JP3618558B2 - 移動速度指令生成方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動搬送機、自動組立機、ＮＣ工作機械などの自動機械、数値制御装置、産業用ロボットなどに用いられる移動速度指令生成方法および装置に係り、詳しくは、順次入力される複数の移動量指令に基づいて微小期間毎の移動速度指令を生成する移動速度指令生成方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は従来の移動速度指令生成装置の要部を示すブロック図である。図において、２２は時定数Ｔを記憶する時定数記憶手段、２３は移動量を速度指令毎に分割した複数の一次分割速度が順次入力され、各一次分割速度を上記時定数Ｔで二次分割して各一次分割速度に基づく時定数と同数の二次分割速度を出力する二次分割手段、４は二次分割速度が累積加算される複数の速度メモリを有する記憶手段、５は二次分割手段２３から出力される二次分割速度の累積加算先を順次ポインティングして、二次分割速度を対応する微小期間の速度メモリに累積加算させるイテレータ記憶手段、６は上記微小期間に応じたタイミング毎に各速度メモリに記憶されている累積速度を移動速度指令として出力する出力手段である。
【０００３】
次に動作について説明する。
図１９は従来における分割動作を説明する動作説明図である。同図は、時定数Ｔ（＝５）の下で、速度指令Ｆ（＝４５）毎に分割された８つの一次分割速度が二次分割手段２３に入力される場合の分割動作例である。同図に示すように、二次分割手段２３は、各一時分割速度ΔＬを時定数Ｔに基づいて５つに分割し、速度が９である二次分割速度ΔＬ２を５つ生成する。そして、各二次分割速度は５つの速度メモリに累積加算される。このような分割動作により、移動量は加速度一定の台形パターンの速度分布を有する複数の移動指令速度に変換される。
【０００４】
図２０は従来における複数の移動量指令が連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。同図は、最初に一次分割速度が３０である場合に時定数Ｔ＝３で二次分割を行い、次に一次分割速度が４５である場合に時定数Ｔ＝５で二次分割を行った場合の例である。そして、このような場合には、最初の分割では速度１０毎の二次分割速度が生成され、後の分割では速度９毎の二次分割速度が生成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の移動速度指令生成方法および装置は以上のように構成されているので、複数の移動量指令に基づく複数の二次分割速度を累積加算した場合、図２１の（ａ），（ｂ）にその累積加算の状態を模式的に示すように、その累積加算される微小区間の前後において各移動量指令に基づく複数の二次分割速度の加速度差に起因して、一次分割速度が上昇する場合においても一旦速度が減少してから増加するように、移動速度指令が加速度が急激に反転するほどに急激に変化してしまう。
【０００６】
その結果、この微小期間毎の移動速度指令に基づいてモータ制御などの各種の制御を行ったとしても、その回転速度や制御対象物を滑らかに移動させることができず、特に近年の加工装置などにおいて高速・高加速度移動制御を行うような場合においては工作機械や工作物などに過剰な衝撃を与えてしまうこととなり、研削加工などの高精度の処理と高速動作とを高い次元にて両立させる上で障害となってしまうなどの課題があった。
【０００７】
なお、上記時定数は、一次分割速度と制御対象との関係で決定されるものであり、例えば一般的な速度制御では、速度の変化量を一定以下に設定する必要があり、しかも、その範囲内でなるべく高速動作させることが要求されるものであり、例えばこの速度変化量の最大値を１０とした場合、一次分割速度が３０である場合には時定数は３（３０／１０＝３→３）に設定され、一次分割速度が４５ある場合には時定数は５（４５／１０＝４．５→５）に設定されるのが一般的である。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、複数の移動量指令に基づく速度同士を重なり合わせて微小区間の移動速度指令を生成するような場合においても、従来と同等の処理速度を得つつその重なり部分において移動速度指令の急激な速度変化を生ずることはない移動速度指令生成方法および装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る移動速度指令生成方法は、順次入力される複数の移動量指令に基づいて微小期間毎の移動速度指令を生成する移動速度指令生成方法において、各移動量指令を、時系列上で一定の加速度毎に変化する速度分布となる複数の速度指令に分割し、この複数の速度指令に基づいて微小期間毎の移動速度指令を生成し、各移動量指令に係る移動量を一定速度を単位として上記微小期間毎の一次分割速度に分割する一次分割工程と、各一次分割速度を所定の単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割する二次分割工程と、各一次分割速度に基づく１又は複数の二次分割速度それぞれを当該一次分割速度の微小期間を１つ目として二次分割数分の微小期間に割り付け、この微小期間毎の二次分割速度の累積速度を当該微小区間の移動速度指令とする累積分配工程とを有し、移動量指令に係る一次分割速度を求めた後において、その一次分割速度が前の移動量指令に基づく一次分割速度と連続して時系列上に配列され、且つ、前の移動量指令に基づく一次分割速度よりも速度が低い場合には、一次分割工程は、当該速度差に含まれる単位速度の個数と同数の微小期間分だけ遅延させるものである。
【００１２】
この発明に係る移動速度指令生成方法は、二次分割工程は、新たな移動量指令に基づく各一次分割速度の二次分割速度を求める際には、前回の速度指令と今回の速度指令との速度差を単位速度で除算して得られる剰余を二次分割余剰速度とした場合、当該単位速度から当該二次分割余剰速度を減算して得られる速度を１つ目の二次分割速度とし、その残りを単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割するものである。
【００１３】
この発明に係る移動速度指令生成方法は、二次分割工程は、既に二次分割余剰速度が存在する状況で新たな移動量指令に基づく各一次分割速度の二次分割速度を求める際には、上記二次分割余剰速度に前回の速度指令と今回の速度指令との速度差を加算した値を単位速度で除算して得られる剰余を新たな二次分割余剰速度とし、当該単位速度から当該新たな二次分割余剰速度を減算して得られる速度を１つ目の二次分割速度とし、その残りを単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割するものである。
【００１４】
この発明に係る移動速度指令生成方法は、各移動量指令とともに指令速度が指定され、各移動量指令を上記指令速度毎の複数の一次分割速度に分割した際に一次分割余剰速度が発生した場合には、一次分割工程は、次の移動量指令による最初の一次分割速度を上記一次分割余剰速度と同一の微小期間に設定し、且つ、この次の移動量指令による最初の一次分割速度は、上記一次分割余剰速度を上記指令速度で割って得られる達成率を１から減算し、その減算によって得られる未達成率と上記前の移動量指令に対応する指令速度とを乗算して得られる速度とし、更に、その残りの移動量指令に係る移動量は対応する次の指令速度を単位として分割するものである。
【００１５】
この発明に係る移動速度指令生成方法は、一次分割速度がそれに対応した指令速度と異なる場合には、二次分割工程は、当該一次分割速度を対応する指令速度で割った値を単位速度に乗算し、この乗算結果として得られる余剰単位速度を単位として分割するものである。
【００１６】
この発明に係る移動速度指令生成方法は、一次分割余剰速度を補うように次の移動量指令を分割するに際して、未達成率と前の移動量指令に係る指令速度と乗算して得られる未達成速度よりも次の移動量指令に係る移動量が小さい場合には、一次分割工程は、上記移動量指令に係る移動量を上記未達成速度で割って得られる追加達成率をそれまでの未達成率から減算して新たな未達成率とし、この未達成率が０となるまで順次移動量指令に係る移動量を当該微小期間に係る最初の一次分割速度として設定し、未達成率が０となった際の移動量指令は、その移動量から上記最初の一次分割速度を減算したものを対応する指令速度を単位として分割するものである。
【００１７】
この発明に係る移動速度指令生成方法は、移動量指令に係る移動量の一次分割数よりも指令速度の単位速度による二次分割数の方が大きい場合には、一次分割工程は、指令速度を下記式１により得られる速度に変更して一次分割を行うものである。
Ｆ＝√（Ｌ・Ａ） ・・・式１
但し、Ｆは速度、Ｌは移動量、Ａは単位速度である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。図において、１は移動量指令Ｌおよび微小期間毎の目標移動速度である速度指令Ｆが順次入力され、この移動量指令Ｌを速度指令Ｆを単位として分割し、各移動量指令Ｌに基づく１又は複数の一次分割速度ΔＬを出力する一次分割手段、２は一次分割速度ΔＬを分割する単位となる単位速度Ａを出力する単位速度記憶手段、３はこの単位速度Ａとともに上記一次分割速度ΔＬが入力され、各一次分割速度ΔＬを所定の単位速度Ａを単位として分割し、各一次分割速度ΔＬに基づく１又は複数の二次分割速度ΔＬ２を出力する二次分割手段、４は二次分割速度ΔＬ２が累積加算される複数の速度メモリを有する配列メモリ（記憶手段）、５は二次分割手段３から出力される二次分割速度ΔＬ２の累積加算先を順次ポインティングして、二次分割速度ΔＬ２を対応する微小期間の速度メモリに累積加算させるイテレータ記憶手段（累積分配手段）、６は上記微小期間に応じたタイミング毎に各速度メモリに記憶されている累積速度ΔＭを移動速度指令として出力する出力手段である。また、７はこれら二次分割手段３や配列メモリ４などからなる加減速制御装置である。
【００２０】
次に動作について説明する。
モータ制御などに係る移動量指令Ｌ及び速度指令Ｆが入力されると、一次分割手段１は、移動量指令Ｌを速度指令Ｆを単位として分割し、各移動量指令Ｌに基づく１又は複数の一次分割速度ΔＬを順次出力する。また、一次分割速度ΔＬが入力されると、二次分割手段３は、単位速度記憶手段２に記憶されている単位速度Ａを単位として当該一次分割速度ΔＬを分割し、各一次分割速度ΔＬに基づく１又は複数の二次分割速度ΔＬ２を順次出力する。そして、各二次分割速度ΔＬ２はイテレータ記憶手段５によりポインティングされている速度メモリを１番目として上記二次分割数分の微小期間に累積加算される。出力手段６は、イテレータ記憶手段５によるポインティングが通過した速度メモリの累積速度ΔＭを微小間隔毎に移動速度指令として出力する。
【００２１】
なお、所定の速度を単位として分割するとは、その単位となる速度毎の単位に分割することを意味し、その場合の最大の分割速度は当該所定の単位である速度となる。
【００２２】
図２はこの発明の実施の形態１による分割動作の一例を説明する動作説明図である。同図は、移動量指令に係る移動量Ｌが３６０、速度指令Ｆが４５、単位速度Ａが１０である場合の分割動作例である。同図に示すように、一次分割工程において、移動量（Ｌ＝３６０）を速度指令（Ｆ＝４５）を単位として８つに分割し、微小区間における移動量が４５である８個の一次分割速度ΔＬを生成する。また、第二分割工程においては、各一時分割速度ΔＬを単位速度（Ａ＝１０）を単位として５つに分割し、速度が１０である二次分割速度ΔＬ２を４つと速度が５である二次分割速度ΔＬ２を１つ生成している。更に、累積分配工程では、ポインティングされている速度メモリを１番目として５つの速度メモリに対して、上記５つの二次分割速度ΔＬ２を「１０，１０，１０，１０，５」の順番で累積加算する。このような分割動作により、各移動量指令に係る移動量Ｌは加速度一定の台形パターンあるいは三角形パターンの速度分布を有する複数の移動指令速度ΔＭに変換される。
【００２３】
また、このような二次分割の動作は、指令速度Ｆを単位速度Ａで割った値の整数部分を時定数Ｔとした場合、微小期間Δｔ毎の一次分割速度ΔＬを、前記時定数Ｔに基づいて、Ｔ個のＡとその残り（ΔＬ−Ａ＊Ｔ）とに分割するものとして表すことができる。
【００２４】
図３はこの発明の実施の形態１による配列メモリ４に対する二次分割速度ΔＬ２の格納動作の一例を説明する動作説明図である。同図において、８１，…，８ｎはそれぞれ速度メモリである。同図（ａ）に示すように、全ての速度メモリ８１，…，８ｎの初期値が「０」であるとともに、イテレータ記憶手段５がｉ＝０において配列メモリ４の最初の速度メモリ８１をポインティングしている状態で、最初の一次分割速度ΔＬが二次分割手段３に入力されると、配列メモリ４の最初の４つの速度メモリ８１，８２，８３，８４に速度「１０」が累積加算され、累積速度「１０」となる。また、５つ目の速度メモリ８５は速度「５」が累積加算され、累積速度「５」となる。そして、この最初の一次分割速度ΔＬの分割格納が終了すると、同図（ｂ）に示すように、イテレータ記憶手段５はｉ＝１となって配列メモリ４の２番目の速度メモリ８２を新たにポインティングする。この状態で２番目の一次分割速度ΔＬが二次分割手段３に入力されると、配列メモリ４の２つ目から４つ目までの速度メモリ８２，８３，８４には速度「１０」が累積加算されて累積速度が「２０」となり、配列メモリ４の５つ目の速度メモリ８５には速度「１０」が累積加算されて累積速度が「１５」となり、配列メモリ４の６つ目の速度メモリ８６には速度「５」が累積加算されて累積速度が「５」となる。このような動作を繰り返して、各微小期間毎の累積速度ΔＭを生成する。
【００２５】
図４はこの発明の実施の形態１による配列メモリ４に格納された累積速度ΔＭを移動速度指令として出力する出力動作の一例を示す動作説明図である。同図（ａ）に示すように、イテレータ記憶手段５がｉ＝１となって配列メモリ４の２番目の速度メモリ８２を新たにポインティングしたら、最初の速度メモリ８１の累積速度ΔＭを移動速度指令として出力し、同図（ｂ）に示すように、イテレータ記憶手段５がｉ＝２となって配列メモリ４の３番目の速度メモリ８３を新たにポインティングしたら、２番目の速度メモリ８２の累積速度ΔＭを移動速度指令として出力する。このようにイテレータ記憶手段５がポインティングする１つ前の速度メモリを微小期間毎に順次出力する。
【００２６】
図５はこの発明の実施の形態１による複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌが連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。同図は、単位速度Ａ＝１０の下で、最初に移動速度指令Ｌ＝１８０，速度指令Ｆ＝３０の命令が入力され、７番目の微小区間のタイミングに合わせて２番目の指令（Ｌ＝３６０，Ｆ＝４５）が入力された場合の例である。そして、このような場合には、同図の累積分配工程に示すように、７番目の微小期間から８番目の微小期間までの間において（台形パターン同士の重なり部分において）、２つの指令に基づく二次分割速度ΔＬ２が累積加算されることになるが、従来のように時定数Ｔに基づいて二次分割を行っていた場合のように、このような重なり部分において加速度が反転するほどの急激な速度変化を生じてしまうことはない。
