JP3040958B2

JP3040958B2 - モーションコントローラのモーション制御方法

Info

Publication number: JP3040958B2
Application number: JP9029858A
Authority: JP
Inventors: 謙太郎藤林; 雄策山田
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 2000-05-15
Anticipated expiration: 2017-01-30
Also published as: JPH10214108A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、数値制御装置等の
モーションコントローラのモーション制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の送り軸モータを制御する数値
制御装置（ＣＮＣ装置）などのモーションコントローラ
においては、プログラムされた移動指令を各軸毎に分配
し、プログラムされた移動経路どおりに工具等の制御点
を移動させる。この場合、通常、プログラムされた指令
を前処理して各軸毎の実行移動指令データとなるバイナ
リデータに変換し、このバイナリデータに基づいて各軸
のサーボモータ制御回路にこの移動指令を出力し、各軸
を駆動するサーボモータ等を駆動制御している。

【０００３】しかし、高速で複雑な形状を加工する場
合、上記前処理が間に合わず、各軸への移動指令の分配
ができずに加工を瞬時停止するうような場合が生じる。
このような不具合を避けるために、予め移動指令を前処
理し各軸への分配データであるバイナリデータを登録し
ておき、このバイナリデータをそのまま各軸へ出力する
バイナリ運転が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記バイナリ運転中に
おいて、非常停止やリセット入力、さらにはフィールド
ホールド指令によって運転の中断を行なうと、バイナリ
データによって駆動されていたモータは急停止し、機械
は大きなショックを発生する。またフィールドホールド
指令によって停止した運転を再開するときには、バイナ
リ運転の途中の状態から運転が再開されることになるか
ら、記憶しているバイナリデータの分配指令がそのまま
各軸のモータに出力され、モータは急加速され大きなシ
ョックを機械に与える。

【０００５】このショックが発生しないようにするに
は、中断・再開時に移動指令に対して加減速処理を行な
って、モータの回転を滑らかに減速、加速することによ
って可動部の移動を滑らかにする必要がある。そこで、
本発明の目的は、モーションコントローラのバイナリ運
転中の運転中断、再開時において、制御装置のプロセッ
サに大きな負担をかけることなく、加減速処理を行なう
モーションコントローラのモーション制御方法を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、モーションコ
ントローラにバイナリ運転時の加減速時間を移動指令の
分配周期の数で予め設定しておき、バイナリ運転途中で
運転停止信号が生じると、上記加減速時間として設定し
た分配周期の数でバイナリデータとして記憶している各
分配周期毎の移動指令を分割し、分配周期毎分割した１
個の移動指令だけ順次少なくなるように、運転停止信号
が発生した移動指令の分から移動指令として出力し減速
する。また、一時停止した後、運転を再開する際には、
上記分割した移動指令の次の１個の分割移動指令から分
配周期毎分割移動量単位で１個ずつ加算して移動指令と
して出力し加速する。

【０００７】特に上記加減速時間として設定した分配周
期の数を２の累乗の値にすることによって移動指令の分
割を容易にする。すなわち、該分配周期の数を２^ｎとす
れば、上記移動指令を上記分配周期の数で分割する際
に、分配移動指令としてバイナリデータで記憶されてい
るレジスタをｎ回シフトすることによってこの移動指令
を２^ｎ個に分割することができ、演算が簡単になる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態として、モーションコントローラの一種である
工作機械を制御するＣＮＣ装置に本発明を適用した例を
説明する。図１はＮＣ工作機械を駆動制御するＣＮＣ装
置１０の要部を示す機能ブロック図である。ＣＮＣ装置
１０のプロセッサ１１はＣＮＣ装置１０を全体的に制御
するプロセッサである。このプロセッサ１１は、ＲＯＭ
１２に格納されたシステムプログラムをバス１９を介し
て読み出し、このシステムプログラムに従って、ＣＮＣ
装置１０を全体的に制御する。ＲＡＭ１３には一時的な
計算データや表示データおよびキーボード７１を介して
オペレータが入力した各種データ等が格納される。ＣＭ
ＯＳメモリ１４は図示しないバッテリでバックアップさ
れ、ＣＮＣ装置１０の電源がオフにされても記憶状態が
保持される不揮発性メモリとして構成され、インターフ
ェイス１５を介して読込まれた加工プログラムや表示装
置７０、キーボード７１を介して入力された加工プログ
ラム等が記憶されるようになっている。また、ＲＯＭ１
２には、加工プログラムの作成および編集のために必要
とされる編集モードの処理や自動運転のための処理を実
施するための各種のシステムプログラムが予め書き込ま
れている。

【０００９】インターフェイス１５は、ＣＮＣ装置１０
に接続可能な外部機器のためのインターフェイスであ
り、フロッピーカセットアダプタ等の外部機器７２が接
続される。外部機器７２からは加工プログラム等が読み
込まれ、また、ＣＮＣ装置１０内で編集された加工プロ
グラムを外部機器７２を介してフロッピーカセット等に
記憶させることができる。

