるねじ底
部等で頻繁に発生する。(Problem to be Solved by the Invention) The position command of the feed axis as described above is used in the quadrant switching part during arc shape machining by multi-axis synchronous operation of a plurality of feed axes, and in synchronous tapping of the main axis and feed axis. This often occurs at the bottom of the screw where the movement is reversed.
第１０図は円弧形状の加工時に、テーブル５の応答遅れ
によって発生する象限切り換り部の形状誤差について示
したものである。Ｘ−”ｌ’テーブルを駆動するＸ、Ｙ
の各軸に対して、
の位置指令がなされていると、
Ｘ釉の位置指令速
度ｄｘｃ／ｄｔ−−Ｆｌω−５ｉｎωｔであるから、ω
ｔ＃π／２での位置指令速度ｄＸｃ／ｄｔは、
と近似することかできる。つまり、ｔ−π／２ωの近辺
の時間においては、ＸＩ［ｈに対して移動方向反転を含
む直線的な位置指令速度ｄＸｃ／ｄｔが与えられること
になる。時点ｔ、から時点ｔ２のＸ軸停止時間中、Ｙ＠
は指令に対して正確に追従できるため、結果として第１
Ｏ図に示すように形状誤差εが発生してしまう。FIG. 10 shows the shape error of the quadrant switching portion that occurs due to the response delay of the table 5 when machining an arc shape. X-"l' X, Y that drives the table
If the position command is given to each axis of
The position command speed dXc/dt at t#π/2 can be approximated as follows. That is, at a time around t-π/2ω, a linear position command speed dXc/dt including reversal of the moving direction is given to XI[h. During the X-axis stop time from time t to time t2, Y@
can follow the command accurately, so as a result, the first
As shown in figure O, a shape error ε occurs.
以上は位置指令速度ｄＸｃ／ｄｔが符号反転を含めて直
線的に変化する場合についての説明であるか、送り軸の
反転動作を含む多軸同期加工時には、数的に機構部のバ
ックラッシュに起因した軸停止時間の発生によつ軸反転
部に形状誤差が生ずる。The above is an explanation of the case where the position command speed dXc/dt changes linearly including sign reversal, or during multi-axis synchronous machining that includes reversal of the feed axis, it is numerically caused by backlash of the mechanical part. Due to the occurrence of the shaft stop time, a shape error occurs in the shaft reversal section.
この種の形状誤差は前記（７）式より分る様に、位置ル
ープゲインＬを大きくすれば送り軸停止時間が短くなり
、結果として形状誤差εを小さくすることができる。し
かしながら、位置ループゲイン８ｖは送り軸機構部の剛
性による制限を受けるため、大型機械等の軸剛性の低い
機械では大きくすることができない問題がある。又、送
り軸機構部のバックラッシュにたわみを含めたロストモ
ーションを予め正確に把握し、送り軸の反転動作時に上
記ロストモーション相当分の補正量を電動機２の位置指
令として与えることで、迅速な送り軸の反転動作を実現
する手性も考えられる。しかしながら、摺動抵抗や負荷
の変動か大きい場合はたわみが変化するため、機構部の
ロス］・モーションを正確に把握すること自体が困難で
あった。As can be seen from equation (7) above, this type of shape error can be reduced by increasing the position loop gain L to shorten the stop time of the feed axis, and as a result, the shape error ε can be reduced. However, since the position loop gain 8v is limited by the rigidity of the feed shaft mechanism, there is a problem that it cannot be increased in machines with low shaft rigidity, such as large machines. In addition, by accurately grasping the lost motion including backlash and deflection of the feed shaft mechanism in advance, and giving a correction amount equivalent to the above lost motion as the position command of the electric motor 2 when the feed shaft reverses, it can be quickly realized. It is also possible to consider a method that realizes a reversal operation of the feed axis. However, if there are large fluctuations in sliding resistance or load, the deflection changes, making it difficult to accurately grasp the loss and motion of the mechanism.
