專利名稱：伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制伺服電動(dòng)機(jī)的，特別是控制在兩軸式的機(jī)床中使用的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)
的每一個(gè)的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置。
背景技術(shù)：
在兩軸式的機(jī)床中，通過在互相垂直的兩個(gè)方向上移動(dòng)設(shè)置有被加工工件的作業(yè) 臺(tái)或者加工刀具，沿希望形狀加工被加工工件。圖8是表示沿圓弧狀軌跡切削加工被加工 工件的場合的控制加工誤差的圖。在圖8中，把圓弧狀軌跡的中心作為原點(diǎn)。另外，在圖8 中，假定作業(yè)臺(tái)或者加工刀具(以下省略為"加工刀具等")，是通過驅(qū)動(dòng)X軸的第一伺服電 動(dòng)機(jī)以及驅(qū)動(dòng)Y軸的第二伺服電動(dòng)機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的。圖8中的實(shí)線是根據(jù)被加工工件的加 工程序決定的加工刀具等的位置指令，虛線是位置的實(shí)測值。 例如，在圖8的第一象限中，為了使加工刀具等向X軸的正方向和Y軸的負(fù)方向移 動(dòng)，第一伺服電動(dòng)機(jī)以及第二伺服電動(dòng)機(jī)分別轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，在從第一象限向第四象限轉(zhuǎn)移 時(shí)，同樣驅(qū)動(dòng)第二伺服電動(dòng)機(jī)，同時(shí)第一伺服電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，以使加工刀具等向X軸的負(fù)方向 移動(dòng)。 此時(shí)，因?yàn)榈谝凰欧妱?dòng)機(jī)瞬間停止，所以第一伺服電動(dòng)機(jī)的輸出軸從動(dòng)摩擦狀 態(tài)經(jīng)過靜摩擦狀態(tài)再成為動(dòng)摩擦狀態(tài)。這樣在反轉(zhuǎn)時(shí)因?yàn)樵诮?jīng)過摩擦系數(shù)大的靜摩擦狀態(tài) 的同時(shí)，受伺服電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)中的無效行程的影響，所以對第一伺服電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作產(chǎn) 生響應(yīng)延遲。因此，這樣的反轉(zhuǎn)時(shí)的響應(yīng)延遲作為圖8中表示的象限突起P出現(xiàn)在實(shí)測值 中。因此，在沿圓弧切削加工被加工工件的場合，會(huì)發(fā)生在被加工工件與象限突起P對應(yīng)的 切削位置突起殘留的問題。 如圖8所示在沿圓弧切削加工被加工工件的場合，即使反轉(zhuǎn)時(shí)加工刀具等的加速 度也恒定。在國際公開第W0 90/12488號公報(bào)中，在沿圓弧切削加工被加工工件的場合，在 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)規(guī)定的函數(shù)使構(gòu)成速度控制部的積分環(huán)節(jié)反轉(zhuǎn)，進(jìn)行在電流指令值上 加上其輸出值等的修正處理?；蛘咴诩庸さ毒叩鹊募铀俣群愣ǖ膱龊?，也在伺服電動(dòng)機(jī)的 速度指令上加上用規(guī)定值乘與加速度對應(yīng)的超調(diào)所得的值或者規(guī)定值自身，來修正速度指 令。通過進(jìn)行這樣的修正，因?yàn)槟軌驕p小反轉(zhuǎn)時(shí)的無效行程等的影響。所以能夠減少與象 限突起P對應(yīng)的位置處的加工不良。 但是，在沿復(fù)雜的形狀的軌跡加工被加工工件的場合，例如在軌跡是由多個(gè)微小 線段組成的場合，不僅頻繁發(fā)生伺服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)，而且也發(fā)生在反轉(zhuǎn)前后加速度變化的 事態(tài)。 在這樣的場合，對于在加速度恒定這樣的前提下進(jìn)行了上述的修正，也難以完全 排除反轉(zhuǎn)時(shí)的無效行程等的影響。因此，發(fā)生時(shí)而因?yàn)樾拚窟^小在被加工工件的加工位 置產(chǎn)生突部，時(shí)而因?yàn)樾拚窟^大過大地進(jìn)行了加工而在加工位置產(chǎn)生損傷或凹部等的問 題。特別，在加工位置產(chǎn)生損傷或凹部的場合，在不能修正那樣的損傷等的情況下，該被加 工工件就成了不良品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的事情做出的，其目的是提供這樣一種伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置 即使在伺服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)前后加速度變化的場合，例如沿復(fù)雜的形狀的軌跡加工被加工工 件的場合，也能夠進(jìn)行圓滑的加工。
為實(shí)現(xiàn)上述目的的第一發(fā)明，是控制伺服電動(dòng)機(jī)的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置，其具有
在每一規(guī)定周期制作所述伺服電動(dòng)機(jī)的速度指令的速度指令制作部；在每一規(guī)定周期檢測
所述伺服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)檢測部；在所述反轉(zhuǎn)檢測部檢測到反轉(zhuǎn)的場合，計(jì)算修正通
過所述伺服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)引起的所述伺服電動(dòng)機(jī)的延遲的反轉(zhuǎn)修正量的反轉(zhuǎn)修正量計(jì)算
部；根據(jù)所述速度指令制作部制作好的速度指令在每一規(guī)定周期計(jì)算所述伺服電動(dòng)機(jī)的加
速度指令的加速度指令計(jì)算部；保存在所述反轉(zhuǎn)檢測部檢測到所述伺服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)的之
