JPH10111708A - 位置決め制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過負荷になる前に速度指令にオーバライドを
かけ、オペレータが位置決めプログラムを修正すること
なしに、プログラム運転が可能な位置決め制御装置を得
る。 【解決手段】 軸当たりの指令周期当たりの移動量を計
算する補間手段３ａと、サーボモータを駆動するサーボ
アンプ２１と接続するサーボアンプインタフェース手段
４と、サーボアンプインタフェース手段４を通じてサー
ボアンプが算出する負荷率６ａを定期的にサンプリング
するモニタ手段７ａと、モニタ手段７ａがサンプリング
した負荷率の解析を行い、過負荷になる場合に補間手段
３ａに修正指令を出すプログラム修正手段８ａと、を備
えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、位置決めプログ
ラムに基づいて位置決め制御をする位置決め制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、位置決め制御装置においては、オ
ペレータが最適な運転パターンを検討し、位置決めプロ
グラムと位置決め制御に必要なパラメータとを入力し、
運転していた。

【０００３】図１５は、従来例である位置決め制御装置
のシステム構成を示す図である。図において、１は位置
決めプログラム、２はプログラム解読手段、３は軸当た
りの指令周期当たりの移動量を計算する補間手段、４は
サーボモータ（図示しない）を駆動するサーボアンプ２
１と接続するサーボアンプインターフェース手段、５は
補間手段３で計算された軸当たりの指令周期当たりの移
動量としての指令データ、２２は位置決め制御装置であ
る。

【０００４】図１６は、従来例である位置決め制御装置
２２を使用した一軸のコンベア搬送装置を示す図であ
る。図において、１９はコンベア、２０はコンベア１９
を駆動するサーボモータ、２１はサーボモータ２０を駆
動するサーボアンプ、２２はコンベア１９の移動を制御
する位置決め制御装置、２３は位置決めプログラムおよ
び位置決め制御に必要なパラメータを入力する入力装置
である。

【０００５】図１７は位置決めプログラムの一例を示す
図である。図において、２４はプログラム番号を示すデ
ータ、２５は通過点１の座標値と位置決め指令速度とを
示すデータ、２６は通過点２の座標値と位置決め指令速
度とを示すデータ、２７は終点の座標値と位置決め指令
速度とを示すデータである。

【０００６】次に、図１７の位置決めプログラムによる
位置決め制御装置２２の動作について説明する。この位
置決めプログラムでの運転パターンでは、通過点１（１
００．）から通過点２（２０００．）までの移動が最も
高速で、長時間の運転となる。この間でサーボアンプの
定格電流以上の電流値が一定時間以上流れる運転となる
場合には、過負荷として運転途中で停止することを避け
るために、 ａ．通過点１から通過点２までの移動の位置決め速度を
低く設定するなど運転パターンを変更するとか、 ｂ．運転パターンを変更できない場合は、サーボアン
プ、モータの容量を上げるとか、 ｃ．コンベアで移動する負荷を軽減する、などの方法に
より対処していた。

【０００７】図１８は、従来例である位置決め制御装置
を使用した２軸のＸＹテーブルを示す図である。図にお
いて、２０はＸ軸およびＹ軸のサーボモータ、２１はサ
ーボモータ２０を駆動するためのサーボアンプ、２２は
ＸＹテーブル２８の移動を制御する位置決め制御装置、
２３は位置決めプログラムおよび位置決め制御に必要な
パラメータを入力する入力装置である。

【０００８】図１９はＸ軸およびＹ軸の２軸の位置決め
プログラムおよび位置決めに必要なパラメータの一例を
示す図である。図において、２９はプログラム番号を示
すデータ、３０は通過点１の座標値と位置決め指令速度
を示すデータ、３１は通過点２の座標値と位置決め指令
速度を示すデータ、３２は終点の座標値と位置決め指令
速度を示すデータ、３３は各軸の上限速度を表すデー
タ、３４は各軸の上限の座標値を表すデータである。

【０００９】従来例において、位置決めプログラムをチ
ェックし、エラーがある場合にはエラー表示を行う入力
装置があった。例えば、上述の図１９の位置決めプログ
ラムにおいては、Ｘ−Ｙ平面上で始点から通過点１
（Ｘ：１００．，Ｙ：１００．）および通過点２（Ｘ：
３００．，Ｙ：１００．）を通過して終点（Ｘ：２００
０．，Ｙ：１５００．）に位置決めするものであるが、
データ３１（通過点１から通過点２への移動）における
位置決め指令速度がＶ＝１０００と、位置決めに必要な
パラメータとして入力されたデータ３３のＸ軸の上限速
度５００を越えており、またデータ３１（通過点２から
終点への移動）においてはＸ軸の終点の座標値が２００
０．と、位置決めに必要なパラメータとして入力された
データ３４のＸ軸の上限座標値（１８００．）を越えて
いるので、エラーとして入力装置でエラー表示を行う。

【００１０】図２０は、従来例である位置決め制御装置
を使用したテーブルを移動させる装置を示す図である。
図において、２０はサーボモータ、２１はサーボアン
プ、２２は位置決め制御装置、２３は入力装置、３５は
第１軸、３６は第２軸、３７はテーブルである。第１軸
３５と第２軸３６とは平行に置かれ、両方の軸を同時に
同じ方向に移動させることで、テーブル３７を任意の位
置に位置決めする。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の位置決め制御装
置は、位置決めプログラムを実際に運転して検証を行わ
ないと、運転途中で停止することなくすべての運転を行
えるかどうか確認できず、また過負荷により停止する場
合には、オペレータが手動で位置決めプログラムを修正
しなければならないという問題点があった。

