JP2003330510A - 数値制御装置の同期制御方法 - Google Patents
数値制御装置の同期制御方法Info
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- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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- G05B19/4141—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller characterised by a controller or microprocessor per axis
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- G05B2219/30—Nc systems
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 位置制御部の制御周期や、位置検出器の検出
周期の違いがある場合の同期制御の同期精度を向上する
数値制御装置の同期制御方法を提供する。 【解決手段】 制御軸毎に独立した位置制御部４，４’
を有する複数のモータ制御装置２，２’に対して前記制
御軸に位置指令を出力する位置指令出力部３を有する数
値制御装置１であって、同じ位置指令を同時に複数の前
記モータ制御装置に指令し、前記モータ制御装置２，
２’で独立に位置制御して多軸間同期制御を行う数値制
御装置の同期制御方法において、前記各制御軸の位置制
御部の遅れ時間に対し、数式（１）に基づいて位置制御
ループゲイン９，１１を補正するようにした。 【数１】
周期の違いがある場合の同期制御の同期精度を向上する
数値制御装置の同期制御方法を提供する。 【解決手段】 制御軸毎に独立した位置制御部４，４’
を有する複数のモータ制御装置２，２’に対して前記制
御軸に位置指令を出力する位置指令出力部３を有する数
値制御装置１であって、同じ位置指令を同時に複数の前
記モータ制御装置に指令し、前記モータ制御装置２，
２’で独立に位置制御して多軸間同期制御を行う数値制
御装置の同期制御方法において、前記各制御軸の位置制
御部の遅れ時間に対し、数式（１）に基づいて位置制御
ループゲイン９，１１を補正するようにした。 【数１】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同じ位置指令を同
時に複数の制御軸に指令し、多軸間の同期制御を行う同
期制御方式に関する。
時に複数の制御軸に指令し、多軸間の同期制御を行う同
期制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】多軸間の同期制御方式には、同じ位置指
令を同時に複数の制御軸に指令し、各制御軸の制御ゲイ
ンを同一にして、各々独立して位置制御を行う方式と、
特開２００１−７２３６５号公報に見られる特定のマス
タ軸に追従するマスタ−スレーブ方式がある。前者の方
式は、特別な装置も不要であることと、同期する全軸の
位置制御ループゲインを同一の設定値とし、位置制御部
の応答特性を合わせることだけで、高い同期精度を実現
できるため、１つの軸を２つのモータで制御するガント
リ−運転や、主軸同士の同期運転等で広く使用されてい
る。
令を同時に複数の制御軸に指令し、各制御軸の制御ゲイ
ンを同一にして、各々独立して位置制御を行う方式と、
特開２００１−７２３６５号公報に見られる特定のマス
タ軸に追従するマスタ−スレーブ方式がある。前者の方
式は、特別な装置も不要であることと、同期する全軸の
位置制御ループゲインを同一の設定値とし、位置制御部
の応答特性を合わせることだけで、高い同期精度を実現
できるため、１つの軸を２つのモータで制御するガント
リ−運転や、主軸同士の同期運転等で広く使用されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記制御軸
の位置制御部の制御周期や、位置検出器の検出周期の違
いなどで、前記位置制御ループゲインを同一値に設定し
ても、微量ではあるが前記位置制御部の応答特性が異な
ることがあった。すなわち、異なる種類の検出器の場
合、検出タイミングに十数μｓ程度の差が生じることが
あり、例えば、５０［μｓ］の検出タイミング差がある
検出器を有した制御軸間にて同期制御を行った場合、速
度１００００［ｒ／ｍｉｎ］では３．０［度］の同期誤
差を生じる。従来、前記応答特性の差による同期精度誤
差は、許容誤差範囲以内であったが、同期速度、同期精
