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JPH06161559A - Position controller - Google Patents

Position controller

Info

Publication number
JPH06161559A
JPH06161559A JP31513192A JP31513192A JPH06161559A JP H06161559 A JPH06161559 A JP H06161559A JP 31513192 A JP31513192 A JP 31513192A JP 31513192 A JP31513192 A JP 31513192A JP H06161559 A JPH06161559 A JP H06161559A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
command
motor
output
speed
adder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP31513192A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Shiyouji
敦司 正子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP31513192A priority Critical patent/JPH06161559A/en
Publication of JPH06161559A publication Critical patent/JPH06161559A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Numerical Control (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the accuracy of contour control by performing stick motion correction without the effect of plus and minus pulse vibrations in the position controller constituting a numerical controller. CONSTITUTION:This position controller provided with friction correction is equipped with a dead zone setting part 14 with respect to a velocity command and a dynamic characteristic model 15 for a position command signal, and an output from the dynamic characteristic model is used for an input to a decision equipment 11 to decide the code of a friction correcting current.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、NC工作機械やロボッ
トに用いる位置制御装置に関し、特に円弧加工の象限切
り替わり点に発生するスティックモーションの抑制方式
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position control device used for an NC machine tool or a robot, and more particularly to a system for suppressing stick motion occurring at a quadrant switching point of arc machining.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は、従来のフリクション補正をもつ
位置制御方式のブロック図である。図2において、第1
の加算器1は、位置指令信号と位置フィードバック信号
とを入力し、それらの差分を累積器2へ出力する。累積
器2は、単位時間毎の位置指令信号と位置フィードバッ
ク信号との差分を累積し、累積結果である位置偏差量を
第1の乗算器3に出力する。第1の乗算器3は、累積器
2の出力に位置制御の応答性を決めるゲインK1 を乗算
し、速度指令信号を生成する。4は第2の加算器であ
り、速度指令信号と、位置フィードバック信号を微分器
10で時間微分して得られる速度フィードバック信号と
を入力し、それらの差分を速度制御部5へ出力する。速
度制御部5は、第2の加算器4の出力である速度偏差を
入力して速度偏差を0にするようにモータ8の回転速度
を制御するものである。第3の加算器6は、速度制御部
5の出力と、第2の乗算器13の出力であるフリクショ
ン補正電流とを入力し、それらの和をトルク電流指令と
して電流制御部7に出力する。電流制御部7はモータ8
にトルク電流指令の電流を流す。エンコーダ9は、モー
タの回転位置を検出し、モータ移動量をパルス単位で出
力する。微分器10は、エンコーダ9からの出力を時間
微分し速度フィードバック信号として第2の加算器4に
出力する。判定器11は、速度指令の符号を判定し、符
号が負から正に変化してより再び負になるまでの間+1
を、符号が正から負に変化してより再び正になるまでの
間−1を第2の乗算器13に出力する。フリクション補
正電流パラメータ設定器12は、機械系の静止摩擦力に
相当するトルク電流値の絶対値を設定する。第2の乗算
器13は、フリクション補正電流パラメータ値と、判定
器11の出力とを乗算し、トルク電流指令として第3の
加算器6に出力する。以上がフリクション補正をもつ位
置制御装置の概略である。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a block diagram of a conventional position control system having friction correction. In FIG. 2, the first
The adder 1 receives the position command signal and the position feedback signal and outputs the difference between them to the accumulator 2. The accumulator 2 accumulates the difference between the position command signal and the position feedback signal for each unit time, and outputs the position deviation amount that is the accumulation result to the first multiplier 3. The first multiplier 3 multiplies the output of the accumulator 2 by a gain K 1 that determines the responsivity of position control to generate a speed command signal. Reference numeral 4 denotes a second adder, which inputs a speed command signal and a speed feedback signal obtained by differentiating a position feedback signal by a differentiator 10 with time, and outputs a difference between them to the speed control unit 5. The speed control unit 5 inputs the speed deviation output from the second adder 4 and controls the rotation speed of the motor 8 so that the speed deviation becomes zero. The third adder 6 inputs the output of the speed control unit 5 and the friction correction current which is the output of the second multiplier 13, and outputs the sum thereof as a torque current command to the current control unit 7. The current controller 7 is a motor 8
Apply the torque current command current to the. The encoder 9 detects the rotational position of the motor and outputs the motor movement amount in pulse units. The differentiator 10 time-differentiates the output from the encoder 9 and outputs it to the second adder 4 as a speed feedback signal. The determiner 11 determines the sign of the speed command, and is +1 until the sign changes from negative to positive and becomes negative again.
Is output to the second multiplier 13 until the sign changes from positive to negative and becomes positive again. The friction correction current parameter setter 12 sets the absolute value of the torque current value corresponding to the static friction force of the mechanical system. The second multiplier 13 multiplies the friction correction current parameter value by the output of the determiner 11, and outputs it as a torque current command to the third adder 6. The above is the outline of the position control device having friction correction.

