JPH03110607A - サーボモータの制御方式 - Google Patents
サーボモータの制御方式Info
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
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- G05B19/231—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
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。
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、クローズド・ループ方式によるサーボモータ
の制御方式に関する。
の制御方式に関する。
従来の技術
サーボモータに取付けられたパルスコーダ等の速度検出
器からの速度フィードバック信号に基いて速度制御を行
うと共に、上記サーボモータによって駆動される機械の
可動部に取付けられたリニアスケール等の位置検出器か
らの位置フィードバック信号に基いて、位置制御を行う
サーボモータの制御方式はクローズド・ループ方式とし
て知られている。このクローズド・ループ方式によるサ
ーボモータの制御方式のブロック線図は、概略第５図に
示すとおりである。
器からの速度フィードバック信号に基いて速度制御を行
うと共に、上記サーボモータによって駆動される機械の
可動部に取付けられたリニアスケール等の位置検出器か
らの位置フィードバック信号に基いて、位置制御を行う
サーボモータの制御方式はクローズド・ループ方式とし
て知られている。このクローズド・ループ方式によるサ
ーボモータの制御方式のブロック線図は、概略第５図に
示すとおりである。
第５図において、符号１は位置ループの伝達関数でＫｐ
はポジションゲインである。符号２は速度ループの伝達
関数でに１は積分ゲイン、ｋ２は比例ゲイン、符号３．
４はモータ部の伝達関数である。Ｋｔはトルク定数、Ｊ
ｍはモータイナーシャ、符号５はサーボモータと機械の
結合部であるボールネジ等を表す。符号６は機械の伝達
関数で、Ｊｒは機械のイナーシャ、符号７は機械の可動
部の速度を積分して機械の位置を求める積分要素の伝達
関数であり、この機械の位置はリニアスケール等で検出
される。また、サーボモータの速度はパルスコーダ等の
速度検出器で検出される。
はポジションゲインである。符号２は速度ループの伝達
関数でに１は積分ゲイン、ｋ２は比例ゲイン、符号３．
４はモータ部の伝達関数である。Ｋｔはトルク定数、Ｊ
ｍはモータイナーシャ、符号５はサーボモータと機械の
結合部であるボールネジ等を表す。符号６は機械の伝達
関数で、Ｊｒは機械のイナーシャ、符号７は機械の可動
部の速度を積分して機械の位置を求める積分要素の伝達
関数であり、この機械の位置はリニアスケール等で検出
される。また、サーボモータの速度はパルスコーダ等の
速度検出器で検出される。
数値制御装置から構成される装置指令Ｐｃからリニアス
ケール等で検出される機械の位置のフィードバック信号
Ｐｆを減じて位置偏差を求め、この位置偏差にポジショ
ンゲインＫｐを乗じて、速度指令Ｖｃが求められる。こ
の速度指令Ｖｃからサーボモータに取付けられたパルス
コーダ等で検出されるモータ速度のフィードバック値Ｖ
ｆを減じて速度偏差を求め、比例積分してトルク指令Ｔ
Ｃ（電流指令）を求め、該トルク指令Ｔｃに基いてサー
ボモータは駆動され、サーボモータはクローズド・ルー
プ方式で位置、速度のフィードバック制御される。
ケール等で検出される機械の位置のフィードバック信号
Ｐｆを減じて位置偏差を求め、この位置偏差にポジショ
ンゲインＫｐを乗じて、速度指令Ｖｃが求められる。こ
の速度指令Ｖｃからサーボモータに取付けられたパルス
コーダ等で検出されるモータ速度のフィードバック値Ｖ
ｆを減じて速度偏差を求め、比例積分してトルク指令Ｔ
Ｃ（電流指令）を求め、該トルク指令Ｔｃに基いてサー
ボモータは駆動され、サーボモータはクローズド・ルー
プ方式で位置、速度のフィードバック制御される。
発明が解決しようとする課題
上述したように、従来のクローズド・ループ方式のサー
ボモータの制御においては、機械系の速度を速度制御に
使用していない。一方、サーボモータと機械とは通常ボ
ールネジ等の送り軸で結合されており、係合部５の剛性
が弱く、バネ結合の状態になっている。
ボモータの制御においては、機械系の速度を速度制御に
使用していない。一方、サーボモータと機械とは通常ボ
ールネジ等の送り軸で結合されており、係合部５の剛性
が弱く、バネ結合の状態になっている。