本発明は上述の様な事情からなされたものであり、本発
明の目的は、ＮＣ工作機械等の送り軸の多軸同期運転に
おいて、軸反転動作時の送り軸停止時間を短縮化するこ
とで、軸反転部に発生する形状誤差を小さくできるＮＣ
工作機械の送り軸の位置制御装置を提供することにある
。The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to shorten the stop time of the feed axes during axis reversal operation in multi-axis synchronous operation of the feed axes of NC machine tools, etc. , NC that can reduce the shape error that occurs in the axis reversal part
An object of the present invention is to provide a position control device for a feed axis of a machine tool.
（課題を解決するための手段）
本発明は、電！ｔＩ機と、この電動機に結合された第１
の位置検出器（又は速度検出器）と、前記電動機により
駆動される送り軸と、この送り軸に結合された第２の位
置検出器と、前記送り軸の位置及び速度を制御する送り
軸制御部とを備えた送り軸の位置制御装置に関するもの
で、本発明の上記目的は、速度フィードバック信号の演
算決定手段を設け、この演算決定手段より得られる演算
方法又は演算定数に従って前記第１の位置検出器（又は
速度検出器）より得られる電動機速度と、前記第２の位
置検出器より算出される送り軸速度とを複合的に演算し
て前記電動機及び送り軸の複合速度を求め、この複合速
度を前記速度フィードバック信号として速度制御を行な
うことによって達成される。(Means for Solving the Problems) The present invention provides electronic! tI machine and a first motor coupled to this electric motor.
a position detector (or speed detector), a feed shaft driven by the electric motor, a second position detector coupled to the feed shaft, and a feed axis control for controlling the position and speed of the feed shaft. The above-mentioned object of the present invention is to provide a speed feedback signal calculation and determination means, and to determine the first position according to the calculation method or calculation constant obtained from the calculation and determination means. The motor speed obtained from the detector (or speed detector) and the feed shaft speed calculated from the second position detector are calculated in a composite manner to obtain the composite speed of the electric motor and the feed shaft, and this composite This is achieved by controlling the speed using the speed as the speed feedback signal.
（作用）
本発明は、送り軸の移動反転時に、送り軸速度あるいは
送り軸速度の影響を除去した電動機速度と送り軸速度と
の複合速度を速度フィードバック信号として速度制御を
行なうことで、送り軸の迅速な反転動作を実現するもの
である。すなわち、電動機速度と送り軸速度とを複合的
に演算して両者の複合速度を求める速度演算部を有し、
なおかつ速度演算部の演算方式は、（１）送り軸の位置
指令値、（２）位置指令値と送り軸位置との位置誤差、
（３）送り軸速度、によって送り軸の位置制御状態を判
断し、制御状態と送り軸駆動系の剛性とに合せて最適な
演算方式を選択することが可能となっている。(Function) The present invention controls the speed of the feed axis by using the feed axis speed or a composite speed of the electric motor speed and the feed axis speed from which the influence of the feed axis speed has been removed as a speed feedback signal when reversing the movement of the feed axis. This realizes a quick reversal operation. That is, it has a speed calculation unit that calculates the combined speed of the motor speed and the feed shaft speed to obtain a combined speed of both;
In addition, the calculation method of the speed calculation unit is (1) position command value of the feed axis, (2) position error between the position command value and the position of the feed axis,
(3) It is possible to judge the position control state of the feed shaft based on the feed shaft speed, and select the optimum calculation method according to the control state and the rigidity of the feed shaft drive system.
この様な構成から得られる複合速度を速度フィードバッ
ク信号とすることで、制御系の安定性を維持しつつロス
トモーションの変動にも柔軟に対応し、送り軸の迅速な
反転動作を実現する位置制御装置を得ることができる。By using the composite speed obtained from this configuration as a speed feedback signal, position control can flexibly respond to lost motion fluctuations while maintaining control system stability, and realize rapid reversal of the feed axis. You can get the equipment.
これによって送り軸反転動作時の動作停止時間が短縮化
されるため、円弧形状加工時の象限切り換り部に発生す
る形状誤差を小さく抑えることができる。As a result, the operation stop time during the feed axis reversal operation is shortened, so that shape errors occurring at the quadrant switching portion during circular arc shape machining can be suppressed to a small level.
