CN112673331A - 同步控制装置、同步控制系统、同步控制方法以及模拟装置 - Google Patents

同步控制装置、同步控制系统、同步控制方法以及模拟装置 Download PDF

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Abstract

同步控制装置(10)包括：主轴控制部(11a)；以及从轴控制部(11b)，具有从轴指令位置变动抑制部(114)，所述从轴指令位置变动抑制部(114)在主轴速度的正负从之前的期间发生反转的情况下，生成将主轴相位(Pm)加上与主轴速度相应的提前角量(Pa)所得的预定从轴指令相位来作为从轴指令相位(Ps)，在主轴速度的正负未从之前的期间发生反转的规定的情况下，生成从之前的期间内的从轴指令相位计起的偏移的正负未从主轴速度的正负发生反转的值来作为从轴指令相位(Ps)。

Description

同步控制装置、同步控制系统、同步控制方法以及模拟装置
技术领域
本发明涉及一种同步控制装置、同步控制系统、同步控制方法以及模拟装置。
背景技术
已知有进行机床等的多个伺服马达的同步控制的技术。在同步控制中，为了使从轴同步于主轴而运行，对于从轴伺服控制机构给予主轴的位置信息(主轴反馈位置)以作为从轴指令位置。
然而，此种同步控制中，因通信延迟或控制对象机器的追随延迟造成的从轴的同步延迟成为问题。作为修正追随延迟的方法，已知有一种方法：如专利文献1所公开的那样，将所产生的相位延迟量作为相位推移速度的函数而与相位指令相加，以作为伺服系统的位置指令。在同步控制的领域中，为了补偿从轴的同步延迟，也已知有一种提前角修正技术：使与主轴的速度成正比的值作为修正值(提前角量)而反映至从轴指令位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开专利公报“特开平7-104855号公报”
发明内容
发明所要解决的问题
但是，对于关于主轴进行减速/停止等伴随速度变化的动作时的从轴的同步，要求进一步改善。
在提前角修正技术中，例如主轴是朝一方向运动，但当主轴的速度在某时间点突然减速时，提前角量将会不连续地变化。于是，从轴指令位置变得不连续，除此以外，若主轴的减速度大，则提前角量的减少大，因此有时会产生与主轴的反向为反向的从轴指令位置。
因而，关于此种产生不自然的从轴指令位置的情况需要改善。
本发明的一实施例的目的在于，实现使从轴的同步驱动的精度进一步提高的同步控制。
解决问题的技术手段
为了解决所述问题，本发明采用以下的结构。
本发明的一方面的同步控制装置包括：主轴控制部，对主轴伺服控制机构输出主轴指令位置；以及从轴控制部，接收所述主轴伺服控制机构中的主轴反馈位置，并对从轴伺服控制机构输出从轴指令位置，所述从轴控制部具有：相位计算部，基于所述主轴反馈位置来算出主轴相位；速度计算部，基于所述主轴反馈位置来算出主轴速度；提前角量计算部，算出与所述主轴速度相应的提前角量；以及从轴指令位置生成部，基于从轴指令相位来生成所述从轴指令位置，所述从轴控制部还具有从轴指令位置变动抑制部，所述从轴指令位置变动抑制部算出将所述主轴相位加上所述提前角量所得的预定从轴指令相位，在所述主轴速度的正负从之前的期间发生反转的情况下，生成所述预定从轴指令相位来作为所述从轴指令相位，在所述主轴速度的正负未从之前的期间发生反转的规定的情况下，生成从之前的期间内的所述从轴指令相位计起的偏移的正负未从所述主轴速度的正负发生反转的值来作为所述从轴指令相位。
本发明的一方面的同步控制方法包括：主轴指令位置计算步骤，算出针对主轴伺服控制机构的主轴指令位置；主轴相位计算步骤，基于所述主轴伺服控制机构中的主轴反馈位置来算出主轴相位；主轴速度计算步骤，基于所述主轴反馈位置来算出主轴速度；提前角量计算步骤，算出与所述主轴速度相应的提前角量；从轴指令位置生成步骤，基于从轴指令相位来生成从轴指令位置；预定从轴指令相位计算步骤，算出将所述主轴相位加上所述提前角量所得的预定从轴指令相位；以及从轴指令位置变动抑制步骤，在所述主轴速度的正负从之前的期间发生反转的情况下，生成所述预定从轴指令相位来作为所述从轴指令相位，在所述主轴速度的正负未从之前的期间发生反转的规定的情况下，生成从之前的期间内的所述从轴指令相位计起的偏移的正负未从所述主轴速度的正负发生反转的值来作为所述从轴指令相位。
发明的效果
根据本发明的一方面的同步控制装置，能够实现从轴的同步驱动的精度提高的同步控制。
根据本发明的一方面的同步控制方法，能够实现从轴的同步驱动的精度提高的同步控制。
附图说明
[图1]是表示本发明的实施方式1的同步控制系统以及同步控制装置的概略图。
[图2]是表示本发明的实施方式1的同步控制系统以及同步控制装置的控制逻辑的控制框图。
[图3]是用于说明本发明的实施方式1的同步控制装置中的、控制部的从轴指令位置生成部的动作的流程图。
[图4](a)是通过实施方式1的同步控制装置进行同步控制时的结果例，(b)是通过比较例的同步控制装置进行同步控制时的结果例。
