WO1993001534A1 - Back-lash acceleration control method - Google Patents

Description

明 細 書

バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 制 御 方 法

技 術 分 野

本 発 明 は 、 工 作 機 械 の テ ー ブ ル や ロ ボ ッ ト ア ー ム 等 を 駆 動 す る サ ー ボ モ ー タ の 制 御 方 法 に 関 し 、 特 に 、 テ ー プ ル ゃ ロ ボ ッ ト ア ー ム の 移 動 方 向 が 反 転 す る と き に 行 な う パ ッ ク ラ ッ シ ュ 加 速 補 正 に 関 す る 。

背 景 技 術

工 作 機 械 の テ ー ブ ル 送 り 軸 、 或 い は ロ ボ ッ ト ア ー ム 等 を 駆 動 す る サ ー ポ モ ー タ の 駆 動 方 向 を 反 転 さ せ る と き 、 送 り ね じ や 減 速 歯 車 の パ ッ ク ラ ッ シ ュ 及 び 摩 擦 の 影 響 の た め 、 機 械 の 被 駆 動 部 は 即 座 に 反 転 す る こ と が で き な い。 そ の た め 、 工 作 機 械 で 輪 郭 加 工 を 行 な っ て い る と き や 口 ポ ッ ト ア ー ム が 円 弧 運 動 を 行 な っ て い る と き 、 サ ー ポ モ 一 夕 の 回 転 方 向 が 反 転 す る と ヮ ー ク の 切 削 面 或 い は 口 ボ ッ ト ア ー ム の 移 動 軌 跡 に 突 起 が 生 じ る 。

例 え ば 、 X , Y 2 軸 平 面 上 で ワ ー ク に 対 し 円 弧 切 削 を 行 な う 場 合 、 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 が 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 。

こ の 突 起 を な く す た め 、 あ る い は 減 ら す た め 、 例 え ば、 特 開 平 4 一 8 4 5 1 号 に 開 示 さ れ る 如 く 、 移 動 方 向 の 反 転 時 に 位 置 偏 差 に 位 置 の バ ' y ク ラ ッ シ ュ 補 正 を 行 う と 共 に 、 位 置 偏 差 が 反 転 す る 時 、 速 度 指 令 に 適 当 な 値 （ 加 速 量 ） を 加 え て サ ー ポ 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 が 行 な わ れ て い る 。

更 に 、 工 作 機 械 の サ ー ボ モ ー タ 系 に 於 い て 位 置 偏 差 量 を 低 減 さ せ る た め に フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 制 御 が 行 な わ れ て い る 。 特 に 、 工 作 機 械 で 高 速 切 削 を 行 な う 場 合 、 サ ー ボ 系 の 追 従 遅 れ に よ る 形 状 誤 差 が 生 じ る 。 こ の 形 状 誤 差 を 少 く す る た め 、 本 出 願 人 が 先 に 出 願 し た P C T / J P 9 1 / 0 1 5 3 7 号 に 示 さ れ て い る 如 く 、 数 値 制 御 装 匱 か ら 出 力 さ れ る 移 動 指 令 に 対 し ス ム ー ジ ン グ 処 理 を 行 な い フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 量 を 求 め 、 こ の フ ィ ー ド フ ォ ヮ 一 ド 量 を 、 位 置 偏 差 に ポ ジ シ ョ ン ゲ イ ン を 乗 じ て 得 ら れ る 位 置 ル ー プ の 出 力 で あ る 速 度 指 令 に 加 算 し 、 補 正 さ れ た 速 度 指 令 を 求 め こ の 速 度 指 令 で 速 度 ル ー プ の 処 理 を 行 な う フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 制 御 も 開 発 さ れ て い る 。

こ の フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 制 御 を 図 4 を 参 照 し て 説 明 す る 。 D D A ( D i g i t a l D i f f e r e n t i a l A n a l y z e r ) 1 0 は 、 C N C ( コ ン ピ ュ ー タ 内 蔵 の 数 値 制 御 装 置 ） か ら 分 E周 期 毎 に 送 ら れ て く る 移 動 指 令 M cmdを 位 置 · 速 度 ル ー プ 処 理 周 期 毎 の 移 動 指 令 に 分 割 す る 。 エ ラ ー カ ウ ン タ 1 1 は 、 D D A 1 0 か ら 出 力 さ れ る 移 動 指 令 か ら 位 置 の ブ イ 一 ド パ ッ ク 量 P fbを 減 じ た 値 を 加 算 し 位 置 偏 差 を 求 め る 。 要 素 1 2 は ヱ ラ ー カ ウ ン タ 1 1 に 記 憶 さ れ た 位 置 偏 差 に ポ ジ シ ョ ン ゲ イ ン K pを 乗 じ て 速 度 指 令 を 求 め る 。 1 3 は 速 度 ル ー プ の 項 で あ り、 速 度 指 令 に 基 づ き 従 来 と 同 様 に 速 度 ル ー プ 処 理 を 行 な い、 ト ル ク 指 令 を 求 め 、 該 ト ル ク 指 令 に 基 づ い て サ ー ボ モ ー タ を 駆 動す る 。 1 4 は 積 分 の 項 で 、 サ ー ボ モ ー タ の 速 度 を 積 分 し 、 位 置 を 求 め る 。 ま た 、 フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 制 御 を 行 な う た め の 進 め 要 素 1 5 は 、 D D A 1 0 か ら 出 力 さ れ る 移 動 指 令 を 位 置 · 速 度 ル ー プ 処 理 周 期 の d 周 期 だ け 進 め る 項 で あ る 。 ス ム ー ジ ン グ 回 路 1 6 は 、 平 均 値 を 求 め る 処 理 を 行 な う 。 1 7 は ス ム ー ジ ン グ 処 理 で 出 力 さ れ る 値 に フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 計 数 α を 乗 じ て フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 量 を 求 め る 項 で あ る 。