【００２７】
図６はこの発明の実施の形態１による台形パターン同士の重ねあわせを模式的に示す概念説明図である。同図に示すように、この発明の実施の形態１のような分割動作により、各台形パターンの斜辺部分の傾きを複数の台形パターン間で一定に揃えることにより（時系列上で一定の加速度毎に変化する速度分布となる複数の速度指令に分割することにより）、それらを重ねあわせた場合においても、重なり部分において急激な速度変化を生じてしまうことはなくなる。つまり、等しい傾きの台形パターンを重ね合わせると、重ね合わせの場所において速度パターンに凸凹は発生しなくなる。
【００２８】
以上のように、この実施の形態１によれば、順次入力される複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌに基づいて微小期間毎の移動速度指令ΔＭを生成する移動速度指令生成方法において、各移動量指令Ｌを、時系列上で一定の加速度毎に変化する速度分布となる複数の一時分割速度ΔＬ，…，ΔＬに分割し、この複数の一時分割速度ΔＬ，…，ΔＬに基づいて微小期間毎の移動速度指令ΔＭを生成するので、複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌが順次入力されて、これら複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌに基づく速度ΔＬ２同士が重なり合って微小区間の移動速度指令ΔＭが生成されるような場合においても、その重なり部分において各移動量指令Ｌの速度の加速度差に基づく移動速度指令ΔＭの急激な速度変化を生ずることはなく、移動速度指令ΔＭは凸凹なくなめらかに変化する効果がある。
【００２９】
従って、この微小期間毎の移動速度指令ΔＭに基づいてモータ制御などの各種の制御を行ったとしても、その回転速度や制御対象物を滑らかに移動させることができ、特に近年の加工装置などにおいて高速・高加速度移動制御を行うような場合においても工作機械や工作物などに過剰な衝撃を与えてしまうことがなくなり、高精度の研削加工などを高速に処理することができる効果がある。
【００３０】
また、この実施の形態１によれば、移動量指令Ｌ，…，Ｌが順次入力され、各移動量指令Ｌを微小期間毎の一定速度Ｆの一次分割速度ΔＬに分割する一次分割手段１と、上記一次分割速度ΔＬが入力され、各一次分割速度ΔＬを所定の単位速度Ａを単位とする１又は複数の二次分割速度ΔＬ２，…，ΔＬ２に分割する二次分割手段３と、複数の微小期間に対応する複数の速度メモリ８１，…，８ｎを有する配列メモリ４と、上記二次分割速度ΔＬ２を対応する微小期間の速度メモリに累積加算させるイテレータ記憶手段５と、各速度メモリ８１，…，８ｎに記憶されている累積速度ΔＭを上記微小期間に応じたタイミングで移動速度指令として出力する出力手段６とを備えているので、各移動量指令に係る移動量Ｌを一定速度Ａを単位として上記微小期間毎の一次分割速度ΔＬに分割し、各一次分割速度ΔＬを所定の単位速度Ａを単位とする１又は複数の二次分割速度ΔＬ２に分割し、各一次分割速度ΔＬに基づく１又は複数の二次分割速度ΔＬ２それぞれを当該一次分割速度ΔＬの微小期間を１つ目として二次分割数分の微小期間に割り付け、更に、この微小期間毎の二次分割速度ΔＬ２の累積速度ΔＭを当該微小区間の移動速度指令とする累積分配工程とで微小期間毎の移動速度指令を生成することができる。
【００３１】
従って、従来と同様に２回の分割動作と累積演算により移動速度指令ΔＭを生成することができ、従来と同等の処理速度を得つつ、異なる移動量指令Ｌ，…，Ｌに基づく複数の二次分割速度ΔＬ２，…，ΔＬ２が累積加算される微小区間の前後において加速度差に基づく移動速度指令ΔＭの急激な速度変化を抑制することができ、移動速度指令ΔＭをなめらかに変化させることができる効果がある。
【００３２】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。図において、９は移動量指令Ｌを速度指令Ｆを単位として分割して１又は複数の一次分割速度ΔＬを出力すると共に、移動量指令Ｌを速度指令Ｆで除算した際の余りを一次分割余剰速度Ｚとして出力する一次分割手段、１０はこの一次分割余剰速度Ｚを対応する速度指令Ｆで割って達成率Ｒを出力する達成率算出手段、１１は「１」から達成率Ｒを減算して得られる未達成率Ｕと上記指令速度Ｆとを乗算して得られる未達成速度Ｆ’を出力する未達成速度算出手段である。なお、上記一次分割余剰速度Ｚは一次分割速度ΔＬの１つとして出力されるものであり、また、この一次分割は速度指令Ｆを単位として分割を行うので、上記一次分割余剰速度Ｚは一連の一次分割速度ΔＬ，…，ΔＬの最後に出力されるのが一般的である。
【００３３】
そして、一次分割手段９は、このような未達成速度Ｆ’が入力された場合には、次の移動量指令Ｌを分割する際に、その最初の一次分割速度ΔＬを上記未達成速度Ｆ’とし、その残り（Ｌ−Ｆ’）を当該次の移動量指令に対応する速度指令Ｆを単位として分割し、また、この最初の一次分割速度ΔＬを前回の一次分割余剰速度Ｚと同一の微小期間に割り付けて（つまりオーバラップさせて）１又は複数の一次分割速度ΔＬ，…，ΔＬを出力する。なお、これら一次分割手段９、達成率算出手段１０および未達成速度算出手段１１はオーバラップ装置１２とも呼ばれ、一次分割速度ΔＬとともに上記達成率Ｒをも出力する。
【００３４】
また、このような未達成速度Ｆ’が入力されつつも、補填に用いる次の移動量指令に係る移動量Ｌがそれよりも小さい場合（Ｌ＜Ｆ’）には、一次分割手段９は、上記移動量指令に係る移動量Ｌを上記未達成速度Ｆ’で割って得られる追加達成率Ｒ２を出力し、達成率算出手段１０および未達成速度算出手段１１は、それまでの未達成率Ｕ１からこの追加達成率Ｒ２を減算して新たな未達成率Ｕ２として、この未達成率Ｕ２が０となるまで順次次の移動量指令に係る移動量Ｌ，…，Ｌを当該微小期間にオーバラップさせる。そして、未達成率Ｕが０となった後には、一次分割手段９は、その際の移動量指令に係る移動量Ｌから上記オーバラップに用いた最初の一次分割速度Ｆ’を減算したもの（Ｌ−Ｆ’）を対応する指令速度Ｆを単位として分割する。
【００３５】
図において、１３は各一次分割速度をΔＬ単位速度Ａを単位として分割して１又は複数の二次分割速度ΔＬ２を出力するとともに、一次分割速度ΔＬがそれに対応した指令速度Ｆと異なる場合には、単位速度Ａに上記達成率Ｒを乗算して余剰単位速度Ａ’を求め、この余剰単位速度Ａ’を単位として一次分割速度ΔＬを分割する二次分割手段である。
これ以外の構成は実施の形態１と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
次に動作について説明する。
一次分割手段９は、移動量指令に係る移動量Ｌを速度指令Ｆ毎に丁度に分割することができない場合には、一次分割余剰速度Ｚを出力し、達成率算出手段１０はこの一次分割余剰速度Ｚを上記速度指令Ｆで除算してそれを達成率Ｒとして出力し、未達成速度算出手段１１はまず「１」から達成率Ｒを除算して未達成率Ｕを演算し、次にこの未達成率Ｕを上記指令速度Ｆに乗算して未達成速度Ｆ’を出力する。
【００３７】
この未達成速度Ｆ’が入力されると一次分割手段９は、次の移動量指令に係る移動量Ｌがこの未達成速度Ｆ’以上である場合には、まず当該未達成速度Ｆ’を上記一次分割余剰速度Ｚと同一の微小期間に対応させて出力し、上記移動量Ｌから当該未達成速度Ｆ’を減算したもの（Ｌ−Ｆ’）を対応する次の速度指令Ｆを単位として分割を行う。
【００３８】
逆に、次の移動量指令に係る移動量Ｌがこの未達成速度Ｆ’よりも小さい（Ｌ＜Ｆ’）場合には、一次分割手段９は、当該次の移動量指令に係る移動量Ｌを上記一次分割余剰速度Ｚと同一の微小期間に対応させて出力するとともに、この移動量Ｌを上記未達成速度Ｆ’で割って得られる追加達成率Ｒ２を出力し、達成率算出手段１０および未達成速度算出手段１１は、それまでの未達成率Ｕ１からこの追加達成率Ｒ２を減算して新たな未達成率Ｕ２とし、その新たな未達成率Ｕ２と上記次の移動量指令Ｌ２に対応する次の速度指令Ｆ２とを乗算して新たな未達成速度Ｆ２’とする。そして、この未達成率Ｕが０となるまで順次移動量指令に係る移動量Ｌ，…，Ｌを当該微小期間にオーバラップさせる。なお、未達成率Ｕが０となった後には、一次分割手段９は、その際の移動量指令に係る移動量Ｌから上記オーバラップに用いた最初の一次分割速度（未達成速度Ｆ’）を減算したもの（Ｌ−Ｆ’）を対応する指令速度Ｆを単位として分割を行う。
【００３９】
図８はこの発明の実施の形態２による一次分割工程におけるオーバラップ動作を説明する動作概念説明図である。図において、Ｌｎ（ｎ＝１，２，３）はｎ番目の移動量指令、Ｆｎ（ｎ＝１，２，３）はｎ番目の速度指令、Ｚｎ（ｎ＝１，２）はｎ番目の一次分割余剰速度、Ｒｎ（ｎ＝１，２）はｎ番目の達成率、Ｕｎ（ｎ＝１，２）はｎ番目の未達成率、Ｆ’ｎ（ｎ＝１，２，３）はｎ番目の未達成速度である。そして、同図（ａ）ではオーバラップによりＺ１とＦ’２ とが同一微小期間に割り付けられ、同図（ｂ）ではＺ１ とＦ’２とＦ’３とが同一微小期間に割り付けられる。
【００４０】
そして、このような一次分割工程が終了すると二次分割手段１３が各一次分割速度ΔＬを更に二次分割する。この際、一次分割速度ΔＬがそれに対応した指令速度Ｆと異なる場合には、つまり、上記一次分割余剰速度Ｚや上記未達成速度Ｆ’などの一次分割速度ΔＬについては、対応する達成率Ｒを単位速度Ａに乗算し、この乗算結果として得られる余剰単位速度（Ａ×Ｒ）を単位として分割を行う。例えば、上記図８（ａ）の一次分割余剰速度Ｚ（＝２４）の場合であれば、達成率Ｒが０．８なので、余剰単位速度Ａ１は８（＝Ａ×Ｒ＝１０×０．８）となり、この余剰単位速度Ａ１を単位として、速度８の３つの二次分割速度ΔＬ２に分割される。また、上記図８（ａ）の未達成速度Ｆ’２（＝９）の場合であれば、達成率Ｒが０．２なので、余剰単位速度Ａ２は２（＝Ａ×Ｒ＝１０×０．２）となり、この余剰単位速度Ａ２を単位として、速度２の４つの二次分割速度ΔＬ２と速度１の１つの二次分割速度ΔＬ２とに分割される。
【００４１】
図９はこの発明の実施の形態２による複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌが連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。同図は、単位速度Ａ＝１０の下で、最初に移動速度指令Ｌ＝２０４，速度指令Ｆ＝３０の命令が入力され、８番目の微小区間のタイミングに合わせて２番目の指令（Ｌ＝３２４，Ｆ＝４５）が入力された場合の例である。そして、このような場合には、同図の累積分配工程に示すように、７番目の微小期間から９番目の微小期間までの間において（台形パターン同士の重なり部分において）、２つの指令Ｌ，Ｌに基づく二次分割速度ΔＬ２が累積加算されることになるが、従来のように時定数Ｔに基づいて二次分割を行っていた場合のように、このような重なり部分において加速度が反転するほどの急激な速度変化を生じてしまうことはない。
これ以外の動作は実施の形態１と同様であり説明を省略する。
【００４２】
以上のように、この実施の形態２によれば、各移動量指令Ｌとともに指令速度Ｆが指定され、各移動量指令Ｌを上記指令速度Ｆ毎の複数の一次分割速度ΔＬに分割した際に一次分割余剰速度Ｚが発生した場合には、一次分割工程は、次の移動量指令Ｌによる最初の一次分割速度ΔＬを上記一次分割余剰速度Ｚと同一の微小期間に設定し、且つ、この次の移動量指令Ｌによる最初の一次分割速度ΔＬは、上記一次分割余剰速度Ｚを上記指令速度Ｆで割って得られる達成率Ｒを１から減算し、その減算によって得られる未達成率Ｕと上記前の移動量指令に対応する指令速度Ｆとを乗算して得られる速度とし、その残りの移動量指令Ｌに係る移動量は対応する次の指令速度Ｆを単位として分割するので、前の移動量指令Ｌの一次分割で余りＺが発生したとしても、次の移動量指令Ｌの一次分割の際に達成率Ｒに基づいてそれを充当することができ、各微小期間を常に完全達成状態とすることができる。そして、これを適当に二次分割することにより単位速度Ａ以下の速度毎に移動速度指令ΔＭをなめらかに変化させることが可能となる効果がある。
【００４３】
この実施の形態２によれば、一次分割速度ΔＬがそれに対応した指令速度Ｆと異なる場合には、二次分割工程は、当該一次分割速度ΔＬを対応する指令速度Ｆで割った値を単位速度Ａに乗算し、この乗算結果として得られる余剰単位速度を単位として分割するので、一次分割で発生した余りＺを適当に二次分割することができ、しかも、単位速度Ａ以下の一定の速度毎に移動速度指令ΔＭをなめらかに変化させることができる効果がある。
【００４４】
この実施の形態２によれば、一次分割余剰速度Ｚを補うように次の移動量指令Ｌを分割するに際して、未達成率Ｕと前の移動量指令Ｌに係る指令速度Ｆと乗算して得られる未達成速度Ｆ’よりも次の移動量指令に係る移動量Ｌが小さい場合には、一次分割工程は、上記移動量指令に係る移動量Ｌを上記未達成速度Ｆ’で割って得られる追加達成率Ｒｎをそれまでの未達成率Ｕｎ−１から減算して新たな未達成率Ｕｎとし、この未達成率Ｕｎが０となるまで順次次の移動量指令に係る移動量Ｌを当該微小期間に係る最初の一次分割速度ΔＬとして設定し、未達成率Ｕｎが０となった際の移動量指令は、その移動量Ｌから上記最初の一次分割速度Ｆ’を減算したものを対応する指令速度Ｆを単位として分割することによってブロックをオーバラップさせるので、未達成率Ｕと前の移動量指令Ｌに係る指令速度Ｆと乗算して得られる未達成速度Ｕよりも次の移動量指令に係る移動量Ｌが小さい場合においても、各微小期間を常に完全達成状態（Ｕ＝０）とすることができる。そして、これを適当に二次分割することにより単位速度Ａ以下の速度毎に移動速度指令ΔＭをなめらかに変化させることが可能となる効果がある。
【００４５】
実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。図において、１４は前回の速度指令Ｆｎ−１を記憶する前回速度指令記憶手段、１５は移動量指令Ｌを速度指令Ｆを単位として分割して１又は複数の一次分割速度ΔＬを出力すると共に、前回の速度指令Ｆｎ−１よりも今回の速度指令Ｆｎの方が速度が低い（Ｆｎ−１＞Ｆｎ）場合には、前回の二次分割余剰速度Ｇにそれら２つの速度指令の速度差を加算した値（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）に含まれる単位速度Ａの個数と同数の微小期間分だけ今回の一次分割速度ΔＬの出力を遅延させる一次分割手段である。なお、上記二次分割余剰速度は、２つの速度指令の速度差を加算した値（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）に含まれる単位速度Ａの端数（余り）となる速度である。
