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JPH0830974B2 - Precision position control system - Google Patents
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JPH0830974B2 - Precision position control system - Google Patents

Precision position control system

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JPH0830974B2
JPH0830974B2 JP62103363A JP10336387A JPH0830974B2 JP H0830974 B2 JPH0830974 B2 JP H0830974B2 JP 62103363 A JP62103363 A JP 62103363A JP 10336387 A JP10336387 A JP 10336387A JP H0830974 B2 JPH0830974 B2 JP H0830974B2
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position control
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interpolation
pulse
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、数値制御装置によって機械の位置を制御す
る位置制御方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position control system for controlling the position of a machine by a numerical controller.

従来の技術 数値制御装置による位置制御方式は、プログラムで指
令された移動指令に対し、該プログラムでの最小設定単
位に応じて補間し、各軸のサーボ回路に対しパルス分配
を行い、機械の各軸の位置を制御している。即ち、補間
最小単位も、機械の各軸の移動最小単位も、プログラム
に設定された最小単位で行われている。
2. Description of the Related Art A position control method using a numerical control device interpolates a movement command instructed by a program according to a minimum setting unit in the program, distributes a pulse to a servo circuit of each axis, and It controls the position of the axis. That is, the minimum interpolation unit and the minimum movement unit of each axis of the machine are the minimum units set in the program.

発明が解決しようとする問題点 プログラムにより指令された移動量の最小設定単位
で、補間し機械の各軸に対し、パルス分配を行うと、最
小設定単位の−1/2から+1/2の指令誤差が生じる。その
ため、サーボ回路の位置制御部がこの分配パルスを受け
て位置制御を行っても、最小設定単位の−1/2から+1/2
加工誤差が生じる。
Problems to be solved by the invention When interpolation is performed in the minimum setting unit of the movement amount instructed by the program and pulse distribution is performed for each axis of the machine, a command from -1/2 to +1/2 of the minimum setting unit is issued. There is an error. Therefore, even if the position control section of the servo circuit receives this distributed pulse and performs position control, the minimum setting unit of -1/2 to +1/2
Processing error occurs.

例えば、第2図に示すように、点Qから点Rの線分L1
に沿って移動するような指令がプログラムより指令され
た場合、即ち、X軸方向に5単位、Y軸方向に7単位ず
れた点の線分L1に沿って移動させる指令X5Y7がプログラ
ムより読まれた場合、直線補間が行われ、X軸、Y軸の
サーボ回路に対しパルス分配が行われ、最小設定単位に
対応するパルスがX軸方向に5パルス出力する間にY軸
方向には7パルス出力されることとなり第2図破線L2で
示す軌跡のように、X軸、Y軸方向に機械の可動部は移
動することとなる。この第2図の例では、まず始めに、
X軸、Y軸のサーボ回路に対し、同時に1パルス出力さ
れ、次にY軸のサーボ回路に対してのみ1パルス出力さ
れ、次に、X軸、Y軸のサーボ回路に共に2パルスが出
力され、次にY軸のサーボ回路のみに1パルスが出力さ
れ、最後にX軸、Y軸のサーボ回路に共に2パルスが出
力されて、点Rに到るようにパルス分配される。その結
果、X軸、Y軸のサーボモータがこの分配されたパルス
に応じて回転し、機械の可動部は軌跡L2に沿って移動
し、希望する線分QRの直線L1に沿って機械の可動部が移
動すべきものが軌跡L2に沿って移動するため、切削加工
であれば、第2図に示すように、−1/2パルスから+1/2
パルスの加工誤差、即ち、最小設定単位の−1/2〜+1/2
の形状誤差が生じることとなる。
For example, as shown in FIG. 2, line segment L1 from point Q to point R
If a command to move along the line is given by the program, that is, the command X5Y7 to move along the line segment L1 at the point shifted by 5 units in the X-axis direction and 7 units in the Y-axis direction is read from the program. In this case, linear interpolation is performed, pulses are distributed to the X-axis and Y-axis servo circuits, and 5 pulses corresponding to the minimum setting unit are output in the X-axis direction, while 7 pulses are output in the Y-axis direction. As a result, the movable part of the machine moves in the X-axis and Y-axis directions as indicated by the locus shown by the broken line L2 in FIG. In the example of FIG. 2, first,
One pulse is output simultaneously to the X-axis and Y-axis servo circuits, then one pulse is output only to the Y-axis servo circuit, and then two pulses are output to both the X-axis and Y-axis servo circuits. Then, one pulse is output only to the Y-axis servo circuit, and finally two pulses are output to both the X-axis and Y-axis servo circuits, and the pulses are distributed to reach point R. As a result, the X-axis and Y-axis servomotors rotate according to the distributed pulses, the movable part of the machine moves along the locus L2, and the machine moves along the straight line L1 of the desired line segment QR. Since the part that should move moves along the locus L2, if it is a cutting process, as shown in Fig. 2, from -1/2 pulse to +1/2 pulse.
Pulse processing error, that is, the minimum setting unit of -1/2 to +1/2
Will result in a shape error.