上 記 フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 量 を 、 位 置 偏 差 に ポ ジ シ ョ ン ゲ イ ン K pを 乗 じ て 得 ら れ た 速 度 指 令 に 加 算 し 、 フ ィ 一 ド フ ォ ヮ ー ド 制 御 に よ り 補 正 さ れ た 速 度 指 令 V cadを 求 め こ の 速 度 指 令 V cmdで 速 度 ル ー プ は 処 理 を 行 な う 。

上 述 の よ う な サ 一 ボ 系 で サ ー ボ モ ー タ を 制 御 す る 場 合、 フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 係 数 α が 「 1 」 に 近 い 値 で あ る と 、 速 度 指 令 V endは フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 制 御 に よ り 作 成 さ れ る 指 令が 大 部 分 を 占 め 、 位 置 偏 差 は ほ と ん ど 「 0 」 に な る 。 し か も 、 フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド に よ る 指 令 の 方 が 位 栢 が進 ん で い る の で 、 位 置 偏 差 の 位 栢 は 遅 れ る こ と に な る 。 ま た 、 フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 計 数 な が 「 1 」 に 近 い 値 で あ る と 、 移 動 指 令 に 対 し モ ー タ の 位 置 は ほ と ん ど 遅 れ が な く な る 。 そ の 結 果 、 位 置 偏 差 が ほ と ん ど 「 0 」 に 近 い こ と 、 及 び 位相 遅 れ が あ る こ と か ら 移 動 方 向 反 転 時 の バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 捕 正 の タ イ ミ ン グ を 位 置 偏 差 か ら 判 断 す る こ と が 難 し い 。 更 に 、 移 動 指 令 に 対 し モ ー タ の 実 際 の 位 置 は 遅 れ が な く な る こ と 、 及 び C N C の 分 周 期 が 長 い （ 通 常 、 位 置 · 速 度 ル ー プ 処 理 周 期 よ り 分 E 周 期 は 長 い ） こ と か ら 、 位 置 偏 差 の 反 転 時 に バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 捕 正 を 開 始 す る と 加 工 の プ ロ グ ラ ム 開 始 位 置 の 違 い に よ り 、 バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 の 開 始 タ イ ミ ン グ に ば ら つ き が生 じ る 。

こ の よ う な フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 制 御 を 行 な う 場 合 に お い て も 上 述 し た 象 限 突 起 を 減 ら す バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 制 御 を 本 願 出 願 人 は P C T Z J P 9 2 / 0 0 6 6 6 号 で 提 案 し た 。 こ の 方 法 は 、 フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 量 の 正 負 が 反 転 し た と き 、 若 し く は 、 位 置 偏 差 に ポ ジ シ ョ ン ゲ イ ン を 乗 じ た 値 に 上 記 フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 量 を 加 算 し て 得 ら れ る 速 度指 令 の 正 負 が 反 転 し た と き に バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 捕 正 を 開 始 す る も の で あ る 。 こ の 方 法 に 於 い て も 、 高 速 で の、 半 径 の 小 さ な 円 弧 の 移 動 の 場 合 に は バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 が 有 効 に 働 か な い こ と が あ る 。

発 明 の 開 示 本 発 明 の 目 的 は 、 速 度 や 円 弧 半 径 等 各 種 条 件 に 関 係 な く 実 際 の 方 向 反転 の 所 定 時 間 前 か ら パ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 を 開 始 し て バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 を よ り 有 効 に 働 か せ る こ と に あ る 。

本発 明 方 法 は 、 当 該 周 期 の 移 動 指 令 と 次 の 周 期 の 移 動 指 令 の 方 向 が 反 転 す る と き の 移 動 指 令 の 加 速 度 を 求 め 、 上 記 加 速 度 に 比 例 す る 値 と 速 度 指 令 と が ー 致 し た 時 点 で バ ヅ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 を 開 始 す る 、 ス テ ツ プ を 備 え る 。

