JP2003058213A - 数値制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高加速度運動時における機械の弾性変形誤差
を、振動を励起することなく高精度に補正する。 【解決手段】 モータの位置指令値を生成する位置指令
値生成部と、位置指令値を力学的特性値を用いて処理
し、フィードフォワードトルク指令値を生成するフィー
ドフォワード補償部と、フィードフォワードトルク指令
値と結合特性から負荷トルク補正値を生成する負荷トル
ク補正部と、負荷トルク補正値を所定の関数に基づいて
処理し、位置補正値を生成する位置補正部と、位置指令
値と位置補正値の加算値を求める第１の加算手段と、加
算値を位置指令値とモータの位置検出値を用いて処理
し、フィードバックトルク指令値を生成するフィードバ
ック補償部と、フィードフォワードトルク指令値とフィ
ードバックトルク指令値を加算し、モータの駆動トルク
指令値を生成する第２の加算手段を、備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、数値制御装置に
関わり、特に、負荷を高速に駆動する際に生じる弾性変
形誤差を高度に補正することができる数値制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ加工システム、ＮＣロボットシステ
ム、ＮＣ搬送システムなどには、数値制御装置が使われ
ている。例えばＮＣ加工システムでは、被加工対象物
（ワーク等）をテーブル上に固定し、このテーブルと加
工工具との相対的な位置関係を数値制御（座標制御）す
ることで、被加工対象物を複雑な形状に加工する。ＮＣ
加工システムでは一般的に、Ｘ、Ｙ、Ｚの３つの互いに
直交する軸方向に、独立に、３つのサーボモータを設
け、この３つのサーボモータの回転駆動力をテーブルや
加工工具の支持部材に伝達することで、テーブルと加工
工具との相対運動を制御している。

【０００３】このようなＮＣ加工システムに使用される
数値制御装置は、駆動力伝達機構（駆動源であるサーボ
モータ、モータの回転運動を直線運動に変換するボール
ネジ、モータとボールネジを連結するカップリング、運
動方向を規定する直線ガイド、ワークや工具が保持され
るテーブル等）に弾性要素を多く含む。これらの弾性要
素は、テーブル等が高速円運動などを行う際、モータの
駆動トルクに比例する弾性変位を生じる。その結果、数
値制御に基づく目標移動量と、テーブルやワークの相対
的な移動量が一致しなくなり、弾性変形誤差を生じた。

【０００４】特開平４−２７１２９０号公報に開示され
た駆動制御装置は、このような弾性変形誤差を補正する
ことを目的とした数値制御装置の例である。図１４に示
されたブロック図で、１は負荷、２はモータ、３は位置
検出部、４は位置指令値生成部、５はフィードバック補
償部、６はフィードフォワード補償部、７は負荷端補正
部、８は電流補償部である。また、θｒは位置指令部生
成部４にて生成されるモータ２の回転位置を指定する位
置指令値、θｌは負荷１の（実際の）位置、θｍは位置
検出部３で検出されるモータ２の位置検出値である。

【０００５】負荷１とモータ２は、慣性モーメントとそ
の間に介在するバネを使って、力学的にモデル化されて
おり、Jｌは負荷１の慣性モーメント、Jｍはモータ２の
慣性モーメント、Ｋは負荷１の剛性を表すバネ定数を表
す。また、Ｊ０ｌは負荷１の慣性モーメントＪｌの推定
値、Ｊ０ｍはモータ２の慣性モーメントＪｍの推定値、
α、βはそれぞれ負荷端補正部７のパラメータ、ｓは微
分を表すラプラス演算子である。

【０００６】フィードバック補償部５において、Ｋｐは
位置ループ比例ゲイン、Ｋｖは速度ループ比例ゲイン、
ＫｊはＫｖと速度ループ積分ゲインＫｖｉの積、２３は
速度指令値、２５はフィードバック指令値を表す。また
フィードフォワード補償部６において、２２はフィード
フォワード指令値であり、３１は慣性トルク補償成分を
表す。また、１１と２４は加算器、２９は駆動トルク指
令値である。

【０００７】次に動作について説明する。フィードバッ
ク補償部５は、位置指令値生成部４で生成される位置指
令値θｒと、位置検出部３より出力されるモータ２の位
置検出値θｍとの差に基づいてＰＩＤ（比例・積分・微
分）制御を行う。但し、図示されたフィードバック補償
部５では、位置指令値θｒと位置検出値θｍのそれぞれ
の微分値を利用した構成となっているが、ＰＩＤ制御の
構成に等価変換できる。

【０００８】負荷１およびモータ２を、フィードバック
補償部５のみで制御した場合、応答の遅れのために位置
指令値θｒへの追従精度は良好ではないが、負荷１とモ
ータ２の剛性が十分高い（バネ定数Ｋが十分大きい）場
合には、フィードフォワード補償部６で、Ｊ０ｌ＝Ｊ
ｌ、Ｊ０ｍ＝Ｊｍとすることにより、応答の遅れをなく
すことができる。

【０００９】しかしながら、負荷１とモータ２の剛性が
十分高いと見なすことができない場合には、負荷１の位
置θｌとモータ２の位置検出値θｍとの間にずれが生
じ、フィードフォワード補償部６の補正だけでは十分な
精度が得られない。そこで負荷端補正部７において、α
＝Ｊｌ／（Ｋ（Ｊｌ＋Ｊｍ））、β＝Ｊｍとすることに
より、負荷１とモータ２に対応する２つの慣性モーメン
トＪｌ、Ｊｍとその間に介在するバネで表現される制御
対象モデルの特性を完全に補償することができる。こう
することによって、位置指令値θｒと負荷１の位置θｌ
を完全に一致させることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の数値制御装置は
以上のように構成されており、弾性変形誤差を補正する
ために、負荷端補正部７で位置指令値θｒの４階微分あ
るいは３階微分が必要とされる。すなわち、位置指令値
θｒはラプラス演算子ｓによる処理を、フィードフォワ
ード補償部６で２回、負荷端補正部７で２回受ける。こ
のため、位置指令値θｒが高次微分可能でない場合や量
子化誤差の影響を受ける場合には、数値制御装置は振動
を励起することがあった。また、負荷１とモータ２の剛
性を表すバネ定数Ｋの値が、負荷１の位置に依存して変
化する現象に対応することが出来ないという課題もあっ
た。

【００１１】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、位置指令値が高次微分可能でない
場合でも振動を励起することなく、高精度で位置制御を
行うことができる数値制御装置を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる数値制御
装置は、負荷と所定の結合特性で連結されかつ駆動トル
ク指令値に基づいて制御可能なモータの位置指令値を生
成する位置指令値生成部と、位置指令値を負荷およびモ
ータの力学的特性値を用いて処理することによりフィー
ドフォワードトルク指令値を生成するフィードフォワー
ド補償部と、フィードフォワードトルク指令値と所定の
結合特性から負荷トルク補正値を生成する負荷トルク補
正部と、負荷トルク補正値を所定の伝達関数と所定のフ
ィルタ関数に基づいて処理し、位置補正値を生成する位
置補正部と、位置指令値と位置補正値の加算値を求める
第１の加算手段と、加算値を位置指令値とモータの位置
検出値を用いて処理し、フィードバックトルク指令値を
生成するフィードバック補償部と、フィードフォワード
トルク指令値とフィードバックトルク指令値を加算し、
モータの駆動トルク指令値を生成する第２の加算手段
を、備えてなるものである。

【００１３】また、フィードフォワードトルク指令値
は、負荷とモータの慣性モーメントの和と位置指令値の
２階微分値から求まる慣性トルク補償成分を含んでなる
ものである。

【００１４】また、フィードフォワードトルク指令値
は、負荷とモータの粘性摩擦係数の和と位置指令値の１
階微分値から求まる粘性摩擦トルク補償成分を含んでな
るものである。

【００１５】また、フィードフォワードトルク指令値
は、クーロン摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求
まるクーロン摩擦トルク補償成分を含んでなるものであ
る。

【００１６】また、負荷と所定の結合特性で連結されか
つ駆動トルク指令値に基づいて制御可能なモータの位置
指令値を生成する位置指令値生成部と、位置指令値を負
荷およびモータの力学的特性値を用いて処理することに
よりフィードフォワードトルク指令値とフィードフォワ
ードトルク補償値を生成するフィードフォワード補償部
と、フィードフォワードトルク補償値と所定の結合特性
から負荷トルク補正値を生成する負荷トルク補正部と、
負荷トルク補正値を所定の伝達関数と所定のフィルタ関
数に基づいて処理し、位置補正値を生成する位置補正部
と、位置指令値と位置補正値の加算値を求める第１の加
算手段と、加算値を位置指令値とモータの位置検出値を
用いて処理し、フィードバックトルク指令値を生成する
フィードバック補償部と、フィードフォワードトルク指
令値とフィードバックトルク指令値を加算し、モータの
駆動トルク指令値を生成する第２の加算手段を、備えて
なるものである。

【００１７】また、フィードフォワードトルク補償値
は、負荷の慣性モーメントと位置指令値の２階微分値か
ら求まる負荷周りの慣性トルク補償成分と、負荷の粘性
摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求まる負荷周り
の粘性摩擦トルク補償成分を含んでなるものである。