【００１０】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１６は、ＣＮＣ装置１００に内蔵されたシーケ
ンスプログラムで工作機械側の補助装置、例えば、工具
交換用のロボットハンド等といったアクチュエータを制
御する。即ち、加工プログラムで指令されたＭ機能，Ｓ
機能およびＴ機能に従って、これらシーケンスプログラ
ムで補助装置側で必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット
１７から補助装置側に出力する。この出力信号により各
種アクチュエータ等の補助装置が作動する。また、工作
機械の本体に配備された操作盤の各種スイッチ等の信号
を受け、必要な処理をして、プロセッサ１１に渡す。

【００１１】工作機械の送り軸Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の軸制御回
路３０〜３２はプロセッサ１１から分配周期毎に出力さ
れる各軸の移動指令を受けて、位置、速度ループ処理を
行なってトルク指令をサーボアンプ４０〜４２に出力す
る。サーボアンプ４０〜４２はこの指令を受けて、工作
機械の各軸のサーボモータ５０〜５２を駆動する。各軸
のサーボモータ５０〜５２には位置・速度検出器が内蔵
されており、この位置・速度検出器から位置，速度フィ
ードバック信号が軸制御回路３０〜３２にフィードバッ
クされる。図１ではこれらの位置信号のフィードバック
および速度のフィードバックの説明は省略している。

【００１２】スピンドル制御回路６０は工作機械への主
軸回転指令を受け、スピンドルアンプ６１にスピンドル
速度信号を出力する。スピンドルアンプ６１はこのスピ
ンドル速度信号を受けて、主軸モータ６２を指令された
回転速度で回転させる。主軸モータ６２には歯車あるい
はベルト等でポジションコーダ６３が結合され、該ポジ
ションコーダ６３が主軸の回転に同期して帰還パルスを
出力し、その帰還パルスはインターフェイス１８を経由
してプロセッサ１１によって読み取られる。

【００１３】上述したＣＮＣ装置の構成は従来の送り軸
３軸のＣＮＣ装置と何等相違するものはない。また、送
り軸が３軸よりも多いＣＮＣ装置においても本発明は適
用できるものであり、このＣＮＣ装置がバイナリ運転を
行なっている途中において、、非常停止信号（指令）、
リセット指令、フィールドホールド指令等が入力もしく
は発生し、運転を中断する際に、減速処理を行なって運
転を停止する処理をプロセッサ１１が行なうこと、及び
フィールドホールド指令で運転を停止した後再開指令に
よってバイナリ運転を一時停止した位置から再開始する
時に加速処理を行なって運転を再開する点が相違するも
のである。

【００１４】まず、この実施形態におけるバイナリ運転
時の加減速処理を説明すると、加減速時間を分配周期の
整数倍とし、その数Ｎを予め設定しておく。そして、減
速を行なう場合、各分配周期毎のバイナリデータの移動
量を上記Ｎで割りＮ個の分割移動量とし、そして減速開
始の最初の分配周期では、この分割した移動量の最初の
（Ｎ−１）個を合計した移動量を出力し、次の分配周期
では、次に続く（Ｎ−２）個の分割移動量を合計した移
動量を出力する以下、順次分配周期毎に（Ｎ−３）個、
（Ｎ−４）個、…、２個，１個と出力するものである。
また、加速時は、逆に１個、２個、…（Ｎ−１）個を出
力するものである。これにより分配周期Ｎ周期目に加減
速が完了する。

【００１５】例えば、Ｎ＝４で、図５（ａ）に示すよう
に、減速開始の分配周期の移動指令がｘ1 、次の周期が
ｘ2 、さらに次の周期がｘ3 、以後ｘ4 、ｘ5 …であっ
たとする。そうすると減速開始の分配周期では図５
（ｂ）に示す（３ｘ1 ／４）が出力され、次の周期では
［（ｘ1 ／４）＋（ｘ2 ／４）］が出力され、次の周期
では（ｘ2 ／４）が出力されることになる。このように
してＮ＝４周期目には移動指令が「０」となり４周期で
減速されることになる。また、一時停止後に引き続いて
加速する時は、図５（ｃ）に示すように、分配周期毎順
次（ｘ2 ／４）、［（ｘ2 ／４）＋（ｘ3 ／４）］、
（３ｘ3 ／４）を出力しＮ＝４周期目からは次の移動指
令ｘ4 をそのまま出力するようになる。

【００１６】図２〜図４は、プロセッサ１１が分配周期
毎に実施する処理のフローチャートであり、特にバイナ
リ運転中における中断処理、再開処理を主にした処理の
フローチャートである。

【００１７】まず、加工ＮＣプログラムは、インタフェ
ース１５を介してフロッピーカセットアダプタ等の外部
機器７２から読み込まれＣＭＯＳメモリ１４に格納され
ているとする。そして、該加工ＮＣプログラムには一部
バイナリデータで各軸への分配移動指令が記憶されてい
るものとする。

