加工を高精度化するサーボ制御システム

【課題】角度同期方式の長所を生かしつつ、基準角度が与えられない場合でも角度同期方式の学習制御の適用を可能にするサーボ制御システムの提供。
【解決手段】サーボ制御システム１０は、各軸を駆動するＸ軸サーボモータ１２、Ｙ軸サーボモータ１４及びＺ軸サーボモータ１６をそれぞれ制御するＸ軸サーボ制御装置１８、Ｙ軸サーボ制御装置２０及びＺ軸サーボ制御装置２２を有する。またＸ軸サーボ制御装置１８及びＹ軸サーボ制御装置２０は、上位制御装置２４から送られる各軸指令に基づいて、単調増加又は一方向に変化する基準信号θを作成する基準信号生成部２８及び３２をそれぞれ有し、学習制御器２６及び３０は該基準信号に基づいて学習制御を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数軸の協調動作を行う工作機械において、加工精度を高める機能を備えたサーボ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
マシニングセンタ等の工作機械において複数軸の協調動作を行う場合、特に、Ｘ軸及びＹ軸を用いて円弧形状を加工する場合には、高精度な加工が求められる。従来の制御システムでは、サーボ制御の追従遅れ、特に反転時の遅れのため、円弧の象限部分の精度を高めることが困難であった。
【０００３】
一方、繰り返し指令に対して高速かつ高精度な追従性を実現する方法として、学習制御（繰り返し制御）がある。学習制御には時間を基準として学習する時間同期方式（例えば特許文献１参照）と、角度を基準として学習する角度同期方式とがある。例えば特許文献２では、繰り返し指令されるパターンにおける形状の位置に対応して補正データを記憶しておき、位置に対応して位置偏差を補正する学習制御により、速度変動があっても位置偏差を小さくできる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１７５５０２号公報
【特許文献２】特開２００４−２８０７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
時間同期方式は、加工の開始から終了までの時間にわたり遅延メモリが必要となるので、加工時間が比較的長い場合は大容量の遅延メモリが必要となる。また、同じ形状の加工であって加工速度が異なる場合は、別の遅延メモリが必要となる。一方角度同期方式では、加工時間が長い場合や加工速度が異なる場合における不都合はないが、指令の繰り返し動作に同期して単調増加（一方向に変化）する基準角度（基準位置）が必要となるため、往復動作をするような基準位置の動きでは、角度同期方式を適用することはできなかった。
【０００６】
特許文献２の図３の説明にあるように、サンプリング時に得られた参照位置がΘ（ｎ）であり、該参照位置Θ（ｎ）の前後のグリッド位置θ（ｍ），θ（ｍ＋１）に対応する補正データがδ（ｍ），δ（ｍ＋１）であったとすると、参照位置Θ（ｎ）に対応する補正データδ（ｎ）は次式による補間計算で求めることになる。
δ（ｎ）＝δ（ｍ）＋｛Θ（ｎ）−θ（ｍ）｝・｛δ（ｍ＋１）−δ（ｍ）｝／｛θ（ｍ＋１）−θ（ｍ）｝
この参照位置Θが単調増加あるいは単調減少でないと、参照位置Θに対する補正データδが複数存在することになり、正しい補正データを求めることができなくなる。
【０００７】