【００１８】また、フィードフォワードトルク補償値
は、モータの慣性モーメントと位置指令値の２階微分値
から求まるモータ周りの慣性トルク補償成分と、モータ
の粘性摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求まるモ
ータ周りの粘性摩擦トルク補償成分を含んでなるもので
ある。

【００１９】また、フィードフォワードトルク補償値
は、クーロン摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求
まるクーロン摩擦トルク補償成分を含んでなるものであ
る。

【００２０】また、本発明にかかる数値制御装置は、負
荷と所定の結合特性で連結されかつ駆動トルク指令値に
基づいて制御可能なモータの位置指令値を生成する位置
指令値生成部と、位置指令値を負荷およびモータの力学
的特性値を用いて処理することによりフィードフォワー
ドトルク指令値を生成するフィードフォワード補償部
と、駆動トルク指令値と所定の結合特性から負荷トルク
補正値を生成する負荷トルク補正部と、負荷トルク補正
値を所定の伝達関数と所定のフィルタ関数に基づいて処
理し、位置補正値を生成する位置補正部と、位置指令値
と位置補正値の加算値を求める第１の加算手段と、加算
値を位置指令値とモータの位置検出値を用いて処理し、
フィードバックトルク指令値を生成するフィードバック
補償部と、フィードフォワードトルク指令値とフィード
バックトルク指令値を加算し、モータの駆動トルク指令
値を生成する第２の加算手段を、備えてなるものであ
る。

【００２１】また、フィードフォワードトルク指令値
は、負荷とモータの慣性モーメントの和と位置指令値の
２階微分値から求まる慣性トルク補償成分を含んでなる
ものである。

【００２２】また、フィードフォワードトルク指令値
は、負荷とモータの粘性摩擦係数の和と位置指令値の１
階微分値から求まる粘性摩擦トルク補償成分を含んでな
るものである。

【００２３】また、フィードフォワードトルク指令値
は、クーロン摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求
まるクーロン摩擦トルク補償成分を含んでなるものであ
る。

【００２４】また、負荷トルク補正値を処理する所定の
伝達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されるもの
である。次式で、ａ１，ａ０，ｂ１，ｂ０は定数、ｓは
ラプラス演算子を表す。 （ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ１・ｓ＋ｂ０）

【００２５】また、負荷トルク補正値を処理する所定の
伝達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されるもの
である。次式で、ａ１，ａ０，ｂ２，ｂ１，ｂ０は定
数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ２・ｓ²＋ｂ１・s＋ｂ０）

【００２６】また、負荷トルク補正値を処理する所定の
伝達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されるもの
である。次式で、ａ２，ａ１，ａ０，ｂ２，ｂ１，ｂ０
は定数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ２・ｓ²＋ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ２・ｓ²＋ｂ１・
s＋ｂ０）

【００２７】また、本発明にかかる数値制御装置は、負
荷と所定の結合特性で連結されかつ駆動トルク指令値に
基づいて制御可能なモータの位置指令値を生成する位置
指令値生成部と、位置指令値を負荷およびモータの力学
的特性値を用いて処理することによりフィードフォワー
ドトルク指令値を生成するフィードフォワード補償部
と、フィードフォワードトルク指令値と所定の結合特性
から負荷トルク補正値を生成する負荷トルク補正部と、
負荷トルク補正値を所定の伝達関数と所定のフィルタ関
数に基づいて処理し、速度補正値を生成する速度補正部
と、位置指令値と負荷トルク補正値の加算値を求める第
１の加算手段と、加算値を位置指令値と速度補正値とモ
ータの位置検出値を用いて処理し、フィードバックトル
ク指令値を生成するフィードバック補償部と、フィード
フォワードトルク指令値と前記フィードバックトルク指
令値を加算し、モータの駆動トルク指令値を生成する第
２の加算手段を、備えてなるものである。

【００２８】また、フィードフォワードトルク指令値
は、負荷とモータの慣性モーメントの和と位置指令値の
２階微分値から求まる慣性トルク補償成分を含んでなる
ものである。

【００２９】また、フィードフォワードトルク指令値
は、負荷とモータの粘性摩擦係数の和と位置指令値の１
階微分値から求まる粘性摩擦トルク補償成分を含んでな
るものである。

【００３０】また、フィードフォワードトルク指令値
は、クーロン摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求
まるクーロン摩擦トルク補償成分を含んでなるものであ
る。

【００３１】また、速度補正部が生成した速度補正値の
一次微分値を生成する微分部を備え、第２の加算手段は
この一次微分値から求まるトルク補正値をさらに加算し
てモータの駆動トルクの指令値を生成するものである。

【００３２】また、負荷トルク補正値を処理する所定の
伝達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されるもの
である。次式で、ａ１，ａ０，ｂ１，ｂ０は定数、ｓは
ラプラス演算子を表す。 （ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ１・ｓ＋ｂ０）

【００３３】また、負荷トルク補正値を処理する所定の
伝達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されるもの
である。次式で、ａ１，ａ０，ｂ２，ｂ１，ｂ０は定
数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ２・ｓ²＋ｂ１・s＋ｂ０）

【００３４】また、負荷トルク補正値を処理する所定の
伝達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されるもの
である。次式で、ａ２，ａ１，ａ０，ｂ２，ｂ１，ｂ０
は定数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ２・ｓ²＋ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ２・ｓ²＋ｂ１・
s＋ｂ０）

【００３５】また、負荷トルク補正値を処理する所定の
伝達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されること
を特徴とするものである。次式で、ａ２，ａ１，ａ０，
ｂ３，ｂ２，ｂ１，ｂ０は定数、ｓはラプラス演算子を
表す。 （ａ２・ｓ²＋ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ３・ｓ³＋ｂ２・
ｓ²＋ｂ１・s＋ｂ０）

【００３６】また、所定の結合特性は、位置指令値に依
存する変数として表されるものである。

【００３７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明にかかる数値制御
装置が適用可能なテーブル駆動系の構成を示している。
ワークや工具が保持されるテーブルが負荷１に相当し、
所定の軌跡に従って移動する。モータ２は負荷１を駆動
するサーボモータで、位置検出部３（エンコーダ等）が
取り付けられている。負荷１とモータ２は、モータの回
転運動を直線運動に変換するボールネジ、モータとボー
ルネジを連結するカップリング、運動方向を規定する直
線ガイドなどで連結されており、モータ２の回転に伴
い、わずかではあるが弾性変形が生じる。

【００３８】本発明にかかる数値制御装置は、生じる弾
性変形の大きさを力学的モデルに基づいて推定し、高精
度に負荷１の速度や位置を制御する。本発明にかかる数
値制御装置には様々な形態が考えられ、以下に図に基づ
いて説明する。図中、同一番号は、同一部品あるいはそ
れに相当する部品を表す。

【００３９】実施の形態１．図２は実施の形態１にかか
る数値制御装置の構成を示すブロック図である。負荷１
とモータ２は、慣性モーメントとその間に介在するバネ
を使って、力学的にモデル化されている。Jｌは負荷１
の慣性モーメント、Jｍはモータ２の慣性モーメント、
Ｋは負荷１の剛性を表すバネ定数、Ｃはバネに作用する
粘性摩擦係数、Ｃｌは負荷１の粘性摩擦係数、Ｃｍはモ
ータ２の粘性摩擦係数、ｓは微分を表すラプラス演算子
である。

【００４０】また、Ｊ０ｌは負荷１の慣性モーメントＪ
ｌの推定値、Ｊ０ｍはモータ２の慣性モーメントＪｍの
推定値、Ｋ０はバネ定数Ｋの推定値、Ｃ０ｌは負荷１の
粘性摩擦係数Ｃｌの推定値、Ｃ０ｍはモータ２の粘性摩
擦係数Ｃｍの推定値、Ｋｐは位置ループ比例ゲイン、Ｋ
ｖは速度ループ比例ゲイン、Ｋｊは速度ループ積分ゲイ
ンＫｖｉと速度ループ比例ゲインＫｖの積を表す。

【００４１】次に動作について説明する。モータ２に取
り付けられている位置検出部３はモータ２の回転位置を
検出し、検出した値を位置検出値θｍとして出力する。
位置指令値生成部４は負荷１に所定の軌跡上を移動させ
るための位置指令値θｒを生成する。

【００４２】フィードバック補償部５は、位置指令値生
成部４で生成される位置指令値θｒとモータ２に取り付
けられた位置検出部３より出力されるモータ２の位置検
出値θｍとの差をもとにＰＩＤ（比例・積分・微分）制
御を行う。また速度指令値２３とフィードバックトルク
指令値２５を生成する。なお、図１に示されたフィード
バック補償部５では、位置指令値θｒと位置検出値θｍ
のそれぞれの微分値を利用した構成となっているが、こ
れは等価変換することにより上記ＰＩＤ制御の構成とな
る。

【００４３】フィードフォワード補償部６は、負荷１お
よびモータ２を表す力学的特性値と位置指令値生成部４
で生成された位置指令値θｒから、フィードフォワード
トルク指令値２２を生成し、フィードバック補償部５の
みで制御したときのような、応答遅れによる位置指令値
θｒへの追従精度の低下を抑制する。