度の向上に伴い、前記応答特性の差を無視できなくなっ
ている。動作速度の向上や、システム構成上の制約など
で、同期制御を行う制御軸において異なる種類の制御装
置、検出器を使用する場合も少なくなく、同期精度向上
のための新たな技術が求められている。そこで本発明
は、前記応答特性の差を簡単な調整で解消することによ
って、同期精度を向上させることを目的とする。
の位置制御部の制御周期や、位置検出器の検出周期の違
いなどで、前記位置制御ループゲインを同一値に設定し
ても、微量ではあるが前記位置制御部の応答特性が異な
ることがあった。すなわち、異なる種類の検出器の場
合、検出タイミングに十数μｓ程度の差が生じることが
あり、例えば、５０［μｓ］の検出タイミング差がある
検出器を有した制御軸間にて同期制御を行った場合、速
度１００００［ｒ／ｍｉｎ］では３．０［度］の同期誤
差を生じる。従来、前記応答特性の差による同期精度誤
差は、許容誤差範囲以内であったが、同期速度、同期精
度の向上に伴い、前記応答特性の差を無視できなくなっ
ている。動作速度の向上や、システム構成上の制約など
で、同期制御を行う制御軸において異なる種類の制御装
置、検出器を使用する場合も少なくなく、同期精度向上
のための新たな技術が求められている。そこで本発明
は、前記応答特性の差を簡単な調整で解消することによ
って、同期精度を向上させることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、請求項１記載の数値制御装置の同期制御方法の発明
は、制御軸毎に独立した位置制御部を有する複数のモー
タ制御装置に対して前記制御軸に位置指令を出力する位
置指令出力部を有する数値制御装置であって、同じ位置
指令を同時に複数の前記モータ制御装置に指令し、前記
モータ制御装置で独立に位置制御して多軸間同期制御を
行う数値制御装置の同期制御方法において、前記各制御
軸の位置制御部の遅れ時間に対し、数式（１）に基づい
て位置制御ループゲインを補正することによって同期調
整を行うことを特徴とする。請求項２記載の多軸間同期
制御方法の発明は、同時に複数の制御軸に位置指令を出
力する位置指令出力部とともに、各制御軸に独立した位
置制御を行なう位置制御部を有し、同じ位置指令を同時
に複数の制御軸に指令して制御軸で独立に位置制御して
多軸間同期制御を行う多軸間同期制御方法において、前
記各制御軸の位置制御の遅れ時間に対し、数式（１）に
基づいて位置制御ループゲインを補正することによって
同期調整を行うことを特徴とする。
め、請求項１記載の数値制御装置の同期制御方法の発明
は、制御軸毎に独立した位置制御部を有する複数のモー
タ制御装置に対して前記制御軸に位置指令を出力する位
置指令出力部を有する数値制御装置であって、同じ位置
指令を同時に複数の前記モータ制御装置に指令し、前記
モータ制御装置で独立に位置制御して多軸間同期制御を
行う数値制御装置の同期制御方法において、前記各制御
軸の位置制御部の遅れ時間に対し、数式（１）に基づい
て位置制御ループゲインを補正することによって同期調
整を行うことを特徴とする。請求項２記載の多軸間同期
制御方法の発明は、同時に複数の制御軸に位置指令を出
力する位置指令出力部とともに、各制御軸に独立した位
置制御を行なう位置制御部を有し、同じ位置指令を同時
に複数の制御軸に指令して制御軸で独立に位置制御して
多軸間同期制御を行う多軸間同期制御方法において、前
記各制御軸の位置制御の遅れ時間に対し、数式（１）に
基づいて位置制御ループゲインを補正することによって
同期調整を行うことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下に本発明の数式（１）につい
て説明する。説明を簡単にするため、同期の基準軸と位
置検出器の遅れなどの遅れ時間Ｔｄがある同期軸の場合
について説明する。まず、基準軸の位置制御ループゲイ
ンをＫｐとした場合、Ｋｐによる位置制御の遅れ時間Ｔ
ｐは、数式（２）によって求められる。
て説明する。説明を簡単にするため、同期の基準軸と位
置検出器の遅れなどの遅れ時間Ｔｄがある同期軸の場合
について説明する。まず、基準軸の位置制御ループゲイ
ンをＫｐとした場合、Ｋｐによる位置制御の遅れ時間Ｔ
ｐは、数式（２）によって求められる。
【数２】
同期軸の位置制御ループゲインがＫｐの場合、同様に、
同期軸の位置制御部の遅れ時間はＴｐとなる。ところ
が、同期軸には、位置検出器の遅れなど、前記位置制御
の遅れ以外の遅れ時間をＴｄがある。一般にフィードバ
ック制御系のフィードバックパス内に遅れがあると、フ
ィードバックの効果で前向きのパスがフィードバックの
遅れに相当する分だけ位相が進むことになる。前記位置