【００１８】運転が開始されると、プロセッサ１１は分
配周期毎図２〜図４の処理を開始し、ＣＭＯＳメモリ１
４に記憶された加工ＮＣプログラムの先頭ブロックより
読みだし、バイナリ運転の命令か判断し（ステップＳ
１）、バイナリ運転指令であれば、フラグBINPREP 、BI
NST を「１」に、BINADSR 、BINACDC を「０」にセット
し（ステップＳ２）、ステップＳ３に進む。なお、上記
各フラグ及び後述するフラグは初期設定で最初は「０」
にセットされている。また、バイナリ運転指令でなけれ
ばステップＳ２の処理を行なわずステップＳ３に進む。
ステップＳ３ではフラグBINPREP が「１」か否かでバイ
ナリ運転中かを判断し、該フラグBINPREPが「０」でバ
イナリ運転中でなけれは、従来と同様の通常の処理を行
ない（ステップＳ１９）、各軸への移動指令Ｌを求め、
各軸を駆動する各サーボモータの軸制御回路３０〜３２
へ該移動指令Ｌを出力し（ステップＳ１８）、当該分配
周期の処理を終了する。バイナリ指令が読み込まれなけ
れば、上述したステップＳ１，Ｓ３、Ｓ１９、Ｓ１８の
処理を繰り返し実行し、従来と同様の分配処理を行な
う。

【００１９】一方ステップＳ１でバイナリ運転指令が読
まれ、ステップＳ２で上述したように各種フラグがセッ
トされ、ステップＳ３でフラグBINPREP が「１」でバイ
ナリ運転中と判断されると、フラグBINST が「１」でバ
イナリ運転の開始かを判断し（ステップＳ４）、最初は
ステップＳ２で「１」にセットされているから、ステッ
プＳ５に移行してバイナリ運転のための指標ｊ，ｋを
「０」にセットすると共にフラグBINST を「０」にセッ
トする（ステップＳ５、Ｓ６）。

【００２０】そして、一時運転を停止させるフィードホ
ールド信号が有るか、リセット信号、非常停止信号が有
るか判断し（ステップＳ７，Ｓ８）、これらの信号が発
生していなければ、フラグBINACDC が「３」または
「１」にセットされているか判断する（ステップＳ
９）。最初は、このフラグBINACDC はステップＳ２で
「０」にセットされているから、ステップＳ１７に進
み、バイナリ分配処理を行なう。

【００２１】このバイナリ分配処理は図３、図４に示す
処理である。まず、フラグBINACDCの値を判断する（ス
テップＳＢ１）。この場合、該フラグBINACDC はステッ
プＳ２で「０」にセットされたままであるから、ステッ
プＳＢ２４に移行して当該ブロックのバイナリデータｘ
ｊ（指標ｊはステップＳ５でバイナリ運転開始時に
「０」にセットされているから「０」から始まる）を読
みだし、移動指令Ｌとしてレジスタに格納し、指標ｊを
「１」インクリメントする（ステップＳＢ２５）。そし
て、指標ｊがバイナリデータの総数Ｐ以上に達したかに
よってバイナリ運転終了か否かを判断し（ステップＳＢ
３４）、バイナリ運転を終了していなければ、バイナリ
分配処理を終了しメインルーチンに復帰する。メインル
ーチンではレジスタに記憶された移動量Ｌを各軸のサー
ボモータの軸制御回路３０〜３２へ出力し（ステップＳ
１８）、当該分配周期の処理を終了する。

【００２２】次の分配周期では、フラグBINPREP が
「１」フラグBINST が「０」、フラグBINACDC が「０」
にセットされているから、ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ４と
進み、ステップＳ４からステップＳ５，Ｓ６の処理を行
なうことなくステップＳ７に進む。フィードホールド信
号、リセット信号、非常停止信号が発生していなけれ
ば、ステップＳ８、Ｓ９、ＳＢ１、ＳＢ２４、ＳＢ２
５、ＳＢ３４、Ｓ１８の処理を行なってバイナリデータ
による移動指令を各軸のサーボモータの軸制御回路３０
〜３２に出力する。以下、フィードホールド信号、リセ
ット信号、非常停止信号が発生しない限り、分配周期
毎、ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ７〜Ｓ９、ＳＢ１、
ＳＢ２４、ＳＢ２５、ＳＢ３４、Ｓ１８の処理を繰り返
し実行し、バイナリデータによる移動指令を各軸のサー
ボモータの軸制御回路３０〜３２に出力する。

【００２３】一方、このバイナリ運転中に、フィードホ
ールド信号が発生するか、リセット信号もしくは非常停
止信号が発生すると、それを検出しプロセッサ１１はス
テップＳ７、もしくはステップＳ８からステップＳ１０
に移行して、フラグBINACDCが「３」であるか判断す
る。フラグBINACDC は「０」にセットされたままである
から、ステップＳ１１に移行して該フラグBINACDC を
「２」にセットし、フラグBINADST が「２」か否か判断
する。このフラグBINADST はステップＳ２で「０」にセ
ットされているから、ステップＳ１３に進んで該フラグ
BINADST を「１」にセットし、バイナリ分配処理（ステ
ップＳ１７）に移行する。