図 面 の 簡 単 な 説 明

図 1 は 、 本 発 明 の フ ィ ー ド フ ォ ヮ 一 ド 及 び バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 を 行 な う た め 、 デ ィ ジ タ ル サ ー ボ 回 路 の プ ロ セ ッ サ が 分 配 周 期 毎 に 実 施 す る 処 理 の フ ロ ー チ ヤ ー ト 、 図 2 は 、 デ ィ ジ タ ル サ ー ボ 回 路 の プ ロ セ ッ サ が 位 置 · 速 度 ル ー プ 処 理 周 期 毎 に 実 施 す る フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 及 び バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 処 理 の フ ロ ー チ ヤ 一 ト の 一 部 、 図 3 は 、 図 2 の 続 き 、

図 4 は 、 フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 制 御 を 行 な う サ ー ボ 系 の ブ ロ ッ ク 図 、

図 5 は 、 本 発 明 を 実 施 す る た め の サ ー ボ モ ー タ 制 御 の 要 部 プ ロ ッ ク 図 、

図 6 は 、 本 発 明 の 作 動 原 理 を 説 明 す る 説 明 図 、 図 7 は 、 図 6 に お け る X 軸 方 向 へ の 移 動 指 令 を 示 す 説 明 図 、

図 8 は 、 バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 開始 時 点 を 示 す グ ラ フ で あ る 。 発 明 を 実 施 す る た め の 最 良 の 形 態

先 ず 、 図 6 〜 図 8 を 参 照 し て 本 発 明 の 作 用 原理 を 説 明 す る 。 図 6 に 於 い て 、 1 分 周 期 前 の 移 動 指 令 を べ タ ト ル M 2、 当 該 分 配 周 期 の 移 動 指 令 を べ ク ト ル M l、 1 分 配 周 期先 の 移 動 指 令 を べ ク ト ル M 0で 表 わ し 、 円 弧 の 移 動 を 行 な っ て い る も の と す る 。 こ の と き の べ ク ト ル M 0、 M l、 M 2 の X 軸 方 向 成 分 （ X 軸 の サ ー ボ モ ー タ へ の 移 動 指 令 ） を M 0x、 M lx、 M 2xと し 、 図 7 に 示 す よ う に 移 動 指 令 が 分 配 さ れ た も の と す る と 、 当 該 周 期 の 開 始 時 点 a に お け る X 軸 方 向 加 速 度 の 絶 対 値 は I M Ox— M 2x | を 計 算 す る こ と に よ っ て 求 め ら れ る 。

円弧 の 半 径 を R [ππ〕 、 送 り 速 度 を F 〔Bn/ iiin〕 と す る と 、 1 分 配 周 期 T s 〔sec〕 に 進 む 中 心 角 Δ Θ は 、

A 0 = F - T s / ( 6 O R ) [rad]

と な る 。 ま た 、

M 0 X = R { c 0 s ( 0 ο+ Δ Θ ) - c 0 s θ o)

M 2 x = R { c o s ( Θ o- A Θ ) - c o s ( Θ o - 2 Δ Θ )}

た だ し 、 一 Δ 0 / 2 < 0 ο < A θ

よ っ て 加 速 度 A V は 、

A V = I M 0x - 2x |

= R · s i n ( Δ Θ / 2 ) · s i τι A Θ ·

c o s { 0 o— (Δ 0 / 2 ) } と な る 。

こ こ で 、 Δ 0 は 1 に 比 べ て 非 常 に 小 さ い 値 と す る と 、 s i n ( A 0 / 2 )を Δ 0 / 2 、 3 1 0 厶 0 を 0 、

c o s { 0 0 — ( Δ 0 / 2 ) } を 1 で 近 似 し 得 る の で 、 加 速 度 Δ V は 、

Δ V M O x - M 2 X

( 2 / R ) « ( F - T s / 6 0 ) ² [an] ( 1 ) と な る

— 方 、 X 軸 方 向 の 移 動 指 令 x ( t )は 、

X ( t ) = R - c o s { F · t / ( 6 0 R ) }

と 考 え ら れ る 。 な お t は 時 間 で 、 t = 0 の と き 移動 方 向 が 反 転 す る と 考 え る 。

速 度 指 令 V X ( t ) は 、 移 動 指 令 X ( t ) を 微 分 し て 、 V x ( t ) = ( d / d t ) x ( t )

= - R · { F / ( 6 0 R )ト s i n { F · t / ( 6 O R )} よ っ て 、 方 向 反 転 時 の t = 0 の 近 傍 に 於 い て は 、 s i n { F · t / ( 6 0 R ) } を （ F ' t / 6 0 R )で 近 似 で き る の で 、 速 度 指 令 V x ( t ) は 次 の よ う に 表 わ さ れ る 。