【００１２】また、１サイクルの運転パターンを最適化
するためには、何度も試行してプログラムを修正、確認
しなければならないという問題があった。

【００１３】さらに、従来の位置決め制御装置は、位置
決めに必要なパラメータに基づき、位置決めプログラム
について最高速度および可動範囲のチェックは行えた
が、実際の運転で発生するサーボアンプ過負荷を予測す
ることができないので、実際の機械装置で運転を行っ
て、位置決めプログラムを修正しなければならないとい
う問題点があり、また、運転パターンの変更ができない
ため、位置決めプログラムを修正する代わりに、サーボ
アンプ、モータの容量を上げるとか、あるいは負荷を軽
減しなければならないといった場合には、機械の交換な
どの手間が発生するという問題点があった。

【００１４】また、図２０に示す構成の運転において、
位置決め制御装置の出力した指令が、第１軸と第２軸と
で同じ移動量であっても、第１軸用のサーボモータのド
ループ量と第２軸用のサーボモータのドループ量とが異
なる場合、両方の軸が平行に移動することができず、移
動速度を下げなければならないという問題点があった。

【００１５】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、第１の目的は、サーボアンプか
らの負荷率の情報を定期的にサンプリングすることで、
過負荷になる前に速度指令にオーバライドをかけ、オペ
レータが位置決めプログラムを修正することなしに、プ
ログラムの運転が可能な位置決め制御装置を得るもので
ある。

【００１６】また、第２の目的は、運転パターンの１サ
イクルの間、サーボアンプからの負荷率の情報を定期的
にサンプリングすることで、１サイクルを最短時間で運
転できる位置決めプログラムの自動作成が可能な位置決
め制御装置を得るものである。

【００１７】さらに、第３の目的は、位置決め制御装
置、サーボアンプ、実際の機械装置を含むモータ負荷を
シミュレーションすることで、実際の機械を運転するこ
となしに過負荷により停止しない位置決めプログラムを
作成可能な位置決め制御装置を得るものである。

【００１８】さらにまた、第４の目的は、位置決め制御
装置、サーボアンプ、実際の機械装置を含むモータ負荷
をシミュレーションすることで、実際の機械を運転する
ことなしに１サイクルを最短時間で運転できる位置決め
プログラムの自動作成が可能な位置決め制御装置を得る
ものである。

【００１９】また、第５の目的は、位置決め制御装置、
サーボアンプ、実際の機械装置を含むモータ負荷をシミ
ュレーションすることで、実際の機械を運転することな
しに実際の機械の軌跡を予測し、加工精度を前もってオ
ペレータに明示可能な位置決め制御装置を得るものであ
る。

【００２０】さらに、第６の目的は、各軸のモータのド
ループ量に差があっても、実際の機械位置が同期のとれ
たものになるように、位置決め制御装置からの指令を補
正することで、高精度な２軸の同期制御が可能な位置決
め制御装置を得るものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る位置決め
制御装置は、軸当たりの指令周期当たりの移動量を計算
する補間手段と、サーボモータを駆動するサーボアンプ
と接続するサーボアンプインタフェース手段と、サーボ
アンプインタフェース手段を通じてサーボアンプが算出
する負荷率を定期的にサンプリングするモニタ手段と、
モニタ手段がサンプリングした負荷率の解析を行い、過
負荷になる場合に補間手段に過負荷にならぬよう修正指
令を出すプログラム修正手段と、を備えたものである。

【００２２】また、軸当たりの指令周期当たりの移動量
を計算する補間手段と、サーボモータを駆動するサーボ
アンプと接続するサーボアンプインタフェース手段と、
サーボアンプインタフェース手段を通じてサーボアンプ
が算出する負荷率を定期的にサンプリングするモニタ手
段と、モニタ手段がサンプリングした運転パターン１サ
イクルのサーボアンプの負荷率を記憶する負荷率記憶手
段と、負荷率記憶手段に蓄積された負荷率の解析を行
い、最短時間で１サイクルの運転が完了するようにプロ
グラムを修正するプログラム修正手段と、を備えたもの
である。

【００２３】さらに、位置決めプログラムおよびパラメ
ータを入力する入力手段と、軸当たりの指令周期当たり
の移動量を計算する補間手段と、補間手段から出力され
た移動量と前記入力手段から入力されたパラメータから
シミュレーションを行い、負荷率を出力するサーボ系シ
ミュレーション手段と、サーボ系シミュレーション手段
が出力する負荷率を定期的にサンプリングするモニタ手
段と、モニタ手段がサンプリングした負荷率を解析し、
判定する解析手段と、位置決めプログラムについて解析
手段が過負荷と判定した部分を明示する表示手段と、を
備えたものである。

【００２４】さらにまた、位置決めプログラムおよびパ
ラメータを入力する入力手段と、軸当たりの指令周期当
たりの移動量を計算する補間手段と、補間手段から出力
された移動量と入力手段から入力されたパラメータから
シミュレーションを行い、負荷率を出力するサーボ系シ
ミュレーション手段と、このサーボ系シミュレーション
手段が出力する負荷率を定期的にサンプリングするモニ
タ手段と、モニタ手段がサンプリングした運転パターン
１サイクルのサーボアンプの負荷率を記憶する負荷率記
憶手段と、この負荷率記憶手段に蓄積された負荷率の解
析を行い、最短時間で１サイクルの運転が完了するよう
にプログラムを修正するプログラム修正手段と、プログ
ラム修正手段で修正したプログラムを表示する表示手段
と、を備えたものである。