そのため、機械の可動部はサーボモータの回転と一体的
に移動せず、バネを介して移動することとなり、機械の
可動部の速度とサーボモータの速度が一致しなくなる場
合がある。特に、バネ結合が弱く、その共振周波数が速
度ループの帯域と同程度まで下がった場合には速度制御
系の安定性が損なわれ、振動を発生させることとなる。
に移動せず、バネを介して移動することとなり、機械の
可動部の速度とサーボモータの速度が一致しなくなる場
合がある。特に、バネ結合が弱く、その共振周波数が速
度ループの帯域と同程度まで下がった場合には速度制御
系の安定性が損なわれ、振動を発生させることとなる。
この振動発生を防止するためには速度ループの周波数帯
域を下げなければならない。すなわち、速度ループの積
分ゲインｋｌ、比例ゲインに２を下げる必要がある。ま
た、速度ループは位置ループのマイナーループであるた
め、速度ループの帯域が下がるからポジションゲインＫ
ｐも高（とれなくなり、応答性が悪くなる。
域を下げなければならない。すなわち、速度ループの積
分ゲインｋｌ、比例ゲインに２を下げる必要がある。ま
た、速度ループは位置ループのマイナーループであるた
め、速度ループの帯域が下がるからポジションゲインＫ
ｐも高（とれなくなり、応答性が悪くなる。
このように、サーボモータと機械の可動部の結合が弱く
、共振周波数が低い場合には、サーボモータの速度と機
械の可動部の速度が違い、しかも、その機械の可動部の
速度が速度制御に反映されないというクローズド・ルー
プ方式の制御方式によって速度制御系が不安定となり、
速度ループ、位置ループのゲインを下げる必要が出てく
る。
、共振周波数が低い場合には、サーボモータの速度と機
械の可動部の速度が違い、しかも、その機械の可動部の
速度が速度制御に反映されないというクローズド・ルー
プ方式の制御方式によって速度制御系が不安定となり、
速度ループ、位置ループのゲインを下げる必要が出てく
る。
そこで、本発明の目的は、速度ループ、位置ループのゲ
インを下げることなく、制御系の安定性を向上させるこ
とのできるクローズド・ループ方式におけるサーボモー
タの制御方式を提供することにある。
インを下げることなく、制御系の安定性を向上させるこ
とのできるクローズド・ループ方式におけるサーボモー
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
クローズド−ループ方式によるサーボモータの制御方式
において、本発明は、上記位置検出器からの位置信号よ
り機械可動部の速度を求め、該速度と上記速度検出器で
検出されるサーボモータの実速度の差に比例する値によ
ってトルク指令値を補正することにより安定したサーボ
制御系を得るようにした。
において、本発明は、上記位置検出器からの位置信号よ
り機械可動部の速度を求め、該速度と上記速度検出器で
検出されるサーボモータの実速度の差に比例する値によ
ってトルク指令値を補正することにより安定したサーボ
制御系を得るようにした。
作用
サーボモータと機械可動部の結合部の剛性が弱く、バネ
結合状態の場合、機械可動部はサーボモータの回転と一
体的に移動せず、バネ系を介して駆動することとなり、
サーボモータの回転速度に追従できずに機械可動部の移
動が遅れたり、また、逆にバネ系に蓄積されたエネルギ
ーによって、機械可動部が駆動されて移動し、その結果
、機械可動部は振動を発生することとなるが、本発明に
おいては、サーボモータの実速度と機械可動部の実速度
の差に応じてトルク指令値を増減するから、機械可動部
の速度がモータ速度より遅ければモータ速度に追従する
ようにトルク指令値が増大し、機械可動部の速度の方が
速くなれば、モータ速度と一致するようにトルク指令値
が減少するから、機械可動部の振動が抑制されることと
なる。
結合状態の場合、機械可動部はサーボモータの回転と一
体的に移動せず、バネ系を介して駆動することとなり、
サーボモータの回転速度に追従できずに機械可動部の移
動が遅れたり、また、逆にバネ系に蓄積されたエネルギ
ーによって、機械可動部が駆動されて移動し、その結果
、機械可動部は振動を発生することとなるが、本発明に
おいては、サーボモータの実速度と機械可動部の実速度
の差に応じてトルク指令値を増減するから、機械可動部
の速度がモータ速度より遅ければモータ速度に追従する
ようにトルク指令値が増大し、機械可動部の速度の方が
速くなれば、モータ速度と一致するようにトルク指令値
が減少するから、機械可動部の振動が抑制されることと
なる。
実施例
第１図は、本発明の一実施例のブロック線図である。第
５図に示す従来のクローズド・ループ方式によるサーボ