【００４６】
また、１６は前回の二次分割余剰速度Ｇにそれら２つの速度指令の速度差を加算した値（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）に含まれる単位速度Ａの端数（余り）を今回の新たな二次分割余剰速度Ｇとして記憶する二次分割余剰速度記憶手段、１７は各一次分割速度ΔＬの最初の二次分割速度ΔＬ２として単位速度Ａから上記今回の新たな二次分割余剰速度Ｇを引いた速度（Ａ−Ｇ）を出力し、その残り（ΔＬ−（Ａ−Ｇ））を単位速度Ａを単位として分割して１又は複数の二次分割速度ΔＬ２を出力する二次分割手段である。
これ以外の構成は実施の形態１と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
次に動作について説明する。
一次分割手段１５は、移動量指令に係る移動量Ｌを速度指令Ｆを単位として分割する際に、前回の速度指令Ｆｎ−１よりも今回の速度指令Ｆｎが低い場合には、移動量指令に係る一次分割速度ΔＬを求めた後において、前回の二次分割余剰速度Ｇにそれら２つの速度指令の速度差を加算した値（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）に含まれる単位速度Ａの個数と同数の微小期間分だけ遅延させる。
【００４８】
二次分割手段１７は、各一次分割速度ΔＬを二次分割する際に、まず最初の二次分割速度ΔＬ２として、単位速度Ａから上記今回の新たな二次分割余剰速度Ｇを減算して得られる速度（Ａ−Ｇ）を出力し、次に当該一次分割速度ΔＬから当該最初の二次分割速度を減算したもの（ΔＬ−（Ａ−Ｇ））を単位速度Ａを単位として分割して１又は複数の二次分割速度ΔＬ，…，ΔＬとして出力する。
【００４９】
図１１はこの発明の実施の形態３による複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌが連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。同図は、単位速度Ａ＝１０の下で、最初に移動速度指令Ｌ＝３６０，速度指令Ｆ＝４５の命令が入力され、９番目の微小区間のタイミングに合わせて２番目の指令（Ｌ＝１８０，Ｆ＝３０）が入力された場合の例である。そして、このような場合には、同図の累積分配工程に示すように、２番目の指令に基づく最初の一次分割速度ΔＬの出力を１つ（＝（Ｇ＋Ｆ１−Ｆ２）／Ａ＝（０＋４５−３０）／１０＝１．５→「１」）減速待ち遅延させている。また、２番目の指令に基づく一次分割速度ΔＬを二次分割する際に、その時の二次分割余剰速度Ｇが５（＝（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）／Ａ＝（０＋４５−３０）／１０の余りは５）となっているため、その最初の二次分割速度を５（＝Ａ−Ｇ＝１０−５）としている。従って、１０番目の微小期間から１１番目の微小期間までの間において（台形パターン同士の重なり部分において）、２つの指令に基づく二次分割速度ΔＬ２，…，ΔＬ２が累積加算されることになるが、このような重なり部分においても移動速度指令ΔＭは加速度が反転するほどの急激な速度変化を生じてしまうことはない。
【００５０】
図１２はこの発明の実施の形態３による複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌが連続して入力された場合の分割動作の他の一例を説明する動作説明図である。同図は、単位速度Ａ＝１０の下で、最初に移動速度指令Ｌ＝２７０，速度指令Ｆ＝４５の命令が入力され、７番目の微小区間のタイミングに合わせて２番目の指令（Ｌ＝１５０，Ｆ＝３０）が入力され、１３番目の微小区間のタイミングに合わせて３番目の指令（Ｌ＝２７０，Ｆ＝４５）が入力され、１９番目の微小区間のタイミングに合わせて４番目の指令（Ｌ＝１５０，Ｆ＝３０）が入力された場合の例である。そして、このような場合には、同図の累積分配工程に示すように、２番目の指令に基づく最初の一次分割速度ΔＬの出力を１つ（＝（Ｇ＋Ｆ１−Ｆ２）／Ａ＝（０＋４５−３０）／１０＝１．５→この整数部分は「１」）減速待ち遅延させ、４番目の指令に基づく最初の一次分割速度ΔＬの出力を２つ（＝（Ｇ＋Ｆ１−Ｆ２）／Ａ＝（５＋４５−３０）／１０＝２．０→この整数部分は「２」）減速待ち遅延させている。
【００５１】
また、２番目以降の指令に基づく一次分割速度ΔＬを二次分割する際に、その時の二次分割余剰速度Ｇが５（＝（Ｇ＋Ｆ１−Ｆ２）／Ａ＝（０＋４５−３０）／１０の余りは５）となっているため、その最初の二次分割速度ΔＬ２を５（＝Ａ−Ｇ＝１０−５）としている。これに対して、４番目の指令に基づく一次分割速度ΔＬを二次分割する際には、その時の二次分割余剰速度Ｇが０（＝（Ｇ＋Ｆ１−Ｆ２）／Ａ＝（５＋４５−３０）／１０の余りは０）となるので、そのような分割作業は行われない。
【００５２】
従って、８番目の微小期間から１０番目の微小期間までの間や、２１番目の微小期間から２２番目の微小期間までの間において（台形パターン同士の重なり部分において）、２つの指令に基づく二次分割速度ΔＬ２，…，ΔＬ２が累積加算されることになるが、このような重なり部分においても移動速度指令ΔＭは加速度が反転するほどの急激な速度変化を生じてしまうことはない。
【００５３】
図１３はこの発明の実施の形態３による台形パターン同士の重ねあわせを模式的に示す概念説明図である。同図に示すように、この発明の実施の形態３のような分割動作により、各台形パターンの斜辺部分の傾きを複数の台形パターン間で一定に揃えつつ（時系列上で一定の加速度毎に変化する速度分布となる複数の速度指令に分割しつつ）、速度が低下する場合にはその低下に応じた分だけ後の台形パターンを遅延させることにより、それらを重ねあわせた場合においても、重なり部分において急激な速度変化を生じてしまうことはなくなる。つまり、等しい傾きの台形パターンを重ね合わせると、重ね合わせの場所において速度パターンに凸凹は発生しなくなる。
これ以外の動作は実施の形態１と同様であり説明を省略する。
【００５４】
以上のように、この実施の形態３によれば、移動量指令Ｌに係る一次分割速度ΔＬを求めた後において、その一次分割速度ΔＬが前の移動量指令Ｌに基づく一次分割速度ΔＬと連続して時系列上に配列され、且つ、前の移動量指令に基づく一次分割速度ΔＬよりも速度が低い場合には、一次分割工程は、前回の二次分割余剰速度をＧとした場合、このＧにそれら２つの速度指令の速度差を加算した値（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）に含まれる単位速度Ａの個数と同数の微小期間分だけ遅延させるので、各移動量指令に基づく指令速度の最高速度が低下する場合においても単位速度Ａ以下の速度毎に移動速度指令ΔＭをなめらかに低下させることができる効果がある。
【００５５】
この実施の形態３によれば、二次分割工程は、上記新たな移動量指令に基づく各一次分割速度の二次分割速度を求める際には、前回の二次分割余剰速度Ｇに２つの速度指令の速度差を加算した値（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）を単位速度Ａで除算して得られる剰余を新たな二次分割余剰速度Ｇとした場合、当該単位速度から当該新たな二次分割余剰速度Ｇを減算して得られる速度を１つ目の二次分割速度とし、その残りを単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割するので、例えば、前の移動量指令Ｌに基づく一次分割速度ΔＬが単位速度Ａで割りきれないような場合であっても、次の移動量指令Ｌに係る一次分割速度ΔＬを分割する際に、その分のげたを履かせた状態で分割することができ、重なり部分において所定の単位速度Ａ以下の速度毎に移動速度指令ΔＭをなめらかに変化させることができる効果がある。
【００５６】
また、多数の移動量が連続している間に複数回の速度指令の減速状況が発生したとしても破綻を来すことなく最小の遅延時間にて適当に移動量指令を生成することができる効果がある。
【００５７】
なお、この実施の形態３では、２番目以降の指令に基づく一次分割速度ΔＬを二次分割する際に二次分割余剰速度Ｇを利用するようにしたが、この替わりに、連続する速度指令Ｆの減速速度差を単位速度Ａで除算した際の小数部分を利用しても良い。具体的には、例えば速度指令Ｆが４５から３０に減速する場合には、その速度指令の減速速度差（１５＝４５−３０）を単位速度（Ａ＝１０）で除算した際（１５／１０＝１．５）の小数部分は０．５となるが、１からこの０．５を減算して得られる０．５を単位速度Ａに乗算するようにすればよい。
【００５８】
この場合、二次分割余剰速度Ｇが存在する状況で減速待ちを行う場合には、その速度差を単位速度で除算した値に当該二次分割余剰速度Ｇを加算した値の整数部分を減速待ち回数とし、小数部分を新たな二次分割余剰速度Ｇとすればよい。具体的には、例えば二次分割余剰速度Ｇ＝０．５の状況で指令速度Ｆが４５から３０に減速する場合には、その指令速度の減速速度差（１５＝４５−３０）を単位速度（Ａ＝１０）で除算した値（１５／１０＝１．５）に上記二次分割余剰速度Ｇ＝０．５を加算した値（１．５＋０．５＝２．０）の整数部分２を減速待ち回数とし、０．０を新たな二次分割余剰速度Ｇとすればよい。そして、１からこの新たな二次分割余剰速度Ｇ＝０．０を減算して得られる１を単位速度Ａに乗算すればよい。
【００５９】
実施の形態４．
図１４はこの発明の実施の形態４による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。図において、１８は移動量指令Ｌを速度指令Ｆを単位として分割して１又は複数の一次分割速度ΔＬを出力し、且つ、移動量指令Ｌを速度指令Ｆで除算した際の余りを一次分割余剰速度Ｚとして出力するとともに、前回の速度指令Ｆｎ−１よりも今回の速度指令Ｆｎの方が速度が低い場合には、前回の二次分割余剰速度Ｇにそれら２つの速度指令の速度差を加算した値（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）に含まれる単位速度Ａの個数と同数の微小期間分だけ今回の一次分割速度ΔＬの出力を遅延させる一次分割手段であり、１９は各一次分割速度ΔＬを単位速度Ａを単位として分割して１又は複数の二次分割速度ΔＬ２を出力するとともに、一次分割速度ΔＬがそれに対応した指令速度Ｆと異なる場合には、単位速度Ａに上記達成率Ｒを乗算して余剰単位速度Ａ２を求め、この余剰単位速度Ａ２を単位として一次分割速度ΔＬを分割し、また、前回の速度指令Ｆｎ−１よりも今回の速度指令Ｆｎの方が速度が低い場合には、各一次分割速度ΔＬの最初の二次分割速度ΔＬ２として単位速度Ａから今回の二次分割余剰速度Ｇを引いた速度を出力し、その残りを単位速度Ａを単位として分割して１又は複数の二次分割速度ΔＬ２，…，ΔＬ２を出力する二次分割手段である。また、１０，１１，１２は実施の形態２の同一符号のものと同一であり、それ以外は実施の形態３と同様な構成であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
次に動作について説明する。
図１５はこの発明の実施の形態４による複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌが連続して入力された場合の分割動作の他の一例を説明する動作説明図である。同図は、単位速度Ａ＝１０の下で、最初に移動速度指令Ｌ＝３２４，速度指令Ｆ＝４５の命令が入力され、８番目の微小区間のタイミングに合わせて２番目の指令（Ｌ＝２０４，Ｆ＝３０）が入力された場合の例である。そして、このような場合には、同図の累積分配工程に示すように、最初の指令に基づいて一次分割余剰速度（Ｚ１＝９）が生成されているので、まず、２番目の指令に基づく最初の一次分割速度ΔＬの出力を７番目の未達成率を０とするように最初の一次分割速度（Ｆ’２＝２４）を決定し、その残りの移動量（２０４−２４）を二番目の速度指令（Ｆ２＝３０）を単位として分割した後、次に、２番目の指令に基づく最初の一次分割速度の出力を１つ（＝（Ｇ＋Ｆ１−Ｆ２）／Ａ＝（０＋４５−３０）／１０＝１．５→この整数部分は「１」）減速待ち遅延させている。
【００６１】
また、２番目以降の指令に基づく一次分割速度ΔＬを二次分割する際に、その時の二次分割余剰速度Ｇが５（＝（Ｇ＋Ｆ１−Ｆ２）／Ａ＝（０＋４５−３０）／１０の余りは５）となっているため、その最初の二次分割速度ΔＬ２を５（＝Ａ−Ｇ＝１０−５）としている。
【００６２】
従って、８番目の微小期間から１１番目の微小期間までの間において（台形パターン同士の重なり部分において）、２つの指令に基づく二次分割速度ΔＬ２，…，ΔＬ２が累積加算されることになるが、このような重なり部分においても移動速度指令ΔＭは加速度が反転するほどの急激な速度変化を生じてしまうことはない。
これ以外の動作は実施の形態２や３と同様であり説明を省略する。
【００６３】
以上のように、この実施の形態４によれば、各移動量指令Ｌとともに指令速度Ｆが指定され、各移動量指令Ｌを上記指令速度Ｆ毎の複数の一次分割速度ΔＬに分割した際に一次分割余剰速度Ｚが発生した場合には、一次分割工程は、次の移動量指令Ｌによる最初の一次分割速度ΔＬを上記一次分割余剰速度Ｚと同一の微小期間に設定し、且つ、この次の移動量指令Ｌによる最初の一次分割速度ΔＬは、上記一次分割余剰速度Ｚを上記指令速度Ｆで割って得られる達成率Ｒを１から減算し、その減算によって得られる未達成率Ｕと上記前の移動量指令に対応する指令速度Ｆとを乗算して得られる速度とし、その残りの移動量指令に係る移動量Ｌは対応する次の指令速度Ｆを単位として分割するので、前の移動量指令Ｌの一次分割で余りＺが発生したとしても、次の移動量指令Ｌの一次分割の際に達成率Ｒに基づいてそれを充当することができ、各微小期間を常に完全達成状態とすることができる。そして、これを適当に二次分割することにより単位速度Ａ以下の速度毎に移動速度指令ΔＭをなめらかに変化させることが可能となる効果がある。
【００６４】
この実施の形態４によれば、一次分割速度ΔＬがそれに対応した指令速度Ｆと異なる場合には、二次分割工程は、当該一次分割速度ΔＬを対応する指令速度Ｆで割った値を単位速度Ａに乗算し、この乗算結果として得られる余剰単位速度Ａ２を単位として分割するので、一次分割で発生した余りＺを適当に二次分割することができ、しかも、単位速度Ａ以下の一定の速度毎に移動速度指令ΔＭをなめらかに変化させることができる効果がある。
【００６５】
実施の形態５．
