CN113168135A - 同步控制装置、同步控制系统、同步控制方法和模拟装置 - Google Patents

同步控制装置、同步控制系统、同步控制方法和模拟装置 Download PDF

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Abstract

同步控制装置(10)具备：主轴指令运算部(Cmm)，其根据时间序列的目标位置信息计算主轴指令位置；主轴模型部(Mm)，其将所述主轴指令位置、主轴反馈位置以及根据所述目标位置信息计算出的、规定时间后的预测主轴指令位置作为输入，根据主轴伺服控制机构(20)的动态特性模型，计算预测主轴反馈位置；以及从轴指令运算部(Cms)，其根据所述预测主轴反馈位置，计算从轴指令位置。通过该结构，能够实现从轴的同步驱动的精度提高的同步控制。

Description

同步控制装置、同步控制系统、同步控制方法和模拟装置
技术领域
本发明涉及进行同步控制的同步控制装置、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，为了使从轴与主轴同步地动作，对从轴伺服控制机构提供主轴的位置信息(主轴反馈位置)作为从轴指令位置。
进而，在专利文献1中公开了如下内容：为了补偿从轴的同步延迟，根据主轴控制系统的动态特性模型和输入输出值(主轴指令位置、主轴反馈位置)来计算主轴的未来位置预测值，并基于该未来位置预测值来运算从轴指令位置，由此提高同步驱动的精度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3551328号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在专利文献1的现有技术中，根据到当前为止的主轴指令位置、主轴反馈位置来计算主轴的未来位置预测值，因此主轴的未来位置预测值的精度未必良好。因此，对于主轴进行减速停止等伴随速度变化的动作的情况下的从轴的同步，要求进一步进行改善。
本发明的一个方面是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于实现进一步提高从轴的同步驱动的精度的同步控制。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式的同步控制装置的特征在于，具有：主轴指令运算部，其根据针对主轴伺服控制机构的时间序列的目标位置信息，计算针对所述主轴伺服控制机构的主轴指令位置；主轴模型部，其将所述主轴指令位置、所述主轴伺服控制机构中的主轴反馈位置、以及根据所述目标位置信息计算出的规定时间后的预测主轴指令位置作为输入，根据所述主轴伺服控制机构的动态特性模型，计算所述主轴伺服控制机构的预测主轴反馈位置；以及从轴指令运算部，其根据由所述主轴模型部计算出的所述主轴伺服控制机构的预测主轴反馈位置，计算针对从轴伺服控制机构的从轴指令位置。
根据上述结构，即使在主轴进行减速停止等伴随速度变化的动作的情况下，也能够提高从轴的同步精度。因此，能够实现提高了从轴的同步驱动的精度的同步控制。
所述同步控制装置也可以构成为还具备：记录部，其存储多个机型的伺服控制机构的动态特性模型的信息；以及动态特性模型信息取得部，其从存储于所述记录部的所述多个机型的伺服控制机构的动态特性模型的信息中选择并取得所述主轴伺服控制机构的动态特性模型的信息。
根据上述结构，对于各种伺服控制机构，使用上述同步控制装置适当地进行同步控制的设定变得容易。
所述同步控制装置也可以构成为还具备动态特性模型信息取得部，该动态特性模型信息取得部经由通信网络取得所述主轴伺服控制机构的动态特性模型的信息。
根据上述结构，对于各种伺服控制机构，使用上述同步控制装置适当地进行同步控制的设定变得容易。
所述同步控制装置也可以构成为还具备机型信息取得部，该机型信息取得部取得与所述同步控制装置连接的所述主轴伺服控制机构的机型信息，所述动态特性模型信息取得部取得与由所述机型信息取得部所取得的机型信息对应的动态特性模型信息。
根据上述结构，针对各种伺服控制机构，自动地进行用于使用上述同步控制装置适当地进行同步控制的设定，用户的便利性进一步提高。
所述同步控制装置也可以构成为还具备动态特性模型信息生成部，该动态特性模型信息生成部使与所述同步控制装置连接的所述主轴伺服控制机构动作，生成所述主轴伺服控制机构的动态特性模型。
根据上述结构，即使在与同步控制装置连接的主轴伺服控制机构的设定参数未知的情况下，用于使用同步控制装置适当地进行同步控制的设定也变得容易。
在所述同步控制装置中，也可以是，所述从轴伺服控制机构具有多个控制轴。并且，也可以构成为，所述同步控制装置还具备：切换部，其对所述主轴伺服控制机构与所述从轴伺服控制机构的同步控制和不进行该同步控制的非同步控制进行切换，在该同步控制中进行基于所述主轴指令运算部的处理、基于所述主轴模型部的处理、以及基于所述从轴指令运算部的处理；以及切换时指令运算部，其计算针对所述从轴伺服控制机构的所述从轴指令位置，使得在通过所述切换部而即将从所述非同步控制向所述同步控制切换之前的第一转移期间和/或刚刚从该同步控制切换为该非同步控制之后的第二转移期间，该从轴伺服控制机构所具有的所述多个控制轴中的至少一个控制轴的加速度连续地变化。
根据上述结构，在进行同步控制和非同步控制的切换时，在即将进入同步控制之前的非同步控制时的第一转移期间和/或同步控制刚被解除之后的非同步控制时的第二转移期间，以抑制从轴伺服控制机构的加速度的非连续的变化、即急剧的加加速度(jerk)的产生的方式进行伺服控制。其结果，能够适当地抑制切换时的从轴伺服控制机构的振动，能够圆滑地实现同步控制和非同步控制的转移。
另外，在所述同步控制装置中，也可以构成为，计算针对所述从轴伺服控制机构的所述从轴指令位置，使得在所述第一转移期间和/或所述第二转移期间中该从轴伺服控制机构所具有的所述多个控制轴的全部控制轴的加速度连续地变化。
根据上述结构，能够适当地抑制切换时的从轴伺服控制机构所具有的全部控制轴的振动，能够圆滑地实现同步控制和非同步控制的转移。
本发明的一个方式的模拟装置与上述任一项所述的同步控制装置连接，所述模拟装置的特征在于，具备：模拟处理部，其针对相互不同的多个所述规定时间，对所述主轴指令运算部、所述主轴模型部、所述从轴指令运算部、所述主轴伺服控制机构、所述从轴伺服控制机构的动作进行模拟，由此执行针对相互不同的多个所述规定时间的、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；显示部，其显示所述模拟处理部的针对相互不同的多个所述规定时间的多个模拟结果；受理部，其从用户处受理选择所述多个模拟结果中的任一个的输入；以及发送部，其将与由所述受理部受理的模拟结果对应的参数发送给所述同步控制装置。