【００４４】なお、実施の形態１にかかるフィードフォ
ワード補償部６は、負荷１とモータ２の慣性モーメント
に関わる慣性トルク補償成分３１（位置指令値θｒの２
階微分値に、負荷１の推定慣性モーメントＪ０ｌとモー
タ２の推定慣性モーメントＪ０ｍの和を乗算したもの）
の他に、負荷１とモータ２の粘性摩擦も考慮して、粘性
摩擦トルク補償成分３２（位置指令値θｒの一階微分値
に、負荷１の推定粘性摩擦係数Ｃ０ｌとモータ２の推定
粘性摩擦係数Ｃ０ｍの和を乗算したもの）を含んでい
る。このため、より高度な制御が行われる。

【００４５】電流補償部８は、フィードバック補償部５
で生成されたフィードバックトルク指令値２５と、フィ
ードフォワード補償部６で生成されたフィードフォワー
ドトルク指令値２２を加算する加算器２４が生成する駆
動トルク指令値２９（負荷の駆動に必要なトルクの指令
値）をもとに、モータ２に適切な電流を流す。

【００４６】モータ２は駆動トルク指令値２９に対応す
るトルクを発生するが、実際には、電流センサ（図示せ
ず）に基づく電流フィードバックを行って電流を制御
し、その電流に比例したトルクをモータ２は発生してい
る。従って、駆動トルク指令値２９はトルク相当の電流
指令値とみることもできる。電流補償部８は、駆動トル
ク指令値２９に相当する目標電流値をもとに、モータ２
に適切な電流を流すようにしてもよい。

【００４７】負荷補正部９は、負荷補正定数Ａ{Ｊ０ｌ
／Ｋ０（Ｊ０ｌ＋Ｊ０ｍ）｝を、フィードフォワード補
償部６が生成するフィードフォワードトルク指令値２２
に乗算し、その演算結果（負荷トルク補正値２７）を位
置補正部１０に送出する。定性的には、フィードフォワ
ードトルク指令値２２にＪ０ｌ／（Ｊ０ｌ＋J０ｍ）を
乗じることでバネに作用するトルクを、１／Ｋ０を乗じ
ることでバネの伸縮量を計算している。

【００４８】位置補正部１０は、負荷補正部９が出力す
る負荷トルク補正値２７に対して式１の伝達関数と等価
なフィルタリング処理を行って位置補正値２６を算出し
て加算器１１に出力する。 （１＋ｓ／Ｋｐ）／（ρ²・ｓ²＋ρ・ζ・ｓ＋１）・・・式１ ここで、分子のｓ／Ｋｐは位置ループにおける応答遅れ
を補償するための項（フィードフォワード成分）であ
り、分母は負荷補正部９が出力する負荷トルク補正値２
７に含まれる高周波成分を除去するための項（ローパス
フィルタ）である。なお、ρとζはローパスフィルタの
時定数である。

【００４９】位置補正部１０の効果をシュミレーション
結果を元に説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は、テーブル
が反時計方向に円軌道を描いて２周するように位置指令
値θｒを与えた場合の、各部における信号の形状を表し
ている（速度４４００mm/min、半径２.５mm）。

【００５０】図３（ａ）は、位置指令値θｒに対応し、
実線はＸ軸、破線はＹ軸を表している。図３（ｂ）、
（ｃ）は位置補正値２６のシュミレーション結果を表し
ている。図３（ｂ）は位置補正部１０にローパスフィル
タ（ρｓ＋１）²がない場合の信号を、図３（ｃ）はロ
ーパスフィルタ（ρｓ＋１）²を付加した場合の信号を
表している。ローパスフィルタの効果により、高周波成
分が信号から効率よく除去されていることがわかる。

【００５１】加算器１１では位置指令値生成部４の出力
する位置指令値θｒに、位置補正部１０が出力する位置
補正値２６を加算し、負荷１の位置θｌが位置指令値生
成部４からの位置指令値θｒに追従するように補正す
る。すなわち、位置補正値２６で位置指令値θｒを補正
して、負荷ｌの位置θｌを位置指令値生成部４からの位
置指令値θｒに追従させる。

【００５２】実施の形態１によれば、フィードフォワー
ドトルク指令値２２を定数（負荷補正定数Ａ）倍するこ
とで算出した負荷トルク補正値２７に、位置ループの応
答遅れを補償すると共に高周波成分を除去するフィルタ
処理を施しているため、位置指令値θｒを微分すること
により生じる高周波成分が励起する振動を防止でき、負
荷１の位置θｌを位置指令値θｒに精度良く追従させる
ことができる。

【００５３】なお、バネ定数Ｋが十分大きく、負荷１と
モータ２の剛性が十分高い場合には、位置指令値θｒに
負荷１の位置θｌおよびモータ２の位置検出値θｍは一
致する。また、フィードフォワード補償部６に設定され
た力学的特性値の推定値Ｊ０ｌ、J０ｍ、C０ｌ、C０ｍ
が力学的特性値の実際値Ｊｌ、Jｍ、Cｌ、Cｍに十分等
しいと見なせるならば、フィードフォワード補償部６か
ら出力されるフィードフォワードトルク指令値２２はモ
ータ２の出力トルクにほぼ等しいとみなすことができ
る。

【００５４】実施の形態２．負荷１には粘性摩擦（速度
に比例する摩擦）の他にクーロン摩擦（速度がゼロでな
いとき、反運動方向に作用する、速度に依存しない摩
擦）が作用する場合がある。図４は実施の形態２にかか
る数値制御装置の構成を示すブロック図で、クーロン摩
擦トルクＦの影響を考慮してある。各部には図２の相当
部分と同一符号を付して説明を省略する。

【００５５】実施の形態２におけるフィードフォワード
補償部６は、慣性トルク補償成分３１に、粘性摩擦トル
ク補償成分３２と、クーロン摩擦トルク補償成分３３
（力学的特性値の一つであるクーロン摩擦補償トルクＦ
０と符号関数ｓｉｇｎ（）を用いて算出したもの）を加
算してフィードフォワードトルク指令値２２を生成し、
負荷補正部９に出力する。ここで、符号関数ｓｉｇ
ｎ（）は、括弧内の引数が正の場合は１を、負の場合は
−１、０の場合は０を出力する。

【００５６】負荷補正部９は、クーロン摩擦トルク補償
成分３３を含むフィードフォワードトルク指令値２２に
負荷補正定数Ａを乗じて位置補正部１０に出力する。位
置補正部１０は負荷トルク補正値２７に位置ループ応答
遅れの補償ならびに高周波成分除去のためのフィルタ処
理を施して加算器１１に出力し、位置指令値生成部４か
ら出力される位置指令値θｒを補正する。

【００５７】従って、実施の形態２によれば、位置指令
値θｒの速度符号の反転時に、フィードフォワードトル
ク指令値２２にステップ状の変化が生じるため、位置指
令値θｒの補正値もステップ状に変化する。これは、負
荷１の剛性とクーロン摩擦によって生じるロストモーシ
ョンの補正をおこなっていることになる。

【００５８】実施の形態２によれば、フィードフォワー
ド補償部６がクーロン摩擦トルク補償成分３３を生成す
るため、クーロン摩擦トルクＦの影響でモータ２の位置
検出値θｍに生じる誤差を抑制することができる。ま
た、負荷補正部９が、クーロン摩擦トルク補償成分３３
を含むフィードフォワードトルク指令値２２に負荷補正
定数を乗算して負荷トルク補正値２７を算出するため、
クーロン摩擦トルクＦによって生じる負荷１のバネＫの
弾性変位による誤差、すなわちロストモーションを補償
することができる。

【００５９】実施の形態３．実施の形態２では、フィー
ドフォワード補償部６はクーロン摩擦トルク補償成分３
３を含むフィードフォワードトルク指令値２２を負荷補
正部９に出力していたが、慣性トルク補償成分と粘性摩
擦トルク補償成分からなるフィードフォワードトルク補
償値を負荷補正部９に出力する数値制御装置を構成する
ことも可能である。図５は実施の形態３にかかる数値制
御装置の構成を示すブロック図で、各部には図２の相当
部分と同一符号を付して説明を省略する。

【００６０】実施の形態３におけるフィードフォワード
補償部６は、慣性トルク補償成分３１と粘性摩擦トルク
補償成分３２を加算し、フィードフォワードトルク補償
値２１を生成する。フィードフォワードトルク補償値２
１は負荷補正部９に出力される。フィードフォワード補
償部６は引き続き、慣性トルク補償成分３１と粘性摩擦
トルク補償成分３２の和に、クーロン摩擦トルク補償成
分３３を加算してフィードフォワードトルク指令値２２
を生成する。

【００６１】電流補償部８は、加算器２４で求められ
る、フィードフォワードトルク指令値２２とフィードバ
ックトルク指令値２５の和（駆動トルク指令値２９）に
基づいてモータ２に駆動電流を供給する。負荷補正部９
は、クーロン摩擦補償トルクを含まないフィードフォワ
ードトルク補償値２１に負荷補正定数Ａを乗じて、負荷
トルク補正値２７を生成し、位置補正部１０に出力す
る。

【００６２】位置補正部１０は負荷トルク補正値２７に
位置ループ応答遅れの補償ならびに高周波成分除去のた
めのフィルタ処理を施して加算器１１に出力し、位置指
令値生成部４から出力される位置指令値θｒを補正す
る。負荷１の剛性とクーロン摩擦によって生じるロスト
モーションの補正は、位置指令値生成部４において、位
置指令値θｒに指令値の速度の符号に所定の補正値を乗
算した、いわゆるバックラッシ補正値を加算することに
より実施する。