そこで、本発明の目的は、上述したような加工誤差を
少なくし、できるだけ希望する形状とうりの加工ができ
る位置制御方式を提供することにある。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a position control method capable of reducing the above-mentioned processing error and processing a desired shape and corrugation as much as possible.

問題点を解決するための手段 本発明は、プログラムで指令された移動指令の最小設
定単位よりも小さい補間単位に変換して補間し、補間結
果の単位時間当りの移動量を補間単位のデータでサーボ
回路の位置制御部に入力し、機械の位置を検出する検出
器からの位置検出信号単位を上記補間単位にして上記制
御部に入力し、位置制御を行うことによって上記問題点
を解決した。
Means for Solving the Problems The present invention converts an interpolation unit smaller than the minimum setting unit of a movement command instructed by a program and interpolates, and calculates the movement amount per unit time of the interpolation result as data of the interpolation unit. The above problem is solved by inputting to the position control unit of the servo circuit and inputting to the control unit by using the position detection signal unit from the detector for detecting the position of the machine as the interpolation unit and inputting to the control unit.

作用 プログラムで指令された移動指令の最小設定単位より
も小さい単位で補間し、この小さい単位で補間されたパ
ルスが各軸に分配され、かつ機械の可動部の位置を検出
する検出器からの検出信号単位を、上記小さい単位に補
間された補間単位にすることにより、この小さい単位に
よって位置制御が行われるから、機械の可動部を駆動す
る各軸は、プログラム移動指令の最小設定単位よりも小
さい単位で駆動されるので、この精密位置制御方式によ
る切削加工等においてはその加工誤差は補間単位の−1/
2から+1/2となる。即ち、最小設定単位よりも小さい単
位の−1/2から+1/2となる。
Interpolation by a unit smaller than the minimum setting unit of the movement command instructed by the action program, the pulse interpolated by this small unit is distributed to each axis, and detection from the detector that detects the position of the moving part of the machine By making the signal unit the interpolation unit interpolated into the above-mentioned small unit, the position control is performed by this small unit, so that each axis that drives the movable part of the machine is smaller than the minimum setting unit of the program movement command. Since it is driven in units, the machining error in the cutting process by this precision position control method is -1 /
It goes from 2 to +1/2. That is, the value is changed from -1/2 to +1/2 which is a unit smaller than the minimum setting unit.

