JPH03110603A - Backlash correction control system for servo motor - Google Patents
Backlash correction control system for servo motorInfo
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、工作機械のテーブル等の送り軸を駆動するサ
ーボモータの制御方式に関し、特に、送り軸の移動が反
転するときバックラッシュによっ゛て生じる象限突起を
低減させるサーボモータの制御方式に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a control system for a servo motor that drives a feed axis of a machine tool table, etc., and in particular, the invention relates to a control system for a servo motor that drives a feed axis of a machine tool table, etc. The present invention relates to a servo motor control method that reduces quadrant protrusions that occur.
従来の技術
工作機械においてテーブル等を駆動するサーボモータの
駆動方向を反転させるとき、通常、送りねじのバックラ
ッシュや摩擦の影響のため、機械は即座に反転すること
ができない。そのため、工作機械で円弧切削等を行って
いてるとき、象限が変わると、切削円弧面に突起(以下
、象限突起という)が生じる。例えば、X、Y2軸平面
上でワークに対し円弧切削を行い、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
とになる。その結果、切削円弧面に象限突起が生じる。When reversing the driving direction of a servo motor that drives a table, etc. in a conventional machine tool, the machine usually cannot be reversed immediately due to the backlash and friction of the feed screw. Therefore, when a machine tool performs arc cutting or the like, if the quadrant changes, a protrusion (hereinafter referred to as quadrant protrusion) is generated on the cutting arc surface. For example, perform arc cutting on a workpiece on a plane with two axes, X and Y, and set the X axis in the plus direction.
If the quadrant changes while the Y-axis is moving in the negative direction, and the Y-axis continues to be driven in the negative direction and the X-axis is switched to be driven in the negative direction, the speed for the Y-axis remains the same as before. However, since the positional deviation of the X-axis becomes "0", the torque command value becomes small, the servo motor cannot reverse immediately due to friction, and the backlash of the feed screw that feeds the table causes the table to Since the movement of the workpiece cannot be immediately reversed, the movement of the workpiece in the X-axis direction cannot follow the movement command and is delayed. As a result, quadrant protrusions are generated on the cutting arc surface.
従来、この象限突起をなくすため、あるいは減らすため
、移動方向の反転時に位置信号に位置のバックラッシュ
補正を行うと共に速度指令に適当な値(加速量)を加え
てサーボ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を行っている。Conventionally, in order to eliminate or reduce this quadrant protrusion, position backlash correction was performed on the position signal when the moving direction was reversed, and an appropriate value (acceleration amount) was added to the speed command to accelerate the servo motor in the reverse direction. This is called backlash acceleration, which reduces the quadrant protrusion.
そして、バックラッシュ加速後、位置のフィードバック
パルスを積算し、その積算値がある値以上になるとバッ
クラッシュ加速を停止させるなどの制御を行っている。After backlash acceleration, position feedback pulses are integrated, and when the integrated value exceeds a certain value, control is performed such as stopping backlash acceleration.
発明が解決しようとする課題
しかし、機械によってバックラッシュ量や摩擦の大きさ
が異なっているため、最適なバックラッシュ加速量を見
つけることが難しいという問題がある。Problems to be Solved by the Invention However, since the amount of backlash and the magnitude of friction differ depending on the machine, there is a problem that it is difficult to find the optimal amount of backlash acceleration.
バックラッシュ加速量が少ないと、上述したように象限
突起が生じる。また、バックラッシュ加速量が大きすぎ
るとバックラッシュや摩擦トルクを補正する以上に反転
した軸が移動して、切削円弧面を内側に切り込むことに
なる。そのため、機械毎にバックラッシュ加速量を厳密
に設定しなければならないという難しい問題がある。ま
た、切削速度等の条件が変化すると、最適バックラッシ
ュ加速量も異なってくる等の問題もある。When the amount of backlash acceleration is small, quadrant protrusions occur as described above. Furthermore, if the amount of backlash acceleration is too large, the inverted shaft will move more than the backlash and friction torque can be corrected, causing the cutting arc surface to cut inward. Therefore, there is a difficult problem in that the amount of backlash acceleration must be set strictly for each machine. Further, there is a problem in that when conditions such as cutting speed change, the optimum amount of backlash acceleration also changes.