【００６３】実施の形態３によれば、負荷１にクーロン
摩擦トルクＦが作用する場合でも、フィードフォワード
補償部６がクーロン摩擦トルク補償成分３３を生成する
ため、クーロン摩擦トルクＦの影響でモータ２の位置検
出値θｍに生じる誤差を抑制することができる。なお、
クーロン摩擦トルクＦによる負荷１の弾性変形誤差は位
置指令値生成部４の内部でバックラッシ補正を実施する
ことで補正される。

【００６４】また、ステップ状に変化するクーロン摩擦
トルク補償成分を含まないフィードフォワードトルク補
償値２１から負荷トルク補正値２７を生成しているた
め、位置補正部１０の分子に含まれる微分項（ｓ／Ｋ
ｐ）により振動が励起されることを防止することが出来
る。

【００６５】実施の形態４．実施の形態２では、負荷補
正部９において、フィードフォワードトルク指令値２２
に負荷１の推定慣性モーメントＪ０ｌとモータ２の推定
慣性モーメントＪ０ｍの比である、Ｊ０ｌ／（Ｊ０ｌ＋
Ｊ０ｍ）を乗算することにより、負荷１のバネに作用す
る駆動トルクを計算していたが、フィードフォワード補
償部６において負荷１に作用するトルクとモータ２に作
用するトルクに分けて計算する数値制御装置を構成する
ことも可能である。図６は実施の形態４にかかる数値制
御装置の構成を示すブロック図である。各部には図２の
相当部分と同一符号を付して説明を省略する。

【００６６】実施の形態４におけるフィードフォワード
補償部６は、位置指令値θｒの２階微分値に負荷１の推
定慣性モーメントＪ０ｌを乗算した負荷周りの慣性トル
ク補償成分（Ｊ０ｌｓ²）と、位置指令値θｒの一階微
分値に負荷１の推定粘性摩擦係数Ｃ０ｌを乗算した負荷
周りの粘性摩擦補償成分（Ｃ０ｌｓ）から、負荷周りの
トルク補償成分３４を生成し、さらにクーロン摩擦トル
ク補償成分３３を加算して、フィードフォワードトルク
補償値２１として負荷補正部９に出力する。

【００６７】フィードフォワード補償部６は引き続き、
フィードフォワードトルク補償値２１に、位置指令値θ
ｒの２階微分値にモータ２の推定慣性モーメントＪ０ｍ
を乗算したモータ周りの慣性トルク補償成分（Ｊ０ｍｓ
²）と、位置指令値θｒの一階微分値にモータ２の推定
粘性摩擦係数Ｃ０ｍを乗算したモータ周りの粘性摩擦ト
ルク補償成分（Ｃ０ｍｓ）から生成されるモータ周りの
トルク補償成分３５を加算して、フィードフォワードト
ルク指令値２２として加算器２４に出力する。

【００６８】負荷補正部９は、クーロン摩擦補償トルク
を含む、フィードフォワードトルク補償値２１に負荷補
正定数Ｂ（１／ＫO）を乗じて位置補正部１０に出力す
る。位置補正部１０は負荷トルク補正値２７に位置ルー
プ応答遅れの補償ならびに高周波成分除去のためのフィ
ルタ処理を施して加算器１１に出力して、位置指令値生
成部４から出力される位置指令値θｒを補正する。

【００６９】実施の形態４によれば、フィードフォワー
ド補償部６が、負荷周りのフィードフォワードトルク補
償値２１を負荷補正部９に出力するため、負荷１の推定
慣性モーメントJ０ｌとモータ２の推定慣性モーメントJ
０ｍの比を乗ずる場合に比べて、精度良く負荷１のバネ
に作用するトルクを計算することが可能となり、結果的
には負荷１の位置θｌを位置指令値生成部４が生成する
位置指令値θｒに精度良く追従させることができる。

【００７０】また、負荷補正部９が、クーロン摩擦トル
ク補償成分３３を含むフィードフォワードトルク補償値
２１に負荷補正定数Ｂを乗算して負荷トルク補正値２７
を算出するため、クーロン摩擦トルクＦによって生じる
負荷１のバネＫの弾性変位による誤差、すなわちロスト
モーションを補償することができる。

【００７１】実施の形態５．実施の形態３では、負荷補
正部９において、クーロン摩擦補償トルクを含まないフ
ィードフォワードトルク補償値２１に、負荷１の推定慣
性モーメントＪ０ｌとモータ２の推定慣性モーメントＪ
０ｍの比であるＪ０ｌ／（Ｊ０ｌ＋Ｊ０ｍ）を乗算する
ことにより、負荷１のバネに作用する駆動トルクを計算
していたが、フィードフォワード補償部６において負荷
１に作用するトルクとモータ２に作用するトルクに分け
て計算する数値制御装置を構成することができる。図７
は実施の形態５にかかる数値制御装置の構成を示すブロ
ック図である。各部には図２の相当部分と同一符号を付
して説明を省略する。

【００７２】実施の形態５におけるフィードフォワード
補償部６は、負荷周りのトルク補償成分３４を、フィー
ドフォワードトルク補償値２１として負荷補正部９に出
力する。

【００７３】フィードフォワード補償部６は引き続き、
フィードフォワードトルク補償値２１に、モータ周りの
トルク補償成分３５とクーロン摩擦トルク補償成分３３
とを加算してフィードフォワードトルク指令値２２を生
成する。

【００７４】負荷補正部９は、クーロン摩擦補償トルク
３３を含まないフィードフォワードトルク補償値２１に
負荷補正定数Ｂを乗じて位置補正部１０に出力する。位
置補正部１０は負荷トルク補正値２７に位置ループ応答
遅れの補償ならびに高周波成分除去のためのフィルタ処
理を施して加算器１１に出力して、位置指令値生成部４
から出力される位置指令値θｒを補正する。

【００７５】実施の形態５によれば、フィードフォワー
ド補償部６が負荷周りのフィードフォワードトルク補償
値２１を負荷補正部９に出力するため、フィードフォワ
ードトルク指令値２２に負荷１の推定慣性モーメントJ
０ｌとモータ２の推定慣性モーメントJ０ｍの比を乗ず
る場合に比べて、精度良く負荷１のバネに作用する駆動
トルクを計算することが可能となり、結果的に負荷１の
位置θｌを位置指令値生成部４が生成する位置指令値θ
ｒに精度良く追従させることができる。

【００７６】なお、クーロン摩擦トルクＦに基づく負荷
１の弾性変形誤差は位置指令値生成部４の内部でバック
ラッシ補正を実施することで補正可能である。またステ
ップ状に変化するクーロン摩擦トルク補償成分を含まな
いフィードフォワードトルク補償値２１から負荷トルク
補正値２７を生成しているため、位置補正部１０の分子
に含まれる微分項（ｓ／Ｋｐ）により振動が励起される
ことを防止できる。

【００７７】実施の形態６．実施の形態１では、負荷補
正部９において、フィードフォワード補償部６で生成さ
れたフィードフォワードトルク指令値２２に所定の定数
（負荷補正定数Ａ）を乗算することにより負荷トルク補
正値２７を算出していたが、電流補償部８に入力され
る、フィードフォワード補償部６で生成されたフィード
フォワードトルク指令値２２とフィードバック補償部５
で生成されたフィードバックトルク指令値２５の和であ
る駆動トルク指令値２９に、所定の定数を乗じて負荷ト
ルク補正値２７を算出する数値制御装置を構成すること
ができる。図８は実施の形態６による数値制御装置の構
成を示すブロック図である。各部には図２の相当部分と
同一符号を付して説明を省略する。

【００７８】実施の形態６にかかる負荷補正部９は、フ
ィードフォワードトルク指令値２２とフィードバックト
ルク指令値２５の和である駆動トルク指令値２９に負荷
補正定数Ａを乗じて負荷トルク補正値２７を算出する。
クーロン摩擦が問題にならない場合は、クーロン摩擦ト
ルク補償成分３３は省略してもよい。

【００７９】位置補正部１０は、負荷トルク補正値２７
にフィードバック補償部５に含まれる位置ループの応答
遅れを補償するためのフィードフォワード成分を付加す
ると共に、駆動トルク指令値２９に含まれる高周波成分
を除去するためのフィルタ処理を施して加算器１１に出
力し、位置指令値生成部４から出力される位置指令値θ
ｒを補正する。

【００８０】実施の形態６では、負荷補正部９が、駆動
トルク指令値２９に所定の定数を乗じて負荷トルク補正
値２７を算出して、位置補正部１０に出力しているた
め、フィードフォワード補償部６でフィードフォワード
トルク指令値２２の算出に用いられる力学的特性値（Ｊ
０ｌ、J０ｍ、C０ｌ、C０ｍ）に誤差がある場合でも、
精度の高い負荷トルク補正値２７を算出することができ
る。

【００８１】また、位置補正部１０は負荷トルク補正値
２７に含まれる高周波成分を除去するフィルタ処理を施
すため、フィードフォワードトルク指令値２２とフィー
ドバック補償部５で生成されたフィードバックトルク指
令値２５の和である駆動トルク指令値２９に高周波成分
が含まれていても、位置補正部１０から加算器１１に出
力される位置補正値２６には高周波成分は含まれず、そ
の結果、振動の励起を防止できる。

