CN113852321B - 指令生成装置、指令生成方法 - Google Patents

指令生成装置、指令生成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113852321B
CN113852321B CN202110692602.8A CN202110692602A CN113852321B CN 113852321 B CN113852321 B CN 113852321B CN 202110692602 A CN202110692602 A CN 202110692602A CN 113852321 B CN113852321 B CN 113852321B
Authority
CN
China
Prior art keywords
instruction
delay time
intermediate data
command
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110692602.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113852321A (zh
Inventor
广濑健一
铃木泰宏
丹代笃郎
横井贤士郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Publication of CN113852321A publication Critical patent/CN113852321A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113852321B publication Critical patent/CN113852321B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-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 programme data in numerical form
    • G05B19/41—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 programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
    • G05B19/4103—Digital interpolation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P8/00—Arrangements for controlling dynamo-electric motors rotating step by step
    • H02P8/32—Reducing overshoot or oscillation, e.g. damping
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • 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—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-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 programme data in numerical form
    • G05B19/19—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 programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/21—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 programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
    • G05B19/25—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 programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control
    • G05B19/251—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 programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
    • G05B19/253—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 programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude with speed feedback only
    • 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—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-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 programme data in numerical form
    • G05B19/414—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
    • G05B19/4141—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller characterised by a controller or microprocessor per axis
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D13/00—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
    • G05D13/62—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover characterised by the use of electric means, e.g. use of a tachometric dynamo, use of a transducer converting an electric value into a displacement
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D19/00—Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase
    • G05D19/02—Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase characterised by the use of electric means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00—Control of position or direction
    • G05D3/12—Control of position or direction using feedback
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/20—Controlling the acceleration or deceleration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

指令生成装置和指令生成方法。在微小移动量的情况下也能抑制产生振动，缩短定位完成为止的时间。指令生成装置(5)具有：指令输入部(13)，输入用于控制伺服电机(11)的第1指令；第1中间数据计算部(15)，根据第1指令计算第1中间数据；延迟时间设定部(19)，根据第1指令可变地设定对第1中间数据进行平滑化处理的情况下基于第1指令的定位完成为止的时间相对于不对第1中间数据进行平滑化处理的情况下基于第1指令的定位完成为止的时间延迟的延迟时间；第2中间数据计算部(21)，根据延迟时间计算对第1中间数据进行平滑化处理而得的第2中间数据；指令输出部(23)，根据第2中间数据输出用于控制伺服电机(11)的第2指令。

Description

指令生成装置、指令生成方法
技术领域
公开的实施方式涉及指令生成装置和指令生成方法。
背景技术
专利文献1记载了生成按照每个控制周期向伺服系统供给的驱动指令的指令生成装置。该指令生成装置具有：时间函数处理部，其根据来自用户的输入，生成每个控制周期的中间指令，该中间指令按照在加减速区间内对一次函数和1个周期的正弦波函数进行相加而得的时间函数对速度进行加减速；以及滤波器部，其使去除预先设定的频率成分的滤波器作用于中间指令，由此生成驱动指令。
专利文献1：国际公开第2015/177912号公报
在上述现有技术的指令生成装置中，在实际速度的最大值未达到预先设定的上限值这样的微小移动量的情况下，生成的指令不连续而产生振动，到定位完成为止的时间可能延迟。
发明内容
本发明是鉴于这种问题点而完成的，其目的在于，提供如下的指令生成装置和指令生成方法：在微小移动量的情况下也能够抑制产生振动，能够缩短到定位完成为止的时间。
为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，应用一种指令生成装置，其具有：指令输入部，其输入用于控制电机的第1指令；第1中间数据计算部，其根据所述第1指令计算第1中间数据；延迟时间设定部，其根据所述第1指令，可变地设定如下的延迟时间：该延迟时间是对所述第1中间数据进行平滑化处理的情况下基于所述第1指令的定位完成为止的时间相对于不对所述第1中间数据进行所述平滑化处理的情况下基于所述第1指令的定位完成为止的时间延迟的延迟时间；第2中间数据计算部，其根据所述延迟时间计算对所述第1中间数据进行所述平滑化处理而得的第2中间数据；以及指令输出部，其根据所述第2中间数据输出用于控制所述电机的第2指令。
此外，根据本发明的另一个观点，应用一种指令生成方法，其具有以下步骤：输入用于控制电机的第1指令；根据所述第1指令计算第1中间数据；根据所述第1指令，可变地设定如下的延迟时间：该延迟时间是对所述第1中间数据进行平滑化处理的情况下基于所述第1指令的定位完成为止的时间相对于不对所述第1中间数据进行所述平滑化处理的情况下基于所述第1指令的定位完成为止的时间延迟的延迟时间；根据所述延迟时间计算对所述第1中间数据进行所述平滑化处理而得的第2中间数据；以及根据所述第2中间数据输出用于控制所述电机的第2指令。
发明效果
根据本发明，在微小移动量的情况下也能够抑制产生振动，能够缩短到定位完成为止的时间。
附图说明
图1是示出电机控制系统的整体结构的一例的系统结构图。
图2是示出指令生成装置的功能结构的一例的功能框图。
图3是示出平滑化处理前的指令速度和平滑化处理后的指令速度的经时变化的一例的波形图。
图4是示出微小移动量的情况下的平滑化处理前的指令速度和平滑化处理后的指令速度的经时变化的一例的波形图。
图5是示出不是微小移动量、且存在定速区间的情况下的平滑化处理前的指令速度和平滑化处理后的指令速度的经时变化的一例的波形图。
