JP2548162B2 - Ｘｙプロツタの直線制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、X,Y2軸のモータを制御して直線記録を行う
ためのXYプロッタの直線記録装置に関する。

従来の技術 第４図は従来のXYプロッタの直線記録装置の構成を示
している。第４図において、１はコントローラ（マイク
ロプロセッサ）であり、ROM2内のカウンタ値テーブルの
値を順次読み出し、プリセットダウンカウンタ３に設定
する。プリセットダウンカウンタ３からの出力パルス
は、直接にＸ軸/Y軸切換えスイッチ５に入るものと、パ
ルスレートジェネレータ４によって、パルス間隔を調整
されてＸ軸/Y軸切換えスイッチ５に入るものに分かれ
る。Ｘ軸/Y軸切換えスイッチ５は、２種類のパルス列の
どちからをＸ軸またはＹ軸のモータに与えるかを決め
る。６はＸ−Ｙテーブルであり、ペンをモータにより移
動させて直線記録を行なう。パルスレートジュネレータ
４とＸ軸/Y軸切換えスイッチ５の両者ともにコントロー
ラ１によって制御される。

次に上記従来例の動作について説明する。第４図にお
いてROM2に書き込まれたカウンタ値は、順次読み出され
たときに第５図に示すように等加速度で始動から最高速
度に至る接続したパルス周期変化を発生させる値となっ
ている。減速の時には、このカウンタ値テーブルを逆に
順次読み出し、最高速度から停止までのモータ速度比例
パルス列を得る。パルスレートジュネレータ４は45度以
上の角度の線を記録するときに、基準とする移動量の大
きい軸のパルス周期に比例させたパルス周期を得るため
の回路ブロックであり、Ｘ軸/Y軸切換えスイッチ回路５
により、必要に応じた軸のモータに基準となる速度比例
パルスまたはパルスレートジュネレータ４からの速度比
例パルスを与える。この速度比例パルスに従ってＸ軸の
Ｙ軸とモータを回転させることによりＸ−Ｙテーブルで
加減速制御された直線記録が行なわれる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記従来のモータ加減速方法では、台形
状あるいは三角状の速度変化（第６図参照）しか得られ
ないため、台形状の制御を行った場合では、加速から一
定速に移るとき及び一定速から減速に移るときに、また
三角状の制御では加速から減速に移るときに、ステップ
加速度変化が生じる。現実のＸ−Ｙプロッタにおいては
Ｘ軸とＹ軸のステープ応答特性を正確に合わせることは
困難であるため、ステップ状の加速変化のときに、Ｘ
軸、Ｙ軸の応答に無視できない差を生じ、記録線に謡ら
ぎが発生する（第７図参照）という問題があった。

本発明はこのような従来の問題を解決するものであ
り、いかなる長さの直線記録においても、急激な加速度
変化の無い加減速制御を行なう、優れたXYプロッタの直
線制御装置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、記録ペンを加速
及び減速して直線駆動する際の初速から最高速度までを
複数の速度ステップに分割しそれぞれの速度ステップに
対応して上記記録ペンが移動に必要な距離を格納した加
減速必要距離テーブルと、基準クロックを分周し上記速
度ステップに対応してパルスモータ駆動パルス列のパル
ス間隔を与えるカウンタ値を格納したカウンタ値テーブ
ルと、上記速度ステップの最高速度に達する以前の所定
速度ステップから最高速度ステップに至るまで速度に比
例して増大する係数を格納した加速度減少係数テーブル
と、単位時間当たりに基準クロックの分周毎に発生する
基準パルス数を格納したパルス数テーブルとを有する記
憶手段と、記録すべき直線距離に対する上記記録ペンの
移動距離と上記加減速必要距離テーブルに格納された値
とを比較し上記記録ペンの移動距離に対応する上記記憶
手段の最高速度ステップを選択し上記速度ステップ毎に
上記基準パルス数と上記係数を乗算して実行パルス数を
求める演算手段と、基準クロックが印加されるプリセッ
トダウンカウンタに対して上記カウンタ値のセットとカ
ウント終了時のパルスモータ駆動パルス出力とを繰り返
しこの出力パルス数が上記速度ステップに対応した上記
実行パルス数に一致した際に上記速度ステップを更新し
新たな速度ステップに対応した上記カウンタ値のセット
とカウントを繰り返して上記パルスモータ駆動パルスを
順次出力するパルス列生成手段と、このパルス列生成手
段からの出力パルス列により上記パルスモータを駆動す
る駆動手段とを備えたものである。

作用 したがって、本発明によれば、加速から一定速度に移
行する場合に、加速度を段階的に減少させるため、急激
な加速度変化を発生させないで済み、Ｘ軸とＹ軸のステ
ップ応答特性が異なっている場合でも、謡らぎの無い直
線記録を行うことができる。

