JPH0325802B2 - - Google Patents
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- JPH0325802B2 JPH0325802B2 JP22008583A JP22008583A JPH0325802B2 JP H0325802 B2 JPH0325802 B2 JP H0325802B2 JP 22008583 A JP22008583 A JP 22008583A JP 22008583 A JP22008583 A JP 22008583A JP H0325802 B2 JPH0325802 B2 JP H0325802B2
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- movement
- amount
- acceleration
- time
- deceleration
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
- G05B2219/42173—Acceleration deceleration
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
技術分野
本願は移動機構の移動体（例えばロボツトの腕
など）を高速かつ滑らかに移動させる移動機構の
デイジタルサーボ方式の駆動制御装置に関するも
のである。 従来技術及びその問題点 従来、ロボツトの腕やNC工作機のテーブルな
どの移動機構の移動体を駆動制御するのには、電
気サーボモータを用いたデイジタルサーボによる
速度位置決め制御が行われている。その速度位置
決め制御の方法として、例えば直線加減速が用い
られているが、速度切換えが滑らかでないため移
動体に与える衝撃が大きいという問題があつた。
こうした問題を解決するために移動体の運動をそ
の始点から最大速度を経て終点に到るまでの全域
に亘つて滑らかに変化させるような速度曲線に基
づき速度位置決めを行うようにしたものが提案さ
れている。この方法は、第１図ａに示すような基
準移動時間Tm−基準移動量Smの関係を示す一
つの変位曲線を近似してデイジタル化し、“０”
と“１”の信号に変換してこのビツト列を８ビツ
トずつに区切つてメモリに記憶し、（これを基準
表という。）これを基準移動時間Tmより決る一
定時間毎に順次とり出して基準表の１ビツトデー
タが“１”ならばパルス発生、“０”ならばパル
スを発生せずとしてサーボモータを駆動制御する
ものである。例えば移動体に与えられた移動量が
基準移動量Sm（基準表の最大移動量）より大きい
か等しいときは、一定時間に順々に基準表の１ビ
ツトデータを調べ“１”ならパルス発生、“０”
ならパルスを発生せずを行い、基準表上の加速完
了位置まできたときに、基準移動量Smより大き
いときはその差分のパルス数を加速完了時のパル
ス間隔で発生して等速移動させ、その後再び基準
表に従つて減速完了位置まで行う。また、移動体
の移動量が基準移動量Smよりも小さいとき（第
１図ｂ）には、公知の補間処理を一定時間繰り返
えして行い移動量を小さくしている。ところが、
このようにして予め用意しておく基準表を１つに
しておいて、移動量がこの基準表の基準移動量
Smよりも小さい場合には補間処理を行うので、
移動時間は移動量に無関係に必ず基準移動時間
Tm分は要するため、移動量の小さい位置決めを
頻繁に行うような場合には多くの時間を要すると
いう欠点があつた。 目的及び概要 本発明は前記従来技術の欠点を解消することを
目的とし、基準加減速速度曲線から求められる基
準移動時間−基準移動量の関係を示す基準表と、
この基準移動量よりも短い移動量に対して設定し
た、前記基準加減速速度曲線と相似な複数の加減
速速度曲線から求められる基準移動時間−基準移
動量の関係を示す複数の基準表とを予め記憶手段
に記憶させ、移動体を、任意の移動量だけ移動さ
せるにあたつて、前記複数の基準表のうちから最
短時間でかつ滑らかに移動し得る最適な基準表を
選択し、この最適な基準表に基づいて指令パルス
を発生し、サーボモータを制御して移動体を移動
させるようにしたことを特徴とし、最大の基準移
動量よりも小さい位置決めを頻繁に行うような場
合でも円滑に、しかも最短時間で移動させること
のできる移動機構の駆動制御方法を提供しようと
するものである。 実施例 第２図から第３図に示すように、１は移動機構
として例示するスライドテーブル機構で、本体２