图6是示出不是微小移动量、且不存在定速区间的情况下的平滑化处理前的指令速度和平滑化处理后的指令速度的经时变化的一例的波形图。
图7是示出指令速度的最大值为上限值的70％的情况下的平滑化处理前的指令速度和平滑化处理后的指令速度的经时变化的一例的波形图。
图8是示出指令速度的最大值为上限值的50％的情况下的平滑化处理前的指令速度和平滑化处理后的指令速度的经时变化的一例的波形图。
图9是示出指令速度的最大值为上限值的30％的情况下的平滑化处理前的指令速度和平滑化处理后的指令速度的经时变化的一例的波形图。
图10是示出在伺服电机的定位动作中变更了移动量的情况下的平滑化处理前的指令速度和平滑化处理后的指令速度的经时变化的一例的波形图。
图11是示出在伺服电机的定位动作中变更了移动量且伺服电机的动作方向反转的情况下的平滑化处理前的指令速度和平滑化处理后的指令速度的经时变化的一例的波形图。
图12是示出指令生成装置执行的控制内容的一例的流程图。
图13是示出指令生成装置的硬件结构的一例的框图。
标号说明
5指令生成装置；11伺服电机(电机)；13指令输入部；15第1中间数据计算部；19延迟时间设定部；21第2中间数据计算部；23指令输出部；DT延迟时间；DTo初始值；V1指令速度(第1中间数据)；V2指令速度(第2中间数据)；Vlim上限值；Vmax最大值。
具体实施方式
下面，参照附图对一个实施方式进行说明。
<1.电机控制系统的整体结构>
首先，参照图1对本实施方式的电机控制系统1的整体结构的一例进行说明。
如图1所示，电机控制系统1具备上位控制装置3、指令生成装置5、电机控制装置7、以及具有编码器9的伺服电机11。
上位控制装置3将用于控制伺服电机11的第1指令输出到指令生成装置5。“第1指令”是规定如何驱动伺服电机11的指令，例如是移动量。另外，第1指令例如也可以是位置指令或速度指令，只要能够在指令生成装置5中确定后述的指令速度V1的波形，则指令的种类没有限定。
指令生成装置5根据从上位控制装置3输出的第1指令，生成用于控制伺服电机11的第2指令，将其输出到电机控制装置7。“第2指令”例如是位置指令。另外，第2指令也可以是位置指令以外的指令例如速度指令。
电机控制装置7根据从指令生成装置5输出的第2指令，对伺服电机11进行控制。例如，在第2指令是位置指令的情况下，电机控制装置7根据由编码器9检测到的驱动位置进行位置反馈控制，以使伺服电机11的驱动位置追随于位置指令。此外，例如，在第2指令是速度指令的情况下，电机控制装置7根据由编码器9检测到的驱动速度进行速度反馈控制，以使伺服电机11的驱动速度追随于速度指令。
伺服电机11(电机的一例)例如驱动机器人、加工机、机床等工业机械(图示省略)。伺服电机11具有检测伺服电机的驱动状态(驱动位置或驱动速度)的编码器9。编码器9将检测结果输出到电机控制装置7。另外，省略图示，但是，按照与工业机械的轴数对应的数量设置电机控制装置7和伺服电机11。
另外，上述的上位控制装置3或指令生成装置5例如可以由运动控制器构成，或者也可以设为通用个人计算机(PC)。或者，还可以由可编程逻辑控制器(PLC)等构成。
此外，也可以将上述的上位控制装置3、指令生成装置5、电机控制装置7的全部或一部分构成为一体的控制装置，而不是分体的。此外，也可以利用多个控制装置构成上位控制装置3、指令生成装置5、电机控制装置7中的任意一方。
<2.指令生成装置的功能结构>
接着，参照图2对指令生成装置5的功能结构的一例进行说明。
如图2所示，指令生成装置5具有指令输入部13、第1中间数据计算部15、记录部17、延迟时间设定部19、第2中间数据计算部21和指令输出部23。
指令输入部13输入从上位控制装置3输出的用于控制伺服电机11的第1指令。如上所述，第1指令例如是移动量。
第1中间数据计算部15根据第1指令计算第1中间数据。“第1中间数据”例如是平滑化处理前的指令速度。具体而言，在记录部17中记录有预先设定的指令速度的上限值、加速度、减速度等。第1中间数据计算部15根据从上位控制装置3输入的移动量以及记录部17中记录的上限值、加速度、减速度，计算例如沿着梯形状的波形变化的指令速度。
延迟时间设定部19根据第1指令，可变地设定如下的延迟时间：该延迟时间是对第1中间数据进行了平滑化处理的情况下基于第1指令的定位完成为止的时间相对于不对第1中间数据进行平滑化处理的情况下基于第1指令的定位完成为止的时间延迟的延迟时间。“平滑化处理”例如是基于移动平均滤波器的平滑化处理。另外，只要能够进行延迟时间的时间设定，也可以设为移动平均以外的平滑化处理。
具体而言，延迟时间设定部19在由第1中间数据计算部15计算出的指令速度的最大值未达到预先设定的指令速度的上限值的情况下，将延迟时间设定得比预先设定的初始值短。另外，下面，适当地将指令速度的最大值未达到指令速度的上限值的情况下的移动量称为“微小移动量”。此外，延迟时间的初始值预先设定并记录于记录部17。
例如，延迟时间设定部19根据下述(式1)，对延迟时间的初始值乘以指令速度的最大值相对于上限值的比例，由此，计算延迟时间。
DT＝DTo×(Vmax/Vlim)…(式1)
DT是延迟时间，DTo是延迟时间的初始值，Vmax是由第1中间数据计算部15计算出的指令速度的最大值，Vlim是预先设定的指令速度的上限值。
另外，只要在微小移动量的情况下能够使延迟时间比初始值短，延迟时间的计算方法也可以是上述以外的方法。
第2中间数据计算部21根据由延迟时间设定部19计算出的延迟时间，计算对第1中间数据进行了平滑化处理的第2中间数据。“第2中间数据”例如是平滑化处理后的指令速度。即，第2中间数据计算部21根据由第1中间数据计算部15计算出的平滑化处理前的指令速度和由延迟时间设定部19计算出的延迟时间，计算例如沿着对梯形状的波形进行平滑化而得到的波形变化的指令速度。