モータの制御のブロック線図と同一要素は同一符号を付
している。この第１図と第５図を比較して分かるように
本発明の実施例は従来のクローズド・ループ方式と比較
し、速度制御部１０の構成が異なっている。
５図に示す従来のクローズド・ループ方式によるサーボ
モータの制御のブロック線図と同一要素は同一符号を付
している。この第１図と第５図を比較して分かるように
本発明の実施例は従来のクローズド・ループ方式と比較
し、速度制御部１０の構成が異なっている。
本発明の実施例においては、位置ループで算出された速
度指令Ｖｃに伝達関数１１の比例ゲインに２を乗じた値
と、速度指令Ｖｃからサーボモータの実速度を検出する
速度検出器からの速度フィードバック信号Ｖ ｆ （ｍ
）を減じて得られる速度偏差εを伝達関数１２で積分し
、この積分値に積分ゲインに１を乗じて得られる値とを
加算し、さらに、機械の可動部の移動を検出する位置検
出器からの位置フィードバック信号Ｐｆを伝達関数１６
で微分し機械可動部の速度Ｖ ｆ （ｇ）を求め、この
機械可動部の速度Ｖ ｆ （ｓ）に伝達関数１４で示さ
れる設定パラメータαの値を乗じた値と、サーボモータ
の実速度の速度フィードバック値Ｖ ｆ （ａ＋）に「
１」からパラメータαの値を減じた値（１−α）を乗じ
た（伝達関数１５）値を加算し、この加算値に比例ゲイ
ンに２を乗じた（伝達関数１３）値を求め、この値を上
述した速度指令Ｖｃに比例ゲインに２を乗じた値と、速
度偏差εを積分し、積分ゲインに１を乗じた値を、加算
した値から減じてトルク指令値Ｔｃを求めるようにして
いる。
度指令Ｖｃに伝達関数１１の比例ゲインに２を乗じた値
と、速度指令Ｖｃからサーボモータの実速度を検出する
速度検出器からの速度フィードバック信号Ｖ ｆ （ｍ
）を減じて得られる速度偏差εを伝達関数１２で積分し
、この積分値に積分ゲインに１を乗じて得られる値とを
加算し、さらに、機械の可動部の移動を検出する位置検
出器からの位置フィードバック信号Ｐｆを伝達関数１６
で微分し機械可動部の速度Ｖ ｆ （ｇ）を求め、この
機械可動部の速度Ｖ ｆ （ｓ）に伝達関数１４で示さ
れる設定パラメータαの値を乗じた値と、サーボモータ
の実速度の速度フィードバック値Ｖ ｆ （ａ＋）に「
１」からパラメータαの値を減じた値（１−α）を乗じ
た（伝達関数１５）値を加算し、この加算値に比例ゲイ
ンに２を乗じた（伝達関数１３）値を求め、この値を上
述した速度指令Ｖｃに比例ゲインに２を乗じた値と、速
度偏差εを積分し、積分ゲインに１を乗じた値を、加算
した値から減じてトルク指令値Ｔｃを求めるようにして
いる。
その結果、トルク指令値Ｔｃは次のようになる。
Ｔｃ＝ Ｖｃ−に２＋ｔＶｃ−Ｖｆ（ｍ）ｌ ・ｋｌ
／Ｓ−ｋ２１（１−α） ・Ｖｆ （ｍ） ＋ａ Ｖ
ｆ （ｓ）１＝ｋｌ・ε／Ｓ−に２ｔ（１−α）φＶ
ｆ （ｍ）＋ ａ ・Ｖ ｆ （ｓ） −Ｖｃｌ
・・・・・・（１）また第（１）式を変形すると、 Ｔｃ ＝ １Ｖｃ−Ｖｆ （ｍ）ｌ ・（（ｋｌ／Ｓ
） ＋に２１＋ ａ ・ｋ２ （Ｖｆ （ｍ） −Ｖｆ
（ｓｏｌ＝ ｔ（ｋｌ／Ｓ）＋に２＋ 拳ε ＋ α−に２ １Ｖｆ（ｍ） −Ｖｆ（ｓ）１・・・・
・・（２） 上記第（２）式が示すように、サーボモータと機械可動
部の結合部５のバネの剛性が強く、ねじれ等が少なけれ
ばモータ速度Ｖ ｆ （ｍ）と機械可動部Ｖｆ（ｇ）は
略等しくなり、Ｖ ｆ （ｍ） ＝Ｖ ｆ （ｓ）とな
り、このときのトルク指令値Ｔｃは、Ｔｃ＝（（ｋｌ／
Ｓ）＋に２１ ・εとなり、第５図に示す従来のクロ
ーズド・ループ方式によるトルク指令値と等しくなる。
／Ｓ−ｋ２１（１−α） ・Ｖｆ （ｍ） ＋ａ Ｖ
ｆ （ｓ）１＝ｋｌ・ε／Ｓ−に２ｔ（１−α）φＶ
ｆ （ｍ）＋ ａ ・Ｖ ｆ （ｓ） −Ｖｃｌ
・・・・・・（１）また第（１）式を変形すると、 Ｔｃ ＝ １Ｖｃ−Ｖｆ （ｍ）ｌ ・（（ｋｌ／Ｓ
） ＋に２１＋ ａ ・ｋ２ （Ｖｆ （ｍ） −Ｖｆ
（ｓｏｌ＝ ｔ（ｋｌ／Ｓ）＋に２＋ 拳ε ＋ α−に２ １Ｖｆ（ｍ） −Ｖｆ（ｓ）１・・・・
・・（２） 上記第（２）式が示すように、サーボモータと機械可動
部の結合部５のバネの剛性が強く、ねじれ等が少なけれ
ばモータ速度Ｖ ｆ （ｍ）と機械可動部Ｖｆ（ｇ）は
略等しくなり、Ｖ ｆ （ｍ） ＝Ｖ ｆ （ｓ）とな
り、このときのトルク指令値Ｔｃは、Ｔｃ＝（（ｋｌ／
Ｓ）＋に２１ ・εとなり、第５図に示す従来のクロ
ーズド・ループ方式によるトルク指令値と等しくなる。
一方、結合部５の剛性が弱く、モータ速度Ｖ ｆ （ｍ
）と機械可動部の速度Ｖ ｔ （Ｓ）が異なると、その
差を補正するようにトルク指令値Ｔｃが出力されること
を第（２）式は示している。すなわち、速度制御系の比