実施例 第1図は、本発明の一実施例の精密位置制御方式のブ
ロック図で、1は加工プログラムが記録されているNCテ
ープ、2は該NCテープよりプログラムを読取り解読する
解読部、3は解読されたプログラムの移動指令に対し、
その最小設定単位を変換し、プログラムの移動指令の最
小設定単位より小さい単位にする単位変換手段で、乗算
器で構成されており、例えば、プログラムの最小設定単
位が1μであると、0.1μの単位に変換するものであ
る。4はこうして最小単位が変換された移動指令に対
し、補間しパルス分配を行うパルス分配部、5はサーボ
回路内の位置制御部、6は速度制御部、7はサーボモー
タで、該サーボモータ7のモータ軸には単位検出器8が
取付けられており、サーボモータ7の回転位置、即ち、
サーボモータ7で駆動される機械の可動部の位置を検出
するようになっている。9は該位置検出器8からの検出
出力をパルス分配部4から出力されるパルスの単位、即
ち、単位変換手段3で変換された補間単位(先の例で0.
1μ単位)に変換する単位変換手段でデジタルサーボで
構成した場合は乗算手段で構成される。
Embodiment FIG. 1 is a block diagram of a precise position control system according to an embodiment of the present invention, in which 1 is an NC tape on which a machining program is recorded, 2 is a decoding unit for reading and decoding the program from the NC tape, 3 Responds to the movement command of the decrypted program,
A unit conversion means for converting the minimum setting unit into a unit smaller than the minimum setting unit of the program movement command, and is composed of a multiplier. For example, if the minimum setting unit of the program is 1 μ, then It is converted into units. Reference numeral 4 is a pulse distributor for interpolating and distributing pulses to the movement command whose minimum unit is converted in this way, 5 is a position controller in the servo circuit, 6 is a speed controller, 7 is a servo motor, and the servo motor 7 The unit detector 8 is attached to the motor shaft of, and the rotational position of the servomotor 7, that is,
The position of the movable part of the machine driven by the servomotor 7 is detected. Reference numeral 9 is a unit of the pulse output from the pulse distributor 4 based on the detection output from the position detector 8, that is, an interpolation unit converted by the unit conversion means 3 (in the above example, 0.
If the unit conversion means for converting to 1μ unit) is composed of digital servo, it is composed of multiplication means.

第1図においては、サーボモータ7を1台のみ図示
し、それに共なう位置制御部5、速度制御部6、位置検
出器8、単位変換手段9を1つのみ図示しているが、こ
のような各手段は機械の可動部の各軸毎に設けられ、同
一であるので1つのみ図示している。又、上述の位置制
御方式と従来のセミ・クローズド・ループ方式の単位制
御方式と比較し、相違する点は単位変換手段3、9が設
けられている点であり、他は従来と同様である。
In FIG. 1, only one servo motor 7 is shown, and only one position control unit 5, speed control unit 6, position detector 8 and unit conversion means 9 are shown. Each such means is provided for each axis of the moving part of the machine and is identical and only one is shown. Further, compared with the above-described position control method and the conventional unit control method of the semi-closed loop method, the difference is that the unit conversion means 3 and 9 are provided, and the other is the same as the conventional one. .

以上の構成において、解読部2がNCテープよりプログ
ラムを読取り解読し、移動指令であると、単位変換手段
3により単位をプログラムの移動指令の単位より小さい
ものにし、例えば、プログラムの移動指令の単位が1μ
単位であると0.1μ単位に変換し、この変換された移動
指令に対し、パルス分配部で補間し、各軸に対し分配パ
ルス(0.1μ単位のパルス)を出力する。位置制御部5
では、この分配されたパルス量による移動指令値と、単
位変換手段9で分配パルス単位(0.1μ)に変換された
位置検出器8からの位置検出信号との差を増巾し出力
し、その差が「0」になるように制御し出力する。速度
制御部6では、位置制御部5で出力された移動指令に応
じサーボモータ7の速度を制御し、プログラムで指令さ
れた位置に違するように制御する。
In the above configuration, the decoding unit 2 reads the program from the NC tape and decodes it, and if it is a movement command, the unit conversion means 3 makes the unit smaller than the unit of the movement command of the program, for example, the unit of the movement command of the program. Is 1μ
The unit is converted to a unit of 0.1 μ, the converted movement command is interpolated by a pulse distributor, and a distribution pulse (pulse in units of 0.1 μ) is output to each axis. Position controller 5
Then, the difference between the movement command value based on the distributed pulse amount and the position detection signal from the position detector 8 converted into the distributed pulse unit (0.1 μ) by the unit conversion means 9 is amplified and output. The difference is controlled so as to be "0" and output. The speed control unit 6 controls the speed of the servo motor 7 in accordance with the movement command output from the position control unit 5, and controls the position so as to be different from the position commanded by the program.