V ( t ) = - ( 1 / R ) · ( F / 6 0 ) ² · t

よ っ て 、 上 記 速 度 指 令 V x ( t )が 加 速 度 Δ ν に 摩 擦 に よ っ て 決 ま る 定数 Κ を 乗 じ た 値 に 達 し た 時 点 で バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 を 図 8 に 示 す よ う に 行 な う と 、

V X ( t ) = Κ · Δ V … （ 2 )

ゆ え に 、

- ( 1 / R ) · ( F / 6 0 ) ^a · t = K · ( 2 / R ) · ( F · T s/ 6 0 )' よ っ て 、

t = - 2 K T s *

と な り 、 バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 開 始 時 間 t = - 2 Κ Ύ s² は 半 径 R 及 び送 り 速 度 F に 依 存 し な く な り 、 加 速 開 始 時 間 は 一 定 と な る 。

次 に 、 図 5 を 参 照 し て 本 発 明 方 法 を 実 施 す る 工 作 機械 又 は ロ ボ ッ ト の サ ー ボ モ ー タ 制 御 装 置 に つ い て 説 明 す る, 図 5 中 、 C N C 2 0 か ら 出 力 さ れ る サ ー ポ モ ー タ へ 2 4 へ の 各 種 指 令 は 共 有 メ モ リ 2 1 を 経 て 、 デ ジ タ ル サ ー ボ 回 路 2 2 の プ ロ セ ッ サ に 受 け 渡 さ れ る 。 デ ジ タ ル サ ー ボ 回 路 2 2 は 、 C P U 、 R O M 、 R A M 等 で 構 成 さ れ 、 C P U に よ っ て サ ー ボ モ ー タ 2 4 の 位 置 、 速 度 、 電 流 制 御 な ど を 行 な う 。 サ ー ボ ア ン プ 2 3 は ト ラ ン ジ ス タ ィ ン バ 一 夕 等 で 構 成 さ れ 、 サ ー ボ モ ー タ 2 4 を 駆 動 す る 。 パ ル ス コ ー ダ 2 5 は サ ー ボ モ ー タ 2 4 の 回 転 位 置 を 検 出 し 、 デ ジ タ ル サ 一 ポ 回 路 2 2 に フ ィ ー ド ノ、' ッ ク す る 。

図 1 、 図 2 及 び 図 3 は デ ィ ジ タ ル サ ー ポ 回 路 2 2 の C P U が 実 施 す る フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 処 理 及 び バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 の フ ロ ー チ ヤ 一 ト で あ り 、 図 1 は 分 E周 期 毎 の 処理 、 図 2 、 図 3 は 位 置 ' 速 度 ル ー プ 処 理 周 期 毎 の フ ィ 一 ド フ ォ ヮ ー ド 処 理 及 び バ ツ ク ラ ッ シ 加 速 捕 正 の フ 口 一チ ャ ー ト で あ る 。 尚 、 フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 処 理 、 バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 の 処 理 以 外 の 処 理 に つ い て は 従 来 と 同 様 で あ る の で 省 略 し て い る 。

予 め 、 実 施 す る 加 工 に 応 じ て フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 制 御 を 有効 に す る か 否 か を C N C 2 0 よ り 設 定 し 、 作 動 を 開 始 さ せ る と 、 デ ィ ジ タ ル サ ー ボ 回 路 2 2 の C P U は 分 E 周 期 毎 、 図 1 の 処理 を 実 行 す る 。

ま ず 、 ス テ ッ プ S 1 に 於 い て 、 レ ジ ス タ R 1 に 記 憶 さ れ た 当 該 分 E周 期 よ り 1 回 前 の 周 期 （ 当 該 周 期 よ り 過 去

1 回 前 ） の 移 動 指 令 を レ ジ ス タ R 2 に 格 納 す る と 共 に 、 レ ジ ス タ R 0 に 記 憶 さ れ た 当 該 分 E周 期 （ 位 置 · 速 度 ル ー プ を 行 な う 移 動 指 令 が 出 力 さ れ る 周 期 ） の 移動 指 令 を レ ジ ス タ R 1 に 格 納 す る 。

ス テ ッ プ S 2 で は 、 1 回 先 の 分 配 周 期 （ 位 置 · 速 度 ル ー プ 処 理 を 行 な う 分 E周 期 の 移 動 指 令 よ り も 1 回 先 ） の 移 動 指 令 M cmdを 読 み 取 り 、 レ ジ ス タ R 0 に 格 納 す る 。

