JP2964742B2 - 駆動装置の速度制御装置 - Google Patents

駆動装置の速度制御装置

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JP2964742B2 JP29435291A JP29435291A JP2964742B2 JP 2964742 B2 JP2964742 B2 JP 2964742B2 JP 29435291 A JP29435291 A JP 29435291A JP 29435291 A JP29435291 A JP 29435291A JP 2964742 B2 JP2964742 B2 JP 2964742B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は駆動装置の速度制御装
置に係り、特にジョイスティック等の速度入力手段から
の速度指令信号に基づいて駆動装置の速度を制御する駆
動装置の速度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、座標測定機、工作機械等に用いら
れているモータ等の駆動装置の速度を制御する制御装置
は、例えばジョイスティック等の速度入力手段を有し、
このジョイスティックからその操作角度に比例した電圧
の速度指令信号を発生し、この速度指令信号をドライブ
回路に出力することにより駆動装置の速度を制御するよ
うにしている。そして、ジョイスティック等の速度入力
手段の誤操作でジョイスティックの操作角度が急激に変
化した場合、座標測定機のプローブが急加速して加速方
向と逆方向にフィーラーが移動し、あたかもフィーラー
被測定物に当接したかのような誤ったプロービング信
号が発生した状態にならないようにするために、一般に
以下の2つの方法が採用されている。
【0003】第1の方法は駆動装置の速度制御装置にデ
ータ無効スイッチを設けて、このデータ無効スイッチを
予め作動状態(すなわち、ONの状態)にしておく方法
である。これによれば、誤操作で速度が急激に変化して
誤ったプロービング信号が発生してもプロービング信号
がデータ無効スイッチで無効になるので誤ったデータの
取込みを阻止することができる。
【0004】第2の方法は座標測定機に測定モードと移
動モードとの切換えスイッチを設けて、測定モード時の
最高速度を移動モードの最高速度の1/20〜1/50
に減速する方法である。これにより、プローブの急加速
を阻止することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第1、
第2の方法は必要に応じて、その都度データ無効スイッ
チの「ON−OFF」操作や、測定モードと移動モード
との切換えスイッチの操作を行う必要があり、操作が煩
雑になるという問題がある。また、第1の方法は誤った
データの読込みは防げるが、このプロービング信号によ
り座標測定機が停止するので操作性が悪いという問題が
ある。
【0006】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、操作の簡素化や操作性の向上を図ることができ
る駆動装置の速度制御装置を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する為に、速度入力手段での入力操作に対応して速度
指令信号を発生し、該速度指令信号に基づいて駆動装置
の速度を制御するようにした駆動装置の速度制御装置に
おいて、前記速度入力手段から発生された速度指令信号
に基づいて、該速度指令信号の速度に対応した加速度を
算出し、前記算出された加速度と予め設定された許容最
大加速度とを比較し、前記算出された加速度が予め設定
された許容最大加速度より大きい場合、予め設定された
加速度で新たな出力速度を設定し、前記算出された加速
度が予め設定された許容最大加速度より小さい場合、算
出された加速度で新たな出力速度を設定する加速度フィ
ルタを備えたことを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明によれば、駆動装置の速度制御装置に加
速度フィルタを設け、加速度フィルタで速度入力手段か
ら発生された速度指令信号の速度に対応した加速度を算
出する。そして、加速度フィルタは算出された加速度と
予め設定された許容最大加速度とを比較し、算出された
加速度が予め設定された許容最大加速度より大きい場
合、予め設定された加速度で新たな出力速度を設定し、