【００２４】バイナリ分配処理では、フラグBINACDC が
減速中を示す「２」にセットされているからステップＳ
Ｂ１からステップＳＢ２に移行し、さらにバイナリ運転
中における加減速開始を示すフラグBINADST が「１」か
判断し、この場合、ステップＳ１３で「１」にセットさ
れているから、ステップＳＢ３に移行してバイナリ運転
中における加減速期間の周期を計数する指標ｉを「１」
にセットし、フラグBINADST を「２」にセットし（ステ
ップＳＢ４）、フラグBINACDC が加速中を示す「１」に
セットされているか、減速中を示す「２」にセットされ
ているか判断する（ステップＳＢ５）。現時点において
は、ステップＳ１１でフラグBINACDC は「２」とセット
され減速中を示している（フィードホールドの信号によ
って減速停止実行中）ので、減速処理を開始することに
なる。ステップＳＢ５以下の処理が加減速処理である
が、まず、この加減速処理について一般的に説明する。

【００２５】フラグBINACDC が「２」で減速中を示して
いるときには、加減速の移動量を算出するためのパラメ
ータtempの値を指標ｉから指標ｋの値を減算して求める
（temp＝ｉ−ｋ）（ステップＳＢ７）。また、フラグBI
NACDC が「１」で加速中であると、ステップＳＢ６に移
行し上記パラメータtempを設定されている加減速周期数
Ｎ（予め加減速時間を分配周期の数Ｎで設定しておく）
から指標ｉ、ｋを減じて求める（temp＝Ｎ−ｉ−ｋ）。

【００２６】そして、該パラメータtempの値が、「正」
か、「０」か、「負」か判断し（ステップＳＢ８）、正
であれば、ステップＳＢ９、「０」であればステップＳ
Ｂ１４、負であればステップＳＢ２０に進む。パラメー
タtempの値が正であるときは指標ｊで示されるブロック
の移動指令ｘｊを読み取り（ステップＳＢ９）、フラグ
BINACDC を判断し（ステップＳＢ１０）、「１」で加速
中のときには、読み取った移動指令ｘｊと指標ｉの値よ
り次の第１式の演算を行なって移動指令Ｌを求める（ス
テップＳＢ１１）。

【００２７】Ｌ＝ｉ・ｘj ／Ｎ …（１）また、フラグBINACDC が「２」で減速中のときには、次
の第２式の演算を行なって移動指令Ｌを求める（ステッ
プＳＢ１２）。

【００２８】Ｌ＝（Ｎ−ｉ）・ｘｊ／Ｎ …（２）そして、指標ｋに（Ｎ−temp）の値をセットして（ステ
ップＳＢ１３）（ステップＳＢ２６に移行する。

【００２９】また、パラメータtempの値が「０」のとき
には、指標ｊで示されるブロックの移動指令ｘｊを読み
取り（ステップＳＢ１４）、フラグBINACDC を判断し
（ステップＳＢ１５）、「１」で加速中のときには上記
第１式の演算を行ない移動指令Ｌを求め（ステップＳＢ
１６）、フラグBINACDC が「２」で減速中のときには、
上記第２式の演算を行ない移動指令Ｌを求め（ステップ
ＳＢ１７）、指標ｋを「０」指標ｊを「１」インクリメ
ントし（ステップＳＢ１８、ＳＢ１９）、ステップＳＢ
２６に移行する。

【００３０】さらに、パラメータtempの値が「負」のと
きには、指標ｊの値、及びこの指標ｊの次の値（ｊ＋
１）で示されるブロックの移動指令ｘｊ、ｘj+1 を読み
取り（ステップＳＢ２０）、次の３式の演算を行なって
移動指令Ｌを求める（ステップＳＢ２１）。

【００３１】Ｌ＝［（Ｎ−ｋ）・ｘｊ／Ｎ］−temp・ｘj+1 ／Ｎ …（３）そして、指標ｋを「−temp」に設定し、指標ｊを「１」
インクリメントし（ステップＳＢ２２，ＳＢ２３）、ス
テップＳＢ２６へ移行する。

【００３２】ステップＳＢ２６では指標ｉを「１」イン
クリメントし該指標ｉが加減速時間の設定周期数Ｎ以上
か判断し（ステップＳＢ２７）、以上でなければ（ステ
ップＳＢ３４に移行してバイナリ運転が終了していなけ
れば、メインルーチンに戻り、算出した移動指令Ｌをサ
ーボモータに出力して当該周期の処理を終了する。

【００３３】そこで、加減速時間を決める設定分配周期
の数Ｎを「４」として、上記加減速処理を説明する。ま
た、バイナリ運転の各ブロックの移動指令が例えば図６
（ａ）に示すものとし、例えば指標ｊが「１０」でｘj
＝ｘ10の移動指令を出力しようとする時に、フィードホ
ールド信号が発生するか、リセット信号もしくは非常停
止信号が発生した（ステップＳ７，Ｓ８）とする。