例項（ｋ２）の一部を機械可動部の速度でおき換えて速
度制御を行っている。これによって、モータ速度Ｖ ｆ
（ｍ）と機械可動部の速度Ｖ ｆ （１）が異なると
き、機械の振動を抑える方向に作用する。モータ速度Ｖ
ｆ （ｍ）が機械可動部の速度Ｖｆ（１）より速けれ
ば（機械可動部の追従が遅れていル）、ソノ差 ［Ｖ
ｆ （ｍ） −Ｖ ｆ （１）＋１；ｌ：（！ ・ｋ
２を乗じた分、従来のクローズド・ループ方式で算出さ
れるトルク指令値に加算してトルク指令値Ｔｃを出力し
モータを駆動する。一方、機械可動部の速度Ｖ ｆ （
ｓ）がモータ速度Ｖ ｆ （ｍ）より速ければ（機械可
動部は係合部のバネに蓄積されたエネルギーで速く駆動
されている）、通常のトルク指令値からその差（Ｖ ｆ
（ｓ） −Ｖ ｆ （ｍ）目こａ−に２を乗じた分域
じられ、少ないトルクでモータは駆動され、機械可動部
の振動を抑さえるように作動することとなる。
）と機械可動部の速度Ｖ ｔ （Ｓ）が異なると、その
差を補正するようにトルク指令値Ｔｃが出力されること
を第（２）式は示している。すなわち、速度制御系の比
例項（ｋ２）の一部を機械可動部の速度でおき換えて速
度制御を行っている。これによって、モータ速度Ｖ ｆ
（ｍ）と機械可動部の速度Ｖ ｆ （１）が異なると
き、機械の振動を抑える方向に作用する。モータ速度Ｖ
ｆ （ｍ）が機械可動部の速度Ｖｆ（１）より速けれ
ば（機械可動部の追従が遅れていル）、ソノ差 ［Ｖ
ｆ （ｍ） −Ｖ ｆ （１）＋１；ｌ：（！ ・ｋ
２を乗じた分、従来のクローズド・ループ方式で算出さ
れるトルク指令値に加算してトルク指令値Ｔｃを出力し
モータを駆動する。一方、機械可動部の速度Ｖ ｆ （
ｓ）がモータ速度Ｖ ｆ （ｍ）より速ければ（機械可
動部は係合部のバネに蓄積されたエネルギーで速く駆動
されている）、通常のトルク指令値からその差（Ｖ ｆ
（ｓ） −Ｖ ｆ （ｍ）目こａ−に２を乗じた分域
じられ、少ないトルクでモータは駆動され、機械可動部
の振動を抑さえるように作動することとなる。
第２図は上記第１図に示したブロック線図のクローズド
・ループ方式のサーボモータの制御を行う一実施例のブ
ロック図であり、符号２０は工作機械等の制御を行うコ
ンピュータ内蔵の数値制御装置（ＣＮＣ）、符号２１は
ＣＮＣ２１から出力される移動指令Ｐｃ等をサーボ制御
を行うデジタルサーボ回路２２に受は渡したり、デジタ
ルサーボ回路２２から出力される信号をＣＮＣ２０に受
は渡す作用を行う共有メモリ、デジタルサーボ回路２２
はプロセッサ（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有し、工
作機憾等の各可動部のサーボモータを駆動するサーボ回
路の処理をソフトウェアで実行し各サーボモータを駆動
制御する。
・ループ方式のサーボモータの制御を行う一実施例のブ
ロック図であり、符号２０は工作機械等の制御を行うコ
ンピュータ内蔵の数値制御装置（ＣＮＣ）、符号２１は
ＣＮＣ２１から出力される移動指令Ｐｃ等をサーボ制御
を行うデジタルサーボ回路２２に受は渡したり、デジタ
ルサーボ回路２２から出力される信号をＣＮＣ２０に受
は渡す作用を行う共有メモリ、デジタルサーボ回路２２
はプロセッサ（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有し、工
作機憾等の各可動部のサーボモータを駆動するサーボ回
路の処理をソフトウェアで実行し各サーボモータを駆動
制御する。
符号２３は１つの機械可動部２５をボールネジ等の結合
部５を介して駆動するサーボモータで、該サーボモータ
２３にはパルスコーダ等の速度検出器２４が取付けられ
、サーボモータ２３の速度を検出し、速度フィードバッ
ク信号Ｖ ｆ （ｍ） としてデジタルサーボ回路２２
に出力している。また、機械可動部２５には該可動部２
５の移動位置を検出するリニアスケール等の位置検出器
２６が取付けられ、可動部の位置を検出し、位置フィー
ドバック信号Ｐｆをデジタルサーボ回路２２に出力して
いる。
部５を介して駆動するサーボモータで、該サーボモータ
２３にはパルスコーダ等の速度検出器２４が取付けられ
、サーボモータ２３の速度を検出し、速度フィードバッ
ク信号Ｖ ｆ （ｍ） としてデジタルサーボ回路２２
に出力している。また、機械可動部２５には該可動部２
５の移動位置を検出するリニアスケール等の位置検出器
２６が取付けられ、可動部の位置を検出し、位置フィー
ドバック信号Ｐｆをデジタルサーボ回路２２に出力して
いる。
なお、第２図に示すデジタルサーボ回路付きのＣＮＣ工
作機械等は既に公知であるので、その詳細は省略する。