の２つの案内ロツド３，３に摺動するようにスラ
イドテーブル４が装着され、このスライドテーブ
ル４は更に、送りねじ杆５と螺合している。この
送りねじ杆５の両端は夫々本体２に回動可能に支
持されており、一方は継手６を介してサーボモー
タＭの回転主軸に連結されている。 次にこのスライドテーブル機構１を駆動制御す
る位置速度制御装置について説明する。位置速度
制御装置は中央演算処理装置９、プログラムメモ
リ１０、演算メモリ１１、テーブルメモリ１２、
入出力装置１４及びこれらを接続するバス１３等
よりなる公知のマイクロコンピユータで構成され
る指令パルス列発生手段７とパルス信号弁別器１
５ａ、減算器１５ｂ、位置偏差カウンタ１６、
Ｄ／Ａ変換器１７、サーボアンプ１８、回転速度
検出器１９、回転数検出器２０から成る速度ルー
プ及び位置ループサーボ系を備えたデイジタルサ
ーボによる位置決め制御装置８より成る。 次にテーブルメモリ１２について説明する。い
ま最大速度Vmに到達する基準加減速速度曲線が
第４図ａのように設定され、また、この基準加減
速速度曲線を積分することにより第５図ａに示す
基準移動時間Tm−基準移動量Smの曲線が得ら
れる。この基準移動時間Tmより短い移動量Tn
に対応して、基本となる前記基準加減速速度曲線
と相似な、つまり時間軸と速度軸を縮小した加減
速速度曲線を複数設定し（例えば第４図ｂの曲
線）、これを積分することで第５図ｂに示す基準
移動時間Tn−基準移動量Snの曲線が得られる。
こうして求められたいくつかの基準移動時間−基
準移動量の曲線（ｍ個の変位曲線）に対し夫々近
似となるようなデイジタル化を行い、“０”と
“１”の信号に直し、ビツト列にしてテーブルメ
モリ１２（ROM）内に予めｍ個の基準表Tai（ｉ
＝１、２、…ｍ）として記憶させておく（第６
図）。次にこのｍ個の基準表のうち、最適な基準
表を選ぶために用意する比較テーブルについて説
明する。まず、ｍ個の加減速速度曲線のうち、第
ｎ番目の基準移動時間（加減速時間）Tnと最大
速度Vnは基準加減速速度曲線（第４図ａ）に対
して相似なので、 Tn＝（ｎ／ｍ）・Tm (1) Vn＝（ｎ／ｍ）・Vm (2) （ｎ＝１、２、…ｍ） また、移動量は Sm＝ｋ・Vm・Tm (3) Sn＝ｋ・Vn・Tn (4) （ｋは定数） (1)〜(4)より Sn＝（ｎ／ｍ）2・Sm (5) いま、移動量Ｓが移動量SnとSn＋１の中間に
ある場合、移動所要時間と移動量の関係を示す第
９図からわかるように、移動量Ｓが境界移動量
Scより小さいときは第ｎ番目の基準表Tanを、
またそれ以上のときは第（ｎ＋１）番目の基準表
Tan＋１を用いればよい。 従つて Tn＋１＝Tn＋（Sc−Sn）／Vn (6) (1)から(5)を(6)へ代入して Sc＝（ｎ（ｎ＋１／ｋ）／m2）・Sm (7) ここでｋは加減速時の移動量を最大速度と加減
速時間で割つたもので１より小さい値をとり、通
常はｋ＝0.5とするのが適切である。いまｋ＝0.5
を(7)へ代入して Sc＝（ｎ（ｎ＋２）／m2）・Sm (8) （ｎ＝１、２、…ｍ） (8)式より移動量と選択される基準表の番号
（ｎ）との対応関係が第１表のように得られ、こ
のように比較するために夫々のｎに対応した比較
値を第７図のように比較テーブルとして予めテー
ブルメモリ１２（ROM）内に記憶させておく。
など）を高速かつ滑らかに移動させる移動機構の
デイジタルサーボ方式の駆動制御装置に関するも
のである。 従来技術及びその問題点 従来、ロボツトの腕やNC工作機のテーブルな
どの移動機構の移動体を駆動制御するのには、電
気サーボモータを用いたデイジタルサーボによる
速度位置決め制御が行われている。その速度位置
決め制御の方法として、例えば直線加減速が用い
られているが、速度切換えが滑らかでないため移
動体に与える衝撃が大きいという問題があつた。
こうした問題を解決するために移動体の運動をそ
の始点から最大速度を経て終点に到るまでの全域
に亘つて滑らかに変化させるような速度曲線に基
づき速度位置決めを行うようにしたものが提案さ
れている。この方法は、第１図ａに示すような基
準移動時間Tm−基準移動量Smの関係を示す一
つの変位曲線を近似してデイジタル化し、“０”
と“１”の信号に変換してこのビツト列を８ビツ
トずつに区切つてメモリに記憶し、（これを基準
表という。）これを基準移動時間Tmより決る一
定時間毎に順次とり出して基準表の１ビツトデー
タが“１”ならばパルス発生、“０”ならばパル
スを発生せずとしてサーボモータを駆動制御する