図１６はこの発明の実施の形態５による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。図において、２０は移動量指令に係る移動量Ｌの一次分割数よりも指令速度の単位速度による二次分割数の方が大きい場合には、指令速度Ｆを下記式３により得られる速度に変更する指令速度変更手段、２１はこの指令速度Ｆが変更された場合にはその変更指令速度Ｆを単位として移動指令に係る移動量Ｌを分割する一次分割手段である。
Ｆ＝√（Ｌ・Ａ） ・・・式１
但し、Ｆは速度、Ｌは移動量、Ａは単位速度である。
これ以外の構成は実施の形態４と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
次に動作について説明する。
図１７はこの発明の実施の形態５による速度変更動作を説明する動作説明図である。同図は、Ａ＝１０の下でＬ＝９０，Ｆ＝４５の指令が入力された場合の変更例である。この指令例の場合、その指令のとおりに分割を行うと、一次分割数は２つ（＝Ｌ／Ｆ＝９０／４５）、二次分割数は５つ（Ｆ／Ａ＝４５／１０＝４．５→５）となるので、一次分割数よりも二次分割数の方が大きくなる。従って、速度指令Ｆを３０（＝√（Ｌ・Ａ）＝√（９０×１０））に変更する。これにより、累積加算後の移動速度指令は台形パターンから三角形パターンに変更され、その分（ここでは６→５に）当該指令処理に必要な微小期間の個数を削減することができる。
これ以外の動作、例えば一次分割手段の他の動作、例えば減速時の遅延動作や達成率Ｒに基づく分割なども実施の形態４と同様であり説明を省略する。
【００６７】
以上のように、この実施の形態５によれば、移動量指令に係る移動量Ｌの一次分割数よりも指令速度の単位速度による二次分割数の方が大きい場合には、一次分割工程は、指令速度Ｆを上記式１により得られる低い指令速度Ｆに変更して一次分割を行うので、所定の単位速度Ａ以上の速度変化を生ずることなく、移動量指令Ｌの処理に必要な微小期間の数を必要最小限に抑えることができ、その結果、所定の加工精度などを維持しながら上記抑制分だけ早く移動処理を行うことができる効果がある。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、順次入力される複数の移動量指令に基づいて微小期間毎の移動速度指令を生成する移動速度指令生成方法において、各移動量指令を、時系列上で一定の加速度毎に変化する速度分布となる複数の速度指令に分割し、この複数の速度指令に基づいて微小期間毎の移動速度指令を生成し、各移動量指令に係る移動量を一定速度を単位として上記微小期間毎の一次分割速度に分割する一次分割工程と、各一次分割速度を所定の単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割する二次分割工程と、各一次分割速度に基づく１又は複数の二次分割速度それぞれを当該一次分割速度の微小期間を１つ目として二次分割数分の微小期間に割り付け、この微小期間毎の二次分割速度の累積速度を当該微小区間の移動速度指令とする累積分配工程とで微小期間毎の移動速度指令を生成し、移動量指令に係る一次分割速度を求めた後において、その一次分割速度が前の移動量指令に基づく一次分割速度と連続して時系列上に配列され、且つ、前の移動量指令に基づく一次分割速度よりも速度が低い場合には、一次分割工程は、当該速度差に含まれる単位速度の個数と同数の微小期間分だけ遅延させるので、複数の移動量指令が順次入力されて、これら複数の移動量指令に基づく速度同士が重なり合って微小区間の移動速度指令が生成されるような場合においても、その重なり部分において各移動量指令の速度の加速度差に基づく移動速度指令の急激な速度変化を生ずることはなく、速度指令はなめらかに変化する効果がある。
【００６９】
従って、この微小期間毎の移動速度指令に基づいてモータ制御などの各種の制御を行ったとしても、その回転速度や制御対象物を滑らかに移動させることができ、特に近年の加工装置などにおいて高速・高加速度移動制御を行うような場合においても工作機械や工作物などに過剰な衝撃を与えてしまうことがなくなり、高精度の研削加工などを高速に処理することができる効果がある。また、従来と同様に２回の分割動作と累積演算により指令速度を生成することができる。従って、従来と同等の処理速度を得つつ、異なる移動量指令に基づく複数の二次分割速度が累積加算される微小区間の前後において加速度差に基づく速度指令の急激な速度変化を抑制することができ、移動速度指令をなめらかに変化させることができる効果がある。さらに、各移動量指令に基づく指令速度の最高速度が低下する場合においても単位速度以下の速度毎に移動速度指令をなめらかに低下させることができる効果がある。
【００７２】
この発明によれば、二次分割工程は、新たな移動量指令に基づく各一次分割速度の二次分割速度を求める際には、前回の速度指令と今回の速度指令との速度差を単位速度で除算して得られる剰余を二次分割余剰速度とした場合、当該単位速度から当該二次分割余剰速度を減算して得られる速度を１つ目の二次分割速度とし、その残りを単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割するので、例えば、前の移動量指令に基づく一次分割速度が単位速度で割りきれないような場合であっても、次の移動量指令に係る一次分割速度を分割する際に、その分のげたを履かせた状態で分割することができ、重なり部分において所定の単位速度以下の速度毎に移動速度指令をなめらかに変化させることができる効果がある。
【００７３】
この発明によれば、二次分割工程は、既に二次分割余剰速度が存在する状況で新たな移動量指令に基づく各一次分割速度の二次分割速度を求める際には、上記二次分割余剰速度に前回の速度指令と今回の速度指令との速度差を加算した値を単位速度で除算して得られる剰余を新たな二次分割余剰速度とし、当該単位速度から当該新たな二次分割余剰速度を減算して得られる速度を１つ目の二次分割速度とし、その残りを単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割するので、多数の移動量が連続している間に複数回の速度指令の減速状況が発生したとしても破綻を来すことなく最小の遅延時間にて適当に移動量指令を生成することができる効果がある。
【００７４】
この発明によれば、各移動量指令とともに指令速度が指定され、各移動量指令を上記指令速度毎の複数の一次分割速度に分割した際に一次分割余剰速度が発生した場合には、一次分割工程は、次の移動量指令による最初の一次分割速度を上記一次分割余剰速度と同一の微小期間に設定し、且つ、この次の移動量指令による最初の一次分割速度は、上記一次分割余剰速度を上記指令速度で割って得られる達成率を１から減算し、その減算によって得られる未達成率と上記前の移動量指令に対応する指令速度とを乗算して得られる速度とし、その残りの移動量指令に係る移動量は対応する次の指令速度を単位として分割するので、前の移動量指令の一次分割で余りが発生したとしても、次の移動量指令の一次分割の際に達成率に基づいてそれを充当することができ、各微小期間を常に完全達成状態とすることができる。そして、これを適当に二次分割することにより単位速度以下の速度毎に移動速度指令をなめらかに変化させることが可能となる効果がある。
【００７５】
この発明によれば、一次分割速度がそれに対応した指令速度と異なる場合には、二次分割工程は、当該一次分割速度を対応する指令速度で割った値を単位速度に乗算し、この乗算結果として得られる余剰単位速度を単位として分割するので、一次分割で発生した余りを適当に二次分割することができ、しかも、単位速度以下の一定の速度毎に移動速度指令をなめらかに変化させることができる効果がある。
【００７６】
この発明によれば、一次分割余剰速度を補うように次の移動量指令を分割するに際して、未達成率と前の移動量指令に係る指令速度と乗算して得られる未達成速度よりも次の移動量指令に係る移動量が小さい場合には、一次分割工程は、上記移動量指令に係る移動量を上記未達成速度で割って得られる追加達成率をそれまでの未達成率から減算して新たな未達成率とし、この未達成率が０となるまで順次移動量指令に係る移動量を当該微小期間に係る最初の一次分割速度として設定し、未達成率が０となった際の移動量指令は、その移動量から上記最初の一次分割速度を減算したものを対応する指令速度を単位として分割することによってブロックをオーバラップさせるので、未達成率と前の移動量指令に係る指令速度と乗算して得られる未達成速度よりも次の移動量指令に係る移動量が小さい場合においても、各微小期間を常に完全達成状態とすることができる。そして、これを適当に二次分割することにより単位速度以下の速度毎に移動速度指令をなめらかに変化させることが可能となる効果がある。
【００７７】
この発明によれば、移動量指令に係る移動量の一次分割数よりも指令速度の単位速度による二次分割数の方が大きい場合には、一次分割工程は、指令速度を上記式１により得られる速度に変更して一次分割を行うので、所定の単位速度以上の速度変化を生ずることなく、移動量指令の処理に必要な微小期間の数を必要最小限に抑えることができ、その結果、所定の加工精度などを維持しながら上記抑制分だけ早く移動処理を行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による分割動作の一例を説明する動作説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１による配列メモリに対する二次分割速度の格納動作の一例を説明する動作説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１による配列メモリに格納された累積速度を移動速度指令として出力する出力動作の一例を示す動作説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１による複数の移動量指令が連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１による台形パターン同士の重ねあわせを模式的に示す概念説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態２による一次分割工程におけるオーバラップ動作を説明する動作概念説明図である。
【図９】この発明の実施の形態２による複数の移動量指令が連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態３による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態３による複数の移動量指令が連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態３による複数の移動量指令が連続して入力された場合の分割動作の他の一例を説明する動作説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態３による台形パターン同士の重ねあわせを模式的に示す概念説明図である。
【図１４】この発明の実施の形態４による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。
【図１５】この発明の実施の形態４による複数の移動量指令が連続して入力された場合の分割動作の他の一例を説明する動作説明図である。
【図１６】この発明の実施の形態５による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。
【図１７】この発明の実施の形態５による速度変更動作を説明する動作説明図である。
【図１８】従来の移動速度指令生成装置の要部を示すブロック図である。
【図１９】従来における分割動作を説明する動作説明図である。
【図２０】従来における複数の移動量指令が連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。
【図２１】従来における台形パターン同士の重ねあわせ（累積加算）の状態を模式的に示す概念説明図である。
【符号の説明】
１，９，１５，１８，２１ 一次分割手段、３，１３，１７，１９ 二次分割手段、４ 配列メモリ（記憶手段）、５ イテレータ記憶手段（累積分配手段）、６ 出力手段、８１，…，８ｎ 速度メモリ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動搬送機、自動組立機、ＮＣ工作機械などの自動機械、数値制御装置、産業用ロボットなどに用いられる移動速度指令生成方法および装置に係り、詳しくは、順次入力される複数の移動量指令に基づいて微小期間毎の移動速度指令を生成する移動速度指令生成方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は従来の移動速度指令生成装置の要部を示すブロック図である。図において、２２は時定数Ｔを記憶する時定数記憶手段、２３は移動量を速度指令毎に分割した複数の一次分割速度が順次入力され、各一次分割速度を上記時定数Ｔで二次分割して各一次分割速度に基づく時定数と同数の二次分割速度を出力する二次分割手段、４は二次分割速度が累積加算される複数の速度メモリを有する記憶手段、５は二次分割手段２３から出力される二次分割速度の累積加算先を順次ポインティングして、二次分割速度を対応する微小期間の速度メモリに累積加算させるイテレータ記憶手段、６は上記微小期間に応じたタイミング毎に各速度メモリに記憶されている累積速度を移動速度指令として出力する出力手段である。
【０００３】
次に動作について説明する。
図１９は従来における分割動作を説明する動作説明図である。同図は、時定数Ｔ（＝５）の下で、速度指令Ｆ（＝４５）毎に分割された８つの一次分割速度が二次分割手段２３に入力される場合の分割動作例である。同図に示すように、二次分割手段２３は、各一時分割速度ΔＬを時定数Ｔに基づいて５つに分割し、速度が９である二次分割速度ΔＬ２を５つ生成する。そして、各二次分割速度は５つの速度メモリに累積加算される。このような分割動作により、移動量は加速度一定の台形パターンの速度分布を有する複数の移動指令速度に変換される。
【０００４】
図２０は従来における複数の移動量指令が連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。同図は、最初に一次分割速度が３０である場合に時定数Ｔ＝３で二次分割を行い、次に一次分割速度が４５である場合に時定数Ｔ＝５で二次分割を行った場合の例である。そして、このような場合には、最初の分割では速度１０毎の二次分割速度が生成され、後の分割では速度９毎の二次分割速度が生成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の移動速度指令生成方法および装置は以上のように構成されているので、複数の移動量指令に基づく複数の二次分割速度を累積加算した場合、図２１の（ａ），（ｂ）にその累積加算の状態を模式的に示すように、その累積加算される微小区間の前後において各移動量指令に基づく複数の二次分割速度の加速度差に起因して、一次分割速度が上昇する場合においても一旦速度が減少してから増加するように、移動速度指令が加速度が急激に反転するほどに急激に変化してしまう。