このように、位置制御方法も、従来と同等であるが、
従来の位置制御方法と相違する点は、プログラムの移動
指令単位よりも小さい単位で補間パルスが出力され、
又、位置検出器8からの信号も、この補間パルス単位と
同じになるように単位変換手段9で変換されて、位置制
御部5では、このプログラムの移動指令単位8よりも小
さい単位で位置が制御されることとなる点である。そし
て、このプログラムの移動指令単位より小さい単位で補
間され分配パルスが出力され、この単位で位置制御が行
われるため、切削加工等において加工誤差が小さくな
る。
In this way, the position control method is the same as the conventional one,
The difference from the conventional position control method is that the interpolation pulse is output in units smaller than the program movement command unit,
Further, the signal from the position detector 8 is also converted by the unit conversion means 9 so as to be the same as this interpolation pulse unit, and the position control unit 5 determines the position in units smaller than the movement command unit 8 of this program. That is the point to be controlled. Then, the distribution pulse is output by being interpolated in units smaller than the movement command unit of this program, and the position control is performed in this unit, so that a machining error in cutting or the like is reduced.

第2図は、加工誤差が小さくなる点を説明する図で、
プログラムの移動指令の単位で出力される分配パルスを
Pとし、単位変換手段3でその単位を1/4に変換し、こ
のときの分配パルスをP′(4×P′=P)とした場合
を示しているもので、プログラムより点Qから点Rまで
の線分L1に沿った移動指令X5Y7が指令されると、従来の
方式であると、直線補間が行われ、前述したように軌跡
L2に沿ったパルス分配が行われ、切削加工形状は軌跡L2
の形状となる。その結果、形状誤差は、線分L1と軌跡L2
の差で−1/2P〜+1/2P、即ち、プログラムの移動指令の
最小設定単位の−1/2〜+1/2となる。一方、分配パルス
の最小単位をプログラムの移動指令の最小単位の1/4と
した本例においては、パルス分配は軌跡L2と同一のパタ
ーンで行われ、その単位が異なるだけであるが、第2図
の実線で示す軌跡L3となり、形状誤差は−1/2P′〜+1/
2P′=−1/8P〜+1/8P、即ち、プログラムの移動指令の
最小設定単位の−1/8〜+1/8となる。このように加工誤
差は小さなものとなる。
FIG. 2 is a diagram explaining that the machining error is small,
When the distribution pulse output in the unit of the movement command of the program is P, the unit conversion means 3 converts the unit to 1/4, and the distribution pulse at this time is P ′ (4 × P ′ = P) When the movement command X5Y7 along the line segment L1 from the point Q to the point R is commanded by the program, linear interpolation is performed in the conventional method, and the locus is as described above.
The pulse distribution along L2 is performed, and the cutting shape is the locus L2.
It becomes the shape of. As a result, the shape error is the line segment L1 and the locus L2.
The difference is from -1 / 2P to + 1 / 2P, that is, from -1/2 to +1/2 which is the minimum setting unit of the program movement command. On the other hand, in the present example in which the minimum unit of the distribution pulse is 1/4 of the minimum unit of the movement command of the program, the pulse distribution is performed in the same pattern as the locus L2, and only the unit is different. It becomes the locus L3 shown by the solid line in the figure, and the shape error is -1 / 2P 'to + 1 /
2P '=-1 / 8P to + 1 / 8P, that is, -1/8 to +1/8 which is the minimum setting unit of the program movement command. In this way, the processing error becomes small.