指令输出部23根据由第2中间数据计算部21计算出的第2中间数据，将用于控制伺服电机11的第2指令输出到电机控制装置7。如上所述，第2指令例如是位置指令。即，指令输出部23根据由第2中间数据计算部21计算出的平滑化处理后的指令速度，输出表示每个控制周期的移动量的位置指令。
另外，指令生成装置5原则上在输出第2指令并开始伺服电机11的定位动作之前，预先生成到定位完成为止的全部指令数据。即，第1中间数据计算部15计算到定位完成为止的第1中间数据，延迟时间设定部19根据该第1中间数据设定延迟时间，第2中间数据计算部21根据该延迟时间计算到定位完成为止的第2中间数据，然后，指令输出部23开始输出第2指令。
但是，在伺服电机11的定位动作中(第2指令的输出中)变更了第1指令的情况下，在该定位动作中再次计算第1中间数据和第2中间数据，根据更新后的第2中间数据输出第2指令。此时，延迟时间设定部19在未由指令输出部23输出第2指令的状态下由指令输入部13输入了第1指令的情况下，计算延迟时间。因此，在伺服电机11的定位动作中输入(变更)了第1指令的情况下，延迟时间设定部19不再次计算延迟时间，延迟时间不被变更。其结果，根据在第1指令的变更前设定的延迟时间再次计算第2中间数据。
但是，在由于第1指令的变更而使例如伺服电机11的动作方向反转的情况下，再次计算延迟时间。即，延迟时间设定部19在由指令输出部23输出了第2指令的状态下例如由指令输入部13变更了第1指令的情况下，在伺服电机11的动作方向反转的时刻计算延迟时间。其结果，根据在第1指令的变更后再次设定的延迟时间再次计算第2中间数据。另外，除了伺服电机11的动作方向反转的情况以外，例如，在由于第1指令的变更而使指令速度暂时成为0、然后重新在相同动作方向上进行动作的情况下，也可以在指令速度成为0的时刻再次计算延迟时间。
另外，上述的指令输入部13、第1中间数据计算部15、延迟时间设定部19、第2中间数据计算部21和指令输出部23等中的处理等不限于这些处理的分担的例子，例如，也可以利用更少数量的处理部(例如1个处理部)进行处理，此外，也可以通过更加细分化的处理部进行处理。此外，上述的处理功能可以通过后述的CPU901(参照图13)执行的程序来安装，其一部分或全部也可以通过ASIC、FPGA或其他电路等实际的装置来安装。
<3.第1中间数据、第2中间数据的波形>
接着，参照图3～图11对表示第1中间数据和第2中间数据的经时变化的波形的具体例进行说明。这里，例如对如下情况进行说明：第1指令是移动量，第1中间数据和第2中间数据是指令速度，第2指令是位置指令，进行基于移动平均的平滑化处理。
图3示出平滑化处理前的指令速度V1和平滑化处理后的指令速度V2的经时变化的一例。如图3所示，指令速度V1(第1中间数据、第1指令速度的一例)沿着梯形状的波形变化。即，指令速度V1根据预先设定的加速度进行加速，在预先设定的上限值Vlim成为定速，根据预先设定的减速度进行减速。此外，指令速度V2(第2中间数据、第2指令速度的一例)沿着通过移动平均滤波器对梯形状的波形进行平滑化而得到的波形变化。通过进行基于移动平均的平滑化处理，与进行平滑化处理之前相比，到定位完成为止的时间PT延迟了延迟时间DTo。延迟时间DTo是根据被执行的平滑化处理而预先设定的初始值。另外，指令速度V1或指令速度V2各自的每个控制周期的时间积分值的累积值(各波形的面积)与移动量一致。
图4示出微小移动量的情况下的指令速度V1和指令速度V2的经时变化的一例。另外，为了与本实施方式进行比较，图4示出将延迟时间固定为初始值DTo的情况下的指令速度V1和指令速度V2。在延迟时间DTo恒定的情况下，随着移动量减小，延迟时间DTo相对于到定位完成为止的时间PT的比例逐渐增大，延迟时间的影响增大。特别地，如图4所示，在指令速度V1的最大值Vmax未达到上限值Vlim这样的微小移动量的情况下，延迟时间DTo相对于到定位完成为止的时间PT的比例显著增大，延迟时间的影响显著。
因此，在本实施方式中，在不是微小移动量的情况下，延迟时间DT依然为初始值DTo，在微小移动量的情况下，根据所述的(式1)，以比初始值DTo短的方式使延迟时间DT可变。
图5和图6示出不是微小移动量的情况下的指令速度V1和指令速度V2的经时变化的一例。图5例如是指令速度V1的最大值Vmax达到上限值Vlim、且存在指令速度V1在上限值Vlim成为定速的区间的情况。图6例如是指令速度V1的最大值Vmax达到上限值Vlim、且不存在指令速度V1在上限值Vlim成为定速的区间的情况。在图5和图6所示的例子中，最大值Vmax均与上限值Vlim相等(＝Vlim×100％)，因此，根据(式1)，延迟时间DT依然为初始值DTo(＝DTo×100％)。
图7～图9示出微小移动量的情况下的指令速度V1和指令速度V2的经时变化的一例。图7是指令速度V1的最大值Vmax例如为上限值Vlim的70％的情况。该情况下，根据(式1)，延迟时间DT被设定为初始值DTo的70％。同样，图8是指令速度V1的最大值Vmax例如为上限值Vlim的50％的情况。该情况下，根据(式1)，延迟时间DT被设定为初始值DTo的50％。同样，图9是指令速度V1的最大值Vmax例如为上限值Vlim的30％的情况。该情况下，根据(式1)，延迟时间DT被设定为初始值DTo的30％。由此，在微小移动量的情况下，也能够将延迟时间DT相对于到定位完成为止的时间PT的比例抑制得较小，能够减少延迟时间的影响。
图10示出在伺服电机11的定位动作中变更了移动量的情况下的指令速度V1和指令速度V2的经时变化的一例。在图10所示的例子中，根据变更前的移动量，指令速度V1的最大值Vmax1例如为上限值Vlim的50％，延迟时间DT被设定为初始值DTo的50％，然后，进行基于位置指令的伺服电机11的定位动作。然后，例如在时间T1变更移动量，根据变更后的移动量，指令速度V1的最大值Vmax2例如成为上限值Vlim的100％。