そこで、本発明の目的は、バックラッシュ加速の制御の
負担を低減し、象限突起及び内側への切り込みすぎを防
止できるサーボモータのバックラッシュ補正制御方式を
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a backlash correction control system for a servo motor that can reduce the burden of controlling backlash acceleration and prevent quadrant protrusions and excessive inward cutting.
課題を解決するための手段
本発明は、バックラッシュ加速量を速度指令に加算する
期間速度ループゲインを設定所定量だけ上昇させて速度
制御を行う。特に、バックラッシュ加速量を加算する期
間中、速度指令からサーボモータの実速度を減じた速度
偏差に設定所定値を乗じた値にバックラッシュ加速量を
加算し、この加算した値を積分し、この積分値に積分ゲ
インを乗じた値を速度ループの積分器の出力とすること
によって速度ループのゲインを上昇させ速度制御を行い
、象限突起及び切り込みすぎのない切削加工ができるよ
うにした。Means for Solving the Problems The present invention performs speed control by increasing the period speed loop gain by a predetermined amount during which the amount of backlash acceleration is added to the speed command. In particular, during the period of adding the backlash acceleration amount, the backlash acceleration amount is added to the speed deviation obtained by subtracting the actual speed of the servo motor from the speed command multiplied by a predetermined set value, and this added value is integrated. The value obtained by multiplying this integral value by the integral gain is used as the output of the integrator of the speed loop to increase the gain of the speed loop and perform speed control, thereby making it possible to perform cutting without quadrant protrusions or excessive depth of cut.
作用
例えば、サーボモータが正方向に駆動されているとする
。そして、象限が変わり該サーボモータの駆動方向が負
の方向に切換えられる直前においては、位置偏差値は「
0」に近づいて(る。そしてサーボモータの実速度は遅
くなり、サーボモータへのトルク指令値は速度ループの
積分器の出力が主要な割合となる。そして、位置偏差値
が「0」となった時点では速度ループの積分器はサーボ
モータを正方向に駆動する分の出力を出しており、この
積分器の出力によるトルク指令値でサーボモータは正方
向に駆動されている状態であるが、摩擦のためサーボモ
ータは停止状態となる。そこで、エラーカウンタに位置
のバックラッシュ補正量を加算すると共にバックラッシ
ュ加速量を速度指令に加算して、バックラッシュ補正を
行うこととなるが、前述したように速度ループの積分器
には正の値の積分値が残っており、この正の積分値を打
ち消し、さらにサーボモータを負の方向に駆動するには
、積分器の積分値を速かに負の値にし、静摩擦に打ち勝
つためのトルク指令値をサーボモータに出力しなければ
ならない。そこで、本発明は、バックラッシュ補正期間
(バックラッシュ加速量を加える期間)、速度ループの
ゲインを上昇させ、速かに積分器の積分値を上昇させ、
静摩擦に打ち勝つ負の積分器出力を出させ、トルク指令
値としサーボモータを駆動させる。その結果、バックラ
ッシュ加速量を厳密に設定する必要がなく、バックラッ
シュ加速量の負担を低減することができる。For example, assume that the servo motor is being driven in the forward direction. Then, just before the quadrant changes and the drive direction of the servo motor is switched to the negative direction, the position deviation value is "
Then, the actual speed of the servo motor becomes slow, and the output of the integrator of the speed loop becomes the main proportion of the torque command value to the servo motor.Then, the position deviation value approaches "0". At the point when , the servo motor comes to a stop state due to friction.Therefore, backlash correction is performed by adding the position backlash correction amount to the error counter and adding the backlash acceleration amount to the speed command. As shown above, a positive integral value remains in the velocity loop integrator, and in order to cancel this positive integral value and further drive the servo motor in the negative direction, the integral value of the integrator must be made faster. It is necessary to output a torque command value to the servo motor to overcome static friction by setting it to a negative value.Therefore, the present invention increases the gain of the speed loop during the backlash correction period (the period in which the backlash acceleration amount is added). and quickly increase the integral value of the integrator,
A negative integrator output is generated to overcome static friction, which is used as a torque command value to drive the servo motor. As a result, it is not necessary to strictly set the backlash acceleration amount, and the burden of the backlash acceleration amount can be reduced.
