專利名稱：數(shù)值控制裝置和摩擦補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)值控制裝置和摩擦補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
機(jī)床為了進(jìn)行二軸圓弧插值運(yùn)動(dòng)而控制電動(dòng)機(jī)。機(jī)床在電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)法立即進(jìn)行反轉(zhuǎn)。原因是進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦影響。如果在進(jìn)行圓弧切削時(shí)象限改變 (移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn))，則移動(dòng)體的實(shí)際移動(dòng)軌跡偏到指令軌跡的外側(cè)。移動(dòng)軌跡偏到外側(cè)的現(xiàn)象為象限突起，使得加工精度變差。日本專利公開2008年210273號(hào)公報(bào)所公開的電動(dòng)機(jī)控制裝置對(duì)移動(dòng)體的實(shí)際位置信號(hào)進(jìn)行微分運(yùn)算來求出速度信號(hào)。電動(dòng)機(jī)控制裝置對(duì)速度信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算，生成從移動(dòng)體反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向的位置起的位移信號(hào)并求出絕對(duì)值。電動(dòng)機(jī)控制裝置使用表示位移與摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的模型來求出摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩相對(duì)于位移的變化率。電動(dòng)機(jī)控制裝置將相對(duì)于位移的變化率與速度信號(hào)相乘來求出相對(duì)于時(shí)間的變化率。電動(dòng)機(jī)控制裝置對(duì)相對(duì)于時(shí)間的變化率進(jìn)行積分運(yùn)算來估計(jì)摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)控制裝置不受反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向前后的速度或加速度的影響而估計(jì)出摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)控制裝置主要支持超大尺寸滾珠預(yù)壓方式的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。超大尺寸滾珠預(yù)壓方式的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具備一個(gè)螺母和滾珠絲杠軸。雙螺母預(yù)壓方式的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具備兩個(gè)螺母和滾珠絲杠軸。在雙螺母預(yù)壓方式的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，滾珠絲杠軸反轉(zhuǎn)而產(chǎn)生第一個(gè)象限突起，在移動(dòng)體移動(dòng)了規(guī)定量時(shí)產(chǎn)生第二個(gè)象限突起。電動(dòng)機(jī)控制裝置不支持雙螺母預(yù)壓方式而無(wú)法對(duì)第二個(gè)象限突起進(jìn)行校正。機(jī)床的摩擦因素除滾珠絲杠軸以外還有直線導(dǎo)軌(1 inearguide)和軸承 (bearing)。直線導(dǎo)軌和軸承通過施加高預(yù)壓來提高機(jī)械的剛性。因此，在反轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦轉(zhuǎn)矩特性會(huì)突然變化。其它的摩擦因素為油封(oil seal)和可動(dòng)式切屑罩的密封部件。油封安裝于電動(dòng)機(jī)軸部。油封用于防止切削油進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。密封部件防止切屑進(jìn)入滾珠絲杠軸和直線導(dǎo)軌部。密封部件和油封是橡膠材料。反轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦轉(zhuǎn)矩與直線導(dǎo)軌等相比緩慢地變化。 機(jī)床反轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦特性是兩種反轉(zhuǎn)摩擦特性的合成。電動(dòng)機(jī)控制裝置針對(duì)表示從反轉(zhuǎn)的位置起的位移與摩擦轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的模型中只使用單一的tanh函數(shù)。電動(dòng)機(jī)控制裝置并沒有考慮到上述兩種反轉(zhuǎn)摩擦特性。因此會(huì)產(chǎn)生誤差。兩種反轉(zhuǎn)摩擦特性為具有以下兩方面變化的特性反轉(zhuǎn)后的摩擦轉(zhuǎn)矩的急劇變化和反轉(zhuǎn)后的摩擦轉(zhuǎn)矩的緩慢變化。電動(dòng)機(jī)控制裝置使用表示從移動(dòng)體反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向的位置起的位移與摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的模型。電動(dòng)機(jī)控制裝置使用模型，作為以絕對(duì)值表示的位移信號(hào)的函數(shù)來求出摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩相對(duì)于位移的變化率。電動(dòng)機(jī)控制裝置將上述相對(duì)于位移的變化率與上述速度信號(hào)相乘來計(jì)算摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩相對(duì)于時(shí)間的變化率。電動(dòng)機(jī)控制裝置對(duì)相對(duì)于時(shí)間的變化率進(jìn)行積分運(yùn)算來估計(jì)摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩。因此，在速度快的情況下積分誤差變大，從而估計(jì)出的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩的誤差變大。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題本發(fā)明的目的在于提供一種即使在雙螺母預(yù)壓方式的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中也能夠高精度地估計(jì)出從低速區(qū)域至高速區(qū)域的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩來對(duì)象限突起進(jìn)行校正的數(shù)值控制裝置以及摩擦補(bǔ)償方法。