这种情况下，假设在变更延迟时间DT而新生成了位置指令的情况下，很难使基于根据变更前的移动量计算出的位置指令的动作顺畅地转移到基于根据变更后的移动量计算出的位置指令的动作，成为产生振动的要因。此外，在为了确保它们的连续性而进行复杂运算的情况下，导致运算负担的增大。
因此，在本实施方式中，如上所述，不进行延迟时间DT的变更，依然为初始值DTo的50％。其结果，在移动量的变更后，根据变更后的移动量和在移动量的变更前设定的延迟时间DT(初始值DTo×50％)再次计算指令速度V1、V2。然后，利用根据再次计算出的指令速度V2生成的位置指令来进行伺服电机11的定位动作。由此，在定位动作中变更了移动量的情况下，也能够防止产生振动而不用进行复杂运算。
图11示出在伺服电机11的定位动作中变更了移动量的情况下的指令速度V1和指令速度V2的经时变化的另一例。在图11所示的例子中，根据变更前的移动量，指令速度V1的最大值Vmax例如成为上限值Vlim1的70％，延迟时间DT1被设定为初始值DTo的70％，然后，进行基于位置指令的伺服电机11的定位动作。然后，例如，在时间T1变更移动量，由于该移动量的变更，伺服电机11的动作方向反转。该情况下，在伺服电机11的动作方向反转的时刻(指令速度V2成为0的时刻)即时间T2，再次计算延迟时间DT。
在图11所示的例子中，根据变更后的移动量，指令速度V1的最小值Vmin例如为下限值Vlim2的50％。由此，在时间T2，延迟时间DT2再次被设定为初始值DTo的50％，根据变更后的移动量和变更后的延迟时间DT2再次计算指令速度V1、V2。然后，利用根据再次计算出的指令速度V2生成的位置指令来进行伺服电机11的定位动作。由此，在变更延迟时间DT的情况下，也能够使基于变更前的移动量的位置指令的动作顺畅地转移到基于变更后的移动量的位置指令的动作，能够防止产生振动而不用进行复杂运算。
<4.指令生成装置的控制内容>
接着，参照图12对指令生成装置5执行的控制内容(指令生成方法)的一例进行说明。这里，与上述同样，例如对如下情况进行说明：第1指令是移动量，第1中间数据和第2中间数据是指令速度，第2指令是位置指令，进行基于移动平均的平滑化处理。
如图12所示，在步骤S10中，指令生成装置5通过指令输入部13，输入从上位控制装置3输出的用于控制伺服电机11的移动量。
在步骤S20中，指令生成装置5通过第1中间数据计算部15，根据上述步骤S10中输入的移动量计算指令速度V1。
在步骤S30中，指令生成装置5通过延迟时间设定部19，根据上述步骤S10中输入的移动量，可变地设定对上述步骤S20中计算出的指令速度V1进行基于移动平均的平滑化处理的情况下的定位完成为止的时间相对于不对指令速度V1进行基于移动平均的平滑化处理的情况下的定位完成为止的时间延迟的延迟时间DT。例如，延迟时间设定部19根据所述的(式1)，对延迟时间的初始值DTo乘以指令速度V1的最大值Vmax相对于上限值Vlim的比例，由此，计算延迟时间DT。
在步骤S40中，指令生成装置5通过第2中间数据计算部21，根据上述步骤S30中设定的延迟时间DT，计算对上述步骤S20中计算出的指令速度V1进行基于移动平均的平滑化处理的指令速度V2。
在步骤S50中，指令生成装置5通过指令输出部23，根据上述步骤S40中计算出的指令速度V2，将用于控制伺服电机11的位置指令输出到电机控制装置7。至此，结束本流程图。
<5.实施方式的效果>
如以上说明的那样，本实施方式的指令生成装置5具有：指令输入部13，其输入用于控制伺服电机11的第1指令；第1中间数据计算部15，其根据第1指令计算第1中间数据；延迟时间设定部19，其根据第1指令，可变地设定如下的延迟时间DT：该延迟时间DT是对第1中间数据进行平滑化处理的情况下基于第1指令的定位完成为止的时间相对于不对第1中间数据进行平滑化处理的情况下基于第1指令的定位完成为止的时间延迟的延迟时间；第2中间数据计算部21，其根据延迟时间DT计算对第1中间数据进行了平滑化处理的第2中间数据；以及指令输出部23，其根据第2中间数据输出用于控制伺服电机11的第2指令。
在本实施方式中，能够根据第1指令，可变地设定对第1中间数据进行平滑化处理的情况下的延迟时间DT。由此，能够根据第1指令对延迟时间DT进行调整，因此，例如在第1指令是微小移动量的情况下，能够缩短延迟时间DT。此外，能够在维持了通过平滑化处理而平滑化的第1中间数据的平滑波形的情况下，根据第1指令对延迟时间DT进行调整，因此，在微小移动量的情况下，也能够防止计算出的中间数据或生成的指令不连续，能够抑制产生振动。因此，在微小移动量的情况下也能够抑制产生振动，能够缩短到定位完成为止的时间。
此外，在本实施方式中，特别地，延迟时间设定部19在根据第1指令计算出的第1中间数据的最大值Vmax未达到预先设定的第1中间数据的上限值Vlim的情况下(微小移动量的情况下)，将延迟时间DT设定得比预先设定的初始值DTo短。由此，发挥以下这种效果。
假设在将延迟时间DT固定为预先设定的初始值DTo的状态下运用了指令生成装置5的情况下，例如在第1指令是较大的移动量的情况下，延迟时间DTo相对于到定位完成为止的时间PT的比例减小，因此，延迟时间的影响也较小。另一方面，例如，在第1指令是较小的移动量的情况下，延迟时间DTo相对于到定位完成为止的时间PT的比例增大，因此，延迟时间的影响也增大。即，移动量越微小，则延迟时间的比例越大，其影响越显著。
在本实施方式中，限定为第1指令是第1中间数据的最大值Vmax未达到上限值Vlim这样的微小移动量的情况，将延迟时间DT设定得比预先设定的初始值DTo短。由此，能够有效地缩短延迟时间DT并减少其影响，并且，在延迟时间DT的影响较少的情况下不进行调整，由此，能够减轻运算负担。
此外，在本实施方式中，特别地，延迟时间设定部19对延迟时间DT的初始值DTo乘以第1中间数据的最大值Vmax相对于上限值Vlim的比例，由此，计算延迟时间DT。
