(57)【要約】【課題】学習制御による過剰な補正で生じうる被加工物の円弧切削時の被加工物の切削面の食い込みが生じないようにするサーボモータの駆動制御装置を提供する。【解決手段】データ生成部５は、被加工物の円弧切削時に被加工物の切削面に食い込みが生じなくなるようにテーブルの円弧動作を行う際のサーボモータ２の送り軸の駆動方向の反転位置に対応して形成された突起部を有する円弧の座標データを生成し、座標データを位置指令としてサーボモータ駆動部３に送り出す。サーボモータ駆動部３は、位置指令とサーボモータ２の実際の位置との位置偏差に基づいて求めた速度指令をサーボモータ２に出力してサーボモータ２を駆動し、テーブルの円弧動作を繰り返し行わせる。学習コントローラ４は、位置指令に基づいて、サーボモータ２の送り軸の駆動方向の反転時の切削面の食い込みを回避した補正データを求める。【選択図】図１
2012113430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械のテーブル又は工具を移動させる互いに直交した少なくとも二つの送り軸を有するサーボモータの駆動制御装置において、
前記テーブルに取り付けられた被加工物を前記工具によって円又は円弧切削するために、前記サーボモータ、前記テーブル又は前記工具に対する位置指令と前記サーボモータ、前記テーブル又は前記工具の実際の位置との位置偏差に基づいて速度指令又はトルク指令を求め、前記速度指令又は前記トルク指令を所定周期ごとに前記サーボモータに出力することによって、前記サーボモータを駆動して前記テーブル又は前記工具の円又は円弧動作を繰り返し行わせるサーボモータ駆動部と、
前記テーブル又は前記工具の円又は円弧動作を行う際の前記少なくとも二つの送り軸の一つの駆動方向の反転時の前記テーブル又は前記工具の移動の遅れを低減するために、前記速度指令又は前記トルク指令の補正データを学習制御により求める学習制御部と、
前記被加工物の円又は円弧切削時に前記被加工物の切削面に食い込みが生じなくなるように前記テーブル又は前記工具の円又は円弧動作を行う際の前記少なくとも二つの送り軸の一つの駆動方向の反転位置に対応して形成された突起部を有する円又は円弧の座標データを生成し、前記座標データを前記位置指令として前記サーボモータ駆動部に送り出すデータ生成部と、
を有することを特徴とするサーボモータの駆動制御装置。
【請求項２】
円又は円弧半径、前記円又は円弧動作時の前記テーブル又は前記工具の接線速度、及び、前記円又は円弧の中心と前記突起部の先端部の間の距離と円又は円弧半径との差に基づいて、前記少なくとも二つの送り軸の一つの駆動方向の反転位置における前記少なくとも二つの送り軸の一つの停止時間を算出する停止時間算出部を更に有し、前記データ生成部は、前記少なくとも二つの送り軸の一つの停止時間を用いて前記円又は円弧の座標データを生成する請求項１に記載のサーボモータの駆動制御装置。
【請求項３】
前記少なくとも二つの送り軸の一つの停止時間に基づいて、前記少なくとも二つの送り軸の一つの停止前と駆動再開後の前記テーブル又は前記工具の移動速度が連続するように前記少なくとも二つの送り軸の一つの駆動再開後の前記テーブル又は前記工具の移動速度を算出する移動速度算出部を更に有し、前記データ生成部は、前記少なくとも二つの送り軸の一つの駆動再開後の前記テーブル又は前記工具の移動速度を用いて前記円又は円弧の座標データを生成する請求項２に記載のサーボモータの駆動制御装置。
【請求項４】