そこで本発明は、角度同期方式の長所を生かしつつ、基準角度が与えられない場合でも角度同期方式の学習制御の適用を可能にするサーボ制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、工作機械又は産業機械において、互い直交する２軸を含む複数の軸の協調動作による円弧、多角形、又はそれらの組み合わせからなる加工形状を加工する制御システムであって、前記加工形状を加工するための位置指令を前記複数の軸のサーボモータに分配する上位制御装置と、前記位置指令に基づいて各軸のサーボモータを駆動して、被駆動体を動作させる複数のサーボ制御装置と、前記サーボモータの位置又は前記被駆動体の位置を検出する位置検出部と、サンプリング周期毎に前記位置指令と検出された前記サーボモータの位置フィードバックとの偏差を演算する位置偏差演算部と、自軸又は他軸の位置指令又は位置フィードバックから、一方向に変化する基準信号を計算する基準信号生成部と、前記基準信号、前記位置指令及び前記位置偏差に基いて学習制御を行う学習制御部と、を有する、サーボモータ駆動制御システムを提供する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のサーボ制御システムにおいて、前記基準信号生成部は、円弧中心を基準としたＸ軸とＹ軸の位置指令又は位置フィードバックから、前記Ｘ軸の位置と前記Ｙ軸の位置との比の逆正接関数により求めた角度位置を基準信号として生成する、サーボ制御システムを提供する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のサーボ制御システムにおいて、前記基準信号生成部は、協調動作をする互いに相手の軸の位置指令又は位置フィードバックに基づき、サンプリング周期毎の移動量の絶対値を積算して基準信号を生成する、サーボ制御システムを提供する。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のサーボ制御システムにおいて、前記加工形状がＸ軸とＹ軸の補間形状の場合に、前記基準信号生成部は、Ｘ軸の位置指令又は位置フィードバックのサンプリング周期毎の移動量の絶対値を積算した値と、Ｙ軸の位置指令又は位置フィードバックのサンプリング周期毎の移動量の絶対値を積算した値との和を、基準信号として生成する、サーボ制御システムを提供する。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のサーボ制御システムにおいて、前記加工形状がヘリカル補間の場合に、前記基準信号生成部は、ヘリカル軸の位置指令又は位置フィードバックを基準信号して生成する、サーボ制御システムを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、位置指令又は位置フィードバックから一方向に変化する基準信号を求めることにより、角度同期方式の学習制御が適用できるようになる。
【００１４】
円弧形状の加工をする場合、Ｘ軸の指令位置とＹ軸の指令位置から基準信号を計算できる。該基準信号は単調増加で一定速となるので、基準信号として使いやすい信号が作成できる。
【００１５】
基準信号として、他軸の移動量の絶対値の積算値を使用することにより、少ない計算量で単調増加の基準信号が作成できる。また、自らの指令位置ではなく、相手の指令位置を使用することで、精度が必要とされる反転時の変化量が大きく取れるので、有利である。
【００１６】
Ｘ軸の移動指令とＹ軸の移動指令の絶対値の積算和を使用することにより、基準信号として使いやすい単調増加で一定に近い信号を少ない計算量で作成できる。また、この基準信号はほぼ加工形状の長さを表しているので、円弧だけでなく多角形にも適用可能である。
【００１７】