前的所述加速度指令的反轉(zhuǎn)之前加速度指令保存部；保存在所述反轉(zhuǎn)檢測部檢測到所述伺
服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)之后的所述加速度指令的反轉(zhuǎn)之后加速度指令保存部；根據(jù)通過所述加速
度指令計(jì)算部計(jì)算出的所述加速度指令和通過所述反轉(zhuǎn)之前加速度指令保存部保存的反
轉(zhuǎn)之前加速度和通過所述反轉(zhuǎn)之后加速度指令保存部保存的反轉(zhuǎn)之后加速度中的某兩個(gè)，
調(diào)整所述反轉(zhuǎn)修正量的調(diào)整部。 亦即在第一發(fā)明中，因?yàn)槭褂梅崔D(zhuǎn)之前加速度以及反轉(zhuǎn)之后加速度中的至少一 方，所以能夠得到與伺服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)對應(yīng)的最適合的反轉(zhuǎn)修正量。因此，即使在伺服電動(dòng) 機(jī)的反轉(zhuǎn)前后加速度變化的場合，也能進(jìn)行圓滑的加工。 根據(jù)第二發(fā)明，在第一發(fā)明中，所述調(diào)整部，通過在所述反轉(zhuǎn)修正量上乘以用所述
反轉(zhuǎn)之前加速度除所述反轉(zhuǎn)之后加速度所得的值的平方根，調(diào)整所述反轉(zhuǎn)修正量。 根據(jù)第三發(fā)明，在第一發(fā)明中，所述調(diào)整部，通過在所述反轉(zhuǎn)修正量上乘以在用所
述反轉(zhuǎn)之前加速度除所述反轉(zhuǎn)之后加速度所得的值上乘以大于零且小于等于1的第一常
數(shù)所得的值，調(diào)整所述反轉(zhuǎn)修正量。 亦即，在第二號以及第三發(fā)明中，能夠在反轉(zhuǎn)之后加速度指令比反轉(zhuǎn)之前加速度 指令小的場合減小反轉(zhuǎn)修正量。因此，能夠通過比較簡單的方法避免由于過大地進(jìn)行加工 而產(chǎn)生損傷或凹部的情況。 根據(jù)第四發(fā)明，在第一發(fā)明中，所述調(diào)整部，通過在所述反轉(zhuǎn)修正量上乘以用所述
反轉(zhuǎn)之前加速度除所述加速度指令所得值的平方根，調(diào)整所述反轉(zhuǎn)修正量。 根據(jù)第五發(fā)明，在第一發(fā)明中，所述調(diào)整部，通過在所述反轉(zhuǎn)修正量上乘以在用所
述反轉(zhuǎn)之前加速度除所述加速度指令所得的值上乘以大于零且小于等于1的第二常數(shù)所
得的值，調(diào)整所述反轉(zhuǎn)修正量。 亦即，在第四號以及第五發(fā)明中，使用最新的加速度指令。因此，在檢測到反轉(zhuǎn)后 加速度指令變化的場合，根據(jù)加速度指令持續(xù)調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量。第四號以及第五發(fā)明，在加 速度指令頻繁變化的場合，例如在加工的軌跡由多個(gè)微小線段構(gòu)成的場合是特別有利的。
根據(jù)第六發(fā)明，在從第二到第五發(fā)明中，在所述加速度指令小于等于在所述反轉(zhuǎn) 之前加速度上乘以大于零且小于等于1的第三常數(shù)所得的值的場合，所述調(diào)整部調(diào)整所述 反轉(zhuǎn)修正量。 在把反轉(zhuǎn)修正量調(diào)整大了的場合有在被加工工件上產(chǎn)生損傷或凹部的可能性。但是，在第六發(fā)明中，僅在加速度指令比所述反轉(zhuǎn)之前加速度小的場合，調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量。因 此，能夠避免進(jìn)行由于過大地進(jìn)行加工在被加工工件上產(chǎn)生損傷或凹部這樣的加工。另外， 第三常數(shù)，理想的是，在加速度指令以及反轉(zhuǎn)之前加速度和它們的理想值之間的誤差小的 場合為0. 9到1之間，在那樣的誤差大的場合為0. 75左右。 根據(jù)第七發(fā)明，在第一發(fā)明中，在所述加速度指令比在所述反轉(zhuǎn)之后加速度上乘 以大于零且小于1的第四常數(shù)所得的值小的場合，所述調(diào)整部在所述反轉(zhuǎn)修正量上乘以零。 在加速度指令變得比反轉(zhuǎn)之后加速度小的場合，伺服電動(dòng)機(jī)的輸出軸進(jìn)行從減速 狀態(tài)反轉(zhuǎn)成為加速狀態(tài)再次成為減速狀態(tài)的動(dòng)作，在該場合，在檢測到反轉(zhuǎn)后立即再成為 反轉(zhuǎn)的可能性高，在那樣的場合，可以判斷為不調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量能夠進(jìn)行圓滑的加工。因 此，在第七發(fā)明中，在加速度指令比反轉(zhuǎn)之后加速度小很多的場合不調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量，能夠 避免進(jìn)行在被加工工件上產(chǎn)生損傷或凹部那樣的加工。第七發(fā)明，在能夠連續(xù)進(jìn)行伺服電 動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)的，沿復(fù)雜的形狀的軌跡加工被加工工件的場合特別有利。另外，第四常數(shù)理想 的是為比較小的值，例如0. 2到0. 5左右。 本發(fā)明的這些以及其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，通過結(jié)合附圖對實(shí)施例的詳細(xì)的說 明將更加明顯。


圖1是包含本發(fā)明的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置的機(jī)床的略圖。