【0003】一例として円弧補間時にモータの回転方向
がCW方向からCCW方向に変化した場合の応答である
図3について考える。ここで速度指令は、速度制御部
の動特性を省略した場合、位置指令に対して時定数1
/Kの遅れがある。CW方向回転時は動摩擦力が働いて
おり、電流指令Id が発生している。CWからCCWへ
の回転方向の切り替わり点Aでは一度速度が0となるた
め静止摩擦力が働く。
As an example, consider FIG. 3, which is the response when the rotation direction of the motor changes from the CW direction to the CCW direction during circular interpolation. Here, the speed command has a time constant of 1 with respect to the position command when the dynamic characteristics of the speed controller are omitted.
There is a delay of / K. During the rotation in the CW direction, the dynamic frictional force is working, and the current command I d is generated. At the switching point A of the rotation direction from CW to CCW, the speed becomes once 0, and thus the static friction force acts.

【0004】この静止摩擦力と、動摩擦力の符号の逆転
に要する時間遅れとのために、フリクション補正を用い
ない場合は、の速度応答となって形状誤差を生じる。
このスティックモーションによる形状誤差が真円度を悪
くする原因となっている。この時の電流指令はであ
る。フリクション補正を用いた場合、判定器11からの
出力はであり、フリクション補正電流Id が電流指
令に加えられ、電流指令はになる。その結果、モータ
の速度応答はの様になり、回転方向切り替わり点での
スティックモーションを減らし、真円度を向上すること
が出来る。
Due to the static friction force and the time delay required for reversing the sign of the dynamic friction force, if friction correction is not used, a velocity response of results in a shape error.
The shape error due to this stick motion causes the roundness to deteriorate. The current command at this time is. When the friction correction is used, the output from the determiner 11 is, the friction correction current I d is added to the current command, and the current command becomes. As a result, the speed response of the motor becomes as follows, and it is possible to reduce the stick motion at the rotation direction switching point and improve the roundness.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
この種の位置制御方式では、モータが停止しているとき
に位置フィードバック信号パルスの最小単位である±パ
ルスの間隔の振動が起こり得る。すなわち、何等かの外
乱が働いた場合にモータは元の位置に戻ろうとする制御
がかかるため、停止位置を中心として一種のリミットサ
イクルを生ずることがある。
However, in general, in this type of position control system, vibration of ± pulse intervals, which is the minimum unit of position feedback signal pulses, can occur when the motor is stopped. That is, when some kind of disturbance acts, the motor is controlled to return to the original position, so that a kind of limit cycle may occur around the stop position.

【0006】通常はこのような1パルス振動は振幅が小
さく、機械系の摩擦などの影響で減衰する場合が多いた
め余り問題とならないが、従来の位置制御装置では、判
定器に±1パルス信号が入力されるので、フリクション
補正電流がモータの回転を加速する向きに出力されるこ
ととなり、フリクション補正を用いない場合と比較して
振動が増大し、機械によっては発振を起こすという欠点
がある。
Usually, such a one-pulse vibration has a small amplitude and is often attenuated by the influence of friction of a mechanical system, so that it does not cause a problem so much. However, in the conventional position control device, ± 1 pulse signal is given to the judging device. Is input, the friction correction current is output in the direction of accelerating the rotation of the motor, and the vibration increases as compared with the case where the friction correction is not used, and there is a drawback that oscillation occurs depending on the machine.