根据上述结构，能够在所述同步控制装置中容易地进行用于适当地进行同步控制的设定。
本发明的一个方式所涉及的同步控制系统的特征在于，具备：上述任一个同步控制装置；主轴伺服控制机构，其与所述同步控制装置连接；以及从轴伺服控制机构，其与所述同步控制装置连接。
根据上述结构，即使在主轴进行减速停止等伴随着速度变化的动作的情况下，也能够提高从轴的同步精度。因此，能够实现提高了从轴的同步驱动的精度的同步控制。
本发明的一个方式的同步控制方法的特征在于，具有如下步骤：主轴指令运算步骤，根据针对主轴伺服控制机构的时间序列的目标位置信息，计算针对所述主轴伺服控制机构的主轴指令位置；主轴模型运算步骤，将所述主轴指令位置、所述主轴伺服控制机构中的主轴反馈位置、以及根据所述目标位置信息计算出的规定时间后的预测主轴指令位置作为输入，根据所述主轴伺服控制机构的动态特性模型，计算所述主轴伺服控制机构的预测主轴反馈位置；从轴指令运算步骤，根据通过所述主轴模型运算步骤计算出的所述主轴伺服控制机构的预测主轴反馈位置，计算针对从轴伺服控制机构的从轴指令位置。
根据上述结构，即使在主轴进行减速停止等伴随着速度变化的动作的情况下，也能够提高从轴的同步精度。因此，能够实现提高了从轴的同步驱动的精度的同步控制。
在所述同步控制方法中，也可以是，所述从轴伺服控制机构具有多个控制轴，并且，所述同步控制方法还具有如下步骤：对所述主轴伺服控制机构与所述从轴伺服控制机构的同步控制和不进行该同步控制的非同步控制进行切换，在该同步控制中进行基于所述主轴指令运算部的处理、基于所述主轴模型部的处理、以及基于所述从轴指令运算部的处理；以及计算针对所述从轴伺服控制机构的所述从轴指令位置，使得在通过所述切换部而即将从所述非同步控制向所述同步控制切换之前的第一转移期间和/或刚刚从该同步控制切换为该非同步控制之后的第二转移期间，该从轴伺服控制机构所具有的所述多个控制轴中的至少一个控制轴的加速度连续地变化。
根据上述结构，能够适当地抑制切换时的从轴伺服控制机构的振动，能够圆滑地实现同步控制和非同步控制的转移。
发明效果
根据本发明的同步控制装置、同步控制系统、同步控制方法以及模拟装置，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所涉及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所涉及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所涉及的同步控制系统的控制部的主轴指令运算部Cmm的动作的图。
图4的(a)～(c)是通过实施方式1所涉及的同步控制装置进行了同步控制的情况下的结果例，图4的(d)～(f)是通过比较例的同步控制装置进行了同步控制的情况下的结果例。图4的(a)和(d)是位置的曲线图，图4的(b)和(e)是速度的曲线图，图4的(c)和(f)是位置偏差的曲线图。
图5是表示本发明的实施方式2～5所涉及的同步控制系统以及同步控制装置的概略图。
图6是表示本发明的实施方式2～3所涉及的同步控制系统的模拟装置的控制部的功能的概略图。
图7是表示本发明的实施方式3所涉及的同步控制系统的模拟装置的显示部的画面例的图。
图8是表示比较例的同步控制装置的控制逻辑的控制框图。
图9是表示本发明的实施方式6所涉及的同步控制系统1以及同步控制装置的概略图。
图10是将图9所示的同步控制装置的功能图像化的功能框图。
图11是表示在图9所示的同步控制装置中按照控制周期执行的处理的流程的图。
图12是与由图9所示的同步控制装置执行的同步控制相关的第一流程图。
图13是与由图9所示的同步控制装置执行的同步控制有关的第二流程图。
图14是表示在图9所示的同步控制装置中从非同步控制切换为同步控制时的机器人的控制轴的加速度的推移的图。
具体实施方式
[实施方式1]
以下，基于图1～图3对本发明的一个方面所涉及的实施方式进行说明。
(同步控制系统1的设备结构)
图1是表示实施方式1所涉及的同步控制系统1的整体的设备结构的概略图。同步控制系统1具备实施方式1所涉及的同步控制装置10、主轴伺服控制机构20、从轴伺服控制机构30、以及对这些各装置间的通信进行中介的通信网络40。
在实施方式1中，以同步控制装置10进行主轴伺服控制机构20和从轴伺服控制机构30这2个控制对象设备的控制的例子进行说明，但同步控制装置10也可以进行更多的设备的控制。
同步控制装置10具有控制部11、接口12和记录部13。接口12经由通信网络40进行与其他装置间的通信。记录部13能够存储用于控制部11执行的动作控制程序等。另外，记录部13能够保持各种控制对象设备的动态特性模型。
进行同步控制的同步控制装置10具备控制部11，该控制部11使用主轴伺服控制机构20的主轴反馈位置ym等按每个周期计算从轴伺服控制机构30的从轴指令位置u。同步控制装置10按每个周期对从轴伺服控制机构30进行从轴指令位置u的发送，使从轴伺服控制机构30与主轴伺服控制机构20同步。
同步控制装置10例如是可编程逻辑控制器(PLC)。记录部13例如是半导体存储器、硬盘等磁存储器、其他记录介质。主轴伺服控制机构20和从轴伺服控制机构30例如是伺服控制工作台和机器人臂。更具体而言，作为需要同步控制的例子，列举用机械人臂抓持伺服控制工作台上的工件的动作。
(控制的结构)
图2是表示实施方式1的同步控制装置10对主轴伺服控制机构20及从轴伺服控制机构30进行控制时的控制逻辑的控制框图。
主轴伺服控制机构20具备伺服马达等主轴马达Pm(主轴)和进行主轴马达Pm的控制的主轴控制部Cm。主轴马达Pm例如具备编码器，由此输出作为主轴的位置信息的主轴反馈位置ym。主轴控制部Cm按照来自同步控制装置10的主轴指令位置r，进行使用了主轴反馈位置ym的主轴马达Pm的反馈控制。
从轴伺服控制机构30具备伺服马达等从轴马达Ps(从轴)和进行从轴马达Ps的控制的从轴控制部Cs。从轴马达Ps例如具备编码器，由此输出作为从轴的位置信息的从轴反馈位置ys。从轴控制部Cs按照来自同步控制装置10的从轴指令位置u，进行使用了从轴反馈位置ys的从轴马达Ps的反馈控制。
在同步控制装置10中，控制部11具备作为功能块的主轴指令运算部Cmm、主轴模型部Mm、从轴指令运算部Cms。换言之，控制部11例如通过执行保持在记录部13中的动作控制程序来实现这些各部的功能。主轴指令运算部Cmm计算出的主轴指令位置r被发送到主轴控制部Cm。主轴模型部Mm从主轴马达Pm接收主轴反馈位置ym。从轴指令运算部Cms计算出的从轴指令位置u被发送到从轴控制部Cs。