圖2是表示本發(fā)明的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置的一部分的框圖。 圖3是表示基于本發(fā)明的第一實(shí)施方式的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置的動(dòng)作的一部分 的流程圖。 圖4是表示基于本發(fā)明的第一實(shí)施方式的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置的動(dòng)作的剩余的 部分的流程圖。 圖5是表示基于本發(fā)明的第二實(shí)施方式的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置的動(dòng)作的和圖4同 樣的流程圖。 圖6是表示基于本發(fā)明的第三實(shí)施方式的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置的動(dòng)作的和圖4同 樣的流程圖。 圖7是表示基于本發(fā)明的第四實(shí)施方式的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置的動(dòng)作的和圖4同 樣的流程圖。 圖8是表示沿圓弧狀的軌跡切削加工被加工工件的場合的控制加工誤差的圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的附圖中給同樣的構(gòu)件附以同樣的 參照符號。為理解容易，適當(dāng)變更了這些附圖的比例尺。 圖1是包含本發(fā)明的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置的機(jī)床的略圖。如圖1所示，機(jī)床l，包 含作業(yè)臺(tái)19、和對于在作業(yè)臺(tái)19上固定的被加工工件施行加工的加工刀具18。圖1表示 的機(jī)床1是二軸式，包含分別在X軸以及Y軸方向上移動(dòng)作業(yè)臺(tái)19的第一伺服電動(dòng)機(jī)11 以及第二伺服電動(dòng)機(jī)12。
如圖所示，第一伺服電動(dòng)機(jī)11以及第二伺服電動(dòng)機(jī)12被連接在伺服電動(dòng)機(jī)控制 裝置10上，由伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置10控制。在圖1中，加工刀具18也同樣被連接在伺服 電動(dòng)機(jī)控制裝置10上。加工刀具18，例如可以是鉆頭或者是焊炬等。另外，也可以是作業(yè) 臺(tái)19被固定、加工刀具18在X軸以及Y軸方向移動(dòng)的的結(jié)構(gòu)。 另外，在第一伺服電動(dòng)機(jī)ll以及第二伺服電動(dòng)機(jī)12上具有編碼器15、16。這些編 碼器15、16在每一規(guī)定周期檢測各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)11、12的輸出軸的位置。根據(jù)在每一規(guī)定 周期檢測到的位置數(shù)據(jù)求輸出軸的檢測速度Dv。因此，這些編碼器15、16起作為速度檢測 部的作用。 圖2是表示本發(fā)明的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置10的一部分的框圖。如圖2所示，伺服 電動(dòng)機(jī)控制裝置IO，包含在每一規(guī)定周期制作第一以及以及第二伺服電動(dòng)機(jī)11、12各個(gè) 的速度指令Cv的速度指令制作部21 ;在每一規(guī)定周期檢測第一以及以及第二伺服電動(dòng)機(jī) 11、12各個(gè)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上的反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)檢測部22。 反轉(zhuǎn)檢測部22，根據(jù)通過速度指令制作部21制作的速度指令Cv的符號的變化檢 測第一以及以及第二伺服電動(dòng)機(jī)11、12的反轉(zhuǎn)。另外，反轉(zhuǎn)檢測部22，例如也可以根據(jù)從編 碼器15、 16得到的檢測速度Dv檢測反轉(zhuǎn)。 在伺服電動(dòng)機(jī)11、12反轉(zhuǎn)時(shí)由于無效行程的影響對伺服電動(dòng)機(jī)11、12產(chǎn)生延遲。 為修正那樣的延遲，伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置IO，包含計(jì)算修正由于伺服電動(dòng)機(jī)11、12的反轉(zhuǎn) 引起的各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)11、12的延遲的反轉(zhuǎn)修正量AO的反轉(zhuǎn)修正量計(jì)算部27。通過反轉(zhuǎn) 修正量計(jì)算部27計(jì)算的反轉(zhuǎn)修正量AO，例如是從各種參數(shù)得到的固定值，或者是在那樣的 固定值上乘上由于伺服電動(dòng)機(jī)11、12的加速度引起的超調(diào)的值。反轉(zhuǎn)修正量計(jì)算部27，在 反轉(zhuǎn)時(shí)的加速度恒定這樣的前提下制作反轉(zhuǎn)修正量A0。 進(jìn)而，如圖2所示，伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置10還包含根據(jù)速度指令制作部21制作 的速度指令Cv在每一規(guī)定周期計(jì)算伺服電動(dòng)機(jī)11、12的加速度指令的加速度指令計(jì)算部 23 ;保存在反轉(zhuǎn)檢測部22檢測到伺服電動(dòng)機(jī)11 、12的反轉(zhuǎn)之前的加速度指令Cab的反轉(zhuǎn)之 前加速度指令保存部25、和保存檢測到反轉(zhuǎn)之后的加速度指令Caa的反轉(zhuǎn)之后加速度指令 保存部26。 反轉(zhuǎn)之前加速度指令保存部25以及反轉(zhuǎn)之后加速度指令保存部26例如是RAM，分 別能夠臨時(shí)存儲(chǔ)反轉(zhuǎn)之前以及反轉(zhuǎn)之后的加速度指令Ca。而且，反轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab 是比檢出反轉(zhuǎn)時(shí)前一周期的加速度指令Ca?；蛘?，反轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab，也可以根據(jù)檢 出反轉(zhuǎn)時(shí)的速度指令Cv和比檢出反轉(zhuǎn)時(shí)前一周期的速度指令Cv重新計(jì)算。