【0007】そこで、本発明の技術的課題は、上記欠点
に鑑み、±1パルス信号の入力に際しても機械振動を抑
制しうる位置制御装置を提供することである。
In view of the above-mentioned drawbacks, a technical object of the present invention is to provide a position control device capable of suppressing mechanical vibration even when inputting ± 1 pulse signals.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、モータ
回転指令量とモータのエンコーダからの位置フィードバ
ック信号とを比較し、それらの差分を出力する第1の加
算器と、この第1の加算器の出力を累積して出力する累
積器と、この累積器の出力にゲインを乗じてモータ速度
指令として出力する第1の乗算器と、速度指令と速度フ
ィードバックとを入力しそれらの差分を出力する第2の
加算器と、この第2の加算器の出力である速度偏差を0
にするよう制御する速度制御部と、速度制御部の出力で
あるトルク電流指令をモータに流す電流制御部と、入力
信号の符号変化を判定し速度指令と同一の符号を出力す
る判定器と、機械系の静止摩擦力に相当するトルク電流
値の絶対値を設定するフリクション補正電流パラメータ
部と、前記判定器からの出力とフリクション補正電流パ
ラメータとを乗算する第2の乗算器、及び、第2の乗算
器からの出力と速度制御部の出力を加算して電流制御部
に出力する第3の加算器と、速度指令を前記判定器への
入力とし、その入力に対して所定の不感帯を設定する不
感帯設定部とすることを特徴とする位置制御装置が得ら
れる。
According to the present invention, there is provided a first adder which compares a motor rotation command amount with a position feedback signal from an encoder of the motor and outputs a difference between them, and the first adder. An accumulator for accumulating and outputting the output of the adder, a first multiplier for multiplying the output of this accumulator by a gain and outputting as a motor speed command, and a speed command and a speed feedback are input and the difference between them is input. The second adder that outputs and the speed deviation that is the output of this second adder
A speed control unit for controlling to, a current control unit for supplying a torque current command, which is the output of the speed control unit, to the motor, and a determiner that determines the sign change of the input signal and outputs the same sign as the speed command, A friction correction current parameter unit that sets an absolute value of a torque current value corresponding to the static friction force of the mechanical system, a second multiplier that multiplies the output from the determination unit and the friction correction current parameter, and a second A third adder that adds the output from the multiplier to the output of the speed control unit and outputs it to the current control unit, and a speed command as an input to the determination unit, and a predetermined dead zone is set for the input. A dead zone setting unit is provided.

【0009】また、本発明によれば、上記の位置制御装
置において、位置指令を入力とし、電流指令に対する動
特性を推測して出力する動特性モデルを、前記判定器へ
の入力とし、この動特性モデルの出力を用いることを特
徴とする位置制御装置が得られる。
Further, according to the present invention, in the above position control device, a position characteristic is input, and a dynamic characteristic model for estimating and outputting a dynamic characteristic with respect to a current instruction is input to the judging device, and this dynamic characteristic model is input. A position control device is obtained which is characterized by using the output of the characteristic model.

【0010】[0010]

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【0011】図1は、本発明の位置制御装置のブロック
図である。図2と共通のものは同一記号を付している。
FIG. 1 is a block diagram of the position control device of the present invention. The same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same symbols.

【0012】第1の実施例は、図2に示す従来制御方式
に加えて、不感帯設定部14を有している。不感帯設定
部14は、速度指令を入力とし、入力された速度指令信
号パルス数が、任意に設定した不感帯を越えた値である
ときにのみ、その符号を判定器11に出力する。
The first embodiment has a dead zone setting section 14 in addition to the conventional control system shown in FIG. The dead zone setting unit 14 receives the speed command as an input, and outputs the code to the determiner 11 only when the input speed command signal pulse number has a value exceeding the arbitrarily set dead zone.