在图2中，示出了在特定的期间i中从某个块向其他块发送的值。例如，在期间i向主轴控制部Cm输入主轴指令位置r(i)，主轴马达Pm输出主轴反馈位置ym(i)。主轴控制部Cm基于依次输入的主轴指令位置r和主轴反馈位置ym来控制主轴马达Pm的动作。这是通常的反馈控制。
接着，基于图2～图3详细说明同步控制装置10的控制部11的内部结构和动作。
主轴指令运算部Cmm从存储在记录部13中的规定主轴等的动作的动作控制程序等中读出主轴目标位置，计算主轴指令位置r(主轴指令运算步骤)。
图3是用于说明该计算方法的曲线图。主轴指令运算部Cmm根据针对主轴伺服控制机构的时间序列的目标位置信息即主轴目标位置，推断每个单位期间的主轴目标位置，将其判断为每个期间的主轴指令位置r(i)、r(i+1)、r(i+2)…。
主轴指令运算部Cmm在期间i中，向主轴控制部Cm输出期间i的主轴指令位置r(i)，向主轴模型部Mm输出期间i+k的主轴指令位置r(i+k)(规定时间后的预测主轴指令位置)。在此，期间i+k是从期间i起的k单位期间后的将来的期间。
主轴模型部Mm具备参照主轴反馈位置ym根据主轴指令位置r估计主轴反馈位置的主轴伺服控制机构20的动态特性模型。
主轴模型部Mm在期间i中，根据从主轴指令运算部Cmm接收到的到期间i+k为止的主轴指令位置r和到期间i为止的主轴反馈位置ym，模拟到期间i+k为止的将来的主轴反馈位置即预测主轴反馈位置ym*(i+1)、ym*(i+2)…ym*(i+k)，并输出到从轴指令运算部Cms(主轴模型运算步骤)。
从轴指令运算部Cms根据到期间i为止的从轴指令位置u、从轴反馈位置ys和预测主轴反馈位置ym*(i+1)、ym*(i+2)…ym*(i+k)，运算期间i中的从轴指令位置u(i)，并输出到从轴控制部Cs(从轴指令运算步骤)。运算出的从轴指令位置u(i)成为根据主轴反馈位置ym(i)使用上述其他值调整后的值。
从轴指令运算部Cms能够构成为进行与后述的比较例(现有技术)的变换器和预见控制器的组合相同的运算处理，但也可以适当地应用其他公知的技术。
这样，提供给从轴指令运算部Cms的将来的主轴反馈位置的预测值是根据将来的主轴指令位置r通过主轴伺服控制机构20的动态特性模型而模拟出的值。在此，将来的主轴指令位置r是实际提供给主轴伺服控制机构20的正确的值。另外，主轴伺服控制机构20的动态特性模型能够通过公知的已确立的方法高精度地构建。因此，将来的主轴反馈位置的预测值的精度良好。因此，在实施方式1所涉及的同步控制装置10中，能够提高从轴的同步驱动的精度。
(比较例)
将通过图8所示的使用了专利文献1的现有技术的同步控制装置90进行同步控制的系统作为比较例进行说明。
在比较例的同步控制装置90中，在期间i中，预测器根据到期间i为止的主轴指令位置r和主轴反馈位置ym，计算预测主轴反馈位置ym*(i+1)、ym*(i+2)…ym*(i+k)。变换器以及预见控制器(与同步控制装置10的从轴指令运算部Cms对应)根据到期间i为止的从轴指令位置u、从轴反馈位置ys和预测主轴反馈位置ym*(i+1)、ym*(i+2)…ym*(i+k)，运算期间i中的从轴指令位置u(i)，并输出到从轴控制部Cs。
这样，在比较例的同步控制装置90中，提供给变换器以及预见控制器的预测主轴反馈位置ym*(i+1)、ym*(i+2)…ym*(i+k)是根据到当前为止的主轴指令位置r和主轴反馈位置ym计算出的。因此，与实施方式1的同步控制装置10相比，精度较差。因此，与同步控制装置10相比，从轴的同步驱动的精度变差。
图4是表示通过实施方式1所涉及的同步控制装置10以及比较例的同步控制装置90进行了同步控制的情况下的结果比较的一例的图。
同步控制装置10中的主轴指令位置r、主轴反馈位置ym、从轴反馈位置ys的推移的例子如图4的(a)所示，图4的(d)示出同步控制装置90中的同样的曲线图。
图4的(b)、(e)分别表示同步控制装置10、同步控制装置90中的主轴指令位置r、主轴反馈位置ym、从轴反馈位置ys的时间微分(速度)。如这些曲线图所示，本例是进行了使主轴加速之后减速的控制的情况下的例子。
图4的(c)、(f)分别表示同步控制装置10、同步控制装置90中的主从间的位置偏差ym-ys。
比较图4的(b)、(e)可知，当使用实施方式1所涉及的同步控制装置10时，主轴的速度的变化与从轴的速度的变化的定时更一致，更适当地进行了同步。另外，如图4的(f)所示，在现有技术的同步控制装置90中，从轴不仅相对于主轴延迟，有时还会超越主轴，追随不顺畅，与此相对，在实施方式1的同步控制装置10中，追随更顺畅。
在使主轴在一定方向上没有加减速或加减速小的状态下动作的情况下，通过比较例的同步控制装置90，也能够比较高精度地进行同步控制。然而，特别是在进行使主轴的动作减速而反转那样的动作的情况下，根据到当前为止的主轴指令位置r和主轴反馈位置ym计算出的将来的主轴反馈位置的预测值变得不正确，从轴位置的追随精度大幅下降。
另外，在实施方式1所涉及的同步控制装置10中，即使在这样的情况下，也能够考虑将来进行反转动作的情况来计算从轴指令位置u(i)，因此从轴位置的追随精度高。在同步控制装置10中，能够灵活地应对各种主轴的动作，提高同步控制的精度。
[实施方式2]
以下对本发明的其他实施方式进行说明。此外，为了便于说明，对具有与在上述实施方式中说明的构成要素相同的功能的构成要素标注相同的附图标号，不重复其说明。
图5是表示其他实施方式的同步控制系统2的整体的设备结构的概略图。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，还设置有机型信息取得部52、动态特性模型信息取得部53、动态特性模型信息生成部54的各功能块。
并且，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，还具备模拟装置60。模拟装置60经由通信网络40与同步控制装置10进行信息的收发。模拟装置60具备模拟处理部61、接口62、记录部63、显示部64、受理部65、发送部66。
模拟处理部61对图2的框线图所示的控制系统进行模拟。接口62经由通信网络40进行与其他装置间的通信。记录部63保持各种控制对象设备的动态特性模型。显示部64进行模拟结果等各种信息的显示。受理部65受理用户对模拟装置60的操作。发送部66将信息通过接口62对同步控制装置50发送。
基于表示模拟装置60的模拟处理部61的结构的图6，对模拟处理部61的动作进行说明。
模拟处理部61与同步控制装置10的控制部11同样地具备主轴指令运算部Cmm、主轴模型部Mm、从轴指令运算部Cms。进而，具有作为主轴伺服控制机构20及从轴伺服控制机构30的动作模型的主轴伺服控制机构模拟部Sm和从轴伺服控制机构模拟部Ss的各功能块。