一定で動くヘリカル軸の指令位置を基準信号とすることにより、計算が不要で、単調増加で一定速となる、使いやすい基準信号が作成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るサーボ制御システムの基本構成を示す図である。
【図２】図１のサーボ制御システムが有する角度同期学習制御器の一構成例を示す図である。
【図３】発明に係るサーボ制御システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】加工形状の一例として円弧を示す図である。
【図５】加工形状が円弧である場合の、Ｘ軸及びＹ軸の角度位置を示すグラフである。
【図６】円弧加工の場合の基準信号の第１の生成方法を説明する図である。
【図７】円弧加工の場合の基準信号の第２の生成方法を説明する図である。
【図８】円弧加工の場合の基準信号の第３の生成方法を説明する図である。
【図９】加工形状の一例として三角形を示す図である。
【図１０】加工形状の一例としてＲ付き四角形を示す図である。
【図１１】加工形状の一例として八角形を示す図である。
【図１２】加工形状が三角形である場合の、Ｘ軸及びＹ軸の角度位置を示すグラフである。
【図１３】加工形状がＲ付き四角形である場合の、Ｘ軸及びＹ軸の角度位置を示すグラフである。
【図１４】加工形状が八角形である場合の、Ｘ軸及びＹ軸の角度位置を示すグラフである。
【図１５】加工形状が三角形である場合の、単調増加する基準信号を生成する処理を説明するグラフである。
【図１６】加工形状がＲ付き四角形である場合の、単調増加する基準信号を生成する処理を説明するグラフである。
【図１７】加工形状が八角形である場合の、単調増加する基準信号を生成する処理を説明するグラフである。
【図１８】加工形態の一例としてヘリカル加工を示す図である。
【図１９】ヘリカル加工を行う場合の、単調増加する基準信号を生成する処理を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明に係るサーボ制御システムの基本構成を示す図である。サーボ制御システム１０は、協調動作を行う互いに直交する少なくとも２軸（図示例ではＸ，Ｙ，Ｚの３軸）を含むマシニングセンタ等の工作機械又は産業機械において使用され、各軸を駆動するＸ軸サーボモータ１２、Ｙ軸サーボモータ１４及びＺ軸サーボモータ１６をそれぞれ制御するＸ軸サーボ制御装置１８、Ｙ軸サーボ制御装置２０及びＺ軸サーボ制御装置２２を有する。各サーボ制御装置は、ＮＣ等の上位制御装置２４から送られる各軸の位置指令（図示例ではＸ軸指令、Ｙ軸指令及びＺ軸指令）に基づいて速度指令を作成し、該速度指令によって各サーボモータを制御する。
【００２０】
Ｘ軸サーボ制御装置１８は、角度同期方式の学習制御部（学習制御器）２６を有し、学習制御器２６は、所定の加工を行うための、上位制御装置２４から送られる周期的なＸ軸の位置指令と、Ｘ軸サーボモータ１２又はＸ軸サーボモータ１２により駆動される工具等の被駆動体（図示せず）の位置フィードバック（ＦＢ）との偏差に基づいてＸ軸サーボモータ１２の制御のための補正量を作成し、該補正量及び該偏差はゲインＫｐを介してＸ軸サーボ速度指令としてＸ軸サーボモータ１２の制御に使用される。位置フィードバックは、Ｘ軸サーボモータ１２又は被駆動体のＸ位置を検出する位置検出部２７によって得られる。またＸ軸サーボ制御装置１８は、上位制御装置２４から送られる各軸指令に基づいて、単調増加又は一方向に変化する基準信号θを作成する基準信号生成部２８を有し、学習制御器２６は該基準信号に基づいて学習制御を行う。この詳細については後述する。
【００２１】