【0013】この不感帯幅をフィードバック信号の±1
パルス振動による速度指令の変動幅より大きく、例えば
2パルスと設定することにより、±1パルス振動に追従
してのフリクション補正電流の符号変化を防ぐことが出
来る。また、数パルス程度の不感帯であれば本来のフリ
クション補正効果にほとんど影響を与えることはない。
この結果、停止時の±1パルス振動に影響されることな
くフリクション補正を有効とすることが出来る。
This dead band width is ± 1 of the feedback signal.
It is possible to prevent the sign change of the friction correction current following ± 1 pulse vibration by setting the fluctuation width of the speed command larger than the fluctuation range of the pulse vibration, for example, 2 pulses. Further, if the dead zone is about several pulses, the original friction correction effect is hardly affected.
As a result, friction correction can be made effective without being affected by ± 1 pulse vibration at the time of stop.

【0014】次に、第2の実施例においては、判定器1
1の入力となる信号が、速度指令ではなく位置指令を基
本とする点、及び位置指令の動特性モデル15を有する
点を特徴とする。従来制御方式の問題点である停止時の
±1パルス振動の増大は、外乱等により位置フィードバ
ック信号を入力し、その結果速度指令が発生することに
原因があるが、位置指令は停止時には何も出力せず安定
している。
Next, in the second embodiment, the determiner 1
The input signal 1 is characterized by the point that the position command is the basis instead of the speed command and that the position command has the dynamic characteristic model 15. The increase of ± 1 pulse vibration at the stop, which is a problem of the conventional control method, is caused by the input of the position feedback signal due to disturbance or the like, and as a result, the speed command is generated. It is stable without output.

【0015】従って位置指令を判定器11の入力とする
ことにより、フリクション補正による±1パルス振動の
増大を避けることが出来る。位置指令に対して実際の電
流指令は乗算器のゲインK1 によって定まる位置ループ
の動特性と、速度制御部の動特性のため、時間的に遅れ
を持っている。動特性モデル15はこれらの動特性を位
置指令に対して補正するものであり、動特性モデル15
の出力を判定器11の入力することにより実際の電流指
令にあわせたフリクション補正をかけることが出来る。
動特性モデルの一例としては、速度制御部の動特性を省
略した位置ループの特性、すなわち時定数1/Kの一次
遅れを用いることが出来る。また、実際に速度制御部の
動特性が問題となる場合には、動特性モデルの時定数を
微調整することで、フリクション補正のタイミングを調
整することが出来る。
Therefore, by inputting the position command to the determiner 11, it is possible to avoid an increase in ± 1 pulse vibration due to friction correction. The actual current command has a time delay with respect to the position command because of the dynamic characteristics of the position loop determined by the gain K 1 of the multiplier and the dynamic characteristics of the speed control unit. The dynamic characteristic model 15 corrects these dynamic characteristics with respect to the position command.
By inputting the output of 1 to the determination device 11, the friction correction can be applied in accordance with the actual current command.
As an example of the dynamic characteristic model, the characteristic of the position loop in which the dynamic characteristic of the speed control unit is omitted, that is, the first-order delay of the time constant 1 / K can be used. Further, when the dynamic characteristics of the speed control unit actually become a problem, the timing of friction correction can be adjusted by finely adjusting the time constant of the dynamic characteristic model.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上、説明してきたように、本発明の位
置制御装置では、速度指令に対する不感帯設定部を有す
ることにより、停止時の±1パルス振動に影響されるこ
となくフリクション補正を有効とすることが出来る。
As described above, the position control device of the present invention has the dead zone setting section for the speed command, so that the friction correction is effective without being affected by ± 1 pulse vibration at the time of stop. You can do it.

【0017】また、本発明の位置制御装置では、フリク
ション補正電流の符号を判定する判定器への入力に、位
置指令信号の動特性モデル出力を用いることにより、±
1パルス振動に影響されることなく、かつ、実際の電流
指令に対応したフリクション補正を有効とすることが可
能である。
Further, in the position control device of the present invention, the dynamic characteristic model output of the position command signal is used as an input to the judging device for judging the sign of the friction correction current, so that ±
It is possible to make the friction correction effective without being affected by one-pulse vibration and corresponding to the actual current command.