ものである。例えば移動体に与えられた移動量が
基準移動量Sm（基準表の最大移動量）より大きい
か等しいときは、一定時間に順々に基準表の１ビ
ツトデータを調べ“１”ならパルス発生、“０”
ならパルスを発生せずを行い、基準表上の加速完
了位置まできたときに、基準移動量Smより大き
いときはその差分のパルス数を加速完了時のパル
ス間隔で発生して等速移動させ、その後再び基準
表に従つて減速完了位置まで行う。また、移動体
の移動量が基準移動量Smよりも小さいとき（第
１図ｂ）には、公知の補間処理を一定時間繰り返
えして行い移動量を小さくしている。ところが、
このようにして予め用意しておく基準表を１つに
しておいて、移動量がこの基準表の基準移動量
Smよりも小さい場合には補間処理を行うので、
移動時間は移動量に無関係に必ず基準移動時間
Tm分は要するため、移動量の小さい位置決めを
頻繁に行うような場合には多くの時間を要すると
いう欠点があつた。 目的及び概要 本発明は前記従来技術の欠点を解消することを
目的とし、基準加減速速度曲線から求められる基
準移動時間−基準移動量の関係を示す基準表と、
この基準移動量よりも短い移動量に対して設定し
た、前記基準加減速速度曲線と相似な複数の加減
速速度曲線から求められる基準移動時間−基準移
動量の関係を示す複数の基準表とを予め記憶手段
に記憶させ、移動体を、任意の移動量だけ移動さ
せるにあたつて、前記複数の基準表のうちから最
短時間でかつ滑らかに移動し得る最適な基準表を
選択し、この最適な基準表に基づいて指令パルス
を発生し、サーボモータを制御して移動体を移動
させるようにしたことを特徴とし、最大の基準移
動量よりも小さい位置決めを頻繁に行うような場
合でも円滑に、しかも最短時間で移動させること
のできる移動機構の駆動制御方法を提供しようと
するものである。 実施例 第２図から第３図に示すように、１は移動機構
として例示するスライドテーブル機構で、本体２
の２つの案内ロツド３，３に摺動するようにスラ
イドテーブル４が装着され、このスライドテーブ
ル４は更に、送りねじ杆５と螺合している。この
送りねじ杆５の両端は夫々本体２に回動可能に支
持されており、一方は継手６を介してサーボモー
タＭの回転主軸に連結されている。 次にこのスライドテーブル機構１を駆動制御す
る位置速度制御装置について説明する。位置速度
制御装置は中央演算処理装置９、プログラムメモ
リ１０、演算メモリ１１、テーブルメモリ１２、
入出力装置１４及びこれらを接続するバス１３等
よりなる公知のマイクロコンピユータで構成され
る指令パルス列発生手段７とパルス信号弁別器１
５ａ、減算器１５ｂ、位置偏差カウンタ１６、
Ｄ／Ａ変換器１７、サーボアンプ１８、回転速度
検出器１９、回転数検出器２０から成る速度ルー
プ及び位置ループサーボ系を備えたデイジタルサ
ーボによる位置決め制御装置８より成る。 次にテーブルメモリ１２について説明する。い
ま最大速度Vmに到達する基準加減速速度曲線が
第４図ａのように設定され、また、この基準加減
速速度曲線を積分することにより第５図ａに示す
基準移動時間Tm−基準移動量Smの曲線が得ら
れる。この基準移動時間Tmより短い移動量Tn
に対応して、基本となる前記基準加減速速度曲線
と相似な、つまり時間軸と速度軸を縮小した加減
速速度曲線を複数設定し（例えば第４図ｂの曲
線）、これを積分することで第５図ｂに示す基準
移動時間Tn−基準移動量Snの曲線が得られる。
こうして求められたいくつかの基準移動時間−基
準移動量の曲線（ｍ個の変位曲線）に対し夫々近
似となるようなデイジタル化を行い、“０”と
“１”の信号に直し、ビツト列にしてテーブルメ
モリ１２（ROM）内に予めｍ個の基準表Tai（ｉ
＝１、２、…ｍ）として記憶させておく（第６
図）。次にこのｍ個の基準表のうち、最適な基準
表を選ぶために用意する比較テーブルについて説
明する。まず、ｍ個の加減速速度曲線のうち、第
ｎ番目の基準移動時間（加減速時間）Tnと最大
速度Vnは基準加減速速度曲線（第４図ａ）に対
して相似なので、 Tn＝（ｎ／ｍ）・Tm (1) Vn＝（ｎ／ｍ）・Vm (2) （ｎ＝１、２、…ｍ） また、移動量は Sm＝ｋ・Vm・Tm (3) Sn＝ｋ・Vn・Tn (4) （ｋは定数） (1)〜(4)より Sn＝（ｎ／ｍ）2・Sm (5) いま、移動量Ｓが移動量SnとSn＋１の中間に
ある場合、移動所要時間と移動量の関係を示す第
９図からわかるように、移動量Ｓが境界移動量
Scより小さいときは第ｎ番目の基準表Tanを、