【００３４】その時、前述したように、フラグBINACDC
が「２」、フラグBINADST が「１」に設定され（ステッ
プＳ１０〜Ｓ１３）、ステップＳＢ１に移行して、さら
にステップＳＢ２〜ＳＢ４によって指標ｉが「１」に設
定させると共にBINADST が「２」に設定されている点は
前述したとおりである。そして、ステップＳＢ５で、フ
ラグBINACDC が「２」で減速中と判断されると、パラメ
ータtempには、ｉ−ｋ＝１−０＝１がセットされる（ス
テップＳＢ７）。なお、指標ｉはバイナリ運転加減速開
始時にステップＳＢ３で「１」に、指標ｋはバイナリ運
転開始時にステップＳＢ５で「０」に設定されている。
temp＝１で「正」であるから、ステップＳＢ９に移行し
てブロックの移動指令ｘｊ＝ｘ10をよむ。なお、指標ｊ
はバイナリ運転開始時にステップＳ５で「０」にセット
され、該指標ｊで示されるブロックの移動指令ｘｊが出
力される毎に「１」インクリメンタルされており（ステ
ップＳＢ２４，ＳＢ２５参照）、上述したようにｊ＝１
０の時にフィードホールド信号が発生するか、リセット
信号もしくは非常停止信号が発生したとしているから移
動指令ｘｊ＝ｘ10が読み込まれる。

【００３５】そしてフラグBINACDC が「２」であるから
ステップＳＢ１０からステップＳＢ１２に移行して、上
記第２式にＮ＝４、ｉ＝１、ｘj ＝ｘ10、を代入し移動
指令Ｌを求める。

【００３６】Ｌ＝（Ｎ−ｉ）・ｘｊ／Ｎ＝（４−１）・
ｘ10／４＝（３／４）・ｘ10 次に指標ｋをｋ＝３（Ｎ−temp＝４−１＝３）とし（ス
テップＳＢ１３）、指標ｉを「１」インクリメントし
「２」とし（ステップＳＢ２６）、この指標ｉの値がＮ
＝４以上か判断し、以上ではないからステップＳＢ３４
に移行して、さらにバイナリ運転が終了しているか判断
し、終了していないので、メインルーチンに戻り、ステ
ップＳ１８でステップＳＢ１２で求めた移動指令Ｌ＝
（３／４）ｘ10を出力する。

【００３７】次の周期では、ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ４
の処理をしてステップＳ７もしくはステップＳ８からス
テップＳ１０に移行し、フラグBINACDC は「２」に設定
されたままであり、フラグBINADST はステップＳＢ４で
「２」に設定されているからステップＳ１０，Ｓ１１，
Ｓ１２の処理を行なった後バイナリ分配処理（ステップ
Ｓ１７）に移行して、ステップＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ
５，ＳＢ７に移行する。ステップＳＢ７では、指標ｉ＝
２で、指標ｋ＝３であるから、パラメータtemp＝２−３
＝−１となる。temp＝−１で負であるので、ステップＳ
Ｂ８からステップＳＢ２０に移行し、移動指令ｘｊ＝ｘ
10及び次の移動指令ｘj+1 を読み（なお、指標ｊはイン
クリメントされておらず前の「１０」のままである）、
第３式の演算を行ない移動指令Ｌを求める（ステップＳ
Ｂ２１）。

【００３８】Ｌ＝［（Ｎ−ｋ）・ｘｊ／Ｎ］−temp・ｘj+1 ／Ｎ＝［（４−３）・ｘ10／４］＋１・ｘ11／４＝（１／４）・ｘ10＋（１／４）・ｘ11 次に指標ｋ＝−temp＝１とし、指標ｊを「１」インクリ
メントし、ｊ＝１１とし（ステップＳＢ２２，ＳＢ２
３）、指標ｉを「１」インクリメントし、ｉ＝３とする
（ステップＳＢ２６）。指標ｉ＝３で、Ｎ＝４以上では
ないから、ステップＳＢ３４に移行し、バイナリ運転が
終了していなければ、メインルーチンに戻り、ステップ
ＳＢ２１で求めた上記移動指令Ｌを出力する（ステップ
Ｓ１８）。

【００３９】次の周期では同様に、ステップＳ１，Ｓ
３，Ｓ４，Ｓ７もしくはＳ８，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１
２，ＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ５，ＳＢ７と処理し、指標ｉ
＝３、指標ｋ＝１であるからtemp＝３−１＝２で正であ
るから、ステップＳＢ８からＳＢ９に移行して、移動指
令ｘｊ＝ｘ11を読みだし、上記第２式より移動指令Ｌを
求める（ステップＳＢ１０，ＳＢ１２）。