（実施例）
第１図は本発明の一実施例を第７図に対応させて示すブ
ロック図であり、同一構成部には同一符号を付して説明
する。(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention corresponding to FIG. 7, and the same components are given the same reference numerals and will be described.
本発明ではインダクトシン６及び７によって検出された
テーブル５の位置×１を、送り軸制御部１〇八内の速度
検出部１９によって時間微分することでテーブル速度（
送り軸速度）ｖｌを求めている。In the present invention, the table speed (
The feed axis speed)vl is calculated.
電動機速度ＶＭ及びテ−ブル５度ｖ１はそれぞれ速度演
算部１８に入力され、電動機速度ｖＭ及びテ−ブル５度
Ｖ、による複合演算が行なわれて複合速度■が速度演算
部１８から出力される。この複合速度Ｖは速度フィード
バック信号となり、減算器１３に入力される。速度演算
決定部１７は位置指令×６１位置偏差Ｘ、及びテ−ブル
５度Ｖ、を入力し、これらに基づいてテーブル５の位置
の制御状態を判断し、速度演算部１８における複合速度
Ｖの演算方法、又は速度演算部１８で演算方法が予め決
定されている場合は速度演算部１８の特性を規定する演
算定数に相当する信号ＰＲＭを出力する。The motor speed VM and the table 5 degrees v1 are each input to the speed calculation unit 18, a composite calculation is performed using the motor speed vM and the table 5 degrees V, and the composite speed ■ is output from the speed calculation unit 18. . This composite speed V becomes a speed feedback signal and is input to the subtracter 13. The speed calculation determining unit 17 inputs the position command x 61 position deviation The calculation method, or if the calculation method is determined in advance in the speed calculation section 18, outputs a signal PRM corresponding to a calculation constant that defines the characteristics of the speed calculation section 18.
このような構成においてその動作を説明する。The operation of this configuration will be explained.
速度演算決定部１７は、位置指令発生部１より発生され
た位置指令値ＸＣの時間微分である位置指令速度ｄＸｃ
／ｄｔの符号反転と、位置偏差×。の位置指令速度ｄＸ
ｃ／ｄｔと同一方向の符号反転とにより、速度演算部１
８で速度フィードバック信号となる複合速度Ｖを求める
演算方法を変更する。速度演算部１８は、第２図に示す
ように電動機速度ｖＭ及びテ−ブル５度ｖｌのいずれか
を選ぶスイッチング構成の選択回路１８１になっており
、符号反転検出時には、速度演算決定部１７によりテ−
ブル５度Ｖ、が選択され速度フィードバック信号Ｖとな
る。テ−ブル５度Ｖ！の選択はテーブル５が反転動作を
開始するまで継続され、実際に反転動作が始まった時点
て速度演算決定部１７はテ−ブル５度ｖＩよりこれを検
出し、選択回路１８１によって電動機速度ＶＭへ速度フ
ィードバック信号Ｖの選択を変更する。この後、時間が
経過して位置指令速度ｄＸｃ／ｄｔ及び位置偏差×。が
前述と逆の符号反転を発生するまで電動機速度ｖ、４の
選択が継続される。The speed calculation determining unit 17 calculates a position command speed dXc, which is the time differential of the position command value XC generated by the position command generation unit 1.
/dt sign reversal and position deviation ×. position command speed dX
By reversing the sign in the same direction as c/dt, the speed calculation unit 1
In step 8, the calculation method for determining the composite speed V serving as the speed feedback signal is changed. As shown in FIG. 2, the speed calculation section 18 is a selection circuit 181 with a switching configuration that selects either the motor speed vM or the table 5 degree vl. Tee
The blue fifth degree V is selected and becomes the velocity feedback signal V. Table 5 degrees V! The selection continues until the table 5 starts the reversing operation, and when the reversing operation actually starts, the speed calculation determining section 17 detects this from the table 5 degrees vI, and the selection circuit 181 changes the motor speed to VM. Change the selection of velocity feedback signal V. After this, as time passes, the position command speed dXc/dt and the position deviation x. The selection of motor speed v,4 continues until v,4 undergoes a sign reversal opposite to that described above.
