[发明专利]修正移动体反转时的位置误差的伺服控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种修正移动体反转时的位置误差的伺服控制装置。

背景技术

伺服控制装置被用于根据位置指令使移动体正确地动作。这种机械是使移动体沿着进给轴进行移动的机床。但是，当进给轴是滚珠丝杆的螺钉轴的情况下，在移动体的移动方向反转时，由于齿隙或摩擦，反转动作延迟，其结果会产生位置误差。

一般，为了修正反转时的延迟，将相当于齿隙的位置修正量与位置指令相加，并且将补偿因摩擦造成的延迟的速度修正量与速度指令相加。

但是，在进给轴是滚珠丝杆的螺钉轴的情况下，螺钉轴在轴方向伸缩，由此引起反转时的延迟。为了消除该情况，在专利第3621278号公报中，公开了以下的结构，该结构具备：机械端修正常数乘法部，其将电动机产生的扭矩设为常数倍；加法器，其将成为常数倍的全部扭矩指令值与位置指令相加。在该情况下，考虑基于扭矩的螺钉轴的伸缩量而变更位置指令，其结果能够正确地修正反转时的延迟。

但是，螺钉轴的伸缩量不只是根据电动机的扭矩，也根据螺钉轴上的移动体的位置而进行变化。在专利第3621278号公报中，没有考虑到移动体的位置，因此对于高精度地控制移动体的位置存在限制。

另外，为了高精度地计算位置修正量，需要根据包含伸缩量的螺钉轴的变形量和电动机的扭矩和移动体的位置之间的关系，生成最适合的近似公式。但是，如果利用这些全部数据的话，则近似公式的计算变得复杂，伺服控制装置需要大量的劳动力。

本发明就是鉴于这样的情况而提出的，其目的在于：提供一种能够高精度并且简单地修正移动体反转时的位置误差的伺服控制装置。

发明内容

为了达到上述目的，根据第一个方式，提供一种驱动与伺服电动机连接的滚珠丝杆的螺钉轴，并使与该螺钉轴螺合的移动体移动的伺服控制装置，其具备：电动机位置取得部，其在每个预定的控制周期取得上述伺服电动机的位置；移动体位置取得部，其在每个上述预定的控制周期取得上述移动体的位置；扭矩指令生成部，其在每个上述预定的控制周期生成上述伺服电动机的扭矩指令；反转时变化量计算部，其根据由上述移动体位置取得部取得的上述移动体的位置，计算上述移动体的位置的变化量；距离计算部，其根据由上述电动机位置取得部取得的上述伺服电动机的位置或由上述移动体位置取得部取得的上述移动体的位置，计算从上述伺服电动机到上述移动体之间的距离；近似公式决定部，其根据由上述反转时变化量计算部计算出的上述移动体的位置的变化量、由上述扭矩指令生成部生成的扭矩指令、以及由上述距离计算部计算出的距离，决定用于计算位置修正量的近似公式，该位置修正量用于修正上述伺服电动机的反转所造成的上述伺服电动机的延迟；位置修正量计算部，其根据由上述近似公式决定部决定的近似公式，计算上述位置修正量。

根据第二个方式，在第一个方式中，上述近似公式决定部根据上述伺服电动机进行反转的上述螺钉轴上的至少2个不同位置处的上述移动体的位置的变化量和上述扭矩指令和上述距离，决定用于计算上述位置修正量的一次近似公式。

根据第三个方式，在第一个方式或第二个方式中，上述扭矩指令生成部生成从上述扭矩指令减去上述伺服电动机的加减速所需要的扭矩后得到的负荷扭矩，上述近似公式决定部根据上述移动体的位置的变化量和上述负荷扭矩和上述距离，决定用于计算上述位置修正量的近似公式。

根据附图所示的本发明的典型实施方式的详细说明，能够进一步了解本发明的这些目的、特征和优点、以及其他目的、特征和优点。

附图说明

图1是本发明的伺服控制装置的功能框图。

图2是表示图1所示的伺服控制装置的动作的流程图。

图3是表示沿着圆弧状轨迹加工工件的情况下的移动体的实际轨迹和修正后轨迹的图。

图4是图3所示的移动体的实际轨迹的部分放大图。

图5是表示时间和扭矩之间的关系的图。

图6是伺服电动机和螺钉轴的放大图。

图7是表示从伺服电动机到移动体之间的距离和每单位扭矩的变化量之间的关系的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的附图中，对相同的构件附加相同的参照符号。为了容易理解，这些附图适当地变更了比例尺。

图1是本发明的伺服控制装置的功能框图。如图1所示，机床1包含在输出轴安装了第一螺钉轴17的第一伺服电动机11和在输出轴安装了第二螺钉轴18的第二伺服电动机12。根据图1可知，这些第一螺钉轴17和第二螺钉轴18相互垂直，分别作为X轴、Y轴发挥功能。