また、バックラッシュ加速量が大きすぎて、サーボモー
タが反転時に行きすぎオーバーシュートが生じても、こ
のオーバーシュートにより位置偏差が反転し、その反転
した値が上昇させたゲインによって速かに積分器の積分
値を減少させるから、オーバーシュートも速かに修正さ
れ、加工面に内側に切り込みが生じることも防止できる
。In addition, even if the amount of backlash acceleration is too large and overshoot occurs when the servo motor reverses, the position error will be reversed due to this overshoot, and the inverted value will be quickly integrated into the integrator due to the increased gain. Since the integral value of is reduced, overshoot can be quickly corrected, and it is also possible to prevent inward cuts from occurring on the machined surface.
実施例
第1図は、本発明を実施する一実施例のブロック線図で
、速度ループ制御をIP制御(積分、比例制御)する例
を示している。従来のサーボ系のブロック線図と相違す
る点は、符号2の伝達関数が加えられている点である。Embodiment FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, showing an example in which speed loop control is IP controlled (integral, proportional control). The difference from the conventional servo system block diagram is that a transfer function numbered 2 is added.
すなわち、伝達関数1のKPは位置ループにおけるポジ
ションゲイン、伝達関数2は、バックラッシュ補正が行
われないときはパラメータαの値が「0」にされ、バッ
クラッシュ補正を行うときにはパラメータαの値が設定
値にセットされ、速度ループのゲインを上昇させるもの
である。伝達関数3,4は速度ループの積分器の伝達関
数でに1は積分ゲインを表す。伝達関数5のに2は速度
ループの比例ゲイン、伝達関数6は電流ループを表し、
通常ゲインは「1」である。また、伝達関数7はサーボ
モータの伝達関数を表し、Jmはモータイナーシャ、K
tはトルク定数である。伝達関数8はモータの速度を積
分し位置を求める伝達関数である。That is, KP in transfer function 1 is the position gain in the position loop, and in transfer function 2, the value of parameter α is set to 0 when backlash correction is not performed, and the value of parameter α is set to 0 when backlash correction is performed. It is set to a set value and increases the gain of the velocity loop. Transfer functions 3 and 4 are transfer functions of the integrator of the velocity loop, and 1 represents the integral gain. In transfer function 5, 2 represents the proportional gain of the speed loop, and transfer function 6 represents the current loop.
Normal gain is "1". In addition, transfer function 7 represents the transfer function of the servo motor, Jm is motor inertia, and K
t is a torque constant. The transfer function 8 is a transfer function that integrates the speed of the motor to determine the position.
バックラッシュ補正が行われないときには、パラメータ
αの値は「0」にセットされ、従来と同様のサーボモー
タの制御が行われる。When backlash correction is not performed, the value of the parameter α is set to "0", and the servo motor is controlled in the same manner as in the past.
バックラッシュ補正が行われないときには、数値制御装
置から出力された位置指令Pcからサーボモータに取付
けられたパルスコーダ等の検出器で検出された位置のフ
ィードバック信号Pfを減じて位置偏差を求め、ポジシ
ョンゲインKPを乗じて速度指令Vcを求め、該速度指
令Vcからパルスコーダ等で検出されるモータの実速度
のフィードバック信号Vfを減じて速度偏差を求め、バ
ックラッシュ補正時でないときはパラメータα=0、バ
ックラッシュ加速量BA=Oであるから、上記速度偏差
を積分しく蓄積し)、積分値■を求め、これに積分ゲイ
ンに1を乗じた値から速度フィードバック信号Vfに比
例ゲインに2を乗じた値を減じてトルク指令値Tcを求
め、電流ループ6に引き渡し、サーボモータを制御する
。When backlash correction is not performed, the position feedback signal Pf detected by a detector such as a pulse coder attached to the servo motor is subtracted from the position command Pc output from the numerical control device to obtain the position deviation, and the position gain The speed command Vc is obtained by multiplying by KP, and the speed deviation is obtained by subtracting the feedback signal Vf of the actual speed of the motor detected by a pulse coder etc. from the speed command Vc.If it is not during backlash correction, the parameter α=0, Since the rush acceleration amount BA=O, the above velocity deviation is integrally accumulated), the integral value is obtained, and the value obtained by multiplying the integral gain by 1 is obtained by multiplying the velocity feedback signal Vf by the proportional gain by 2. The torque command value Tc is determined by subtracting the torque command value Tc, which is passed to the current loop 6 to control the servo motor.