由此，在第1指令是第1中间数据的最大值Vmax达到上限值Vlim这样的比较大的移动量的情况下，不使延迟时间DT可变，能够依然设定为初始值DTo。此外，在第1指令是第1中间数据的最大值Vmax未达到上限值Vlim这样的微小移动量的情况下，能够以根据移动量缩短延迟时间DT的方式进行设定。能够通过简单的运算实现这种延迟时间DT的可变的设定处理。
此外，在本实施方式中，特别地，延迟时间设定部19在指令输出部23未输出第2指令的状态下由指令输入部13输入了第1指令的情况下，计算延迟时间DT。由此，发挥以下这种效果。
即，在本实施方式中，第1中间数据计算部15计算到定位完成为止的第1中间数据，延迟时间设定部19根据该第1中间数据设定延迟时间DT，第2中间数据计算部21根据该延迟时间DT计算到定位完成为止的第2中间数据，然后，指令输出部23开始输出第2指令。这样，在输出第2指令而开始伺服电机11的定位动作之前，预先生成到定位完成为止的全部指令数据，由此，能够避免定位动作中的复杂的指令生成运算，能够避免与复杂的指令生成运算相伴的中间数据或生成的指令不连续的可能性。
此外，在本实施方式中，特别地，延迟时间设定部19在指令输出部23输出了第2指令的状态下由指令输入部13变更了第1指令的情况下，在伺服电机11的动作方向反转的时刻计算延迟时间DT。由此，发挥以下这种效果。
即，在定位动作中第1指令产生变更(例如移动量、目标位置、目标速度的变更等)而使第1中间数据变化的情况下，在变更延迟时间DT而新计算第2中间数据的情况下，很难使基于根据变更前的第1指令计算出的第2指令的动作顺畅地转移到基于根据变更后的第1指令计算出的第2指令的动作，成为产生振动的要因。此外，在为了确保它们的连续性而进行复杂运算的情况下，导致运算负担的增大。
因此，在由于第1指令的变更而使伺服电机11的动作方向反转的情况下，在该反转的时刻变更延迟时间DT而新计算第2中间数据，在反转的时刻开始输出基于该计算出的第2中间数据的新的位置指令。由此，能够使基于变更前的第1指令的第2指令的动作顺畅地转移到基于变更后的第1指令的第2指令的动作，能够防止产生振动而不用进行复杂运算。
此外，在本实施方式中，特别地，延迟时间设定部19根据第1指令，可变地设定对第1中间数据进行基于移动平均的平滑化处理的情况下的定位完成为止的时间相对于不对第1中间数据进行基于移动平均的平滑化处理的情况下的定位完成为止的时间延迟的延迟时间DT。
在进行基于移动平均的平滑化处理的情况下，与进行平滑化处理之前相比，存在定位完成时间PT延迟的特性。在本实施方式中，能够根据第1指令可变地设定该延迟时间DT，因此，能够缩短到定位完成为止的时间PT。
此外，在本实施方式中，特别地，指令输入部13输入用于控制伺服电机11的移动量，第1中间数据计算部15根据移动量计算指令速度V1，延迟时间设定部19根据移动量，可变地设定如下的延迟时间DT：该延迟时间DT是对指令速度V1进行基于移动平均的平滑化处理的情况下基于移动量的定位完成为止的时间相对于不对指令速度V1进行基于移动平均的平滑化处理的情况下基于移动量的定位完成为止的时间延迟的延迟时间，第2中间数据计算部21根据延迟时间DT，计算对指令速度V1进行平滑化处理而得的指令速度V2，指令输出部23根据指令速度V2输出用于控制伺服电机11的位置指令。
在本实施方式中，能够根据移动量可变地设定对指令速度V1进行基于移动平均的平滑化处理的情况下的延迟时间DT。由此，能够根据移动量对延迟时间DT进行调整，因此，例如在移动量微小的情况下，能够缩短延迟时间DT。此外，能够在维持了通过平滑化处理而平滑化的指令速度V2的平滑的波形的情况下，根据移动量对延迟时间DT进行调整，因此，在移动量微小的情况下，也能够防止指令速度V2或生成的指令不连续，能够抑制产生振动。因此，在微小移动量的情况下也能够抑制产生振动，能够缩短到定位完成为止的时间PT。
<6.指令生成装置的硬件结构例>
接着，参照图13对指令生成装置5的硬件结构例进行说明。
如图13所示，指令生成装置5例如具有CPU901、ROM903、RAM905、ASIC或FPGA等面向特定用途而构建的专用集成电路907、输入装置913、输出装置915、记录装置917、驱动器919、连接端口921和通信装置923。这些结构经由总线909或输入输出接口911以彼此能够传递信号的方式连接。
程序例如能够预先记录于ROM903、RAM905、包含所述记录部17的由硬盘等构成的记录装置917等中。
此外，程序例如还能够暂时地或非暂时地(永久地)预先记录于软盘等磁盘、各种CD/MO盘/DVD等光盘、半导体存储器等可移动的记录介质925中。这种记录介质925还能够作为所谓的套装软件来提供。该情况下，这些记录介质925中记录的程序也可以由驱动器919读出，经由输入输出接口911或总线909等记录于上述记录装置917中。
此外，程序例如还能够预先记录于下载站点/其他计算机/其他记录装置等(未图示)。该情况下，程序经由LAN或互联网等网络NW而传输，通信装置923接收该程序。然后，通信装置923接收到的程序也可以经由输入输出接口911或总线909等记录于上述记录装置917。
此外，程序例如还能够预先记录于适当的外部连接设备927。该情况下，程序也可以经由适当的连接端口921而传输，经由输入输出接口911或总线909等记录于上述记录装置917。
而且，CPU901按照上述记录装置917中记录的程序执行各种处理，由此，实现所述指令输入部13、第1中间数据计算部15、延迟时间设定部19、第2中间数据计算部21、指令输出部23等的处理。此时，CPU901例如可以从上述记录装置917直接读出程序并执行，也可以暂时载入到RAM905后执行。进而，CPU901例如在经由通信装置923、驱动器919、连接端口921接收程序的情况下，也可以直接执行接收到的程序而不将其记录于记录装置917。
此外，CPU901也可以根据需要，例如根据从鼠标、键盘、麦克风(未图示)等输入装置913输入的信号或信息进行各种处理。
