JP2005092296A - モーションコントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】 停止時の残留振動を抑え、停止精度の向上とタクトタイムを短縮する。
【解決手段】機台振動周波数を設定して機台振動を誘起しない指令パターンを作成する。また、ユーザが加減速度の上限、速度の上限、機台振動周波数のみを設定して機台振動を誘起しない指令パターンを計算する。また、機台振動を誘起しやすい移動量のみ計算し、その他の移動量では設定された上限の加減速度、速度で指令パターンを作成する。さらに、予め代表的な移動量で機台振動を誘起しない指令パターンを計算しておき、任意の移動量に最も近い加減速度、速度を用いて指令パターンを作成する。
【選択図】 図１

Description

アクチュエータによって結合された駆動対象の負荷のモーションを制御するモーションコントローラに関する。

従来、サーボモータ、ステッピングモータなどのアクチュエータによって結合された駆動対象の負荷のモーションを制御するモーションコントローラにおいては、通常の場合、ユーザが予め設定した最高速度、最高加減速度、移動時間等に基づき指令パターンを作成していた。
また、機台振動を誘起しないことを目的とした場合、指令パターンを演算する条件に移動時間の項目を設けて与えられた最高速度と最高加速度を超えない速度曲線を演算し、指令パターンを出力するという方法がとられており（例えば特許文献１参照）、以下、その概要を説明する。
図８は装置の構成図、図９は指令演算のフローチャート、図１０は指令演算結果の指令パターンである。
図８より、従来モーションコントローラはメインコントローラより与えられるＳ，Ｖｍａｘ，αｍａｘ，Ｔａにより図９のフローチャートに従った演算が行われ、図１０（ａ）〜（ｄ）のような４通りの指令パターンを発生する。各指令パターンの特徴を次に示す。
＜図１０−(ａ)＞
・移動時間Ｔaが次の条件を満たすときのみ機台振動を誘起しない指令パターンとなる。
Ｔa＝（１／機台振動数[Hz]）×２ｎ[s] ( n=1,2,3,…)
・加速度α１を任意に決められない。
＜図１０−(ｂ)＞
・機台振動の誘起を伴う指令パターン。
・実際の指令時間Ｔは、メインコントローラから与えられた移動時間 Ｔａよりも長い。
＜図１０−(ｃ)＞
・機台振動の誘起を伴う指令パターン。
＜図１０−(ｄ)＞
・機台振動の誘起を伴う指令パターン。
・実際の指令時間Ｔは、メインコントローラから与えられた移動時間 Ｔａよりも長い。
特開２０００−２９８５２１号公報

ところが、従来技術では、以下のような問題点があった。
（１）図１０(a)では、Ｔaをうまく選べば機台振動を誘起しないが、(b),(c),(d)では機台振動の誘起を伴う。つまり、特定の移動量でしか機台振動の誘起を抑えられない。
（２）図１０(a)では、機台振動を誘起しない指令パターンを得るには、移動時間Ｔaは
Ｔa≧（１／機台振動数[Hz]）×２ｎ[s] ( n=1,2,3,…)
の条件を満たさなければならず、移動時間が長いため、タクトタイム短縮化の妨げになる。
（３）図１０(b),(d)では、出力される指令時間Ｔがメインコントローラから設定された移動時間Ｔaより長い指令になり、設定したパラメータと矛盾を生じてしまう。
（４）図１０のフローチャートによると、任意の移動量Ｓによる加速度はＳ，Ｔa，Ｖmax，αmaxにより一意に決まる。
そこで本発明は、このような従来のモーションコントローラが有していた問題点を解決しようとするものであり、それにより停止時の残留振動を抑え、停止精度の向上とタクトタイムの短縮化を行うことができるモーションコントローラを提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明はサーボモータ、ステッピングモータなどのアクチュエータによって結合された駆動対象の負荷のモーションを制御するモーションコントローラにおいて、機台振動周波数を設定することにより、設定された機台振動を誘起しない指令パターンを作成することを特徴とするモーションコントローラとする。
もしくは、同様なモーションコントローラにおいて、ユーザが加減速度の上限、速度の上限、機台振動周波数のみを設定することにより、その設定された上限の範囲内で、設定された機台振動を誘起しない指令パターンを各移動量に応じて計算し、指令パターンを作成することを特徴とするモーションコントローラとする。
もしくは、同様なモーションコントローラにおいて、機台振動を誘起しやすい移動量のみ上記計算を行い、その他の移動量では設定された上限の加減速度、速度で指令パターンを作成することを特徴とするモーションコントローラとする。
もしくは、同様なモーションコントローラにおいて、予め代表的な移動量において機台振動を誘起しない指令パターンを計算してメモリに保存しておき、任意の移動量に最も近いものの加減速度、速度を用いて指令パターンを作成するモーションコントローラとする。