制御部の遅れがＴｐであるから、前記位置制御部全体の
遅れ時間はＴｐ−Ｔｄとなり、前記位置制御部の実質の
位置制御ループゲインＫｐ”は、数式（３）で示される
ように、Ｋｐよりも大きくなる。
同期軸の位置制御部の遅れ時間はＴｐとなる。ところ
が、同期軸には、位置検出器の遅れなど、前記位置制御
の遅れ以外の遅れ時間をＴｄがある。一般にフィードバ
ック制御系のフィードバックパス内に遅れがあると、フ
ィードバックの効果で前向きのパスがフィードバックの
遅れに相当する分だけ位相が進むことになる。前記位置
制御部の遅れがＴｐであるから、前記位置制御部全体の
遅れ時間はＴｐ−Ｔｄとなり、前記位置制御部の実質の
位置制御ループゲインＫｐ”は、数式（３）で示される
ように、Ｋｐよりも大きくなる。
【数３】
したがって、前記位置制御部全体から見た前記実質の位
置制御ループゲインをＫｐとするためには、制御系全体
を遅らせる必要がある。位置制御ループゲインを下げる
と制御系が遅れるので、数式（２）を遅れ時間Ｔｄに相
当する時間だけ遅らせればよい。すなわち、補正後の位
置制御ループゲインをＫｐ’とすると、数式（４）とな
るので、その両辺の逆数をとることにより数式（１）と
なり、結局、数式（１）で示す位置制御ループゲインで
制御すればよいこととなる。
置制御ループゲインをＫｐとするためには、制御系全体
を遅らせる必要がある。位置制御ループゲインを下げる
と制御系が遅れるので、数式（２）を遅れ時間Ｔｄに相
当する時間だけ遅らせればよい。すなわち、補正後の位
置制御ループゲインをＫｐ’とすると、数式（４）とな
るので、その両辺の逆数をとることにより数式（１）と
なり、結局、数式（１）で示す位置制御ループゲインで
制御すればよいこととなる。
【０００６】図１は、本発明の数値制御装置の同期制御
方法のブロック図を示している。１は数値制御装置、
２、２’は各モータを駆動するモータ制御装置、６、
６’はモータ、７、７’はそれぞれモータ６、６’の位
置を検出する検出器である。数値制御装置１内には位置
指令出力部３があり、この位置指令出力部３は同期する
複数の制御軸に対し同時に位置指令を出力する。モータ
制御装置２内には、位置指令出力部３からの位置指令に
従ってモータ２を制御する位置制御部４と、位置制御部
４から出力される速度指令に従ってモータ６を制御する
駆動制御部５と、検出器７からのモータ６の位置検出値
によって求められた第１遅れ要素８とがあり、さらに位
置制御部４内には第１遅れ要素８に基づき本発明による
数式（１）によって求めた第１位置制御ループゲイン９
がある。同じく、モータ制御装置２’内には、位置指令
出力部３からの位置指令に従ってモータ２’を制御する
位置制御部４’と、位置制御部４’から出力される速度
指令に従ってモータ６’を制御する駆動制御部５’と、
検出器７’からのモータ６’の位置検出値によって求め
られた第２遅れ要素１０とがあり、さらに位置制御部
４’内には第２遅れ要素１２に基づき本発明による数式
（１）によって求めた第２位置制御ループゲイン９’が
ある。
方法のブロック図を示している。１は数値制御装置、
２、２’は各モータを駆動するモータ制御装置、６、
６’はモータ、７、７’はそれぞれモータ６、６’の位
置を検出する検出器である。数値制御装置１内には位置
指令出力部３があり、この位置指令出力部３は同期する
複数の制御軸に対し同時に位置指令を出力する。モータ
制御装置２内には、位置指令出力部３からの位置指令に
従ってモータ２を制御する位置制御部４と、位置制御部
４から出力される速度指令に従ってモータ６を制御する
駆動制御部５と、検出器７からのモータ６の位置検出値
によって求められた第１遅れ要素８とがあり、さらに位
置制御部４内には第１遅れ要素８に基づき本発明による
数式（１）によって求めた第１位置制御ループゲイン９
がある。同じく、モータ制御装置２’内には、位置指令
出力部３からの位置指令に従ってモータ２’を制御する
位置制御部４’と、位置制御部４’から出力される速度
指令に従ってモータ６’を制御する駆動制御部５’と、
検出器７’からのモータ６’の位置検出値によって求め
られた第２遅れ要素１０とがあり、さらに位置制御部
４’内には第２遅れ要素１２に基づき本発明による数式
（１）によって求めた第２位置制御ループゲイン９’が
ある。
【０００７】まず、３の位置指令出力部から複数のモー
タ制御装置２，２’に対し、同じ位置指令が同時に指令
される。モータ制御装置２、２’には、各々異なる遅れ
要素８、１０を持っているため、各々のモータ制御装置
の遅れ要素から数式（１）を用いて計算した位置制御ル
ープゲインを各々の位置制御部の位置制御ループゲイン