同様に、Ｙ軸サーボ制御装置２０は、角度同期方式の学習制御部（学習制御器）３０を有し、学習制御器３０は、所定の加工を行うための、上位制御装置２４から送られる周期的なＹ軸の位置指令と、Ｙ軸サーボモータ１４又はＹ軸サーボモータ１４により駆動される被駆動体（図示せず）の位置をフィードバックとの偏差に基づいてＹ軸サーボモータ１４の制御のための補正量を作成し、該補正量及び該偏差はゲインＫｐを介してＹ軸サーボ速度指令としてＹ軸サーボモータ１４の制御に使用される。位置フィードバックは、Ｙ軸サーボモータ１４又は被駆動体のＹ位置を検出する位置検出部３１によって得られる。またＹ軸サーボ制御装置２０は、上位制御装置２４から送られる各軸指令に基づいて、単調増加又は一方向に変化する基準信号θを作成する基準信号生成部３２を有し、学習制御器３０は該基準信号に基づいて学習制御を行う。この詳細については後述する。
【００２２】
本実施形態ではＺ軸サーボ制御装置２２は必須ではなく、その機能は従来のサーボ制御装置と同様でよい。すなわちＺ軸サーボ制御装置２２は、所定の加工を行うための、上位制御装置２４から送られるＺ軸の位置指令と、Ｚ軸サーボモータ１６又はＺ軸サーボモータ１６により駆動される被駆動体（図示せず）の位置フィードバックとの偏差を求め、該偏差はゲインＫｐを介してＺ軸サーボ速度指令としてＺ軸サーボモータ１６の制御に使用される。位置フィードバックは、Ｚ軸サーボモータ１６又は被駆動体のＺ位置を検出する位置検出部３３によって得られる。なお図１において白丸は加算器を表し、黒丸は分岐点を表す。後述する図２についても同様である。
【００２３】
図２は、図１の学習制御器２６の具体的構成例を示す図である。Ｘ軸サーボ制御装置２６において、上位制御装置２４から送られる位置指令Ｐｃと位置フィードバックＰｆとから加算器３５にて位置偏差Ｅｒが演算され、学習制御器２６は、Ｘ軸サーボモータ又は被駆動体の位置偏差Ｅｒを第１の位置偏差として所定のサンプリング周期（例えば１ｍｓ）毎に取得する。第１の位置偏差は第１変換部３４に送られ、第１変換部３４は、第１の位置偏差Ｅｒを、被駆動体の１周期分の基準角度位置（後述）毎の第２の位置偏差Ｅｒ′に変換する。つまりサンプリング周期に対応付けられている第１の位置偏差が、基準角度位置に対応付けられた第２の位置偏差に変換される。この変換手法自体は周知なので説明は省略する。
【００２４】
第２の位置偏差ε２は、通常３６０度分の遅延メモリ３６に記憶された被駆動体の周期動作の１周期前の第１の補正量が加算された後、新たな第１の補正量ｃ１として遅延メモリ３２に記憶される。第１の補正量ｃ１は第２変換部３８に送られ、第２変換部３８は、基準角度位置毎の第１の補正量ｃ１を、上記サンプリング周期毎の第２の補正量ｃ２に変換する。つまり基準角度位置に対応付けられている第１の補正量が、サンプリング周期に対応付けられた第２の補正量に変換される。この変換手法自体は周知なので説明は省略する。
【００２５】
学習制御器２６は、第１の補正量ｃ１の帯域を制限する帯域制限フィルタ４０と、第２変換部３８からの第２の補正量の位相補償及びゲイン補償を行う位相進みフィルタ４２とを有してもよいが、これらのフィルタは必須の構成要素ではない。なお「帯域制限フィルタ」とは具体的には、ある周波数領域における高周波領域の信号をカットするためのローパスフィルタであり、制御系の安定性を向上させる効果がある。また「位相進みフィルタ」とは具体的には、ある周波数領域における高周波領域の信号の位相を進ませ、さらにゲインを上げるフィルタであり、位置制御、速度制御及び電流制御等の制御系の遅れやゲイン低下を補償する効果がある。なお、Ｙ軸サーボ制御装置２０の学習制御器３０も学習制御器２６と同様の構成とすることができる。