算出された加速度が予め設定された許容最大加速度より
小さい場合、指令された加速度で出力速度を設定する。
【0009】
【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る駆動装置
の速度制御装置について詳説する。図1は本発明に係る
駆動装置の速度制御装置の一実施例を示すブロック図で
ある。同図において、ジョイスティック10は速度入力
手段として作用し、その操作角度に比例した電圧信号
(速度指令信号)を出力する。この速度指令信号はA/
D変換器12でデジタル信号に変換されて後述する加速
度フィルタ16に加えられる。加速度フィルタ16は速
度指令信号に基づいて設定された出力速度信号、又は後
述する許容最大加速度で設定された出力速度信号をD/
A変換器18を介してモータドライバ14に加える。モ
ータドライバ14は出力速度信号に基づいてモータMが
速度指令で回転するようにモータ駆動信号を生成する。
【0010】生成されたモータ駆動信号はモータMに出
力され、モータMはモータ駆動信号によって回転する。
これにより、座標測定機におけるキャリッジ20を所定
の軸方向に移動させる。キャリッジ20にはプローブ2
2が設けられていて、プローブ22には後述するフィラ
ー24が設けられている。次に、本発明で追加された部
分について説明する。
【0011】図1において、前述した加速度フィルタ1
6、許容最大加速度設定回路30が追加された回路であ
る。加速度フィルタはA/D変換器12とD/A変換器
18との間に接続されており、ジョイスティック10か
らの速度指令信号を入力している。加速度フィルタ16
には予めキャリッジ20の許容最大加速度が設定されて
いて、速度指令信号が予め設定されているキャリッジ2
0の許容最大加速度を越えないように制御している。
【0012】以下図2、図3に基づいて加速度フィルタ
16の制御について説明する。先ず、加速度フィルタ1
6はジョイスティック10の操作角度に比例した速度指
令信号Vjsを入力する(図3参照)(ステップ5
0)。入力速度指令信号Vjsが加速度フィルタ16に
入力されると、式(1)に基づいて入力速度指令信号Vj
sの入力加速度αjsが求められる(ステップ52)。
【0013】αjs=(Vjs−Von)/Ts…(1) Von…加速度フィルタ16から出力されている出力速
度指令信号 Ts…サンプル時間 求められた入力加速度αjsを、予め設定されているキ
ャリッジ20の許容最大加速度αと比較して(ステップ
54)、入力加速度αjsが許容最大加速度αより大き
い場、式(2)に基づいて許容最大加速度αで加速された
速度Voが求められる(ステップ56)。
【0014】 Vo=(Vjs−Von)・α/αjs+Von…(2) 許容最大加速度αで加速されたVoは出力速度指令信号
Vonに置き換えられて(ステップ58)、Voが置き
換えられた出力速度指令信号Vonはステップ52にフ
ィードバックされる。そして、求められたVoは加速度
フィルタ16からモータドライバ14に出力される(ス
テップ60)。
【0015】一方、入力加速度αjsが許容最大加速度
αより小さい場合入力速度指令信号VjsをVoと設定
し(ステップ62)、Voを出力速度指令信号Vonに
置き換える操作を行った後(ステップ58)、Voが置
き換えられた出力速度指令信号Vonはステップ52に
フィードバックされる。そして、Voは加速度フィルタ
16からモータドライバ14に出力される(ステップ6
0)。
【0016】従って、ジョイスティック10からの入力
加速度αjsが、予め設定されているキャリッジ20の
許容最大加速度αより大きい場合でも、出力速度指令信
号Vonは許容最大加速度αで加速度フィルタ16から
モータドライバ14に出力される(図3参照)。また、
許容最大加速度設定回路30はプローブ22から出力さ
れたフィラー24の重量信号を入力して、この重量信号
に基づいて許容最大加速度αを設定し、許容最大加速度
αは加速度フィルタ16に入力される。すなわち、プロ
ーブ22にはプーリ28が回動自在に設けられ、プーリ
28にはワイヤ29が巻き付けられている。ワイヤ29
の端部にはスプリング26が連通されていて、スプリン
グ26の下端部にはフィラー24が設けられている。従
って、フィラー24の重量が変化するとプーリ28が回
動してフィラー24の重量に対応した重量信号が、許容
最大加速度設定回路30及びA/D変換器32を介して
加速度フィルタ16に出力される。
【0017】前記実施例ではキャリッジ20を1軸方向