主轴伺服控制机构模拟部Sm代替同步控制系统1中的现实的主轴伺服控制机构20而从主轴指令运算部Cmm接收主轴指令位置r，并将主轴反馈位置ym输出至主轴模型部Mm。
从轴伺服控制机构模拟部Ss代替同步控制系统1中的现实的从轴伺服控制机构30，自从轴指令运算部Cms接收从轴指令位置u，将从轴反馈位置ys输出到从轴指令运算部Cms。
通过这样的结构，模拟装置60的模拟处理部61能够进行图2所示的同步控制系统1的动作的模拟。
接着，对同步控制系统2中的模拟装置60的利用方法进行说明。
当用户从模拟装置60的受理部65选择要进行同步控制的主轴伺服控制机构20及从轴伺服控制机构30的型号等时，从记录部63提取与各控制对象设备对应的动态特性模型。于是，在模拟处理部61中，主轴伺服控制机构20的动态特性模型被设定给主轴伺服控制机构模拟部Sm和主轴模型部Mm。另外，从轴伺服控制机构30的动态特性模型被设定给从轴伺服控制机构模拟部Ss和从轴指令运算部Cms。
这样，在模拟装置60中能够自由地进行具备用户任意选择的主轴伺服控制机构20和从轴伺服控制机构30的同步控制系统的动作的模拟。模拟处理部61对同步控制系统1的动作的模拟结果显示于显示部64，用户能够进行确认。
通过模拟装置60中的模拟，能够选择适合于用户作为目的的作业的设备，并且能够事先研究关于要决定的各种参数、例如控制的单位期间、各设备间的通信周期、用于预测控制的预读时间(k单位期间)等的适当的值。
这样，在通过受理部65由用户进行了设备的选择、参数的决定之后，模拟装置60的发送部66能够通过接口62将主轴伺服控制机构20和从轴伺服控制机构30的动态特性模型、各参数发送到同步控制装置10。
在实施方式2中，在同步控制装置50的控制部51中，除了实施方式1所涉及的控制部11的功能块以外，还至少设置有动态特性模型信息取得部53的功能块。图5所示的机型信息取得部52、动态特性模型信息生成部54的各功能块也可以设置于控制部51。
同步控制装置10的动态特性模型信息取得部53通过接口12接收从模拟装置60发送的主轴伺服控制机构20和从轴伺服控制机构30的动态特性模型、各参数。
进而，动态特性模型信息取得部53将这些数据设定为在模拟装置60中决定有控制部11的主轴指令运算部Cmm、主轴模型部Mm、从轴指令运算部Cms的模型、参数。另外，动态特性模型信息取得部53将这些数据适当地保存于记录部13。
这样，根据实施方式2，用户能够在对设备的选择、参数的设定充分地进行了研究的基础上构建同步控制系统，用户的便利性提高。
此外，也可以是，当用户从受理部65选择要进行同步控制的主轴伺服控制机构20和从轴伺服控制机构30的型号等时，模拟装置60通过因特网线路从云服务器取得在该组合中适当的各种应决定的参数。此外，还优选具有将所取得的参数的值作为推荐值在显示部64中提示给用户的功能。
[实施方式3]
在实施方式3中，对用户能够容易地决定与根据在实施方式1中说明的期间决定的预读时间、即期间i+k与期间i的时间差有关的适当值的例子进行说明。
并非一定是预读时间越长，精度越提高，而是根据控制对象设备或其组合，预读时间存在最佳值。因此，如果用户能够容易地知道预读时间的适当值，则对于同步控制系统2的用户而言的便利性进一步提高。
实施方式3所涉及的同步控制系统2以及同步控制装置50的结构与实施方式2的情况相同。
在实施方式3中，模拟处理部61具有将变更了预读时间时的模拟结果一览表示在显示部64中的功能。图7是表示显示部64中的那样的显示画面的例子的图。将预读时间变更为3种的情况下的结果排列为3列，在各列中，在下方的曲线图中示出位置(主轴指令位置r、主轴反馈位置ym、从轴反馈位置ys)，在上方的曲线图中示出速度(主轴指令位置r、主轴反馈位置ym、从轴反馈位置ys的时间微分)。
在图7所示的情形下，在将预读时间设定为0.3(任意单位)时，主轴和从轴的速度变化的定时一致，是最适当的。通过目视图7那样的画面，用户能够容易地知道与本发明的同步控制装置有关的特征参数即预读时间的适当值。
这样，当用户从受理部例如选择0.3作为预读时间时，发送部66能够将其与通过设备的选择而采用的动态特性模型、其他参数一起发送到同步控制装置50。
[实施方式4]
在实施方式2中，模拟装置60在所具备的记录部63中具有各种控制对象设备的动态特性模型。另一方面，在实施方式4中，同步控制装置50将各种控制对象设备的动态特性模型保持在其记录部13中。因此，在实施方式4的同步控制系统中，即使不具备模拟装置60，也能够在同步控制装置10的控制部11中容易地设定与所选择的控制对象设备对应的控制逻辑。
实施方式4所涉及的同步控制系统的结构也可以是在图2所示的同步控制系统2中不一定具备模拟装置60。在实施方式4中，在同步控制装置50的控制部51中，除了实施方式1所涉及的控制部11的功能块以外，还至少设置有动态特性模型信息取得部53的功能块。
在实施方式4的同步控制装置10中，根据通过用户经由终端等的操作而选择的主轴伺服控制机构20及从轴伺服控制机构30，动态特性模型信息取得部53根据记录部13中保持的动态特性模型来设定图2所示的控制逻辑。
或者，作为变形例，在实施方式4的同步控制装置10的控制部51中还设置有机型信息取得部52的功能块。机型信息取得部52经由接口12通过通信网络识别所连接的主轴伺服控制机构20及从轴伺服控制机构30的型号。这样，也可以根据识别出的主轴伺服控制机构20和从轴伺服控制机构30，动态特性模型信息取得部53根据记录部13中保持的动态特性模型来设定图2所示的控制逻辑。
进而，实施方式4所涉及的同步控制装置10还优选具有如下功能：动态特性模型信息取得部53通过因特网线路从云服务器取得在所选择的主轴伺服控制机构20以及从轴伺服控制机构30的机型的组合中适当的各种应决定的参数，并在控制部11中进行设定或者作为推荐值提示给用户。
[实施方式5]
在实施方式4中，同步控制装置10在记录部13中具有各种控制对象设备的动态特性模型。然而，也存在控制对象设备未知的情况，在该情况下，控制逻辑的设定较麻烦。
实施方式5所涉及的同步控制系统的结构也可以是在图2所示的同步控制系统2中不一定具备模拟装置60。在实施方式5中，在同步控制装置50的控制部51中，除了实施方式1所涉及的控制部11的功能块以外，还至少设置有动态特性模型信息生成部54的功能块。
例如，在记录部13不具有主轴伺服控制机构20的动态特性模型的情况下等，实施方式5的同步控制装置10的动态特性模型信息生成部54能够向作为控制对象设备的主轴伺服控制机构20发送试验主轴指令位置。这样，使主轴伺服控制机构20实际进行动作，动态特性模型信息生成部54接收来自主轴伺服控制机构20的针对试验主轴指令位置的响应即主轴反馈位置。