円又は円弧半径、前記円又は円弧動作時の前記テーブル又は前記工具の接線速度、前記円又は円弧の中心と前記突起部の先端部の間の距離と円又は円弧半径との差、及び、前記突起部のパターンに基づいて、前記突起部の形状を指定する形状指定部を更に有し、前記データ生成部は、前記突起部の形状を用いて前記円又は円弧の座標データを生成する請求項１に記載のサーボモータの駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械のテーブル又は工具を移動させる互いに直交した少なくとも二つの送り軸を有するサーボモータの駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械のテーブルに取り付けられた被加工物を加工するために、テーブルを移動させる互いに直交した二つの送り軸を駆動するサーボモータが広く用いられる。このようなサーボモータを用いて被加工物を円（真円又は楕円）又は円弧（真円弧又は真楕円弧）切削する場合、サーボモータの駆動制御装置によって、サーボモータ又はテーブルに対する位置指令とサーボモータ又はテーブルの実際の位置との位置偏差に基づいて速度指令又はトルク指令を求め、速度指令又はトルク指令を所定周期ごとにサーボモータに出力し、サーボモータを駆動してテーブルの円又は円弧動作を繰り返し行わせる。
【０００３】
Ｘ軸及びＹ軸の直交平面上を移動するテーブルに取り付けた被加工物に対して円又は円弧切削を繰り返し行う場合、例えば、円又は円弧中心を座標系の原点とすると、テーブルが正のＸ軸方向及び負のＹ軸方向に移動して円又は円弧切削を行っている途中で象限が変わり、テーブルが負のＸ軸方向及び負のＹ軸方向に移動する。この場合、テーブルのＹ軸方向の移動については、それまでの移動速度でテーブルが移動するようにサーボモータがＹ軸方向の送り軸を駆動して被加工物を切削するが、テーブルのＸ軸方向の移動については、Ｘ軸方向の送り軸の駆動方向の反転時（正のＸ軸方向から負のＸ軸方向への反転時）に摩擦の影響でテーブルは即座に反転することができず、テーブルのＸ軸方向の移動の遅れが生じる。また、テーブルの送りねじのバックラッシュによるテーブルのＸ軸方向の移動の遅れも生じる。その結果、円又は円弧切削を行っている途中で象限が変わるときのテーブルの移動の遅れにより被加工物の切削面に突起（以後、「象限突起」と称する。）が生じる。
【０００４】
従来、このような象限突起を小さくするために速度指令又はトルク指令の補正データを学習制御により求め、テーブルの円又は円弧動作を行う際のサーボモータの駆動方向の反転時のテーブルの移動の遅れを低減することが提案されている（例えば、特許文献１）。このような学習制御により、テーブルの移動の軌跡は真円又は真円弧に近い軌跡となり、被加工物の切削面に生じる象限突起を小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８０５３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
速度指令又はトルク指令の補正データを学習制御により求める場合、被加工物の切削面に生じる象限突起が小さくなるが、真円の位置指令を学習制御部に入力し、サーボモータの駆動方向の反転時の補正データを求めると過剰な補正となり、被加工物の切削面に食い込み（窪み）が生じることがある。この場合、ある程度の象限突起は許容できても被加工物の切削面に生じる食い込みをなくしたいという要請に対応することができない。
【０００７】
本発明の目的は、象限突起を小さくするために速度指令又はトルク指令の補正データの学習制御を行いながら被加工物を円又は円弧切削する際に被加工物の切削面に食い込みが生じないようにすることができるサーボモータの駆動制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるサーボモータの駆動制御装置は、工作機械のテーブル又は工具を移動させる互いに直交した少なくとも二つの送り軸を有するサーボモータの駆動制御装置において、テーブルに取り付けられた被加工物を工具によって円又は円弧切削するために、サーボモータ、テーブル又は工具に対する位置指令とサーボモータ、テーブル又は工具の実際の位置との位置偏差に基づいて速度指令又はトルク指令を求め、速度指令又はトルク指令を所定周期ごとにサーボモータに出力することによって、サーボモータを駆動してテーブル又は工具の円又は円弧動作を繰り返し行わせるサーボモータ駆動部と、テーブル又は工具の円又は円弧動作を行う際の少なくとも二つの送り軸の一つの駆動方向の反転時のテーブル又は工具の移動の遅れを低減するために、速度指令又はトルク指令の補正データを学習制御により求める学習制御部と、被加工物の円又は円弧切削時に被加工物の切削面に食い込みが生じなくなるようにテーブル又は工具の円又は円弧動作を行う際の少なくとも二つの送り軸の一つの駆動方向の反転位置に対応して形成された突起部を有する円又は円弧の座標データを生成し、座標データを位置指令としてサーボモータ駆動部に送り出すデータ生成部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