【００２５】また、位置決めプログラムおよびパラメー
タを入力する入力手段と、軸当たりの指令周期当たりの
移動量を計算する補間手段と、補間手段から出力された
移動量と入力手段から入力されたパラメータからシミュ
レーションを行い、機械位置を出力するサーボ系シミュ
レーション手段と、サーボ系シミュレーション手段が出
力する機械位置を定期的にサンプリングするモニタ手段
と、モニタ手段がサンプリングした機械位置を記憶する
機械位置記憶手段と、機械位置記憶手段に記憶された機
械位置と位置決めプログラムとを比較解析すると共に、
その誤差を出力する解析手段と、解析手段が解析した軌
跡および誤差を明示する表示手段と、を備えたものであ
る。

【００２６】さらに、軸当たりの指令周期当たりの移動
量を計算する補間手段と、サーボモータを駆動するサー
ボアンプと接続するサーボアンプインタフェース手段
と、サーボアンプインタフェース手段を通じてサーボア
ンプが算出するサーボドループ値を定期的にサンプリン
グするモニタ手段と、モニタ手段がサンプリングした複
数軸のサーボドループ値の解析を行い、この複数軸が位
置同期するように指令値を補正し、補間手段に出力する
指令値補正手段と、を備えたものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の一実施の形態である位
置決め制御装置のシステム構成を示す図である。図にお
いて、１，２，４，５および２１は上述の従来装置と同
様のものであり、その説明を省略する。３ａはサーボア
ンプ２１に出力される指令周期当たりの移動量を計算す
る補間手段、６ａはサーボアンプ２１の負荷率、７ａは
サーボアンプ２１からの負荷情報の定期的なサンプリン
グを行うモニタ手段、８ａはサンプリングした負荷率の
解析を行い、過負荷になる場合に過負荷にならぬよう修
正指令を出すプログラム修正手段、２２ａはこの発明の
一実施の形態である位置決め制御装置である。

【００２８】位置決めプログラム１はプログラム解読手
段２によって、メモリ（図示せず）から読み出され、補
間手段３ａに送られる。補間手段３ａでは、軸当たりの
指令周期当たりの移動量が計算され、指令データ５とし
てサーボアンプインタフェース手段４を通じてサーボア
ンプ２１に出力される。サーボアンプ２１、サーボモー
タ（図示せず）が指令データ５に従って運転されている
間、一定のサンプリング周期でサーボアンプの負荷率６
ａが、モニタ手段７ａにサンプリングされる。ここで、
サーボアンプの負荷率６ａは、サーボアンプ２１側で母
線電流の定格電流に対する比率から求められるものであ
る。

【００２９】プログラム修正手段８ａは、定格以上の負
荷率が一定時間以上連続する場合に、過負荷になる恐れ
があるものとして、補間手段３ａに信号を送り、補間手
段３ａはプログラム修正手段８ａの修正指令に従ってサ
ーボアンプ２１に出力する指令データ５を小さくする。

【００３０】図２はこの発明の一実施の形態である位置
決め制御装置で行われる指令データ修正処理のフローチ
ャートである。ステップＳ１では、モニタ手段７ａで定
期的にサンプリングされた、負荷率６ａを定格値と比較
する。負荷率６ａが定格値より小さい場合は正常として
処理をぬける。

【００３１】負荷率６が定格値を越えている場合は、ス
テップＳ２で、定格値を越えている時間を積算する。続
いて、ステップＳ３で、積算された時間があらかじめ設
定された一定時間（以後、設定時間と記す）を越えてい
るか判別する。設定時間を越えていない場合は処理をぬ
ける。積算された時間が設定時間を越えている場合は、
ステップＳ４で、補間手段３ａに指令データ５の指令速
度を低くするように指令する。補間手段３ａでは、位置
決めプログラム１に記述された指令速度に、あらかじめ
設定された一定比率（＜１）を乗算することで、指令速
度の修正を行なう。

【００３２】サーボアンプインターフェース部を通じ
て、サーボアンプから定期的にサンプリングしたサーボ
アンプの負荷率が過負荷レベルに近づくと、サーボアン
プに出力している速度指令を小さくして、定格値を超え
ないように調整するので、運転途中でサーボアンプの過
負荷により停止することなく、運転できる。例えば、図
１６に示した一軸のコンベア搬送装置、図１８に示した
２軸のＸＹテーブルなどで適用可能である。

【００３３】実施の形態２．図３はこの発明の一実施の
形態に係る位置決め制御装置のシステム構成を示す図で
ある。図において、１〜５，２１は上述の従来装置と同
様のものであり、その説明を省略する。６ａはサーボア
ンプ２１の負荷率、７ａはモニタ手段、８ｂはプログラ
ム修正手段、９はサンプリングした負荷率６ａを記憶す
る負荷率記憶手段、４１は修正された位置決めプログラ
ム、２２ｂはこの発明の一実施の形態に係る位置決め制
御装置である。

【００３４】実施の形態１同様、サーボアンプ２１、サ
ーボモータ（図示せず）が補間手段３の出力する指令デ
ータ５に従って運転されている間、一定のサンプリング
周期でサーボアンプの負荷率６ａがサンプリングされ、
負荷率記憶手段９に蓄積される。プログラム修正手段８
ｂでは、定格以下の負荷率で運転された経路に対して
は、各軸の上限速度を超えない範囲で、予め設定された
割合で指令速度を上限速度に近づけるように位置決めプ
ログラム１を修正して、修正後の位置決めプログラム４
１を作成する。

【００３５】図４はこの発明の一実施の形態に係る位置
決め制御装置で行われる位置決めプログラム修正処理の
フローチャートである。ステップＳ１１で変数ｉに経路
の数が代入される。次にステップＳ１２では、モニタ手
段７で定期的にサンプリングされ負荷率記憶手段９に蓄
積された負荷率６ａのうち、経路ｉのデータを順次読み
出し、定格値と比較する。負荷率６ａが定格値より小さ
い場合は、ステップＳ１３で位置決めプログラム１に記
述された指令速度に、あらかじめ設定された一定比率
（＞１）を乗算することで、指令速度を修正した修正後
位置決めプログラム１０を作成する。