作機械等は既に公知であるので、その詳細は省略する。
第３図は本実施例におけるデジタルサーボ回路２２のプ
ロセッサが所定周期Ｔ毎に行う速度ループ処理のフロー
チャートで、位置ループ処理、電流ループ処理等は従来
と同様であるので省略している。
ロセッサが所定周期Ｔ毎に行う速度ループ処理のフロー
チャートで、位置ループ処理、電流ループ処理等は従来
と同様であるので省略している。
まず、速度検出器２４からの速度フィードバック信号Ｖ
ｆ （ｍ） 、位置検出器２６からの機械可動部の位
置フィードバック信号Ｐｆを読み（ステップＳ１）、こ
の読取った位置フィードバック信号Ｐｆから前周期で読
取った位置フィードバック信号を記憶するレジスタＲ（
Ｐｆ）の値を減じ、今周期と前周期間の移動量を算出し
、この移動量をこの処理周期Ｔで除して（第１図におけ
る伝達関数１６の微分処理に対応）機械可動部の速度Ｖ
ｆ （ｓ）を求める（ステップ８２）。次にステップ
Ｓ１で読取った今周期の位置フィードバック信号ｐｔを
レジスタＲ（Ｐｆ）に格納し、位置ループ処理で求めら
れている速度指令ＶｃからステップＳ１で読取った速度
フィードバック信号Ｖ ｆ （ｍ）を減じて速度偏差ε
を求め、この速度偏差εを積算するレジスタＲ（ｇ）に
加算する（第１図における伝達関数１２の積分処理に対
応）（ステップ３３．３４）。
ｆ （ｍ） 、位置検出器２６からの機械可動部の位
置フィードバック信号Ｐｆを読み（ステップＳ１）、こ
の読取った位置フィードバック信号Ｐｆから前周期で読
取った位置フィードバック信号を記憶するレジスタＲ（
Ｐｆ）の値を減じ、今周期と前周期間の移動量を算出し
、この移動量をこの処理周期Ｔで除して（第１図におけ
る伝達関数１６の微分処理に対応）機械可動部の速度Ｖ
ｆ （ｓ）を求める（ステップ８２）。次にステップ
Ｓ１で読取った今周期の位置フィードバック信号ｐｔを
レジスタＲ（Ｐｆ）に格納し、位置ループ処理で求めら
れている速度指令ＶｃからステップＳ１で読取った速度
フィードバック信号Ｖ ｆ （ｍ）を減じて速度偏差ε
を求め、この速度偏差εを積算するレジスタＲ（ｇ）に
加算する（第１図における伝達関数１２の積分処理に対
応）（ステップ３３．３４）。
そして、求められた速度偏差の積算値（積分値）Ｒ（ｇ
）、 モータ速度フィードバック信号Ｖ ｆ （ｍ）
。
）、 モータ速度フィードバック信号Ｖ ｆ （ｍ）
。
機械可動部の速度Ｖ ｆ （ｓ） 、速度指令Ｖｃ及び
設定パラメータα、速度ループの積分ゲインｋｌ。
設定パラメータα、速度ループの積分ゲインｋｌ。
比例ゲインに２より、第（１）式の演算を行ってトルク
指令Ｔｃを求める（ステップＳ５）。この求められたト
ルク指令Ｔｃを電流ループに出力しくステップＳ６）、
当該周期の速度ループ処理は終了する。
指令Ｔｃを求める（ステップＳ５）。この求められたト
ルク指令Ｔｃを電流ループに出力しくステップＳ６）、
当該周期の速度ループ処理は終了する。
以下、各周期毎に上記処理を繰り返し行い、サーボモー
タ２３を駆動制御する。
タ２３を駆動制御する。
第４図はサーボ系の伝達関数（実位置Ｐ ｆ （ｓ）／
位置指令Ｐｃ（ｓ））の特定方程式の複素平面上におけ
る代表特性根の実部Ｒｅ （Ｓａ）の位置を計算してサ
ーボ系の安定度（減衰特性）をみたものである（代表特
性根の実部の位置が虚軸より負の方向に遠いほど系は安
定度を増す）。
位置指令Ｐｃ（ｓ））の特定方程式の複素平面上におけ
る代表特性根の実部Ｒｅ （Ｓａ）の位置を計算してサ
ーボ系の安定度（減衰特性）をみたものである（代表特
性根の実部の位置が虚軸より負の方向に遠いほど系は安
定度を増す）。
ただし、機械のイナーシャＪＬをモータイナーシャＪｍ
の５倍（ＪＬ＝５Ｊｍ）速度ループの帯域を７Ｈｚにな
るように積分ゲインｋｌ、比例ゲインに２を決めて計算
したものである。機械系の共振周波数ｆｍを２００Ｈｚ
、１０Ｈｚ、５Ｈｚと変え、パラメータαの値を０〜１
に変化したときの代表特性根の実部Ｒｅ （Ｓｇ）の位
置は、この第４図に示すように変化する。
の５倍（ＪＬ＝５Ｊｍ）速度ループの帯域を７Ｈｚにな
るように積分ゲインｋｌ、比例ゲインに２を決めて計算
したものである。機械系の共振周波数ｆｍを２００Ｈｚ
、１０Ｈｚ、５Ｈｚと変え、パラメータαの値を０〜１
に変化したときの代表特性根の実部Ｒｅ （Ｓｇ）の位
置は、この第４図に示すように変化する。
この第４図に示されるように、機械系の共振点が低いほ
ど本発明による効果が顕著に表れている。
ど本発明による効果が顕著に表れている。
すなわち、共振周波数ｆｍが１０Ｈｚ、５Ｈｚのときに
は、パラメータαの値を「０」として、本発明による機
械可動部の速度による補正を行わないときは代表特性根
の実部は虚軸に近いが１．パラメータαの値を大きくし
、０．６．０．８等にすると、代表特性根の実部は虚軸
から遠ざかり安定度が増し、減衰が速くなることを示し
ている。
は、パラメータαの値を「０」として、本発明による機
械可動部の速度による補正を行わないときは代表特性根
の実部は虚軸に近いが１．パラメータαの値を大きくし
、０．６．０．８等にすると、代表特性根の実部は虚軸
から遠ざかり安定度が増し、減衰が速くなることを示し
ている。
発明の効果
本発明においては、機械可動部の速度が、サーボモータ
の速度に一致するようにトルク指令値が制御されるから
、機械可動部の振動は抑制され、機械系の共振点が低い
場合でも制御系の安定性を向上させることができ、その
結果、サーボ系のゲインを上げることができ、応答性を
向上させることができる。
の速度に一致するようにトルク指令値が制御されるから
、機械可動部の振動は抑制され、機械系の共振点が低い
場合でも制御系の安定性を向上させることができ、その
結果、サーボ系のゲインを上げることができ、応答性を
向上させることができる。
第１図は本発明の一実施例のブロック線図、第２図は同
実施例を実施する工作機械等のブロック図、第３図は同
実施例における速度ループ制御処理のフローチャート、
第４図は同実施例におけるサーボ系の安定度を求めた実
験結果のグラフ、第５図は従来のクローズド・ループ方
式のサーボモータ制御のブロック線図である。 Ｋｐ・・・ポジションゲイン、ｋｌ・・・積分ゲイン、
に２・・・比例ゲイン、α・・・パラメータ、Ｊｍ・・
・モータイナーシャ、ＪＬ・・・機械のイナーシャ、１
０・・・速度制御部、２３・・・サーボモータ、２４・
・・速度検出器、２５・・・機械可動部、２６々位置検
出器、Ｐｃ・・・位置指令、Ｖｃ・・・速度指令、Ｐｆ
・・・位置フィードバック信号、Ｖ ｆ （ｍ）・・・
モータ速度フィードバック信号、Ｖ ｆ （ｓｌ ・・
・機械可動部の速度信号、Ｔｃ・・・トルク指令。
実施例を実施する工作機械等のブロック図、第３図は同
実施例における速度ループ制御処理のフローチャート、
第４図は同実施例におけるサーボ系の安定度を求めた実
験結果のグラフ、第５図は従来のクローズド・ループ方
式のサーボモータ制御のブロック線図である。 Ｋｐ・・・ポジションゲイン、ｋｌ・・・積分ゲイン、
に２・・・比例ゲイン、α・・・パラメータ、Ｊｍ・・
・モータイナーシャ、ＪＬ・・・機械のイナーシャ、１
０・・・速度制御部、２３・・・サーボモータ、２４・
・・速度検出器、２５・・・機械可動部、２６々位置検
出器、Ｐｃ・・・位置指令、Ｖｃ・・・速度指令、Ｐｆ
・・・位置フィードバック信号、Ｖ ｆ （ｍ）・・・
モータ速度フィードバック信号、Ｖ ｆ （ｓｌ ・・
・機械可動部の速度信号、Ｔｃ・・・トルク指令。
Claims (1)
- サーボモータの回転速度を検出する速度検出器からの検
出速度に基いて速度をフィードバック制御すると共に、
上記サーボモータで駆動される機械可動部の位置を検出
する位置検出器からの検出位置に基いて位置をフィード
バック制御するクローズド・ループ方式によるサーボモ
ータの制御方式において、上記位置検出器からの位置信
号より機械可動部の速度を求め、該速度と上記速度検出
器で検出されるサーボモータの実速度の差に比例する値
によってトルク指令値を補正することにより安定した制
御系を得るようにしたサーボモータの制御方式。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24803289A JPH03110607A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | サーボモータの制御方式 |
| DE69021550T DE69021550T2 (de) | 1989-09-26 | 1990-09-17 | Verfahren zur steuerung eines servomotors mit geschlossenem regelkreis. |
| PCT/JP1990/001186 WO1991005295A1 (en) | 1989-09-26 | 1990-09-17 | Closed loop servo motor control method |