また、位置指令Pcの符号が変わるとき、すなわち、サ
ーボモータの回転方向が反転するとき、数値制御装置か
ら位置のバックラッシュ補正量が出力され、位置偏差が
「0」になったとき、このときバックラッシュ補正量が
位置偏差に加算されれると共に設定されたバックラッシ
ュ加速量が加算される。これまでの動作は従来のバック
ラッシュ補正と同じであるが、本発明においては、さら
にパラメータαの値が設定値の値にセットされ、速度ル
ープのゲインを上げる。サーボモータの回転方向が反転
する直前はサーボモータの回転速度は「0」に近づき、
サーボモータは速度ループの積分器の出力によるトルク
指令値Tcによって駆動され、サーボモータの回転が停
止する状態では、摩擦抵抗によってサーボモータの出力
トルクが打ち消される状態で停止することとなる。すな
わち、積分器の出力はサーボモータを今までと同じ方向
に駆動しようとする出力(例えばプラス方向の出力)を
出している。そこで、位置のバックラッシュ補正量が位
置偏差に加算され、バックラッシュ加速量が加算される
と、位置偏差にポジションゲインKPが乗じられ、速度
指令が求められ、さらに設定されたパラメータαによっ
てその速度指令が(1+a)倍され(速度フィードバッ
ク信号は「0」)、これにバックラッシュ加速量が加算
されるから、積分器の積分値は急速に反転し、摩擦抵抗
に打ち勝って反転方向(例えばマイナス方向)にサーボ
モータを駆動するだけのトルク指令値TCを出すように
なる。その結果、サーボモータの回転方向の反転が速か
に行われ、象限突起を減少させることとなる。また、バ
ックラッシュ加速量が少し大きく設定されていて、サー
ボモータの反転時のモータ速度が速度指令Vcより速く
なっても、パラメータαによってゲインが上げられてい
るので、積分器の積分値は急速に小さくなり、オーバー
シュートはただちに改善され、切削面の内側への切り込
みも少なくなる。Also, when the sign of the position command Pc changes, that is, when the rotation direction of the servo motor is reversed, when the position backlash correction amount is output from the numerical control device and the position deviation becomes "0", at this time The backlash correction amount is added to the positional deviation, and the set backlash acceleration amount is also added. The operation up to now is the same as the conventional backlash correction, but in the present invention, the value of the parameter α is further set to the set value to increase the gain of the speed loop. Immediately before the rotation direction of the servo motor is reversed, the rotation speed of the servo motor approaches "0",
The servo motor is driven by the torque command value Tc based on the output of the integrator of the speed loop, and when the servo motor stops rotating, it stops with the output torque of the servo motor being canceled by frictional resistance. That is, the output of the integrator is an output that attempts to drive the servo motor in the same direction as before (for example, an output in the positive direction). Therefore, when the position backlash correction amount is added to the position deviation and the backlash acceleration amount is added, the position deviation is multiplied by the position gain KP to obtain the speed command, and the speed is determined by the set parameter α. Since the command is multiplied by (1+a) (speed feedback signal is "0") and the backlash acceleration amount is added to this, the integral value of the integrator rapidly reverses, overcomes the frictional resistance, and moves in the reverse direction (for example, negative A torque command value TC sufficient to drive the servo motor in the direction) is now issued. As a result, the rotational direction of the servo motor is rapidly reversed, and the number of quadrant protrusions is reduced. In addition, even if the backlash acceleration amount is set a little large and the motor speed when the servo motor is reversed becomes faster than the speed command Vc, the gain is increased by the parameter α, so the integral value of the integrator will rapidly change. , the overshoot is immediately improved and there is less inward cutting of the cutting surface.
