本发明专利技术提供一种具有计算控制环路的频率特性的功能的数值控制装置。在控制环路励振部(12)向控制对象(3)的控制环路(2)输入由正弦波生成部(11)生成的正弦波信号，使用数据取得部(13)以一定周期采样向控制环路(2)输入的输入信号和控制对象(3)输出的输出信号而得的采样数据，频率特性计算部(14)计算控制环路(2)的频率特性来控制控制对象(3)的数值控制装置中，频率特性计算部(14)使用向控制环路(2)多次输入的、通过设置在正弦波生成部(11)中的移相部(10)将正弦波信号的初始相位移动了一定量的正弦波信号的数据，来计算控制环路(2)的频率特性，由此与采样频率无关地提高测定精度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种数值控制装置，其具有如下功能，即通过向对控制对象进行控制 的数值控制装置的控制环路输入正弦波信号，来计算数值控制装置的控制环路的频率特 性。
技术介绍
当前，已知通过数值控制用于加工被加工物的机床的数值控制装置。机床例如对 被加工物进行车削、创削、钻孔、锐削、磨削等，并大多内置有电动机。因此，通过数值对机床 的电动机进行控制的电动机控制装置是W电动机为控制对象的数值控制装置。 在使用了电动机的机床中，W解析成为改善特性的阻碍原因的机械共振、解析控 制的响应性、稳定性为目的，进行与负载连接的电动机的频率特性（频率响应）的测定。当 测定电动机的频率特性时，从伺服分析器向与负载连接的电动机的数值控制装置，一边使 频率逐步上升一边输入正弦波的速度指令。然后，将从电动机的速度检测器得到的电动机 速度与速度指令进行比较后，由伺服分析器解析振幅比和相位差。一般将通过该伺服分析 器的解析而得到的测定结果显示为伯德图。 但是，在向数值控制装置的速度环路输入正弦波信号，根据输入与输出的关系来 计算速度环路的频率特性的方法中，需要在测定频带中一边使频率逐步上升一边进行测 定，因此存在测定时间较长的问题。因此，在日本特开2000-278990号公报中公开了如下的 装置，即通过包含全部频率的白噪声对速度环路进行励振，由此节省变更频率的时间，从而 能够在短时间内测定频率特性的电动机的控制装置。 然而，在专利文献1中公开的电动机的控制装置的课题在于，使用白噪声作为向 速度环路输入的信号，白噪声的波形根据产生模式而变化，因此很难提高高频区域中的测 定精度。
技术实现思路
一方面，本专利技术的目的是提供一种数值控制装置，其具有能够提高高频区域中的 测定精度的计算控制环路的频率特性的功能。 根据本专利技术的一个方式，提供一种控制至少一个控制对象的数值控制装置，具备： 正弦波生成部，其生成正弦波信号；控制环路励振部（12,其将从正弦波生成部输出的正弦 波信号输入控制对象的控制环路；数据取得部，其W-定的周期对输入控制环路的输入信 号和控制对象输出的输出信号进行采样；频率特性计算部，其使用输入信号W及输出信号 的采样数据来计算控制环路的频率特性；W及移相部，其移动正弦波信号的相位，频率特性 计算部使用向控制环路多次输入将预定相位设成初始相位的正弦波信号和将初始相位仅 移动了一定量的正弦波信号的数据，计算控制环路的频率特性。[000引根据本专利技术的一个方式的数值控制装置，通过W相同频率输出多次将初始相位移 动后的信号，并使用该些采样数据，能够在一个周期中确保两个点W上的采样数据，在高频 区域中能够改善测定精度。【附图说明】 通过参照W下的附图，更明确地理解本专利技术。 图1A是对控制对象进行控制的比较技术的数值控制装置的框图。 图1B是由图1A所示的数值控制装置的正弦波生成部产生的正弦波信号的波形 图。 图2A是表示图1A所示的数值控制装置计算控制环路的频率响应的顺序的说明 图。 图2B是用于说明图1A所示的数值控制装置的课题的波形图。 图3是本专利技术的数值控制装置的一个实施例的框图。 图4A是表示本专利技术的数值控制装置计算控制环路的频率响应的顺序的说明图。 图4B是表不用于表达图4A所不的输入信号的等式的图。 图4C是表示用于表达图4A所示的输出信号的等式的图。 图5A是表示将从图3所示的正弦波生成部输出的预定相位设成初始相位的正弦 波信号和采样点的波形图。 图5B是表示从由图3所示的正弦波生成部输出的初始相位移动了 2/3 31时的正 弦波信号和采样点的波形图。 图5C是表示从由图3所示的正弦波生成部输出的初始相位移动了 -2/3 31时的正 弦波信号和采样点的波形图。 图5D是表示通过图3所示的数据取得部取得的同一频率的正弦波中的采样点的 波形图。 