[图5](b)是通过实施方式2的同步控制装置进行同步控制时的结果例，(a)是用于其比较的、通过实施方式1的同步控制装置进行同步控制时的结果例。
[图6](a)、(b)分别是用于说明通过实施方式3的同步控制装置进行同步控制时的动作的示例。
[图7]是表示本发明的实施方式4及实施方式5的同步控制系统以及同步控制装置的概略图。
[图8]是表示比较例的同步控制系统以及同步控制装置的控制逻辑的控制框图。
具体实施方式
〔实施方式1〕
以下，基于附图来说明本发明的一方面的实施方式(以下也称作“本实施方式”)。
§1适用例
使用图1，对适用本发明的场景的一例进行说明。
图1是表示本实施方式的同步控制系统1的整体的机器结构的概略图。同步控制系统1包括本实施方式的同步控制装置10、主轴伺服控制机构20、从轴伺服控制机构30以及对所述各装置间的通信进行媒介的通信网络40。
本实施方式中，对同步控制装置10进行主轴伺服控制机构20与从轴伺服控制机构30这两个控制对象机器的控制的示例进行说明，但同步控制装置10也可进行更多的机器的控制。
同步控制装置10具有控制部11、接口12与记录部13。接口12经由通信网络40来进行与其他装置间的通信。记录部13可保存供控制部11执行的运动控制程序等。而且，记录部13可保持与各种控制对象机器(至少从轴伺服控制机构)相应的、与本发明的同步控制方法相关的参数。
控制部11包括：主轴控制部，对主轴伺服控制机构20输出基于主轴指令位置的信号；以及从轴控制部，接收主轴伺服控制机构20中的主轴反馈位置，对从轴伺服控制机构30输出基于从轴指令位置的信号。
从轴控制部关于与主轴反馈位置相应的从轴指令位置，在某场景下，是将与根据主轴反馈位置而算出的主轴速度相应的提前角量作为修正量来加上而生成。这相当于以往的提前角修正技术。
另一方面，在某场景下，从轴控制部以从轴指令位置的变化方向不会与主轴反馈位置的变化方向不同的方式，来生成从轴指令位置。
具体而言，从轴控制部算出将主轴相位加上提前角量所得的预定从轴指令相位，在主轴速度的正负从之前期间发生反转的情况下，生成预定从轴指令相位来作为从轴指令相位。
并且，在主轴速度的正负未从之前的期间发生反转的规定的情况下，从轴控制部生成从之前的期间内的从轴指令相位计起的偏移的正负不从主轴速度的正负发生反转的值来作为从轴指令相位，并基于此来生成从轴指令位置。
以往的提前角修正技术中，例如尽管主轴的动作为一方向，但有时会生成使从轴反转的从轴指令位置。本实施方式的同步控制装置10抑制此种不适当的对从轴的指令，实现使从轴的同步驱动的精度进一步提高的同步控制。
同步控制装置10例如为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)。记录部13例如为半导体存储器、硬盘等磁存储器或其他记录介质。主轴伺服控制机构20与从轴伺服控制机构30例如为伺服控制载台与机械臂。更具体而言，举利用机械臂来抓取伺服控制载台上的工件的动作作为需要同步控制的示例，但本发明并不限于此种特定的控制对象机器，而能够适用于任意的主轴伺服控制机构、从轴伺服控制机构。
§2结构例
使用图2来说明本实施方式的同步控制系统1以及本实施方式的同步控制装置10的结构例。图2是表示实施方式1的同步控制装置10进行对主轴伺服控制机构20以及从轴伺服控制机构30的控制时的控制逻辑的控制框图。
同步控制系统1的主轴伺服控制机构20包括伺服马达等主轴马达Mm(主轴)、以及进行主轴马达Mm的控制的主轴马达控制部Cm。主轴马达Mm例如包括编码器，由此，输出主轴的位置信息即主轴反馈位置Ym。主轴马达控制部Cm根据基于来自同步控制装置10的主轴指令位置r的指令信号，进行使用主轴反馈位置Ym的主轴马达Mm的反馈控制。
同步控制系统1的从轴伺服控制机构30包括伺服马达等从轴马达Ms(从轴)、以及进行从轴马达Ms的控制的从轴马达控制部Cs。从轴马达Ms例如包括编码器，由此，输出作为从轴的位置信息的从轴反馈位置Ys。从轴马达控制部Cs根据基于来自同步控制装置10的从轴指令位置u的指令信号，进行使用从轴反馈位置Ys的从轴马达Ms的反馈控制。
在同步控制系统1的同步控制装置10中，控制部11包括：主轴控制部11a，输出基于针对主轴伺服控制机构20而生成的主轴指令位置r的指令信号；以及从轴控制部11b，接收主轴反馈位置Ym，并输出基于针对从轴伺服控制机构30而生成的从轴指令位置u的指令信号。
在主轴控制部11a中，设有作为功能块的主轴指令位置生成部110、第一坐标转换部116。在从轴控制部11b中，设有作为功能块的相位计算部111、速度计算部112、提前角量计算部113、从轴指令位置变动抑制部114、从轴指令位置生成部115、第二坐标转换部117、第三坐标转换部118、第四坐标转换部119。换言之，控制部11通过执行例如由记录部13所保持的运动控制程序，从而实现作为功能块的所述各部的功能。
主轴指令位置生成部110读出保存在记录部13中的对主轴等的动作进行规定的运动控制程序等，并基于此而在每个期间生成主轴指令位置r(主轴指令位置计算步骤)。