而且，CPU901例如可以从显示装置或声音输出装置等输出装置915输出执行上述处理后的结果，进而，CPU901也可以根据需要，经由通信装置923或连接端口921发送该处理结果，还可以使上述记录装置917或记录介质925记录该处理结果。
另外，除了以上所述的内容以外，也可以适当组合利用上述实施方式或各变形例的方法。除此之外，虽然没有一一例示，但是，上述实施方式或各变形例可在不脱离其主旨的范围内施加各种变更来实施。

Claims (7)

1.一种指令生成装置，其特征在于，所述指令生成装置具有：
指令输入部，其输入用于控制电机的第1指令；
第1中间数据计算部，其根据所述第1指令计算第1中间数据；
延迟时间设定部，其根据所述第1指令，可变地设定如下的延迟时间：该延迟时间是对所述第1中间数据进行平滑化处理的情况下基于所述第1指令的定位完成为止的时间相对于不对所述第1中间数据进行所述平滑化处理的情况下基于所述第1指令的定位完成为止的时间延迟的延迟时间；
第2中间数据计算部，其根据所述延迟时间计算对所述第1中间数据进行所述平滑化处理而得的第2中间数据；以及
指令输出部，其根据所述第2中间数据输出用于控制所述电机的第2指令，
所述延迟时间设定部在根据所述第1指令计算出的所述第1中间数据的最大值未达到预先设定的所述第1中间数据的上限值的情况下，将所述延迟时间设定得比预先设定的初始值短。
2.根据权利要求1所述的指令生成装置，其特征在于，
所述延迟时间设定部对所述延迟时间的所述初始值乘以所述第1中间数据的所述最大值相对于所述上限值的比例，由此，计算所述延迟时间。
3.根据权利要求2所述的指令生成装置，其特征在于，
所述延迟时间设定部在所述指令输出部未输出所述第2指令的状态下由所述指令输入部输入了所述第1指令的情况下，计算所述延迟时间。
4.根据权利要求3所述的指令生成装置，其特征在于，
所述延迟时间设定部在所述指令输出部输出了所述第2指令的状态下由所述指令输入部变更了所述第1指令的情况下，在所述电机的动作方向反转的时刻计算所述延迟时间。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的指令生成装置，其特征在于，
所述延迟时间设定部根据所述第1指令，可变地设定如下的延迟时间：该延迟时间是对所述第1中间数据进行基于移动平均的平滑化处理的情况下基于所述第1指令的定位完成为止的时间相对于不对所述第1中间数据进行所述基于移动平均的平滑化处理的情况下基于所述第1指令的定位完成为止的时间延迟的延迟时间。
6.根据权利要求5所述的指令生成装置，其特征在于，
所述指令输入部输入用于控制所述电机的移动量，
所述第1中间数据计算部根据所述移动量计算第1指令速度，
所述延迟时间设定部根据所述移动量，可变地设定如下的延迟时间：该延迟时间是对所述第1指令速度进行所述基于移动平均的平滑化处理的情况下基于所述移动量的定位完成为止的时间相对于不对所述第1指令速度进行所述基于移动平均的平滑化处理的情况下基于所述移动量的定位完成为止的时间延迟的延迟时间，
所述第2中间数据计算部根据所述延迟时间，计算对所述第1指令速度进行所述平滑化处理而得的第2指令速度，
所述指令输出部根据所述第2指令速度输出用于控制所述电机的位置指令。
7.一种指令生成方法，其特征在于，具有以下步骤：
输入用于控制电机的第1指令；
根据所述第1指令计算第1中间数据；
根据所述第1指令，可变地设定如下的延迟时间：该延迟时间是对所述第1中间数据进行平滑化处理的情况下基于所述第1指令的定位完成为止的时间相对于不对所述第1中间数据进行所述平滑化处理的情况下基于所述第1指令的定位完成为止的时间延迟的延迟时间，其中，在根据所述第1指令计算出的所述第1中间数据的最大值未达到预先设定的所述第1中间数据的上限值的情况下，将所述延迟时间设定得比预先设定的初始值短；
根据所述延迟时间计算对所述第1中间数据进行所述平滑化处理而得的第2中间数据；以及
根据所述第2中间数据输出用于控制所述电机的第2指令。
CN202110692602.8A 2020-06-25 2021-06-22 指令生成装置、指令生成方法 Active CN113852321B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-109668 2020-06-25
JP2020109668A JP6960112B1 (ja) 2020-06-25 2020-06-25 指令生成装置、指令生成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113852321A CN113852321A (zh) 2021-12-28
CN113852321B true CN113852321B (zh) 2023-12-29

Family

ID=76421907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110692602.8A Active CN113852321B (zh) 2020-06-25 2021-06-22 指令生成装置、指令生成方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11914343B2 (zh)
EP (1) EP3930179B1 (zh)
JP (1) JP6960112B1 (zh)
CN (1) CN113852321B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022121582A1 (de) 2022-08-25 2024-03-07 isepos GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Schrittmotor-Ansteuerung sowie 3D-Drucker