９、１１に設定する。モータ制御装置２の位置制御部４
は、設定された位置制御ループゲイン９（Ｋｐ１）でモ
ータ６を制御し、またモータ制御装置２’の位置制御部
４’は、設定された位置制御ループゲイン１１（Ｋｐ
２）でモータ６’を制御する。このようにすることによ
り、位置制御部の制御周期や、位置検出器の検出周期の
違いがある場合の同期制御の同期精度を向上することが
可能となる。
タ制御装置２，２’に対し、同じ位置指令が同時に指令
される。モータ制御装置２、２’には、各々異なる遅れ
要素８、１０を持っているため、各々のモータ制御装置
の遅れ要素から数式（１）を用いて計算した位置制御ル
ープゲインを各々の位置制御部の位置制御ループゲイン
９、１１に設定する。モータ制御装置２の位置制御部４
は、設定された位置制御ループゲイン９（Ｋｐ１）でモ
ータ６を制御し、またモータ制御装置２’の位置制御部
４’は、設定された位置制御ループゲイン１１（Ｋｐ
２）でモータ６’を制御する。このようにすることによ
り、位置制御部の制御周期や、位置検出器の検出周期の
違いがある場合の同期制御の同期精度を向上することが
可能となる。
【０００８】
【発明の効果】以上、述べたように、本発明によれば、
制御軸毎に独立した位置制御部を有するモータ制御装置
と、同時に複数の前記制御軸に位置指令を出力する位置
指令出力部と、を有する数値制御装置であって、同じ位
置指令を同時に複数の前記モータ制御装置に指令し、前
記モータ制御装置で独立に位置制御して多軸間同期制御
を行う数値制御装置の同期制御方法において、前記各制
御軸の位置制御部の遅れ時間に対し、数式（１）に基づ
いて位置制御ループゲインを補正することによって同期
調整を行なうので、位置制御部の制御周期や、位置検出
器の検出周期の違いがある場合の同期制御の同期精度を
向上する効果がある。
制御軸毎に独立した位置制御部を有するモータ制御装置
と、同時に複数の前記制御軸に位置指令を出力する位置
指令出力部と、を有する数値制御装置であって、同じ位
置指令を同時に複数の前記モータ制御装置に指令し、前
記モータ制御装置で独立に位置制御して多軸間同期制御
を行う数値制御装置の同期制御方法において、前記各制
御軸の位置制御部の遅れ時間に対し、数式（１）に基づ
いて位置制御ループゲインを補正することによって同期
調整を行なうので、位置制御部の制御周期や、位置検出
器の検出周期の違いがある場合の同期制御の同期精度を
向上する効果がある。
【図１】本発明の数値制御装置の同期制御方法のブロッ
ク図を示している。
ク図を示している。
１：数値制御装置
２、２’：モータ制御装置
３：位置指令出力部
４、４’：位置制御部
５、５’：駆動制御部
６、６’：モータ
７、７’：位置検出器
８：第１遅れ要素
９：第１遅れ要素に基づいた第１位置制御ループゲイン
１０：第２遅れ要素
１１：第２遅れ要素に基づいた第２位置制御ループゲイ
ン
ン
Claims (2)
- 【請求項１】 制御軸毎に独立した位置制御部を有する
複数のモータ制御装置に対して前記制御軸に位置指令を
出力する位置指令出力部を有する数値制御装置であっ
て、同じ位置指令を同時に複数の前記モータ制御装置に
指令し、前記モータ制御装置で独立に位置制御して多軸
間同期制御を行う数値制御装置の同期制御方法におい
て、 前記各制御軸の位置制御部の遅れ時間に対し、数式
（１）に基づいて位置制御ループゲインを補正すること
によって同期調整を行うことを特徴とする数値制御装置
の同期制御方法。 【数１】 数式（１）において、 Ｋｐは所望の応答特性を得るための基準軸の位置制御ル
ープゲイン Ｔｄは位置制御の遅れ以外の遅れ時間、 Ｋｐ’は補正後の位置制御ループゲイン、をそれぞれ示
す。 - 【請求項２】 同時に複数の制御軸に位置指令を出力す
る位置指令出力部とともに、各制御軸に独立した位置制
御を行なう位置制御部を有し、同じ位置指令を同時に複
数の制御軸に指令して制御軸で独立に位置制御して多軸
間同期制御を行う多軸間同期制御方法において、 前記各制御軸の位置制御の遅れ時間に対し、数式（１）
に基づいて位置制御ループゲインを補正することによっ
て同期調整を行うことを特徴とする多軸間同期制御方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002138737A JP2003330510A (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | 数値制御装置の同期制御方法 |