【００８２】なお、実施の形態１から６では、位置補正
部１０は、負荷トルク補正値２７に対して式１の伝達関
数と等価なフィルタリング処理を行って位置補正値２６
を算出して加算器１１に出力しているが、式２の伝達関
数と等価なフィルタリング処理を行う数値制御装置を構
成することも可能である。 （１＋ｓ／Ｋｐ）／（ρ・ｓ＋１）・・・式２

【００８３】分子のｓ／Ｋｐはフィードバック補償部５
に含まれる位置ループの応答遅れを補正する項であり、
分母は負荷トルク補正値２７に含まれる高周波成分を除
去する項である。

【００８４】式２の伝達関数と等価なフィルタリング処
理は、式１の伝達関数と等価なフィルタリング処理に比
べると、簡単な計算で負荷１の弾性変形誤差を、応答遅
れなく、かつ振動を励起することなく補正することがで
きる。

【００８５】また、式３の伝達関数と等価なフィルタリ
ング処理を行う数値制御装置を構成することも可能であ
る。 ｛（Ｋｖ＋１）ｓ²＋Ｋｖ（Ｋｐ＋Ｋｖｉ）ｓ＋Ｋｐ・Ｋｖ・Ｋｖｉ｝／｛ρ ・Ｋｐ・Ｋｖ・ｓ²＋Ｋｐ・Ｋｖ（１＋ρＫｖｉ）ｓ＋Ｋｐ・Ｋｖ・Ｋｖｉ｝・ ・・式３

【００８６】式３を補足する。図９は、負荷１とモータ
２を単純な積分器（１／ｓ）に置き換えた場合のフィー
ドバック補償部５のブロック線図である。このとき、入
力Ｘから出力Ｙまでの伝達関数は式４で表される。 ｛Ｋｐ・Ｋｖ・ｓ＋Ｋｐ・Ｋｖ・Ｋｖｉ｝／｛（Ｋｖ＋１）ｓ²＋Ｋｖ（Ｋｐ ＋Ｋｖｉ）ｓ＋Ｋｐ・Ｋｖ・Ｋｖｉ｝・・・式４

【００８７】したがって、ある信号に遅れなく出力Ｙを
追従させるためには、式５で表される伝達関数を入力Ｘ
に掛ければよい。 ｛（Ｋｖ＋１）ｓ²＋Ｋｖ（Ｋｐ＋Ｋｖｉ）ｓ＋Ｋｐ・Ｋｖ・Ｋｖｉ｝／｛Ｋ ｐ・Ｋｖ・ｓ＋Ｋｐ・Ｋｖ・Ｋｖｉ｝・・・式５

【００８８】式５に、負荷トルク補正値２７に含まれる
高周波成分を除去するローパス特性を持たせるように、
１／（ρｓ＋１）を掛けることにより、式３が得られ
る。

【００８９】また、式６の伝達関数と等価なフィルタリ
ング処理を行う数値制御装置を構成することも可能であ
る。 ｛（Ｋｖ＋１）ｓ²＋Ｋｖ（Ｋｐ＋Ｋｖｉ）ｓ＋Ｋｐ・Ｋｖ・Ｋｖｉ｝／｛ρ²・ Ｋｐ・Ｋｖ・ｓ³＋（ρ²・Ｋｐ・Ｋｖ・Ｋｖｉ＋ρ・ζ・Ｋｐ・Ｋｖ）ｓ²＋（ ρ・ζ・Ｋｐ・Ｋｖ・Ｋｖｉ＋Ｋｐ・Ｋｖ）ｓ＋Ｋｐ・Ｋｖ・Ｋｖｉ｝・・・式 ６

【００９０】式６は、フィードバック補償部５の応答遅
れを補償する伝達関数である式５に、負荷トルク補正値
２７に含まれる高周波成分を除去するための２次のロー
パスフィルタ、１／（ρ²・ｓ²＋ρ・ζ・ｓ＋１）を掛
けることにより得られる。

【００９１】式３、式６の伝達関数と等価なフィルタリ
ング処理を行って位置補正値２６を算出して加算器１１
に出力すると、フィードバック補償部５の応答遅れの影
響を受けない高精度な位置指令値の補正が可能である。
また、負荷トルク補正値２７に含まれる高周波成分を効
率良く除去するため、振動の励起を防止できる。

【００９２】実施の形態７．実施の形態１では、負荷ト
ルク補正値２７を位置補正部１０に入力し、フィードバ
ック補償部５に含まれる位置ループの応答遅れの補償と
高周波成分を除去した位置補正値２６を加算器１１に出
力して位置指令値生成手段４の出力する位置指令値θｒ
を補正していたが、負荷トルク補正値２７を加算器１１
に直接入力すると共に、負荷トルク補正値２７を速度補
正部１２に入力し、高周波成分を除去してから速度指令
値２３に加算する数値制御装置を構成することができ
る。図１０は実施の形態７にかかる数値制御装置の構成
を示すブロック図である。各部には図２の相当部分と同
一符号を付して説明を省略する。

【００９３】実施の形態７にかかる負荷補正部９は、フ
ィードフォワード補償部６が出力するフィードフォワー
ドトルク指令値２２に負荷補正定数Ａを乗じて負荷トル
ク補正値２７を算出して、加算器１１と速度補正部１２
に出力する。加算器１１は負荷トルク補正値２７を、位
置指令値生成手段４が出力する位置指令値θｒに加算し
てフィードバック補償部５に出力する。なお、フィード
フォワード補償部６はクーロン摩擦トルク補償成分３３
を含んでいてもよい。

【００９４】速度補正部１２は、負荷補正部９が出力す
る負荷トルク補正値２７に式７の伝達関数と等価なフィ
ルタリング処理を行って速度補正値２８を算出し、フィ
ードバック補償部５に含まれる速度指令値２３に加算す
る。 ｓ／（ρ²・ｓ²＋ρ・ζ・ｓ＋１）・・・式７

【００９５】ここで、分子のｓは負荷トルク補正値２７
を速度補正値２８に変換するための微分項であり、分母
は負荷補正部９が出力する負荷トルク補正値２７に含ま
れる高周波成分、並びに微分で生じる高周波成分を除去
するための項である。

【００９６】実施の形態７によれば、フィードフォワー
ドトルク指令値２２を定数（負荷補正定数Ａ）倍するこ
とで算出した負荷トルク補正値２７を位置指令値θｒに
加算すると共に、負荷トルク補正値２７を微分して高周
波成分を除去するフィルタ処理を施してから速度指令値
２３に加算しているため、フィードバック補償部５の応
答遅れの影響を受けない高精度な位置指令値の補正が可
能となる。また、速度補正部１２は負荷補正部９が出力
する負荷トルク補正値２７に含まれる高周波成分および
微分により生じる高周波成分を除去するため、振動の励
起を防止できる。

【００９７】なお、実施の形態７では、速度補正部１２
は、負荷補正部９が出力する負荷トルク補正値２７に対
して式７の伝達関数と等価なフィルタリング処理を行っ
て速度補正値２８を算出してフィードバック補償部５に
出力しているが、式８の伝達関数と等価なフィルタリン
グ処理を行う数値制御装置を構成することも可能であ
る。 ｓ／（ρ・ｓ＋１）・・・式８

【００９８】ここで、分子（ｓ）は負荷トルク補正値２
７を速度補正値に変換するための微分項であり、分母は
負荷補正部９が出力する負荷トルク補正値２７に含まれ
る高周波成分、並びに微分で生じる高周波成分を除去す
るための項である。

【００９９】式８の伝達関数と等価なフィルタリング処
理は、式７の伝達関数と等価なフィルタリング処理に比
べると、簡単な計算で負荷１の弾性変形誤差を、応答遅
れなく、かつ振動を励起することなく補正することがで
きる。

【０１００】また、式９の伝達関数と等価なフィルタリ
ング処理を行う数値制御装置を構成することも可能であ
る。 ｛（Ｋｖ＋１）ｓ²＋Ｋｖ・Ｋｖｉ・ｓ｝／｛ρ・Ｋｖ・ｓ²＋（ρ・Ｋｖ・Ｋ ｖｉ＋Ｋｖ）ｓ＋Ｋｖ・Ｋｖｉ｝・・・式９

【０１０１】式９を補足する。図１１は、負荷１とモー
タ２を単純な積分器（１／ｓ）に置き換えた場合のフィ
ードバック補償部５に含まれる速度ループのブロック線
図である。このとき、入力Ｘから出力Ｙまでの伝達関数
は下記の式１０で表される。 （Ｋｖ・ｓ＋Ｋｖ・Ｋｖｉ）／｛（Ｋｖ＋１）ｓ²＋Ｋｖ・Ｋｖｉ・ｓ｝・・ ・式１０

【０１０２】したがって、ある信号に遅れなく出力Ｙを
追従させるためには、式１１で表される伝達関数を入力
Ｘに掛ければよい。 ｛（Ｋｖ＋１）ｓ²＋Ｋｖ・Kｖｉ・ｓ｝／（Ｋｖ・ｓ＋Ｋｖ・Ｋｖｉ）・・・式 １１

【０１０３】式１１に、負荷トルク補正値２７に含まれ
る高周波成分を除去するローパス特性を持たせるよう
に、１／（ρｓ＋１）を掛けることにより、式９が得ら
れる。

【０１０４】また、式１２の伝達関数と等価なフィルタ
リング処理を行う数値制御装置を構成することも可能で
ある。 ｛（Ｋｖ＋１）ｓ²＋Ｋｖ・Ｋｖｉ・ｓ｝／｛ρ²・Ｋｖ・ｓ³＋（ρ²・Ｋｖ・ Ｋｖｉ＋ρ・ζ・Ｋｖ）ｓ²＋（ρ・ζ・Ｋｖ・Ｋｖｉ＋Ｋｖ）ｓ＋Ｋｖ・Ｋｖ ｉ｝・・・式１２