第４図及び第５図は、本発明を適用したテーブル５の位
置制御装置に円弧形状加工指令を行なった場合の象限切
り換り部でのテーブル動作を説明するものである。１＜
１．時間内は速度フィードバック信号Ｖとして電動機速
度ｖ２が選択されているため、テーブル動作は従来の位
置制御装置を採用した場合と同一である。そして、時間
が１−１．になると、速度演算決定部１７の動作により
速度フィードバック信号Ｖとしてテーブル５度ｖＩが選
択される。テーブル５が反転動作を開始するまでの時間
１、＜１＜１２は、テーブル５は停止状態にある。ここ
で、速度フープゲイン８ｖを決めるＰＩＤｉ１幅器１４
の増幅率は通常高く設定できるため、テ−ブル５止時間
Ｔ。中に電ｖＪｉ２は大きなＩ−ルクを発生し続ける。FIGS. 4 and 5 illustrate the table operation at the quadrant switching section when an arc shape machining command is given to the position control device for the table 5 to which the present invention is applied. 1<
1. During this time, the motor speed v2 is selected as the speed feedback signal V, so the table operation is the same as when a conventional position control device is employed. And time is 1-1. Then, the table 5 degrees vI is selected as the speed feedback signal V by the operation of the speed calculation determining section 17. During the time 1, <1<12, until the table 5 starts the reversing operation, the table 5 is in a stopped state. Here, the PIDi1 width device 14 determines the velocity hoop gain 8v.
Since the amplification factor of can usually be set high, the stop time T in Table 5 can be set to a high value. Meanwhile, the electric current vJi2 continues to generate a large I-lux.
これにより、電動機２は急速に反転動作する。そして、
時間が１−１２になると、テーブル５は反転動作を開始
するため速度フィードバック信号Ｖとして電動機速度ｖ
ｌか選択される。As a result, the electric motor 2 rapidly performs reverse operation. and,
When the time reaches 1-12, the table 5 changes the motor speed v as the speed feedback signal V to start the reversing operation.
l is selected.
以上説明した様に、テーブル移動反転指令時のテ−ブル
５止時間Ｔ０内における電動機２の反転動作が、従来の
方式ては高い速度ループゲインＫｖが活用されず、前記
（ア）式に示す如く位置ループゲインｉによってのみ決
定されるのに対し、本発明では位置ループゲインに、に
高い速度ループケインを乗じた増幅率で制御が行なわれ
るため、従来方式に比べて短時間で電動機２の反転動作
を終了させることかできる。As explained above, in the conventional system, the high velocity loop gain Kv is not utilized for the reversing operation of the electric motor 2 within the table 5 stopping time T0 at the time of the table movement reversal command, as shown in equation (A) above. In contrast, in the present invention, control is performed using an amplification factor obtained by multiplying the position loop gain by a high speed loop gain, so the motor 2 can be adjusted in a shorter time than in the conventional method. It is possible to terminate the reversing operation.
このため、本発明によれば＝ａ図に示す様に、円弧形状
加工時に象限切り換り部に発生する形状誤差εを縮小化
できる。又、本発明は、テーブル駆動系が持つバックラ
ッシュに相当する分の電動機反転動作を速度制御ループ
内て強制的に行なわせているため、駆動系のロストモー
ションを丁巳１屋する必要がなく、摺動抵抗の変動等に
伴うロストモーション量の変化にも柔軟に対応できる利
点がある。Therefore, according to the present invention, as shown in Fig. =a, the shape error ε that occurs at the quadrant switching portion during circular arc shape machining can be reduced. In addition, the present invention forcibly performs the motor reversal operation corresponding to the backlash of the table drive system within the speed control loop, so there is no need to eliminate the lost motion of the drive system. This has the advantage of being able to flexibly respond to changes in the amount of lost motion due to changes in sliding resistance, etc.