ス テ ッ プ S 3 で 、 レ ジ ス タ R 0 に 記 憶 さ れ た 1 周 期 先 の 移 動 指 令 M c m dが 「 0 」 か 否 か 判 断 し 、 「 0 」 な ら ば 後 述 す る ス テ ッ プ S 8 に 移 行 し 、 「 0 」 で な け れ ば 、 ス テ ツ プ S 4 に 移 行 す る 。 ス テ ッ プ S 4 で は レ ジ ス タ R 0 に 記 憶 さ れ て い る 今 周 期 に 読 み 込 ん だ 移 動 指 令 M cmdと、 レ ジ ス タ R z に 記 憶 さ れ て い る 1 周 期 前 に 読 み 込 ん だ 移 動 指 令 と の 積 を 求 め 、 そ の 値 が 負 で あ る か 否 か を 判 断 す る 。 即 ち 、 1 周 期 先 の 移 動 指 令 M cmdと 当 該 位 置 ， 速 度 ル ー プ の 処 理 の 移 動 指 令 の 正 負 を 示 す 符 号 が 反 転 し て い る か 否 か を 判 断 す る 。 な お 、 レ ジ ス タ R z は 初 期 設 定 で 始 め は 「 0 」 に 設 定 さ れ て い る 。

上 記 の 積 が 負 で あ れ ば 、 ス テ ッ プ S 5 に 於 い て 、 1 周 期 先 の 移 動 指 令 が 反 転 す る こ と を 示 す フ ラ グ F 1 を 「 1」 に セ ッ ト し 、 ス テ ッ プ S 6 で 、 レ ジ ス タ R 0 に 記 憶 さ れ た 1 周 期 先 の 移 動 指 令 を レ ジ ス タ R z に 格 納 す る 。

ス テ ッ プ S 7 で は 、 レ ジ ス タ R 2 に 記 憶 さ れ た 1 周 期 前 の 移 動 指 令 か ら レ ジ ス タ R 0 に 記 憶 さ れ た 1 周 期 先 の 移 動 指 令 を 減 じ た 絶 対 値 の 値 に 設 定 さ れ て い る 定 数 K ( 機械 の 摩 擦 に 応 じ て 予 め 設 定 さ れ て い る ） を 乗 じ た 値 を レ ジ ス タ Α に 格 納 す る 。 即 ち 、 前 述 の 式 （ 1 ) の 演 算 を 行 な っ て 加 速度 Δ ν を 求 め 、 こ れ に 定 数 Κ を 乗 じ た 値 を レ ジ ス タ Α に 記 億 す る こ と に な る 。 最 後 に 、 ス テ ッ プ S 8 で カ ウ ン タ C を 「 0 」 に セ ッ ト し 、 当 該 分 se周 期 の 処 理 を 終 了 す る 。

ス テ ッ プ S 4 で 求 め た 積 が 負 で な け れ ば （ 移 動 指 令 の 正 負 が 反 転 し て な け れ ば ） 、 フ ラ グ F 1 を 「 1 」 に セ ッ ト す る こ と な く 、 ス テ ッ プ S 4 か ら ス テ ッ プ S 9 に 移 行 し 、 レ ジ ス タ R z に レ ジ ス タ R 0 に 記 億 さ れ た 1 周 期 先 の 移動 指 令 を 記 憧 す る 。 最 後 に 、 ス テ ッ プ S 8 で カ ウ ン 夕 C を 「 0 」 に セ ッ ト し 、 当 該 周 期 の 処 理 を 終 了 す る 。

以 下 、 分 配 周 期 毎 に デ ィ ジ タ ル サ ー ポ 回 路 の C P U は 上 記 処 理 を 実 行 し 、 レ ジ ス タ R 2 に は 1 周 期 前 の 移 動 指 令 、 レ ジ ス タ R 1 に は 位 置 . 速 度 ル ー プ 処 理 を 行 な う 分 E 周 期 の 移 動 指 令 、 レ ジ ス タ R 0 に は 1 周 期 先 の 移 動 指 令 が順 次 記 億 さ れ 、 ま た 、 移 動 指 令 M eadの 正 負 を 示 す 符号 が 反 転 し た と き に フ ラ グ F 1 が 「 1 」 に セ ッ ト さ れ る こ と に な る 。

— 方 、 デ ィ ジ タ ル サ ー ボ 回 路 の C P U は 位 置 ' 速 度 ル ー プ 処 理 周 期 毎 に 図 2 及 び 図 3 に 示 す 処 理 を 実 行 す る 。

ス テ ッ プ S 1 0 に 於 い て 、 フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 処 理 を 有 効 に す る と 予 め 設 定 さ れ て い る か 否 か を 判 断 す る 。 フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 処 理 が 有 効 に さ れ て い れ ば 、 ス テ ッ プ S I 1 で 、 カ ウ ン タ C の 値 が 、 分 配 周 期 を 位 置 · 速 度 ル ー プ 処 理 周 期 で 除 し た 値 N ( = 分 配 周 期 ノ 位 置 ， 速 度 ル ー プ 処 理 周 期 〉 の 1 2 以 下 か 否 か 判 断 す る 。 カ ウ ン タ C の 値 が N / 2 以 下 な ら ば 、 ス テ ッ プ S 1 2 で ア キ ュ ム レ ー タ S U M に レ ジ ス タ R 1 の 値 か ら レ ジ ス タ R 2 の 値 を 減 じ た 値 を 加 算 し て ス テ ッ プ S 1 4 に 移 行 す る 。 カ ウ ン タ C の 値 が N Z 2 を 越 え て い れ ば 、 ス テ ッ プ S 1 3 で ア キ ュ ム レ ー タ S U M に レ ジ ス タ R 0 の 値 か ら レ ジ ス タ R 1 の 値 を 減 じ た 値 を 加 算 し 、 ス テ ッ プ S 1 4 に 移 行 す る 。 な お 、 ア キ ュ ム レ ー タ S U M は 初 期 設 定 で 始 め は 「 0 」 に 設 定 さ れ て い る 。