の移動のみに限定して説明したが、これに限らず、キャ
リッジ20を多軸方向に移動した場合に適用することが
できる。以下、図4に基づいてキャリッジ20が3軸方
向(X、Y、Z軸)に移動する場合の加速度フィルタ1
6の制御について説明する。
【0018】先ず、加速度フィルタ16はジョイスティ
ック10の操作角度に比例した速度指令信号VjsIを
入力する(図4参照)(ステップ100)。入力速度指
令信号VjsIが加速度フィルタ16に入力されると、
式(3)に基づいてX、Y、Z軸の3軸方向の入力加速度
から最大の入力加速度αjs(max) が求められる(ステ
ップ102)。
【0019】 αjs(max) =max of(VjsI−VoIn)/Ts…(3) VjsI= VjsX VjsY VjsZ VoIn= VoXn VoYn VoZn (VoIn…加速度フィルタ16から出力されている
X、Y、Z軸の出力速度指令信号) Ts…サンプル時間 求められた入力加速度αjs(max) を、予め設定されて
いるキャリッジ20の許容最大加速度αと比較して(ス
テップ104)、入力加速度αjs(max) が許容最大加
速度αより大きい場、式(4)に基づいて許容最大加速度
αで加速された速度VoIが求められる(ステップ10
6)。
【0020】 VoI=(VjsI−VoIn)・α/αjs(max) +VoIn…(4) 許容最大加速度αで加速されたVoIは出力速度指令信
号VoInに置き換えられて(ステップ108)、出力
速度指令信号VoInはステップ102にフィードバッ
クされる。また、VoIは加速度フィルタ16からモー
タドライバ14に出力される(ステップ110)。
【0021】一方、入力加速度αjs(max) が許容最大
加速度αより小さい場合入力速度指令信号VjsIをV
oIと設定し(ステップ112)、VoIを出力速度指
令信号VoInに置き換えて(ステップ108)、出力
速度指令信号VoInはステップ102にフィードバッ
クされる。また、VoIは加速度フィルタ16からモー
タMに出力する(ステップ110)。
【0022】従って、例えばX、Y、Z軸中のX軸の加
速度が許容最大加速度αより大きくなった場合、その他
のY、Z軸の加速度がX軸の加速度に比例して小さくな
るので、キャリッジ20の加速方向が変化しない。前記
実施例では、ジョイスティック10から出力された速度
指令信号をA/D変換器12でデジタル信号に変換し
て、加速度フィルタ16でデジタル処理してリミッタ制
御を行ったが、これに限らず、加速度フィルタはジョイ
スティック10から出力された速度指令信号をアナログ
処理してリミッタ制御を行うことも可能である。
【0023】また、前記実施例において、加速度フィル
タはジョイスティック10からの出力速度指令信号を処
理したが、これに限らず、マウス等のトラックボールか
ら出力された速度指令信号を処理することも可能であ
る。この場合、加速度フィルタはジョイスティック10
から出力された速度指令信号を処理したように、デジタ
ル処理、アナログ処理が可能である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る駆動装
置の速度制御装置によれば、加速度フィルタで速度入力
手段から発生された速度指令信号の速度に対応した加速
度を算出する。そして、加速度フィルタは算出された加
速度と予め設定された許容最大加速度とを比較し、算出
された加速度が予め設定された許容最大加速度より大き
い場合、予め設定された加速度で新たな出力速度を設定
し、算出された加速度が予め設定された許容最大加速度
より小さい場合、指令された速度を出力する。
【0025】従って、速度指令信号の速度が予め設定さ
れた許容最大加速度より小さい場合、速度入力手段の操
作に追従して駆動装置を制御することができ、速度指令
信号の速度が予め設定された許容最大加速度より大きい
場合、駆動装置の加速度を許容最大加速度に制限するこ
とができる。このように、予め設定された許容最大加速
度より大きい速度指令信号が入力された場合でもプロー
ビング等により駆動装置が停止しないので操作性の向上
を図ることができる。
【0026】また、データ無効スイッチの「ON−OF
F」操作や、測定モードと移動モードとの切換えスイッ
チの操作を行う必要がないので操作の簡素化を図ること
ができる。さらに、予め設定された許容最大加速度は被
駆動物の重量に応じて自動的に調整可能なので、被駆動