第一坐标转换部116将控制部11中的内部表达即主轴指令位置r转换成与主轴伺服控制机构20相应的指令信号，并对主轴伺服控制机构20输出。主轴指令位置r与对主轴伺服控制机构20输出的指令信号是表达格式有时不同但对应的信号。
第二坐标转换部从主轴伺服控制机构20接收主轴反馈位置Ym，并将主轴反馈位置Ym转换成控制部11中的内部表达。主轴反馈位置Ym与主轴反馈位置Ym的控制部11中的内部表达是表达格式有时不同但对应的信号。
相位计算部111基于主轴反馈位置Ym的内部表达而生成主轴相位Pm(主轴相位计算步骤)。主轴反馈位置Ym的内部表达与主轴相位Pm是表达格式有时不同但对应的信号。
速度计算部112从主轴伺服控制机构20接收主轴反馈位置Ym，并输出根据主轴反馈位置Ym的每个期间的信号串而算出的表示主轴速度的信号。进而，第三坐标转换部将速度计算部112所算出的表示主轴速度的信号转换成控制部11中的内部表达即主轴速度V(主轴速度计算步骤)。速度计算部112所算出的表示主轴速度的信号与主轴速度V是表达格式有时不同但对应的信号。
提前角量计算部算出与主轴速度V相应的提前角量Pa(提前角量计算步骤)。在典型的情况中，提前角量Pa是将主轴速度V乘以比例系数K所得的值K·V。
从轴指令位置变动抑制部114根据主轴相位Pm与提前角量Pa来算出从轴指令相位Ps(预定从轴指令相位计算步骤以及从轴指令位置变动抑制步骤)。
从轴指令位置生成部115将从轴指令相位Ps转换成从轴指令位置u(从轴指令位置生成步骤)。从轴指令相位Ps与从轴指令位置u是表达格式有时不同但对应的信号。
第四坐标转换部119将控制部11中的内部表达即从轴指令位置u转换成与从轴伺服控制机构30相应的指令信号，并对从轴伺服控制机构30输出。从轴指令位置u与对从轴伺服控制机构30输出的指令信号是表达格式有时不同但对应的信号。
图2中表示了在特定的期间i内，从某功能块交接至其他功能块的信号。此处符号i为期间的索引(index)。
例如是下述情况：在期间i内，主轴指令位置生成部110输出主轴指令位置r(i)，主轴马达Mm输出主轴反馈位置Ym(i)，而且，在期间i内，从轴指令位置生成部115输出从轴指令位置u(i)，从轴马达Ms输出从轴反馈位置Ys(i)。
在期间i的下个期间i+1，各功能块分别输出期间i的下个时机的信号。
§3运行例
如上所述，对于从轴指令位置变动抑制部114，输入与主轴反馈位置Ym对应的信号即主轴相位Pm与用于对从轴的同步延迟进行补偿的提前角量Pa。这样，从轴指令位置变动抑制部114根据这些信号来算出从轴指令相位Ps。
图3是表示期间i内的从轴指令位置变动抑制部114的动作的流程图。
(步骤S1)
在步骤S1中，从轴指令位置变动抑制部114从相位计算部111获取主轴相位Pm(i)，并从提前角量计算部113获取提前角量Pa(i)。
(步骤S2)
接下来，在步骤S2中，从轴指令位置变动抑制部114算出主轴相位Pm(i)与提前角量Pa(i)之和即预定从轴指令相位Pst(i)(预定从轴指令相位计算步骤)。
(步骤S3)
接下来，在步骤S3中，从轴指令位置变动抑制部114判断主轴相位的变化的正负是否与之前的期间即期间i-1相同。即，判断主轴的动作方向是否固定。
此处，例如，从轴指令位置变动抑制部114只要判断相对于期间i-1的主轴相位的变化Pm(i-1)-Pm(i-2)的正负、与相对于期间i的主轴相位的变化Pm(i)-Pm(i-1)的正负是否相同即可。
或者，从轴指令位置变动抑制部114也可使用与主轴速度V成正比的量即提前角量Pa，来判断期间i-1的提前角量Pa(i-1)的正负与期间i的提前角量Pa(i)的正负是否相同。
若在步骤S3中判断为不相同(否)，则前进至步骤S6，若判断为相同(是)，则进行接下来的动作(步骤S4)。
(步骤S4)
在步骤S4中，从轴指令位置变动抑制部114关于从之前的期间的输出即从轴指令相位Ps(i-1)计起的预定从轴指令相位Pst(i)的变化(偏移)，判断是否满足正负与主轴相位的变化的正负不一致(条件1)且绝对值超过规定阈值d(条件2)这一条件。
所述正负是否与主轴相位的变化的正负不一致，具体而言，只要判断值Pst(i)-Ps(i-1)的正负与相对于期间i的主轴相位的变化Pm(i)-Pm(i-1)的正负是否不一致即可。
或者，也可判断值Pst(i)-Ps(i-1)的正负与提前角量Pa(i)的正负是否不一致。
所述绝对值是否超过规定阈值d，具体而言，只要判断是否满足不等式|Pst(i)-Ps(i-1)|＞d即可。
(步骤S5)
若在步骤S4中判断为满足条件(是)，则从步骤S4前进至步骤S5。在步骤S5中，从轴指令位置变动抑制部114输出之前的期间的从轴指令相位Ps(i-1)来作为从轴指令相位Ps(i)。
(步骤S6)
若在步骤S4中未判断为满足条件(否)，则从步骤S4前进至步骤S6。而且，若在步骤S3中未判断为满足条件(否)，则从步骤S3前进至步骤S6。在步骤S6中，从轴指令位置变动抑制部114输出预定从轴指令相位Pst(i)来作为从轴指令相位Ps(i)。