图6是表示图3所示的数值控制装置的动作的流程图。 图7A是表示在图3所示的数值控制装置中，不对将预定相位设成初始相位的正弦 波信号进行移动，而仅向控制环路输入一次时的频率特性的波形图。 图7B是表示在图3所示的数值控制装置中，将预定相位设成初始相位的正弦波信 号和将初始相位移动了两次且每次移动2/3 31的正弦波信号分别输入控制环路时的频率 特性的波形图。【具体实施方式】 W下，参照附图对具有计算控制环路的频率特性的功能的数值控制装置进行说 明。然而，应当理解本专利技术并不局限于附图或W下说明的实施方式。在附图中，对相同结构 要素赋予相同符号。 在此，在说明本专利技术的实施方式前，使用图1A至图2B对W往的数值控制装置中的 频率特性的计算方法进行说明。 图1A是表示对控制对象3进行控制的比较技术的数值控制装置1的一例的框图。 该例子的数值控制装置1对一个控制对象3进行控制，但也可W有多个控制对象3。在数值 控制装置1中设有控制环路2,控制环路2从输出信号线20输出信号来对控制对象3进行 控制，控制对象3的输出信号作为反馈信号通过反馈信号线21返回控制环路2。[002引此外，在数值控制装置1中，为了计算数值控制装置1的频率特性，设有正弦波生 成部11、控制环路励振部12、数据取得部13W及频率特性计算部14。正弦波生成部11可 W生成不同频率的正弦波。将控制环路励振部12设置在反馈信号线21的途中，将从正弦波 生成部11通过回路22发送的正弦波信号输入反馈信号线21从而使控制环路2励振。在 数据取得部13中，通过回路22的分支回路23输入来自正弦波生成部11的正弦波信号，并 且通过反馈信号线21的分支信号线24输入控制对象3的输出信号。数据取得部13通过 输出回路25与频率特性计算部14连接。 在此，使用图2A来说明计算图1A所示的数值控制装置1中的控制环路2的频率 响应（频率特性）并表现为伯德图的顺序。计算控制环路2的频率特性后表现为伯德图的 顺序具备如下的（1)至巧）的阶段。 (1)首先，将在正弦波生成部中生成的频率f(? =2 31f)的输入信号u(t)输入控 制环路2。[003U 似接着，数据取得部在每个采样周期At取得输入信号U(t)和输出信号Y(t)并 输入到频率特性计算部14,所述输出信号Y(t)是向控制环路2输入了该输入信号U(t)时 从控制对象3输出的信号。 (3)在频率特性计算部14中，对输入的输入信号U化At)和输出信号Y化At)进 行傅里叶变换，变换为频域《的函数U(?)和Y(?)。 (4)之后，频率特性计算部14根据输入信号U(?)和输出信号Y(?)计算振幅比 Y(w)/U(w)I和相位差 1])。 (5)在数值控制装置1中，对从正弦波生成部向控制环路2输入的输入信号U(t) 的频率f(? = 231f)进行变更的同时重复（1)~（4)的处理，根据每个频率的振幅比 Y(?)/U(?)I和相位差1])，频率特性计算部14生成伯德图。 如上所述，如果向控制环路2输入正弦波信号，一边使输入信号的频率从测定频 带的最小频率至最大频率为止逐渐变化一边励振控制环路2,则可W根据控制环路2的输 入信号U(t)与控制对象3的输出信号Y(t)的关系生成伯德图。然后，可伯德图为基 础分析控制环路2的频率响应，根据分析结果调整控制环路2的各参数（积分增益、比例增 益等），本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制至少一个控制对象的数值控制装置，其特征在于，具备：正弦波生成部，其生成正弦波信号；控制环路励振部，其将从所述正弦波生成部输出的正弦波信号输入所述控制对象的控制环路；数据取得部，其以一定的周期对输入所述控制环路的输入信号和所述控制对象输出的输出信号进行采样；频率特性计算部，其使用输入信号以及输出信号的采样数据来计算所述控制环路的频率特性；以及移相部，其移动所述正弦波信号的相位，所述频率特性计算部，使用向所述控制环路多次输入将预定相位设成初始相位的正弦波信号和将初始相位移动了一定量的正弦波信号的数据，计算所述控制环路的频率特性。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：手塚淳一，高山贤一，小川肇，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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