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101902193A (zh) * 2009-05-25 2010-12-01 株式会社安川电机 电动机控制装置及电动机控制系统
CN104871099A (zh) * 2012-12-25 2015-08-26 三菱电机株式会社 定位装置以及定位方法
CN109088570A (zh) * 2017-06-14 2018-12-25 发那科株式会社 电动机的控制装置
CN109384148A (zh) * 2017-08-02 2019-02-26 株式会社安川电机 振动抑制方法以及振动抑制装置
JP2019153085A (ja) * 2018-03-02 2019-09-12 ブラザー工業株式会社 振動抑制装置と振動抑制方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015177912A1 (ja) 2014-05-22 2015-11-26 三菱電機株式会社 指令生成装置および方法
CN110291001A (zh) * 2017-02-03 2019-09-27 日本精工株式会社 电动助力转向装置
CN111566928B (zh) * 2018-01-09 2023-11-24 松下知识产权经营株式会社 电动机的控制装置
CA3060714A1 (en) * 2018-11-07 2020-05-07 Bombardier Inc. Method and system deploying a flight control surface

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101902193A (zh) * 2009-05-25 2010-12-01 株式会社安川电机 电动机控制装置及电动机控制系统
CN104871099A (zh) * 2012-12-25 2015-08-26 三菱电机株式会社 定位装置以及定位方法
CN109088570A (zh) * 2017-06-14 2018-12-25 发那科株式会社 电动机的控制装置
CN109384148A (zh) * 2017-08-02 2019-02-26 株式会社安川电机 振动抑制方法以及振动抑制装置
JP2019153085A (ja) * 2018-03-02 2019-09-12 ブラザー工業株式会社 振動抑制装置と振動抑制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Advances in motion profiling;David Bowling;Advances in motion profiling;第2-54页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113852321A (zh) 2021-12-28
EP3930179B1 (en) 2023-08-16
US11914343B2 (en) 2024-02-27
JP6960112B1 (ja) 2021-11-05
US20210405614A1 (en) 2021-12-30
EP3930179A1 (en) 2021-12-29
JP2022007022A (ja) 2022-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4541218B2 (ja) 指令生成装置
JP6386516B2 (ja) 学習機能を備えたロボット装置
CN113852321B (zh) 指令生成装置、指令生成方法
US6920378B2 (en) Command generation combining input shaping and smooth baseline functions
WO2018195689A1 (zh) S型速度规划方法、装置、系统、机器人以及数控机床
JP2016081172A (ja) 共通加減速制御部による任意ブロック間のオーバラップ機能を備えた数値制御装置
CN114063568B (zh) 基于三次卷积插值实现数控系统倍率调整控制的方法、装置、处理器及计算机可读存储介质
JP6161854B1 (ja) モータ制御システム
JP5283804B1 (ja) サーボ制御装置
JP5499865B2 (ja) 多関節型ロボットの速度指令プロファイルの生成方法
KR101630141B1 (ko) 지령 생성 장치
JP5092831B2 (ja) 位置決め制御装置
WO2015177912A1 (ja) 指令生成装置および方法
KR20090107864A (ko) 속도 프로파일 생성 장치, 모터 제어 장치 및 방법
JP2001188605A (ja) 曲線補間方法
JPH0695294B2 (ja) 産業用ロボットの軌跡補間方法
JP5028674B2 (ja) 移動体の指令生成方法および指令生成装置
JP4515408B2 (ja) 位置決め制御装置
JP2020004023A (ja) 制御装置、制御方法、情報処理プログラム、および記録媒体
JP2001154719A (ja) 自由曲線補間方法
JPH10268947A (ja) 時変振動機構に用いる制振起動方法
JP2004248392A (ja) モータ制御方法及びモータ制御用パルス発生ｉｃ
JP7014062B2 (ja) 制御装置、制御装置の制御方法、情報処理プログラム、および記録媒体
JP2009098786A (ja) メカニカルシステムの制御装置
JP2004094649A (ja) 位置決め制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant