CN104272201A - 时间图制作装置、控制器、机械元件控制系统、时间图制作方法、程序以及信息存储介质 - Google Patents

时间图制作装置、控制器、机械元件控制系统、时间图制作方法、程序以及信息存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供时间图制作装置，为了容易制作用于使机械元件的移动速度能增大或减小的驱机械元件进行预期的动作的时间图，时间图制作装置包括：移动量接收单元，其接收机械元件的移动量的输入；时间图计算单元，其基于所述移动量，计算出包括所述机械元件的移动速度增大或减小的速度转变的时间图；控制数据输出单元，其基于所述时间图，输出用于控制所述机械元件的控制数据；以及加减速时间接收单元及加减速度接收单元中的至少一者，加减速时间接收单元接收所述机械元件的加速时间或减速时间中的至少一者的输入，加减速度接收单元接收所述机械元件的加速度或减速度中的至少一者的输入，所述时间图计算单元基于所述移动量、和所述加速时间、所述减速时间、所述加速度以及所述减速度中的至少任一个计算出所述时间图。

Description

时间图制作装置、控制器、机械元件控制系统、时间图制作方法、程序以及信息存储介质
技术领域
本发明涉及时间图制作装置、控制器、机械元件控制系统、时间图制作方法、程序以及信息存储介质，尤其是涉及在机械控制系统的运行中使用的时间图的制作。
背景技术
在下述专利文献1中公开了如下系统，如果使用个人计算机制作表示气缸等致动器的运行模式的时间图，则该致动器根据所制作的时间图自动运行。根据该系统，不需要理解费解的梯形图及梯形图语言，只要在个人计算机的显示器上制作时间图，就能够使致动器进行预期的动作，并且提高便利性。
另外，在下述专利文献2中记述了基于时间图和设备控制信息来向指定的位置进行移动的作为n状态控制对象设备的臂的动作，其中，所述设备控制信息存储在设备控制信息存储部中，并且所述设备控制信息包括具有最高移动速度、加速时间、以及减速时间等的基本参数及具有移动速度等的运行参数，并且在下述专利文献2中记载了控制程序自动制作装置的发明，所述控制程序自动制作装置具备根据所述时间图自动制作由可编程序控制器能够直接执行的梯形图程序的功能。
另外，在下述专利文献3中记载了如下技术内容，在生成用于使定位控制对象从当前位置到达目标位置的目标轨迹时，利用根据作为目标的移动距离来改变加速时间、匀速时间、以及减速时间而生成的梯形速度指令。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-228403号公报
专利文献2：日本特开平7-191717号公报
专利文献3：日本特开2003-84838号公报
发明内容
本发明要解决的问题
本发明的目的是提供用户能够容易地制作用于使能够增大或减小机械元件的移动速度的致动器进行预期的动作的时间图的时间图制作装置、时间图制作方法、程序以及信息存储介质。
用于解决问题的方法
为了解决上述问题，本发明涉及的时间图制作装置包括：移动量接收单元，其接收机械元件的移动量的输入；时间图计算单元，其基于所述移动量，计算出包括所述机械元件的移动速度逐渐增大或逐渐减小的速度转变的时间图；以及控制数据输出单元，其基于所述时间图，输出用于控制所述机械元件的控制数据，所述时间图制作装置还包括加减速时间接收单元及加减速度接收单元中的至少一者，所述加减速时间接收单元接收所述机械元件的加速时间或减速时间中的至少一者的输入，所述加减速度接收单元接收所述机械元件的加速度或减速度中的至少一者的输入，所述时间图计算单元基于所述移动量、和所述加速时间、所述减速时间、所述加速度以及所述减速度中的至少任一个计算出所述时间图。
另外，所述时间图计算单元可以在计算所述第二时间图时，计算出将所述加速时间或所述减速时间中的至少一者作为所述机械元件的动作而进行反映的时间图。
另外，所述时间图计算单元可以在计算所述第二时间图时，计算出将所述加速度或所述减速度中的至少一者作为所述机械元件的动作而进行反映的时间图。
另外，所述时间图计算单元可以在计算所述第二时间图时，能够对将所述加速时间或所述减速时间的至少一者作为所述机械元件的动作而进行反映的时间图、和将所述加速度或所述减速度中的至少一者作为所述机械元件的动作而进行反映的时间图进行选择。
并且，在本发明的一个方案中，所述时间图制作装置还包括：输入变化时刻接收单元，其接收来自输入单元的输入产生变化的时刻；以及关联接收单元，其接收来自所述输入单元的输入产生变化的时刻与所述时间图所示的所述机械元件开始移动的时刻的关联输入，所述控制数据输出单元在接收所述关联输入的情况下，以来自所述输入单元的输入产生变化为条件，输出用于使所述机械元件开始移动的控制数据。
另外，在本发明的一个方案中，所述时间图制作装置具有输出联动设定单元，其将朝向特定的输出单元的输出设定为与来自任意的输入单元的输入信号及朝向任意的输出单元的输出信号中的至少一者联动地产生变化。
另外，输出联动设定单元设定是否使朝向所述特定的输出单元的输出相对于所述输入信号及所述输出信号中的至少一者进行翻转。
并且，本发明的一个方案涉及的控制器执行在上述的时间图制作装置中制作的时间图来控制所述机械元件。
