JP7022096B2 - サーボ制御装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、「切削工具130の往動時の切削加工部分と、復動時の切削加工部分とが一部重複し、ワークW周面のn+1回転目の切削部分に、n回転目に切削済みの部分が含まれ、この部分では、切削中に切削工具130が、ワークWに対して何ら切削を行わずに空削りする所謂、空振り動作が生じる。 切削加工時にワークWから生じる切屑は、前記空振り動作によって順次分断される。 工作機械10は、切削工具130の切削送り方向に沿った前記往復振動によって切屑を分断しながら、ワークWの外形切削加工等を円滑に行うことができる。」と記載されている。
例えば、揺動指令は、次式(1)のように表される。
揺動周波数倍率Iを整数としない理由は、ワークWの中心軸線まわりの回転数と全く同じになる揺動周波数の場合には、前述した重なり箇所B1、B2、B3、B4等を発生させることができず、揺動切削による切屑の細断効果が得られなくなるからである。
さらに、式(1)で表されるような揺動指令とすることで、図3の曲線A1から分かるように、工具11の加工開始点(横軸の0°の位置)で工具11の送り方向に初めから大きな揺動が出ないようにしている。
なお、揺動周波数と揺動振幅とを定める際に調整される各パラメータ(式(1)におけるK、I)の初期値は、工作機械10の稼働前に図示しない記憶部に記憶されているものとする。ワークWの回転速度(S)は、図示しない記憶部に加工条件として事前に記憶されている。毎回転送り量Fは、その回転速度(S)と位置指令作成部22が作成した位置指令とから求められる。
一方、ワーク加工形状が円錐形、円錐台形(テーパ)の場合または円弧形を含む場合、例えば、ワークWの外周面の母線に沿う斜め方向、すなわち送り軸M1(Z軸)方向と送り軸M2(X軸)方向との合成方向である加工方向に沿って、揺動が行われる。
揺動指令生成部23の揺動指令計算部231は、揺動振幅および揺動周波数に基づいて、式(1)より、揺動指令を計算する。
減算器251は、位置指令作成部22により作成された位置指令(移動指令)と、送り軸M1,M2におけるエンコーダからの位置フィードバック(実位置)との差である位置偏差を求める。加算器241は、減算器251から出力され積分されて得られた位置偏差と、揺動指令生成部23により作成された揺動指令とを加算して、合成指令を作成する。
位置偏差推定部31は、位置指令作成部22により作成された移動指令から推定位置偏差を推定する。位置偏差推定部31の詳細については後述する。減算器252は、加算器241から出力された直後の合成指令から、位置偏差推定部31により推定された推定位置偏差を減算して合成指令を作成する。
図2に示すように、位置偏差推定部31は、フィードフォワード項積算部311と、推定位置偏差算出部を構成する1通信周期遅延部312と、推定速度算出部を構成するポジションゲイン項積算部315と、推定位置偏差算出部を構成する減算器316と、加算器317と、を備えている。位置偏差推定部31において推定位置偏差は、1通信周期前の移動指令から推定速度を減算することにより求められる。
1通信周期遅延部312は、位置指令作成部22からの移動指令を入力して、1通信周期前の移動指令を減算器316へ出力する。減算器316は、1通信周期遅延部312から出力された1通信周期前の移動指令から、加算器317から出力された推定速度を減算する。そして減算器316からの出力は積分されて推定位置偏差が求められ、ポジションゲイン項積算部315に入力される。
ポジションゲイン項積算部315は、求められた推定位置偏差にポジションゲイン項を積算し、加算器317へ出力する。
加算器317は、推定位置偏差とポジションゲイン項との積に、移動指令とフィードフォワード項との積を加算して、推定速度を求める。
本実施形態では、ワークWと工具11とを相対的に移動させるための移動指令から推定位置偏差を推定する位置偏差推定部31を備え、推定位置偏差の控除後の移動指令に基づく位置偏差から、補正量を算出する。これにより、学習制御器27が定常偏差についても学習してしまうことにより移動指令に対して実位置が大きく突出することを防止することが可能となる。このため、特に、揺動加工において不必要な切り込みが発生することを防止することが可能となり、例えば、ワークWの断面形状がテーパ形状や円弧形状の場合に、揺動加工において不必要な切り込みが発生することを防止することが可能となる。
本発明に係る工作機械は、ワークWと工具11をワークWの中心軸線まわりに相対的に回転させる主軸M0と、該中心軸線に沿った加工方向にワークWと工具11とを相対的に送る少なくとも二つの送り軸M1、M2等とを制御して、ワークWを加工する構成であればよい。例えば、工具11がワークWの中心軸線まわりに回転すると共にワークWが工具11に対して揺動する構成、あるいは、ワークWが回転すると共に工具11に対してワークWがワークWの外周面の母線に沿った方向に揺動する構成が想定されうる。本発明では、工具11がワークWの中心軸線まわりに回転してワークWを切削する加工方法も加工の一種とする。
10 工作機械
11 工具
20 サーボ制御装置
23 揺動指令生成部
27 学習制御器(学習制御部)
31 位置偏差推定部
241、242 加算器(加算部)
251、252 減算器(減算部)