本発明における速度演算部１８の他の構成例を第３図に
示す。一般的にはテ−ブル５度■１を速度フィードバッ
ク信号Ｖとすると、テーブル位置の応答性は改善傾向と
なるはずであるが、速度制御ループ内にテーブル駆動系
が含まれるため、速度制御系に駆！ｌｌｌ系の固有振動
数に起因した共振現象が発生し易くなり、結果として速
度ループゲインＫｖを高く設定できなくなって応答性の
改善が図れなくなる問題があった。第３図はかかる問題
を考慮した速度演算部１８の構成例であり、信号変換器
１８２の伝達関数をＧ（ω）とすると、速度フィードバ
ック信号■は次式により表わされる。Another example of the configuration of the speed calculation section 18 according to the present invention is shown in FIG. Generally speaking, if table 5 degrees 1 is used as the speed feedback signal V, the responsiveness of the table position should tend to improve, but since the table drive system is included in the speed control loop, the speed control system Drive! A resonance phenomenon caused by the natural frequency of the Ill system is likely to occur, and as a result, the speed loop gain Kv cannot be set high, resulting in a problem that the response cannot be improved. FIG. 3 shows an example of the configuration of the speed calculation section 18 that takes this problem into consideration.If the transfer function of the signal converter 182 is G(ω), the speed feedback signal (2) is expressed by the following equation.
’ｌｌ−Ｖｔｔ＋Ｇ（ω）−（Ｖｌ−ＶＭ）−Ｇ（ω）
・Ｖｌ＋（１−Ｇ）−ＶＭ・・・・・・（１０）
ここで、信号変換器１８２
を−次遅れ回路とする
と、
となり、時定数Ｔが速度演算部１８の特性を規定する演
算定数ＰＲＭとなる。本例では、時定数Ｔが小さい程速
度フィードバック信号Ｖにテ−ブル５度Ｖ、が与える影
響は大きくなる。'll-Vtt+G(ω)-(Vl-VM)-G(ω)
・Vl+(1-G)-VM...(10) Here, if the signal converter 182 is a -th lag circuit, then the time constant T is a calculation constant that defines the characteristics of the speed calculation section 18. It becomes PRM. In this example, the smaller the time constant T, the greater the influence of the table 5 degrees V on the speed feedback signal V.
第３図の例では、前述した速度演算部１８が第２図の選
択回路１８１になっている例において電動機速度Ｖ、４
が選択される条件下で共振現象が発生しないように、テ
ーブル駆動系の固有振動数に合せた大きな時定数丁を選
択し、第２図の例においてテ−ブル５度ｖ１が選択され
る条件下では小さな時定数丁を選択することで、急速な
テーブルの反転動作を行なう。かかる第３図に示すよう
な速度演算部１８の構成によれは、テーブル５の移動反
転のみならず、一方向移ｖＪ時においてもテ−ブル５度
ｖ１の一部を速度フィードバック信号としているため、
駆動系のたわみ量の変化により発生する位置誤差を減少
させる場合の応答等についても改善が期待できる。In the example of FIG. 3, the speed calculating section 18 described above is the selection circuit 181 of FIG.
In order to prevent resonance from occurring under the conditions where Below, by selecting a small time constant, a rapid table inversion operation is performed. The structure of the speed calculation unit 18 as shown in FIG. 3 is due to the fact that a part of the table 5 degrees v1 is used as a speed feedback signal not only when the table 5 moves in reverse but also when moving in one direction vJ. ,
Improvements can also be expected in response when reducing positional errors caused by changes in the amount of deflection of the drive system.
尚、信号変換器１８２の伝達関数・は、−次遅れ系のみ
ならず
となる低周波数領域で、テーブル速度Ｖ、の影響が大で
ある特性の関数であれば良いことは、信号変換器１８２
の目的からいって当然である。It should be noted that the transfer function of the signal converter 182 may be a function having characteristics that are largely influenced by the table speed V in the low frequency region, not only in the -order lag system.
Of course, considering the purpose of
以上説明した実施例においては電動機２に位置検出器３
を結合し、これにより得られる位置検出値×２を速度検
出部１６で時間微分させて電ｗＪ機速度ＶＭを得ている
が、！動機２に速度検出器を結合して直接電動機速度を
得る構成としても良い。In the embodiment described above, the electric motor 2 has a position detector 3.
are combined, and the resulting position detection value x 2 is time-differentiated in the speed detection section 16 to obtain the electric wJ machine speed VM, but! A configuration may also be adopted in which a speed detector is coupled to the motor 2 to directly obtain the motor speed.