另外，所述时间图制作装置还包括最大速度接收单元，所述最大速度接收单元接收所述机械元件的最大速度的输入，所述时间图计算单元在计算所述第一时间图时，将所述匀速动作中的所述机械元件的速度设为所述最大速度。
另外，本发明涉及的控制器执行在上述的时间图制作装置中制作的时间图来控制所述机械元件。
另外，本发明涉及的机械元件控制系统至少具备上述的控制器和以能够通过所述控制器进行控制的方式连接的机械元件。
另外，本发明涉及的时间图制作方法包括：接收机械元件的移动量的输入的步骤；基于所述移动量，计算出包括所述机械元件的移动速度逐渐增大或逐渐减小的速度转变的时间图的步骤；以及基于所述时间图，输出用于控制所述机械元件的控制数据的步骤，所述时间图制作方法还包括接收所述机械元件的加速时间或减速时间中的至少一者的输入的步骤、以及接收所述机械元件的加速度或减速度中的至少一者的输入的步骤中的至少一个步骤，计算所述时间图的步骤基于所述移动量、和所述加速时间、所述减速时间、所述加速度以及所述减速度中的至少任一个计算出所述时间图。
另外，本发明涉及的程序使计算机作为移动量接收单元、时间图计算单元、以及控制数据输出单元发挥功能，所述移动量接收单元接收机械元件的移动量的输入，所述时间图计算单元基于所述移动量，计算出包括所述机械元件的移动速度增大或逐渐减小的速度转变的时间图，所述控制数据输出单元基于所述时间图，输出用于控制所述机械元件的控制数据，所述程序还使所述计算机作为加减速时间接收单元及加减速度接收单元中的至少一者发挥功能，所述加减速时间接收单元接收所述机械元件的加速时间或减速时间中的至少一者的输入，所述加减速度接收单元接收所述机械元件的加速度或减速度中的至少一者的输入，所述时间图计算单元基于所述移动量、和所述加速时间、所述减速时间、所述加速度以及所述减速度中的至少任一个计算出所述时间图。
另外，本发明涉及的信息存储介质是计算机可读信息存储介质，所述计算机可读信息存储介质存储有程序，所述程序使计算机作为移动量接收单元、时间图计算单元、以及控制数据输出单元而发挥功能，所述移动量接收单元接收机械元件的移动量的输入，所述时间图计算单元基于所述移动量，计算出包括所述机械元件的移动速度逐渐增大或逐渐减小的速度转变的时间图，所述控制数据输出单元基于所述时间图，输出用于控制所述机械元件的控制数据，所述程序还使所述计算机作为加减速时间接收单元及加减速度接收单元中的至少一者而发挥功能，所述加减速时间接收单元接收所述机械元件的加速时间或减速时间中的至少一者的输入，所述加减速度接收单元接收所述机械元件的加速度或减速度中的至少一者的输入，所述时间图计算单元基于所述移动量、和所述加速时间、所述减速时间、所述加速度以及所述减速度中的至少任一个计算出所述时间图。
附图说明
图1是本发明的实施方式涉及的时间图制作装置的功能框图。
图2是表示本发明的实施方式涉及的时间图制作装置的物理结构的框图。
图3是表示本发明的实施方式涉及的时间图制作装置的利用例的图。
图4是机械控制系统的动作例。
图5是表示时间图编辑画面的一例的图。
图6是表示在时间图编辑画面上显示的窗口的一例的图。
图7是模式化地表示图表数据的一例的图。
图8是模式化地表示链路数据的一例的图。
图9是表示编辑与伺服单元相关的时间图时的时间图制作装置的处理的流程图。
图10是表示与伺服单元相关的时间图的图。
图11是表示与伺服单元相关的时间图的图。
图12是表示时间图编辑画面的一例的图。
具体实施方式
在上述专利文献1的系统中处理的只是指定使致动器的动作开启或关闭的时刻的时间图(参照图2)，而不能处理对通过致动器驱动的机械元件增大移动速度、或者相反地减小移动速度的时间图。另外，在上述专利文献2的控制程序自动制作装置中，所生成的控制程序是梯形图程序，并且n状态控制对象设备的速度等只不过是作为基本参数而进行存储，而没有公开任何关于如何处理使机械元件的移动速度增减的时间图。
于是本发明的发明人对于如何处理使机械元件的移动速度增减的时间图的问题进行专心地研究开发的结果，想到新的并且独创的时间图制作装置等。下面，通过其实施方式对该时间图制作装置等进行详细说明。
图1是本发明的实施方式涉及的时间图制作装置的功能框图。该图所示的时间图制作装置10由个人计算机和其他计算机以及在其中执行的程序构成，其中，所述个人计算机具备以CPU(Central Processing Unit)为中心而构成的主体、使用平板等的显示器、以及键盘和指示器等各种输入装置，并且通过执行该程序来实现该图所示的各个功能模块。程序可以存储在各种光磁盘、半导体存储器等计算机可读信息存储介质中，也可以从该介质安装到计算机中。或者，也可以从互联网等各种信息通信网络下载到计算机中。
时间图制作装置10是关于通过执行作为记述控制内容的控制数据的程序来控制机械元件的机械控制系统，支援用户制作任意的程序的装置，具体而言支援在计算机的画面上制作时间图(运行模式图)。另外，时间图制作装置10将这样制作的时间图转换为能够在机械控制系统中包括的控制器中执行的控制数据。转换后的控制数据传送到机械控制系统中，并且在此被执行。