【００４０】Ｌ＝（Ｎ−ｉ）・ｘｊ／Ｎ＝（４−３）・
ｘ11／４＝（１／４）・ｘ11 そして指標ｋをｋ＝Ｎ−temp＝４−２＝２とし（ステッ
プＳＢ１３）、指標ｉを「１」インクリメントして（ス
テップＳＢ２６）、ｉ＝４とする。その結果指標ｉがＮ
＝４以上となるから、ステップＳＢ２８に移行し、フラ
グBINACDC が「２」か否か判断し、この場合「２」であ
るから、ステップＳＢ２９に移行して、非常停止もしく
はリセット信号があるかを判断する。そして非常停止も
しくはリセット信号があれば、フラグBINPREP を
「０」、フラグBINACDC ，BINADST を「０」にセットし
バイナリ運転の加減速処理を終了し（ステップＳＢ３
０，ＳＢ３１）、ステップＳＢ３４に移行してバイナリ
運転終了かを指標ｊがバイナリデータの総数Ｐ以上かに
よって判断し、終了していなければ、メインルーチンに
戻りステップＳＢ１３で求めた上記移動指令Ｌ＝（１／
４）・ｘ11を出力する（ステップＳ１８）。

【００４１】次の周期では、ステップＳ１からステップ
Ｓ３に進み、フラグBINPREP が「０」にセットされてい
るからステップＳ１９に進んで通常の処理を行なう。こ
の場合、リセットもしくは非常停止中であるから、移動
指令Ｌは求められずＬ＝０であり、サーボモータの軸制
御回路３０〜３２への出力は「０」となる（ステップＳ
１８）。以後、各周期毎ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ１９，
Ｓ１８の処理を繰り返し、サーボモータの軸制御回路３
０〜３２への出力は「０」で駆動されることはない。

【００４２】一方、ステップＳＢ２９で、非常停止もし
くはリセット信号が検出されないとき（フィードホール
ド信号の発生時）は、フラグBINACDC を「３」、フラグ
BINADST を「０」にセットし（ステップＳＢ３２，ＳＢ
３３）、バイナリ運転終了かを判断し（ステップＳＢ３
４）、終了でなければ、メインルーチンに戻りステップ
ＳＢ１３で求めた上記移動指令Ｌ＝（１／４）・ｘ11を
出力する（ステップＳ１８）。そして、次の周期から
は、ステップＳ１，Ｓ３、Ｓ４、Ｓ７，Ｓ１０、Ｓ１７
と移行し、ステップＳ１７のバイナリ分配処理では、ス
テップＳＢ１からステップＳＢ３６に移行して移動指令
Ｌを「０」としてメインルーチンに戻り、この「０」の
移動指令Ｌをサーボモータの軸制御回路３０〜３２に出
力する（ステップＳ１８）。その結果モータは駆動され
ず、機械は停止状態にある。

【００４３】以上の通り、バイナリ運転中に非常停止、
リセットまたはフードホールド信号が発生すると、加減
速時間を決める周期数Ｎが４であると、出力しようとし
た移動指令をｘ10、次の移動指令をｘ11とすると、移動
指令Ｌは、減速開始の１周期目の移動指令Ｌ＝（３／４）・ｘ10 減速開始から２周期目の移動指令Ｌ＝（１／４）・ｘ10
＋（１／４）・ｘ11 減速開始から３周期目の移動指令Ｌ＝（１／４）・ｘ11 減速開始から４周期以降の移動指令Ｌ＝０となる。図６（ａ）に示した例で、ｘ10／４＝ａ、ｘ11
／４＝ｂ、ｘ12／４＝ｃとすると、図６（ｂ）に示すよ
うに、減速開始の１周期目に「３ａ」が出力され２周期
目に「ａ＋ｂ」が出力され３周期目に「ｂ」が出力され
ることになる。その結果、移動指令ｘ11の半分（２ｂ）
を出力した状態で停止することになる。

【００４４】以上のようにして減速されて停止するか
ら、図７に示すように、ｘ10の移動指令がＡＢで、ｘ11
の移動指令がＢＣ、ｘ12の移動指令がＣＤであったと
き、実際の移動はａｂ、ｂｃ、ｃｄとなり、移動経路誤
差は小さなものとなる。

【００４５】フードホールド信号の発生で、上述したよ
うに減速して停止し、ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ
７，Ｓ１０，ＳＢ１，ＳＢ３６，Ｓ１８の処理を繰り返
し実行し、機械を停止した状態にあるとき、フィードホ
ールド信号が停止されフィードホールド状態がとかれる
と、ステップＳ７からステップＳ８、Ｓ９に移行し、ス
テップＳ９でフラグBINACDC が「１」又は「３」か判断
され、このフラグはフードホールド信号により減速停止
したときには、ステップＳＢ３２で「３」にセットされ
ているから、ステップＳ１４に移行して、フラグBINACD
C を「１」にセットし、フラグBINADST が「２」否か判
断し（ステップＳ１５）、このフラグBINADST はステッ
プＳＢ３３で「０」にセットされているから、ステップ
Ｓ１６に移行して該フラグBINADST を「１」にセットす
る。