好適には、円又は円弧半径、円又は円弧動作時のテーブル又は工具の接線速度、及び、円又は円弧の中心と突起部の先端部の間の距離と円又は円弧半径との差に基づいて、少なくとも二つの送り軸の一つの駆動方向の反転位置における少なくとも二つの送り軸の一つの停止時間を算出する停止時間算出部を更に有し、データ生成部は、少なくとも二つの送り軸の一つの停止時間を用いて円又は円弧の座標データを生成する請求項１に記載のサーボモータの駆動制御装置。
【００１０】
好適には、少なくとも二つの送り軸の一つの停止時間に基づいて、少なくとも二つの送り軸の一つの停止前と駆動再開後のテーブル又は工具の移動速度が連続するように少なくとも二つの送り軸の一つの駆動再開後のテーブル又は工具の移動速度を算出する移動速度算出部を更に有し、データ生成部は、少なくとも二つの送り軸の一つの駆動再開後のテーブル又は工具の移動速度を用いて円又は円弧の座標データを生成する。
【００１１】
好適には、円又は円弧半径、円又は円弧動作時のテーブル又は工具の接線速度、円又は円弧の中心と突起部の先端部の間の距離と円又は円弧半径との差、及び、突起部のパターンに基づいて、突起部の形状を指定する形状指定部を更に有し、データ生成部は、突起部の形状を用いて円又は円弧の座標データを生成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被加工物の円又は円弧切削時に被加工物の切削面に食い込みが生じなくなるようにテーブル又は工具の円又は円弧動作を行う際の二つの送り軸の一つの駆動方向の反転位置に対応して形成された突起部を有する円又は円弧の座標データを生成し、座標データを位置指令としてサーボモータ駆動部に送り出す。このように突起部を有する円又は円弧の座標データを生成することによって、テーブル又は工具の移動の軌跡は、真円又は真円弧に近い軌跡ではなく、被加工物の円又は円弧切削時に被加工物の切削面に食い込みが生じなくなるように形成された突起部を有する円又は円弧の軌跡となる。したがって、象限突起を小さくするために速度指令又はトルク指令の補正データの学習制御を行いながら被加工物を円又は円弧切削する際に被加工物の切削面に食い込みが生じないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるサーボモータの駆動制御装置の第１の実施の形態のブロック図である。
【図２】サーボモータ駆動部を詳細に示す図である。
【図３】本発明によるサーボモータの駆動制御装置の第１の実施の形態の動作のフローチャートである。
【図４】テーブルの円弧動作時の位置指令を説明するための図である。
【図５】突起部を有する円弧を説明するための図である。
【図６】復帰速度を算出した場合のテーブルの位置指令及び速度指令を説明するための図である。
【図７】本発明によるサーボモータの駆動制御装置の第２の実施の形態のブロック図である。
【図８】図７の形状指定部に入力される突起のパターンの例を示す図である。
【図９】本発明によるサーボモータの駆動制御装置の第２の実施の形態の動作のフローチャートである。
【図１０】サーボモータ駆動部の他の例を詳細に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明によるサーボモータの駆動制御装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図面中、同一構成要素には同一符号を付す。