图2是表示时间图制作装置10的物理结构的框图。时间图制作装置10是普通的计算机，CPU10a、RAM(Random Access Memory)10b、外部存储装置10c、GC(Graphics Controller)10d、输入装置10e以及I/O(Inpur/Output)10f通过数据总线10g以能够相互交换电信号的方式进行连接。在这里，外部存储装置10c是HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等能够静态地记录信息的装置。另外来自GC10d的信号输出到CRT(Cathode Ray Tube)、所谓的平板显示器等使用者从视觉上识别图像的监视器10h中，并且作为图像而显示。输入装置10e是键盘、鼠标、触摸面板等、用于用户输入信息的设备，I/O10f是时间图制作装置8用于与外部设备、在这里是与控制器2交换信息的接口。
图3是表示时间图制作装置10的利用例的图。在该图中表示了由个人计算机构成的时间图制作装置10与机械控制系统的控制器100连接的状态。作为一例而表示的机械控制系统包括PLC(Programmable Logic Controller)等控制器100，所述控制器100内置微处理器并通过执行程序而能够控制连接设备。在这里，在控制器100上连接有按钮开关102、传感器104、伺服单元105以及LED110。伺服单元105包括伺服放大器106和机构108，机构108由伺服电机108a及作为将伺服电机的旋转动作转换成直线动作的机构的动作转换机构108b构成。伺服放大器106从控制器100接收动作指示，并按照该指示驱动控制伺服电机108a。动作转换机构108b包括通过伺服电机108a驱动的滚珠丝杠及与该滚珠丝杠结合并且沿着滚珠丝杠的延伸方向直线移动的滑块。在滚珠丝杠的端部配置有传感器104，在滑块到达滚珠丝杠的端部的情况下，从传感器104向控制器100输入检测出滑块的内容的输出。
下面，为了便于理解，说明如下例子，使用时间图制作装置10，对图3所示的机械控制系统制作用于使其进行下一个动作的时间图。即、如图4所示，在作为一例而表示的机械控制系统中，当按下按钮开关102时(S1)，只待机100ms(S2)，运动转换机构108b开始移动滑块(S3)。于是，滑块到达动作转换机构108b的端部，从传感器104中进行检测出滑块的内容的输出(S4)。如果存在该输出，则控制器100点亮LED110(S5)。之后如果滑块停止(S7)，则只待机100ms(S7)，然后熄灭LED110(S8)。
图5表示显示在时间图制作装置10的显示器上的时间图编辑画面的一例。在画面中表示的时间图是用于使机械控制系统执行图4所示的动作的时间图，从画面上方开始依次表示了如下时间图：表示来自作为单元1的按钮开关102的输入信号的时间图20-1、表示作为单元2的伺服单元105的运行模式的时间图20-2、表示来自作为单元3的传感器104的输入信号的时间图20-3、以及表示针对作为单元4的LED110的输出信号的时间图20-4。根据机械控制系统中包括的单元数，能够任意地增减编辑画面上的时间图的数量。另外，能够在时间图制作装置10中设定与各个时间图对应的单元的种类(输入单元、输出单元、或者伺服单元)。
时间图20-1～20-4的横轴是时间轴。另一方面，根据单元的种类而纵轴表示不同的意思。即、作为输入单元或者输出单元的时间图的时间图20-1、20-3、20-4的纵轴表示输入信号或者输出信号的电平。另外，伺服单元105的时间图20-2的横轴表示通过伺服单元105驱动的作为移动体的滑块的移动速度。此外，在这里输入单元是指将高或低的任一的信号电平作为输入信号而输入到控制器100的设备，输出单元是指将高或低的任一的信号电平作为输出信号而接收来自控制器100的输出的设备。另外，如伺服单元105那样，将驱动移动体的设备称为机械元件。
对应于图4的S1，在按钮开关102的时间图20-1中包括波形22，该波形22在按下按钮开关102的时刻上升、在停止按下的时刻下降。另外，对应于图4的S2，在伺服单元105的时间图20-2中包括表示待机100ms的识别线23。并且，对应于图4的S3及S6，在时间图20-2中包括梯形的波形24，该波形24表示以预定加速度进行加速、以恒定速度进行移动、以及以预定加速度进行减速。另外，对应于图4的S4，在传感器104的时间图20-3中包括在与波形24的右端部重叠的位置上升的波形26。并且，对应于图4的S5，LED110的时间图20-4中所包括的波形28与传感器104所涉及的波形24的上升同步地上升。另外，对应于图4的S7，在时间图40-4中包括识别线23，该识别线23表示从伺服单元105涉及的波形24的右端的时刻待机100ms。另外，对应于图4的S8，在识别线23的右端的时刻，波形28下降。此外，在各个时间图中对于零交叉的时刻表示了“01”、“02”等识别号码。
另外，在图4所示的机械控制系统的动作中，以按下S1涉及的按钮开关102为条件，开始S2涉及的100ms的待机。因此，在图5所示的画面中，在按钮开关102的时间图20-1所包括的波形22的上升时刻和表示待机100ms的识别线23的左端时刻之间，表示有连结两者的弯曲的形状的条件线32。