ス テ ッ プ S 1 4 で は 、 上 記 ア キ ュ ム レ ー タ S U M の値 を 上 記 分 割 数 N の 2 乗 で 除 算 し た 値 に フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 係 数 α を 乗 じ て フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 量 F F を 求 め 、 こ れ を 出 力 す る 。 即 ち 、 こ の フ ィ ー ド フ ォ ヮ 一 ド 量 F F を 通 常 の 位 置 ル ー プ 処 理 で あ る 位 置 偏 差 に ポ ジ シ ョ ン ゲ イ ン Κ ρ を 乗 じ て 求 め た 値 に 加 算 し 、 フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 量 F F に よ り 補 正 し た 速 度 指 令 V endを 求 め 、 こ の 補 正 さ れ た 速 度 指 令 V cadに よ り 従 来 と 同 様 の 速 度 ル ー プ 処 理 を 実 行 す る こ と に な る 。 そ し て 、 ス テ ッ プ S 1 5 で 力 ゥ ン タ C に 「 1 」 を 加 算 す る 。

上 記 ス テ ッ プ S 1 1 〜 ス テ プ S 1 5 の 処 理 が フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 量 F F を 求 め る 処 理 で 、 本 実 施 例 は 、 フ ィ 一 ド フ ォ ヮ ー ド 処 理 に お け る 進 め 要 素 1 5 に よ る 進 め 量 は 分 S周 期 の 1 / 2 を と つ た 例 を 示 し て お り 、 こ の フ ィ 一 ド フ ォ ヮ ー ド 処 理 の 詳 細 は 、 前 述 の P C T / J P 9 2 / 0 0 6 6 6 号 に 記 載 さ れ て い る 。

次 に 、 ス テ ッ プ S 1 6 で フ ラ グ F 1 が 「 1 」 か 否 か 判 断 し 、 ス テ ッ プ S 5 で 該 フ ラ グ F 1 が 「 1 」 に 設 定 さ れ て な け れ ば （ 移 動 指 令 の 符 号 の 反 転 が な け れ ば ） 、 ス テ ッ プ S 1 6 か ら ス テ ッ プ S 2 1 に 進 み 、 バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 時 に 「 1 」 に セ ッ ト さ れ る フ ラ グ F 2 が 「 1 」 か 否 か 判 断 す る 。 フ ラ グ F 2 が 「 1 」 で な け れ ば 、 ス テ ッ プ S 2 6 で バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 時 間 を 計 数 す る カ ウ ン タ D が 「 0 」 以 下 か 否 か 判 断 し 、 カ ウ ン タ D が 「 0 」 以 下 な ら ば （ 後 述 す る よ う に バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 指 令 が 出 力 さ れ て な け れ ば 、 こ の カ ウ ン タ D は 「 0 」 で あ る ） 、 フ ィ ー ド フ ォ ー ド 処 理 及 び バ ヅ ク ラ ッ シ 処 理 を 終 了 す る 。

—方 、 1 周 期 先 の 移 動 指 令 M endを 記 憧 す る レ ジ ス タ R 0 の 値 と 、 レ ジ ス タ R z に 記 憶 さ れ た 移 動 指 令 （ 当 該 位 置 · 速 度 ル ー プ の 処 理 の 移 動 指 令 ） の 符 号 が 反 転 し 、 ス テ ッ プ S 5 で フ ラ グ F 1 が 「 1 」 に セ ッ ト さ れ て い る と き に は 、 ス テ ッ プ S 1 6 か ら 、 ス テ ッ プ S 1 7 に 移 行 し 、 レ ジ ス タ R 0 に 記 憶 さ れ た 移 動 指 令 が 正 か 負 か に よ り 方 向 反 転 が 正 か ら 負 に 変 わ っ た の か 、 負 か ら 正 に 変 化 し た の か 判 断 し 、 レ ジ ス タ R 0 の 値 が 負 で あ れ ば 、 正 か ら 負 に 変 化 し た も の と し て ス テ ッ プ S 1 8 に 移 行 す る 。 ま た 、 レ ジ ス タ R 0 の 値 が正 で あ れ ば ス テ ッ プ S 1 9 に 移 行 す る 。