【０１０５】式１２は、フィードバック補償部５の応答
遅れを補償する伝達関数である式１１に、負荷トルク補
正値２７に含まれる高周波成分を除去するための２次の
ローパスフィルタ、１／（ρ²・ｓ²＋ρ・ζ・ｓ＋１）
を掛けることにより得られる。

【０１０６】式９、式１２の伝達関数と等価なフィルタ
リング処理を行って位置補正値２６を算出して加算器１
１に出力すると、フィードバック補償部５の応答遅れの
影響を受けない高精度な位置指令値の補正が可能であ
る。また、負荷トルク補正値２７に含まれる高周波成分
を効率良く除去するため、振動の励起を防止できる。

【０１０７】実施の形態８．実施の形態７では、負荷ト
ルク補正値２７を加算器１１に直接入力すると共に、負
荷トルク補正値２７を速度補正部１２に入力し、高周波
成分を除去して速度補正値２８を算出してフィードバッ
ク補償部５における速度指令値２３に加算しているが、
更に速度補正値２８を微分し、かつ、所定の定数を乗じ
てトルク補正値にして、電流補償部８に入力されるトル
ク指令値に加算する数値制御装置を構築することも可能
である。

【０１０８】実施の形態８における速度補正部１２は、
図１２に示されているように、負荷補正部９が出力する
負荷トルク補正値２７を微分し、かつ、高周波成分を除
去して速度補正値２８を生成して、フィードバック補償
部５に含まれる速度指令値２３に加算すると共に、速度
補正値２８を微分部１３に出力する。微分部１３は速度
補正値２８を微分し、かつ、所定の定数（η）を乗じて
トルク補正値３０を算出して、フィードバック補償部５
が生成するフィードバックトルク指令値２５と、フィー
ドフォワード補償部６が算出するフィードフォワードト
ルク指令値２２の和に加算し、駆動トルク指令値２９を
算出して電流補償部８に入力している。

【０１０９】実施の形態８によれば、フィードフォワー
ドトルク指令値２２を定数（負荷補正定数Ａ）倍するこ
とで算出した負荷トルク補正値２７を位置指令値θｒに
加算すると共に、負荷トルク補正値２７を微分して高周
波成分を除去するフィルタ処理を施して速度補正値２８
を算出し、速度指令値２３に加算する。更に速度補正値
２８を微分して所定定数を乗じてトルク補正値３０を算
出し、駆動トルク指令値２９を生成しているため、フィ
ードバック補償部５の応答遅れの影響を受けない高精度
な位置指令値の補正が可能となる。なお、実施の形態８
においても、式７の伝達関数の他に、式８、９、１２の
伝達関数を用いることができる。

【０１１０】実施の形態９．実施の形態１から８では、
負荷補正部９はバネ定数（剛性）を固定値Ｋ０としてい
たが、バネ定数が負荷１の位置θｌに依存して変動する
場合には、負荷補正部９がバネ定数を変数として負荷ト
ルク補正値２７を算出する数値制御装置を構成すること
も可能である。図１３は実施の形態９にかかる数値制御
装置の構成を示すブロック図である。各部には図２の相
当部分と同一符号を付して説明を省略する。

【０１１１】負荷補正部９ｂは、フィードフォワード補
償部６が出力するフィードフォワードトルク指令値２２
に、位置指令値生成部４が出力する位置指令値θｒに対
応して変化する推定剛性Ｋ０（θｒ）を含む負荷補正係
数Ｊ０ｌ／｛Ｋ０（θｒ）・（Ｊ０ｌ＋Ｊ０ｍ）｝を乗
じて負荷トルク補正値２７を算出し、位置補正部１０に
出力する。推定剛性Ｋ０（θｒ）は、予め負荷補正部９
ｂに設定しておく。

【０１１２】実施の形態９によれば、負荷補正部９ｂ
が、フィードフォワード補償部６が出力するフィードフ
ォワードトルク指令値２２に、位置指令値生成部４が出
力する位置指令値θｒに対応して変化する推定剛性Ｋ０
（θｒ）を含む負荷補正係数を乗じて負荷トルク補正値
２７を算出するため、負荷１の剛性が負荷１の位置θｌ
に依存して変化する場合でも、負荷１の剛性の変化に応
じた負荷補正が実施され、高精度に負荷１を制御するこ
とができる。

【０１１３】なお、実施の形態９では、実施の形態１に
かかる負荷補正部９の代わりに、位置指令値θｒに対応
して変化する推定剛性Ｋ０（θｒ）を含む負荷補正係数
を乗じて負荷トルク補正値２７を算出する負荷補正部９
ｂを設けているが、実施の形態２から実施の形態８にか
かる負荷補正部９を負荷補正部９ｂに変更することによ
り、同様な効果を奏することができる。

【０１１４】

【発明の効果】本発明にかかる数値制御装置は、負荷と
所定の結合特性で連結されかつ駆動トルク指令値に基づ
いて制御可能なモータの位置指令値を生成する位置指令
値生成部と、位置指令値を負荷およびモータの力学的特
性値を用いて処理することによりフィードフォワードト
ルク指令値を生成するフィードフォワード補償部と、フ
ィードフォワードトルク指令値と所定の結合特性から負
荷トルク補正値を生成する負荷トルク補正部と、負荷ト
ルク補正値を所定の伝達関数と所定のフィルタ関数に基
づいて処理し、位置補正値を生成する位置補正部と、位
置指令値と位置補正値の加算値を求める第１の加算手段
と、加算値を位置指令値とモータの位置検出値を用いて
処理し、フィードバックトルク指令値を生成するフィー
ドバック補償部と、フィードフォワードトルク指令値と
フィードバックトルク指令値を加算し、モータの駆動ト
ルク指令値を生成する第２の加算手段を、備えているこ
とにより、振動の励起を防止しながら、高精度な位置指
令値の補正が可能である。

【０１１５】また、フィードフォワードトルク指令値
は、負荷とモータの慣性モーメントの和と位置指令値の
２階微分値から求まる慣性トルク補償成分を含んでいる
ことにより、慣性トルクの補償を高精度に行うことが出
来る。

【０１１６】また、フィードフォワードトルク指令値
は、負荷とモータの粘性摩擦係数の和と位置指令値の１
階微分値から求まる粘性摩擦トルク補償成分を含んでい
ることにより、粘性摩擦トルクの補償を高精度に行うこ
とが出来る。

【０１１７】また、フィードフォワードトルク指令値
は、クーロン摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求
まるクーロン摩擦トルク補償成分を含んでいることによ
り、クーロン摩擦トルクの補償を高精度に行うことが出
来る。

【０１１８】また、負荷と所定の結合特性で連結されか
つ駆動トルク指令値に基づいて制御可能なモータの位置
指令値を生成する位置指令値生成部と、位置指令値を負
荷およびモータの力学的特性値を用いて処理することに
よりフィードフォワードトルク指令値とフィードフォワ
ードトルク補償値を生成するフィードフォワード補償部
と、フィードフォワードトルク補償値と所定の結合特性
から負荷トルク補正値を生成する負荷トルク補正部と、
負荷トルク補正値を所定の伝達関数と所定のフィルタ関
数に基づいて処理し、位置補正値を生成する位置補正部
と、位置指令値と位置補正値の加算値を求める第１の加
算手段と、加算値を位置指令値とモータの位置検出値を
用いて処理し、フィードバックトルク指令値を生成する
フィードバック補償部と、フィードフォワードトルク指
令値とフィードバックトルク指令値を加算し、モータの
駆動トルク指令値を生成する第２の加算手段を、備えて
いることにより、振動の励起を防止しながら、高精度な
位置指令値の補正が可能である。

【０１１９】また、フィードフォワードトルク補償値
は、負荷の慣性モーメントと位置指令値の２階微分値か
ら求まる負荷周りの慣性トルク補償成分と、負荷の粘性
摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求まる負荷周り
の粘性摩擦トルク補償成分を含んでいることにより、高
精度な位置指令値の補正が可能である。

【０１２０】また、フィードフォワードトルク補償値
は、モータの慣性モーメントと位置指令値の２階微分値
から求まるモータ周りの慣性トルク補償成分と、モータ
の粘性摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求まるモ
ータ周りの粘性摩擦トルク補償成分を含んでいることに
より、高精度な位置指令値の補正が可能である。

【０１２１】また、フィードフォワードトルク補償値
は、クーロン摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求
まるクーロン摩擦トルク補償成分を含んでいることによ
り、高精度な位置指令値の補正が可能である。