动态特性模型信息生成部54通过分析控制对象设备对试验主轴指令位置的响应，能够构建控制对象设备的动态特性模型。对于不具有从轴伺服控制机构30的动态特性模型的情况也是同样的。所构建的动态特性模型能够保持于记录部13。
关于这样根据控制对象设备的输入输出来构建动态特性模型的方法，能够适当使用控制领域中的公知的方法。
实施方式5的同步控制装置10根据这样得到的控制对象设备的动态特性模型，在控制部11中设定图2所示的控制逻辑。
根据实施方式5的同步控制装置，即使在未保持有控制对象设备的动态特性模型的情况下，也能够简便地在控制部11中设定本发明的控制逻辑。
[实施方式6]
基于图9～图14对实施方式6所涉及的同步控制装置10进行说明。此外，对于与上述实施方式所示的结构实质上相同的结构，标注相同的附图标号并省略其详细的说明。图9是应用该同步控制装置10的控制系统1的概略结构图，图10是将形成于同步控制装置10的功能部图像化的图。
同步控制装置10相当于对各种设备、装置等控制对象(现场设备)进行控制的产业用控制器。同步控制装置10是执行后述的控制运算的一种计算机。对于同步控制装置10而言，机器人、伺服驱动器、马达成为控制对象。在本实施方式中，在机器人与伺服驱动器及马达之间进行同步控制，在该同步控制中，伺服驱动器及马达为主轴伺服控制机构，机器人为从轴伺服控制机构。因此，基于上述为止的实施方式，将伺服驱动器及马达的参照编号设为“20”，将机器人的参照编号设为“30”。伺服驱动器20按照来自同步控制装置10的输出数据(例如位置指令、速度指令等)来驱动马达20。另外，作为机器人30，能够例示并联机器人、SCARA(选择顺应性装配机器人臂)机器人、多关节机器人。如此，同步控制装置10是构成为能够统一地对机器人30、伺服驱动器20及马达20进行伺服控制的控制装置。
同步控制装置10经由通信网络40等在与1个或多个现场设备之间交换数据。同步控制装置10进行对在各种现场设备中收集或生成的数据(以下，也称为“输入数据”)进行收集的处理(输入处理)、生成针对现场设备的指令等数据(以下，也称为“输出数据”)的处理(运算处理)、将生成的输出数据向对象现场设备发送的处理(输出处理)等。
在此，通信网络40优选采用保证数据的到达时间的、进行固定周期通信的总线或网络。作为进行此种固定周期通信的总线或网络，已知有EtherCAT(注册商标)等。而且，经由通信网络40，在同步控制装置10与现场设备之间交换的数据以数100μsec量级至数10msec量级的极短的周期被更新。另外，此种交换的数据的更新处理也称为输入输出刷新处理。
在此，基于图10对同步控制装置10的结构进行说明。另外，图10所示的控制应用处理部130及IEC程序处理部140是形成在图1所示的控制部11内的功能部，IEC程序151及应用程序152是存储在图1所示的记录部13中的程序。具体而言，同步控制装置10是如上述那样执行规定的控制运算的一种计算机，具备该控制运算所需的处理器、存储器。该处理器是上述控制部11的一个方式，由CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、MPU(MicroProcessing Unit：微处理单元)、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理单元)等构成。作为处理器，可以采用具有多个核的结构，也可以配置多个该处理器。该存储器是上述记录部13的一个方式，例如由DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)、SRAM(Static Random Access Memory：静态随机存取存储器)等易失性存储装置、HDD(HardDisk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)等非易失性存储装置等构成。而且，处理器通过读出并执行存储在存储器中的各种程序，实现与控制对象相应的控制及后述的各种处理。在存储器中，除了用于实现基本功能的系统程序以外，还保存有根据控制对象的制造装置或设备而制作的用户程序(IEC程序151及应用程序152)。
另外，本申请中的IEC程序151是指每次执行时整体被扫描、每次执行时运算1个或多个指令值的程序，典型地说包含由按照国际电工标准会议(InternationalElectrotechnical Commission：IEC)所规定的国际标准IEC61131-3记述的1个或多个命令构成的程序。IEC程序151中包含顺序控制及动作控制的命令。此种IEC程序151对应于在每个控制周期执行(扫描)所有程序的执行形式，适合于要求即时性及高速性的控制。另一方面，本申请中的应用程序152是用于使用机器人进行特定的加工或动作的控制程序，包含由用于实现基于机器人的控制应用的1个或多个命令构成的程序，基本上区别于IEC程序151。作为一例，与机器人控制相关的应用程序152采用使用机器人语言来记述且逐次执行1行的解释器方式。
而且，如图10所示，同步控制装置10具有IEC程序处理部140、接口12及控制应用处理部130。接口12对IEC程序处理部140及控制应用处理部130与经由通信网络40而连接的现场设备之间的数据交换进行中介。
IEC程序处理部140在每个预定的控制周期执行(扫描)IEC程序151来运算1个或多个指令值。即，IEC程序处理部140按照IEC程序151，在每个控制周期运算指令值。另外，在本申请中，为了对包含马达20而构成的规定装置进行伺服控制，而执行IEC程序151。而且，动作处理部142提供根据IEC程序151中所含的动作命令按每个控制周期运算指令值的功能。即，IEC程序151中所包含的动作命令包含指示跨多个控制周期的行为的命令(例如，用于使由马达20构成的规定装置的输出描绘某种轨道的命令)。当执行这样的动作命令时，动作处理部142按照所执行的动作命令的指示内容，按每个控制周期运算指令值。即，动作处理部142通过对上述的规定装置按每个控制周期输出指令值，实现由动作命令指示的行为。
接着，控制应用处理部130基于应用程序152等，运算用于对控制应用进行控制的指令值。此外，在本申请中，为了对机器人30进行伺服控制，由控制应用处理部130执行应用程序152。控制应用处理部130也可与IEC程序处理部140的指令值的运算及输出同步地运算及输出用于控制应用的指令值，或者也可不与IEC程序处理部140的指令值的运算及输出同步地运算及输出用于控制应用的指令值。即，控制应用处理部130与IEC程序处理部140的运算处理同步或非同步地执行指令值的运算处理。此外，关于该IEC程序处理部140与控制应用处理部130的同步处理，将于后面叙述。