（発明の効果）
以上説明した様に本発明による送り軸の位置制御装置に
よれば、送り軸に移動反転を含む位置指令の発生を行な
う際の送り軸反転動作時の応答遅れが小さくなり、位置
指令に対して送り軸の動きを正確に追従させることがで
きる。(Effects of the Invention) As explained above, according to the feed axis position control device according to the present invention, the response delay during the feed axis reversal operation when generating a position command including movement reversal for the feed axis is reduced. The movement of the feed axis can accurately follow the position command.
第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、第２
図及び第３図はそれぞれ速度演算部の詳細構成を示す回
路図、第４図〜第６図は本発明の詳細な説明するための
図、第７図は従来装置の一例を示すブロック構成図、第
８図〜％ｔｏ図はその動作を説明するための図である。
ｌ・・・位置指令発生部、２・・・電動機、３・・・位
置検出器、５・・・テーブル、１０．１０Ａ・・・送り
軸制御部、１１．１３・・・減算器、１４・・・ＰＩＤ
増幅器、１６・・・速度検出部、１７・・・速度演算決
定部、１８・・・速度演算部、１９・・・速度検出部。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
3 and 3 are circuit diagrams showing the detailed configuration of the speed calculation section, FIGS. 4 to 6 are diagrams for explaining the present invention in detail, and FIG. 7 is a block configuration diagram showing an example of a conventional device. , FIG. 8 to %to diagram are diagrams for explaining the operation. l...Position command generation unit, 2...Electric motor, 3...Position detector, 5...Table, 10.10A...Feed axis control unit, 11.13...Subtractor, 14 ...PID
Amplifier, 16... Speed detection section, 17... Speed calculation determining section, 18... Speed calculation section, 19... Speed detection section.
Claims (1)
器と、前記電動機により駆動される送り軸と、この送り
軸に結合された第２の位置検出器と、前記送り軸の位置
及び速度を制御する送り軸制御部とを備えた送り軸の位
置制御装置において、速度フィードバック信号の演算決
定手段を設け、この演算決定手段より得られる演算方法
又は演算定数に従って前記第１の位置検出器より得られ
る電動機速度と、前記第２の検出器より算出される送り
速度とを複合的に演算して前記電動機及び送り軸の複合
速度を求め、この複合速度を前記速度フィードバック信
号として速度制御を行なうようにしたことを特徴とする
送り軸の位置制御装置。 ２、前記演算決定手段は、前記送り軸の位置指令値と、
前記位置指令値及び位置検出値の偏差と、前記送り軸速
度とに基づき前記速度フィードバック信号の演算方法又
は演算定数を決定する様になっている請求項１に記載の
送り軸の位置制御装置。 ３、前記第１の位置検出器に代えて速度検出器を用いる
請求項１に記載の送り軸の位置制御装置。[Claims] 1. An electric motor, a first position detector coupled to the electric motor, a feed shaft driven by the electric motor, and a second position detector coupled to the feed shaft; In the feed shaft position control device comprising a feed shaft control unit that controls the position and speed of the feed shaft, a speed feedback signal calculation and determination means is provided, and the speed feedback signal is calculated according to the calculation method or calculation constant obtained from the calculation determination means. The motor speed obtained from the first position detector and the feed speed calculated from the second detector are calculated in a composite manner to obtain a composite speed of the motor and the feed shaft, and this composite speed is calculated as the speed of the motor and the feed shaft. A feed shaft position control device characterized in that speed control is performed using a feedback signal. 2. The calculation determining means calculates the position command value of the feed axis;
2. The feed axis position control device according to claim 1, wherein a calculation method or a calculation constant of the speed feedback signal is determined based on the deviation between the position command value and the detected position value and the feed axis speed. 3. The feed shaft position control device according to claim 1, wherein a speed detector is used in place of the first position detector.
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