図１は、本発明によるサーボモータの駆動制御装置の第１の実施の形態のブロック図である。サーボモータの駆動制御装置１は、図示しない工作機械のテーブルをＸ軸及びＹ軸の直交平面上で移動させる互いに直交したＸ軸方向の送り軸及びＹ軸方向の送り軸を駆動するサーボモータ２を駆動制御し、図示しないテーブルに対して円弧切削を繰り返し行う。このために、サーボモータの駆動制御装置１は、サーボモータ駆動部３と、学習コントローラ４と、データ生成部５と、停止時間算出部６と、復帰速度算出部７と、を有する。
【００１５】
サーボモータ駆動部３は、後に詳細に説明するように、図示しないテーブルに取り付けられた被加工物を図示しない工具によって円弧切削するために、サーボモータ２又は図示しないテーブルに対する位置指令とサーボモータ２又は図示しないテーブルの実際の位置との位置偏差に基づいて速度指令を求める。また、サーボモータ駆動部３は、後に詳細に説明するように、速度指令を所定周期ごとにサーボモータ２に出力することによって、サーボモータ２を駆動し、図示しないテーブルの円弧動作を繰り返し行わせる。
【００１６】
学習コントローラ４は、後に詳細に説明するように、図示しないテーブルの円弧動作を行う際のＸ軸方向の送り軸とＹ軸方向の送り軸の一方の駆動方向の反転時の図示しないテーブルの移動の遅れを低減するために、速度指令の補正データを学習制御により求める学習制御部として機能する。
【００１７】
データ生成部５は、突起部を有する円弧の座標データを生成し、座標データを位置指令としてサーボモータ駆動部３に送り出す。なお、このような突起部は、図示しない被加工物の円弧切削時に図示しない被加工物の切削面に食い込みが生じなくなるように図示しないテーブルの円弧動作を行う際のＸ軸方向の送り軸とＹ軸方向の送り軸の一方の駆動方向の反転位置に対応して形成される。
【００１８】
停止時間算出部６は、円弧半径ｒ、円弧動作時の図示しないテーブルの接線速度Ｆ、及び、円弧の中心と突起部の先端部の間の距離と円弧半径ｒとの差ｄ（以後、「突起量ｄ」と称する。）が図示しない外部装置（例えば、コンピュータ）から入力され、これら円弧半径ｄ、接線速度Ｆ及び突起量ｄに基づいて、Ｘ軸方向の送り軸とＹ軸方向の送り軸の一方の駆動方向の反転位置におけるＸ軸方向の送り軸とＹ軸方向の送り軸の一方の停止時間を算出する。また、停止時間算出部６は、算出した停止時間をデータ生成部５に出力し、データ生成部５は、円弧の座標データを生成する際に停止時間を用いる。
【００１９】
移動速度算出部７は、停止時間が停止時間算出部６から入力され、Ｘ軸方向の送り軸とＹ軸方向の送り軸の一方の停止前と駆動再開後の図示しないテーブルの移動速度が連続するようにＸ軸方向の送り軸とＹ軸方向の送り軸の駆動再開後の図示しないテーブルの移動速度（復帰速度）を算出する。なお、テーブルの移動速度が連続であるとは、図示しないテーブルが円弧動作を行う間にテーブルの移動速度が増加する区間と減少する区間のうちのいずれか一方又はテーブルの移動速度が一定の区間が存在することを意味する。一方、テーブルの移動速度が不連続であるとは、図示しないテーブルが円弧動作を行う間にテーブルの移動速度が増加する区間と減少する区間の両方が存在ことを意味する。また、移動速度算出部７は、算出した移動速度をデータ生成部５に出力し、データ生成部５は、円弧の座標データを生成する際に図示しないテーブルの移動速度を用いる。
【００２０】
図２は、サーボモータ駆動部を詳細に示す図である。図２に示すように、サーボモータ駆動部３は、減算器８と、加算器９と、位置ループのポジションゲイン要素１０と、積分要素１１と、を有する。
【００２１】