【００４６】そして、バイナリ分配処理に移行し、フラ
グBINACDC が「１」、フラグBINADST が「１」であるか
ら、ステップＳＢ１、ＳＢ２からステップＳＢ３に移行
して指標ｉを「１」にセットし、フラグBINADST を
「２」にセットする（ステップＳＢ４）。次にステップ
ＳＢ５に移行してフラグBINACDC の値により加速中か減
速中かを判断するが、この場合ステップＳ１４で、該フ
ラグBINACDC は「１」にセットされ加速中を示すから、
ステップＳＢ６に移行してパラメータtempを求める。前
述した例でＮ＝４で、フィードホールドにより減速停止
したとき、指標ｋは「２」、指標ｊは「１１」で終わっ
ている。そこで、 temp＝Ｎ−ｉ−ｋ＝４−１−２＝１ temp＝１で「正」であるから、ステップＳＢ８からステ
ップＳＢ９に進み移動指令ｘｊ＝ｘ11を読み、フラグBI
NACDC は「１」で有り加速中であるので、ステップＳＢ
１０からステップＳＢ１１に進み上記第１式の演算を行
なって移動指令Ｌを求める。

【００４７】Ｌ＝ｉ・ｘｊ／Ｎ＝１・ｘ11／４＝（１／４）・ｘ11 そして、指標ｋをｋ＝Ｎ−temp＝４−１＝３にセットし
（ステップＳＢ１３）、指標ｉを「１」インクリメント
して「２」とし（ステップＳＢ２６）、前述したステッ
プＳＢ２７、ＳＢ３４，Ｓ１８の処理を行ない、求めた
移動指令Ｌをサーボモータに出力する。

【００４８】次の周期では、ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ
４，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９に進み、フラグBINACDC は「１」
であるから、ステップＳ１４、Ｓ１５と進み、フラグBI
NADSTはステップＳＢ４で、「２」セットされているか
ら、バイナリ分配処理へ移行しステップＳＢ１、ＳＢ
２，ＳＢ５、ＳＢ６と進む。ステップＳＢ６では、ｉ＝
２、ｋ＝３であるから、パラメータtemp＝Ｎ−ｉ−ｋ＝
４−２−３＝−１であり、負で有るから、ステップＳＢ
８からステップＳＢ２０に移行し移動指令ｘｊ＝ｘ11、
ｘj+1 ＝ｘ12をメモリから読みだし、上記第３式の演算
を行なって移動指令Ｌを求める（ステップＳＢ２１）。

【００４９】Ｌ＝［（Ｎ−ｋ）・ｘｊ／Ｎ］−temp・ｘj+1 ／Ｎ＝［（４−３）・ｘ11／４］＋１・ｘ12／４＝（１／４）・ｘ11＋（１／４）・ｘ12 そして、指標ｋをｋ＝−temp＝１、指標ｊをインクリメ
ントして「１２」とし（ステップＳＢ２２，ＳＢ２
３）、さらに指標ｉをインクリメントして「３」とし
（ステップＳＢ２６）、以下前述したステップＳＢ２
７，ＳＢ３４，Ｓ１８の処理を行ない上記移動指令Ｌを
サーボモータの軸制御回路３０〜３２へ出力する。

【００５０】次の周期では、ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ
４，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１４，Ｓ１５，ＳＢ１，ＳＢ
２，ＳＢ５，ＳＢ６の処理を行ない、ステップＳＢ６で
は、temp＝Ｎ−ｉ−ｋ＝４−３−１＝０を求め、temp＝
０であるからステップＳＢ１４に移行して、メモリより
ｘj ＝ｘ12を読みだし、フラグBINACDC は「１」である
から第１式の演算を行なって移動指令Ｌを求める（ステ
ップＳＢ１５，ＳＢ１６）。Ｌ＝ｉ・ｘｊ／Ｎ＝３・ｘ12／４＝（３／４）・ｘ12 そして、指標ｋを「０」とし、指標ｊを「１」インクリ
メントしてｊ＝１３とし、（ステップＳＢ１８，ＳＢ１
９）、さらに指標ｉを「１」インクリメントして「４」
とする（ステップＳＢ２６）。その結果ステップＳＢ２
７で指標ｉがＮ＝４以上であることが判断されるから、
ステップＳＢ２８に移行して、フラグBINACDC が「１」
で「２」ではないからステップＳ３１へ進み、フラグBI
NACDC 、BINADST を共に「０」とし、前述したステップ
ＳＢ３４，Ｓ１８の処理を行ない上記求めた移動指令Ｌ
をサーボモータの軸制御回路３０〜３２に出力する。