【００３６】負荷率６ａが定格値を越えている場合は、
ステップＳ１４で定格値を越えている時間を積算する。
ステップＳ１５で、積算値が予め設定された一定値（以
後、設定時間と記す）を越えているか判別する。積算値
が設定時間を越えていない場合は、ステップＳ１３で位
置決めプログラム１に記述された指令速度に、あらかじ
め設定された一定比率（＞１）を乗算することで、指令
速度を修正した修正後位置決めプログラム４１を作成す
る。

【００３７】積算値が設定時間を越えている場合は、ス
テップＳ１６で位置決めプログラム１に記述された指令
速度に、あらかじめ設定された一定比率（＜１）を乗算
することで、指令速度を修正した修正後位置決めプログ
ラム４１を作成する。

【００３８】ステップＳ１７、ステップＳ１８により、
経路の数だけ上述のステップＳ１２〜ステップＳ１６を
繰り返し実行する。

【００３９】図５は、始点から通過点１および通過点２
を経由して終点に位置決めする場合の時間と速度との関
係を示した図である。この図では、経路の数は３となる
（始点から通過点１までの経路１、通過点１から通過点
２までの経路２、通過点２から終点までの経路３）。

【００４０】図において、実線は位置決めプログラムに
よる速度波形、点線は修正後の位置決めプログラムによ
る速度波形である。図５は、始点から通過点１までの経
路１および通過点２から終点までの経路３では指令速度
を上方修正し、通過点１から通過点２までの経路２では
指令速度を下方修正した例である。

【００４１】実施の形態２では、位置決めプログラムの
運転パターンの１サイクルの間のサーボアンプの負荷率
の情報を記憶し、過負荷となる経路の指令速度を小さく
し、逆に負荷率の低い経路の指令速度は定格の負荷を超
えない範囲で大きくすることにより、サイクルタイムを
最短になるよう変更することができる。例えば、図１６
に示した一軸のコンベア搬送装置、図１８に示した２軸
のＸＹテーブルなどで適用可能である。

【００４２】実施の形態３．図６は、この発明の一実施
の形態に係る位置決め制御装置のシステム構成を示す図
である。図において、１〜３は上述の従来装置と同様の
ものであり、その説明を省略する。６ｂはサーボ系シミ
ュレーション手段１１ａによりシミュレーションされた
負荷率、７ａはサーボアンプの負荷率（ここでは、サー
ボ系シミュレーション手段１１ａによりシミュレーショ
ンされた負荷率）の定期的なサンプリングを行うモニタ
手段、１０は位置決めプログラムおよび位置決め制御に
必要なパラメータを入力する入力手段、１２は位置決め
制御に必要なパラメータとしてのサーボパラメータおよ
び機械仕様パラメータ、１３ａはモニタ手段７ａでサン
プリングされた負荷率を解析する解析手段、１４は表示
手段、２２ｃはこの発明の一実施の形態に係る位置決め
制御装置である。

【００４３】位置決めプログラム１はプログラム解読手
段２によって、メモリ（図示せず）から読み出され、補
間手段３に送られる。補間手段３では、軸当たりの指令
周期当たりの移動量が計算され、サーボ系シミュレーシ
ョン手段１１ａに送られる。サーボ系シミュレーション
手段１１ａでは、補間手段３から出力された移動量と機
械仕様パラメータおよびサーボパラメータ１２とからソ
フトウェアでシミュレーションを行い、負荷率６ｂを出
力する。解析手段１３ａでは、このシミュレーションさ
れた負荷率６ｂから、定格以上の負荷が一定時間以上続
かないか調査し、定格以上の負荷が一定時間以上続く場
合は、過負荷の恐れがあるものとして、表示手段１４に
出力する。

【００４４】図７はこの発明の一実施の形態に係る位置
決め制御装置のサーボ系シミュレーション手段１１ａの
入出力データの関係を示した図である。サーボ系シミュ
レーション手段１１ａは、モータ回転数Ｎｏ、加速時間
ｔｓａ、減速時間ｔｓｄ、定速時間ｔｃ、１サイクル時
間ｔｆなどの指令波形と、モータ軸換算負荷イナーシャ
ＪＬ、モータ軸換算負荷トルクＴＬ、モータイナーシャ
ＪＭ、定格トルクＴｔｙｐなどのパラメータとから、下
式により負荷率６ｂを算出する。

【００４５】加速トルクＴｍａ＝（（（ＪＬ＋ＪＭ）＊
Ｎｏ）／（Ｋ１＊ｔｓａ））＋ＴＬ 減速トルクＴｍｄ＝（（（ＪＬ＋ＪＭ）＊Ｎｏ）／（Ｋ
１＊ｔｓｄ））＋ＴＬ Ａ＝（（Ｔｍａ２＊ｔｓａ＋ＴＬ２＊ｔｃ＋Ｔｍｄ２＊
ｔｓ）／ｔｆ）１／２ 負荷率Ｒｍｓ＝（ Ａ／ Ｔｔｙｐ）＊１００ ここで、Ｋ１は定数である。