本発明によれば次のような効果がある。
（１）任意の移動量で機台振動を誘起しない指令パターンを作成できる。
（２）指令時間Ｔは従来より短くなり、移動時間が短縮してタクトタイムが短縮する。
（３）予め設定されたパラメータとの間に矛盾が生じない。
（４）任意に加速度が決められる。
（５）上記の（１）、（２）から、停止時の残留振動が抑えられ、停止精度が向上してタクトタイムが短縮できる。
（６）トータルタクトタイムが短縮できる。
（７）演算量が軽減し、移動距離に応じた加速度の設定が可能となって、タクトタイムが短縮できる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
第１の実施例として、図１にモーションコントローラの演算部を示す。図中の演算部に機台振動周波数ｆ₀、ユーザ任意の加速度（＝減速度）α、ユーザ任意の最高速度Ｖmaxを設定する。このとき、移動指令パターンの［加速時間＋等速時間］（=Ｔ₀）が図２のように
Ｔ₀＝（１／機台振動数ｆ₀ [Hz]）×ｎ （ｎ＝１，２，３，．．．）
のとき、機台振動を誘起しない指令となる。モーションコントローラの演算部は、図３に示す演算フローチャートにより指令パターンを作成する。その結果、移動量Ｓにおいて、演算部で生成される各パラメータ（加速度、動作速度、指令時間）、及び指令パターンは図４のようになる。これにより、任意の移動量Ｓにおいて機台振動を誘起しない指令パターンを作成することができる。
第２の実施例として、図５にモーションコントローラの演算部を示す。図中の演算部に機台振動周波数ｆ₀、ユーザ任意の加速度（＝減速度）α、ユーザ任意の最高速度Ｖmaxを設定する。移動量Ｓが機台振動を誘起しやすい移動量であれば、第１の実施例と同様の演算を行い、図５の１のような機台振動を誘起しない指令パターンを生成する。それ以外の移動量であれば、設定されたパラメータα，Ｖmaxで図５の２のような指令パターンを生成する。
第３の実施例として、図６にモーションコントローラの演算部を示す。この演算部は図７のようなデータテーブルを有している。このデータテーブルはメカの代表的な移動量（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，．．．）に対する、加速度（α１，α２，α３，．．．）、速度（Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，．．．）の組合せで構成されている。このデータは機台振動を誘起しない指令のパラメータなどを予め計算し、内部メモリなどに保存させておく。任意の移動量Ｓに対し、データテーブル上の最も近い移動量を判別し、その加減速度、速度を用いて指令パターンを生成する。

本発明のモーションコントローラの説明図 機台振動を誘起しない指令の説明図 指令パターン作成のフローチャート 移動指令の説明図 モーションコントローラの説明図 モーションコントローラの説明図 データテーブル 従来のモーションコントローラを備えたメカ機構の構成図 従来コントローラによる指令パターン作成のフローチャート 従来コントローラによる指令パターンの説明図

符号の説明

ｆ₀ 機台振動周波数、 Ｓ 移動量、 Ｔ 指令時間、
Ｔ１ 加速時間、 Ｔ２ 等速時間、 Ｔ３ 減速時間、
Ｔa 移動設定時間、 Ｖ 速度、 Ｖmax 最高速度、
α 加速度（=減速度）、 αmax 最高加速度（=最高減速度）、
Ｘn その他パラメータ

Claims (6)

1. サーボモータ、ステッピングモータなどのアクチュエータによって結合された駆動対象の負荷のモーションを制御するモーションコントローラにおいて、機台振動周波数を設定して機台振動を誘起しない指令パターンを作成することを特徴とするモーションコントローラ。
2. ユーザが加減速度の上限、速度の上限、機台振動周波数のみを設定し、その設定された上限の範囲内で機台振動を誘起しない指令パターンを各移動量に応じて計算することを特徴とするモーションコントローラ。
3. 機台振動を誘起しやすい移動量のみ上記計算を行い、その他の移動量では設定された上限の加減速度、速度で指令パターンを作成することを特徴とするモーションコントローラ。
4. 予め代表的な移動量で機台振動を誘起しない指令パターンを計算しておき、任意の移動量に最も近い加減速度と速度を用いて指令パターンを作成することを特徴とするモーションコントローラ。
5. 対称形指令パターンの指令開始（加速開始）から減速開始までの時間Ｔ₀[s]を
   Ｔ₀＝（１／機台振動数[Hz]）×ｎ [s] ( n=1,2,3,…)
   として機台振動を誘起しない指令パターンを作成することを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載のモーションコントローラ。
6. 請求項１から５までのいずれかのモーションコントローラを備えたことを特徴とする制御装置。
   
   

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