そ し て 、 ス テ ッ プ S 1 8 で は ス テ ッ プ S 1 4 で 算 出 さ れ た フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 量 F F に 、 位 置 偏 差 に ポ ジ シ ョ ン ゲ イ ン K p を 乗 じ た 値 を 加 算 し 、 更 に 、 レ ジ ス タ Α に 記 憶 さ れ た 加 速 度 の 絶 対 値 に 乗 数 K を 乗 じ た 値 を 減 じ て 得 ら れ る 値 が 「 0 」 以 下 か 否 か を 判 断 す る 。 即 ち 、 フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 量 を 補 正 し て 得 ら れ る 速 度指 令 が ス テ ツ プ S 7 で 求 め た 値 に 達 し た か 否 か を 判 断 す る も の で 、 こ の 判 断 処 理 が 前 述 し た 式 （ 2 ) の判 断 を 行 な う も の で あ る

上 記 速 度 指 令 が レ ジ ス タ A に 記 憶 す る 値 に 達 し て な く ス テ ッ プ S 1 8 の 判 断 が 「 0 」 よ り 大 き い と 判 断 さ れ る と 、 ス テ ッ プ S 2 1 に 移 行 し 、 前 述 し た 処 理 を 行 な い バ ヅ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 を 開 始 し な い 。 又 、 ス テ ッ プ S 1 9 で は フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 量 を 補 正 し た 速 度 指 令 に レ ジ ス 夕 A の 値 を 加 算 し た 値 が 負 で あ れ ば （ こ の 判 断 処 理 も 前 述 の 式 （ 2 ) の 判 断 を 行 な う も の で 移 動 指 令 が 負 か ら 正 に 反 転 し た も の で あ る か ら 、 初 め は 速 度 指 令 は 負 で あ り、 こ の速 度 指 令 に レ ジ ス タ A の 値 を 加 算 し て 「 0 」 に な る 点 が バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 開 始 時 点 と な る ） 、 ス テ ッ プ S 1 9 か ら ス テ ッ プ S 2 1 に 移 行 し 、 バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 を 開 始 し な い 。

先 読 み し た 1 周 期 先 の 移 動 指 令 の 符 号 が 反 転 し た と し て も 、 フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 量 F F を 補 正 し た 速度 指 令 は 直 ち に 反 転 し な い 。 ス テ ッ プ S 1 2 の 処 理 か ら も 明 ら か の よ う に 、 分 S周 期 の 半 周期 に 対 応 す る 位 置 · 速 度 ル ー プ 処 理周 期 の 数 （ N / 2 ) ま で は 、 反 転 し た 移動 指 令 は フ ィ ー ド フ ォ ヮ 一 ド 量 F F の 算 出 に は 影 響 し な い の で 、 少 な く と も N / 2 回 の 位 置 · 速 度 ル ー プ 処 理 周 期 間 で は フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 量 F F の 符 号 は 反 転 せ ず 、 フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 量 を 捕 正 さ れ た 速 度 指 令 も 反 転 し な い 。 従 つ て 、 バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 を 開 始 し な い 。

し か し 、 ス テ ッ プ S 1 8 、 S 1 9 で フ ィ ー ド フ ォ ヮ 一 ド 量 F F で 捕 正 さ れ た 速 度 指 令 が レ ジ ス タ A に 記 億 す る 値 に 達 し た こ と が 検 出 さ れ る と 、 フ ラ グ F 2 を 「 1 」 に セ ッ ト し 、 フ ラ グ F 1 を 「 0 」 に セ ッ ト す る （ ス テ ッ プ S 2 0 ) o そ し て 、 ス テ ッ プ S 2 0 か ら ス テ ッ プ S 2 1 に 移 行 し 、 上 記 フ ラ グ F 2 が 「 1 」 に セ ッ 卜 さ れ た こ と か ら 、 ス テ ッ プ S 2 1 か ら ス テ ッ プ S 2 2 に 移 行 し 、 力 ゥ ン タ D に 設 定 さ れ て い る バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 時 間 に 対 応 す る 値 T b セ ッ ト し 、 ス テ ッ プ S 2 3 で フ ラ グ F 2 を 「 0 」 に セ ッ ト す る 。

ス テ ッ プ S 2 に 於 い て 、 設 定 さ れ て い る ノ、' ッ ク ラ ッ シ 加速 捕 正 量 を 出 力 し 、 フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 量 F F で 補 正 さ れ た 速 度 指 令 V endに こ の バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 量 を 加 算 し 、 ス テ ッ プ S 2 5 で カ ウ ン タ D か ら 「 1 」 を 減 算 し て 、 当 該 周 斯 の こ の フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 制 御 及 び バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 捕 正 制 御 を 終 了 す る 。