另外，反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa是比檢出反轉(zhuǎn)時(shí)后一周期的加速度指令Ca。另外， 在檢出反轉(zhuǎn)時(shí)已經(jīng)制作好將來的速度指令Cv的場合，從多個(gè)將來的速度指令Cv計(jì)算反轉(zhuǎn) 之后加速度指令Caa?；蛘咭部梢詫臋z出反轉(zhuǎn)經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后制作的加速度指令Ca作為 反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa采用。 進(jìn)而，伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置10，包含根據(jù)加速度指令Ca和反轉(zhuǎn)之前加速度指令 Cab和反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa中的某兩個(gè)調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量AO來輸出調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量 Al的調(diào)整部28。 另外，如從圖2可知，從調(diào)整部28輸出的調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量Al被加在速度指令Cv 上，由此修正反轉(zhuǎn)時(shí)的響應(yīng)延遲。然后，把檢測到的速度Dv和新的速度指令Cv之間的速度偏差A(yù)V輸入速度控制回路29。速度控制回路29通過公知的方法分別制作伺服電動(dòng)機(jī)11、 12的電流指令I(lǐng)，根據(jù)這些電流指令I(lǐng)驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)11、12。 具體說，在速度控制回路29中，在速度偏差A(yù) V上乘以速度控制回路比例增益計(jì) 算速度控制回路比例項(xiàng)，同時(shí)通過在速度偏差A(yù) V的積分值上乘以速度控制回路積分增益 計(jì)算速度控制回路積分項(xiàng)。然后，從這些速度控制回路比例項(xiàng)和速度控制回路積分項(xiàng)的和 分別制作伺服電動(dòng)機(jī)11、12的電流指令I(lǐng)。 圖3以及圖4是表示基于本發(fā)明的第一實(shí)施方式的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置的動(dòng)作的 流程圖。假定在這兩幅圖上表示的動(dòng)作程序100預(yù)先存儲(chǔ)在伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置10的存 儲(chǔ)部(未圖示)內(nèi)。另外，假定在通過機(jī)床1加工被加工工件W時(shí)，動(dòng)作程序100對于伺服 電動(dòng)機(jī)11、12各個(gè)被重復(fù)實(shí)施。以下參照圖3以及圖4，說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式。
在動(dòng)作程序100的步驟101，速度指令制作部21制作伺服電動(dòng)機(jī)11、12的每一規(guī) 定周期各個(gè)的速度指令Cv。因?yàn)楸患庸すぜ的加工內(nèi)容的數(shù)據(jù)作為加工程序預(yù)先在伺服 電動(dòng)機(jī)控制裝置內(nèi)存儲(chǔ)，所以伺服電動(dòng)機(jī)ll、12各個(gè)的速度指令Cv根據(jù)被加工工件W的加 工內(nèi)容制作。 接著，在步驟102，加速度指令計(jì)算部23根據(jù)速度指令Cv在每一規(guī)定周期分別計(jì) 算伺服電動(dòng)機(jī)11、12的加速度指令Ca。然后，在步驟103，反轉(zhuǎn)檢測部22根據(jù)速度指令Cv 檢測伺服電動(dòng)機(jī)11、12的反轉(zhuǎn)。 在檢測到反轉(zhuǎn)的場合，前進(jìn)到步驟104，設(shè)置反轉(zhuǎn)檢出標(biāo)志，同時(shí)向反轉(zhuǎn)后計(jì)數(shù)器 輸入"O"。反轉(zhuǎn)后計(jì)數(shù)器為從檢出反轉(zhuǎn)時(shí)僅在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行后述的反轉(zhuǎn)修正量AO的調(diào)整 (步驟120)所必要。其后，在步驟105，反轉(zhuǎn)修正量計(jì)算部27通過上述方法計(jì)算反轉(zhuǎn)修正 量AO。進(jìn)而，反轉(zhuǎn)之前加速度指令保存部25把比檢出反轉(zhuǎn)時(shí)前一周期的加速度指令Ca作 為反轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab保存，反轉(zhuǎn)之后加速度指令保存部26把比檢出反轉(zhuǎn)時(shí)后一周期 的加速度指令Ca作為反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa保存(步驟106、步驟107)。另外，在步驟 103未檢出反轉(zhuǎn)的場合，前進(jìn)到步驟107的下一步驟。 接著在圖4的步驟110判定反轉(zhuǎn)檢出標(biāo)志是否是1。在反轉(zhuǎn)標(biāo)志是零的場合，在從 檢出反轉(zhuǎn)經(jīng)過某程度的時(shí)間，停止反轉(zhuǎn)修正量A1的再計(jì)算。 另一方面，在步驟110反轉(zhuǎn)檢出標(biāo)志是1的場合，因?yàn)榭梢哉f尚在從檢測反轉(zhuǎn)起的 一定時(shí)間內(nèi)，所以前進(jìn)到步驟120，通過調(diào)整部28調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量A0。在步驟120，根據(jù)加 速度指令Ca、反轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab以及反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa中的某兩個(gè)，通過調(diào)整 部28調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量AO，計(jì)算調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量Al 。