実施例 第１図は本発明の実施例の構成を示すものである。第
１図において、11はコントローラ（マイクロプロセッ
サ）であり、直線作図に必要なそれぞれのブロックの制
御を行う。12はROMであり、加減速必要距離テーブル12a
と加速度減少係数テーブル12bとカウンタ値テーブル12c
とパルス数テーブル12dの４種類のテーブルから成って
いる。加減速必要距離テーブル12aは、パルスモータ18
及び19により記録ペン20を加速及び減速して直線駆動す
る際の、初速から最高速度までを複数の速度ステップに
分割しそれぞれの速度ステップに対応して上記記録ペン
が移動に必要な距離を格納したものである。加速度減少
係数テーブル12bは、上記速度ステップの最高速度に達
する以前の所定速度ステップから最高速度ステップに至
るまで速度に比例して増大する係数を格納したもので、
この係数は記録ペン20が速度から一定速度にあるいは加
速から減速する際に最高速度までの各速度ステップの移
行時間を順次長くして加速度を段階的に減少させるもの
である。カウンタ値テーブル12cは、基準クロックを分
周し上記速度ステップに対応してパルスモータ駆動パル
ス列のパルス間隔を与えるカウント値を格納したもので
ある。パルス数テーブル12dは、単位時間当りに基準ク
ロックの分周毎に発生する基準パルス数を格納したもの
である。13はRAMであり、速度ステップに対応してパル
ス数テーブル12dに格納された基準パルス数と加速度減
少係数テーブル12b格納された係数を乗算して得られる
実行パルス数を格納したものである。14はモータ速度比
例パルス列を生成するための、プリセットダウンカウン
タてある。プリセットダウンカウンタ14からの出力パル
スは、直接にＸ軸/Y軸切換えスイッチ16に入るものと、
パルスレートジュネレータ15によって、パルス間隔を調
整されてＸ軸/Y軸切換えスイッチ16に入るものに分かれ
る。Ｘ軸/Y軸切換えスイッチ16は、２種類のパルス列の
どちらをＸ軸またはＹ軸のモータに与えるかを決める。
17はＸ−Ｙテーブルであり、ペンをモータにより移動さ
せて直線記録を行なう。

次に、上記実施例の動作について説明する。上記実施
例においてコントローラ11は、まず要求された直線のＸ
軸とＹ軸の成分の比率により、パルスレートジュネレー
タの係数設定とＸ軸/Y軸切換えスイッチ16の設定を行な
う。次いで、Ｘ軸とＹ軸の成分の大きい方の距離と、RO
M12の中の加減速必要距離テーブル12aの値を比較し、最
大速度を決定する。次に速度ステップ実行パルス数テー
ブルをRAM13の中に作成する。この速度ステップ実行パ
ルス数テーブルの値は、ROM12の中の速度ステップパル
ス数テーブル12dの値に、加速度減少係数テーブルの値
を乗じたものとする。求められた最大速度をｍとし最大
速度の手前の速度ステップのパルス数をｎ（ｍ−１）と
すると、実行パルス数ｎ′（ｍ−１）はｎ（ｍ−１）に
加速度減少係数テーブルの最大値kpを乗じて求められ
る。以下ｎ′（ｍ−２）はｎ（ｍ−２）にｋ（Ｐ−１）
を、ｎ′（ｍ−３）はｎ（ｍ−３）にｋ（ｐ−２）と次
々に乗じて実行パルス数テーブルを完成する。以上で加
減速制御の準備段階を終わる。

実際のペン移動は、先ずROM12内の始動時の速度ステ
ップに対応した速度ステップカウンタ値テーブル（12
c）の値をプリセットダウンカウンタ14に設定するとこ
ろから開始される。プリセットダウンカウンタ14からは
カウント終了時にパルスモータ駆動パルスが出力され、
再び上記カウンタ値がセットされカウント終了時にパル
スモータ駆動パルスが出力される。この繰り返しによ
り、出力パルス数が、始動時の速度ステップに対応して
ROM13に設定されている実行パルス数と一致すると、速
度ステップが更新されて一段高速側の速度ステップに対
応した新たな速度ステップカウンタ値テーブル（12c）
の値がプリセットダウンカウンタ14に設定される。上記
の同様にして、プリセットダウンカウンタ14からはカウ
ント終了毎にパルスモータ駆動パルスが出力される。こ
の出力パルス数が、更新された速度ステップに対応して
ROM13に設定されている実行パルス数と一致すると、速
度ステップがさらに一段高速側の速度ステップに更新さ
れ、新たな速度ステップカウント値テーブル（12c）の
値がプリセットダウンカウンタ14に設定される。