第一發(fā)明的數(shù)值控制裝置具備進(jìn)給機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)、位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)、速度生成部、速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)矩生成部、摩擦估計(jì)部、校正部、第一摩擦估計(jì)部以及第二摩擦估計(jì)部。進(jìn)給機(jī)構(gòu)具有滾珠絲杠軸和滾珠螺母，用于使移動(dòng)體進(jìn)行移動(dòng)。滾珠螺母外配合于滾珠絲杠軸。 移動(dòng)體固定于滾珠螺母上。電動(dòng)機(jī)對(duì)滾珠絲杠軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)利用電動(dòng)機(jī)進(jìn)行移動(dòng)的移動(dòng)體的位置。速度生成部生成使位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)到的移動(dòng)體的位置與控制部生成的位置指令一致的速度指令。速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的速度。轉(zhuǎn)矩生成部生成使速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)到的速度與速度生成部所生成的速度指令一致的轉(zhuǎn)矩指令。摩擦估計(jì)部估計(jì)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩。校正部根據(jù)摩擦估計(jì)部估計(jì)出的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩來對(duì)轉(zhuǎn)矩指令進(jìn)行校正。滾珠螺母由一對(duì)滾珠螺母構(gòu)成。第一摩擦估計(jì)部估計(jì)從移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后增加的由進(jìn)給機(jī)構(gòu)引起的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩。 第二摩擦估計(jì)部估計(jì)移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)體移動(dòng)了規(guī)定量之后由于滾珠絲杠軸和一對(duì)滾珠螺母而增加的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩。摩擦估計(jì)部對(duì)第一摩擦估計(jì)部和第二摩擦估計(jì)部分別估計(jì)出的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩進(jìn)行加法運(yùn)算。雙螺母預(yù)壓方式的進(jìn)給機(jī)構(gòu)具有外配合了一對(duì)螺母的滾珠絲杠軸。雙螺母預(yù)壓方式的進(jìn)給機(jī)構(gòu)產(chǎn)生由進(jìn)給機(jī)構(gòu)的構(gòu)造引起的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩以及由移動(dòng)體的支承機(jī)構(gòu)的構(gòu)造引起的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩。第一摩擦估計(jì)部估計(jì)從移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后增加的由進(jìn)給機(jī)構(gòu)引起的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩。第二摩擦估計(jì)部估計(jì)移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)體移動(dòng)了規(guī)定量之后由于滾珠絲杠軸和一對(duì)滾珠螺母而增加的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩。摩擦估計(jì)部對(duì)由第一摩擦估計(jì)部和第二摩擦估計(jì)部估計(jì)出的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩進(jìn)行加法運(yùn)算。因此，數(shù)值控制裝置在雙螺母預(yù)壓方式的進(jìn)給機(jī)構(gòu)中也能夠高精度地估計(jì)出摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩，因此能夠?qū)ο笙尥黄疬M(jìn)行校正。在第二發(fā)明的數(shù)值控制裝置中，上述一對(duì)滾珠螺母具有多個(gè)球。上述規(guī)定量是移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)體移動(dòng)到多個(gè)球中至少一個(gè)球與一對(duì)滾珠螺母及滾珠絲杠軸三點(diǎn)接觸時(shí)的距離。在雙螺母預(yù)壓方式的進(jìn)給機(jī)構(gòu)中，球與一對(duì)螺母及滾珠絲杠軸進(jìn)行兩點(diǎn)接觸的狀態(tài)和球與一對(duì)螺母及滾珠絲杠軸進(jìn)行三點(diǎn)接觸的狀態(tài)交替轉(zhuǎn)變。摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩在球從兩點(diǎn)接觸變?yōu)槿c(diǎn)接觸時(shí)增加。因此，第二摩擦估計(jì)部能夠估計(jì)出移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)體移動(dòng)了規(guī)定量之后由于滾珠絲杠軸和一對(duì)滾珠螺母而增加的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩。第三發(fā)明的數(shù)值控制裝置具備實(shí)際位置估計(jì)部和計(jì)算部。實(shí)際位置估計(jì)部估計(jì)與位置指令相對(duì)應(yīng)的移動(dòng)體的實(shí)際位置。計(jì)算部根據(jù)實(shí)際位置估計(jì)部估計(jì)出的實(shí)際位置來計(jì)算出移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后的位移。第一摩擦估計(jì)部和第二摩擦估計(jì)部是近似式。近似式是以計(jì)算部計(jì)算出的位移為變量的式子。因此，數(shù)值控制裝置能夠容易地計(jì)算出從移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后增加的由進(jìn)給機(jī)構(gòu)引起的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩、以及由于滾珠絲杠軸和一對(duì)滾珠螺母而增加的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩。在第四發(fā)明的數(shù)值控制裝置中，第一摩擦估計(jì)部的近似Sf1U')、第二摩擦估計(jì)部的近似式f2(x’ )將從移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后變化的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩相對(duì)于移動(dòng)體反轉(zhuǎn)移動(dòng)方向后的移動(dòng)量分解成第一斜率成分和斜率小于該第一斜率成分的第二斜率成分。X’是上述移動(dòng)體的自移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)位置起的位移。U是第一斜率成分從反轉(zhuǎn)起升高的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩。是第一斜率成分的升高距離常數(shù)。％是第二斜率成分的升高距離常數(shù)。&是從移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后變化的動(dòng)摩擦力或動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩的總和值。f。2是移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)體移動(dòng)了規(guī)定量之后增加的由滾珠絲杠軸和一對(duì)滾珠螺母引起的動(dòng)摩擦力或動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩。b是規(guī)定量。％是從移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)體移動(dòng)了規(guī)定量b之后增加的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩的升高距離常數(shù)。Sgn是符號(hào)函數(shù)。第一摩擦估計(jì)部的近似式f\(X’)、第二摩擦估計(jì)部的近似式f2(x’)為下面的式子。因此，數(shù)值控制裝置能夠容易地計(jì)算出從移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后增加的由進(jìn)給機(jī)構(gòu)引起的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩、 以及由于滾珠絲杠軸和一對(duì)滾珠螺母而增加的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)值控制裝置，具備進(jìn)給機(jī)構(gòu)，其具有滾珠絲杠軸和外配合于該滾珠絲杠軸上的滾珠螺母，用于使固定于該滾珠螺母上的移動(dòng)體進(jìn)行移動(dòng)；電動(dòng)機(jī)，其對(duì)上述滾珠絲杠軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)；位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其檢測(cè)利用上述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行移動(dòng)的移動(dòng)體的位置；速度生成部，其生成使該位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)到的移動(dòng)體的位置與控制部生成的位置指令一致的速度指令；速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其檢測(cè)上述電動(dòng)機(jī)的速度；轉(zhuǎn)矩生成部，其生成使上述速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)到的速度與上述速度生成部所生成的速度指令一致的轉(zhuǎn)矩指令；摩擦估計(jì)部，其估計(jì)上述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩；以及校正部，其根據(jù)上述摩擦估計(jì)部估計(jì)出的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩來對(duì)上述轉(zhuǎn)矩指令進(jìn)行校正，其中，上述滾珠螺母由一對(duì)滾珠螺母構(gòu)成，該數(shù)值控制裝置還具備第一摩擦估計(jì)部，其估計(jì)從上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后增加的由上述進(jìn)給機(jī)構(gòu)引起的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩；以及第二摩擦估計(jì)部，其估計(jì)上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后上述移動(dòng)體移動(dòng)了規(guī)定量之后由于上述滾珠絲杠軸和一對(duì)滾珠螺母而增加的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩，上述摩擦估計(jì)部對(duì)上述第一摩擦估計(jì)部和上述第二摩擦估計(jì)部分別估計(jì)出的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩進(jìn)行加法運(yùn)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于，上述一對(duì)滾珠螺母具有多個(gè)球，上述規(guī)定量是上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后上述移動(dòng)體移動(dòng)到上述多個(gè)球中至少一個(gè)球與上述一對(duì)滾珠螺母及上述滾珠絲杠軸三點(diǎn)接觸時(shí)的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于，還具備實(shí)際位置估計(jì)部，其估計(jì)與上述位置指令相對(duì)應(yīng)的上述移動(dòng)體的實(shí)際位置；以及計(jì)算部，其根據(jù)上述實(shí)際位置估計(jì)部估計(jì)出的實(shí)際位置來計(jì)算出上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后的位移，上述第一摩擦估計(jì)部和上述第二摩擦估計(jì)部是以上述計(jì)算部計(jì)算出的位移為變量的近似式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于，若將從上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后變化的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩相對(duì)于上述移動(dòng)體反轉(zhuǎn)移動(dòng)方向后的移動(dòng)量分解成第一斜率成分和斜率小于該第一斜率成分的第二斜率成分， 并將上述移動(dòng)體的自移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)位置起的位移設(shè)為χ’，將上述第一斜率成分從反轉(zhuǎn)起升高的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩設(shè)為f。