【０００６】
その結果、この微小期間毎の移動速度指令に基づいてモータ制御などの各種の制御を行ったとしても、その回転速度や制御対象物を滑らかに移動させることができず、特に近年の加工装置などにおいて高速・高加速度移動制御を行うような場合においては工作機械や工作物などに過剰な衝撃を与えてしまうこととなり、研削加工などの高精度の処理と高速動作とを高い次元にて両立させる上で障害となってしまうなどの課題があった。
【０００７】
なお、上記時定数は、一次分割速度と制御対象との関係で決定されるものであり、例えば一般的な速度制御では、速度の変化量を一定以下に設定する必要があり、しかも、その範囲内でなるべく高速動作させることが要求されるものであり、例えばこの速度変化量の最大値を１０とした場合、一次分割速度が３０である場合には時定数は３（３０／１０＝３→３）に設定され、一次分割速度が４５ある場合には時定数は５（４５／１０＝４．５→５）に設定されるのが一般的である。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、複数の移動量指令に基づく速度同士を重なり合わせて微小区間の移動速度指令を生成するような場合においても、従来と同等の処理速度を得つつその重なり部分において移動速度指令の急激な速度変化を生ずることはない移動速度指令生成方法および装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る移動速度指令生成方法は、順次入力される複数の移動量指令に基づいて微小期間毎の移動速度指令を生成する移動速度指令生成方法において、各移動量指令を、時系列上で一定の加速度毎に変化する速度分布となる複数の速度指令に分割し、この複数の速度指令に基づいて微小期間毎の移動速度指令を生成し、各移動量指令に係る移動量を一定速度を単位として上記微小期間毎の一次分割速度に分割する一次分割工程と、各一次分割速度を所定の単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割する二次分割工程と、各一次分割速度に基づく１又は複数の二次分割速度それぞれを当該一次分割速度の微小期間を１つ目として二次分割数分の微小期間に割り付け、この微小期間毎の二次分割速度の累積速度を当該微小区間の移動速度指令とする累積分配工程とを有し、移動量指令に係る一次分割速度を求めた後において、その一次分割速度が前の移動量指令に基づく一次分割速度と連続して時系列上に配列され、且つ、前の移動量指令に基づく一次分割速度よりも速度が低い場合には、一次分割工程は、当該速度差に含まれる単位速度の個数と同数の微小期間分だけ遅延させるものである。
【００１２】
この発明に係る移動速度指令生成方法は、二次分割工程は、新たな移動量指令に基づく各一次分割速度の二次分割速度を求める際には、前回の速度指令と今回の速度指令との速度差を単位速度で除算して得られる剰余を二次分割余剰速度とした場合、当該単位速度から当該二次分割余剰速度を減算して得られる速度を１つ目の二次分割速度とし、その残りを単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割するものである。
【００１３】
この発明に係る移動速度指令生成方法は、二次分割工程は、既に二次分割余剰速度が存在する状況で新たな移動量指令に基づく各一次分割速度の二次分割速度を求める際には、上記二次分割余剰速度に前回の速度指令と今回の速度指令との速度差を加算した値を単位速度で除算して得られる剰余を新たな二次分割余剰速度とし、当該単位速度から当該新たな二次分割余剰速度を減算して得られる速度を１つ目の二次分割速度とし、その残りを単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割するものである。
【００１４】
この発明に係る移動速度指令生成方法は、各移動量指令とともに指令速度が指定され、各移動量指令を上記指令速度毎の複数の一次分割速度に分割した際に一次分割余剰速度が発生した場合には、一次分割工程は、次の移動量指令による最初の一次分割速度を上記一次分割余剰速度と同一の微小期間に設定し、且つ、この次の移動量指令による最初の一次分割速度は、上記一次分割余剰速度を上記指令速度で割って得られる達成率を１から減算し、その減算によって得られる未達成率と上記前の移動量指令に対応する指令速度とを乗算して得られる速度とし、更に、その残りの移動量指令に係る移動量は対応する次の指令速度を単位として分割するものである。
【００１５】
この発明に係る移動速度指令生成方法は、一次分割速度がそれに対応した指令速度と異なる場合には、二次分割工程は、当該一次分割速度を対応する指令速度で割った値を単位速度に乗算し、この乗算結果として得られる余剰単位速度を単位として分割するものである。
【００１６】
この発明に係る移動速度指令生成方法は、一次分割余剰速度を補うように次の移動量指令を分割するに際して、未達成率と前の移動量指令に係る指令速度と乗算して得られる未達成速度よりも次の移動量指令に係る移動量が小さい場合には、一次分割工程は、上記移動量指令に係る移動量を上記未達成速度で割って得られる追加達成率をそれまでの未達成率から減算して新たな未達成率とし、この未達成率が０となるまで順次移動量指令に係る移動量を当該微小期間に係る最初の一次分割速度として設定し、未達成率が０となった際の移動量指令は、その移動量から上記最初の一次分割速度を減算したものを対応する指令速度を単位として分割するものである。
【００１７】
この発明に係る移動速度指令生成方法は、移動量指令に係る移動量の一次分割数よりも指令速度の単位速度による二次分割数の方が大きい場合には、一次分割工程は、指令速度を下記式１により得られる速度に変更して一次分割を行うものである。
Ｆ＝√（Ｌ・Ａ） ・・・式１
但し、Ｆは速度、Ｌは移動量、Ａは単位速度である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。図において、１は移動量指令Ｌおよび微小期間毎の目標移動速度である速度指令Ｆが順次入力され、この移動量指令Ｌを速度指令Ｆを単位として分割し、各移動量指令Ｌに基づく１又は複数の一次分割速度ΔＬを出力する一次分割手段、２は一次分割速度ΔＬを分割する単位となる単位速度Ａを出力する単位速度記憶手段、３はこの単位速度Ａとともに上記一次分割速度ΔＬが入力され、各一次分割速度ΔＬを所定の単位速度Ａを単位として分割し、各一次分割速度ΔＬに基づく１又は複数の二次分割速度ΔＬ２を出力する二次分割手段、４は二次分割速度ΔＬ２が累積加算される複数の速度メモリを有する配列メモリ（記憶手段）、５は二次分割手段３から出力される二次分割速度ΔＬ２の累積加算先を順次ポインティングして、二次分割速度ΔＬ２を対応する微小期間の速度メモリに累積加算させるイテレータ記憶手段（累積分配手段）、６は上記微小期間に応じたタイミング毎に各速度メモリに記憶されている累積速度ΔＭを移動速度指令として出力する出力手段である。また、７はこれら二次分割手段３や配列メモリ４などからなる加減速制御装置である。
【００２０】
次に動作について説明する。
モータ制御などに係る移動量指令Ｌ及び速度指令Ｆが入力されると、一次分割手段１は、移動量指令Ｌを速度指令Ｆを単位として分割し、各移動量指令Ｌに基づく１又は複数の一次分割速度ΔＬを順次出力する。また、一次分割速度ΔＬが入力されると、二次分割手段３は、単位速度記憶手段２に記憶されている単位速度Ａを単位として当該一次分割速度ΔＬを分割し、各一次分割速度ΔＬに基づく１又は複数の二次分割速度ΔＬ２を順次出力する。そして、各二次分割速度ΔＬ２はイテレータ記憶手段５によりポインティングされている速度メモリを１番目として上記二次分割数分の微小期間に累積加算される。出力手段６は、イテレータ記憶手段５によるポインティングが通過した速度メモリの累積速度ΔＭを微小間隔毎に移動速度指令として出力する。
【００２１】
なお、所定の速度を単位として分割するとは、その単位となる速度毎の単位に分割することを意味し、その場合の最大の分割速度は当該所定の単位である速度となる。
【００２２】
図２はこの発明の実施の形態１による分割動作の一例を説明する動作説明図である。同図は、移動量指令に係る移動量Ｌが３６０、速度指令Ｆが４５、単位速度Ａが１０である場合の分割動作例である。同図に示すように、一次分割工程において、移動量（Ｌ＝３６０）を速度指令（Ｆ＝４５）を単位として８つに分割し、微小区間における移動量が４５である８個の一次分割速度ΔＬを生成する。また、第二分割工程においては、各一時分割速度ΔＬを単位速度（Ａ＝１０）を単位として５つに分割し、速度が１０である二次分割速度ΔＬ２を４つと速度が５である二次分割速度ΔＬ２を１つ生成している。更に、累積分配工程では、ポインティングされている速度メモリを１番目として５つの速度メモリに対して、上記５つの二次分割速度ΔＬ２を「１０，１０，１０，１０，５」の順番で累積加算する。このような分割動作により、各移動量指令に係る移動量Ｌは加速度一定の台形パターンあるいは三角形パターンの速度分布を有する複数の移動指令速度ΔＭに変換される。
【００２３】
また、このような二次分割の動作は、指令速度Ｆを単位速度Ａで割った値の整数部分を時定数Ｔとした場合、微小期間Δｔ毎の一次分割速度ΔＬを、前記時定数Ｔに基づいて、Ｔ個のＡとその残り（ΔＬ−Ａ＊Ｔ）とに分割するものとして表すことができる。
【００２４】
図３はこの発明の実施の形態１による配列メモリ４に対する二次分割速度ΔＬ２の格納動作の一例を説明する動作説明図である。同図において、８１，…，８ｎはそれぞれ速度メモリである。同図（ａ）に示すように、全ての速度メモリ８１，…，８ｎの初期値が「０」であるとともに、イテレータ記憶手段５がｉ＝０において配列メモリ４の最初の速度メモリ８１をポインティングしている状態で、最初の一次分割速度ΔＬが二次分割手段３に入力されると、配列メモリ４の最初の４つの速度メモリ８１，８２，８３，８４に速度「１０」が累積加算され、累積速度「１０」となる。また、５つ目の速度メモリ８５は速度「５」が累積加算され、累積速度「５」となる。そして、この最初の一次分割速度ΔＬの分割格納が終了すると、同図（ｂ）に示すように、イテレータ記憶手段５はｉ＝１となって配列メモリ４の２番目の速度メモリ８２を新たにポインティングする。この状態で２番目の一次分割速度ΔＬが二次分割手段３に入力されると、配列メモリ４の２つ目から４つ目までの速度メモリ８２，８３，８４には速度「１０」が累積加算されて累積速度が「２０」となり、配列メモリ４の５つ目の速度メモリ８５には速度「１０」が累積加算されて累積速度が「１５」となり、配列メモリ４の６つ目の速度メモリ８６には速度「５」が累積加算されて累積速度が「５」となる。このような動作を繰り返して、各微小期間毎の累積速度ΔＭを生成する。
【００２５】
図４はこの発明の実施の形態１による配列メモリ４に格納された累積速度ΔＭを移動速度指令として出力する出力動作の一例を示す動作説明図である。同図（ａ）に示すように、イテレータ記憶手段５がｉ＝１となって配列メモリ４の２番目の速度メモリ８２を新たにポインティングしたら、最初の速度メモリ８１の累積速度ΔＭを移動速度指令として出力し、同図（ｂ）に示すように、イテレータ記憶手段５がｉ＝２となって配列メモリ４の３番目の速度メモリ８３を新たにポインティングしたら、２番目の速度メモリ８２の累積速度ΔＭを移動速度指令として出力する。このようにイテレータ記憶手段５がポインティングする１つ前の速度メモリを微小期間毎に順次出力する。
【００２６】
図５はこの発明の実施の形態１による複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌが連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。同図は、単位速度Ａ＝１０の下で、最初に移動速度指令Ｌ＝１８０，速度指令Ｆ＝３０の命令が入力され、７番目の微小区間のタイミングに合わせて２番目の指令（Ｌ＝３６０，Ｆ＝４５）が入力された場合の例である。そして、このような場合には、同図の累積分配工程に示すように、７番目の微小期間から８番目の微小期間までの間において（台形パターン同士の重なり部分において）、２つの指令に基づく二次分割速度ΔＬ２が累積加算されることになるが、従来のように時定数Ｔに基づいて二次分割を行っていた場合のように、このような重なり部分において加速度が反転するほどの急激な速度変化を生じてしまうことはない。
【００２７】
図６はこの発明の実施の形態１による台形パターン同士の重ねあわせを模式的に示す概念説明図である。同図に示すように、この発明の実施の形態１のような分割動作により、各台形パターンの斜辺部分の傾きを複数の台形パターン間で一定に揃えることにより（時系列上で一定の加速度毎に変化する速度分布となる複数の速度指令に分割することにより）、それらを重ねあわせた場合においても、重なり部分において急激な速度変化を生じてしまうことはなくなる。つまり、等しい傾きの台形パターンを重ね合わせると、重ね合わせの場所において速度パターンに凸凹は発生しなくなる。
【００２８】
以上のように、この実施の形態１によれば、順次入力される複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌに基づいて微小期間毎の移動速度指令ΔＭを生成する移動速度指令生成方法において、各移動量指令Ｌを、時系列上で一定の加速度毎に変化する速度分布となる複数の一時分割速度ΔＬ，…，ΔＬに分割し、この複数の一時分割速度ΔＬ，…，ΔＬに基づいて微小期間毎の移動速度指令ΔＭを生成するので、複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌが順次入力されて、これら複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌに基づく速度ΔＬ２同士が重なり合って微小区間の移動速度指令ΔＭが生成されるような場合においても、その重なり部分において各移動量指令Ｌの速度の加速度差に基づく移動速度指令ΔＭの急激な速度変化を生ずることはなく、移動速度指令ΔＭは凸凹なくなめらかに変化する効果がある。
【００２９】
従って、この微小期間毎の移動速度指令ΔＭに基づいてモータ制御などの各種の制御を行ったとしても、その回転速度や制御対象物を滑らかに移動させることができ、特に近年の加工装置などにおいて高速・高加速度移動制御を行うような場合においても工作機械や工作物などに過剰な衝撃を与えてしまうことがなくなり、高精度の研削加工などを高速に処理することができる効果がある。
【００３０】