またそれ以上のときは第（ｎ＋１）番目の基準表
Tan＋１を用いればよい。 従つて Tn＋１＝Tn＋（Sc−Sn）／Vn (6) (1)から(5)を(6)へ代入して Sc＝（ｎ（ｎ＋１／ｋ）／m2）・Sm (7) ここでｋは加減速時の移動量を最大速度と加減
速時間で割つたもので１より小さい値をとり、通
常はｋ＝0.5とするのが適切である。いまｋ＝0.5
を(7)へ代入して Sc＝（ｎ（ｎ＋２）／m2）・Sm (8) （ｎ＝１、２、…ｍ） (8)式より移動量と選択される基準表の番号
（ｎ）との対応関係が第１表のように得られ、こ
のように比較するために夫々のｎに対応した比較
値を第７図のように比較テーブルとして予めテー
ブルメモリ１２（ROM）内に記憶させておく。
【表】
また、テーブルメモリ１２に記憶されている各
基準表の夫々に対応したパラメータ、即ち基準移
動量Sn、基準移動時間Tn、加速完了時間Tvn（ｎ
は１…ｍ）の値を予め第８図に示すテーブルパラ
メータメモリとしてテーブルメモリ１２内に記憶
させておく。 次に、前記したｍ個の基準表のうちから、移動
体４に与えられた（あるいは演算の結果求められ
た）移動量を移動させるにあたつて最短時間で移
動し得る最適な基準表を選択する手順を第１０図
に示すフローチヤートによつて説明する。プログ
ラムがスタートすると、ステツプＡで第７図の比
較テーブルのテーブルカウンタの初期値をｃ＝１
にセツトし、次いで入出力装置１４を介して移動
指令が入力されて移動体４の原点と現在位置、原
点と目標位置との差を算出してその符号により移
動方向を求め、その絶対値（移動量）を変数Ｂに
代入し（ステツプＢ）、次いでテーブルカウンタ
の指す比較テーブルの比較値を変数Ａに代入し
（ステツプＣ）、ステツプＤで変数Ａが変数Ｂより
大きいか等しい時はその時のテーブルカウンタの
値がテーブルメモリ１２内の基準表の番号で、そ
うでないときはステツプＥ、ステツプＦを介して
テーブルカウンタを１ずつ増していき、ステツプ
Ｃ、Ｄを最大（ｍ−１）回繰り返してテーブルメ
モリ１２内の最適基準表の番号を求める。また、
こうして求まつた基準表の番号からその番号の指
すテーブルパラメータメモリより、選択された基
準表に対応する基準移動量Sn、基準移動時間
Tn、加速完了時間Tvnのパラメータを読み出し、
更に、テーブルパラメータメモリより読出した基
準移動量Snより、与えられた移動量が大きい場
合には等速領域移動量を算出し前記読み出したパ
ラメータと共に演算メモリ１１に書き込んでお
く。このようにしてｍ個の基準表から１つの基準
表が選択され、続いて移動体４の移動処理が開始
されるが、次にこの移動処理を第１１、１２図に
示すフローチヤートに従つて説明する。ステツプ
ａで、与えられた移動量と、選択させたテーブル
パラメータメモリの基準移動量とを比較し、基準
移動量と等しいか大のときはイからハの夫々のル
ープを実行する。加速ループイでは加速処理を行
い、ステツプｂで選択された基準表の１ビツトデ
ータの位置を示すポインタ（以下テーブルポイン
タと記す）が加速完了位置即ち加速完了時間に達
したかどうかを判断し、達していればステツプｈ
へ、そうでなければステツプｃへ進む。ステツプ
ｃではテーブルポインタが指すデータが“１”か
どうか判断し、“１”ならステツプｄで出力装置
から移動パルスを発生し、“０”ならステツプｇ
へ進んで移動パルスを発生したのと同一時間にな
るように時間調整を行い、ステツプｅへ進む。ス
テツプｅではテーブルポインタを現在指していた
位置より１ビツト次の位置を指すように更新し、
更にステツプｆへ進んで加速ループイの処理を繰
返し実行する時間が一定時間間隔となるように時
間調整を行う。この時間調整は、所定の加速時間
で加速を実行するためのものであり、所定の一定
時間間隔は加速時間と、加速ループイの実行回数
より求めることができる。こうしてテーブルポイ
ンタが加速完了位置を指すと、ステツプｈへ進
み、先程算出しておいた等速領域移動量が０かど
うか判断し、０ならステツプｌへ、そうでなけれ
ばステツプｉで出力装置より移動パルスを発生、
ステツプｊで等速領域移動量を減じて更新し、ス
テツプｋで前記加速ループイの処理時間と同一と
なるように時間調整を行い、等速領域移動ループ
ロの処理を繰返し実行することにより等間隔パル
ス列を得て、等速移動を行う。等速領域移動量が
０になると、ステツプｌへ進み、テーブルポイン
タが減速完了位置かどうかを判断し、そうでなけ
ればステツプｍでテーブルポインタの指す基準表
の１ビツトデータを調べ、“１”ならステツプｎ
で移動パルスを出力、“０”ならステツプｇで時
間調整をし、ステツプｏでテーブルポインタを更
新、ステツプｐで加速ループイの処理時間と減速
ループハの処理時間が同一となるように時間調整
を行う。こうして減速ループハを繰返しテーブル
ポインタが減速完了位置になると処理は終了す
る。次に選択したテーブルパラメータメモリの基
準移動量が移動量より大のときは、補間処理ルー
プニへ進み、ステツプｒでテーブルポインタが加
減速完了位置に達したかどうか、即ち移動時間を
完了したかどうかを判断し、そうなら終了、そう
でなければステツプｓへ進み、ステツプｓではテ
ーブルポインタの指す基準表の１ビツトデータが
“１”かどうか判断し、“１”ならステツプｔで公
知の補間処理を行ない、ステツプｕでパルス発生
するかどうか判断し、YESならステツプｖで出
力装置より移動パルスを発生する。ステツプｗで
テーブルポインタを次の位置へ更新し、また、こ
の補間処理ループのどの経路を経ても前記加速ル
ープイ、等速領域移動ループロ、減速ループハの
処理時間と同一となるように時間調整のステツプ
Ｘ、Ｙ、Ｚが挿入されている。 このようにして指令パルス列発生手段７よりパ
ルス列がパルス信号弁別器１５ａへ入力され、こ
のパルス信号弁別器１５ａの他の入力には回転数
検出器２０からサーボモータＭの回動量に応じた
数のパルス信号が加えられ、パルス信号弁別器１
５ａはこれらの入力信号の加算、減算の弁別を行
い、これを位置偏差カウンタ１６へ導く。位置偏
差カウンタ１６のカウント値はＤ／Ａ変換器１７
でアナログ信号に変換されて減算器１５ｂに加え
られる。減算器１５ｂの他の入力には回転速度検
出器１９からサーボモータＭの回転速度に対応す
るアナログ信号が加えられ、減算器１５ｂはこれ
らの入力信号の偏差をとつてこれをサーボアンプ
１８を介してサーボモータＭへ導き、駆動する。 サーボモータＭは送りねじ杆５を回動させて移
動体４を移動させ、高速位置決めを実行する。 第１３図ａはｍ＝８として式(5)により各移動量
Snを、式(8)により各境界移動量Scを算出して、
これを線図化したもので従来は第１３図ｂのよう
に最大の基準移動量S8以下の移動量に対しても
所要時間T8だけかかつていたのに対し、本発明
では最大の基準移動量S8以下の移動量が与えら
れた場合、ａの線図に従うことにより所要時間
T8以下になる。尚、第１３図ｃはｍを大きくと
つて算出したときの理想的な曲線で、この第１３
図によれば、ｍ＝８程度にとればこの理想的な曲
線に十分近似させることができる。 本実施例では比較テーブルを予めROMに記憶
させておき、第１０図に示すフローチヤートに従
つて最適な基準表を選択したが、式(8)をもとに直
接演算を行い、基準表を選択してもよい。また、
第１１，１２図に示すフローチヤートの時間調整
は、所要時間間隔のクロツクによる割込処理を各
移動処理にて実行すれば、省略することができ
る。また、移動処理をソフトウエアで説明した
が、ハードウエアでも実現できる。 効 果 以上のように本発明では、移動体の運動をその
始点から最大速度を経て終点に到るまでの全域に
亘つて滑らかに変化させるような基準加減速速度
曲線から求められる基準移動時間−基準移動量の
関係を示す基本の基準表と、前記基準移動量より
も短い移動量に対応して設定した、前記基準加減
速速度曲線と相似な複数の加減速速度曲線から求
められる基準移動時間−基準移動量の関係を示す
複数の基準表とを予め記憶手段に記憶させ、移動
機構の移動体を、予め与えられた任意の移動量だ
け移動させるにあたつて、前記複数の基準表のう
ちから最短時間で移動し得る最適な基準表を選択
し、この基準表に基づいて指令パルスを発生し、
サーボモータを制御して移動体を移動させるよう
にしたので、従来のように、基本となる一つだけ
の基準移動時間−基準移動量の関係を示す基準表
に基づいてこの基準移動量よりも短い移動量に対
しては公知の補間処理を行なつて基準移動時間だ
けかかつて移動体を移動させていたのに対し、短
に時間で移動させることができ、しかも基準加減
速速度曲線と略同一の加速度、減速度となるた
め、どのような移動量に対しても移動体に与える
衝撃を同じにでき、円滑な移動を期待できる。更
に、複数の基準表を予め記憶手段に記憶させたの
で、いちいち演算する時間が省略でき、より高速
な移動体の移動ができる。
基準表の夫々に対応したパラメータ、即ち基準移
動量Sn、基準移動時間Tn、加速完了時間Tvn（ｎ
は１…ｍ）の値を予め第８図に示すテーブルパラ
メータメモリとしてテーブルメモリ１２内に記憶
させておく。 次に、前記したｍ個の基準表のうちから、移動
体４に与えられた（あるいは演算の結果求められ
た）移動量を移動させるにあたつて最短時間で移
動し得る最適な基準表を選択する手順を第１０図
に示すフローチヤートによつて説明する。プログ
ラムがスタートすると、ステツプＡで第７図の比
較テーブルのテーブルカウンタの初期値をｃ＝１
にセツトし、次いで入出力装置１４を介して移動
指令が入力されて移動体４の原点と現在位置、原
点と目標位置との差を算出してその符号により移
動方向を求め、その絶対値（移動量）を変数Ｂに
代入し（ステツプＢ）、次いでテーブルカウンタ
の指す比較テーブルの比較値を変数Ａに代入し
（ステツプＣ）、ステツプＤで変数Ａが変数Ｂより
大きいか等しい時はその時のテーブルカウンタの
値がテーブルメモリ１２内の基準表の番号で、そ
うでないときはステツプＥ、ステツプＦを介して
テーブルカウンタを１ずつ増していき、ステツプ
Ｃ、Ｄを最大（ｍ−１）回繰り返してテーブルメ
モリ１２内の最適基準表の番号を求める。また、
こうして求まつた基準表の番号からその番号の指
すテーブルパラメータメモリより、選択された基
準表に対応する基準移動量Sn、基準移動時間
Tn、加速完了時間Tvnのパラメータを読み出し、
更に、テーブルパラメータメモリより読出した基
準移動量Snより、与えられた移動量が大きい場
合には等速領域移動量を算出し前記読み出したパ
ラメータと共に演算メモリ１１に書き込んでお
く。このようにしてｍ個の基準表から１つの基準
表が選択され、続いて移動体４の移動処理が開始
されるが、次にこの移動処理を第１１、１２図に
示すフローチヤートに従つて説明する。ステツプ
ａで、与えられた移動量と、選択させたテーブル
パラメータメモリの基準移動量とを比較し、基準
移動量と等しいか大のときはイからハの夫々のル
ープを実行する。加速ループイでは加速処理を行
い、ステツプｂで選択された基準表の１ビツトデ
ータの位置を示すポインタ（以下テーブルポイン
タと記す）が加速完了位置即ち加速完了時間に達
したかどうかを判断し、達していればステツプｈ
へ、そうでなければステツプｃへ進む。ステツプ
ｃではテーブルポインタが指すデータが“１”か
どうか判断し、“１”ならステツプｄで出力装置
から移動パルスを発生し、“０”ならステツプｇ
へ進んで移動パルスを発生したのと同一時間にな
るように時間調整を行い、ステツプｅへ進む。ス
テツプｅではテーブルポインタを現在指していた
位置より１ビツト次の位置を指すように更新し、
更にステツプｆへ進んで加速ループイの処理を繰
返し実行する時間が一定時間間隔となるように時
間調整を行う。この時間調整は、所定の加速時間
で加速を実行するためのものであり、所定の一定
時間間隔は加速時間と、加速ループイの実行回数
より求めることができる。こうしてテーブルポイ
ンタが加速完了位置を指すと、ステツプｈへ進
み、先程算出しておいた等速領域移動量が０かど
うか判断し、０ならステツプｌへ、そうでなけれ
ばステツプｉで出力装置より移動パルスを発生、
ステツプｊで等速領域移動量を減じて更新し、ス
テツプｋで前記加速ループイの処理時間と同一と
なるように時間調整を行い、等速領域移動ループ
ロの処理を繰返し実行することにより等間隔パル
ス列を得て、等速移動を行う。等速領域移動量が
０になると、ステツプｌへ進み、テーブルポイン
タが減速完了位置かどうかを判断し、そうでなけ
ればステツプｍでテーブルポインタの指す基準表
の１ビツトデータを調べ、“１”ならステツプｎ
で移動パルスを出力、“０”ならステツプｇで時
間調整をし、ステツプｏでテーブルポインタを更
新、ステツプｐで加速ループイの処理時間と減速
ループハの処理時間が同一となるように時間調整
を行う。こうして減速ループハを繰返しテーブル
ポインタが減速完了位置になると処理は終了す
る。次に選択したテーブルパラメータメモリの基
準移動量が移動量より大のときは、補間処理ルー
プニへ進み、ステツプｒでテーブルポインタが加
減速完了位置に達したかどうか、即ち移動時間を
完了したかどうかを判断し、そうなら終了、そう
でなければステツプｓへ進み、ステツプｓではテ
ーブルポインタの指す基準表の１ビツトデータが
“１”かどうか判断し、“１”ならステツプｔで公
知の補間処理を行ない、ステツプｕでパルス発生
するかどうか判断し、YESならステツプｖで出
力装置より移動パルスを発生する。ステツプｗで
テーブルポインタを次の位置へ更新し、また、こ
の補間処理ループのどの経路を経ても前記加速ル
ープイ、等速領域移動ループロ、減速ループハの
処理時間と同一となるように時間調整のステツプ
Ｘ、Ｙ、Ｚが挿入されている。 このようにして指令パルス列発生手段７よりパ
ルス列がパルス信号弁別器１５ａへ入力され、こ
のパルス信号弁別器１５ａの他の入力には回転数
検出器２０からサーボモータＭの回動量に応じた
数のパルス信号が加えられ、パルス信号弁別器１
５ａはこれらの入力信号の加算、減算の弁別を行
い、これを位置偏差カウンタ１６へ導く。位置偏
差カウンタ１６のカウント値はＤ／Ａ変換器１７
でアナログ信号に変換されて減算器１５ｂに加え
られる。減算器１５ｂの他の入力には回転速度検
出器１９からサーボモータＭの回転速度に対応す
るアナログ信号が加えられ、減算器１５ｂはこれ
らの入力信号の偏差をとつてこれをサーボアンプ
１８を介してサーボモータＭへ導き、駆動する。 サーボモータＭは送りねじ杆５を回動させて移
動体４を移動させ、高速位置決めを実行する。 第１３図ａはｍ＝８として式(5)により各移動量
Snを、式(8)により各境界移動量Scを算出して、
これを線図化したもので従来は第１３図ｂのよう
に最大の基準移動量S8以下の移動量に対しても
所要時間T8だけかかつていたのに対し、本発明
では最大の基準移動量S8以下の移動量が与えら
れた場合、ａの線図に従うことにより所要時間
T8以下になる。尚、第１３図ｃはｍを大きくと
つて算出したときの理想的な曲線で、この第１３
図によれば、ｍ＝８程度にとればこの理想的な曲
線に十分近似させることができる。 本実施例では比較テーブルを予めROMに記憶
させておき、第１０図に示すフローチヤートに従
つて最適な基準表を選択したが、式(8)をもとに直
接演算を行い、基準表を選択してもよい。また、
第１１，１２図に示すフローチヤートの時間調整
は、所要時間間隔のクロツクによる割込処理を各
移動処理にて実行すれば、省略することができ
る。また、移動処理をソフトウエアで説明した
が、ハードウエアでも実現できる。 効 果 以上のように本発明では、移動体の運動をその
始点から最大速度を経て終点に到るまでの全域に
亘つて滑らかに変化させるような基準加減速速度
曲線から求められる基準移動時間−基準移動量の
関係を示す基本の基準表と、前記基準移動量より
も短い移動量に対応して設定した、前記基準加減
速速度曲線と相似な複数の加減速速度曲線から求
められる基準移動時間−基準移動量の関係を示す
複数の基準表とを予め記憶手段に記憶させ、移動
機構の移動体を、予め与えられた任意の移動量だ
け移動させるにあたつて、前記複数の基準表のう
ちから最短時間で移動し得る最適な基準表を選択
し、この基準表に基づいて指令パルスを発生し、
サーボモータを制御して移動体を移動させるよう
にしたので、従来のように、基本となる一つだけ
の基準移動時間−基準移動量の関係を示す基準表
に基づいてこの基準移動量よりも短い移動量に対
しては公知の補間処理を行なつて基準移動時間だ
けかかつて移動体を移動させていたのに対し、短
に時間で移動させることができ、しかも基準加減
速速度曲線と略同一の加速度、減速度となるた
め、どのような移動量に対しても移動体に与える
衝撃を同じにでき、円滑な移動を期待できる。更
に、複数の基準表を予め記憶手段に記憶させたの
で、いちいち演算する時間が省略でき、より高速
な移動体の移動ができる。
第１図は従来の基準移動量−基準移動時間の関
係図、第２図はスライドテーブル機構の平面図、
第３図はブロツク図、第４図は基準加減速速度曲
線を示す図、第５図は第４図の変位曲線を示す
図、第６図は複数の基準表のメモリ内配列を示す
図、第７図は比較テーブルを示す図、第８図はテ
ーブルパラメータメモリを示す図、第９図は境界
移動量の説明図、第１０図は最適な基準表を求め
る手順を示すフローチヤート、第１１図、第１２
図はパルス発生のためのフローチヤート、第１３
図はｍ＝８の場合の移動所要時間と移動量の関係
を示す図である。 １……スライドテーブル機構、４……スライド
テーブル、７……指令パルス列発生手段、８……
位置決め制御装置、１２……テーブルメモリ、Ｍ
……サーボモータＭ。
係図、第２図はスライドテーブル機構の平面図、
第３図はブロツク図、第４図は基準加減速速度曲
線を示す図、第５図は第４図の変位曲線を示す
図、第６図は複数の基準表のメモリ内配列を示す
図、第７図は比較テーブルを示す図、第８図はテ
ーブルパラメータメモリを示す図、第９図は境界
移動量の説明図、第１０図は最適な基準表を求め
る手順を示すフローチヤート、第１１図、第１２
図はパルス発生のためのフローチヤート、第１３
図はｍ＝８の場合の移動所要時間と移動量の関係
を示す図である。 １……スライドテーブル機構、４……スライド
テーブル、７……指令パルス列発生手段、８……
位置決め制御装置、１２……テーブルメモリ、Ｍ
……サーボモータＭ。
Claims (1)
- １ 記憶手段を備えた指令パルス列発生手段から
の指令パルスに基づき、サーボモータをフイード
バツク制御し、このサーボモータの回転により移
動体を移動させるようにした移動機構において、
移動体の運動をその始点から最大速度を経て終点
に到るまでの全域に亘つて滑らかに変化させるよ
うに設定した基準加減速速度曲線から求められる
基準移動時間−基準移動量の関係を示す基本の基
準表と、前記基準移動量よりも短い移動量に対応
して設定され、前記基準加減速速度曲線と相似な
複数の加減速速度曲線から求められる基準移動時
間−基準移動量の関係を示す複数の基準表とを予
め前記記憶手段に記憶させ、与えられた移動量
と、各基準表と対応して予め準備される境界移動
量を比較し、その結果に基づいて前記複数の基準
表から移動体を最短時間でかつ滑らかに移動させ
得る基準表を選択し、次いで与えられた移動体と
選択した基準表から定まる基準移動量とを比較
し、与えられた移動量が基準移動量と等しいと
き、選択した基準表による加減速のみを行ない、
前者が後者より大のとき、前記加減速の間に等速
移動を行ない、前者が後者より小のとき、基準表
に対して補間処理を行なつて、夫々の場合につい
て与えられた移動量となるように指令パルス列を
発生させることを特徴とする移動機構の駆動制御
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22008583A JPS60112106A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 移動機構の駆動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22008583A JPS60112106A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 移動機構の駆動制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60112106A JPS60112106A (ja) | 1985-06-18 |
| JPH0325802B2 true JPH0325802B2 (ja) | 1991-04-09 |
Family
ID=16745691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22008583A Granted JPS60112106A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 移動機構の駆動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60112106A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289119A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-23 | Pioneer Electronic Corp | 加減速制御方法 |
| JPS63216112A (ja) * | 1987-03-04 | 1988-09-08 | Oriental Motor Co Ltd | サ−ボモ−タの位置決め装置 |
| JPH03152605A (ja) * | 1989-11-09 | 1991-06-28 | Honda Motor Co Ltd | ロボットの加減速制御方法 |
| JP4172477B2 (ja) | 2005-08-17 | 2008-10-29 | 村田機械株式会社 | パターンの実機への実装方法 |
-
1983
- 1983-11-22 JP JP22008583A patent/JPS60112106A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60112106A (ja) | 1985-06-18 |
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