例えば、プログラムの移動指令の最小設定単位が1μ
とし、単位変換手段3で変換される最小単位を0.1μと
すると、従来の方式であると−0.5μ〜+0.5μの加工誤
差が生じたものが、本実施例においては−0.05〜+0.05
μとなり、加工誤差は小さくなる。
For example, the minimum setting unit for program movement commands is 1μ.
If the minimum unit converted by the unit converting means 3 is 0.1 μ, a processing error of −0.5 μ to +0.5 μ occurs in the conventional method, but in the present embodiment, −0.05 to +0. 05
μ, and the processing error becomes small.

なお、上記実施例では、位置検出器8からの信号の単
位を補間パルス単位に単位変換手段9で変換したが、最
近は位置検出器の分解能が高上し、検出単位がプログラ
ムの移動指令の最小設定単位より小さい場合が多いた
め、この位置検出器の検出単位と同一になるように、補
間単位、即ち分配パルス単位を単位変換手段3で設定す
るようにすれば、単位変換手段9を設ける必要はない。
In the above-described embodiment, the unit of the signal from the position detector 8 is converted into the interpolation pulse unit by the unit conversion means 9, but recently, the resolution of the position detector is high, and the detection unit is the movement command of the program. Since it is often smaller than the minimum setting unit, if the interpolation unit, that is, the distribution pulse unit is set by the unit conversion unit 3 so as to be the same as the detection unit of this position detector, the unit conversion unit 9 is provided. No need.

発明の効果 以上述べたように、本発明は、プログラムの移動指令
の最小設定単位よりも小さい補間単位で補間し、パルス
分配するため、位置制御での指令誤差を小さくできるか
ら、この発明の方式により切削加工した場合には加工誤
差が小さくなり、加工精度があがる。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, the present invention interpolates in a unit smaller than the minimum setting unit of the movement command of the program and distributes pulses, so that the command error in position control can be made small. When the cutting process is performed, the processing error is reduced and the processing accuracy is improved.

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

第1図は、本発明の一実施例のブロック図、第2図は、
本発明と従来の位置制御方式による直線補間の差異を説
明する図である。 1…NCテープ、3,9…単位変換手段、7…サーボモー
タ、8…位置検出器。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is
It is a figure explaining the difference of the linear interpolation by this invention and the conventional position control system. 1 ... NC tape, 3, 9 ... Unit conversion means, 7 ... Servo motor, 8 ... Position detector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−132089(JP,A) 特開 昭58−3002(JP,A) 特開 昭55−66003(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-54-132089 (JP, A) JP-A-58-3002 (JP, A) JP-A-55-66003 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】数値制御装置によりサーボモータを制御し
機械の位置を制御する位置制御方式において、プログラ
ムで指令された移動指令の最小設定単位よりも小さい補
間単位に変換して補間し、補間結果の単位時間当りの移
動量を補間単位のデータでサーボ回路の位置制御部に入
力し、機械の位置を検出する検出器からの位置検出信号
単位を上記補間単位にして位置制御部に入力し、位置制
御を行うことを特徴とする精密位置制御方式。
1. In a position control system for controlling a servo motor by a numerical controller to control a position of a machine, the interpolation result is converted into an interpolation unit smaller than a minimum set unit of a movement command instructed by a program, and an interpolation result is obtained. The movement amount per unit time of is input to the position control unit of the servo circuit by the data of the interpolation unit, and the position detection signal unit from the detector for detecting the position of the machine is input to the position control unit as the interpolation unit. A precision position control system characterized by performing position control.
JP62103363A 1987-04-28 1987-04-28 Precision position control system Expired - Fee Related JPH0830974B2 (en)

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