同样地，在图4所示的机械控制系统的动作中，以S4涉及的传感器104的输出为条件，开始S5涉及的LED110的点亮。因此，在图5所示的画面中，在传感器104的时间图20-3所包括的波形26的上升时刻和LED110涉及的时间图20-4所包括的波形28的上升时刻之间，也表示有连结两者的弯曲的形状的条件线32。并且，在图4所示的机械控制系统的动作中，以完成S6涉及的滑块的移动为条件，开始S7涉及的100ms的待机。因此，在图5所示的画面中，在时间图20-2所包括的波形24的右端时刻(完成移动的时刻)和表示待机100ms的识别线23的左端时刻之间，也表示有连结两者的弯曲的形状的条件线32。
在图5所示的画面中，用户能够使用鼠标等指示器及键盘、0～9数字键等数值输入装置任意地编辑时间图20-1～20-4的形状。例如，通过由指示器移动光标30、并用光标30指定时间图上的任意的位置，从而能够对作为输入输出单元的单元1、3、4的时间图20-1、20-3、20-4赋予上升或者下降。这时，关于作为输入单元的单元1的时间图20-1，输入接收部12a作为接收来自输入单元的输入产生变化的时刻的输入变化时刻接收单元而起作用。
另一方面，关于伺服单元105涉及的时间图20-2，当使用光标30指定波形24的开始时刻时，重叠显示图6所示的窗口34。在窗口34中包括多个数值输入表格，所述多个数值输入表格用于输入用于指定梯形的波形24的详细内容的数据。即、在窗口34中，使用键盘、0～9数字键等数值输入装置输入滑块的移动开始时间、滑块的加速时间、滑块的减速时间、滑块的移动量(移动距离)、以及滑块的最大速度。滑块的移动开始时间对应于波形24的左端位置，滑块的加速时间对应于波形24的右上升斜线的水平方向的长度，滑块的减速时间对应于波形24的右下降斜线的水平方向的长度。滑块的移动量对应于波形24的面积，滑块的最大速度对应于梯形的波形24的高度。通过输入关于这些信息的数值，并且点击包括在窗口34中的OK按钮34a，时间图制作装置10根据所输入的数值确定波形24的形状，并且更新时间图20-2的形状。另一方面，通过点击包括在窗口34中的取消按钮34b，能够关闭窗口34。
另外，在图5所示的画面中，通过使用指示器，使用光标30指定对应于驱动事件的任意的时间图上的时刻、和对应于被驱动事件的另外的任意的时间图上的时刻，从而能够附加上述的条件线32。作为对应于驱动事件的时刻，能够指定按钮开关102、传感器104等输入单元涉及的时间图的上升时刻及下降时刻、以及伺服单元105的完成移动时刻。另一方面，作为对应于被驱动事件的时刻，能够指定LED等输出单元涉及的时间图的上升时刻、伺服单元105的开始移动时刻。另外，当附加条件线32时，显示未图示的窗口，并且能够输入待机时间。通过使用数值输入装置输入待机时间，在开始被驱动事件之前插入待机时间，并且在画面上显示识别线23。在时间图制作装置10中，以到达对应于驱动事件的时刻为条件，根据时间图生成用于开始被驱动事件的控制数据，并且将该控制数据传送到控制器100中。另外，在已输入待机时间的情况下，根据时间图生成只待机在开始被驱动事件之前输入的时间的控制数据，并且将该控制数据传送到控制器100中。
此外，在接收条件线32及识别线23的输入时，输入接收部12a作为接收来自输入单元的输入产生变化的时刻和时间图所示的机械元件开始移动的时刻的关联输入的关联接收单元而起作用。
返回图1，如该图所示，时间图制作装置10在功能性方面包括UI(UserInterface，用户界面)部12、控制数据输出部14、图表数据存储部16以及设定数据存储部18。UI部12包括输入接收部12a、图表计算部12b以及图表显示部12c。输入接收部12a是移动量接收单元、加减速时间接收单元、加减速度接收单元、最大速度接收单元、输入变化时刻接收单元、关联接收单元以及输出联动设定单元的各一例，从数值输入装置接收各种数值数据，或通过指示器接收时间图上的时刻的指定，或接收用户的各种意思表示。
尤其是如图6所示，输入接收部12a关于伺服单元105，接收滑块的移动量、滑块的加速时间以及减速时间或者滑块的加速度及减速度、以及滑块的最大速度的输入。并且，如上所述接收条件线32及识别线23的输入。另外，图表计算部12b是时间图计算单元的一例，基于通过输入接收部12a接收的输入，计算各个时间图的形状。尤其是关于伺服单元105，基于所输入的滑块的移动量、加速时间、减速时间、加速度、减速度、以及最大速度中的至少任一项，计算表示滑块的移动速度逐渐增大后逐渐减小的速度转变的时间图。具体而言，计算出逐渐提高速度后逐渐降低速度的波形24，使得由波形24和时间轴包围的区域的面积成为所指定的移动量。
在这里，在指定的移动量非常大的情况下，滑块加速到最大速度，其后以恒定速度进行动作(匀速动作)。如果将包括该匀速动作的时间图称为第一时间图，则在第一时间图中，将波形24设为梯形，使滑块依次进行如下动作：在整个指定的加速时间内以预定的加速度进行加速直到到达指定的最大速度为止或者以指定的加速度进行加速直到到达指定的最大速度为止的加速动作、以指定的最大速度移动的匀速移动、以及在整个指定的减速时间内以预定的减速度进行减速直到停止为止或者以指定的减速度进行减速直到停止为止的减速动作。
对于上述情况，在指定的移动量小的情况下，滑块不加速到最大速度就进行减速。如果将该加速后转成减速的动作称为第二时间图，则在第二时间图中，波形24变成三角波形，所述三角波形使滑块进行在整个指定的加速时间内以预定的加速度进行加速或者以指定的加速度进行加速的加速动作之后、进行在整个指定的减速时间内以预定的减速度进行减速或者以指定的减速度进行减速的减速动作。因而，图表计算部12b根据滑块的移动量，选择性地计算出第一时间图和第二时间图。
如果对该点进行说明，根据发明人的见解，包括作为背景技术而提示的内容，在以往已知的时间图制作装置中，没有考虑到记述考虑了用户的便利性、实际情况的精确的动作，因此例如在大多情况下速度波形自身被计算出模拟地对其动作进行可见化的简单的波形，或者仅停留在计算出如没有对应于实际的机械元件的动作的波形。对于这种情况，根据本实施方式涉及的时间图制作装置10，能够计算出与实际的机械元件的动作相对应的波形。尤其是在该时间图制作装置中，例如在指定移动距离的情况下，根据其移动距离的多少，能够针对波形选择性地计算出反映实际的机械元件的动作的多个种类的时间图(在这里，第一时间图及第二时间图)。因而，能够生成反映实际的机械元件的动作的时间图，并且能够大幅扩大时间图制作装置能够制作的动作的适用范围。
在图6中，输入接收部12a显示窗口34作为GUI，并且在由图表计算部12b计算出滑块的波形24时，能够选择是使用加速时间及减速时间还是使用加速度及减速度。即、通过选择单选按钮34c及单选按钮34d中的任一按钮，选择是使用加速时间及减速时间还是使用加速度及减速度。另外，如图6所示，在选择单选按钮34c的情况下，加速时间及减速时间的输入栏被激活，并且能够进行输入，另一方面，加速度及减速度的输入栏变成无效，并且不能进行输入。在选择单选按钮34d的情况下，和上述情况相反。此外，在图6中用虚线表示变成无效的情况，但是在实际的窗口34上通过变灰等清楚地表示即可。另外，图6所示的窗口34是GUI的一例，也可以使用其他的设计。并且，在本实施方式中，能够针对每个波形(即、每个第一时间图及第二时间图)选择是使用加速时间及减速时间还是使用加速度及减速度，但是也可以将其针对每个作为机械元件的伺服单元105进行选择。
另外，图6所示的窗口34中的加速时间及减速时间的输入栏表示通过输入接收部12a实现的加减速度接收单元的一例，加速度及减速度的输入栏表示通过输入接收部12a实现的加减速时间接收单元的一例，移动量的输入栏表示通过输入接收部12a实现的移动量接收手段的一例，最大速度的输入栏表示通过输入接收部12a实现的最大速度接收单元的一例。
此外，在将加速时间和减速时间或者将加速度和减速度设定为相同值的情况下，使用户进行任一一者的输入即可。另外，最大速度也可以由用户输入，也可以在时间图制作装置10中保持固定值或者从伺服放大器106和其他装置中获取。另外，在本说明书中所谓减速度意味着减小速度的方向的加速度(即、负的加速度)，“以预定的加速度进行加速”或者“以预定的减速度进行减速”等情况不仅包括恒定地保持加速中的加速度或者减速中的减速度的情况，还包括平滑地或阶段性地改变加速度或减速度使得加速中的加速度或者减速中的减速度作为整体变成预定的加速度或减速度的情况。例如，包括以所谓的S字形曲线改变加速度或减速度的情况。图表显示部12c在显示器上显示由图表计算部12b计算出的时间图。
如图7所示，图表数据存储部16对确定由用户制作的各个单元的时间图的形状的数据进行存储。该数据可以是例如确定各个时间图的顶点列的数据。另外，如上所述，在各个时间图中与零交叉时刻相关联地还存储识别号码。
图表数据存储部16还对图8中模式化地表示的链路数据进行存储。链路数据是确定上述的条件线32及识别线23的数据。当由用户指定与驱动事件及被驱动事件相关的时刻、并且根据需要输入待机时间时，将确定这些各项的数据存储在图表数据存储部16。如该图所示，可以根据单元的号码及时间图的零交叉时刻的识别号码来确定与驱动事件及被驱动事件相关的时刻。
设定数据存储部18对与机械控制系统相关的各种信息进行存储。这些信息可以由用户使用数值输入装置、指示器进行输入。另外，一部分信息或者全部的信息可以经由互联网等信息通信网络从其他的计算机中下载。在这里，设定数据中包括在图表数据存储部16中存储有时间图的各个单元的种类的数据。另外，包括表示各单元对应于控制器100的哪个控制端口的分配数据。并且，还包括与伺服单元105相关的详细信息，例如伺服电机108a的旋转运动和滑块的直线运动的转换率等。
控制数据输出部14是控制数据输出单元的一例，基于存储在图表数据存储部16中的各个单元的时间图的数据、链路数据、以及存储在设定数据存储部18中的分配数据和转换率，生成能够在控制器100中解释并执行的控制数据。然后，将生成的控制数据传送到控制器100中。控制数据包括对于LED110等的输出装置、伺服单元105进行指示使其在由时间图指定的时刻到来时进行指定的动作的数据。另外，尤其是通过链路数据进行指示的情况下，控制数据包括监视驱动事件所涉及的时刻的到来、并且当所述时刻到来时根据需要经过指定时间之后使其开始进行被驱动事件的数据。
在这里，在图1所示的图表计算部12b的处理之中，尤其对计算伺服单元105涉及的波形的处理进行说明。图9是表示编辑与伺服单元相关的时间图时的时间图制作装置的处理的流程图。该图是在点击图6所示的窗口34中所包括的OK按钮34a时执行的流程图。另外，将指定的开始时间设定为ts、指定的移动量(相当于面积)设定为X、指定的加速时间设定为Ta、指定的减速时间设定为Td、指定的加速度设定为Aa、指定的减速度设定为Ad、指定的最高速度设定为Vm。并且，将根据这些值计算出的作为以最高速度Vm的移动时间的匀速运行时间设定为Tc。
如图9所示，在该处理中，首先根据下式(1)或者(2)计算出加速期间Ta及减速期间Tb中的滑块的移动量X1(S101)。此外，式(1)是使用指定的加速时间及减速时间的情况，式(2)是使用指定的加速度及减速度的情况。
[数1]
X1＝Vm×(Ta+Td)/2    ...(1)
[数2]
X1＝Vm2×(Aa-1+Ad-1)/2    ...(2)
然后对移动量X和移动量X1进行比较(S102)。如果移动量X大于移动量X1，则在该处理中生成的波形成为梯形，从而图表计算部12b计算出第一时间图。如果移动量X小于移动量X1，则在该处理中生成的波形成为三角形，从而图表计算部12b计算出第二时间图。
在计算第一时间图的情况下，图表计算部12b根据下式(3)计算出匀速运行时间Tc(S103)。
[数3]
Tc＝(X-X1)/Vm    ...(3)
然后，将生成的第一时间图的形状及各个顶点设定成与图10(a)所示的一样，则其后，在使用指定的加速时间及减速时间的情况下根据下式(4)～(11)、在使用指定的加速度及减速度的情况下根据下式(12)～(19)，计算出梯形的各个顶点P1～P4的坐标(t1，V1)～(t4，V4)(S104)。
[数4]
t1＝ts    ...(4)
V1＝0    ...(5)
t2＝ts+Ta    ...(6)
V2＝Vm    ...(7)
t3＝ts+Ta+Tc    ...(8)
V3＝Vm    ...(9)
t4＝ts+Ta+Tc+Td    ...(10)
V4＝0    ...(11)
[数5]
t1＝ts    ...(12)
V1＝0    ...(13)
t2＝ts+Vm/Aa    ...(14)
V2＝Vm    ...(15)
t3＝ts+Vm/Aa+Tc    ...(16)
V3＝Vm    ...(17)
t4＝ts+Vm/Aa+Tc+Vm/Ad    ...(18)
V4＝0    ...(19)
另一方面，在S102中，如果移动量X不大于移动量X1，则为了计算第二时间图，图表计算部12b首先判断移动量X是否等于移动量X1(S105)。然后，如果移动量X等于移动量X1，则在使用指定的加速时间及减速时间的情况下根据下式(20)～(25)、在使用指定的加速度及减速度的情况下根据下式(26)～(31)，计算出匀速运行时间Tc为零的三角形状的波形、即图10(b)所示的波形的各个顶点P1～P3的坐标(tr1，Vr1)～(tr3，Vr3)(S106)。
[数6]
tr1＝ts    ...(20)
Vr1＝0    ...(21)
tr2＝ts+Ta    ...(22)
Vr2＝Vm    ...(23)
tr3＝ts+Ta+Td    ...(24)
Vr3＝0    ...(25)
[数7]
tr1＝ts    ...(26)
Vr1＝0    ...(27)
tr2＝ts+Vm/Aa    ...(28)
Vr2＝Vm    ...(29)
tr3＝ts+Vm/Aa+Vm/Ad    ...(30)
Vr3＝0    ...(31)
另外，在S105中如果移动量X不等于移动量X1，则对最大速度Vm进行修正(S107)。具体而言，在根据由指定的加速时间Ta及减速时间Td、或者指定的加速度Aa及减速度Ad形成的三角形状的波形使滑块进行移动的情况下，对最大速度Vm进行修正，使得其移动量成为指定的移动量X。在使用指定的加速时间及减速时间的情况下根据下式(32)、在使用指定的加速度及减速度式的情况下根据下式(33)，求出修正后的最大速度Vm’。
[数8]
Vm’＝2×X/(Ta+Td)    ...(32)
[数9]
Vm’＝[2×X/(Aa-1+Ad-1)]1/2    ...(33)
其后，代替最大速度Vm使用修正后的最大速度Vm’，求出三角波形的各个顶点(S108)。这时的处理可以和S106中的处理相同。即、在使用指定的加速时间及减速时间的情况下根据所述式(20)～(25)、在使用指定的加速度及减速度的情况下根据所述式(26)～(31)，计算出波形的各个顶点P1～P3的坐标(tr1，Vr1)～(tr3，Vr3)。
图11(a)是表示用修正后的最大速度Vm’代替最大速度Vm，并且使用指定的加速时间及减速时间来求出的三角波形的图，图11(b)是表示同样地用修正后的最大速度Vm’代替最大速度Vm，并且使用指定的加速度及减速度来求出三角波形的图。此外，在图11(a)及图11(b)中，为了参考而使用单点划线表示了Vm＝Vm’的情况的三角波形。如图11(a)所示，在使用指定的加速时间及减速时间的情况下，所获取的第二时间图成为所指定的加速时间Ta及减速时间Td已经反映在滑块的动作中的时间图。另一方面，如图11(b)所示，在使用指定的加速度及减速度的情况下，所获取的第二时间图成为所指定的加速度Aa及减速度Ad已经反映在滑块的动作中的时间图。即三角波形的加速时及减速时的倾斜度和指定的值一样，没有变化。
此外，在对最大速度Vm进行修正的情况下，也可以在画面上显示修正后的最大速度Vm’，同时输出例如“需要变更最大速度Vm。”等的信息，并且在窗口34的最大速度涉及的数值输入栏中设定并显示修正后的最大速度Vm’，并且要求用户进行确认。在该状态下，如果用户再点击OK按钮34a，则使用修正后的最大速度Vm’来执行图9的S108的处理。此外，可以在S107中计算出的修正后的最大速度Vm’为微小值的情况下输出错误信息。
如上述说明，本实施方式涉及的时间图制作装置10包括使用指定的加速时间及减速时间来制作时间图的情况、和使用指定的加速度及减速度来制作时间图的情况。并且，如图6中的说明，也能够选择使用指定加速时间及减速时间的情况和使用指定的加速度及减速度的情况。
对该点进行说明，根据发明人的见解，包括作为背景技术而提示的内容，在以往已知的时间图制作装置中，在没有指定的情况下用一个道理决定形成什么样的速度波形。对此在构筑机械元件控制系统时，例如根据机械元件的限制上等的原因，存在希望使加速度等恒定并转动机械元件的情况，或者相反地、存在希望使加速时间等恒定并转动机械元件的情况等。
然而，在以往已知的时间图制作装置中，由于简单地制作时间图、并且所制作的时间图被转换成梯形图语言等其他语言、并且很难记述机械元件的详细的速度波形等背景，在制作时间图方面忽略了这种要求，并且成为现实中没有普及时间图制作装置的一个原因。然而，根据本实施方式涉及的时间图制作装置10，能够制作反映加速度或加速时间等的、机械元件的详细的速度波形的时间图。由此，在如希望使加速度等恒定并转动机械元件的情况下，也能够制作与该要求相对应的适当的时间图。另外，在如希望使加速时间等恒定并转动机械元件的情况下，也能够制作与该要求相对应的适当的时间图。并且，通过选择制作这些不同性质的时间图的任一种，能够对应用户的细致的要求。因而，根据本实施方式涉及的时间图制作装置10，能够进一步提高根据时间图的机械元件的动作的记述的灵活性，并且能够提高用户的便利性。
另外，在图5所示的时间图中，视觉上很容易理解地表示了每个单元的动作和其相互关系，而另一方面，未能充分地记述其动作应对没有事先规定的信号的输出单元的动作。在图5的例子中，作为单元4的LED110的动作与作为单元2的伺服单元105的时间图20-2和根据伺服单元105的动作而工作的传感器104的时间图20-3相关联，并且如果规定伺服单元105的动作，则也能够大概地预测LED110的动作。对此，作为单元1的按钮开关102人为地被操作，因此不能事先预测会进行什么样的操作，因此，例如很难将与按钮开关102的操作联动地点亮LED110等的动作作为时间图进行记述。
于是，在本实施方式的时间图制作装置10中，能够进行如下设定(输出联动设定)，使得与来自任意的输入单元的输入信号及朝向任意的输出单元的输出信号中的至少一者联动地改变朝向特定的输出单元(在这里是LED110)的输出。
具体而言，如图12所示，输入接收部12a通过选择作为输出单元的LED110，例如显示窗口35作为GUI，并且通过选择复选框35a，能够进行输出联动设定。通过选择复选框35a、并且在输入栏35b中选择成为使输出进行联动的对象(输出联动对象)的输入单元及输出单元中的任一单元，该输出单元的输出与所选择的输入单元或者输出单元的信号联动地产生变化。在图12的例子中，在输入栏35b中选择了作为单元1的按钮开关102，因此与按钮开关102的按下及其解除联动地LED102被点亮、熄灭。此外，这时在时间图上不显示被进行输出联动设定的单元的波形，而是显示被进行输出联动设定的内容及其输出联动对象。
对该点进行说明，时间图原本就是将设备的动作记述在时间轴上，与以记述如梯形图语言的逻辑电路为主的情况不同。因此，根据发明人的见解，包括作为背景技术而提示的内容，在以往已知的时间图制作装置中，相当于使用时间图来记述设备的动作，而没有考虑如用逻辑运算进行记述的处理，例如在任意的时刻接收输入信号、并且与该信号联动地对输出信号进行输出。对此，根据本实施方式涉及的时间图制作装置10，通过具有输出联动设定单元，制作在时间轴上记述设备的动作的时间图，并且能够进行如上所述的简单的逻辑运算处理。因而，能够大幅提高制作时间图的自由度。
此外，如果选择窗口35中的复选框35c，则成为进行输出联动设定的输出单元的输出相对于作为输出联动对象的输入单元或者输出单元的信号进行翻转的情况。该窗口35是通过输入接收部12a实现的输出联动设定单元的一例。
根据以上说明的本实施方式，通过输入滑块和其他机械元件的移动量等信息，自动生成表示该机械元件的速度转变的时间图。然后，该时间图被转换成能够在控制器100中解释和执行的控制数据。因此，用户只输入机械元件的移动量等直观的信息，就能够使机械元件进行逐渐增大移动速度后逐渐减小移动速度的动作
此外，在以上的说明中，为了简化说明而例举了作为进行直线移动的机械元件的滑块，但是本发明也同样地适用于作为进行旋转移动的机械元件。

Claims (14)

1.一种时间图制作装置，其特征在于，包括：
移动量接收单元，其接收机械元件的移动量的输入；
时间图计算单元，其基于所述移动量，计算出包括所述机械元件的移动速度增大或减小的速度转变的时间图；以及
控制数据输出单元，其基于所述时间图，输出用于控制所述机械元件的控制数据，
所述时间图制作装置还包括加减速时间接收单元及加减速度接收单元中的至少一者，所述加减速时间接收单元接收所述机械元件的加速时间或减速时间中的至少一者的输入，所述加减速度接收单元接收所述机械元件的加速度或减速度中的至少一者的输入，
所述时间图计算单元基于所述移动量、和所述加速时间、所述减速时间、所述加速度以及所述减速度中的至少任一个计算出所述时间图。
2.根据权利要求1所述的时间图制作装置，其特征在于，
所述时间图计算单元根据所述移动量，选择性地计算出至少使所述机械元件进行加速、匀速以及减速动作的第一时间图、和使所述机械元件进行加速后转成减速的动作的第二时间图。
3.根据权利要求2所述的时间图制作装置，其特征在于，
所述时间图计算单元在计算所述第二时间图时，计算出将所述加速时间或所述减速时间中的至少一者作为所述机械元件的动作而进行反映的时间图。
4.根据权利要求2或3所述的时间图制作装置，其特征在于，
所述时间图计算单元在计算所述第二时间图时，计算出将所述加速度或所述减速度中的至少一者作为所述机械元件的动作而进行反映的时间图。
5.根据权利要求2所述的时间图制作装置，其特征在于，
所述时间图计算单元在计算所述第二时间图时，能够对将所述加速时间或所述减速时间的至少一者作为所述机械元件的动作而进行反映的时间图、和将所述加速度或所述减速度中的至少一者作为所述机械元件的动作而进行反映的时间图进行选择。
6.根据权利要求1所述的时间图制作装置，其特征在于，
所述时间图制作装置还包括：
输入变化时刻接收单元，其接收来自输入单元的输入产生变化的时刻；以及
关联接收单元，其接收来自所述输入单元的输入产生变化的时刻与所述时间图所示的所述机械元件开始移动的时刻的关联输入，
所述控制数据输出单元在接收所述关联输入的情况下，以来自所述输入单元的输入产生变化为条件，输出用于使所述机械元件开始移动的控制数据。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的时间图制作装置，其特征在于，
所述时间图制作装置具有输出联动设定单元，所述输出联动设定单元将朝向特定的输出单元的输出设定为与来自任意的输入单元的输入信号及朝向任意的输出单元的输出信号中的至少一者联动地产生变化。
8.根据权利要求7所述的时间图制作装置，其特征在于，
所述输出联动设定单元设定是否使朝向所述特定的输出单元的输出相对于所述输入信号及所述输出信号中的至少一者进行翻转。
9.根据权利要求2至5中任一项所述的时间图制作装置，其特征在于，
所述时间图制作装置还包括最大速度接收单元，所述最大速度接收单元接收所述机械元件的最大速度的输入，
所述时间图计算单元在计算所述第一时间图时，将所述匀速动作中的所述机械元件的速度设为所述最大速度。
10.一种控制器，其特征在于，
所述控制器执行在权利要求1至8中任一项所述的时间图制作装置中制作的时间图来控制所述机械元件。
11.一种机械元件控制系统，其特征在于，至少具备：
权利要求10所述的控制器；以及
以能够通过所述控制器进行控制的方式连接的机械元件。
12.一种时间图制作方法，其特征在于，包括：
接收机械元件的移动量的输入的步骤；
基于所述移动量，计算出包括所述机械元件的移动速度增大或减小的速度转变的时间图的步骤；以及
基于所述时间图，输出用于控制所述机械元件的控制数据的步骤，
所述时间图制作方法还包括接收所述机械元件的加速时间或减速时间中的至少一者的输入的步骤、以及接收所述机械元件的加速度或减速度中的至少一者的输入的步骤中的至少一个步骤，
计算所述时间图的步骤基于所述移动量、和所述加速时间、所述减速时间、所述加速度以及所述减速度中的至少任一个计算出所述时间图。
13.一种程序，其特征在于，
所述程序使计算机作为移动量接收单元、时间图计算单元、以及控制数据输出单元发挥功能，
所述移动量接收单元接收机械元件的移动量的输入，
所述时间图计算单元基于所述移动量，计算出包括所述机械元件的移动速度增大或减小的速度转变的时间图，
所述控制数据输出单元基于所述时间图，输出用于控制所述机械元件的控制数据，
所述程序还使所述计算机作为加减速时间接收单元及加减速度接收单元中的至少一者发挥功能，
所述加减速时间接收单元接收所述机械元件的加速时间或减速时间中的至少一者的输入，
所述加减速度接收单元接收所述机械元件的加速度或减速度中的至少一者的输入，
所述时间图计算单元基于所述移动量、和所述加速时间、所述减速时间、所述加速度以及所述减速度中的至少任一个计算出所述时间图。
14.一种计算机可读信息存储介质，其特征在于，
所述计算机可读信息存储介质存储有程序，
所述程序使计算机作为移动量接收单元、时间图计算单元、以及控制数据输出单元而发挥功能，
所述移动量接收单元接收机械元件的移动量的输入，
所述时间图计算单元基于所述移动量，计算出包括所述机械元件的移动速度增大或减小的速度转变的时间图，
所述控制数据输出单元基于所述时间图，输出用于控制所述机械元件的控制数据，
所述程序还使所述计算机作为加减速时间接收单元及加减速度接收单元中的至少一者而发挥功能，
所述加减速时间接收单元接收所述机械元件的加速时间或减速时间中的至少一者的输入，
所述加减速度接收单元接收所述机械元件的加速度或减速度中的至少一者的输入，
所述时间图计算单元基于所述移动量、和所述加速时间、所述减速时间、所述加速度以及所述减速度中的至少任一个计算出所述时间图。
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