【０１２２】また、本発明にかかる数値制御装置は、負
荷と所定の結合特性で連結されかつ駆動トルク指令値に
基づいて制御可能なモータの位置指令値を生成する位置
指令値生成部と、位置指令値を負荷およびモータの力学
的特性値を用いて処理することによりフィードフォワー
ドトルク指令値を生成するフィードフォワード補償部
と、駆動トルク指令値と所定の結合特性から負荷トルク
補正値を生成する負荷トルク補正部と、負荷トルク補正
値を所定の伝達関数と所定のフィルタ関数に基づいて処
理し、位置補正値を生成する位置補正部と、位置指令値
と位置補正値の加算値を求める第１の加算手段と、加算
値を位置指令値とモータの位置検出値を用いて処理し、
フィードバックトルク指令値を生成するフィードバック
補償部と、フィードフォワードトルク指令値とフィード
バックトルク指令値を加算し、モータの駆動トルク指令
値を生成する第２の加算手段を、備えていることによ
り、振動の励起を防止しながら、高精度な位置指令値の
補正が可能である。

【０１２３】また、フィードフォワードトルク指令値
は、負荷とモータの慣性モーメントの和と位置指令値の
２階微分値から求まる慣性トルク補償成分を含んでいる
ことにより慣性トルクを高精度に補償することができ
る。

【０１２４】また、フィードフォワードトルク指令値
は、負荷とモータの粘性摩擦係数の和と位置指令値の１
階微分値から求まる粘性摩擦トルク補償成分を含んでい
ることにより、粘性摩擦トルクを高精度に補償すること
ができる。

【０１２５】また、フィードフォワードトルク指令値
は、クーロン摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求
まるクーロン摩擦トルク補償成分を含んでいることによ
り、クーロン摩擦トルクを高精度に補償することができ
る。

【０１２６】また、負荷トルク補正値を処理する所定の
伝達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されること
により、振動の励起を防止しながら、高精度な位置指令
値の補正が可能である。次式で、ａ１，ａ０，ｂ１，ｂ
０は定数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ１・ｓ＋ｂ０）

【０１２７】また、負荷トルク補正値を処理する所定の
伝達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されること
により、振動の励起を防止しながら、高精度な位置指令
値の補正が可能である。次式で、ａ１，ａ０，ｂ２，ｂ
１，ｂ０は定数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ２・ｓ²＋ｂ１・s＋ｂ０）

【０１２８】また、負荷トルク補正値を処理する所定の
伝達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されること
により、振動の励起を防止しながら、高精度な位置指令
値の補正が可能である。次式で、ａ２，ａ１，ａ０，ｂ
２，ｂ１，ｂ０は定数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ２・ｓ²＋ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ２・ｓ²＋ｂ１・
s＋ｂ０）

【０１２９】また、本発明にかかる数値制御装置は、負
荷と所定の結合特性で連結されかつ駆動トルク指令値に
基づいて制御可能なモータの位置指令値を生成する位置
指令値生成部と、位置指令値を負荷およびモータの力学
的特性値を用いて処理することによりフィードフォワー
ドトルク指令値を生成するフィードフォワード補償部
と、フィードフォワードトルク指令値と所定の結合特性
から負荷トルク補正値を生成する負荷トルク補正部と、
負荷トルク補正値を所定の伝達関数と所定のフィルタ関
数に基づいて処理し、速度補正値を生成する速度補正部
と、位置指令値と負荷トルク補正値の加算値を求める第
１の加算手段と、加算値を位置指令値と速度補正値とモ
ータの位置検出値を用いて処理し、フィードバックトル
ク指令値を生成するフィードバック補償部と、フィード
フォワードトルク指令値と前記フィードバックトルク指
令値を加算し、モータの駆動トルク指令値を生成する第
２の加算手段を、備えていることにより、振動の励起を
防止しながら、高精度な位置指令値の補正が可能であ
る。

【０１３０】また、フィードフォワードトルク指令値
は、負荷とモータの慣性モーメントの和と位置指令値の
２階微分値から求まる慣性トルク補償成分を含んでいる
ことにより、慣性トルクを高精度に補償できる。

【０１３１】また、フィードフォワードトルク指令値
は、負荷とモータの粘性摩擦係数の和と位置指令値の１
階微分値から求まる粘性摩擦トルク補償成分を含んでい
ることにより、粘性摩擦トルクを高精度に補償できる。

【０１３２】また、フィードフォワードトルク指令値
は、クーロン摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求
まるクーロン摩擦トルク補償成分を含んでいることによ
り、クーロン摩擦トルクを高精度に補償できる。

【０１３３】また、速度補正部が生成した速度補正値の
一次微分値を生成する微分部を備え、第２の加算手段は
この一次微分値から求まるトルク補正値をさらに加算し
てモータの駆動トルクの指令値を生成することにより、
高精度な位置指令値の補正が可能である。

【０１３４】また、負荷トルク補正値を処理する所定の
伝達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されること
により、振動の励起を防止しながら、高精度な位置指令
値の補正が可能である。次式で、ａ１，ａ０，ｂ１，ｂ
０は定数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ１・ｓ＋ｂ０）

【０１３５】また、負荷トルク補正値を処理する所定の
伝達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されること
により、振動の励起を防止しながら、高精度な位置指令
値の補正が可能である。次式で、ａ１，ａ０，ｂ２，ｂ
１，ｂ０は定数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ２・ｓ²＋ｂ１・s＋ｂ０）

【０１３６】また、負荷トルク補正値を処理する所定の
伝達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されること
により、振動の励起を防止しながら、高精度な位置指令
値の補正が可能である。次式で、ａ２，ａ１，ａ０，ｂ
２，ｂ１，ｂ０は定数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ２・ｓ²＋ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ２・ｓ²＋ｂ１・
s＋ｂ０）

【０１３７】また、負荷トルク補正値を処理する所定の
伝達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されること
により、振動の励起を防止しながら、高精度な位置指令
値の補正が可能である。次式で、ａ２，ａ１，ａ０，ｂ
３，ｂ２，ｂ１，ｂ０は定数、ｓはラプラス演算子を表
す。 （ａ２・ｓ²＋ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ３・ｓ³＋ｂ２・
ｓ²＋ｂ１・s＋ｂ０）

【０１３８】また、所定の結合特性は、位置指令値に依
存する変数として表されることにより、負荷とモータの
剛性を表すバネ定数Ｋの値が、負荷の位置に依存して変
化する現象に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる数値制御装置が適用可能なテー
ブル駆動系を示す構成図である。

【図２】本発明の実施の形態１にかかる数値制御装置の
構成を示すブロック図である。

【図３】位置補正部の効果を説明するための図である。

【図４】本発明の実施の形態２にかかる数値制御装置の
構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の実施の形態３にかかる数値制御装置の
構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の実施の形態４にかかる数値制御装置の
構成を示すブロック図である。

【図７】本発明の実施の形態５にかかる数値制御装置の
構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の実施の形態６にかかる数値制御装置の
構成を示すブロック図である。

【図９】伝達関数を説明するためのブロック図である。

【図１０】本発明の実施の形態７にかかる数値制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図１１】伝達関数を説明するためのブロック図であ
る。

【図１２】本発明の実施の形態８にかかる数値制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図１３】本発明の実施の形態９にかかる数値制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図１４】従来の数値制御装置の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１ 負荷、２ モータ、３ 位置検出部、４ 位置指令
値生成部、５ フィードバック補償部、６ フィードフ
ォワード補償部、８ 電流補償部、９ 負荷補正部、１
０ 位置補正部、１１ 加算器、１２ 速度補正部、１
３ 微分部、２１ フィードフォワードトルク補償値、
２２ フィードフォワードトルク指令値、２３ 速度指
令値、２４ 加算器、２５ フィードバックトルク指令
値、２６ 位置補正値、２７ 負荷トルク補正値、２８
速度補正値、２９ 駆動トルク指令値、３０ トルク
補正値、３１ 慣性トルク補償成分、３２ 粘性摩擦ト
ルク補償成分、３３ クーロン摩擦トルク補償成分、３
４ 負荷周りのトルク補償成分、３５ モータ周りのト
ルク補償成分、θｒ 位置指令値、θｍ 位置検出値、
θｌ 負荷の位置、Ｊｌ 負荷の慣性モーメント、Ｊｍ
モータの慣性モーメント、Ｃｌ 負荷の粘性摩擦係
数、Ｃｍモータの粘性摩擦係数、Ｆ０ クーロン摩擦補
償トルク、Ｋ バネ定数。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C001 KA01 KB10 TA04 TA05 TB01 TB05 TB06 5H004 GB20 HA07 HA14 HB07 HB14 KB02 KB04 KB06 KB31 5H269 BB03 CC01 DD01 EE01 EE03 GG01