【００４６】図８はこの発明の一実施の形態に係る位置
決め制御装置の解析手段１３ａで行われる負荷判定処理
のフローチャートである。ステップＳ２１で、サーボ系
シミュレーション手段１１ａで計算された負荷率６ｂを
定格値と比較する。負荷率６ｂが定格値より小さい場合
は，正常として処理をぬける。負荷率６ｂが定格値を越
えている場合は、ステップＳ２２で負荷率６ｂが定格値
を越えている時間を積算する。ステップＳ２３で、積算
された時間があらかじめ設定された一定時間（以後、設
定時間と記す）を越えているか判別する。積算された時
間が、設定時間より小さい場合は処理をぬける。積算さ
れた時間が、設定時間を越えている場合は、ステップＳ
２４で、位置決めプログラムの過負荷の恐れがある部分
を表示手段１４に出力し、オペレータに明示する。

【００４７】実施の形態３では、位置決めの制御指令と
それに対するサーボ系負荷状況を計算機上でシミュレー
ションするようにしたので、実際のサーボアンプ、モー
タ、制御対象となる機械なしに、実際の運転時における
サーボアンプの負荷状態が予測でき、運転パターンの検
討が容易となる。また、機械組立後にサーボアンプ、モ
ータの容量を上げるとか、あるいは負荷を軽減するとい
った機械の交換を伴う設計変更をしなくともよくなっ
た。例えば、図１６に示した一軸のコンベア搬送装置、
図１８に示した２軸のＸＹテーブルなどで適用可能であ
る。

【００４８】実施の形態４．図９は、この発明の一実施
の形態に係る位置決め制御装置のシステム構成を示す図
である。図において、１〜３，６ｂ，７ａ，１０，１１
ａ，１２，１４は上述の実施の形態３と同様のものであ
り、その説明を省略する。８ｃはプログラム修正手段、
９は負荷率記憶手段、２２ｄはこの発明の一実施の形態
に係る位置決め制御装置である。

【００４９】実施の形態３同様、サーボ系シミュレーシ
ョン手段１１ａでは、補間手段３から出力された移動量
と機械仕様パラメータおよびサーボパラメータ１２とか
らソフトウェアでシミュレーションを行い、負荷率６ｂ
を出力する。出力された負荷率６ｂは運転パターンの１
サイクルの間、負荷率記憶手段９に記憶される。プログ
ラム修正手段８ｃでは、記憶された負荷率から、定格以
上の負荷が一定時間以上続かないか調査し、もし続く場
合は、その経路の指令速度を小さくする。反対に、定格
以下の負荷率で運転されている経路に対しては、各軸の
上限速度を超えない範囲で、予め設定された割合で指令
速度を上限速度に近づけることで位置決めプログラムを
修正して、表示手段１４で表示する。

【００５０】図１０はこの発明の一実施の形態に係る位
置決め制御装置のプログラム修正手段８ｃで行われる位
置決めプログラム修正処理のフローチャートである。ス
テップＳ３１で変数ｉに経路の数が代入される。次にス
テップＳ３２では、モニタ手段７ａで定期的にサンプリ
ングされ負荷率記憶手段９に記憶された負荷率６ｂのう
ち、経路ｉのデータを順次読み出し、定格値と比較す
る。負荷率６ｂが定格値より小さい場合は、ステップＳ
３３で位置決めプログラム１に記述された指令速度に、
あらかじめ設定された一定比率（＞１）を乗算すること
で、指令速度を修正した位置決めプログラム１を修正す
る。

【００５１】負荷率６ｂが定格値を越えている場合は、
ステップＳ３４で、負荷率６ｂが定格値を越えているそ
の時間を積算する。ステップＳ３５では、計算された積
算値が、予め設定された一定値（以後、設定時間と記
す）を越えているか、判別する。積算値が設定時間を越
えていない場合は、ステップＳ３３で位置決めプログラ
ム１に記述された指令速度に、あらかじめ設定された一
定比率（＞１）を乗算することで、指令速度を修正した
位置決めプログラム１を修正する。

【００５２】積算値が設定時間を越えている場合は、ス
テップＳ３６で位置決めプログラム１に記述された指令
速度に、あらかじめ設定された一定比率（＜１）を乗算
することで、指令速度を修正した位置決めプログラム１
を修正する。

【００５３】ステップＳ３７、ステップＳ３８により、
経路の数だけ上述のステップＳ３２〜ステップＳ３６を
繰り返し実行する。経路の数だけ繰り返し実行する。ス
テップＳ３９により、位置決めプログラム１の修正結果
を表示手段１４に明示する。

【００５４】位置決めの制御指令とそれに対するサーボ
系負荷状況を計算機上でシミュレーションするようにし
たので、実際のサーボアンプ、モータ、制御対象となる
機械なしに、実際の運転時におけるアンプの負荷状態を
予測し、負荷率の低い経路の指令速度を定格の負荷を越
えない範囲で大きくし、サイクルタイムを最短になるよ
う位置決めプログラムを自動修正するので、オペレータ
がプログラム修正をする手間を省くことができる。例え
ば、図１６に示した一軸のコンベア搬送装置、図１８に
示した２軸のＸＹテーブルなどで適用可能である。

【００５５】実施の形態５．図１１は、この発明の一実
施の形態に係る位置決め制御装置のシステム構成を示す
図である。図において、１〜３，１０，１２，１４は上
述の実施の形態３と同様のものであり、その説明を省略
する。７ｂはモニタ手段、１１ｂはサーボ系シミュレー
ション手段、１３ｂは解析手段、１５はシミュレーショ
ンされた機械位置を記憶する機械位置記憶手段、１６は
サーボ系シミュレーション手段１１ｂでシミュレーショ
ンされた機械位置、２２ｅはこの発明の一実施の形態に
係る位置決め制御装置である。

【００５６】位置決めプログラム１はプログラム解読手
段２によって、メモリ（図示せず）から読み出され、補
間手段３に送られる。補間手段３では、軸当たりの指令
周期当たりの移動量が計算され、サーボ系シミュレーシ
ョン手段１１ｂに送られる。