【0018】従って、本発明は、外乱等により停止時に
±1パルス振動がある場合にもフリクション補正を正し
く加えることが可能であり、円弧切削時の象限切り替わ
り点でのスティックモーションを減らし、真円切削精度
を向上することが出来る。
Therefore, according to the present invention, the friction correction can be correctly applied even when there is ± 1 pulse vibration at the time of stop due to disturbance or the like, the stick motion at the quadrant switching point at the time of arc cutting is reduced, and the perfect circle The cutting accuracy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の位置制御装置を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a position control device of the present invention.

【図2】従来の位置制御装置を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a conventional position control device.

【図3】従来の位置制御装置を用いた場合の象限切り替
わり点での速度応答を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a speed response at a quadrant switching point when a conventional position control device is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の加算器 2 累積器 3 第1の乗算器 4 第2の加算器 5 速度制御部 6 第3の加算器 7 電流制御部 8 モータ 9 エンコーダ 10 微分器 11 判定器 12 フリクション補正電流パラメータ 13 第2の乗算器 14 不感帯設定部 15 動特性モデル 1 1st adder 2 accumulator 3 1st multiplier 4 2nd adder 5 Speed control part 6 3rd adder 7 Current control part 8 Motor 9 Encoder 10 Differentiator 11 Determinator 12 Friction correction current parameter 13 Second Multiplier 14 Dead Zone Setting Section 15 Dynamic Model

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 19/19 P 9064−3H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location G05B 19/19 P 9064-3H

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単位処理時間毎にモータ回転指令量と実
際のモータ回転量とを入力しそれらの差分を出力する第
1の加算器と、該第1の加算器の出力を累積する累積器
と、該累積器の出力である位置偏差にゲインを乗じてモ
ータ速度指令として出力する第1の乗算器と、前記モー
タ速度指令に応じてモータの回転速度を制御する速度制
御部と、電流指令をモータに出力する電流制御部と、モ
ータの回転位置を検出し、モータ移動量をパルス単位で
出力するエンコーダと、前記モータ速度指令の符号を判
定して出力する判定器と、該判定器からの出力にフリク
ション補正電流パラメータを乗算する第2の乗算器と、
該第2の乗算器の乗算結果を電流指令に加算する第2の
加算器とを有し、フリクション補正を行う位置制御装置
であって、前記判定器の入力に所定の不感帯を設定する
不感帯設定部を有することを特徴とする位置制御装置。
1. A first adder for inputting a motor rotation command amount and an actual motor rotation amount for each unit processing time and outputting a difference between them, and an accumulator for accumulating the output of the first adder. A first multiplier that multiplies the position deviation, which is the output of the accumulator, by a gain and outputs the result as a motor speed command; a speed control unit that controls the rotation speed of the motor according to the motor speed command; and a current command. To the motor, an encoder that detects the rotational position of the motor and outputs the motor movement amount in pulse units, a determiner that determines and outputs the sign of the motor speed command, and a determiner from the determiner. A second multiplier that multiplies the output of the filter by a friction correction current parameter,
A position control device having a second adder for adding the multiplication result of the second multiplier to a current command, and performing a friction correction, wherein a dead band setting for setting a predetermined dead band at the input of the judging device. A position control device having a section.
【請求項2】 請求項1記載の位置制御装置において、
前記位置指令を入力し電流指令に対する動特性を推測し
て出力する動特性モデルを、前記判定器の入力として動
特性モデルの出力を用いることを特徴とする位置制御装
置。
2. The position control device according to claim 1, wherein
A position control device characterized by using a dynamic characteristic model for inputting the position command and estimating and outputting a dynamic characteristic corresponding to a current command, and using an output of the dynamic characteristic model as an input of the judging device.
JP31513192A 1992-11-25 1992-11-25 Position controller Pending JPH06161559A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31513192A JPH06161559A (en) 1992-11-25 1992-11-25 Position controller

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JP31513192A JPH06161559A (en) 1992-11-25 1992-11-25 Position controller

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JPH06161559A true JPH06161559A (en) 1994-06-07

Family

ID=18061784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31513192A Pending JPH06161559A (en) 1992-11-25 1992-11-25 Position controller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06161559A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6744233B1 (en) 2000-11-01 2004-06-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Servo controller and method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19981202