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷と所定の結合特性で連結されかつ駆
   動トルク指令値に基づいて制御可能なモータの位置指令
   値を生成する位置指令値生成部と、前記位置指令値を前
   記負荷および前記モータの力学的特性値を用いて処理す
   ることによりフィードフォワードトルク指令値を生成す
   るフィードフォワード補償部と、前記フィードフォワー
   ドトルク指令値と前記所定の結合特性から負荷トルク補
   正値を生成する負荷トルク補正部と、前記負荷トルク補
   正値を所定の伝達関数と所定のフィルタ関数に基づいて
   処理し、位置補正値を生成する位置補正部と、前記位置
   指令値と前記位置補正値の加算値を求める第１の加算手
   段と、前記加算値を前記位置指令値と前記モータの位置
   検出値を用いて処理し、フィードバックトルク指令値を
   生成するフィードバック補償部と、前記フィードフォワ
   ードトルク指令値と前記フィードバックトルク指令値を
   加算し、前記モータの駆動トルク指令値を生成する第２
   の加算手段を、備えてなる数値制御装置。
2. 【請求項２】 フィードフォワードトルク指令値は、負
   荷とモータの慣性モーメントの和と位置指令値の２階微
   分値から求まる慣性トルク補償成分を含んでなることを
   特徴とする請求項１記載の数値制御装置。
3. 【請求項３】 フィードフォワードトルク指令値は、負
   荷とモータの粘性摩擦係数の和と位置指令値の１階微分
   値から求まる粘性摩擦トルク補償成分を含んでなること
   を特徴とする請求項２記載の数値制御装置。
4. 【請求項４】 フィードフォワードトルク指令値は、ク
   ーロン摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求まるク
   ーロン摩擦トルク補償成分を含んでなることを特徴とす
   る請求項３記載の数値制御装置。
5. 【請求項５】 負荷と所定の結合特性で連結されかつ駆
   動トルク指令値に基づいて制御可能なモータの位置指令
   値を生成する位置指令値生成部と、前記位置指令値を前
   記負荷および前記モータの力学的特性値を用いて処理す
   ることによりフィードフォワードトルク指令値とフィー
   ドフォワードトルク補償値を生成するフィードフォワー
   ド補償部と、前記フィードフォワードトルク補償値と前
   記所定の結合特性から負荷トルク補正値を生成する負荷
   トルク補正部と、前記負荷トルク補正値を所定の伝達関
   数と所定のフィルタ関数に基づいて処理し、位置補正値
   を生成する位置補正部と、前記位置指令値と前記位置補
   正値の加算値を求める第１の加算手段と、前記加算値を
   前記位置指令値と前記モータの位置検出値を用いて処理
   し、フィードバックトルク指令値を生成するフィードバ
   ック補償部と、前記フィードフォワードトルク指令値と
   前記フィードバックトルク指令値を加算し、前記モータ
   の駆動トルク指令値を生成する第２の加算手段を、備え
   てなる数値制御装置。
6. 【請求項６】 フィードフォワードトルク補償値は、負
   荷の慣性モーメントと位置指令値の２階微分値から求ま
   る負荷周りの慣性トルク補償成分と、負荷の粘性摩擦係
   数と位置指令値の１階微分値から求まる負荷周りの粘性
   摩擦トルク補償成分を含んでなることを特徴とする請求
   項５記載の数値制御装置。
7. 【請求項７】 フィードフォワードトルク補償値は、モ
   ータの慣性モーメントと位置指令値の２階微分値から求
   まるモータ周りの慣性トルク補償成分と、モータの粘性
   摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求まるモータ周
   りの粘性摩擦トルク補償成分を含んでなることを特徴と
   する請求項６記載の数値制御装置。
8. 【請求項８】 フィードフォワードトルク補償値は、ク
   ーロン摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求まるク
   ーロン摩擦トルク補償成分を含んでなることを特徴とす
   る請求項６記載の数値制御装置。
9. 【請求項９】 負荷と所定の結合特性で連結されかつ駆
   動トルク指令値に基づいて制御可能なモータの位置指令
   値を生成する位置指令値生成部と、前記位置指令値を前
   記負荷および前記モータの力学的特性値を用いて処理す
   ることによりフィードフォワードトルク指令値を生成す
   るフィードフォワード補償部と、前記駆動トルク指令値
   と前記所定の結合特性から負荷トルク補正値を生成する
   負荷トルク補正部と、前記負荷トルク補正値を所定の伝
   達関数と所定のフィルタ関数に基づいて処理し、位置補
   正値を生成する位置補正部と、前記位置指令値と前記位
   置補正値の加算値を求める第１の加算手段と、前記加算
   値を前記位置指令値と前記モータの位置検出値を用いて
   処理し、フィードバックトルク指令値を生成するフィー
   ドバック補償部と、前記フィードフォワードトルク指令
   値と前記フィードバックトルク指令値を加算し、前記モ
   ータの駆動トルク指令値を生成する第２の加算手段を、
   備えてなる数値制御装置。
10. 【請求項１０】 フィードフォワードトルク指令値は、
    負荷とモータの慣性モーメントの和と位置指令値の２階
    微分値から求まる慣性トルク補償成分を含んでなること
    を特徴とする請求項９記載の数値制御装置。
11. 【請求項１１】 フィードフォワードトルク指令値は、
    負荷とモータの粘性摩擦係数の和と位置指令値の１階微
    分値から求まる粘性摩擦トルク補償成分を含んでなるこ
    とを特徴とする請求項１０記載の数値制御装置。
12. 【請求項１２】 フィードフォワードトルク指令値は、
    クーロン摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求まる
    クーロン摩擦トルク補償成分を含んでなることを特徴と
    する請求項１１記載の数値制御装置。
13. 【請求項１３】 負荷トルク補正値を処理する所定の伝
    達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されることを
    特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の数
    値制御装置。次式で、ａ１，ａ０，ｂ１，ｂ０は定数、
    ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ１・ｓ＋ｂ０）
14. 【請求項１４】 負荷トルク補正値を処理する所定の伝
    達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されることを
    特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の数
    値制御装置。次式で、ａ１，ａ０，ｂ２，ｂ１，ｂ０は
    定数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ２・ｓ²＋ｂ１・s＋ｂ０）
15. 【請求項１５】 負荷トルク補正値を処理する所定の伝
    達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されることを
    特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の数
    値制御装置。次式で、ａ２，ａ１，ａ０，ｂ２，ｂ１，
    ｂ０は定数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ２・ｓ²＋ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ２・ｓ²＋ｂ１・
    s＋ｂ０）
16. 【請求項１６】 負荷と所定の結合特性で連結されかつ
    駆動トルク指令値に基づいて制御可能なモータの位置指
    令値を生成する位置指令値生成部と、前記位置指令値を
    前記負荷および前記モータの力学的特性値を用いて処理
    することによりフィードフォワードトルク指令値を生成
    するフィードフォワード補償部と、前記フィードフォワ
    ードトルク指令値と前記所定の結合特性から負荷トルク
    補正値を生成する負荷トルク補正部と、前記負荷トルク
    補正値を所定の伝達関数と所定のフィルタ関数に基づい
    て処理し、速度補正値を生成する速度補正部と、前記位
    置指令値と前記負荷トルク補正値の加算値を求める第１
    の加算手段と、前記加算値を前記位置指令値と前記速度
    補正値と前記モータの位置検出値を用いて処理し、フィ
    ードバックトルク指令値を生成するフィードバック補償
    部と、前記フィードフォワードトルク指令値と前記フィ
    ードバックトルク指令値を加算し、前記モータの駆動ト
    ルク指令値を生成する第２の加算手段を、備えてなる数
    値制御装置。
17. 【請求項１７】 フィードフォワードトルク指令値は、
    負荷とモータの慣性モーメントの和と位置指令値の２階
    微分値から求まる慣性トルク補償成分を含んでなること
    を特徴とする請求項１６記載の数値制御装置。
18. 【請求項１８】 フィードフォワードトルク指令値は、
    負荷とモータの粘性摩擦係数の和と位置指令値の１階微
    分値から求まる粘性摩擦トルク補償成分を含んでなるこ
    とを特徴とする請求項１７記載の数値制御装置。
19. 【請求項１９】 フィードフォワードトルク指令値は、
    クーロン摩擦係数と位置指令値の１階微分値から求まる
    クーロン摩擦トルク補償成分を含んでなることを特徴と
    する請求項１８記載の数値制御装置。
20. 【請求項２０】 速度補正部が生成した速度補正値の一
    次微分値を生成する微分部を備え、第２の加算手段はこ
    の一次微分値から求まるトルク補正値をさらに加算して
    モータの駆動トルク指令値を生成することを特徴とする
    請求項１６記載の数値制御装置。
21. 【請求項２１】 負荷トルク補正値を処理する所定の伝
    達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されることを
    特徴とする請求項１６から２０のいずれか一項に記載の
    数値制御装置。次式で、ａ１，ａ０，ｂ１，ｂ０は定
    数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ１・ｓ＋ｂ０）
22. 【請求項２２】 負荷トルク補正値を処理する所定の伝
    達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されることを
    特徴とする請求項１６から２０のいずれか一項に記載の
    数値制御装置。次式で、ａ１，ａ０，ｂ２，ｂ１，ｂ０
    は定数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ２・ｓ²＋ｂ１・s＋ｂ０）
23. 【請求項２３】 負荷トルク補正値を処理する所定の伝
    達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されることを
    特徴とする請求項１６から２０のいずれか一項に記載の
    数値制御装置。次式で、ａ２，ａ１，ａ０，ｂ２，ｂ
    １，ｂ０は定数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ２・ｓ²＋ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ２・ｓ²＋ｂ１・
    s＋ｂ０）
24. 【請求項２４】 負荷トルク補正値を処理する所定の伝
    達関数と所定のフィルタ関数は、次式で表されることを
    特徴とする請求項１６から２０のいずれか一項に記載の
    数値制御装置。次式で、ａ２，ａ１，ａ０，ｂ３，ｂ
    ２，ｂ１，ｂ０は定数、ｓはラプラス演算子を表す。 （ａ２・ｓ²＋ａ１・ｓ＋ａ０）／（ｂ３・ｓ³＋ｂ２・
    ｓ²＋ｂ１・s＋ｂ０）
25. 【請求項２５】所定の結合特性は、位置指令値に依存す
    る変数として表されることを特徴とする請求項１から２
    ４のいずれか一項に記載の数値制御装置。