【００５７】サーボ系シミュレーション手段１１ｂで
は、補間手段３から出力された移動量と機械仕様パラメ
ータおよびサーボパラメータ１２とからソフトウェアで
シミュレーションを行い、機械位置１６を下式にて算出
し、出力する。機械位置＝指令データ＋ Ｎｏ＊Ｋｐ＊
Ｋ２ここで、Ｋｐは位置ループゲイン、Ｋ２は定数であ
る。この出力された機械位置１６は、モニタ手段７ｂで
定期的なサンプリングを行い、運転パターンの１サイク
ルの間、機械位置記憶手段１５に記憶される。解析手段
１３ｂでは、位置決めプログラム１と機械位置記憶手段
１５に記憶された機械位置１６とを比較し、その軌跡お
よびその誤差を表示手段１４に出力する。

【００５８】図１２は、この発明の一実施の形態に係る
位置決め制御装置の解析手段１３ｂで行われる処理のフ
ローチャートである。ステップＳ４１で、機械位置記憶
手段１５に記憶された、サンプリング数を変数ｊに代入
する。ステップＳ４２で、位置決めプログラム１でプロ
グラミングされた経路と、サンプリングされた機械位置
の誤差を計算する。ステップＳ４３、ステップＳ４４
で、サンプリング数ｊ回ループする。ステップＳ４５で
誤差データを表示手段１４に出力する。

【００５９】実施の形態５は、また、この発明によれ
ば、位置決めプログラム、位置決め制御に必要なパラメ
ータを修正することなく、複数軸の同期運転において、
各軸の実際の機械位置の同期をとる、指令値をリアルタ
イムで作成するので、オペレータのプログラム修正、試
験運転の手間がいらず、同期のずれから生ずる機械系の
トラブルを避けることができる。

【００６０】実施の形態６．図１３は、この発明の一実
施の形態に係る位置決め制御装置のシステム構成を示す
図である。図において、１，２，４，５および２１は上
述の従来装置と同様のものであり、その説明を省略す
る。７ｃはモニタ手段、１７はサーボドループ量、１８
はサンプリングしたドループ量から指令値を補正する指
令値補正手段、２２ｆはこの発明の一実施の形態に係る
位置決め制御装置である。

【００６１】位置決めプログラム１はプログラム解読手
段２によって、メモリ（図示せず）から読み出され、補
間手段３ｂに送られる。補間手段３ｂでは、軸当たりの
指令周期当たりの移動量が計算され、サーボアンプイン
タフェース手段４を通じてサーボアンプ２１に出力され
る。サーボアンプ２１、サーボモータ（図示せず）がこ
の指令に従って運転されている間、一定のサンプリング
周期でサーボモータのドループ量１７がモニタ手段７で
サンプリングされ、指令値補正手段１８に送られる。指
令値補正手段１８では、各軸の指令補正量を計算し、補
間手段３ｂに出力する。

【００６２】図１４は、この発明の一実施の形態に係る
位置決め制御装置の指令値補正手段１８で行われる処理
のフローチャートである。ステップＳ５１では、サーボ
アンプインタフェース手段４を通じてサンプリングされ
た全軸のドループのうち最大のものを検出する。ステッ
プＳ５２では変数ｋに軸数を代入する。ステップＳ５３
では、 各軸指令補正量 ＝ 各軸ドループ量 − 全軸のうち
のドループ最大量 によって各軸の指令補正量を計算する。

【００６３】ステップＳ５４、ステップＳ５５により軸
数回ループすることにより、複数軸の軸数分の指令補正
量を計算する。ステップＳ５６で各軸指令補正量を補間
手段３ｂに出力する。補間手段３ｂでは、各軸の指令デ
ータ５に対して各軸指令補正量を加算することにより、
指令データを補正する。

【００６４】上述では、全軸のうちのドループ最大量を
使用して各軸指令補正量を算出する例を示したが、全軸
のうちのドループ最小量を使用して各軸指令補正量を算
出しても同様の効果が得られる。

【００６５】実施の形態６は、複数軸の同期運転におい
て、複数軸のドループ量を検出し、各軸の実際の機械の
位置の同期を行なうように軸の指令値を補正するので、
オペレータが位置決めプログラムを変更することなし
に、高精度の同期運転を行うことができる。例えば、図
１６に示した一軸のコンベア搬送装置、図１８に示した
２軸のＸＹテーブル、図２０に示したテーブルを移動さ
せる装置で適用可能である。

【００６６】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００６７】この発明に係る位置決め制御装置は、軸当
たりの指令周期当たりの移動量を計算する補間手段と、
サーボモータを駆動するサーボアンプと接続するサーボ
アンプインタフェース手段と、サーボアンプインタフェ
ース手段を通じてサーボアンプが算出する負荷率を定期
的にサンプリングするモニタ手段と、モニタ手段がサン
プリングした負荷率の解析を行い、過負荷になる場合に
補間手段に過負荷にならぬよう修正指令を出すプログラ
ム修正手段と、を備えたので、運転途中でサーボアンプ
の過負荷により停止することなく、運転を継続すること
ができる。

【００６８】また、軸当たりの指令周期当たりの移動量
を計算する補間手段と、サーボモータを駆動するサーボ
アンプと接続するサーボアンプインタフェース手段と、
サーボアンプインタフェース手段を通じてサーボアンプ
が算出する負荷率を定期的にサンプリングするモニタ手
段と、モニタ手段がサンプリングした運転パターン１サ
イクルのサーボアンプの負荷率を記憶する負荷率記憶手
段と、負荷率記憶手段に蓄積された負荷率の解析を行
い、最短時間で１サイクルの運転が完了するようにプロ
グラムを修正するプログラム修正手段と、を備えたの
で、運転パターンの１サイクルの間の負荷率をサンプリ
ングし、最短時間で１サイクルの運転が完了するよう
に、位置決めプログラムを自動修正することができる。

【００６９】さらに、位置決めプログラムおよびパラメ
ータを入力する入力手段と、軸当たりの指令周期当たり
の移動量を計算する補間手段と、補間手段から出力され
た移動量と前記入力手段から入力されたパラメータから
シミュレーションを行い、負荷率を出力するサーボ系シ
ミュレーション手段と、サーボ系シミュレーション手段
が出力する負荷率を定期的にサンプリングするモニタ手
段と、モニタ手段がサンプリングした負荷率を解析し、
判定する解析手段と、位置決めプログラムについて解析
手段が過負荷と判定した部分を明示する表示手段と、を
備えたので、計算機上のシミュレーションにより実際の
運転時におけるサーボアンプの負荷状態を予測すること
ができる。

【００７０】さらにまた、位置決めプログラムおよびパ
ラメータを入力する入力手段と、軸当たりの指令周期当
たりの移動量を計算する補間手段と、補間手段から出力
された移動量と入力手段から入力されたパラメータから
シミュレーションを行い、負荷率を出力するサーボ系シ
ミュレーション手段と、このサーボ系シミュレーション
手段が出力する負荷率を定期的にサンプリングするモニ
タ手段と、モニタ手段がサンプリングした運転パターン
１サイクルのサーボアンプの負荷率を記憶する負荷率記
憶手段と、この負荷率記憶手段に蓄積された負荷率の解
析を行い、最短時間で１サイクルの運転が完了するよう
にプログラムを修正するプログラム修正手段と、プログ
ラム修正手段で修正したプログラムを表示する表示手段
と、を備えたので、計算機上のシミュレーションにより
実際の運転時におけるアンプの負荷状態を予測すること
ができ、最短時間で１サイクルの運転が完了するよう
に、位置決めプログラムを自動修正することができる。

【００７１】また、位置決めプログラムおよびパラメー
タを入力する入力手段と、軸当たりの指令周期当たりの
移動量を計算する補間手段と、補間手段から出力された
移動量と入力手段から入力されたパラメータからシミュ
レーションを行い、機械位置を出力するサーボ系シミュ
レーション手段と、サーボ系シミュレーション手段が出
力する機械位置を定期的にサンプリングするモニタ手段
と、モニタ手段がサンプリングした機械位置を記憶する
機械位置記憶手段と、機械位置記憶手段に記憶された機
械位置と位置決めプログラムとを比較解析すると共に、
その誤差を出力する解析手段と、解析手段が解析した軌
跡および誤差を明示する表示手段と、を備えたので、実
際のサーボアンプ、モータ、制御対象となる機械なし
に、実際の運転時における機械位置の軌跡が予測でき
る。

【００７２】さらに、軸当たりの指令周期当たりの移動
量を計算する補間手段と、サーボモータを駆動するサー
ボアンプと接続するサーボアンプインタフェース手段
と、サーボアンプインタフェース手段を通じてサーボア
ンプが算出するサーボドループ値を定期的にサンプリン
グするモニタ手段と、モニタ手段がサンプリングした複
数軸のサーボドループ値の解析を行い、この複数軸が位
置同期するように指令値を補正し、補間手段に出力する
指令値補正手段と、を備えたので、複数軸の同期運転に
おいて、オペレータが位置決めプログラム他を変更する
ことなしに、高精度の同期運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施の形態である位置決め制御
装置のシステム構成を示す図である。

【図２】 この発明の一実施の形態である位置決め制御
装置で行われる指令データ修正処理のフローチャートで
ある。

【図３】 この発明の一実施の形態に係る位置決め制御
装置のシステム構成を示す図である。

【図４】 この発明の一実施の形態に係る位置決め制御
装置で行われる位置決めプログラム修正処理のフローチ
ャートである。

【図５】 始点から通過点１および通過点２を経由して
終点に位置決めする場合の時間と速度との関係を示した
図である。

【図６】 この発明の一実施の形態に係る位置決め制御
装置のシステム構成を示す図である。

【図７】 この発明の一実施の形態に係る位置決め制御
装置のサーボ系シミュレーション手段１１ａの入出力デ
ータの関係を示した図である。

【図８】 この発明の一実施の形態に係る位置決め制御
装置の解析手段１３ａで行われる負荷判定処理のフロー
チャートである。

【図９】 この発明の一実施の形態に係る位置決め制御
装置のシステム構成を示す図である。

【図１０】 この発明の一実施の形態に係る位置決め制
御装置のプログラム修正手段８ｃで行われる位置決めプ
ログラム修正処理のフローチャートである。

【図１１】 この発明の一実施の形態に係る位置決め制
御装置のシステム構成を示す図である。

【図１２】 この発明の一実施の形態に係る位置決め制
御装置の解析手段１３ｂで行われる処理のフローチャー
トである。

【図１３】 この発明の一実施の形態に係る位置決め制
御装置のシステム構成を示す図である。

【図１４】 この発明の一実施の形態に係る位置決め制
御装置の指令値補正手段１８で行われる処理のフローチ
ャートである。

【図１５】 従来例である位置決め制御装置のシステム
構成を示す図である。

【図１６】 従来例である位置決め制御装置２２を使用
した一軸のコンベア搬送装置を示す図である。

【図１７】 位置決めプログラムの一例を示す図であ
る。

【図１８】 従来例である位置決め制御装置を使用した
２軸のＸＹテーブルを示す図である。

【図１９】 Ｘ軸およびＹ軸の２軸の位置決めプログラ
ムおよび位置決めに必要なパラメータの一例を示す図で
ある。

【図２０】 従来例である位置決め制御装置を使用した
テーブルを移動させる装置を示す図である。

【符号の説明】

１ 位置決めプログラム、 ２ プログラム解読手段、
３，３ａ，３ｂ 補間手段、 ４ サーボアンプイン
ターフェース手段、 ５ 指令データ、 ６，６ａ 負
荷率、 ７ａ，７ｂ，７ｃ モニタ手段、 ８ａ，８
ｂ，８ｃ プログラム修正手段、 ９ 負荷率記憶手
段、 １０ 正後位置決めプログラム， １１ サーボ
系シミュレーション手段、 １２ サーボパラメータお
よび機械仕様パラメータ、 １３ａ，１３ｂ 解析手
段、 １４ 表示手段、 １５ 機械位置記憶手段、
１６ 機械位置、 １７ サーボドループ、 １８ 指
令値補正手段、 １９ コンベア、 ２０ サーボモー
タ、 ２１ サーボアンプ、 ２２，２２ａ，２２ｂ，
２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ 位置決め制御装置、
２３ 入力手段、 ２８ ＸＹテーブル、 ３５ 第１
軸、 ３６ 第２軸、３７ テーブル、 ４１ 修正後
位置決めプログラム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 保晴 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸当たりの指令周期当たりの移動量を計
   算する補間手段と、サーボモータを駆動するサーボアン
   プと接続するサーボアンプインタフェース手段と、この
   サーボアンプインタフェース手段を通じて前記サーボア
   ンプが算出する負荷率を定期的にサンプリングするモニ
   タ手段と、このモニタ手段がサンプリングした負荷率の
   解析を行い、過負荷になる場合に前記補間手段に過負荷
   にならぬよう修正指令を出すプログラム修正手段と、を
   備えた位置決め制御装置。
2. 【請求項２】 軸当たりの指令周期当たりの移動量を計
   算する補間手段と、サーボモータを駆動するサーボアン
   プと接続するサーボアンプインタフェース手段と、この
   サーボアンプインタフェース手段を通じて前記サーボア
   ンプが算出する負荷率を定期的にサンプリングするモニ
   タ手段と、このモニタ手段がサンプリングした運転パタ
   ーン１サイクルのサーボアンプの負荷率を記憶する負荷
   率記憶手段と、この負荷率記憶手段に蓄積された負荷率
   の解析を行い、最短時間で１サイクルの運転が完了する
   ようにプログラムを修正するプログラム修正手段と、を
   備えた位置決め制御装置。
3. 【請求項３】 位置決めプログラムおよびパラメータを
   入力する入力手段と、軸当たりの指令周期当たりの移動
   量を計算する補間手段と、この補間手段から出力された
   移動量と前記入力手段から入力されたパラメータからシ
   ミュレーションを行い、負荷率を出力するサーボ系シミ
   ュレーション手段と、このサーボ系シミュレーション手
   段が出力する負荷率を定期的にサンプリングするモニタ
   手段と、このモニタ手段がサンプリングした負荷率を解
   析し、判定する解析手段と、前記位置決めプログラムに
   ついて、この解析手段が過負荷と判定した部分を明示す
   る表示手段と、を備えた位置決め制御装置。
4. 【請求項４】 位置決めプログラムおよびパラメータを
   入力する入力手段と、軸当たりの指令周期当たりの移動
   量を計算する補間手段と、この補間手段から出力された
   移動量と前記入力手段から入力されたパラメータからシ
   ミュレーションを行い、負荷率を出力するサーボ系シミ
   ュレーション手段と、このサーボ系シミュレーション手
   段が出力する負荷率を定期的にサンプリングするモニタ
   手段と、このモニタ手段がサンプリングした運転パター
   ン１サイクルのサーボアンプの負荷率を記憶する負荷率
   記憶手段と、この負荷率記憶手段に蓄積された負荷率の
   解析を行い、最短時間で１サイクルの運転が完了するよ
   うにプログラムを修正するプログラム修正手段と、この
   プログラム修正手段で修正したプログラムを表示する表
   示手段と、を備えた位置決め制御装置。
5. 【請求項５】 位置決めプログラムおよびパラメータを
   入力する入力手段と、軸当たりの指令周期当たりの移動
   量を計算する補間手段と、この補間手段から出力された
   移動量と前記入力手段から入力されたパラメータからシ
   ミュレーションを行い、機械位置を出力するサーボ系シ
   ミュレーション手段と、このサーボ系シミュレーション
   手段が出力する機械位置を定期的にサンプリングするモ
   ニタ手段と、このモニタ手段がサンプリングした機械位
   置を記憶する機械位置記憶手段と、この機械位置記憶手
   段に記憶された機械位置と前記位置決めプログラムとを
   比較解析すると共に、その誤差を出力する解析手段と、
   この解析手段が解析した軌跡および誤差を明示する表示
   手段と、を備えた位置決め制御装置。
6. 【請求項６】 軸当たりの指令周期当たりの移動量を計
   算する補間手段と、サーボモータを駆動するサーボアン
   プと接続するサーボアンプインタフェース手段と、この
   サーボアンプインタフェース手段を通じて前記サーボア
   ンプが算出するサーボドループ値を定期的にサンプリン
   グするモニタ手段と、このモニタ手段がサンプリングし
   た複数軸のサーボドループ値の解析を行い、この複数軸
   が位置同期するように指令値を補正し、前記補間手段に
   出力する指令値補正手段と、を備えた位置決め制御装
   置。