312 1通信周期遅延部(推定速度算出部)
315 ポジションゲイン項積算部(推定速度算出部、推定位置偏差算出部)
316 減算器(推定速度算出部、推定位置偏差算出部)
M0 主軸
M1,M2 送り軸
W ワーク
Claims (2)
- 複数軸の協調動作によりワークを旋削加工する工作機械において、
前記ワーク及び工具を相対的に揺動するための揺動指令を生成する揺動指令生成部と、
前記ワークと前記工具とを相対的に移動させるための移動指令から推定位置偏差を推定する位置偏差推定部と、
前記移動指令に基づく位置偏差に前記揺動指令を印可する加算部と、
前記揺動指令が印可された位置偏差から前記推定位置偏差を控除する減算部と、
前記推定位置偏差の控除後の前記移動指令に基づく位置偏差から、補正量を算出する学習制御部と、を備えるサーボ制御装置。 - 前記位置偏差推定部は、
ポジションゲインと前記移動指令とから推定速度を算出する推定速度算出部と、
前記移動指令と前記推定速度から推定位置偏差を算出する推定位置偏差算出部と、を備え、
前記移動指令と前記推定速度から前記推定位置偏差を推定して前記減算部に与える請求項1に記載のサーボ制御装置。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008269349A (ja) | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Fanuc Ltd | 誤差過大検出機能を有する制御装置 |
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Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3031499B2 (ja) * | 1991-08-20 | 2000-04-10 | 株式会社安川電機 | 学習制御方法 |
JP3215067B2 (ja) * | 1997-03-21 | 2001-10-02 | ファナック株式会社 | 移動方向反転時の位置補正方法 |
CN1251203C (zh) * | 1997-11-26 | 2006-04-12 | 松下电器产业株式会社 | 聚焦位置调整装置及光盘驱动装置 |
US6844693B2 (en) * | 2002-03-29 | 2005-01-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Position control apparatus for motor |
US7558016B1 (en) * | 2007-04-20 | 2009-07-07 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive servo control techniques for predicting an off-track condition utilizing an estimation filter |
JP4620159B2 (ja) * | 2009-05-21 | 2011-01-26 | ファナック株式会社 | 周期的な往復動作を制御するサーボモータ制御装置 |
JP4728422B2 (ja) * | 2009-12-09 | 2011-07-20 | ファナック株式会社 | 高速揺動動作を高精度化するサーボ制御システム |
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JP6412197B1 (ja) * | 2017-04-04 | 2018-10-24 | ファナック株式会社 | 揺動切削を行う工作機械の制御装置 |
JP6503001B2 (ja) * | 2017-04-18 | 2019-04-17 | ファナック株式会社 | 揺動切削を行う工作機械の制御装置 |
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JP6503002B2 (ja) * | 2017-04-20 | 2019-04-17 | ファナック株式会社 | 揺動切削を行う工作機械の制御装置 |
JP6474456B2 (ja) * | 2017-05-16 | 2019-02-27 | ファナック株式会社 | 機械学習装置、サーボ制御システム及び機械学習方法 |
JP6636998B2 (ja) * | 2017-08-22 | 2020-01-29 | ファナック株式会社 | 数値制御装置 |
JP6646025B2 (ja) * | 2017-09-15 | 2020-02-14 | ファナック株式会社 | 制御装置及び機械学習装置 |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008269349A (ja) | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Fanuc Ltd | 誤差過大検出機能を有する制御装置 |
JP2019028597A (ja) | 2017-07-27 | 2019-02-21 | ファナック株式会社 | 揺動切削を行う工作機械の制御装置 |
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