JPS63148315A - サ−ボモ−タ制御装置 - Google Patents

サ−ボモ−タ制御装置

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JPS63148315A
JPS63148315A JP61296388A JP29638886A JPS63148315A JP S63148315 A JPS63148315 A JP S63148315A JP 61296388 A JP61296388 A JP 61296388A JP 29638886 A JP29638886 A JP 29638886A JP S63148315 A JPS63148315 A JP S63148315A
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servo
torque
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Mitsuo Kurakake
鞍掛　三津雄
Keiji Sakamoto
坂本　啓二
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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、位置指令に対してサーボモータ位置ではなく
、機械位置のフィードバックを行なうようにしたサーボ
モータ制御装置に関する。
（従来の技術） ＣＮＣによるサーボ制御回路として、第３図に示すよう
なフルクローズトループ方式の制御回路が用いられてい
る０図において、情報処理回路Ｘは、ＣＰＵとメモリか
らなり、サーボ機構Ｙに対する指令信号を形成している
。サーボ機構Ｙは、フィードバックされる位置信号と指
令信号とを比較する比較回路ａ、この比較回路ａで得ら
れた偏差信号とフィードバックされる速度信号とが入力
されるサーボドライブ回路ｂ、サーボモータＣ１このサ
ーボモータＣの速度を検出する速度検出器ｄ、負荷であ
るテーブル等の機械ｆに取付けられた位置検出用直線ス
ケールｅなどを有している。
このように、フルクローズドルーズのサーボ系では、サ
ーボモータＣの負荷である機械に位置検出器を取付け、
位置決めサーボループ中に機械本体を組込んだ構成をな
している。
第４図は、この種のサーボ系のブロック線図である。図
において、Ｋはポジションゲイン、ｋ１　、に２はゲイ
ン、ＴＬは外乱、Ｋ７はトルク定数、Ｊｍはロータイナ
ーシャ、ＪＬは負荷イナーシャである。
また、第４図のブロック線図は、第５図のようにＺ変換
（パルス伝達関数変換）を用いて、積分項を２−１とし
て表わすことができる０図において、ＭＣ（ｉ）は、Ｎ
Ｃ装置で形成される位置指令、ＶＥＬ　（ｉ）は、サー
ボモータの速度信号、ＰＯ３（ｉ）は、サンプリング周
期Ｔにおける機械の移動量を示している。
サーボ制御系としては、上記したようなフルクローズト
ループ方式の外に、位置信号を機械負荷の手前のサーボ
モータ出力軸や、サーボモータの出力軸に連結されるボ
ールねじ軸から取出すセミクローズトループ方式が用い
られており、この方式では比較的安価なレゾルバやパル
スエンコーダ等が位置検出素子として使用されている。
いずれのサーボ制御系を用いるかは、位置検出素子とし
てどのようなものを使用し、機械負荷をどの程度まで精
密に制御するかに応じてユーザ側で任意に選択している
が、ＮＣ装置は両方式に共通して利用される場合が多い
。
（発明が解決しようとする問題点） ところで、通常の機械負荷はその移動方向が反転する時
（サーボモータの回転方向反転時）に、バックラッシュ
や摩擦などの制御誤差の要素を有しており、第２図に示
すようなサーボモータの速度−トルク特性は、速度０（
回転方向反転時）即ち、動作象限が反転する際に、位置
指令に対して応答遅れが生じる。
セミクローズトループ方式のサーボ制御系では、位置指
令と共に、ＮＣ装置側からバックラッシュ補正信号をサ
ーボ機構に入力して、サーボモータの位置信号を補正し
、回転方向反転時の応答遅れを改善している。しかし、
フルクローズトループ方式のサーボ制御系は、第３図で
説明したように、機械本体が位置決めサーボループ内に
入っている構成であり、直線スケールｅにより得られる
位置信号にバックラッシュ分が含まれているので、ＮＣ
装置側から出力されるバックラッシュ補正信号によって
は、サーボ制御系の位置信号を補正する処理はできず、
このため、同一のＮＣ装置により、セミクローズトルー
プ方式のサーボ制御系と、フルクローズトループ方式の
サーボ制御系とに共通にバックラッシュ補正指令を用い
ることができなくなり、ＮＣ装置の利用効率が低下し、
フルクローズトループ方式のサーボ制御系の機械に対し
て移動方向反転時の応答遅れが改善できないという問題
があった。
本発明はこのような従来技術の問題点を解消するために
なされたもので、摩擦抵抗をも考慮したトルク指令を形
成してセミクローズトループサーボ制御系にもフルクロ
ーズトループサーボ制御系にも適用して好適なサーボモ
ータ制御装置を提供することを目的としている。
（問題点を解決するための手段） 本発明のサーボモータ制御装置は、位置指令と１機械負
荷でのバックラッシュの補正指令とにより、機械負荷を
移動制御するサーボモータ制御装置において、前記機械
負荷の位置を検出する位置信号検出手段と、前記バック
ラッシュの補正指令にもとづいて前記サーボモータの動
作象限の反転するタイミングを判別する判別手段と、象
限反転時に前記位置信号と位置指令とから形成されたト