【００５１】次の周期からは、ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ
４，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９と進み、フラグBINACDC は「０」
で、「１」でも「３」でもないので、ステップＳ１７の
バイナリ分配処理に進み、バイナリ分配処理では、フラ
グBINACDC が「０」であるからステップＳＢ１からステ
ップＳＢ２４に進んで、指標ｊ（＝１３）で示される移
動指令ｘｊ（＝ｘ13）をメモリから読みだし移動指令Ｌ
とし、かつ該指標ｊを「１」インクリメントし（ステッ
プＳＢ２５）、指標ｊの値がバイナリデータの数Ｐ以上
になったかを判断し（ステップＳＢ３４）、Ｐ以上でな
ければ、上記移動指令Ｌ＝ｘｊをサーボモータの軸制御
回路３０〜３２に出力する（ステップＳ１８）。以下こ
の処理を各周期毎繰り返すことになる。その結果、加速
処理を終えたｘ13から順次各周期毎、ｘ14、ｘ15…とサ
ーボモータに移動指令が出力される通常のバイナリ運転
の処理がなされる。

【００５２】その結果、図６（ｃ）に示すように、加速
開始の１周期目に「ｂ」、２周期目に「ｂ＋ｃ」、３周
期目に「３ｃ」が出力され、減速処理によって残ってい
た移動指令ｘ11の半分（２ｂ）と次の周期の移動指令ｘ
12（＝４ｃ）によって加速処理が行なわれ、加速が完了
した段階で次の移動指令ｘ13以降が順次出力されること
になる。

【００５３】そして、ステップＳＢ３４でｊ≧Ｐとなり
バイナリ運転が終了すると、フラグBINPREP を「０」に
セットする。その結果、次の周期からは、ステップＳ
１，Ｓ３，Ｓ１９，Ｓ１８と処理され通常の処理の運転
となる。

【００５４】指標ｊが「１０」で、移動指令ｘ11を出力
しようとするときにフィードホールド信号が発生し、減
速し停止した後、フィードホールド信号が解除され加速
してバイナリ運転が再開されるときの指標、移動指令等
の変化状態を、加減速時間を規定するＮが「４」のとき
を表１に、Ｎ＝５のときを表２に示す。なお、非常停
止、リセット信号による停止の場合は、上記減速停止の
みの指標、移動指令等の変化状態となる。

【００５５】なお、上記加減速時間として設定する分配
周期の数Ｎを２の累乗２^ｎとして設定すれば、分配周期
毎の移動指令ｘｊをこの数Ｎで割る第１〜第３式の演算
を行なうステップＳＢ１１，ＳＢ１２，ＳＢ１６，ＳＢ
１７，ＳＢ２１の処理が簡単となる。すなわち、移動指
令ｘｊはバイナリデータとして記憶されているから、こ
の移動指令ｘｊをレジスタに格納し、下位方向にｎ回シ
フトすれば、移動指令ｘｊはＮで割られたことになり、
割り算が、レジスタのシフト処理だけですみ処理が簡単
になる。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【表２】

【００５８】

【発明の効果】本発明は、バイナリ運転を行なっている
ときに、運転途中で停止しても、減速処理して停止させ
るから、機械に大きなショックを発生させない。また、
この運転途中で中断した運転を再開する際も加速処理し
て駆動するから、運転再開時にも機械に大きなショック
を発生させない。さらに、加減速処理に伴う経路誤差も
小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一実施形態のＣＮＣ制御装置
のブロック図である。

【図２】同実施形態におけるプロセッサが実行する分配
周期毎の処理のフローチャートである。

【図３】図２におけるフローチャートにおけるバイナリ
分配処理のフローチャートである。

【図４】図２の続きのフローチャートである。

【図５】本発明の加減速処理の一例の説明図である。

【図６】本発明の一実施形態における加減速処理の一例
の説明図である。

【図７】バイナリ運転に対して本発明の加減速処理を行
なったときの指令経路と実際の経路の説明図である。

【符号の説明】

１０数値制御装置（ＣＮＣ装置）１１プロセッサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 19/19 G05B 19/416

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の制御軸を制御するモーションコン
トローラであって、分配周期毎の各軸への移動指令を予
め直接各軸に指令できるバイナリデータとして登録し
て、該バイナリデータによって機械を駆動制御するバイ
ナリ運転におけるモーションコントローラのモーション
制御方法において、予め加減速時間を移動指令の分配周
期の数で設定しておき、バイナリ運転途中で運転停止信
号が生じると、上記加減速時間として設定した分配周期
の数でバイナリデータとして記憶している各分配周期毎
の移動指令を分割し、分配周期毎分割した１個の移動指
令だけ順次少なくなるように、運転停止信号が発生した
移動指令の分から移動指令として出力し減速するモーシ
ョンコントローラのモーション制御方法。
【請求項２】一時停止した後、運転を再開する際に
は、上記分割した移動指令の次の１個の分割移動指令か
ら、分配周期毎順次分割移動量単位で１個ずつ加算して
移動指令として出力し加速する請求項１記載のモーショ
ンコントローラのモーション制御方法。
【請求項３】上記加減速時間として設定した分配周期
の数は２の累乗である請求項１又は請求項２記載のモー
ションコントローラのモーション制御方法。