【００２６】
次に本発明に係るサーボ制御システムにおける処理の流れについて、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。先ず上位制御装置２４は、予め定めた指令分配周期Ｔ（例えばＴ＝１ｍｓ）毎に各軸の位置指令Ｐｃを対応するサーボ制御装置に分配し、また各サーボ制御装置は位置フィードバックＰｆを検出する（ステップＳ１）。次に各サーボ制御装置は、位置指令Ｐｃ及び位置フィードバックＰｆから位置偏差Ｅｒを計算する（ステップＳ２）。学習制御すべきタイミングになったら（ステップＳ３）、基準信号生成部２８、３２は、対応する軸の位置指令又は位置フィードバックに基づいて基準信号θを生成する。ここで位置指令Ｐｃから基準信号θを生成する場合の処理の流れはステップＳ４→Ｓ５→Ｓ７となり、一方位置フィードバックＰｆから基準信号θを生成する場合の処理の流れはステップＳ４→Ｓ６→Ｓ７となる。
【００２７】
また基準信号生成部は、他軸の位置指令又は位置フィードバックから基準信号を生成してもよい。例えば、Ｘ軸サーボ制御装置１８の基準信号生成部２８は、Ｙ軸の位置指令又は位置フィードバックから基準信号を生成することもできる。
【００２８】
次のステップＳ８では、上述の第１変換部３４において、サンプリング周期に対応付けられている位置偏差Ｅｒを、基準信号（基準角度位置）に対応付けられた位置偏差Ｅｒ′に変換する。次に位置偏差Ｅｒ′は、１周期前の位置偏差に加算され、基準信号毎の第１の補正量ｃ１として遅延メモリ３６に保存される（ステップＳ１０）。なお加工形状が後述する円弧等の場合、遅延メモリ３６には１周分（３６０度分）の補正量が保存される。次にステップＳ１１では、第２変換部３８において、遅延メモリ３６に保存された１周期前の基準信号毎の第１の補正量ｃ１を、サンプリング周期毎の第２の補正量ｃ２に変換し、該第２の補正量が位置偏差Ｅｒに加算されて速度指令が生成される（ステップＳ１２）。
【００２９】
次に、上述のステップＳ７すなわち基準信号θの生成の詳細について説明する。本発明に係るサーボ制御システムを利用する工作機械又は産業機械では、円弧、多角形、又はそれらの組み合わせからなる形状を加工することができるが、ここでは、図４に示すように、サーボ制御システムを含む工作機械が半径Ｒ（＝１ｍｍ）の円弧加工を行う場合を考える。このときの工作機械の代表点（例えば工具先端）のＸ軸位置及びＹ軸位置は、例えばそれぞれ図５（ａ）及び（ｂ）のように表される。この場合上位制御装置２４は、ある時間ｔ＝ｎＴ（但しｎ＝１，２，３ ...）、半径Ｒ及び送り速度Ｆ（例えばＦ＝３７６．８ｍｍ／分）から、指令分配周期毎の各軸の指令位置を算出する（例えば、Ｘ(ｔ)＝Ｒ・ｃｏｓ(ωｔ)、Ｙ(ｔ)＝Ｒ・ｓｉｎ(ωｔ)、ωｔ＝Ｆｔ／Ｒ）。
【００３０】
図４のような円弧加工の場合、学習制御の周期は円弧１回転分となるが、Ｘ軸及びＹ軸のいずれについても位置指令は正弦波又は余弦波形状を呈するので、単調増加又は単調減少ではなく、そのままでは角度同期式学習制御の基準位置（基準信号）として利用することはできない。そこで本発明では、Ｘ軸及びＹ軸の位置指令又は位置フィードバックから、円弧１回転分の単調増加の基準信号θを生成する。この点について、以下に説明する。
【００３１】
図６は、円弧加工の場合の基準信号の第１の生成方法、すなわち基準信号として、Ｘ軸とＹ軸の位置指令又は位置フィードバックから、三角関数により基準角度θを計算する方法を説明する図である。円弧形状の場合、Ｘ軸及びＹ軸の位置はそれぞれ正弦波及び余弦波で表され、上位制御装置は、半径Ｒの円弧指令を出力している。従って、加工開始後又は学習開始後からのｔ秒後のＸ軸の位置ＰＯＳＸ(ｔ)及びＹ軸の位置ＰＯＳＹ(ｔ)は、以下の式で表される。但しδは開始角度である。