下面說明計(jì)算調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量A1的四種方法。 在第一方法中，如式(1)所示，通過在反轉(zhuǎn)修正量AO上乘以用反轉(zhuǎn)之前加速度指 令Cab除反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa所得的值的平方根，計(jì)算調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量Al 。
A1=A0X V (Caa/Cab) (1) 因此，在反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa比反轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab大的場合，調(diào)整后反 轉(zhuǎn)修正量A1比調(diào)整前的反轉(zhuǎn)修正量AO大，另外，在反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa比反轉(zhuǎn)之前加 速度指令Cab小的場合，調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量Al比調(diào)整前的反轉(zhuǎn)修正量AO小。因此，在后者 的場合，能夠通過比較簡單的方法避免現(xiàn)有技術(shù)中通過大的反轉(zhuǎn)修正量AO過大地進(jìn)行加 工在被加工工件W上產(chǎn)生損傷或凹部。
7
另外，在第二方法中，如式(2)所示，通過在用反轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab除反轉(zhuǎn)之 后加速度指令Caa所得的值上乘以第一常數(shù)Kl (0 < Kl《1)以及反轉(zhuǎn)修正量A0，計(jì)算調(diào)整 后反轉(zhuǎn)修正量Al。 Al = AOX (Caa/Cab) XK1 式(2) 在該場合也有，在反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa比反轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab大的場合， 調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量A1比調(diào)整前的反轉(zhuǎn)修正量AO大，另外，在反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa比反 轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab小的場合，調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量Al比調(diào)整前的反轉(zhuǎn)修正量AO小。因 此，在第二方法中也能得到和第一方法大體相同的效果。 進(jìn)而，在第三方法中，如式(3)所示，通過在反轉(zhuǎn)修正量AO上乘以用反轉(zhuǎn)之前加速 度指令Cab除最新的加速度指令Ca所得的值的平方根，計(jì)算調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量Al 。
A1=A0X V (Ca/Cab) 式(3) 例如，在加工被加工工件W的軌跡由多個(gè)微小線段構(gòu)成的場合，即使在檢出反轉(zhuǎn) 后加速度指令Ca也繼續(xù)變化。因此，通過在調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量AO時(shí)采用加速度指令Ca，能夠 根據(jù)與加工軌跡對應(yīng)的最新的加速度指令Ca繼續(xù)調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量AO。因此，第三方法，在 加速度指令Ca高頻度變化的場合，例如在加工的軌跡由多個(gè)微小線段構(gòu)成的場合，特別有 利。 進(jìn)而，在第四方法中，如式(4)所示，通過在用反轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab除最新的 加速度指令Ca所得的值上乘以第二常數(shù)K2(0 < K2《1)以及反轉(zhuǎn)修正量AO，計(jì)算調(diào)整后 反轉(zhuǎn)修正量A1。另外，第二常數(shù)K2可以是和第一常數(shù)K1相同的值。
Al = AOX (Ca/Cab) XK2 式(4) 因?yàn)樵谠搱龊弦彩褂米钚碌募铀俣戎噶頒a，所以可知能夠得到和第三方法大體同 樣的效果。 當(dāng)通過上述第一到第四的方法中任何一種方法算出調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量A1時(shí)，在 步驟121判定反轉(zhuǎn)后計(jì)數(shù)器N是否比規(guī)定的閾值NA大。在反轉(zhuǎn)后計(jì)數(shù)器N比閾值NA大的 場合，因?yàn)榕袛酁閷τ谑褂谜{(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量A1已經(jīng)經(jīng)過了足夠的時(shí)間，所以在步驟122 清除反轉(zhuǎn)檢出標(biāo)志。另一方面，在反轉(zhuǎn)后計(jì)數(shù)器不N比閾值NA大的場合，不清除反轉(zhuǎn)檢出 標(biāo)志，而在步驟125，給反轉(zhuǎn)后計(jì)數(shù)器N加1。 其后，在步驟123，在速度指令Cv上追加調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量Al，修正速度指令Cv。 接著，根據(jù)新的速度指令Cv，制作電流指令I(lǐng)，根據(jù)該電流指令，驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)11、12。其 后，返回步驟101，在被加工工件W的加工結(jié)束前重復(fù)上述的處理。 這樣，在本發(fā)明中，使用反轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab以及反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa中 的至少一方計(jì)算調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量Al。