また、この実施の形態１によれば、移動量指令Ｌ，…，Ｌが順次入力され、各移動量指令Ｌを微小期間毎の一定速度Ｆの一次分割速度ΔＬに分割する一次分割手段１と、上記一次分割速度ΔＬが入力され、各一次分割速度ΔＬを所定の単位速度Ａを単位とする１又は複数の二次分割速度ΔＬ２，…，ΔＬ２に分割する二次分割手段３と、複数の微小期間に対応する複数の速度メモリ８１，…，８ｎを有する配列メモリ４と、上記二次分割速度ΔＬ２を対応する微小期間の速度メモリに累積加算させるイテレータ記憶手段５と、各速度メモリ８１，…，８ｎに記憶されている累積速度ΔＭを上記微小期間に応じたタイミングで移動速度指令として出力する出力手段６とを備えているので、各移動量指令に係る移動量Ｌを一定速度Ａを単位として上記微小期間毎の一次分割速度ΔＬに分割し、各一次分割速度ΔＬを所定の単位速度Ａを単位とする１又は複数の二次分割速度ΔＬ２に分割し、各一次分割速度ΔＬに基づく１又は複数の二次分割速度ΔＬ２それぞれを当該一次分割速度ΔＬの微小期間を１つ目として二次分割数分の微小期間に割り付け、更に、この微小期間毎の二次分割速度ΔＬ２の累積速度ΔＭを当該微小区間の移動速度指令とする累積分配工程とで微小期間毎の移動速度指令を生成することができる。
【００３１】
従って、従来と同様に２回の分割動作と累積演算により移動速度指令ΔＭを生成することができ、従来と同等の処理速度を得つつ、異なる移動量指令Ｌ，…，Ｌに基づく複数の二次分割速度ΔＬ２，…，ΔＬ２が累積加算される微小区間の前後において加速度差に基づく移動速度指令ΔＭの急激な速度変化を抑制することができ、移動速度指令ΔＭをなめらかに変化させることができる効果がある。
【００３２】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。図において、９は移動量指令Ｌを速度指令Ｆを単位として分割して１又は複数の一次分割速度ΔＬを出力すると共に、移動量指令Ｌを速度指令Ｆで除算した際の余りを一次分割余剰速度Ｚとして出力する一次分割手段、１０はこの一次分割余剰速度Ｚを対応する速度指令Ｆで割って達成率Ｒを出力する達成率算出手段、１１は「１」から達成率Ｒを減算して得られる未達成率Ｕと上記指令速度Ｆとを乗算して得られる未達成速度Ｆ’を出力する未達成速度算出手段である。なお、上記一次分割余剰速度Ｚは一次分割速度ΔＬの１つとして出力されるものであり、また、この一次分割は速度指令Ｆを単位として分割を行うので、上記一次分割余剰速度Ｚは一連の一次分割速度ΔＬ，…，ΔＬの最後に出力されるのが一般的である。
【００３３】
そして、一次分割手段９は、このような未達成速度Ｆ’が入力された場合には、次の移動量指令Ｌを分割する際に、その最初の一次分割速度ΔＬを上記未達成速度Ｆ’とし、その残り（Ｌ−Ｆ’）を当該次の移動量指令に対応する速度指令Ｆを単位として分割し、また、この最初の一次分割速度ΔＬを前回の一次分割余剰速度Ｚと同一の微小期間に割り付けて（つまりオーバラップさせて）１又は複数の一次分割速度ΔＬ，…，ΔＬを出力する。なお、これら一次分割手段９、達成率算出手段１０および未達成速度算出手段１１はオーバラップ装置１２とも呼ばれ、一次分割速度ΔＬとともに上記達成率Ｒをも出力する。
【００３４】
また、このような未達成速度Ｆ’が入力されつつも、補填に用いる次の移動量指令に係る移動量Ｌがそれよりも小さい場合（Ｌ＜Ｆ’）には、一次分割手段９は、上記移動量指令に係る移動量Ｌを上記未達成速度Ｆ’で割って得られる追加達成率Ｒ２を出力し、達成率算出手段１０および未達成速度算出手段１１は、それまでの未達成率Ｕ１からこの追加達成率Ｒ２を減算して新たな未達成率Ｕ２として、この未達成率Ｕ２が０となるまで順次次の移動量指令に係る移動量Ｌ，…，Ｌを当該微小期間にオーバラップさせる。そして、未達成率Ｕが０となった後には、一次分割手段９は、その際の移動量指令に係る移動量Ｌから上記オーバラップに用いた最初の一次分割速度Ｆ’を減算したもの（Ｌ−Ｆ’）を対応する指令速度Ｆを単位として分割する。
【００３５】
図において、１３は各一次分割速度をΔＬ単位速度Ａを単位として分割して１又は複数の二次分割速度ΔＬ２を出力するとともに、一次分割速度ΔＬがそれに対応した指令速度Ｆと異なる場合には、単位速度Ａに上記達成率Ｒを乗算して余剰単位速度Ａ’を求め、この余剰単位速度Ａ’を単位として一次分割速度ΔＬを分割する二次分割手段である。
これ以外の構成は実施の形態１と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
次に動作について説明する。
一次分割手段９は、移動量指令に係る移動量Ｌを速度指令Ｆ毎に丁度に分割することができない場合には、一次分割余剰速度Ｚを出力し、達成率算出手段１０はこの一次分割余剰速度Ｚを上記速度指令Ｆで除算してそれを達成率Ｒとして出力し、未達成速度算出手段１１はまず「１」から達成率Ｒを除算して未達成率Ｕを演算し、次にこの未達成率Ｕを上記指令速度Ｆに乗算して未達成速度Ｆ’を出力する。
【００３７】
この未達成速度Ｆ’が入力されると一次分割手段９は、次の移動量指令に係る移動量Ｌがこの未達成速度Ｆ’以上である場合には、まず当該未達成速度Ｆ’を上記一次分割余剰速度Ｚと同一の微小期間に対応させて出力し、上記移動量Ｌから当該未達成速度Ｆ’を減算したもの（Ｌ−Ｆ’）を対応する次の速度指令Ｆを単位として分割を行う。
【００３８】
逆に、次の移動量指令に係る移動量Ｌがこの未達成速度Ｆ’よりも小さい（Ｌ＜Ｆ’）場合には、一次分割手段９は、当該次の移動量指令に係る移動量Ｌを上記一次分割余剰速度Ｚと同一の微小期間に対応させて出力するとともに、この移動量Ｌを上記未達成速度Ｆ’で割って得られる追加達成率Ｒ２を出力し、達成率算出手段１０および未達成速度算出手段１１は、それまでの未達成率Ｕ１からこの追加達成率Ｒ２を減算して新たな未達成率Ｕ２とし、その新たな未達成率Ｕ２と上記次の移動量指令Ｌ２に対応する次の速度指令Ｆ２とを乗算して新たな未達成速度Ｆ２’とする。そして、この未達成率Ｕが０となるまで順次移動量指令に係る移動量Ｌ，…，Ｌを当該微小期間にオーバラップさせる。なお、未達成率Ｕが０となった後には、一次分割手段９は、その際の移動量指令に係る移動量Ｌから上記オーバラップに用いた最初の一次分割速度（未達成速度Ｆ’）を減算したもの（Ｌ−Ｆ’）を対応する指令速度Ｆを単位として分割を行う。
【００３９】
図８はこの発明の実施の形態２による一次分割工程におけるオーバラップ動作を説明する動作概念説明図である。図において、Ｌｎ（ｎ＝１，２，３）はｎ番目の移動量指令、Ｆｎ（ｎ＝１，２，３）はｎ番目の速度指令、Ｚｎ（ｎ＝１，２）はｎ番目の一次分割余剰速度、Ｒｎ（ｎ＝１，２）はｎ番目の達成率、Ｕｎ（ｎ＝１，２）はｎ番目の未達成率、Ｆ’ｎ（ｎ＝１，２，３）はｎ番目の未達成速度である。そして、同図（ａ）ではオーバラップによりＺ１とＦ’２ とが同一微小期間に割り付けられ、同図（ｂ）ではＺ１ とＦ’２とＦ’３とが同一微小期間に割り付けられる。
【００４０】
そして、このような一次分割工程が終了すると二次分割手段１３が各一次分割速度ΔＬを更に二次分割する。この際、一次分割速度ΔＬがそれに対応した指令速度Ｆと異なる場合には、つまり、上記一次分割余剰速度Ｚや上記未達成速度Ｆ’などの一次分割速度ΔＬについては、対応する達成率Ｒを単位速度Ａに乗算し、この乗算結果として得られる余剰単位速度（Ａ×Ｒ）を単位として分割を行う。例えば、上記図８（ａ）の一次分割余剰速度Ｚ（＝２４）の場合であれば、達成率Ｒが０．８なので、余剰単位速度Ａ１は８（＝Ａ×Ｒ＝１０×０．８）となり、この余剰単位速度Ａ１を単位として、速度８の３つの二次分割速度ΔＬ２に分割される。また、上記図８（ａ）の未達成速度Ｆ’２（＝９）の場合であれば、達成率Ｒが０．２なので、余剰単位速度Ａ２は２（＝Ａ×Ｒ＝１０×０．２）となり、この余剰単位速度Ａ２を単位として、速度２の４つの二次分割速度ΔＬ２と速度１の１つの二次分割速度ΔＬ２とに分割される。
【００４１】
図９はこの発明の実施の形態２による複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌが連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。同図は、単位速度Ａ＝１０の下で、最初に移動速度指令Ｌ＝２０４，速度指令Ｆ＝３０の命令が入力され、８番目の微小区間のタイミングに合わせて２番目の指令（Ｌ＝３２４，Ｆ＝４５）が入力された場合の例である。そして、このような場合には、同図の累積分配工程に示すように、７番目の微小期間から９番目の微小期間までの間において（台形パターン同士の重なり部分において）、２つの指令Ｌ，Ｌに基づく二次分割速度ΔＬ２が累積加算されることになるが、従来のように時定数Ｔに基づいて二次分割を行っていた場合のように、このような重なり部分において加速度が反転するほどの急激な速度変化を生じてしまうことはない。
これ以外の動作は実施の形態１と同様であり説明を省略する。
【００４２】
以上のように、この実施の形態２によれば、各移動量指令Ｌとともに指令速度Ｆが指定され、各移動量指令Ｌを上記指令速度Ｆ毎の複数の一次分割速度ΔＬに分割した際に一次分割余剰速度Ｚが発生した場合には、一次分割工程は、次の移動量指令Ｌによる最初の一次分割速度ΔＬを上記一次分割余剰速度Ｚと同一の微小期間に設定し、且つ、この次の移動量指令Ｌによる最初の一次分割速度ΔＬは、上記一次分割余剰速度Ｚを上記指令速度Ｆで割って得られる達成率Ｒを１から減算し、その減算によって得られる未達成率Ｕと上記前の移動量指令に対応する指令速度Ｆとを乗算して得られる速度とし、その残りの移動量指令Ｌに係る移動量は対応する次の指令速度Ｆを単位として分割するので、前の移動量指令Ｌの一次分割で余りＺが発生したとしても、次の移動量指令Ｌの一次分割の際に達成率Ｒに基づいてそれを充当することができ、各微小期間を常に完全達成状態とすることができる。そして、これを適当に二次分割することにより単位速度Ａ以下の速度毎に移動速度指令ΔＭをなめらかに変化させることが可能となる効果がある。
【００４３】
この実施の形態２によれば、一次分割速度ΔＬがそれに対応した指令速度Ｆと異なる場合には、二次分割工程は、当該一次分割速度ΔＬを対応する指令速度Ｆで割った値を単位速度Ａに乗算し、この乗算結果として得られる余剰単位速度を単位として分割するので、一次分割で発生した余りＺを適当に二次分割することができ、しかも、単位速度Ａ以下の一定の速度毎に移動速度指令ΔＭをなめらかに変化させることができる効果がある。
【００４４】
この実施の形態２によれば、一次分割余剰速度Ｚを補うように次の移動量指令Ｌを分割するに際して、未達成率Ｕと前の移動量指令Ｌに係る指令速度Ｆと乗算して得られる未達成速度Ｆ’よりも次の移動量指令に係る移動量Ｌが小さい場合には、一次分割工程は、上記移動量指令に係る移動量Ｌを上記未達成速度Ｆ’で割って得られる追加達成率Ｒｎをそれまでの未達成率Ｕｎ−１から減算して新たな未達成率Ｕｎとし、この未達成率Ｕｎが０となるまで順次次の移動量指令に係る移動量Ｌを当該微小期間に係る最初の一次分割速度ΔＬとして設定し、未達成率Ｕｎが０となった際の移動量指令は、その移動量Ｌから上記最初の一次分割速度Ｆ’を減算したものを対応する指令速度Ｆを単位として分割することによってブロックをオーバラップさせるので、未達成率Ｕと前の移動量指令Ｌに係る指令速度Ｆと乗算して得られる未達成速度Ｕよりも次の移動量指令に係る移動量Ｌが小さい場合においても、各微小期間を常に完全達成状態（Ｕ＝０）とすることができる。そして、これを適当に二次分割することにより単位速度Ａ以下の速度毎に移動速度指令ΔＭをなめらかに変化させることが可能となる効果がある。
【００４５】
実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。図において、１４は前回の速度指令Ｆｎ−１を記憶する前回速度指令記憶手段、１５は移動量指令Ｌを速度指令Ｆを単位として分割して１又は複数の一次分割速度ΔＬを出力すると共に、前回の速度指令Ｆｎ−１よりも今回の速度指令Ｆｎの方が速度が低い（Ｆｎ−１＞Ｆｎ）場合には、前回の二次分割余剰速度Ｇにそれら２つの速度指令の速度差を加算した値（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）に含まれる単位速度Ａの個数と同数の微小期間分だけ今回の一次分割速度ΔＬの出力を遅延させる一次分割手段である。なお、上記二次分割余剰速度は、２つの速度指令の速度差を加算した値（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）に含まれる単位速度Ａの端数（余り）となる速度である。
【００４６】
また、１６は前回の二次分割余剰速度Ｇにそれら２つの速度指令の速度差を加算した値（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）に含まれる単位速度Ａの端数（余り）を今回の新たな二次分割余剰速度Ｇとして記憶する二次分割余剰速度記憶手段、１７は各一次分割速度ΔＬの最初の二次分割速度ΔＬ２として単位速度Ａから上記今回の新たな二次分割余剰速度Ｇを引いた速度（Ａ−Ｇ）を出力し、その残り（ΔＬ−（Ａ−Ｇ））を単位速度Ａを単位として分割して１又は複数の二次分割速度ΔＬ２を出力する二次分割手段である。
これ以外の構成は実施の形態１と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
次に動作について説明する。
一次分割手段１５は、移動量指令に係る移動量Ｌを速度指令Ｆを単位として分割する際に、前回の速度指令Ｆｎ−１よりも今回の速度指令Ｆｎが低い場合には、移動量指令に係る一次分割速度ΔＬを求めた後において、前回の二次分割余剰速度Ｇにそれら２つの速度指令の速度差を加算した値（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）に含まれる単位速度Ａの個数と同数の微小期間分だけ遅延させる。
【００４８】
二次分割手段１７は、各一次分割速度ΔＬを二次分割する際に、まず最初の二次分割速度ΔＬ２として、単位速度Ａから上記今回の新たな二次分割余剰速度Ｇを減算して得られる速度（Ａ−Ｇ）を出力し、次に当該一次分割速度ΔＬから当該最初の二次分割速度を減算したもの（ΔＬ−（Ａ−Ｇ））を単位速度Ａを単位として分割して１又は複数の二次分割速度ΔＬ，…，ΔＬとして出力する。
【００４９】
図１１はこの発明の実施の形態３による複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌが連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。同図は、単位速度Ａ＝１０の下で、最初に移動速度指令Ｌ＝３６０，速度指令Ｆ＝４５の命令が入力され、９番目の微小区間のタイミングに合わせて２番目の指令（Ｌ＝１８０，Ｆ＝３０）が入力された場合の例である。そして、このような場合には、同図の累積分配工程に示すように、２番目の指令に基づく最初の一次分割速度ΔＬの出力を１つ（＝（Ｇ＋Ｆ１−Ｆ２）／Ａ＝（０＋４５−３０）／１０＝１．５→「１」）減速待ち遅延させている。また、２番目の指令に基づく一次分割速度ΔＬを二次分割する際に、その時の二次分割余剰速度Ｇが５（＝（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）／Ａ＝（０＋４５−３０）／１０の余りは５）となっているため、その最初の二次分割速度を５（＝Ａ−Ｇ＝１０−５）としている。従って、１０番目の微小期間から１１番目の微小期間までの間において（台形パターン同士の重なり部分において）、２つの指令に基づく二次分割速度ΔＬ２，…，ΔＬ２が累積加算されることになるが、このような重なり部分においても移動速度指令ΔＭは加速度が反転するほどの急激な速度変化を生じてしまうことはない。