| EP90913549A EP0450084B1 (en) | 1989-09-26 | 1990-09-17 | Closed loop servo motor control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24803289A JPH03110607A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | サーボモータの制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03110607A true JPH03110607A (ja) | 1991-05-10 |
Family
ID=17172186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24803289A Pending JPH03110607A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | サーボモータの制御方式 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0450084B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03110607A (ja) |
| DE (1) | DE69021550T2 (ja) |
| WO (1) | WO1991005295A1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6562228B2 (en) | 2000-03-08 | 2003-05-13 | Nippon Steel Corporation | Ultrasonic pickling method and pickling device |
| US6998810B2 (en) | 2003-09-10 | 2006-02-14 | Okuma Corporation | Position controller of feed shaft |
| JP2007219689A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Okuma Corp | 位置制御装置 |
| JP2011197738A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Okuma Corp | フルクローズド位置制御装置 |
| DE102017214336A1 (de) | 2016-08-22 | 2018-02-22 | Fanuc Corporation | Motorsteuervorrichtung, motorsteuerverfahren und motorsteuerprogramm |
| DE112022005535T5 (de) | 2022-02-18 | 2024-09-19 | Fanuc Corporation | Vorrichtung zur Bearbeitungszeitvorhersage und Verfahren zur Bearbeitungszeitvorhersage |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| JP2833730B2 (ja) * | 1993-03-10 | 1998-12-09 | 三菱電機株式会社 | 位置制御装置 |
| JPH10254550A (ja) * | 1997-03-12 | 1998-09-25 | Yaskawa Electric Corp | 位置制御装置 |
| JP4014162B2 (ja) | 2003-08-06 | 2007-11-28 | ヤマザキマザック株式会社 | 工作機械の位置制御装置及び工作機械の位置制御方法 |
| JP4478584B2 (ja) * | 2005-01-17 | 2010-06-09 | 株式会社ミツトヨ | 位置制御装置、測定装置および加工装置 |
| JP4235210B2 (ja) * | 2006-02-16 | 2009-03-11 | ファナック株式会社 | サーボモータの制御装置 |
| IT201700025766A1 (it) * | 2017-03-08 | 2018-09-08 | Epistolio S R L | Robot di verniciatura |
Citations (3)
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| JPS6159509A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-27 | Hitachi Ltd | 位置決め制御方式 |
| JPH01251210A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-06 | Toshiba Corp | 位置決め制御装置 |
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| DE3063844D1 (en) * | 1979-04-27 | 1983-07-28 | Nec Corp | Servo control system operable on digital basis |
| JPS6373310A (ja) * | 1986-09-16 | 1988-04-02 | Fanuc Ltd | 位置制御装置 |
| JPS6375909A (ja) * | 1986-09-19 | 1988-04-06 | Canon Inc | 位置制御装置 |
| JP2638594B2 (ja) * | 1986-11-08 | 1997-08-06 | フアナツク株式会社 | デイジタルサーボシステム |
-
1989
- 1989-09-26 JP JP24803289A patent/JPH03110607A/ja active Pending
-
1990
- 1990-09-17 EP EP90913549A patent/EP0450084B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-17 DE DE69021550T patent/DE69021550T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-09-17 WO PCT/JP1990/001186 patent/WO1991005295A1/ja active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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| DE102004043906B4 (de) * | 2003-09-10 | 2013-10-31 | Okuma Corporation | Positionsregelung einer Vorschubwelle |
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| JP2011197738A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Okuma Corp | フルクローズド位置制御装置 |
| DE102017214336A1 (de) | 2016-08-22 | 2018-02-22 | Fanuc Corporation | Motorsteuervorrichtung, motorsteuerverfahren und motorsteuerprogramm |
| US10101729B2 (en) | 2016-08-22 | 2018-10-16 | Fanuc Corporation | Motor control device, motor control method and computer readable recording medium |
| DE102017214336B4 (de) | 2016-08-22 | 2022-09-15 | Fanuc Corporation | Motorsteuervorrichtung, Motorsteuerverfahren und Motorsteuerprogramm |
| DE112022005535T5 (de) | 2022-02-18 | 2024-09-19 | Fanuc Corporation | Vorrichtung zur Bearbeitungszeitvorhersage und Verfahren zur Bearbeitungszeitvorhersage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69021550D1 (de) | 1995-09-14 |
| EP0450084A1 (en) | 1991-10-09 |
| WO1991005295A1 (en) | 1991-04-18 |
| EP0450084A4 (en) | 1993-02-24 |
| EP0450084B1 (en) | 1995-08-09 |
| DE69021550T2 (de) | 1996-01-18 |
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