次 の 位 置 · 速 度 ル ー プ 処理 周 期 か ら は 、 フ ラ グ F l 、 F 2 が 「 0 」 に セ ッ ト さ れ て い る こ と か ら 、 ス テ ッ プ S 1 1 〜 S 1 5 、 S 1 6 及 び S 2 1 の 処 理 を 行 な い ス テ ツ プ S 2 6 に 進 み 、 カ ウ ン タ D が 「 0 」 に な る ま で 、 即 ち、 設 定 さ れ た バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 時 間 が 経 過 す る ま で 、 ス テ ッ プ S 2 4 及 び S 2 5 の 処 理 を 行 な い 、 ノ、' ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 を 行 な う 。 そ し て 、 カ ウ ン タ D が 「 0 」 に な る と 、 以 後 は バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 を 行 な わ な い 。

ま た 、 フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 処 理 を 無 効 に す る と 予 め 設 定 さ れ て い れ ば 、 ス テ ッ プ S 1 0 よ り ス テ ッ プ S 2 7 に 移 行 し 、 フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 量 F F を 「 0 」 に し て ス テ ッ プ S 1 6 に 進 み 、 ス テ ッ プ S 1 1 〜 S 1 5 の フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 処 理 を 行 う こ と な く 前 述 し た ス テ ッ プ S 1 6 以 下 の 処 理 を 行 な う 。

以 上 の 処 理 を 繰 り 返 す こ と に よ っ て 、 バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 の 開 始 は 、 方 向 反 転 時 の 指 令 の 加 速 度 に 比 例 す る 機 械 の 摩 擦 力 に よ っ て 決 ま る 値 と 、 速 度 指 令 と が 一 致 し た 時 点 と な り 、 速 度 指 令 の 方 向 反 転 の 時 点 よ り 一 定 時 間 前 の 時 点 か ら 正 確 に バ ッ ク ラ ツ シ 加 速 補 正 が 開 始 さ れ る こ と に な る 。 従 っ て 、 円 弧 の 移 動 指 令 に お け る 半 径 や 送 り 速 度 に 拘 ら ず 、 高 速 で 、 半 径 の 小 さ な. 円 弧 の 移 動 の 場 合 に 於 い て も バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 が 有 効 に 働 ら く こ と に な る o

Claims

請 求 の 範 囲

1 . サ ー ポ モ ー タ で 駆 動 さ れ る 機 械 の 移 動 方 向 が 反 転 す る と き に 行 な う バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 制 御 方 法 で あ っ て 、 当 該 周 期 の 移 動 指 令 と 次 の 周 期 の 移 動 指 令 の 方 向 が 反 転 す る と き の 移 動 指 令 の 加 速 度 を 求 め 、

上 記 加 速 度 に 比 例 す る 値 と 速 度 指 令 と が ー 致 し た 時 点 で パ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 を 開 始 す る 、 バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 制 御 方 法 。

2 . サ ー ボ モ ー タ で 駆 動 さ れ る 機 械 の 移 動 方 向 が 反 転 す る と き に 行 な う バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 制 御 方 法 で あ っ て 、 位 置 · 速 度 ル ー プ 処 理 周 期 と 該 周 期 の 前 後 の 数 周 期 の 移 動 指 令 の 平 均 値 を 求 め る ス ム ー ジ ン グ 処 理 を 行 な っ て フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 量 を 求 め 、

上 記 フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 量 を 用 い て 補 正 さ れ た 速 度 指 令 を 求 め 、 該 捕 正 さ れ た 速度 指 令 に 基 づ い て サ ー ボ モ ー タ を 制 御 し 、

当 該 周 期 の 移 動 指 令 と 次 の 周 期 の 移 動 指 令 の 方 向 が 反 転 す る と き の 移 動 指 令 の 加 速 度 を 求 め 、

上記 加 速 度 に 比 例 し た 値 と 、 上 記 補 正 さ れ た 速 度 指 令 と が一 致 し た 時 点 で バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 補 正 を 開 始 す る 、 サ ー ボ モ ー タ の バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 制 御 方 法 。

3 . 上 記 ス ム ー ジ ン グ 処 理 は 、 位 置 ' 速 度 ル ー プ 処 理 を 行 な う 周 期 の 移 動 指 令 を 中 心 と し た そ の 前 後 の 位 置 · 速 度 ル ー プ 周 期 の 移 動 指 令 の う ち 分 配 周 期 に 対 応 す る 数 の 位 置 · 速 度 ル ー プ 周 期 の 移 動 指 令 の 平 均 を 求 め る こ と か ら 成 る 、 請 求 の 範 囲 第 2 項 に 記 載 の バ ッ ク ラ ッ シ 加 速 制 御 方 法 。

4 . 上 記 フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド 量 は 、 上 記 ス ム ー ジ ン グ 処 理 で 求 め ら れ た 移 動 指 令 の 平 均 値 に フ ィ ー ド フ ォ ヮ ー ド 係 数 を 乗 じ て 求 め ら れ る 、 請 求 の 範 囲 第 3 項 に 記 載 の バ ツ ク ラ ッ シ 加 速 制 御 方 法 。