【００５０】
図１２はこの発明の実施の形態３による複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌが連続して入力された場合の分割動作の他の一例を説明する動作説明図である。同図は、単位速度Ａ＝１０の下で、最初に移動速度指令Ｌ＝２７０，速度指令Ｆ＝４５の命令が入力され、７番目の微小区間のタイミングに合わせて２番目の指令（Ｌ＝１５０，Ｆ＝３０）が入力され、１３番目の微小区間のタイミングに合わせて３番目の指令（Ｌ＝２７０，Ｆ＝４５）が入力され、１９番目の微小区間のタイミングに合わせて４番目の指令（Ｌ＝１５０，Ｆ＝３０）が入力された場合の例である。そして、このような場合には、同図の累積分配工程に示すように、２番目の指令に基づく最初の一次分割速度ΔＬの出力を１つ（＝（Ｇ＋Ｆ１−Ｆ２）／Ａ＝（０＋４５−３０）／１０＝１．５→この整数部分は「１」）減速待ち遅延させ、４番目の指令に基づく最初の一次分割速度ΔＬの出力を２つ（＝（Ｇ＋Ｆ１−Ｆ２）／Ａ＝（５＋４５−３０）／１０＝２．０→この整数部分は「２」）減速待ち遅延させている。
【００５１】
また、２番目以降の指令に基づく一次分割速度ΔＬを二次分割する際に、その時の二次分割余剰速度Ｇが５（＝（Ｇ＋Ｆ１−Ｆ２）／Ａ＝（０＋４５−３０）／１０の余りは５）となっているため、その最初の二次分割速度ΔＬ２を５（＝Ａ−Ｇ＝１０−５）としている。これに対して、４番目の指令に基づく一次分割速度ΔＬを二次分割する際には、その時の二次分割余剰速度Ｇが０（＝（Ｇ＋Ｆ１−Ｆ２）／Ａ＝（５＋４５−３０）／１０の余りは０）となるので、そのような分割作業は行われない。
【００５２】
従って、８番目の微小期間から１０番目の微小期間までの間や、２１番目の微小期間から２２番目の微小期間までの間において（台形パターン同士の重なり部分において）、２つの指令に基づく二次分割速度ΔＬ２，…，ΔＬ２が累積加算されることになるが、このような重なり部分においても移動速度指令ΔＭは加速度が反転するほどの急激な速度変化を生じてしまうことはない。
【００５３】
図１３はこの発明の実施の形態３による台形パターン同士の重ねあわせを模式的に示す概念説明図である。同図に示すように、この発明の実施の形態３のような分割動作により、各台形パターンの斜辺部分の傾きを複数の台形パターン間で一定に揃えつつ（時系列上で一定の加速度毎に変化する速度分布となる複数の速度指令に分割しつつ）、速度が低下する場合にはその低下に応じた分だけ後の台形パターンを遅延させることにより、それらを重ねあわせた場合においても、重なり部分において急激な速度変化を生じてしまうことはなくなる。つまり、等しい傾きの台形パターンを重ね合わせると、重ね合わせの場所において速度パターンに凸凹は発生しなくなる。
これ以外の動作は実施の形態１と同様であり説明を省略する。
【００５４】
以上のように、この実施の形態３によれば、移動量指令Ｌに係る一次分割速度ΔＬを求めた後において、その一次分割速度ΔＬが前の移動量指令Ｌに基づく一次分割速度ΔＬと連続して時系列上に配列され、且つ、前の移動量指令に基づく一次分割速度ΔＬよりも速度が低い場合には、一次分割工程は、前回の二次分割余剰速度をＧとした場合、このＧにそれら２つの速度指令の速度差を加算した値（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）に含まれる単位速度Ａの個数と同数の微小期間分だけ遅延させるので、各移動量指令に基づく指令速度の最高速度が低下する場合においても単位速度Ａ以下の速度毎に移動速度指令ΔＭをなめらかに低下させることができる効果がある。
【００５５】
この実施の形態３によれば、二次分割工程は、上記新たな移動量指令に基づく各一次分割速度の二次分割速度を求める際には、前回の二次分割余剰速度Ｇに２つの速度指令の速度差を加算した値（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）を単位速度Ａで除算して得られる剰余を新たな二次分割余剰速度Ｇとした場合、当該単位速度から当該新たな二次分割余剰速度Ｇを減算して得られる速度を１つ目の二次分割速度とし、その残りを単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割するので、例えば、前の移動量指令Ｌに基づく一次分割速度ΔＬが単位速度Ａで割りきれないような場合であっても、次の移動量指令Ｌに係る一次分割速度ΔＬを分割する際に、その分のげたを履かせた状態で分割することができ、重なり部分において所定の単位速度Ａ以下の速度毎に移動速度指令ΔＭをなめらかに変化させることができる効果がある。
【００５６】
また、多数の移動量が連続している間に複数回の速度指令の減速状況が発生したとしても破綻を来すことなく最小の遅延時間にて適当に移動量指令を生成することができる効果がある。
【００５７】
なお、この実施の形態３では、２番目以降の指令に基づく一次分割速度ΔＬを二次分割する際に二次分割余剰速度Ｇを利用するようにしたが、この替わりに、連続する速度指令Ｆの減速速度差を単位速度Ａで除算した際の小数部分を利用しても良い。具体的には、例えば速度指令Ｆが４５から３０に減速する場合には、その速度指令の減速速度差（１５＝４５−３０）を単位速度（Ａ＝１０）で除算した際（１５／１０＝１．５）の小数部分は０．５となるが、１からこの０．５を減算して得られる０．５を単位速度Ａに乗算するようにすればよい。
【００５８】
この場合、二次分割余剰速度Ｇが存在する状況で減速待ちを行う場合には、その速度差を単位速度で除算した値に当該二次分割余剰速度Ｇを加算した値の整数部分を減速待ち回数とし、小数部分を新たな二次分割余剰速度Ｇとすればよい。具体的には、例えば二次分割余剰速度Ｇ＝０．５の状況で指令速度Ｆが４５から３０に減速する場合には、その指令速度の減速速度差（１５＝４５−３０）を単位速度（Ａ＝１０）で除算した値（１５／１０＝１．５）に上記二次分割余剰速度Ｇ＝０．５を加算した値（１．５＋０．５＝２．０）の整数部分２を減速待ち回数とし、０．０を新たな二次分割余剰速度Ｇとすればよい。そして、１からこの新たな二次分割余剰速度Ｇ＝０．０を減算して得られる１を単位速度Ａに乗算すればよい。
【００５９】
実施の形態４．
図１４はこの発明の実施の形態４による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。図において、１８は移動量指令Ｌを速度指令Ｆを単位として分割して１又は複数の一次分割速度ΔＬを出力し、且つ、移動量指令Ｌを速度指令Ｆで除算した際の余りを一次分割余剰速度Ｚとして出力するとともに、前回の速度指令Ｆｎ−１よりも今回の速度指令Ｆｎの方が速度が低い場合には、前回の二次分割余剰速度Ｇにそれら２つの速度指令の速度差を加算した値（Ｇ＋Ｆｎ−１−Ｆｎ）に含まれる単位速度Ａの個数と同数の微小期間分だけ今回の一次分割速度ΔＬの出力を遅延させる一次分割手段であり、１９は各一次分割速度ΔＬを単位速度Ａを単位として分割して１又は複数の二次分割速度ΔＬ２を出力するとともに、一次分割速度ΔＬがそれに対応した指令速度Ｆと異なる場合には、単位速度Ａに上記達成率Ｒを乗算して余剰単位速度Ａ２を求め、この余剰単位速度Ａ２を単位として一次分割速度ΔＬを分割し、また、前回の速度指令Ｆｎ−１よりも今回の速度指令Ｆｎの方が速度が低い場合には、各一次分割速度ΔＬの最初の二次分割速度ΔＬ２として単位速度Ａから今回の二次分割余剰速度Ｇを引いた速度を出力し、その残りを単位速度Ａを単位として分割して１又は複数の二次分割速度ΔＬ２，…，ΔＬ２を出力する二次分割手段である。また、１０，１１，１２は実施の形態２の同一符号のものと同一であり、それ以外は実施の形態３と同様な構成であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
次に動作について説明する。
図１５はこの発明の実施の形態４による複数の移動量指令Ｌ，…，Ｌが連続して入力された場合の分割動作の他の一例を説明する動作説明図である。同図は、単位速度Ａ＝１０の下で、最初に移動速度指令Ｌ＝３２４，速度指令Ｆ＝４５の命令が入力され、８番目の微小区間のタイミングに合わせて２番目の指令（Ｌ＝２０４，Ｆ＝３０）が入力された場合の例である。そして、このような場合には、同図の累積分配工程に示すように、最初の指令に基づいて一次分割余剰速度（Ｚ１＝９）が生成されているので、まず、２番目の指令に基づく最初の一次分割速度ΔＬの出力を７番目の未達成率を０とするように最初の一次分割速度（Ｆ’２＝２４）を決定し、その残りの移動量（２０４−２４）を二番目の速度指令（Ｆ２＝３０）を単位として分割した後、次に、２番目の指令に基づく最初の一次分割速度の出力を１つ（＝（Ｇ＋Ｆ１−Ｆ２）／Ａ＝（０＋４５−３０）／１０＝１．５→この整数部分は「１」）減速待ち遅延させている。
【００６１】
また、２番目以降の指令に基づく一次分割速度ΔＬを二次分割する際に、その時の二次分割余剰速度Ｇが５（＝（Ｇ＋Ｆ１−Ｆ２）／Ａ＝（０＋４５−３０）／１０の余りは５）となっているため、その最初の二次分割速度ΔＬ２を５（＝Ａ−Ｇ＝１０−５）としている。
【００６２】
従って、８番目の微小期間から１１番目の微小期間までの間において（台形パターン同士の重なり部分において）、２つの指令に基づく二次分割速度ΔＬ２，…，ΔＬ２が累積加算されることになるが、このような重なり部分においても移動速度指令ΔＭは加速度が反転するほどの急激な速度変化を生じてしまうことはない。
これ以外の動作は実施の形態２や３と同様であり説明を省略する。
【００６３】
以上のように、この実施の形態４によれば、各移動量指令Ｌとともに指令速度Ｆが指定され、各移動量指令Ｌを上記指令速度Ｆ毎の複数の一次分割速度ΔＬに分割した際に一次分割余剰速度Ｚが発生した場合には、一次分割工程は、次の移動量指令Ｌによる最初の一次分割速度ΔＬを上記一次分割余剰速度Ｚと同一の微小期間に設定し、且つ、この次の移動量指令Ｌによる最初の一次分割速度ΔＬは、上記一次分割余剰速度Ｚを上記指令速度Ｆで割って得られる達成率Ｒを１から減算し、その減算によって得られる未達成率Ｕと上記前の移動量指令に対応する指令速度Ｆとを乗算して得られる速度とし、その残りの移動量指令に係る移動量Ｌは対応する次の指令速度Ｆを単位として分割するので、前の移動量指令Ｌの一次分割で余りＺが発生したとしても、次の移動量指令Ｌの一次分割の際に達成率Ｒに基づいてそれを充当することができ、各微小期間を常に完全達成状態とすることができる。そして、これを適当に二次分割することにより単位速度Ａ以下の速度毎に移動速度指令ΔＭをなめらかに変化させることが可能となる効果がある。
【００６４】
この実施の形態４によれば、一次分割速度ΔＬがそれに対応した指令速度Ｆと異なる場合には、二次分割工程は、当該一次分割速度ΔＬを対応する指令速度Ｆで割った値を単位速度Ａに乗算し、この乗算結果として得られる余剰単位速度Ａ２を単位として分割するので、一次分割で発生した余りＺを適当に二次分割することができ、しかも、単位速度Ａ以下の一定の速度毎に移動速度指令ΔＭをなめらかに変化させることができる効果がある。
【００６５】
実施の形態５．
図１６はこの発明の実施の形態５による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。図において、２０は移動量指令に係る移動量Ｌの一次分割数よりも指令速度の単位速度による二次分割数の方が大きい場合には、指令速度Ｆを下記式３により得られる速度に変更する指令速度変更手段、２１はこの指令速度Ｆが変更された場合にはその変更指令速度Ｆを単位として移動指令に係る移動量Ｌを分割する一次分割手段である。
Ｆ＝√（Ｌ・Ａ） ・・・式１
但し、Ｆは速度、Ｌは移動量、Ａは単位速度である。
これ以外の構成は実施の形態４と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
次に動作について説明する。
図１７はこの発明の実施の形態５による速度変更動作を説明する動作説明図である。同図は、Ａ＝１０の下でＬ＝９０，Ｆ＝４５の指令が入力された場合の変更例である。この指令例の場合、その指令のとおりに分割を行うと、一次分割数は２つ（＝Ｌ／Ｆ＝９０／４５）、二次分割数は５つ（Ｆ／Ａ＝４５／１０＝４．５→５）となるので、一次分割数よりも二次分割数の方が大きくなる。従って、速度指令Ｆを３０（＝√（Ｌ・Ａ）＝√（９０×１０））に変更する。これにより、累積加算後の移動速度指令は台形パターンから三角形パターンに変更され、その分（ここでは６→５に）当該指令処理に必要な微小期間の個数を削減することができる。
これ以外の動作、例えば一次分割手段の他の動作、例えば減速時の遅延動作や達成率Ｒに基づく分割なども実施の形態４と同様であり説明を省略する。
【００６７】
以上のように、この実施の形態５によれば、移動量指令に係る移動量Ｌの一次分割数よりも指令速度の単位速度による二次分割数の方が大きい場合には、一次分割工程は、指令速度Ｆを上記式１により得られる低い指令速度Ｆに変更して一次分割を行うので、所定の単位速度Ａ以上の速度変化を生ずることなく、移動量指令Ｌの処理に必要な微小期間の数を必要最小限に抑えることができ、その結果、所定の加工精度などを維持しながら上記抑制分だけ早く移動処理を行うことができる効果がある。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、順次入力される複数の移動量指令に基づいて微小期間毎の移動速度指令を生成する移動速度指令生成方法において、各移動量指令を、時系列上で一定の加速度毎に変化する速度分布となる複数の速度指令に分割し、この複数の速度指令に基づいて微小期間毎の移動速度指令を生成し、各移動量指令に係る移動量を一定速度を単位として上記微小期間毎の一次分割速度に分割する一次分割工程と、各一次分割速度を所定の単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割する二次分割工程と、各一次分割速度に基づく１又は複数の二次分割速度それぞれを当該一次分割速度の微小期間を１つ目として二次分割数分の微小期間に割り付け、この微小期間毎の二次分割速度の累積速度を当該微小区間の移動速度指令とする累積分配工程とで微小期間毎の移動速度指令を生成し、移動量指令に係る一次分割速度を求めた後において、その一次分割速度が前の移動量指令に基づく一次分割速度と連続して時系列上に配列され、且つ、前の移動量指令に基づく一次分割速度よりも速度が低い場合には、一次分割工程は、当該速度差に含まれる単位速度の個数と同数の微小期間分だけ遅延させるので、複数の移動量指令が順次入力されて、これら複数の移動量指令に基づく速度同士が重なり合って微小区間の移動速度指令が生成されるような場合においても、その重なり部分において各移動量指令の速度の加速度差に基づく移動速度指令の急激な速度変化を生ずることはなく、速度指令はなめらかに変化する効果がある。