減算器８は、所定のサンプリング周期でデータ生成部５から送り出されるサーボモータ２又は図示しないテーブルに対する位置指令から、サーボモータ２又は図示しないテーブルの実際の位置のフィードバックを減算し、位置偏差を求める。また、学習コントローラ４は、求められた位置偏差を格納し、繰り返し指令される１周期前の位置偏差に基づいて補正量を求める。加算器９は、位置偏差と補正量とを加算し、補正された位置偏差を求める。位置ループのポジションゲイン要素１０は、補正された位置偏差にポジションゲインＫｐを乗じて速度指令を求め、速度指令を所定周期ごとにサーボモータ２に出力することによって、サーボモータ２を駆動し、図示しないテーブルの円弧動作を繰り返し行わせる。積分要素１１は、サーボモータ２に設けられた図示しない速度検出器からの速度フィードバックを積分し、サーボモータ２又は図示しないテーブルの実際の位置を求める。
【００２２】
学習コントローラ４は、同一形状を加工するために繰り返し指令される同一パターンの位置指令の１パターン周期間に所定周期ごとに求められる位置偏差に相当するデータを記憶する記憶部を有し、現在の周期で求められた位置偏差と１パターン周期前の位置偏差に基づいて記憶したデータとを加算し、フィルタ処理後に現在の周期のデータとして記憶する。また、学習コントローラ４は、１パターン周期前の記憶データを動特性補償処理して出力し、位置偏差に加算する。
【００２３】
象限突起が発生するような所定区間（この場合、円弧）を加工するために繰り返し指令される所定区間のパターンを、学習制御を行いながら複数回繰り返し実行すると、位置偏差は零に収束する。位置偏差が零に収束すると、学習コントローラ４により位置偏差が補正され、補正された位置偏差にポジションゲインＫｐが乗じられて求められた速度指令を速度指令の補正データとして取得する。この補正データは、高い精度を得るための速度指令とみなすことができる。この補正データを速度指令に加算して補正することは、フィードフォワードを適用することと同一効果が得られる。
【００２４】
フィードフォワードは、位置指令の微分値を速度指令に加算することによってポジションゲインによる位置制御の遅れを補償し、位置偏差を零に近づけることができるが、位置指令の微分値は、速度制御が十分な追従特性を持っている場合に限り理想的な速度指令となり、サーボモータ２に働くバックラッシの影響が強い場合には、サーボモータ２のＸ軸方向の送り軸とＹ軸方向の送り軸の一方の方向反転時に付加トルクが急激に変化するために十分な速度追従性が得られず、位置偏差すなわち象限突起が発生する。
【００２５】
学習制御を適用した場合には、速度制御が十分な追従特性を有し、かつ、象限突起を十分に抑えることができ、学習制御を適用して出力される指令速度は、通常のフィードフォワード制御より優れた実用上の理想的な速度指令とみなすことができる。このようにして取得した補正データは、理想的な速度指令に等しく、学習制御と同じタイミングで速度指令を補正データにより補正することによって、高い形状精度の加工ができ、被加工物の切削面に生じる象限突起を小さくすることができる。
【００２６】
図３は、本発明によるサーボモータの駆動制御装置の第１の実施の形態の動作のフローチャートである。図３に示す処理フローは、図示しないメモリに格納された制御プログラムをサーボモータの駆動制御装置１の各構成要素が実行することによって行われる。
【００２７】
先ず、ステップＳ１において、休止時間算出部６は、円弧半径ｒ、接線速度Ｆ及び突起量ｄを、図示しない外部装置（例えば、コンピュータ）から取得する。次に、ステップＳ２において、突起量ｄに応じた停止時間ｔ０を算出する。
【００２８】
図４は、テーブルの円弧動作時の位置指令を説明するための図である。図４において、縦軸にＸ軸又はＹ軸方向の位置をプロットし、横軸に時間をプロットする。正弦波ａは、Ｘ軸方向の位置指令に対応し、正弦波ｂは、Ｙ軸方向の位置指令に対応する。時間０から時間Ｔまでサーボモータ２のＸ軸方向の送り軸とＹ軸方向の送り軸を駆動することによって、図示しないテーブルは、円弧中心を原点として（−ｒ、０）から（０，ｒ）までの真円弧区間及び（０，ｒ）から（ｒ，０）までの真円弧区間に沿って円弧動作を行う。
【００２９】
図５は、突起部を有する円弧を説明するための図である。図５において、縦軸に図示しないテーブルのＹ軸方向の位置をプロットし、横軸に図示しないテーブルのＸ軸方向の位置をプロットする。図示しないテーブルが円弧中心を原点として（−ｒ、０）から（０、ｒ）までの真円弧区間に沿って円弧動作を行う場合、図５の点Ｐ１と点Ｐ２との間の円弧のＸ軸方向の位置は、図４の正弦波ａの点Ｘ１と点Ｘ２との間の曲線に対応し、図５の点Ｐ１と点Ｐ２との間の円弧のＹ軸方向の位置は、図４の正弦波ｂの点Ｙ１と点Ｙ２との間の曲線に対応する。また、図示しないテーブルが円弧中心を原点として（０，ｒ）から（ｒ，０）までの真円弧区間に沿って円弧動作を行う場合、図５の点Ｐ２と点Ｐ３との間の円弧のＸ軸方向の位置は、図４の正弦波ａの点Ｘ２と点Ｘ３との間の曲線に対応し、図５の点Ｐ２と点Ｐ３との間の円弧のＹ軸方向の位置は、図４の正弦波ｂの点Ｙ２と点Ｙ３との間の曲線に対応する。
【００３０】
本実施の形態では、図示しない被加工物の円弧切削時に図示しない被加工物の切削面に食い込みが生じなくなるように、図示しないテーブルの円弧動作を行う際のＹ軸方向の送り軸の駆動方向の反転位置に対応して突起部が形成される。図５において、突起部は、点Ｐ２と点Ｑ１との間の直線、点Ｑ１と点Ｑ２との間の直線又は曲線及び点Ｐ２と点Ｑ２との間の円弧によって包囲された部分となり、突起量ｄを有する。
【００３１】
円弧運動を行う図示しないテーブルの角速度をωとした場合、接線速度Ｆ、半径ｒ及び角速度ωとの間にはＦ＝ｒ・ωの関係式が成立する。また、図示しないテーブルの円弧動作を行う際のＹ軸方向の送り軸の駆動方向の反転位置に対応する点Ｐ２において、Ｙ軸方向の送り軸をｔ０秒間停止させた場合、（ｒ＋ｄ）2＝ｒ2＋（ｒ・ｓｉｎωｔ０）2の関係式が成立する。この式をｔ０について解くことによって、突起量ｄに対する停止時間ｔ０を求めることができる。
【００３２】
次に、ステップＳ３において、移動速度算出部７は、復帰速度Ｖを算出する。ここで、図５に示すように、図示しないテーブルが、先ず、点Ｐ１と点Ｐ２との間で円弧運動を行い、次に、点Ｐ２と点Ｑ１との間で直線運動を行い、次に、点Ｑ１と点Ｑ２との間で直線運動又は曲線運動を行い、最後に点Ｑ２と点Ｐ３との間で円弧運動を行う場合について説明する。
【００３３】
図６Ａは、復帰速度を算出した場合のテーブルの位置指令を説明するための図である。図６Ａにおいて、縦軸にＹ軸方向の位置をプロットし、横軸に時間をプロットする。曲線ｃは、Ｙ軸方向の位置指令に対応する。図６Ａにおいて、点Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４，Ｙ５は、図５の点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｑ１，Ｑ２のＹ座標にそれぞれ対応する。なお、曲線ｃは、時間をｔとした場合、点Ｙ２と点Ｙ４との間及び点Ｙ４と点Ｙ５との間を除いてｒｓｉｎωｔで表される。
【００３４】
図６Ｂは、復帰速度を算出した場合のテーブルの速度指令を説明するための図である。図６Ｂにおいて、縦軸にＹ軸方向の速度をプロットし、横軸に時間をプロットする。曲線ｄは、Ｙ軸方向の速度指令に対応する。図６Ｂにおいて、点ｄＹ１，ｄＹ２，ＤＹ３，ＤＹ４１，ｄＹ４２，ＤＹ５は、図５の点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｑ１，Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ対応する。なお、曲線ｄは、時間をｔとした場合、点ｄＹ２と点ｄＹ４１との間、点ｄＹ４１と点ｄＹ４２との間及び点ｄＹ４２と点ｄＹ５との間を除いてｒωｃｏｓωｔで表される。
【００３５】
点Ｙ５における時間ｔ１における速度指令が連続となるようにするためには、曲線ｃが点Ｙ５において連続するようにすればよいので、点Ｙ４と点Ｙ５との間の直線部分と点Ｙ５と点Ｙ３との境界点Ｙ５における微分係数が一致するように速度Ｖを決定する。
【００３６】