ＰＯＳＸ(ｔ) ＝Ｒ・ｃｏｓ(ｗｔ＋δ)
ＰＯＳＹ(ｔ) ＝Ｒ・ｓｉｎ(ｗｔ＋δ)
【００３２】
一方サーボとしては、基準信号θとして（ｗｔ＋δ）が必要である。そこで、図６（ａ）に示すように、Ｘ軸の位置とＹ軸の位置との比の逆正接関数を利用し、具体的にはθ(ｔ)＝ｔａｎ^-1（ＰＯＳＹ(ｔ)／ＰＯＳＸ(ｔ)）なる式から求めた角度位置を基準信号として使用する。次に基準信号θを単調増加とするために、Ｘ，Ｙの符号によって象限を区別する。具体的には、Ｘ＞０，Ｙ＞０ならθ(ｔ)＝ｔａｎ^-1（ＰＯＳＹ(ｔ)／ＰＯＳＸ(ｔ)）、Ｘ＜０，Ｙ＞０又はＸ＜０，Ｙ＜０ならθ(ｔ)＝ｔａｎ^-1（ＰＯＳＹ(ｔ)／ＰＯＳＸ(ｔ)）＋１８０、Ｘ＞０，Ｙ＜０ならθ(ｔ)＝ｔａｎ^-1（ＰＯＳＹ(ｔ)／ＰＯＳＸ(ｔ)）＋３６０とすることにより、図６（ｂ）に示すような単調増加信号θが得られる。
【００３３】
図７は、円弧加工の場合の基準信号の第２の生成方法、すなわち基準信号として、協調動作をする互いに相手の軸（Ｘ軸にとってはＹ軸、Ｙ軸にとってはＸ軸）の位置指令又は位置フィードバックを利用する方法を説明する図である。具体的には、図７（ａ）に示すＸ軸位置の、サンプリング間隔毎の差分ΔＸの絶対値を積算した値（Σ|ΔＸ|）が図７（ｂ）に示されており、これがＹ軸の基準信号θｙとして使用される。同様に、図７（ｃ）に示すＹ軸位置の、サンプリング間隔毎の差分ΔＹの絶対値を積算した値（Σ|ΔＹ|）が図７（ｄ）に示されており、これがＸ軸の基準信号θｘとして使用される。このように基準信号として他軸の移動量（差分）の絶対値の積算値を使用することにより、上述の第１の基準信号生成方法に比べて、非常に少ない計算量で単調増加の基準信号を作成することができる。また、他軸の指令位置を使用することにより、精度が必要とされる反転時の変化量が大きく取れるので、有利である。
【００３４】
図８は、円弧加工の場合の基準信号の第３の生成方法、すなわち基準信号として、位置指令又は位置フィードバックの差分の絶対値の積算値（移動距離）を利用する方法を説明する図である。具体的には、図８に示すように、図７（ｂ）に示したようなサンプリング間隔毎の差分ΔＸの絶対値を積算した値（Σ|ΔＸ|）と、図７（ｄ）に示したようなサンプリング間隔毎の差分ΔＹの絶対値を積算した値（Σ|ΔＹ|）との和を基準信号θ（＝Σ|ΔＸ|＋Σ|ΔＹ|）とする。このように、加工形状がＸ軸とＹ軸の補間形状の場合、Ｘ軸の移動指令とＹ軸の移動指令の絶対値の積算和を使用することで、第１の基準信号生成方法より少ない計算量で、基準信号として使いやすい単調増加かつ直線に近い信号が作成できる。
【００３５】
また第３の基準信号生成方法により生成される基準信号は、ほぼ加工形状の長さ（輪郭）を表しているので、加工形状が円弧でなく、多角形等にも適用可能である。例えば加工形状が図９〜図１１にそれぞれ示すような三角形、Ｒ（丸み）付き四角形、八角形の場合、Ｘ軸及びＹ軸の位置指令はそれぞれ図１２〜図１４のようになる。ここで各形状について第３の基準信号生成方法を適用すると、加工形状が三角形の場合の基準信号θは図１５、Ｒ（丸み）付き四角形の場合は図１６、八角形の場合は図１７のようになり、いずれも単調増加かつ直線に近い基準信号となる。
【００３６】