因此，即使在伺服電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)前后加速度變化那樣 的沿復(fù)雜形狀的軌跡加工被加工工件的場合，也能夠得到伺服電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)的與加速度的 變化對應(yīng)的最適合的調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量A1。因此，如果根據(jù)相加了調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量Al 的新的速度指令Cv驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)11、12，則能夠減小反轉(zhuǎn)時(shí)的無效行程等的影響。其結(jié) 果，在本發(fā)明中，在被加工工件W的加工位置不產(chǎn)生凸部以及凹部或者損傷，能夠圓滑地加 工被加工工件W。 圖5是表示基于本發(fā)明的第二實(shí)施方式的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置的動(dòng)作的流程圖。 因?yàn)樵诘诙?shí)施方式中從步驟101到步驟107與上述實(shí)施方式大體相同，所以省略那些的
8圖示以及說明。 在通過速度指令制作部21進(jìn)行的速度指令Cv的實(shí)際的制作，比圖3的步驟101 中的處理早而且速度指令Cv在存儲(chǔ)部(未圖示)中依次被存儲(chǔ)的場合，在檢出反轉(zhuǎn)時(shí)能夠 取得反轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab以及反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa兩方。但是，在速度指令Cv的 實(shí)際的制作在圖3的步驟101時(shí)執(zhí)行的場合，會(huì)發(fā)生在檢出反轉(zhuǎn)之后不能取得反轉(zhuǎn)之后加 速度指令Caa的事態(tài)。 在那樣的場合，在第二實(shí)施方式的步驟108中，判定現(xiàn)在的處理是否是從檢出反 轉(zhuǎn)起規(guī)定的第n次處理。具體說，檢測第二實(shí)施方式中的從"開始"到"結(jié)束"的一系列的 處理，從檢出反轉(zhuǎn)起實(shí)施了幾次。 然后，在該處理次數(shù)是規(guī)定數(shù)n的場合，根據(jù)該時(shí)刻的速度指令Cv制作反轉(zhuǎn)之后 加速度指令Caa，在反轉(zhuǎn)之后加速度指令保存部26中保存(步驟109)。規(guī)定數(shù)n是能夠判 斷為制作在為得到反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa而使用的速度指令Cv經(jīng)過了足夠的時(shí)間的處 理次數(shù)。規(guī)定數(shù)n根據(jù)伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置10的處理能力等預(yù)先決定。另外，在步驟107 在反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa已經(jīng)被保存的場合，在步驟109把反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa更 新為新的反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa。 另一方面，在步驟108，在現(xiàn)在的處理不是從檢出反轉(zhuǎn)起規(guī)定的第n次處理的場 合，直接采用步驟107的反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa，剩余的步驟110 步驟126因?yàn)楹偷谝?實(shí)施方式相同，所以省略說明。在第二實(shí)施方式中也能夠得到和第一實(shí)施方式同樣的效果。 另外可知，在第二實(shí)施方式中在速度指令Cv的實(shí)際的制作不是那樣早的場合有利。
圖6是表示基于本發(fā)明的第三實(shí)施方式的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置的動(dòng)作的流程圖。 因?yàn)樵诘谌龑?shí)施方式中從步驟101到步驟110與第一實(shí)施方式大體相同，所以省略那些的 圖示以及說明。 比較使反轉(zhuǎn)修正量AO減小那樣進(jìn)行調(diào)整的場合和使反轉(zhuǎn)修正量AO增大那樣進(jìn)行 調(diào)整的場合，使反轉(zhuǎn)修正量AO增大那樣進(jìn)行調(diào)整的場合，有在被加工工件W的表面上產(chǎn)生 損傷或者凹部的危險(xiǎn)性。在圖6表示的第三實(shí)施方式中，在步驟lll，比較在反轉(zhuǎn)之前加速 度指令Cab乘以第三常數(shù)K3 (0 < K3《1)所得的值和加速度指令Ca。
第三常數(shù)K3例如在0. 9到1之間，理想的是第三常數(shù)K3為1。但是，在加速度指 令Ca以及反轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab與它們的理想值之間的誤差比較大的場合，優(yōu)選第三常 數(shù)K3為0. 75左右。由此，能夠在排除誤差的影響的基礎(chǔ)上，進(jìn)行步驟111的判定。
在步驟111加速度指令Ca，小于等于在反轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab上乘以第三常數(shù) K3所得的值的場合，前進(jìn)到步驟120，通過上述的方法調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量A0。另一方面，在加 速度指令Ca大于在反轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab上乘以第三常數(shù)K3所得的值的場合，不調(diào)整 反轉(zhuǎn)修正量AO，前進(jìn)到步驟121。另外，關(guān)于剩余的步驟，因?yàn)楹偷谝粚?shí)施方式的步驟120 步驟126同樣，所以省略說明。 亦即在第三實(shí)施方式中，僅在加速度指令Ca比反轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab小的場 合，調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量AO。由此，盡可能保持現(xiàn)有的特性，同時(shí)僅在加速度指令Ca比反轉(zhuǎn)之前 加速度指令Cab小的場合，減小反轉(zhuǎn)修正量AO，防止被加工工件W被過度加工，能夠避免在 被加工工件W的表面上產(chǎn)生損傷或者凹部。 這樣在該第三實(shí)施方式中也能得到和第一實(shí)施方式同樣的效果，另外，在第三實(shí)施方式中，可知即使是加速度指令Ca比反轉(zhuǎn)之前加速度指令Cab小的場合，也能夠避免在 被加工工件W的表面上產(chǎn)生損傷或者凹部。 圖7是表示基于本發(fā)明的第四實(shí)施方式的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置的動(dòng)作的流程圖。 因?yàn)樵诘谒膶?shí)施方式中從步驟101到步驟110與第一實(shí)施方式大體相同，所以省略那些的 圖示以及說明。 加速度指令Ca比反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa小的場合，能夠判斷伺服電動(dòng)機(jī)11、12 的輸出軸進(jìn)行從減速狀態(tài)反轉(zhuǎn)成為加速狀態(tài)再次成為減速狀態(tài)的動(dòng)作。這樣的狀況，例如 在加工的軌跡由多個(gè)微小線段構(gòu)成、連續(xù)檢測出反轉(zhuǎn)的場合會(huì)容易發(fā)生。并且，在這樣的場 合，在檢出反轉(zhuǎn)后伺服電動(dòng)機(jī)11、12當(dāng)即再次反轉(zhuǎn)的可能性高，因此，不調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量AO 反倒能夠進(jìn)行圓滑的加工。 在圖7表示的第四實(shí)施方式的步驟112中，比較在反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa上乘 以第四常數(shù)K4(0 < K4 < 1)所得的值和加速度指令Ca。然后，在加速度指令Ca不比在反 轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa上乘以第四常數(shù)K4所得的值小的場合，前進(jìn)到步驟120，調(diào)整反轉(zhuǎn)修 正量AO。 另一方面，在加速度指令Ca比在反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa上乘以第四常數(shù)K4所 得的值小的場合，在步驟113，把反轉(zhuǎn)修正量A0乘以零所得的值作為調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量A1 采用。亦即在第四實(shí)施方式中，在加速度指令Ca比反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa小很多的場合， 使調(diào)整后反轉(zhuǎn)修正量A1為零，結(jié)果未調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量AO。因此，能夠避免進(jìn)行使被加工工 件W上產(chǎn)生損傷或者凹部的加工。 此外，第四常數(shù)K4，在加速度指令Ca比反轉(zhuǎn)之后加速度指令Caa稍小的場合起防 止在反轉(zhuǎn)修正量A0上乘以零的作用。因此，理想的是，第四常數(shù)K4，取比較小的值，例如0.2 到O. 5左右。 在第四實(shí)施方式中也能夠得到和第一實(shí)施方式大體相同的效果，另外可知，在第 四實(shí)施方式中，在加工的軌跡由多個(gè)微小線段構(gòu)成時(shí)特別有利。 在第一發(fā)明中，因?yàn)槭褂梅崔D(zhuǎn)之前加速度以及反轉(zhuǎn)之后加速度中的至少一方，所 以能夠得到與伺服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)對應(yīng)的最佳的反轉(zhuǎn)修正量。因此，即使在伺服電動(dòng)機(jī)的反 轉(zhuǎn)前后的加速度變化的場合，也能夠進(jìn)行圓滑的加工。 在第二以及第三發(fā)明中，在反轉(zhuǎn)之后加速度指令比反轉(zhuǎn)之前加速度指令小的場合 能夠減小反轉(zhuǎn)修正量。因此，能夠用比較簡單的方法避免由于過大地進(jìn)行加工而產(chǎn)生損傷 或者凹部的情況。 在第四以及第五發(fā)明中，使用最新的加速度指令。因此，在檢出反轉(zhuǎn)后加速度指令 變化的場合，根據(jù)加速度指令繼續(xù)調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量。第四以及第五發(fā)明，在加速度指令頻繁 變化的場合，例如加工的軌跡由多個(gè)微小線段構(gòu)成的場合特別有利。 在要把反轉(zhuǎn)修正量調(diào)大的場合有在被加工工件上產(chǎn)生損傷或者凹部的可能性。但 是，在第六發(fā)明中僅在加速度指令比反轉(zhuǎn)之前加速度小的場合調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量。因此，能夠 避免進(jìn)行由于過大地進(jìn)行加工而產(chǎn)生損傷或者凹部的情況。另外，第三常數(shù)，理想的是，在 加速度指令以及反轉(zhuǎn)之前加速度與它們的理想值之間的誤差小的場合為0. 9到1之間，在 那樣的誤差大的場合為0. 75左右。 在加速度指令比反轉(zhuǎn)之后加速度小的場合，伺服電動(dòng)機(jī)的輸出軸進(jìn)行從減速狀態(tài)反轉(zhuǎn)成為加速狀態(tài)再次成為減速狀態(tài)的動(dòng)作。在該場合，在檢出反轉(zhuǎn)后立即再反轉(zhuǎn)的可能 性高，在那樣的場合，可判斷為不調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量能夠進(jìn)行圓滑的加工。因此，在第七發(fā)明 中，在加速度指令比反轉(zhuǎn)之后加速度小很多的場合不調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量，能夠避免進(jìn)行在被 加工工件上產(chǎn)生損傷或者凹部那樣的加工。第七發(fā)明，在伺服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)連續(xù)進(jìn)行、沿 復(fù)雜形狀的軌跡加工被加工工件的場合特別有利。另外，第四常數(shù)優(yōu)選取比較小的值，例如 0. 2到0. 5左右。 以上，使用實(shí)施例表示和說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫 離本發(fā)明的宗旨和范圍的情況下，可以對所述實(shí)施例進(jìn)行各種各樣的改變、省略、添加。
權(quán)利要求
一種伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置(10)，用于控制伺服電動(dòng)機(jī)(11，12)，其特征在于，具有在每一規(guī)定周期制作所述伺服電動(dòng)機(jī)(11，12)的速度指令的速度指令制作部(21)；在每一規(guī)定周期檢測所述伺服電動(dòng)機(jī)(11，12)的反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)檢測部(22)；在所述反轉(zhuǎn)檢測部(22)檢測到反轉(zhuǎn)的場合，計(jì)算修正由所述伺服電動(dòng)機(jī)(11，12)的反轉(zhuǎn)引起的所述伺服電動(dòng)機(jī)(11，12)的延遲的反轉(zhuǎn)修正量的反轉(zhuǎn)修正量計(jì)算部(27)；根據(jù)所述速度指令制作部(21)制作好的速度指令在每一規(guī)定周期計(jì)算所述伺服電動(dòng)機(jī)(11，12)的加速度指令的加速度指令計(jì)算部(23)；保存在所述反轉(zhuǎn)檢測部(22)檢測到所述伺服電動(dòng)機(jī)(11，12)的反轉(zhuǎn)之前的所述加速度指令的反轉(zhuǎn)之前加速度指令保存部(25)；保存在所述反轉(zhuǎn)檢測部(22)檢測到所述伺服電動(dòng)機(jī)(11，12)的反轉(zhuǎn)之后的所述加速度指令的反轉(zhuǎn)之后加速度指令保存部(26)；和根據(jù)通過所述加速度指令計(jì)算部(23)計(jì)算出的所述加速度指令和通過所述反轉(zhuǎn)之前加速度指令保存部(25)保存的反轉(zhuǎn)之前加速度和通過所述反轉(zhuǎn)之后加速度指令保存部(26)保存的反轉(zhuǎn)之后加速度中的某兩個(gè)，來調(diào)整所述反轉(zhuǎn)修正量的調(diào)整部(28)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置(IO)，其中，所述調(diào)整部(28)，通過在所述反轉(zhuǎn)修正量上乘以用所述反轉(zhuǎn)之前加速度除所述反轉(zhuǎn)之 后加速度所得的值的平方根，來調(diào)整所述反轉(zhuǎn)修正量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置(IO)，其中，所述調(diào)整部(28)，通過在所述反轉(zhuǎn)修正量上乘以在用所述反轉(zhuǎn)之前加速度除所述反轉(zhuǎn) 之后加速度所得的值上乘以大于零且小于等于1的第一常數(shù)所得的值，來調(diào)整所述反轉(zhuǎn)修正量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置(IO)，其中，所述調(diào)整部(28)，通過在所述反轉(zhuǎn)修正量上乘以用所述反轉(zhuǎn)之前加速度除所述加速度 指令所得的值的平方根，來調(diào)整所述反轉(zhuǎn)修正量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置(IO)，其中，所述調(diào)整部(28)，通過在所述反轉(zhuǎn)修正量上乘以在用所述反轉(zhuǎn)之前加速度除所述加 速度指令所得的值上乘以大于零且小于等于1的第二常數(shù)所得的值，來調(diào)整所述反轉(zhuǎn)修正
6. 根據(jù)權(quán)利要求2到5中任何一項(xiàng)所述的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置(10)，其中， 在所述加速度指令小于等于在所述反轉(zhuǎn)之前加速度上乘以大于零且小于等于1的第三常數(shù)所得的值的場合，所述調(diào)整部(28)調(diào)整所述反轉(zhuǎn)修正量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置(IO)，其中，在所述加速度指令比在所述反轉(zhuǎn)之后加速度上乘以大于零且小于1的第四常數(shù)所得 的值小的場合，所述調(diào)整部(28)在所述反轉(zhuǎn)修正量上乘以零。
全文摘要
提供一種伺服電動(dòng)機(jī)控制裝置，其包含在每一規(guī)定周期制作伺服電動(dòng)機(jī)的速度指令的速度指令制作部；在每一規(guī)定周期檢測伺服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)檢測部；在反轉(zhuǎn)檢測部檢測到反轉(zhuǎn)的場合，計(jì)算修正由于伺服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)引起的伺服電動(dòng)機(jī)的延遲的反轉(zhuǎn)修正量的反轉(zhuǎn)修正量計(jì)算部；根據(jù)速度指令制作部制作好的速度指令在每一規(guī)定周期計(jì)算加速度指令的加速度指令計(jì)算部；保存在檢測到伺服電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)的之前以及之后的加速度指令的反轉(zhuǎn)之前加速度指令保存部以及反轉(zhuǎn)之后加速度指令保存部；和根據(jù)加速度指令和反轉(zhuǎn)之前加速度和反轉(zhuǎn)之后加速度中的任何兩個(gè)，調(diào)整反轉(zhuǎn)修正量的調(diào)整部。由此，即使在伺服電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)前后加速度變化的場合，也能夠圓滑地加工。
文檔編號B23Q15/00GK101729000SQ20091015963
公開日2010年6月9日 申請日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月15日
發(fā)明者巖下平輔, 河村宏之, 豬飼聰史, 置田肇 申請人:發(fā)那科株式會(huì)社