点Ｙ５における接線は、ｙ−ｒｓｉｎωｔ１＝ｒωｃｏｓωｔ１（ｔ−ｔ１）の関係式で表される。この接線は点Ｙ４を通るので、ｙ＝ｒ及びｔ＝π／２ω＋ｔ０をこの関係式に代入すると、ｒ−ｒｓｉｎωｔ１＝ｒωｃｏｓωｔ１（π／２ω＋ｔ０−ｔ１）すなわち１−ｓｉｎωｔ１＝ωｃｏｓωｔ１（π／２ω＋ｔ０−ｔ１）の関係式が成立する。この関係式をｔ１について解き、速度Ｖ＝ｒωｃｏｓωｔ１とすることによって、点ｄＹ５における速度指令が連続となる。
【００３７】
次に、ステップＳ４において、データ生成部５は、突起部を有する円弧の座標データを、停止時間ｔ０及び復帰速度Ｖを用いて生成し、座標データを位置指令としてサーボモータ駆動部３に送り出す。
【００３８】
次に、ステップ５において、サーボモータ駆動部３は、図示しないカウンタの値Ｃを零にし、ステップＳ６において、サーボモータ駆動部３は、生成した位置指令とサーボモータ２又は図示しないテーブルの実際の位置との位置偏差に基づいて速度指令を求め、速度指令を所定周期ごとにサーボモータ２に出力することによって、サーボモータ２を駆動し、図示しないテーブルの円弧動作を行わせる。
【００３９】
次に、ステップＳ７において、サーボモータ駆動部３は、図示しないカウンタの値Ｃが円弧動作の繰返回数に到達したか否か判断する。繰返回数に到達していない場合、ステップＳ８において、サーボモータ駆動部３は、図示しないカウンタの値Ｃを１増分し、ステップＳ６に戻る。それに対し、繰返回数に到達した場合、ステップＳ９において、学習コントローラ４は、補正データを算出し、本ルーチンを終了する。なお、ステップＳ９で学習コントローラ４によって算出された補正データは、サーボモータ２を駆動するために速度指令値としてサーボモータ２に出力される。
【００４０】
ステップＳ４で生成される位置指令、すなわち、突起部を有する円弧形状に対応する位置指令は、真円弧すなわち突起部を有しない円弧の座標データを用いて生成される位置指令とは異なる。また、ステップＳ９で学習コントローラ４によって算出された補正データは、突起部を有しない円弧の座標データを用いて生成される位置指令に基づいて算出された補正データよりも補正量が小さくなる。したがって、ステップＳ６で行われる円弧動作の軌跡は、被加工物の円弧切削時に被加工物の切削面に食い込みが生じなくなるような突起部を有する円弧の軌跡となる。
【００４１】
本実施の形態によれば、被加工物の円弧切削時に被加工物の切削面に食い込みが生じなくなるように図示しないテーブルの円弧動作を行う際のＹ軸方向の送り軸駆動方向の反転位置に対応して形成された突起部を有する円弧の座標データを生成し、座標データを位置指令としてサーボモータ駆動部３に送り出す。このように突起部を有する円弧の座標データを生成することによって、図示しないテーブルの移動の軌跡は、円弧に近い軌跡ではなく、被加工物の円弧切削時に被加工物の切削面に食い込みが生じなくなるように形成された突起部を有する円弧の軌跡となる。したがって、象限突起を小さくするために速度指令の補正データの学習制御を行いながら被加工物を円弧切削する際に被加工物の切削面に食い込みが生じないようにすることができる。
【００４２】
図７は、本発明によるサーボモータの駆動制御装置の第２の実施の形態のブロック図である。図７において、サーボモータの駆動制御装置２１は、サーボモータ駆動部３と、学習コントローラ４と、データ生成部２２と、形状指定部２３と、を有する。サーボモータ駆動部３及び学習コントローラ４は、図１に示した第１の実施の形態のサーボモータの駆動制御装置１のサーボモータ駆動部３及び学習コントローラ４と同一構成を有するので、これらの説明を省略する。
【００４３】
データ生成部２２は、停止時間及び復帰速度が入力される代わりに半径ｒ、接線速度Ｆ及び突起部の形状のデータが入力され、これら半径ｒ、接線速度Ｆ及び突起部の形状のデータを用いて円弧の座標データを生成する。
【００４４】
形状指定部２３は、突起量ｄ及び突起のパターンが入力され、突起量ｄ及び突起のパターンに基づいて突起部の形状を指定し、突起部の形状のデータをデータ生成部２２に出力する。突起のパターンを、例えば、図８Ａに示すような三角波形状又は図８Ｂに示すような方形波形状とすることができる。
【００４５】