ルク指令を機械負荷の摩擦抵抗に相当するオフセットデ
ータにより補正する補正手段と、この補正されたトルク
指令によりサーボモータを駆動制御する制御手段とを具
備することを特徴とするものである。
（作用） 本発明のサーボモータ制御装置は、フルクローズトルー
プ方式のサーボ系に対して、通常の位置指令と共に、バ
ックラッシュ補正指令とサーボモータの動作象限のデー
タを入力し、象限反転時の機械の摩擦トルクに相当する
トルク指令をオフセットデータとしてサーボモータに指
令できる。
（実施例） 以下、図により本発明の実施例について説明する。
第１図（ａ）は、本発明の概略構成を示すブロック図で
ある０図において、ＮＣ装置からは、位置指令ＭＣ（ｉ
）とバックラッシュ補正指令ＢＬＦ　（ｉ）がサーボ制
御系に出力されている０位置指令ＭＣ（ｉ）は、比較器
Ｂ、に入力され、比較器Ｂ１では位置指令ＭＣ（ｉ）と
位置信号ＰＯ３（ｉ）とを比較して、偏差信号Ｅ１を形
成する。この偏差信号Ｅ１は、ポジションゲインにと乗
算されて速度指令Ｅ２として比較器Ｂ２に入力される。
比較器Ｂ２では、速度指令Ｅ２と、サーボモータの速度
信号ＶＥＬ　（ｉ）とを比較して、偏差信号Ｅ３を形成
する。この偏差信号Ｅ５は、比較器Ｂ３と積分項Ｚ−Ｌ
、およびゲインに、を介して比較器Ｂ４に出力され、こ
の比較器Ｂ４にゲインに２を介してフィードバックされ
る速度信号ＶＥＬ　（ｉ）と演算され、比較器Ｂ４から
サーボモータに対するトルク指令が出力される。
また、バックラッシュ補正指令ＢＬＦ　（ｉ）は、補正
回路Ａに入力される。補正回路Ａでは、サーボモータの
速度−トルク特性が第２図の特性において象限反転時、
即ち、回転方向が反転する際の動作領域のデータに応じ
て、第１図（ｂ）の動作フローに示すように機械の摩擦
トルクに相当するトルク指令をオフセットデータとして
与えている。
つまり、第１図（ｂ）において、 （１）第３象限（くＯ）のとき、オフセットデータＦＲ
（ｉ）は、 ＦＲ（ｉ）＝−Ｆａ （但し、Ｆａは、予め設定されている、機械の摩擦トル
ク） （２）第１象限（〉Ｏ）のとき、 ＦＲ（ｉ）’＝Ｆａ のオフセットデータＦＲ（ｉ）を形成し、比較器Ｂ４に
入力する。
即ち、セミクローズトループ方式のサーボ制御系におい
ては比較器Ｂ２に、バックラッシュ補正指令を入力して
、位置信号を補正しているが、フルクローズトループ方
式のサーボ制御系においては前述のように負荷の機械が
位置決めサーボループ中に配置されているので、位置信
号中にバックラッシュ分が含まれ、位置信号そのものを
補正することはできない。そこで、第１図（ａ）に示す
ようにサーボループ中のトルク指令を形成する位置に、
オープンループでオフセットデータを入力している。そ
して、回転方向反転時には、通常、位置指令はほぼＯで
あり、極性が判別できないので、速度−トルク特性の象
限データを入力することにより、回転方向反転時のトル
ク指令を形成して、応答遅れの改善を図っている。
以上、この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施
態様について説明したが、その好ましい実施態様の説明
は、構成の詳細な部分についての変形、特許請求の範囲
に記載された本発明の精神に反しない限りでの種々な変
形、あるいはそれらを組み合わせたものに変更すること
ができることは明らかである。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明のサーボモータ制御装置は
、ＮＣ装置から構成される装置指令とバックラッシュ補
正指令と共に、機械の方向反転時のサーボモータの動作
象限領域のデータを入力し、象限反転時に機械の摩擦ト
ルクに相当するトルク指令をオフセットデータとして出
力しているので、象限反転時の位置指令に対する応答遅
れを改善できる。また、セミクローズトループ方式とフ
ルクローズトループ方式の両者のサーボ制御系の制御に
同−ＮＣ装置のバー２クラツシユ補正指令を共用できる
。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の概略構成を示すブロッ
ク図および処理フロー図、第２図は速度−トルク特性を
示す図、第３図はフルクローズトループ方式のサーボ制
御装置の回路図、第４図、第５図はサーボ制御系のブロ
ック図である。 Ｘ・・・情報処理回路、Ｙ・・・サーボ機構、ａ・・・
比較回路、ｂ・・・サーボドライブ回路、Ｃ・・・サー
ボモータ、ｄ・・・速度検出器、ｅ・・・直線スケール
、ｆ・・・機械。 第５図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 位置指令と、機械負荷でのバックラッシュの補正指令と
    により、機械負荷を移動制御するサーボモータ制御装置
    において、前記機械負荷の位置を検出する位置信号検出
    手段と、前記バックラッシュの補正指令にもとづいて前
    記サーボモータの動作象限の反転するタイミングを判別
    する判別手段と、象限反転時に前記位置信号と位置指令
    とから形成されたトルク指令を機械負荷の摩擦抵抗に相
    当するオフセットデータにより補正する補正手段と、こ
    の補正されたトルク指令によりサーボモータを駆動制御
    する制御手段とを具備することを特徴とするサーボモー
    タ制御装置。
JP61296388A 1986-12-12 1986-12-12 サ−ボモ−タ制御装置 Pending JPS63148315A (ja)

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