物の重量に応じた移動速度に自動的に調整することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る駆動装置の速度制御装置の一実施
例を示すブロック図
【図2】本発明に係る駆動装置の速度制御装置に使用さ
れている加速度フィルタの作動状態を説明するフローチ
ャト
【図3】本発明に係る駆動装置の速度制御装置に使用さ
れている加速度フィルタに入力された速度指令信号と、
加速度フィルタから出力された駆動装置の速度信号との
関係を示すグラフ
【図4】本発明に係る駆動装置の速度制御装置を多軸に
応用した他の実施例の加速度フィルタの作動状態を説明
するフローチャト
【符号の説明】
10…ジョイスティック 16…加速度フィルタ 20…キャリッジ 22…プローブ 24…フィラー
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−256483(JP,A) 特開 昭62−189510(JP,A) 特開 昭64−36303(JP,A) 特開 昭61−203883(JP,A) 特開 昭61−26107(JP,A) 特開 昭64−76206(JP,A) 特開 平2−47702(JP,A) 特開 平2−308311(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05D 13/62

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可動式のフィラーをもつ測定装置の、
    度入力手段での入力操作に対応して速度指令信号を発生
    該速度指令信号に基づいて駆動装置の速度を制御す
    るようにした駆動装置の速度制御装置において、 前記速度入力手段から発生された速度指令信号の単位時
    間当たりの変化量に基づいて逐次加速度を算出する加速
    度算出手段と、 前記可動式のフィラーの重量に応じて前記駆動装置の許
    容最大加速度を予め設定する許容加速度設定手段と、 前記算出された加速度と、前記フィラーの重量に応じて
    予め設定された許容最大加速度とを比較する比較手段
    と、 前記比較の結果、 前記算出された加速度が予め設定され
    た許容最大加速度より小さい場合は、前記速度入力手段
    から発生された速度指令信号を出力速度として逐次設定
    し、前記算出された加速度が予め設定された許容最大加
    速度より大きい場合、予め設定された許容最大加速度
    を用いて該許容最大加速度を越えないように新たな出力
    速度を逐次設定する出力速度設定手段と、 を備えたことを特徴とする駆動装置の速度制御装置。
  2. 【請求項2】 前記測定装置のプローブは、該プローブ
    に取り付けられた前記フィラーの重量を検出する重量検
    出手段を有し、 前記許容加速度設定手段は、前記検出されたフィラーの
    重量に応じて許容最大加速度を設定することを特徴とす
    請求項1の駆動装置の速度制御装置。
  3. 【請求項3】 可動式のフィラーをもつ多軸に構成され
    た測定装置の、速度入力手段での入力操作に対応して速
    度指令信号を発生して該速度指令信号に基づいて駆動装
    置の速度を制御するようにした駆動装置の速度制御装置
    において、 前記速度入力手段から発生された速度指令信号の単位時
    間当たりの変化量に基づいて逐次加速度を算出する加速
    度算出手段と、 前記可動式のフィラーの重量に応じて前記駆動装置の許
    容最大加速度を予め設定する許容加速度設定手段と、 前記算出された加速度と、前記フィラーの重量に応じて
    予め設定された許容最大加速度とを比較する比較手段
    と、 前記比較の結果、 前記算出された加速度が予め設定され
    た許容最大加速度より小さい場合は、前記速度入力手段
    から発生された速度指令信号を出力速度として逐次設定
    し、前記算出された加速度が予め設定された許容最大加
    速度より大きい場合、予め設定された許容最大加速度
    を用いて該許容最大加速度を越えないように新たな出力
    速度を逐次設定する出力速度設定手段と、 前記設定された最大加速軸の新たな出力速度に応じて、
    他軸の出力速度を新たに設定することにより、前記速度
    入力手段で指令した移動方向を維持する演算を行うため
    の演算手段と、 を備えたこと を特徴とする駆動装置の速度制御装置。
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