o，將上述第一斜率成分的升高距離常數(shù)設(shè)為，將上述第二斜率成分的升高距離常數(shù)設(shè)為％，將從上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后變化的動(dòng)摩擦力或動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩的總和值設(shè)為，將上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)了上述規(guī)定量之后增加的由滾珠絲杠軸和一對(duì)滾珠螺母引起的動(dòng)摩擦力或動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩設(shè)為f。2，將上述規(guī)定量設(shè)為b，將從上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)了上述規(guī)定量b之后增加的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩的升高距離常數(shù)設(shè)為％，將符號(hào)函數(shù)設(shè)為sgn，則上述第一摩擦估計(jì)部的上述近似式 f\(x’)、上述第二摩擦估計(jì)部的上述近似式f2(x’ )為
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于，若將從上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后變化的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩相對(duì)于上述移動(dòng)體反轉(zhuǎn)移動(dòng)方向后的移動(dòng)量分解成第一斜率成分和斜率小于該第一斜率成分的第二斜率成分， 并將上述移動(dòng)體的自移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)位置起的位移設(shè)為χ’，將上述第一斜率成分從反轉(zhuǎn)起升高的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩設(shè)為f。o，將上述第一斜率成分的升高距離常數(shù)設(shè)為，將上述第二斜率成分的升高距離常數(shù)設(shè)為％，將從上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后變化的動(dòng)摩擦力或動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩的總和值設(shè)為，將上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)了上述規(guī)定量之后增加的由滾珠絲杠軸和一對(duì)滾珠螺母引起的動(dòng)摩擦力或動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩設(shè)為f。2，將上述規(guī)定量設(shè)為b，將從上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)了上述規(guī)定量b之后增加的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩的升高距離常數(shù)設(shè)為％，將符號(hào)函數(shù)設(shè)為sgn，則上述第一摩擦估計(jì)部的上述近似式 f\(x’)、上述第二摩擦估計(jì)部的上述近似式f2(x’ )為
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于，若將從上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后變化的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩相對(duì)于上述移動(dòng)體反轉(zhuǎn)移動(dòng)方向后的移動(dòng)量分解成第一斜率成分和斜率小于該第一斜率成分的第二斜率成分， 并將上述移動(dòng)體的自移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)位置起的位移設(shè)為χ’，將上述第一斜率成分從反轉(zhuǎn)起升高的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩設(shè)為f。o，將上述第一斜率成分的升高距離常數(shù)設(shè)為，將上述第二斜率成分的升高距離常數(shù)設(shè)為％，將從上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后變化的動(dòng)摩擦力或動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩的總和值設(shè)為，將上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)了上述規(guī)定量之后增加的由滾珠絲杠軸和一對(duì)滾珠螺母引起的動(dòng)摩擦力或動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩設(shè)為f。2，將上述規(guī)定量設(shè)為b，將從上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)了上述規(guī)定量b之后增加的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩的升高距離常數(shù)設(shè)為％，將符號(hào)函數(shù)設(shè)為sgn，則上述第一摩擦估計(jì)部的上述近似式 f\(x’)、上述第二摩擦估計(jì)部的上述近似式f2(x’ )為