第2図は本発明の一実施例を実施するNC工作機械のブ
ロック図で、符号11はコンピュータ内蔵の数値制御装
置(以下、CNCという)、符号12は共有メモリで、
CNC11から構成される装置指令等をデジタルサーボ
回路13に受は渡したり、デジタルサーボ回路13から
出力される信号をCNCIIへ受は渡す作用を行う。ま
た、デジタルサーボ回路13は、プロセッサ(CPU)
。FIG. 2 is a block diagram of an NC machine tool implementing an embodiment of the present invention, in which numeral 11 is a numerical control device with a built-in computer (hereinafter referred to as CNC), numeral 12 is a shared memory,
It serves to pass device commands and the like configured from the CNC 11 to the digital servo circuit 13, and to pass signals output from the digital servo circuit 13 to the CNC II. Further, the digital servo circuit 13 is a processor (CPU)
.
ROM、RAM等を有し、工作機械14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、
各軸のサーボモータを駆動制御する。It has ROM, RAM, etc., and executes processing of the servo circuit that drives the servo motor of the machine tool 14 using software,
Drive and control the servo motor for each axis.
なお、第2図に示すようなデジタルサーボ回路付きのN
C工作機械はすでに公知であるので、その詳細な説明は
省略する。In addition, N with a digital servo circuit as shown in Figure 2
Since the C machine tool is already known, a detailed explanation thereof will be omitted.
第3図は同実施例におけるデジタルサーボ回路13のプ
ロセッサが所定用期毎実行する速度ループ処理のフロー
チャートである。FIG. 3 is a flowchart of a speed loop process executed at predetermined intervals by the processor of the digital servo circuit 13 in the same embodiment.
まず、CNC11からバックラッシュ補正指令として、
位置のバックラッシュ補正量が送られてきたか否か判断
しくステップS1)、送られてきてなければ、タイマT
が「0」か否か判断しくステップS6)、タイマTが「
0」ならば、位置ループで算出された速度指令Vcから
バルスコーダ等からの速度フィードバック信号Vfを減
じて速度偏差を求め、この速度偏差を積算するレジスタ
R(1)に加算し、積分値■を得る(ステップS9)。First, as a backlash correction command from the CNC 11,
It is determined whether or not the position backlash correction amount has been sent (step S1). If not, the timer T
is "0" or not (step S6), timer T is "0" or not.
0'', subtract the speed feedback signal Vf from the pulse coder etc. from the speed command Vc calculated in the position loop to find the speed deviation, add this speed deviation to the register R (1) for integrating, and calculate the integral value ■. (Step S9).
そして、このレジスタR(1)に記憶された積分値Iに
積分ゲインに1を乗じた値から速度フィードバック信号
Vfに比例ゲインに2を乗じた値を減じてトルク指令値
Tcを求め、このトルク指令値Tcを電流ループへ引き
渡しくステップS 10゜511)、当該周期の速度ル
ープの処理を終了する。すなわち、従来と同様の速度ル
ープ処理を行う。Then, the torque command value Tc is obtained by subtracting the value obtained by multiplying the speed feedback signal Vf by the proportional gain by 2 from the value obtained by multiplying the integral value I stored in this register R(1) by the integral gain by 1. The command value Tc is transferred to the current loop in step S10 (511), and the processing of the speed loop in the corresponding cycle is ended. That is, velocity loop processing similar to the conventional one is performed.