解释器134逐次对应用程序152的至少一部分进行解释而生成中间代码，并且具有存储所生成的中间代码的缓存133。本申请中的中间代码是包含用于在每个控制周期运算指令值的命令的概念，也可以包含1个或多个命令、或者1个或多个函数。然后，动作处理部132按照解释器134事先生成并存储在缓存133中的中间代码，在每个控制周期运算指令值。一般而言，由于应用程序152中记述的命令(代码)被逐次执行，因此无法保证指令值的运算周期，但在本申请公开中，通过这样利用中间代码，动作处理部132能够在每个控制周期运算指令值。在中间代码所记述的命令中也可以使用与各控制应用相应的坐标系。
而且，为了在IEC程序处理部140与控制应用处理部130之间共享数据，设置有公共存储器131。在本申请公开中，控制应用处理部130的处理结果的一部分或全部存储在公共存储器131中，IEC程序处理部140能够参照控制应用处理部130的公共存储器131中存储的数据。另外，也可从IEC程序处理部140向控制应用处理部130的公共存储器131写入数据，如此从IEC程序处理部140写入的数据可由解释器134及动作处理部132参照。
＜程序的同步执行＞
在同步控制装置10中，实现用于对马达20进行伺服控制的IEC程序151与用于对机器人30进行伺服控制的应用程序152的同步执行。此外，该同步控制也能够根据控制的需要适当地设为非执行状态，将该情况下的马达20、机器人30的伺服控制也称为非同步控制。在同步控制中，控制应用处理部130的解释器134以比控制周期长的周期、例如控制周期的2倍的周期逐次执行应用程序152。其中，IEC程序处理部140的动作处理部142及控制应用处理部130的动作处理部132均以相同的控制周期运算指令值。因此，来自同步控制装置10的指令值的输出均以预定的控制周期同步地进行。如此，IEC程序处理部140及控制应用处理部130分别具有用于连续地控制致动器的动作的动作处理部，这些动作处理部同步地运算指令值，由此能够与控制周期同步地执行依据IEC程序151的控制及依据应用程序152的控制这两者，由此实现以控制周期为单位的精密控制。
此外，在马达20与机器人30成为非同步控制的情况下，在不同步的状态下执行从同步控制装置10向马达20的指令值的输出和从同步控制装置10向机器人30的指令值的输出。
此处，基于图11对同步控制时的同步控制装置10中的IEC程序151及应用程序152的执行定时的详细情况进行说明。图11是表示同步控制装置10中的程序的执行定时的一例的图。此外，在同步控制装置10中，考虑处理器的资源，设定有优先级高的高优先级任务(图11中的上段的处理)和优先级低的低优先级任务(图11中的下段的处理)。具体而言，接口12、IEC程序处理部140及其动作处理部142的执行、以及控制应用处理部130的动作处理部132的执行被设定为高优先级任务，控制应用处理部130的解释器134的执行被设定为低优先级任务。
即，与接口12关联的输入输出刷新处理B60、IEC程序151的执行处理B40、按照IEC程序151由动作处理部142进行的指令值的运算处理B42、按照应用程序152由动作处理部132进行的指令值的运算处理B32作为高优先级任务而执行。另一方面，逐次解释应用程序152的处理B34作为低优先级任务来执行。
在此，高优先级任务按每个预定的控制周期T1反复执行。低优先级任务每当在各控制周期内不执行高优先级任务的期间执行。即，对每个控制周期分配高优先级任务的执行时间，在高优先级任务的执行时间以外的时间执行低优先级任务。
首先，对高优先级任务进行说明，若各控制周期到来，则在执行输入输出刷新处理B60后，通过IEC程序处理部140执行(扫描)IEC程序151的整体，运算关于顺序控制的1个或多个指令值(执行处理B40)。并且，通过动作处理部142执行与IEC程序151中所含的动作命令相关的动作处理，运算关于动作命令的1个或多个指令值(执行处理B42)。在该执行处理B42中包含上述的主轴指令运算部Cmm的运算处理。
进而，通过控制应用处理部130的动作处理部132，按照保存在缓存133中的中间代码来准备机器人30的控制用的动作指令(执行处理B32)。在该执行处理B32中包含上述的主轴模型部Mm的运算处理和从轴指令运算部Cms的运算处理。以下，在每个控制周期重复同样的处理。此外，动作处理部132从缓存133读出中间代码的定时也可以不是各控制周期。这是因为，在所读出的中间代码包含能够在多个控制周期T1中运算指令值的命令的情况下，能够在该多个控制周期T1中进行一次中间代码的读出。
这样，当某个控制周期中的高优先级任务的执行完成时，准备关于马达20的伺服控制的指令值和关于机器人30的伺服控制的指令值的集合(set)。这些指令值基本上在下一个控制周期到来时反映到现场侧。即，IEC程序处理部140及控制应用处理部130以同一控制周期运算与输入数据相应的指令值，因此能够同步地输出该指令值。
另一方面，对于低优先级任务，控制应用处理部130的解释器134逐次执行应用程序152。即，解释器134以低优先级执行应用程序152的读取及分析。关于解释器134对应用程序152进行分析处理而生成的中间代码，在考虑缓存133的容量的情况下逐次存储在缓存133中。存储在缓存133中的中间代码被控制应用处理部130的动作处理部132依次参照，用于运算处理B32中的指令值的生成。此时，通过由解释器134事先多余地生成高优先级任务的运算周期即控制周期的整数倍的量的中间代码，由此可不对动作处理部132的处理造成影响，而在每个控制周期运算针对控制应用的指令值。
另外，解释器134在预定的控制应用同步周期(控制周期的整数倍)到来之前，暂时停止应用程序152的解释。在所述暂时停止的时机，在IEC程序处理部140与控制应用处理部130之间进行数据同步，由此对两者共享具有匹配性的数据。如此，解释器134在每个同步周期更新与IEC程序处理部140之间共享的数据。也可以与共享数据的更新一起，对从现场侧取得的输入数据以及输出数据也进行更新(数据同步)。由此，在控制应用处理部130侧，也能够利用IEC程序处理部140所获取的数据来控制机器人30。控制应用同步周期只要设定为控制周期的整数倍，则可以是任意的长度，根据控制应用所要求的控制的精度等来适当设定。
接下来，基于图12以及图13，对将马达20作为主轴伺服控制设备并将机器人30作为从轴伺服控制设备的、由同步控制装置10进行的同步控制中的处理的流程进行说明。图12是与上述高优先级任务的处理相关的流程图，图13是与上述低优先级任务的处理相关的流程图。
