リアルタイム制御も可能な5軸マシニングセンタのための新しいNC制御技術の開発

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550098
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 神谷 好承 金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (80092774)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関 啓明 金沢大学, 自然科学研究科, 助教授 (20270887) ; 疋津 正利 金沢大学, 自然科学研究科, 助手 (10272949)
• Keywords: NC制御 / 5軸マシニングセンタ / リアルタイム制御 / パルス列 / モータ制御 / 多関節ロボット / 座標系

Research Abstract

本研究はパルス列をモータドライバへ与えるこれまでのNC制御方式を採用しながらも,モータ駆動時の負荷系からのセンサ信号をオンラインでフィードバック可能な制御方式を提案した.
提案する制御系は電圧値のようなアナログ信号をパルス列であるディジタル信号に変換する回路をループ内に含ませることになるため,本質的に非線型な制御系となるが,フィードバック系を構成して剛性の低い負荷系に生じる振動を抑制する事例をもとに,センサ信号をオンラインでフィードバック可能な制御系の設計指針を詳細に検討した.
さらに本研究では従来のNC制御の現実を踏まえ,パルス列を与えて機械の運動を制御するこれまでのNC制御技術を採用しつつもNC言語によらない新しい多軸制御用パルス列の発生を試みた.多関節ロボットはヤコビ行列に代表されるように,そのアーム姿勢によりベース座標系からながめた手先座標系が常に変化するため希望とする運動を生成するためにはより複雑なパルス列の生成を必要とする産業機械であり,本研究で提案する多軸制御用の新しいNCコントローラの性能をより詳しく評価した.また,より複雑な加工面形状への対応,ツールの姿勢を含めた軌道の生成だけではなくツールの移動速度も重要視される昨今の工作機械や産業用ロボットの趨勢を踏まえた時にはこれまでの教示方法ではおのずと限界があり,こうした問題に対して解決している事例を中心にパルス列生成の手法を求めたが,その基本的な考え方はすべての多軸の産業機械にあてはめて考えることができるものである.