図９は、本発明によるサーボモータの駆動制御装置の第２の実施の形態の動作のフローチャートである。図２に示す処理フローは、図示しないメモリに格納された制御プログラムをサーボモータの駆動制御装置２１の各構成要素が実行することによって行われる。
【００４６】
この場合、ステップＳ２で停止時間を算出した後、ステップＳ１１において、形状指定部２３は、突起量ｄ及び突起のパターンに基づいて突起部の形状を指定し、突起部の形状のデータをデータ生成部２２に出力し、次に、ステップＳ１２において、データ生成部２２は、半径ｒ、接線速度Ｆ及び突起部の形状のデータを用いて円弧の座標データを生成し、ステップＳ５に進む。
【００４７】
本実施の形態のように半径ｒ、接線速度Ｆ及び突起部の形状のデータを用いて円弧の座標データを生成した場合でも、象限突起を小さくするために速度指令の補正データの学習制御を行いながら被加工物を円弧切削する際に被加工物の切削面に食い込みが生じないようにすることができる。
【００４８】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例えば、上記実施の形態において、被加工物を円弧切削する場合について説明したが、円切削の場合にも本発明を適用することができる。
【００４９】
また、上記実施の形態において、テーブルを移動させる互いに直交した二つの送り軸を有するサーボモータを駆動する場合について説明したが、テーブルの代わりに工具を移動させてもよく、三つ以上の送り軸を有する場合にも本発明を適用することができる。
【００５０】
また、図１に示すサーボモータの駆動制御装置１の停止時間算出部６及び移動速度算出部７を省略し、半径ｒ、接線速度Ｆ及び突起量ｄをデータ生成部５に直接入力した場合でも、象限突起を小さくするために速度指令の補正データの学習制御を行いながら被加工物を円弧切削する際に被加工物の切削面に食い込みが生じないようにすることができる。
【００５１】
また、上記実施の形態において、Ｙ軸方向の送り軸の駆動方向を反転する場合について説明したが、Ｘ軸方向の送り軸の駆動方向を反転する場合にも本発明を適用することができる。
【００５２】
さらに、上記実施の形態において、速度指令をサーボモータ２に出力する場合について説明したが、速度指令の代わりにトルク指令をサーボモータ２に出力することもできる。図１０は、サーボモータ駆動部の他の例を詳細に示す図である。図１０において、サーボモータ駆動部３１は、図１又は図７のサーボモータ駆動部３の代わりに用いられ、減算器８と、加算器９と、位置ループのポジションゲイン要素１０と、積分要素１１と、減算器１２と、速度コントローラ１３と、を有する。減算器８、加算器９、位置ループのポジションゲイン要素１０及び積分要素１１は、図２に示すサーボモータ駆動部３の減算器８、加算器９、位置ループのポジションゲイン要素１０及び積分要素１１と同一構成を有するので、これらの説明を省略する。
【００５３】
減算器１２は、位置ループのポジションゲイン要素１０からの速度指令から、サーボモータ２に設けられた図示しない速度検出器からの速度フィードバックを減算して速度偏差を求める。
【００５４】
速度コントローラ１３は、速度偏差に対してＰＩ（比例積分）制御等を行ってトルク指令を求め、サーボモータ２に出力する。このようにサーボモータ２に出力されたトルク指令は、トルク指令の補正データとしても使用される。
【符号の説明】
【００５５】
１，２１    サーボモータの駆動制御装置
２    サーボモータ
３，３１    サーボモータ駆動部
４    学習コントローラ
５，２２    データ生成部
６    停止時間算出部
７    移動速度算出部
８，１２    減算器
９    加算器
１０    位置ループのポジションゲイン要素
１１    積分要素
１３    速度コントローラ
２３    形状指定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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