首先，对高优先级任务的处理流程进行说明。当控制周期T1到来时，接口12执行输入输出刷新处理(S101的处理)。由此，将在前一个控制周期T1中运算出的指令值(基于B40、B42、B32等的指令值)向马达20以及机器人30输出，并且获取来自它们的输入数据。接着，在S102中，判定本次的控制周期是否与数据同步的定时一致。在此，若判定为肯定，则在IEC程序处理部140与控制应用处理部130之间执行数据同步(S103的处理)。另外，若在S102中作出否定判定，则处理进入S104。
接着，在S104中进行上述的执行处理B40，接着在S105中进行上述的执行处理B42。这些处理是与马达20的伺服控制相关的处理。之后，在S106中，进行与机器人30的伺服控制相关的执行处理B32。
通过图12所示的高优先级任务的一系列处理而运算、准备的指令值在下一个控制周期T1到来时向现场输出。然后，在该一系列的处理结束后且到下一个控制周期T1到来为止的期间，执行图13所示的低优先级任务。
基于图13，对低优先级任务的处理流程进行说明。低优先级任务涉及解释器134对应用程序152的解释处理。首先，在步骤S301中，控制应用处理部130判定在缓存133中是否残留有中间代码。进行该判定是为了不进行超过缓存133的容量的中间代码的生成。如果在S301中作出肯定判定，则低优先级任务结束，如果作出否定判定，则处理进入S302。在步骤S302中，解释器134读入应用程序152的一部分。例如，读入构成应用程序152的代码的一行。然后，在步骤S303中，解释由解释器134读入的代码而生成中间代码。在S304中，将所生成的中间代码存储在缓存133中。此外，关于S302～S304的处理，在不存在作为执行对象的应用程序的情况下不进行这些处理，作为结果，在缓存133中不保存中间代码。具有这样的一系列处理的低优先级任务在对自身分配了程序的执行时间的期间内重复进行。
通过进行图12、图13所示的一系列处理，在同步控制装置10中，在图11所示的执行定时执行IEC程序151及应用程序152，由此能够对马达20与机器人30进行同步控制。在此，返回图9，提及从未进行马达20与机器人30的同步控制的状态、即从非同步控制的状态向进行该同步控制的状态的切换。此外，从该非同步控制向同步控制的切换由在控制部11(参照图1)中形成的切换部执行。该切换部基于对马达20及机器人30赋予的控制程序、即IEC程序151与应用程序152内所包含的与同步控制的执行或其解除相关的指令，实现从非同步控制向同步控制的切换或从同步控制向非同步控制的切换。
在图9中，在由马达20控制的现场设备的输出点(以下，简称为“马达20的输出点”)处于位置MP1、机器人30的输出点处于位置SP1时，两者处于非同步控制状态。在图9中示出如下情形：从这样的状态起，当马达20的输出点沿着轨迹ML1到达位置MP2、且机器人30的输出点沿着轨迹SL1到达位置SP2时，开始两者的同步控制，在进行了该同步控制的状态下，马达20的输出点沿着轨迹ML2、且机器人30的输出点沿着与轨迹ML2平行的轨迹SL2。即，使在非控制状态下各个输出点分离的马达20和机器人30的各输出点接近位置MP2和位置SP2而执行两者的同步控制。因此，切换部的切换处理在马达20和机器人30各自的输出点到达位置MP2和位置SP2时开始。
在这样的情况下，在切换部进行切换处理时，控制方式从非同步控制切换为同步控制，因此在作为从轴伺服控制设备的机器人30中容易产生振动。若产生振动，则基于上述的主轴指令运算部Cmm、主轴模型部Mm、从轴指令运算部Cms的运算处理的同步控制中的追随精度的改善效果有可能降低。因此，优选在即将通过切换部从非同步控制切换到同步控制之前的非同步控制时的第一转移期间，通过同步控制装置10所具有的切换时指令运算部运算机器人30的指令位置，使得作为从轴伺服控制设备的机器人30的各控制轴的加速度(在本申请中，在加速度的概念中也包含减速度)连续地变化。切换时指令运算部是形成于控制部11(参照图1)的功能部，基于图14对切换时指令运算部的处理进行说明。
图14表示机器人30的各控制轴(在本实施方式中为X轴、Y轴、Z轴)上的加速度的时间推移。图14所示的时刻T2是马达20与机器人30的同步控制开始的时刻，即，在图9中马达20与机器人30各自的输出点到达位置MP2与位置SP2的时刻。然后，在该时刻T2之前的第一转移期间即时刻T1～T2的期间，切换时指令运算部运算各控制轴的指令位置，以使机器人30的各控制轴的加速度如图14所示那样连续变化。通过这样运算机器人30的各控制轴的指令位置，机器人30能够在从非同步控制切换为同步控制的定时适当且顺畅地实现各控制轴向同步控制的转移，因此，能够有效地抑制机器人30的输出点的振动。这对于避免同步控制中的追随精度的降低是有效的。
在上述实施方式中，提及了从非同步控制向同步控制切换时的振动抑制，但在从同步控制向非同步控制切换时，也同样地，切换时指令运算部运算机器人30的各控制轴的指令位置，由此能够抑制机器人30的输出点的振动。即，在马达20与机器人30的同步控制结束的时刻、即刚刚从同步控制切换为非同步控制的时刻之后的非同步控制时的第二转移期间，切换时指令运算部以使机器人30的各控制轴的加速度连续变化的方式运算各控制轴的指令位置即可。
另外，关于第一转移期间、第二转移期间的长度，只要能够实现所指示的同步控制，则适当设定适于抑制机器人30的输出点的振动的期间即可。另外，由切换时指令运算部进行的指令位置的运算不一定需要在机器人30的所有控制轴中进行。只要抑制机器人30的输出点的振动，也可以在机器人30的控制轴的一部分中，进行切换时指令运算部的指令位置的运算。
(通过软件实现的示例)
同步控制装置10的功能块(尤其是主轴指令运算部Cmm、主轴模型部Mm、从轴指令运算部Cms、机型信息取得部52、动态特性模型信息取得部53、动态特性模型信息生成部54、IEC程序处理部140、控制应用处理部130)或模拟装置60的功能块(尤其是模拟处理部61的功能块)既可通过形成于集成电路(IC芯片)等的逻辑电路(硬件)来实现，也可通过软件来实现。
本发明并不限定于上述的各实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更，将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
＜附记1＞
一种同步控制装置，其具备：
主轴指令运算部(Cmm)，其根据针对主轴伺服控制机构(20)的时间序列的目标位置信息，计算针对所述主轴伺服控制机构(20)的主轴指令位置；
主轴模型部(Mm)，其将所述主轴指令位置、所述主轴伺服控制机构(20)中的主轴反馈位置、以及根据所述目标位置信息而计算出的规定时间后的预测主轴指令位置作为输入，通过所述主轴伺服控制机构(20)的动态特性模型来计算所述主轴伺服控制机构(20)的预测主轴反馈位置；以及
从轴指令运算部(Cms)，其根据由所述主轴模型部(Mm)计算出的所述主轴伺服控制机构(20)的预测主轴反馈位置，计算针对从轴伺服控制机构(30)的从轴指令位置。