一方、CNCIIからバックラッシュ補正指令が出力さ
れ、それをステップS1で検出すると、プロセッサはエ
ラーカウンタに記憶する位置偏差値の符号が反転したか
否か判断する(ステップS2)。すなわち、バックラッ
シュ補正量の符号が正であれば位置偏差値が「0」もし
くは正の値になったか否か、また、バックラッシュ補正
量の符号が負であれば、位置偏差値が「0」もしくは負
の値になったか否か判断し、位置偏差値の符号が反転し
てなければステップ86.89〜811の前述した処理
を行う。そして、位置偏差値の符号が反転すれば、タイ
マTを設定値にセットし、位置のバックラッシュ補正デ
ータ(補正量)をエラーカウンタに加算し、バックラッ
シュ補正データをクリアする(ステップ83〜S5)。On the other hand, when a backlash correction command is output from the CNCII and detected in step S1, the processor determines whether the sign of the position deviation value stored in the error counter has been reversed (step S2). In other words, if the sign of the backlash correction amount is positive, it is determined whether the position deviation value is "0" or a positive value, and if the sign of the backlash correction amount is negative, the position deviation value is "0". ” or a negative value, and if the sign of the positional deviation value is not reversed, the above-described processes of steps 86 and 89 to 811 are performed. If the sign of the position deviation value is reversed, the timer T is set to the set value, the position backlash correction data (correction amount) is added to the error counter, and the backlash correction data is cleared (steps 83 to S5). ).
次に、タイマTが「0」か否か判断し、「0」でないの
で、速度指令Vcから速度フィードバック信号Vfを減
じた値に設定パラメータαに「1」加算した値を乗じた
値を積分器としてのレジスタR(1)に加算すると共に
設定されたバックラッシュ加速量BAを加算し、タイマ
Tから「1」減算する(ステップS6〜88)。そして
、上記レジスタR(1)の値に積分ゲインに1を乗じた
値から速度フィードバック信号Vfに比例ゲインに2を
乗じた値を減じてトルク指令値Tcを求め、電流ループ
へ引き渡しくステップ310,811)、当該周期の′
速度ループ処理を終了する。Next, it is determined whether the timer T is "0" or not, and since it is not "0", the value obtained by subtracting the speed feedback signal Vf from the speed command Vc is multiplied by the value obtained by adding "1" to the setting parameter α, and the value is integrated. In addition, the set backlash acceleration amount BA is added to the register R(1) as a device, and "1" is subtracted from the timer T (steps S6 to S88). Then, the torque command value Tc is obtained by subtracting the value obtained by multiplying the speed feedback signal Vf and the proportional gain by 2 from the value obtained by multiplying the integral gain by 1 and the value of the register R(1), and the torque command value Tc is transferred to the current loop.Step 310 , 811), ' of the period
End speed loop processing.
次の周期では、バックラッシュ補正データがステップS
5でクリアされているから、ステップS1からステップ
S6へ移行し、タイマTが「0」でなれば前述同様ステ
ップS7.S8.SIO。In the next cycle, the backlash correction data is
5, the process moves from step S1 to step S6, and if the timer T is "0", step S7. S8. S.I.O.
S11の処理を行う。すなわち、タイマTにセットされ
た時間に達するまで、バックラッシュ加速補正を行うと
共に、ゲインをパラメータ6分上昇させた処理(ステッ
プ87)を行って積分処理を行う。The process of S11 is performed. That is, until the time set in the timer T is reached, backlash acceleration correction is performed and the gain is increased by a parameter of 6 (step 87) to perform the integration process.
そして、タイマTが「0」になるとステップS6からス
テップS9へ移行し、通常の速度ループ処理に戻る。Then, when the timer T reaches "0", the process moves from step S6 to step S9 and returns to normal speed loop processing.
以上が本実施例の動作処理であるが、上記実施例におい
ては、速度ループの制御をIP制御(積分、比例制御)
で行った例を示したが、PI制御(比例、積分制御)で
行う場合も同様で、サーボモータの反転時に積分器の積
分値を急速に反転するために積分器に入力される速度偏
差を設定バックラッシュ補正期間中(1+α)倍し、か
つ、バックラッシュ加速量を加算するようにすればよい
。The above is the operation processing of this embodiment. In the above embodiment, the speed loop is controlled by IP control (integral, proportional control).