以上の動作を繰り返すことにより、求めておいた最大
速度ステップに達するまでプリセットダウンカウンタ14
からパルスモータ駆動パルスがパルス列として出力され
る。RAM13に設定されている実行パルス数は、単位時間
当たりに基準クロックの分周毎に発生する基準パルス数
に加速度減少係数テーブル12bに格納された係数を乗算
したものであるから、最高速度に達する以前においては
速度ステップに応じたカウント値をセットする時間間隔
が順次長くなるため、ペン移動の加速度を段階的に減少
させる加速特性が得られる。

減速を行うときには、ROM12内の速度ステップカウン
タ値テーブルと、RAM13内の速度ステップパルス数テー
ブルを逆に戻して行うことにより、加速時と対称な減速
特性が得られる。

ここで用いるテーブルの構成を第２図に、加速時の速
度曲線を第３図に示す。第３図（ａ）は加速度減少テー
ブルによる補正を行わない場合の基準となる加速度曲線
（定加速度線）であり、同図（ｂ）はこれに補正を加え
た実行加速度曲線である。Ｘ軸とＹ軸の移動成分の大き
い方には、プリセットダウンカウンタ14の出力パルス列
をモータ速度比例パルスとして与え、他方の軸にはパル
スレートジェネレータ15により、比例したパルス列を生
成して、モータ速度比例パルスとして与える。以上の方
法で加減速制御が行われる。

このように、上記実施例によれば、コントローラ11に
より直線の長さに合った加減速曲線による制御が行わ
れ、従来例で見られたような、台形制御または三角制御
で見られる、加速度の急変を避けることができ、Ｘ軸と
Ｙ軸の応答特性による謡らぎの影響が抑えられる。

なおこの実施例では、あらかじめ加速度減少係数を乗
じた速度ステップ実行パルス数テーブルをRAM内に生成
しているが、速度ステップを変えるごとに、随時計算で
求めても良い。

発明の効果 本発明は上記実施例により明らかなように、Ｘ−Ｙプ
ロッタで直線記録を行うときに、線の長さと関係なく滑
らかな加速度変化を持たせられる方法であり、より真直
度の高い直線記録を得ることができるという効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるXYプロッタの直線制
御装置のブロック図、第２図は制御に必要となるデータ
テーブルの構成図、第３図（ａ），（ｂ）は加速曲線の
概念図、第４図は従来のXYプロッタの直線制御装置のブ
ロック図、第５図は速度変化に対応するパルス間隔変化
の概念図、第６図は従来方式の速度制御による加速度曲
線の概念図、第７図は従来の加減速制御で発生しやすい
直線の謡らぎの説明図である。 11……コントローラ、12……ROM、13……RAM、14……プ
リセットダウンカウンタ、15……パルスレートジュネレ
ータ、16……Ｘ軸/Y軸切換スイッチ、17……Ｘ−Ｙテー
ブル部、18……Ｘ軸モータ、19……Ｙ軸モータ、20……
記録ペン。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録ペンを加速及び減速して直線駆動する
   際の初速から最高速度までを複数の速度ステップに分割
   しそれぞれの速度ステップに対応して上記記録ペンが移
   動に必要な距離を格納した加減速必要距離テーブルと、
   基準クロックを分周し上記速度ステップに対応してパル
   スモータ駆動パルス列のパルス間隔を与えるカウンタ値
   を格納したカウンタ値テーブルと、上記速度ステップの
   最高速度に達する以前の所定速度ステップから最高速度
   ステップに至るまで速度に比例して増大する係数を格納
   した加速度減少係数テーブルと、単位時間当たりに基準
   クロックの分周毎に発生する基準パルス数を格納したパ
   ルス数テーブルとを有する記憶手段と、記録すべき直線
   距離に対する上記記録ペンの移動距離と上記加減速必要
   距離テーブルに格納された値とを比較し上記記録ペンの
   移動距離に対応する上記記憶手段の最高速度ステップを
   選択し上記速度ステップ毎に上記基準パルス数と上記係
   数を乗算して実行パルス数を求める演算手段と、基準ク
   ロックが印加されるプリセットダウンカウンタに対して
   上記カウンタ値のセットとカウント終了時のパルスモー
   タ駆動パルス出力とを繰り返しこの出力パルス数が上記
   速度ステップに対応した上記実行パルス数に一致した際
   に上記速度ステップを更新し新たな速度ステップに対応
   した上記カウンタ値のセットとカウントを繰り返して上
   記パルスモータ駆動パルスを順次出力するパルス列生成
   手段と、このパルス列生成手段からの出力パルス列によ
   り上記パルスモータを駆動する駆動手段とを備えたXYプ
   ロッタの直線制御装置。