＜附记2＞
一种同步控制方法，其具有如下步骤：
主轴指令运算步骤，根据针对主轴伺服控制机构(20)的时间序列的目标位置信息，计算针对所述主轴伺服控制机构(20)的主轴指令位置；
主轴模型运算步骤，将所述主轴指令位置、所述主轴伺服控制机构(20)中的主轴反馈位置、以及根据所述目标位置信息而计算出的规定时间后的预测主轴指令位置作为输入，根据所述主轴伺服控制机构(20)的动态特性模型，计算所述主轴伺服控制机构(20)的预测主轴反馈位置；以及
从轴指令运算步骤，根据通过所述主轴模型运算步骤计算出的所述主轴伺服控制机构(20)的预测主轴反馈位置，计算针对从轴伺服控制机构(30)的从轴指令位置。
标号说明
1、2：同步控制系统；10、50：同步控制装置；11、51：控制部；52：机型信息取得部；53：动态特性模型信息取得部；54：动态特性模型信息生成部；12：接口；13：记录部；20：主轴伺服控制机构(马达)；30：从轴伺服控制机构(机器人)；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：受理部；66：发送部；130：控制应用处理部；140：IEC程序处理部；151：IEC程序；152：应用程序；Cmm：主轴指令运算部；Cms：从轴指令运算部；Mm：主轴模型部；Cm：主轴控制部；Pm：主轴马达(主轴)；Cs：从轴控制部；Ps：从轴马达(从轴)；Sm：主轴伺服控制机构模拟部；Ss：从轴伺服控制机构模拟部。

Claims (11)

1.一种同步控制装置，其具备：
主轴指令运算部，其根据针对主轴伺服控制机构的时间序列的目标位置信息，计算针对所述主轴伺服控制机构的主轴指令位置；
主轴模型部，其将所述主轴指令位置、所述主轴伺服控制机构中的主轴反馈位置、以及根据所述目标位置信息计算出的规定时间后的预测主轴指令位置作为输入，根据所述主轴伺服控制机构的动态特性模型，计算所述主轴伺服控制机构的预测主轴反馈位置；以及
从轴指令运算部，其根据由所述主轴模型部计算出的所述主轴伺服控制机构的预测主轴反馈位置，计算针对从轴伺服控制机构的从轴指令位置。
2.根据权利要求1所述的同步控制装置，其中，
所述同步控制装置还具备：
记录部，其存储多个机型的伺服控制机构的动态特性模型的信息；以及
动态特性模型信息取得部，其从存储于所述记录部的所述多个机型的伺服控制机构的动态特性模型的信息中选择并取得所述主轴伺服控制机构的动态特性模型的信息。
3.根据权利要求1所述的同步控制装置，其中，
所述同步控制装置还具备动态特性模型信息取得部，该动态特性模型信息取得部经由通信网络取得所述主轴伺服控制机构的动态特性模型的信息。
4.根据权利要求2或3所述的同步控制装置，其中，
所述同步控制装置还具备机型信息取得部，该机型信息取得部取得与所述同步控制装置连接的所述主轴伺服控制机构的机型信息，
所述动态特性模型信息取得部取得与由所述机型信息取得部所取得的机型信息对应的动态特性模型信息。
5.根据权利要求1所述的同步控制装置，其中，
所述同步控制装置还具备动态特性模型信息生成部，该动态特性模型信息生成部使与所述同步控制装置连接的所述主轴伺服控制机构动作，生成所述主轴伺服控制机构的动态特性模型。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的同步控制装置，其中，
所述从轴伺服控制机构具有多个控制轴，
所述同步控制装置还具备：
切换部，其对所述主轴伺服控制机构与所述从轴伺服控制机构的同步控制和不进行该同步控制的非同步控制进行切换，在该同步控制中进行基于所述主轴指令运算部的处理、基于所述主轴模型部的处理、以及基于所述从轴指令运算部的处理；以及
切换时指令运算部，其计算针对所述从轴伺服控制机构的所述从轴指令位置，使得在通过所述切换部而即将从所述非同步控制向所述同步控制切换之前的第一转移期间和/或刚刚从该同步控制切换为该非同步控制之后的第二转移期间，该从轴伺服控制机构所具有的所述多个控制轴中的至少一个控制轴的加速度连续地变化。
7.根据权利要求6所述的同步控制装置，其中，
所述切换时指令运算部计算针对所述从轴伺服控制机构的所述从轴指令位置，使得在所述第一转移期间和/或所述第二转移期间，该从轴伺服控制机构所具有的所述多个控制轴中的全部控制轴的加速度连续地变化。
8.一种模拟装置，其与权利要求1～7中的任一项所述的同步控制装置连接，所述模拟装置具备：
模拟处理部，其针对相互不同的多个所述规定时间，对所述主轴指令运算部、所述主轴模型部、所述从轴指令运算部、所述主轴伺服控制机构、所述从轴伺服控制机构的动作进行模拟，由此执行针对相互不同的多个所述规定时间的、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；
显示部，其显示所述模拟处理部针对相互不同的多个所述规定时间的多个模拟结果；
受理部，其从用户处受理选择所述多个模拟结果中的任意模拟结果的输入；以及
发送部，其将与由所述受理部受理的模拟结果对应的参数发送给所述同步控制装置。
9.一种同步控制系统，其具备：
权利要求1～7中的任一项所述的同步控制装置；
与所述同步控制装置连接的主轴伺服控制机构；以及
与所述同步控制装置连接的从轴伺服控制机构。
10.一种同步控制方法，其具有如下步骤：
主轴指令运算步骤，根据针对主轴伺服控制机构的时间序列的目标位置信息，计算针对所述主轴伺服控制机构的主轴指令位置；
主轴模型运算步骤，将所述主轴指令位置、所述主轴伺服控制机构中的主轴反馈位置、以及根据所述目标位置信息计算出的规定时间后的预测主轴指令位置作为输入，根据所述主轴伺服控制机构的动态特性模型，计算所述主轴伺服控制机构的预测主轴反馈位置；
从轴指令运算步骤，根据通过所述主轴模型运算步骤计算出的所述主轴伺服控制机构的预测主轴反馈位置，计算针对从轴伺服控制机构的从轴指令位置。
11.根据权利要求10所述的同步控制方法，其中，
所述从轴伺服控制机构具有多个控制轴，
所述同步控制方法还具有如下步骤：
对所述主轴伺服控制机构与所述从轴伺服控制机构的同步控制和不进行该同步控制的非同步控制进行切换，在该同步控制中进行基于所述主轴指令运算部的处理、基于所述主轴模型部的处理、以及基于所述从轴指令运算部的处理；以及
计算针对所述从轴伺服控制机构的所述从轴指令位置，使得在通过所述切换部而即将从所述非同步控制向所述同步控制切换之前的第一转移期间和/或刚刚从该同步控制切换为该非同步控制之后的第二转移期间，该从轴伺服控制机构所具有的所述多个控制轴中的至少一个控制轴的加速度连续地变化。
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