(步骤S7)
在继步骤S5或步骤S6之后的步骤S7中，从轴指令位置变动抑制部114存储期间i的主轴相位Pm(i)与所算出的从轴指令相位Ps(i)。另外，若在步骤S3中的判断中使用之前的期间的提前角量Pa，则也进一步存储提前角量Pa(i)。另外，尽管在图3的流程图中未示出，但也可在期间i+1以后的适当时机，擦除所存储的主轴相位Pm(i)与从轴指令相位Ps(i)。
从轴指令位置变动抑制部114在各期间的每个期间执行以上的一连串流程。
这样，从轴指令位置变动抑制部114通过步骤S3至步骤S6的动作流程，分情况来生成从轴指令相位Ps(i)(从轴指令位置变动抑制步骤)。
§4效果、作用
为了对本实施方式的同步控制系统1、同步控制装置10的效果、作用进行说明，首先示出比较例的同步控制系统9、同步控制装置90的结构。另外，为了便于说明，对于与所述实施方式中说明的构成元件具有相同功能的构成元件，附注相同的符号并不再重复其说明。
图8是表示比较例的同步控制系统9的控制逻辑的控制框图。与图2的同步控制系统1相比较，同步控制装置90的控制部91的从轴控制部91b的加法部914被替换为从轴指令位置变动抑制部114，其他则同样。
即，比较例的同步控制装置90中，与本实施方式的同步控制装置10的不同之处在于，将主轴相位Pm(i)加上作为修正量的提前角量Pa(i)所得的值始终为从轴指令相位Ps(i)。
图4是沿着时间经过来表示作为实施同步控制的结果例的主轴相位Pm以及从轴指令相位Ps的图表。图4(a)是利用本实施方式的同步控制装置10进行同步控制的结果，图4(b)是利用比较例的同步控制装置90进行同步控制的结果。在任一图表中，作为参考，均以虚线表示未进行提前角修正时的从轴指令相位。
图4的同步控制是给予如下所述的主轴指令位置r的示例，即，主轴以固定的速度朝正方向前进直至期间i＝6为止，在期间i＝6以后，以经减速的固定速度持续朝正方向前进。这样，对于主轴伺服控制机构20，给予始终朝正方向前进的主轴指令位置r，主轴相位Pm也同样地推移。
不论是图4(a)的同步控制装置10中，还是图4(b)的比较例的同步控制装置90中，与未进行以虚线所示的提前角修正的同步控制相比，均表示了从轴的同步延迟均得到抑制的情况。
图4(b)的比较例的同步控制装置90中，生成了当主轴的速度发生变化时使从轴朝负方向前进的、不自然的从轴指令相位Ps(从轴指令位置u)。另一方面，图4(a)的本实施方式的同步控制装置10中，未生成使从轴朝负方向前进的从轴指令相位Ps。
这样，根据本实施方式的同步控制装置10，尽管当主轴的速度发生变化时主轴始终朝正方向前进，但生成使从轴朝负方向前进的不自然的从轴指令位置u的情况得到抑制。即，在主轴的动作未反转的情况下，执行下述控制，即，除了从轴指令位置u的偏移成为规定以下(从轴指令相位的偏移为阈值以下)的情况以外，从轴指令位置u也不反转。
当如图4的示例那样，主轴的速度急遽减少时，提前角量Pa也急遽减少。因此，利用提前角量Pa对主轴相位Pm进行修正所得的值Pm+Pa的推移将与主轴的动作发生反转。比较例的同步控制装置90中，由于是基于值Pm+Pa来生成从轴指令相位Ps，因此会生成此种不自然的从轴指令相位Ps。
另一方面，本实施方式的同步控制装置10中，在期间i＝7内的图3的流程图的步骤S3中，判断为未进行主轴动作的反转，进而，在步骤S4的条件1中，值Pst(7)-Ps(6)的正负被判断为与主轴相位的变化的正负不一致。因此，作为从轴指令相位Ps(7)，维持提供先前的从轴指令相位Ps(6)的值，而非通过提前角量Pa(7)进行了修正的预定从轴指令相位Pst(7)。
即，从轴指令位置变动抑制部114在步骤S4的(1)中给予值Pm+Pa作为从轴指令相位Ps时，进行是否为给予与主轴的动作为反转的不自然的从轴指令位置u的状况的判断。
这样，在同步控制装置10中，当像这样判断时，在从轴指令位置变动抑制部114步骤S5中，将从轴指令相位Ps维持为先前的值而输出(棘轮(ratchet)动作)。
另外，若利用提前角量Pa来修正主轴相位Pm所得的值Pm+Pa的、从之前的从轴指令相位Ps计起的变化的大小比规定阈值d小，则不会触发此种棘轮动作，反而成为不会反映出修正值的控制，因而不佳。因此，从轴指令位置变动抑制部114还在步骤S4中配合条件2的判断来进行。
如上所述，根据本实施方式的同步控制系统1以及同步控制装置10，能够实现使从轴的同步驱动的精度进一步提高的同步控制，所述同步驱动既使用对从轴的同步延迟进行抑制的提前角修正技术，又抑制尽管主轴的动作未反转但使从轴进行反转动作的不自然的从轴指令位置的生成。
〔实施方式2〕
以下说明本发明的另一实施方式。另外，为了便于说明，对于与所述实施方式中说明的构成元件具有相同功能的构成元件，附注相同的符号并不再重复其说明。
实施方式2的同步控制系统以及同步控制装置中，图3的流程图中的步骤S5的动作不同，除此以外与实施方式1同样。实施方式2中，棘轮动作时的从轴指令相位Ps的维持并非使用之前的期间的从轴指令相位Ps(i-1)其自身，而是通过下述方式来进行，即，与主轴相位Pm的变化对应地对之前的期间的从轴指令相位Ps(i-1)进行修正，从而生成作为从轴指令相位Ps(i)。
更具体而言，在图3的流程图的步骤S5中，生成值Ps(i-1)+(Pm(i)-Pm(i-1))来作为从轴指令相位Ps(i)。
图5是实施同步控制的结果例。图5(a)是利用实施方式1的同步控制装置10进行同步控制的结果，图5(b)是利用实施方式2的同步控制装置进行同步控制的结果。
如图所示，在主轴的速度发生变化时的棘轮动作中，作为期间i＝7的从轴指令相位Ps(7)，在图5(a)的实施方式1的同步控制装置10中，维持之前的期间的从轴指令相位Ps(6)的值而输出。另一方面，在图5(b)的实施方式2的同步控制装置中，输出从之前的期间的从轴指令相位Ps6)根据主轴相位Pm的变化而进行了修正的值来作为从轴指令相位Ps(7)。
根据实施方式2的同步控制系统以及同步控制装置，能够实现如下所述的同步控制，即，既能抑制同步延迟，又能在主轴的动作伴随速度变化时，使从轴更自然地追随主轴的动作。
〔实施方式3〕
实施方式3的同步控制系统以及同步控制装置中，图3的流程图中的步骤S4的动作有所变更，除此以外与实施方式1同样。
作为第一例，步骤S4的条件2被变更为，主轴超过特定的值(阈值)而减速。更具体而言，可设为：关于规定的阈值d1，满足不等式|(Pa(i)-Pa(i-1))/(Pa(i-1)-Pa(i-2))|＞d1。
图6(a)是用于说明通过第一例来实施同步控制时的条件2的图。在从期间i＝8开始的主轴速度的减速像图表a1那样小的情况下，不满足条件2而前进至步骤S6，从而不进行棘轮动作。在像图表a2那样主轴速度的减速大的情况下，满足条件2而前进至步骤S5，从而实施棘轮动作。
在适用第一例的情况下，也与实施方式1的同步控制装置10的情况同样地发挥作用。
作为第二例，步骤S4的条件2被变更为，主轴连续规定期间超过特定的值(阈值)而减速。更具体而言，可设为：关于规定的阈值d1、期间宽度w，对于0＜j＜w的所有的j满足不等式|(Pa(i)-Pa(i-j))/(Pa(i-j)-Pa(i-j-1))|＞d1。
图6(b)是用于说明通过第二例来实施同步控制时的条件2的图。在从期间i＝8开始的主轴速度的减速像图表b1那样未持续规定期间，而是直接恢复为与原本的速度接近的速度的情况下，不满足条件2而前进至步骤S6，从而不进行棘轮动作。在像图表b2那样主轴速度的减速持续了规定期间的情况下，初次满足条件2而前进至步骤S5，从而实施棘轮动作。
在适用第二例的情况下，在因暂时性的信号变动(颤动(chattering))等而主轴反馈速度发生了变动的情况下，能够防止棘轮的过度工作。
而且，通过实施方式3，也能获得与实施方式1同样的效果。
〔实施方式4〕
图7是表示实施方式4的同步控制系统2的整体的机器结构的概略图。在同步控制系统2的同步控制装置50的控制部51中，除了实施方式1的控制部11的功能块以外，还设有机型信息获取部52、阈值信息获取部53的各功能块。
进而，同步控制系统2除了实施方式1中的同步控制系统1的结构以外，还包括模拟装置60。模拟装置60经由通信网络40来与同步控制装置50进行信息的收发。
模拟装置60包括模拟处理部61、接口62、记录部63、显示部64、选择部65、发送部66。
模拟处理部61对图2的框图所示的控制系统进行模拟。
接口62经由通信网络40来进行与其他装置间的通信。
记录部63保持有各种控制对象机器的型号、主轴伺服控制机构20或从轴伺服控制机构30的模型、针对各种控制对象机器的主轴控制部11a或从轴控制部11b的模型等的信息。
显示部64进行模拟结果等的各种信息的显示。
选择部65从关于各种控制对象机器的所述各种模型中选择用于同步控制系统2的模拟的模型。而且，从多个模拟结果中选择最佳的阈值d(或阈值d1)。
发送部66将信息通过接口62，来对同步控制装置50发送信息。
接下来，对同步控制系统2中的模拟装置60的利用方法进行说明。
当用户指示想要进行同步控制的主轴伺服控制机构20以及从轴伺服控制机构30的型号等时，选择部65从记录部63中提取与所选择的控制对象机器相应的各部的模型。并且，在模拟处理部61中，构建图2所示的框图所示的控制系统的模拟模型。
这样，能够在模拟装置60中自如地进行包括用户任意选择的主轴伺服控制机构20以及从轴伺服控制机构30的同步控制系统2的动作模拟。模拟处理部61对同步控制系统2沿着适当的运动控制程序等进行同步控制时的主轴反馈位置Ym、从轴反馈位置Ys进行模拟。模拟处理部61对同步控制系统2的动作的模拟结果被显示于显示部64，用户能够予以确认。
通过模拟装置60中的模拟，能够针对用户设为目标的作业选择适当的机器。而且，用户能够事先研究关于各种参数例如阈值d(或阈值d1)、期间宽度w、系数K等的适当的值。
而且，在模拟装置60中，关于阈值d(或阈值d1)，模拟处理部61自动对多个不同的阈值d(或阈值d1)执行模拟。这样，选择部65判断最适当的模拟结果，以提取其阈值d(或阈值d1)。
这样，在进行了机器的选择、或者由用户通过选择部65或自动进行了参数的决定后，模拟装置60的发送部66可将所提取的阈值d(或阈值d1)的信息、其他的各种参数的信息通过接口62而发送至同步控制装置10。
进而，模拟装置60也可将所选择的主轴控制部11a或从轴控制部11b的模型的信息发送至同步控制装置10。
实施方式4中，在同步控制装置50的控制部51中，除了实施方式1的控制部11的功能块以外，还至少设有阈值信息获取部53的功能块。而且，关于图7所示的机型信息获取部52，也可设于控制部51。
同步控制装置50的阈值信息获取部53通过接口12来接收从模拟装置60发送的阈值d(或阈值d1)的信息及其他信息。
进而，阈值信息获取部53对控制部51的至少从轴控制部11b设定在模拟装置60中所决定的阈值d(或阈值d1)。而且，阈值信息获取部53也可基于从模拟装置60接收的其他信息来设定控制部51。而且，阈值信息获取部53将这些信息适当保存到记录部13中。
这样，根据实施方式2，用户能够在关于机器的选择或参数的设定进行充分研究后构建同步控制系统，从而用户的便利性提高。
另外，模拟装置60在用户从选择部65中指示想要进行同步控制的主轴伺服控制机构20以及从轴伺服控制机构30的型号等时，也可通过国际互联网线路而从云服务器获取在此组合中适当的阈值d(或阈值d1)、其他各种参数的信息等。而且，还优选具有下述功能，即，将所获取的阈值d(或阈值d1)、其他各种参数的值作为推荐值而在显示部64中提示给用户。
〔实施方式5〕
实施方式4中，在模拟装置60所包括的记录部63中具有各种控制对象机器的型号、主轴控制部11a或从轴控制部11b的模型、主轴伺服控制机构20或从轴伺服控制机构30的模型、阈值d(或阈值d1)的信息。另一方面，在实施方式5中，同步控制装置50将这些信息保持在所述记录部13中。
因而，实施方式5的同步控制系统中，即使不包括模拟装置60，也能够对同步控制装置10的控制部11容易地设定与所选择的控制对象机器相应的控制逻辑。实施方式5的同步控制系统的结构是在图7所示的同步控制系统2中，也可未必包括模拟装置60者。
实施方式5中，在同步控制装置50的控制部51中，除了实施方式1的控制部11的功能块以外，还至少设有阈值信息获取部53的功能块。
实施方式5的同步控制装置10中，根据由通过终端等的用户操作而选择的从轴伺服控制机构30，而且，优选的是根据从轴伺服控制机构30与主轴伺服机构的组合，阈值信息获取部53将保持在记录部13中的阈值d(或者阈值d1)设定至从轴控制部11b。
而且，阈值信息获取部53也可基于由记录部13所保持的所述其他信息来进一步设定控制部51。
或者，作为变形例，也可在实施方式5的同步控制装置10的控制部51中，进一步设置机型信息获取部52的功能块。机型信息获取部52经由接口12，对通过通信网络而至少连接的从轴伺服控制机构30的型号进行识别。这样，也可根据所识别的从轴伺服控制机构30，阈值信息获取部53将从由记录部13所保持的阈值d(或阈值d1)信息中选择的阈值d(或阈值d1)设定至从轴控制部11b。
进而，也可根据机型信息获取部52所识别的主轴伺服控制机构20与从轴伺服控制机构30的组合，来设定控制部11中的控制逻辑。
进而，还优选实施方式5的同步控制装置10具有下述功能，即，阈值信息获取部53通过国际互联网线路而从云服务器获取在所选择的从轴伺服控制机构30、或主轴伺服控制机构20及从轴伺服控制机构30的组合中适当的各种参数，并设定至控制部11，或者作为推荐值而提示给用户。
〔借助软件的实现例〕
同步控制装置10的功能块(尤其是主轴指令位置生成部110、相位计算部111、速度计算部112、提前角量计算部113、从轴指令位置变动抑制部114、从轴指令位置生成部115、第一坐标转换部116、第二坐标转换部117、第三坐标转换部118、第四坐标转换部119、机型信息获取部52、阈值信息获取部53)既可通过形成于集成电路(IC(Integrated Circuit)芯片(chip))等上的逻辑电路(硬件)实现，也可通过软件来实现。
在后者的情况下，同步控制装置10包括执行实现各功能的软件即程序的命令的计算机。所述计算机例如包括一个以上的处理器(processor)，并且包括存储有所述程序的、计算机可读取的记录介质。并且，在所述计算机中，通过所述处理器从所述记录介质读取并执行所述程序，从而达成本发明的目的。作为所述处理器，例如可使用中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)。作为所述记录介质，可使用“并非临时的有形介质”，例如除了只读存储器(Read Only Memory，ROM)等以外，还可使用带(tape)、盘(disk)、卡(card)、半导体存储器、可编程的逻辑电路等。而且，还可更包括展开所述程序的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)等。而且，所述程序也可经由可传输此程序的任意传输介质(通信网络或广播波等)而提供给所述计算机。另外，本发明的一实施例也能以通过电子传输来将所述程序具现化的、被嵌入载波中的数据信号的形态来实现。
〔总结〕
本发明的一方面的同步控制装置包括：主轴控制部，对主轴伺服控制机构输出主轴指令位置；以及从轴控制部，接收所述主轴伺服控制机构中的主轴反馈位置，并对从轴伺服控制机构输出从轴指令位置，所述从轴控制部具有：相位计算部，基于所述主轴反馈位置来算出主轴相位；速度计算部，基于所述主轴反馈位置来算出主轴速度；提前角量计算部，算出与所述主轴速度相应的提前角量；以及从轴指令位置生成部，基于从轴指令相位来生成所述从轴指令位置，所述从轴控制部还具有从轴指令位置变动抑制部，所述从轴指令位置变动抑制部算出将所述主轴相位加上所述提前角量所得的预定从轴指令相位，在所述主轴速度的正负从之前的期间发生反转的情况下，生成所述预定从轴指令相位来作为所述从轴指令相位，在所述主轴速度的正负未从之前的期间发生反转的规定的情况下，生成从之前的期间内的所述从轴指令相位计起的偏移的正负未从所述主轴速度的正负发生反转的值来作为所述从轴指令相位。
根据所述结构，能够生成不违反主轴的动作方向的从轴指令位置，从而能够实现使从轴的同步驱动的精度提高的同步控制。
所述一方面的同步控制装置中，从所述之前的期间内的从轴指令相位计起的变化的方向未发生反转的值可为之前的期间内的所述从轴指令相位。
根据所述结构，能够具体定义用于生成不违反主轴的动作方向的从轴指令位置的值。
所述一方面的同步控制装置中，所述规定的情况可为之前的期间内的所述从轴指令相位与所述预定从轴指令相位的差异的大小超过规定阈值的情况。
根据所述结构，能够设定用于进一步提高所述控制的精度的参数(阈值)。
所述一方面的同步控制装置中，所述规定的情况可为所述主轴速度的大小的从之前的期间计起的减少幅度超过规定阈值的情况。
根据所述结构，能够设定用于进一步提高所述控制的精度的参数(阈值)。
所述一方面的同步控制装置中，也可还包括：记录部，存储与关于多种机型的所述从轴伺服控制机构相应的所述阈值的信息；以及阈值信息获取部，从存储于所述记录部的关于所述多种机型的阈值的信息中选择并获取所述阈值的信息。
根据所述结构，用户能够容易地进行与从轴伺服控制机构相应的同步控制装置的设定。
所述一方面的同步控制装置中，也可还包括：阈值信息获取部，经由通信网络来获取与所述从轴伺服控制机构相应的所述阈值的信息。
根据所述结构，用户能够容易地进行与从轴伺服控制机构相应的同步控制装置的设定。
所述一方面的同步控制装置中，也可具备下述结构，即，还包括：机型信息获取部，获取连接于所述同步控制装置的所述从轴伺服控制机构的机型信息，所述阈值信息获取部获取与由所述机型信息获取部所获取的机型信息对应的所述阈值信息。
根据所述结构，用户能够更容易地进行与从轴伺服控制机构相应的同步控制装置的设定。
本发明的一方面的模拟装置也可为连接于所述一方面的控制装置的模拟装置，所述模拟装置包括：模拟处理部，针对互不相同的多个所述阈值，通过模拟所述主轴控制部、所述从轴控制部、所述主轴伺服控制机构、所述从轴伺服控制机构的动作，从而执行相对于互不相同的多个所述阈值的、所述主轴伺服控制机构中的所述主轴反馈位置以及所述从轴伺服控制机构中的从轴反馈位置的模拟；选择部，根据所述模拟处理部对互不相同的多个所述阈值的多个模拟结果，来选择适当的所述阈值；以及发送部，将由所述选择部所选择的所述阈值的信息发送至所述同步控制装置。
根据所述结构，用户能够在构建同步控制系统之前先进行从轴伺服控制机构的选择及其参数的设定，而且，能够容易地进行与从轴伺服控制机构相应的同步控制装置的设定。
本发明的一方面的同步控制系统也可包括：所述一方面的同步控制装置；主轴伺服控制机构，连接于所述同步控制装置；以及从轴伺服控制机构，连接于所述同步控制装置。
根据所述结构，能够生成不违反主轴的动作方向的从轴指令位置，从而能够实现使从轴的同步驱动的精度提高的同步控制。
本发明的一方面的同步控制方法包括：主轴指令位置计算步骤，算出针对主轴伺服控制机构的主轴指令位置；主轴相位计算步骤，基于所述主轴伺服控制机构中的主轴反馈位置来算出主轴相位；主轴速度计算步骤，基于所述主轴反馈位置来算出主轴速度；提前角量计算步骤，算出与所述主轴速度相应的提前角量；从轴指令位置生成步骤，基于从轴指令相位来生成从轴指令位置；预定从轴指令相位计算步骤，算出将所述主轴相位加上所述提前角量所得的预定从轴指令相位；以及从轴指令位置变动抑制步骤，在所述主轴速度的正负从之前的期间发生反转的情况下，生成所述预定从轴指令相位来作为所述从轴指令相位，在所述主轴速度的正负未从之前的期间发生反转的规定的情况下，生成从之前的期间内的所述从轴指令相位计起的偏移的正负未从所述主轴速度的正负发生反转的值来作为所述从轴指令相位。
根据所述结构，能够生成不违反主轴的动作方向的从轴指令位置，从而能够实现使从轴的同步驱动的精度提高的同步控制。
本发明并不限定于所述的各实施方式，可在权利要求所示的范围内进行各种变更，将不同的实施方式中分别公开的技术部件适当组合而获得的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
符号的说明
1、2：同步控制系统
10、50：同步控制装置
11、51：控制部
11a：主轴控制部
11b：从轴控制部
110：主轴指令位置生成部
111：相位计算部
112：速度计算部
113：提前角量计算部
114：从轴指令位置变动抑制部
115：从轴指令位置生成部
116：第一坐标转换部
117：第二坐标转换部
118：第三坐标转换部
119：第四坐标转换部
52：机型信息获取部
53：阈值信息获取部
12：接口
13：记录部
20：主轴伺服控制机构
Cm：主轴马达控制部
Mm：主轴马达
30：从轴伺服控制机构
Cs：从轴马达控制部
Ms：从轴马达
40：通信网络
60：模拟装置
61：模拟处理部
62：接口
63：记录部
64：显示部
65：选择部
66：发送部
r：主轴指令位置
u：从轴指令位置
Ym：主轴反馈位置
Ys：从轴反馈位置
Pm：主轴相位
V：主轴速度
Pa：提前角量
Ps：从轴指令相位

Claims (10)

1.一种同步控制装置，包括：
主轴控制部，对主轴伺服控制机构输出主轴指令位置；以及
从轴控制部，接收所述主轴伺服控制机构中的主轴反馈位置，并对从轴伺服控制机构输出从轴指令位置，
所述从轴控制部具有：相位计算部，基于所述主轴反馈位置来算出主轴相位；速度计算部，基于所述主轴反馈位置来算出主轴速度；提前角量计算部，算出与所述主轴速度相应的提前角量；以及从轴指令位置生成部，基于从轴指令相位来生成所述从轴指令位置，
所述从轴控制部还具有从轴指令位置变动抑制部，所述从轴指令位置变动抑制部算出将所述主轴相位加上所述提前角量所得的预定从轴指令相位，在所述主轴速度的正负从之前的期间发生反转的情况下，生成所述预定从轴指令相位来作为所述从轴指令相位，在所述主轴速度的正负未从之前的期间发生反转的规定的情况下，生成从之前的期间内的所述从轴指令相位计起的偏移的正负未从所述主轴速度的正负发生反转的值来作为所述从轴指令相位。
2.根据权利要求1所述的同步控制装置，其中从所述之前的期间内的从轴指令相位计起的变化的方向未发生反转的值是之前的期间内的所述从轴指令相位。
3.根据权利要求1或2所述的同步控制装置，其中所述规定的情况是之前的期间内的所述从轴指令相位与所述预定从轴指令相位的差异的大小超过规定阈值的情况。
4.根据权利要求1或2所述的同步控制装置，其中所述规定的情况是所述主轴速度的大小的从之前的期间计起的减少幅度超过规定阈值的情况。
5.根据权利要求3或4所述的同步控制装置，还包括：
记录部，存储与关于多种机型的所述从轴伺服控制机构相应的所述阈值的信息；以及
阈值信息获取部，从存储于所述记录部的关于所述多种机型的阈值的信息中选择并获取所述阈值的信息。
6.根据权利要求3或4所述的同步控制装置，还包括：阈值信息获取部，经由通信网络来获取与所述从轴伺服控制机构相应的所述阈值的信息。
7.根据权利要求5或6所述的同步控制装置，还包括：
机型信息获取部，获取连接于所述同步控制装置的所述从轴伺服控制机构的机型信息，
所述阈值信息获取部获取与由所述机型信息获取部所获取的机型信息对应的所述阈值信息。
8.一种模拟装置，连接于权利要求3或4所述的同步控制装置，所述模拟装置包括：
模拟处理部，针对互不相同的多个所述阈值，通过模拟所述主轴控制部、所述从轴控制部、所述主轴伺服控制机构、所述从轴伺服控制机构的动作，从而执行相对于互不相同的多个所述阈值的、所述主轴伺服控制机构中的所述主轴反馈位置以及所述从轴伺服控制机构中的从轴反馈位置的模拟；
选择部，根据所述模拟处理部对互不相同的多个所述阈值的多个模拟结果，来选择适当的所述阈值；以及
发送部，将由所述选择部所选择的所述阈值的信息发送至所述同步控制装置。
9.一种同步控制系统，包括：
权利要求1至7中任一项所述的同步控制装置；
主轴伺服控制机构，连接于所述同步控制装置；以及
从轴伺服控制机构，连接于所述同步控制装置。
10.一种同步控制方法，包括：
主轴指令位置计算步骤，算出针对主轴伺服控制机构的主轴指令位置；
主轴相位计算步骤，基于所述主轴伺服控制机构中的主轴反馈位置来算出主轴相位；
主轴速度计算步骤，基于所述主轴反馈位置来算出主轴速度；
提前角量计算步骤，算出与所述主轴速度相应的提前角量；
从轴指令位置生成步骤，基于从轴指令相位来生成从轴指令位置；
预定从轴指令相位计算步骤，算出将所述主轴相位加上所述提前角量所得的预定从轴指令相位；以及
从轴指令位置变动抑制步骤，在所述主轴速度的正负从之前的期间发生反转的情况下，生成所述预定从轴指令相位来作为所述从轴指令相位，在所述主轴速度的正负未从之前的期间发生反转的规定的情况下，生成从之前的期间内的所述从轴指令相位计起的偏移的正负未从所述主轴速度的正负发生反转的值来作为所述从轴指令相位。
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