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于，若將從上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后變化的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩相對(duì)于上述移動(dòng)體反轉(zhuǎn)移動(dòng)方向后的移動(dòng)量分解成第一斜率成分和斜率小于該第一斜率成分的第二斜率成分， 并將上述移動(dòng)體的自移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)位置起的位移設(shè)為χ’，將上述第一斜率成分從反轉(zhuǎn)起升高的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩設(shè)為f。o，將上述第一斜率成分的升高距離常數(shù)設(shè)為，將上述第二斜率成分的升高距離常數(shù)設(shè)為％，將從上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后變化的動(dòng)摩擦力或動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩的總和值設(shè)為，將上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)了上述規(guī)定量之后增加的由滾珠絲杠軸和一對(duì)滾珠螺母引起的動(dòng)摩擦力或動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩設(shè)為f。2，將上述規(guī)定量設(shè)為b，將從上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)了上述規(guī)定量b之后增加的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩的升高距離常數(shù)設(shè)為％，將符號(hào)函數(shù)設(shè)為sgn，則上述第一摩擦估計(jì)部的上述近似式 f\(x’)、上述第二摩擦估計(jì)部的上述近似式f2(x’ )為
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)值控制裝置，其特征在于，若將上述移動(dòng)體的自移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)位置起的位移設(shè)為χ’，將上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)了上述規(guī)定量之后增加的由滾珠絲杠軸和一對(duì)滾珠螺母引起的動(dòng)摩擦力或動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩設(shè)為f。2，將上述規(guī)定量設(shè)為b，將從上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后移動(dòng)了上述規(guī)定量b之后增加的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩的升高距離常數(shù)設(shè)為％，將符號(hào)函數(shù)設(shè)為sgn，則上述第二摩擦估計(jì)部的上述近似式f2(x’ )為
9.一種摩擦補(bǔ)償方法，包括由具備進(jìn)給機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)以及位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)的數(shù)值控制裝置進(jìn)行的以下工序速度生成工序，生成使上述位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)到的移動(dòng)體的位置與控制部生成的位置指令一致的速度指令；速度檢測(cè)工序，檢測(cè)上述電動(dòng)機(jī)的速度；轉(zhuǎn)矩生成工序，生成使上述速度檢測(cè)工序所檢測(cè)到的速度與上述速度生成工序生成的速度指令一致的轉(zhuǎn)矩指令；摩擦估計(jì)工序，估計(jì)上述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩；以及校正工序，根據(jù)上述摩擦估計(jì)工序估計(jì)出的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩來對(duì)上述轉(zhuǎn)矩指令進(jìn)行校正，其中，上述進(jìn)給機(jī)構(gòu)具有滾珠絲杠軸和外配合于該滾珠絲杠軸上的滾珠螺母，用于使固定于該滾珠螺母上的移動(dòng)體進(jìn)行移動(dòng)，上述電動(dòng)機(jī)對(duì)上述滾珠絲杠軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，上述位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)利用上述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行移動(dòng)的移動(dòng)體的位置， 其中，上述滾珠螺母由一對(duì)滾珠螺母構(gòu)成， 該摩擦補(bǔ)償方法還包括第一摩擦估計(jì)工序，估計(jì)從上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后增加的由上述進(jìn)給機(jī)構(gòu)引起的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩；以及第二摩擦估計(jì)工序，估計(jì)上述移動(dòng)體的移動(dòng)方向反轉(zhuǎn)后上述移動(dòng)體移動(dòng)了規(guī)定量之后由于上述滾珠絲杠軸和一對(duì)滾珠螺母而增加的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩，在上述摩擦估計(jì)工序中，對(duì)上述第一摩擦估計(jì)工序和上述第二摩擦估計(jì)工序分別估計(jì)出的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩進(jìn)行加法運(yùn)算。
全文摘要
本發(fā)明提供數(shù)值控制裝置和摩擦補(bǔ)償方法，在雙螺母預(yù)壓方式的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中也能夠高精度地估計(jì)出從低速區(qū)域至高速區(qū)域的摩擦力或摩擦轉(zhuǎn)矩，而不限于超大尺寸滾珠預(yù)壓方式。因此，數(shù)值控制裝置能夠?qū)ο笙尥黄疬M(jìn)行校正。象限突起是移動(dòng)軌跡偏到指令軌跡的外側(cè)的現(xiàn)象。在雙螺母預(yù)壓方式的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，滾珠絲杠軸反轉(zhuǎn)而產(chǎn)生第一個(gè)象限突起。雙螺母預(yù)壓方式的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在工作臺(tái)反轉(zhuǎn)后移動(dòng)了規(guī)定量時(shí)再產(chǎn)生第二個(gè)象限突起。數(shù)值控制裝置能夠使用兩個(gè)近似式來高精度地估計(jì)出雙螺母預(yù)壓方式時(shí)分兩個(gè)階段產(chǎn)生的摩擦力的上升。
文檔編號(hào)G05B19/404GK102455683SQ201110325809
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者小島輝久 申請(qǐng)人:兄弟工業(yè)株式會(huì)社