【００６９】
従って、この微小期間毎の移動速度指令に基づいてモータ制御などの各種の制御を行ったとしても、その回転速度や制御対象物を滑らかに移動させることができ、特に近年の加工装置などにおいて高速・高加速度移動制御を行うような場合においても工作機械や工作物などに過剰な衝撃を与えてしまうことがなくなり、高精度の研削加工などを高速に処理することができる効果がある。また、従来と同様に２回の分割動作と累積演算により指令速度を生成することができる。従って、従来と同等の処理速度を得つつ、異なる移動量指令に基づく複数の二次分割速度が累積加算される微小区間の前後において加速度差に基づく速度指令の急激な速度変化を抑制することができ、移動速度指令をなめらかに変化させることができる効果がある。さらに、各移動量指令に基づく指令速度の最高速度が低下する場合においても単位速度以下の速度毎に移動速度指令をなめらかに低下させることができる効果がある。
【００７２】
この発明によれば、二次分割工程は、新たな移動量指令に基づく各一次分割速度の二次分割速度を求める際には、前回の速度指令と今回の速度指令との速度差を単位速度で除算して得られる剰余を二次分割余剰速度とした場合、当該単位速度から当該二次分割余剰速度を減算して得られる速度を１つ目の二次分割速度とし、その残りを単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割するので、例えば、前の移動量指令に基づく一次分割速度が単位速度で割りきれないような場合であっても、次の移動量指令に係る一次分割速度を分割する際に、その分のげたを履かせた状態で分割することができ、重なり部分において所定の単位速度以下の速度毎に移動速度指令をなめらかに変化させることができる効果がある。
【００７３】
この発明によれば、二次分割工程は、既に二次分割余剰速度が存在する状況で新たな移動量指令に基づく各一次分割速度の二次分割速度を求める際には、上記二次分割余剰速度に前回の速度指令と今回の速度指令との速度差を加算した値を単位速度で除算して得られる剰余を新たな二次分割余剰速度とし、当該単位速度から当該新たな二次分割余剰速度を減算して得られる速度を１つ目の二次分割速度とし、その残りを単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割するので、多数の移動量が連続している間に複数回の速度指令の減速状況が発生したとしても破綻を来すことなく最小の遅延時間にて適当に移動量指令を生成することができる効果がある。
【００７４】
この発明によれば、各移動量指令とともに指令速度が指定され、各移動量指令を上記指令速度毎の複数の一次分割速度に分割した際に一次分割余剰速度が発生した場合には、一次分割工程は、次の移動量指令による最初の一次分割速度を上記一次分割余剰速度と同一の微小期間に設定し、且つ、この次の移動量指令による最初の一次分割速度は、上記一次分割余剰速度を上記指令速度で割って得られる達成率を１から減算し、その減算によって得られる未達成率と上記前の移動量指令に対応する指令速度とを乗算して得られる速度とし、その残りの移動量指令に係る移動量は対応する次の指令速度を単位として分割するので、前の移動量指令の一次分割で余りが発生したとしても、次の移動量指令の一次分割の際に達成率に基づいてそれを充当することができ、各微小期間を常に完全達成状態とすることができる。そして、これを適当に二次分割することにより単位速度以下の速度毎に移動速度指令をなめらかに変化させることが可能となる効果がある。
【００７５】
この発明によれば、一次分割速度がそれに対応した指令速度と異なる場合には、二次分割工程は、当該一次分割速度を対応する指令速度で割った値を単位速度に乗算し、この乗算結果として得られる余剰単位速度を単位として分割するので、一次分割で発生した余りを適当に二次分割することができ、しかも、単位速度以下の一定の速度毎に移動速度指令をなめらかに変化させることができる効果がある。
【００７６】
この発明によれば、一次分割余剰速度を補うように次の移動量指令を分割するに際して、未達成率と前の移動量指令に係る指令速度と乗算して得られる未達成速度よりも次の移動量指令に係る移動量が小さい場合には、一次分割工程は、上記移動量指令に係る移動量を上記未達成速度で割って得られる追加達成率をそれまでの未達成率から減算して新たな未達成率とし、この未達成率が０となるまで順次移動量指令に係る移動量を当該微小期間に係る最初の一次分割速度として設定し、未達成率が０となった際の移動量指令は、その移動量から上記最初の一次分割速度を減算したものを対応する指令速度を単位として分割することによってブロックをオーバラップさせるので、未達成率と前の移動量指令に係る指令速度と乗算して得られる未達成速度よりも次の移動量指令に係る移動量が小さい場合においても、各微小期間を常に完全達成状態とすることができる。そして、これを適当に二次分割することにより単位速度以下の速度毎に移動速度指令をなめらかに変化させることが可能となる効果がある。
【００７７】
この発明によれば、移動量指令に係る移動量の一次分割数よりも指令速度の単位速度による二次分割数の方が大きい場合には、一次分割工程は、指令速度を上記式１により得られる速度に変更して一次分割を行うので、所定の単位速度以上の速度変化を生ずることなく、移動量指令の処理に必要な微小期間の数を必要最小限に抑えることができ、その結果、所定の加工精度などを維持しながら上記抑制分だけ早く移動処理を行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による分割動作の一例を説明する動作説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１による配列メモリに対する二次分割速度の格納動作の一例を説明する動作説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１による配列メモリに格納された累積速度を移動速度指令として出力する出力動作の一例を示す動作説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１による複数の移動量指令が連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１による台形パターン同士の重ねあわせを模式的に示す概念説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態２による一次分割工程におけるオーバラップ動作を説明する動作概念説明図である。
【図９】この発明の実施の形態２による複数の移動量指令が連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態３による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態３による複数の移動量指令が連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態３による複数の移動量指令が連続して入力された場合の分割動作の他の一例を説明する動作説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態３による台形パターン同士の重ねあわせを模式的に示す概念説明図である。
【図１４】この発明の実施の形態４による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。
【図１５】この発明の実施の形態４による複数の移動量指令が連続して入力された場合の分割動作の他の一例を説明する動作説明図である。
【図１６】この発明の実施の形態５による移動速度指令生成装置を示すブロック図である。
【図１７】この発明の実施の形態５による速度変更動作を説明する動作説明図である。
【図１８】従来の移動速度指令生成装置の要部を示すブロック図である。
【図１９】従来における分割動作を説明する動作説明図である。
【図２０】従来における複数の移動量指令が連続して入力された場合の分割動作の一例を説明する動作説明図である。
【図２１】従来における台形パターン同士の重ねあわせ（累積加算）の状態を模式的に示す概念説明図である。
【符号の説明】
１，９，１５，１８，２１ 一次分割手段、３，１３，１７，１９ 二次分割手段、４ 配列メモリ（記憶手段）、５ イテレータ記憶手段（累積分配手段）、６ 出力手段、８１，…，８ｎ 速度メモリ。
Claims (8)
- 順次入力される複数の移動量指令に基づいて微小期間毎の移動速度指令を生成する移動速度指令生成方法において、
各移動量指令を、時系列上で一定の加速度毎に変化する速度分布となる複数の速度指令に分割し、この複数の速度指令に基づいて微小期間毎の移動速度指令を生成し、
前記各移動量指令に係る移動量を一定速度を単位として上記微小期間毎の一次分割速度に分割する一次分割工程と、
各一次分割速度を所定の単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割する二次分割工程と、
各一次分割速度に基づく１又は複数の二次分割速度それぞれを当該一次分割速度の微小期間を１つ目として二次分割数分の微小期間に割り付け、この微小期間毎の二次分割速度の累積速度を当該微小区間の移動速度指令とする累積分配工程とを有し、
前記移動量指令に係る一次分割速度を求めた後において、その一次分割速度が前の移動量指令に基づく一次分割速度と連続して時系列上に配列され、且つ、前の移動量指令に基づく一次分割速度よりも速度が低い場合には、
前記一次分割工程は、当該速度差に含まれる単位速度の個数と同数の微小期間分だけ遅延させることを特徴とする移動速度指令生成方法。 - 二次分割工程は、
新たな移動量指令に基づく各一次分割速度の二次分割速度を求める際には、
前回の速度指令と今回の速度指令との速度差を単位速度で除算して得られる剰余を二次分割余剰速度とした場合、当該単位速度から当該二次分割余剰速度を減算して得られる速度を１つ目の二次分割速度とし、その残りを単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割することを特徴とする請求項１記載の移動速度指令生成方法。 - 二次分割工程は、
既に二次分割余剰速度が存在する状況で新たな移動量指令に基づく各一次分割速度の二次分割速度を求める際には、
上記二次分割余剰速度に前回の速度指令と今回の速度指令との速度差を加算した値を単位速度で除算して得られる剰余を新たな二次分割余剰速度とし、当該単位速度から当該新たな二次分割余剰速度を減算して得られる速度を１つ目の二次分割速度とし、その残りを単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割することを特徴とする請求項２記載の移動速度指令生成方法。 - 各移動量指令とともに指令速度が指定され、各移動量指令を上記指令速度毎の複数の一次分割速度に分割した際に一次分割余剰速度が発生した場合には、
一次分割工程は、
次の移動量指令による最初の一次分割速度を上記一次分割余剰速度と同一の微小期間に設定し、且つ、
この次の移動量指令による最初の一次分割速度は、
上記一次分割余剰速度を上記指令速度で割って得られる達成率を１から減算し、その減算によって得られる未達成率と上記前の移動量指令に対応する指令速度とを乗算して得られる速度とし、
その残りの移動量指令に係る移動量は対応する次の指令速度を単位として分割することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の移動速度指令生成方法。 - 順次入力される複数の移動量指令に基づいて微小期間毎の移動速度指令を生成する移動速度指令生成方法において、
各移動量指令を、時系列上で一定の加速度毎に変化する速度分布となる複数の速度指令に分割し、この複数の速度指令に基づいて微小期間毎の移動速度指令を生成し、
前記各移動量指令に係る移動量を一定速度を単位として上記微小期間毎の一次分割速度に分割する一次分割工程と、
各一次分割速度を所定の単位速度を単位とする１又は複数の二次分割速度に分割する二次分割工程と、
各一次分割速度に基づく１又は複数の二次分割速度それぞれを当該一次分割速度の微小期間を１つ目として二次分割数分の微小期間に割り付け、この微小期間毎の二次分割速度の累積速度を当該微小区間の移動速度指令とする累積分配工程とを有し、
前記各移動量指令とともに指令速度が指定され、各移動量指令を上記指令速度毎の複数の一次分割速度に分割した際に一次分割余剰速度が発生した場合には、
前記一次分割工程は、次の移動量指令による最初の一次分割速度を上記一次分割余剰速度と同一の微小期間に設定し、且つ、この次の移動量指令による最初の一次分割速度は、上記一次分割余剰速度を上記指令速度で割って得られる達成率を１から減算し、その減算によって得られる未達成率と上記前の移動量指令に対応する指令速度とを乗算して得られる速度とし、その残りの移動量指令に係る移動量は対応する次の指令速度を単位として分割することを特徴とする移動速度指令生成方法。 - 一次分割速度がそれに対応した指令速度と異なる場合には、
二次分割工程は、
当該一次分割速度を対応する指令速度で割った値を単位速度に乗算し、
この乗算結果として得られる余剰単位速度を単位として分割することを特徴とする請求項４または請求項５記載の移動速度指令生成方法。 - 一次分割余剰速度を補うように次の移動量指令を分割するに際して、未達成率と前の移動量指令に係る指令速度と乗算して得られる未達成速度よりも次の移動量指令に係る移動量が小さい場合には、
一次分割工程は、
上記移動量指令に係る移動量を上記未達成速度で割って得られる追加達成率をそれまでの未達成率から減算して新たな未達成率とし、この未達成率が０となるまで順次移動量指令に係る移動量を当該微小期間に係る最初の一次分割速度として設定し、
未達成率が０となった際の移動量指令は、その移動量から上記最初の一次分割速度を減算したものを対応する指令速度を単位として分割することを特徴とする請求項４から請求項６のうちいずれか 1 項記載の移動速度指令生成方法。 - 移動量指令に係る移動量の一次分割数よりも指令速度の単位速度による二次分割数の方が大きい場合には、
一次分割工程は、
指令速度を下記式１により得られる速度に変更して一次分割を行うことを特徴とする請求項１記載の移動速度指令生成方法。
Ｆ＝√（Ｌ・Ａ） ・・・式１
但し、Ｆは速度、Ｌは移動量、Ａは単位速度である。
Priority Applications (1)
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