| PCT/JP2003/005854 WO2003100536A1 (en) | 2002-05-14 | 2003-05-09 | Numerical value control device synchronization control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002138737A JP2003330510A (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | 数値制御装置の同期制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003330510A true JP2003330510A (ja) | 2003-11-21 |
Family
ID=29561171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002138737A Pending JP2003330510A (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | 数値制御装置の同期制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003330510A (ja) |
| WO (1) | WO2003100536A1 (ja) |
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| CN102129251A (zh) * | 2010-01-12 | 2011-07-20 | 株式会社安川电机 | 同步控制装置 |
| CN103084669A (zh) * | 2011-11-02 | 2013-05-08 | 发那科株式会社 | 齿轮加工机的控制装置 |
| JP2018153882A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | 株式会社安川電機 | コントロールシステム、コントローラ及び制御方法 |
| WO2019208109A1 (ja) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | オムロン株式会社 | 制御システム、制御方法、および制御プログラム |
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| CN102368162B (zh) * | 2011-10-26 | 2013-04-03 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种大角度的快速反射镜跟踪系统 |
| CN104965524B (zh) * | 2015-05-21 | 2018-02-02 | 深圳市大疆灵眸科技有限公司 | 增稳装置及增稳装置初始姿态控制系统、方法 |
| EP3561621B1 (de) | 2018-04-26 | 2023-01-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Bestimmen eines angepassten leitwertes einer leitachse |
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| JP3073621B2 (ja) * | 1993-02-05 | 2000-08-07 | ファナック株式会社 | 放電加工制御方法 |
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| JP2001195109A (ja) * | 2000-01-13 | 2001-07-19 | Toshiba Mach Co Ltd | 工作機械の制御装置 |
-
2002
- 2002-05-14 JP JP2002138737A patent/JP2003330510A/ja active Pending
-
2003
- 2003-05-09 WO PCT/JP2003/005854 patent/WO2003100536A1/ja not_active Ceased
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| US8587247B2 (en) | 2010-01-12 | 2013-11-19 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Synchronous control apparatus |
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