図１８は、例えば図４の円弧加工においてＺ軸方向の送りを加えた場合、すなわちヘリカル加工を行う場合を行う場合を示す。この場合は、図１８に示すように円弧１回転でのＺ軸方向の送り量に相当する時間を学習周期とすればよい。このときの基準信号θは、図１９に示すようにＺ軸の位置指令又は位置フィードバックに一致する（θ＝Ｚ）。このように、加工形状がヘリカル補間の場合、Ｚ軸すなわちヘリカル軸は通常一定速で移動するので、実質的に計算が不要でかつ、単調増加で一定速となる、使いやすい基準信号が作成できる。
【００３７】
上述のように本願発明は、角度同期方式の長所を生かしつつ、基準角度が与えられない場合でも、角度同期方式の学習制御の適用を可能にするサーボ制御システムを提供するものである。引用文献２も角度同期方式の学習制御を開示しているが、その対象は回転軸及び直線軸の組合せで加工を行う旋盤用途であり、基準信号が単調増加となる回転軸の位置指令または位置フィードバックを使用する。しかしマシニングセンタのように、互いに直交するＸ、Ｙ軸によって形状を加工する場合、いずれの軸の位置指令も単調増加ではないので、そのまま基準信号とすることができない。本願発明ではこのような場合に、好適な基準信号を簡易な計算で得、角度同期方式の学習制御を適用するようにしている。
【符号の説明】
【００３８】
１０サーボ制御システム
１２Ｘ軸サーボモータ
１４Ｙ軸サーボモータ
１６Ｚ軸サーボモータ
１８Ｘ軸サーボ制御装置
２０Ｙ軸サーボ制御装置
２２Ｚ軸サーボ制御装置
２４上位制御装置
２６、３０角度同期式学習制御器
２８、３２基準信号生成部
３４第１変換部
３４第１変換部
３６遅延メモリ
３８第２変換部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械又は産業機械において、互い直交する２軸を含む複数の軸の協調動作による円弧、多角形、又はそれらの組み合わせからなる加工形状を加工する制御システムであって、
前記加工形状を加工するための位置指令を前記複数の軸のサーボモータに分配する上位制御装置と、
前記位置指令に基づいて各軸のサーボモータを駆動して、被駆動体を動作させる複数のサーボ制御装置と、
前記サーボモータの位置又は前記被駆動体の位置を検出する位置検出部と、
サンプリング周期毎に前記位置指令と検出された前記サーボモータの位置フィードバックとの偏差を演算する位置偏差演算部と、
自軸又は他軸の位置指令又は位置フィードバックから、一方向に変化する基準信号を計算する基準信号生成部と、
前記基準信号、前記位置指令及び前記位置偏差に基いて学習制御を行う学習制御部と、を有する、サーボモータ駆動制御システム。
【請求項２】
前記基準信号生成部は、円弧中心を基準としたＸ軸とＹ軸の位置指令又は位置フィードバックから、前記Ｘ軸の位置と前記Ｙ軸の位置との比の逆正接関数により求めた角度位置を基準信号として生成する、請求項１に記載のサーボモータ駆動制御システム。
【請求項３】
前記基準信号生成部は、協調動作をする互いに相手の軸の位置指令又は位置フィードバックに基づき、サンプリング周期毎の移動量の絶対値を積算して基準信号を生成する、請求項１に記載のサーボモータ駆動制御システム。
【請求項４】
前記加工形状がＸ軸とＹ軸の補間形状の場合に、前記基準信号生成部は、Ｘ軸の位置指令又は位置フィードバックのサンプリング周期毎の移動量の絶対値を積算した値と、Ｙ軸の位置指令又は位置フィードバックのサンプリング周期毎の移動量の絶対値を積算した値との和を、基準信号として生成する、請求項１に記載のサーボモータ駆動制御システム。
【請求項５】
前記加工形状がヘリカル補間の場合に、前記基準信号生成部は、ヘリカル軸の位置指令又は位置フィードバックを基準信号して生成する、請求項１に記載のサーボモータ駆動制御システム。

【図１】