Although we have shown an example using PI control (proportional, integral control), the same applies to PI control (proportional, integral control). What is necessary is to multiply it by (1+α) and add the backlash acceleration amount during the set backlash correction period.
また、バックラッシュ加速量は速度指令値に加算するよ
うにしてもよい。Further, the amount of backlash acceleration may be added to the speed command value.
発明の効果
本発明においては、サーボモータの回転方向反転時に速
度ループのゲインを上昇させ、速度ループの積分器の積
分値出力を急速に反転させ、トルク指令値を急速に反転
させてサーボモータを駆動するようにしたから、反転す
るサーボモータの遅れは少なくなり、象限突起を減少さ
せることができる。しかも、速度ループのゲインが上昇
しているので、バックラッシュ加速量が大きすぎて、反
転時のサーボモータの速度がオーバーシュートしたとし
てもそのオーバーシュートは速かに停止されるので、切
削面の内側への切り込みも少なくなり、バックラッシュ
加速量を機械毎に厳密に設定しなくても、象限突起及び
切り込みすぎを減少させることができ、バックラッシュ
加速の負担を低減させることができる。Effects of the Invention In the present invention, when the rotational direction of the servo motor is reversed, the gain of the speed loop is increased, the integral value output of the integrator of the speed loop is rapidly reversed, and the torque command value is rapidly reversed to control the servo motor. Since it is driven, the delay of the servo motor for reversing is reduced, and the number of quadrant protrusions can be reduced. Moreover, since the gain of the speed loop has increased, even if the backlash acceleration is too large and the servo motor speed overshoots during reversal, the overshoot is quickly stopped, so the cutting surface Inward cutting is also reduced, and quadrant protrusions and excessive cutting can be reduced without strictly setting the amount of backlash acceleration for each machine, and the burden of backlash acceleration can be reduced.
第1図は本発明の一実施例におけるサーボ系のブロック
線図、第2図は同実施例を実施するCNC工作機械のブ
ロック図、第3図は同実施例におけるデジタルサーボ回
路のプロセッサが行う速度ループ処理のフローチャート
である。
KP・・・ポジションゲイン、α・・・パラメータ、B
A・・・バックラッシュ加速量、kl・・・積分ゲイン
、k2・・・比例ゲイン。Fig. 1 is a block diagram of a servo system in one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of a CNC machine tool implementing the same embodiment, and Fig. 3 is a block diagram of a digital servo circuit processor in the same embodiment. It is a flowchart of speed loop processing. KP...Position gain, α...Parameter, B
A...backlash acceleration amount, kl...integral gain, k2...proportional gain.
Claims (1)
クラッシュ補正制御方式において、バックラッシュ加速
量を速度指令に加算する期間速度ループゲインを設定所
定量だけ上昇させて速度制御を行うことを特徴とするサ
ーボモータのバックラッシュ補正制御方式。(2)工作
機械の送り軸を駆動するサーボモータのバックラッシュ
補正制御方式において、バックラッシュ加速量を加算す
る期間中、速度指令からサーボモータの実速度を減じた
速度偏差に設定所定値を乗じて得られた値にバックラッ
シュ加速量を加算し、この加算した値を積分し、この積
分値に積分ゲインを乗じた値を速度ループの積分器の出
力としたことを特徴とするサーボモータのバックラッシ
ュ補正制御方式。(1) In a backlash correction control method for a servo motor that drives the feed axis of a machine tool, speed control is performed by increasing the speed loop gain by a predetermined amount during the period in which the amount of backlash acceleration is added to the speed command. A backlash correction control method for servo motors. (2) In a backlash correction control method for a servo motor that drives the feed axis of a machine tool, during the period in which backlash acceleration is added, the speed deviation obtained by subtracting the actual speed of the servo motor from the speed command is multiplied by a predetermined value. A servo motor characterized in that a backlash acceleration amount is added to the value obtained by the above, the added value is integrated, and the value obtained by multiplying this integrated value by an integral gain is set as the output of the integrator of the speed loop. Backlash correction control method.
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