JP5873140B2 - 同期制御装置 - Google Patents
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Description
請求項2に係る発明では、従動軸の同期位置への移動量の最大値である許容移動量を設定して、指令移動量が許容移動量以下であるときに同期を行うようにしているため、従動軸の変位の範囲が大きく変動するような場合であっても、設定された許容移動量以下のときのみに同期を行うようにでき、過大な移動量で同期を行うことを防ぐことが可能となる。
請求項4に係る発明では、指令移動量に基づく移動の方向と、予測指令移動量に基づく移動の方向が異なる場合には同期を行わず、方向が同一となる場合に同期を行うようにしているため、移動の方向が安定したときに同期を行うようにすることが可能となり、より安定した同期動作を行うことが可能となる。
請求項6に係る発明では、従動軸の同期位置への移動速度の最大値である許容移動速度を設定して、指令速度が許容移動速度以下であるときに同期を行うようにしているため、従動軸の変位の範囲が大きく変動するような場合で、同期時の移動速度が大きくなってしまう場合であっても、設定された許容移動速度以下のときのみに同期を行うようにでき、過大な移動速度で同期を行うことを防ぐことが可能となる。
請求項8に係る発明では、指令速度に基づく移動の方向と、予測指令速度に基づく移動の方向が異なる場合には同期を行わず、方向が同一となる場合に同期を行うようにしているため、移動の方向が安定したときに同期を行うようにすることが可能となり、より安定した同期動作を行うことが可能となる。
PMC(プログラマブル・マシン・コントローラ)20は、数値制御装置100に内蔵されたシーケンスプログラムで工作機械の補助装置(例えば、工具交換用のロボットハンドといったアクチュエータ)にI/Oユニット22を介して信号を出力し制御する。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、必要な信号処理をした後、CPU10に渡す。
各軸の軸制御回路(26,28)はCPU10からの各軸の移動指令量を受けて、各軸の指令をサーボアンプに出力する。サーボアンプ(42,44)はこの指令を受けて、駆動軸モータ52、従動軸モータ54を駆動する。駆動軸モータ52、従動軸モータ54は、それぞれ図示しない位置・速度検出器を内蔵し、この位置・速度検出器からの位置・速度フィードバック信号を軸制御回路(26,28)にフィードバックし、位置・速度のフィードバック制御を行う。なお、ブロック図では、位置・速度のフィードバックについての記載は省略している。
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて、図1において説明した変位テーブルと従動軸の同期手法について説明する。
図2は、本実施形態の同期制御装置における従動軸の同期の様子を示した図である。従来技術の図9と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、駆動軸が同一方向に一定速度で動いているものとする。D1〜D4は制御装置の分配(分配1〜分配4)であり、分配1(D1)、分配2(D2)、分配3(D3)、分配4(D4)における、待機位置PWで待機している従動軸との差分が許容移動量DA以下になっているものとする。このとき、分配1(D1)、分配2(D2)、分配3(D3)、分配4(D4)における駆動軸の位相をそれぞれn,n+1,n+2,n+3とし、それぞれの位相における変位テーブルに基づく従動軸の変位を、それぞれB,C,D,Eとする。
このようにして、変位テーブルに基づいた従動軸の同期位置の決定と、実際の同期動作を行う。
・(ステップSA1)従動軸の許容移動量DAを設定する。
・(ステップSA2)現在の駆動軸の位置における、駆動軸の位相(n)を取得する。
・(ステップSA3)変位テーブルに基づき、駆動軸の位相(n)に対する従動軸の変位(B)を取得する。
・(ステップSA5)同期移動量DS1が許容移動量DA以下であるかどうかを判定する。同期移動量DS1が許容移動量DA以下である場合(YES)はステップSA6に進み、同期移動量DS1が許容移動量DAより大きい場合(NO)はステップSA11に進む。
・(ステップSA7)変位テーブルに基づき、駆動軸の位相(n+1)に対する従動軸の変位(C)を取得する。
・(ステップSA8)従動軸の待機位置Aからの同期移動量DS2(C−A)を取得する。
・(ステップSA10)従動軸の移動量を(B−A)として同期を開始する。
・(ステップSA11)待機状態を継続する。
第1の実施形態においては、従動軸を駆動軸に同期するための移動量を比較して同期開始位置を決定したが、現在のポイントにおける同期するための速度と、現在以降の地点における同期するための速度とを比較して、現在のポイントにおける同期するための速度が最小であるときに同期を開始するようにすることもできる。
・(ステップSB1)従動軸の許容移動速度SAを設定する。
・(ステップSB2)現在の駆動軸の位置における、駆動軸の位相(n)を取得する。
・(ステップSB3)変位テーブルに基づき、駆動軸の位相(n)に対する従動軸の変位(B)を取得する。
・(ステップSB5)同期速度SS1が許容移動速度SA以下であるかどうかを判定する。同期速度SS1が許容移動速度SA以下である場合(YES)はステップSB6に進み、同期速度SS1が許容移動速度SAより大きい場合(NO)はステップSB11に進む。
・(ステップSB7)変位テーブルに基づき、駆動軸の位相(n+1)に対する従動軸の変位(C)を取得する。
・(ステップSB8)従動軸の待機位置Aからの同期速度SS2を取得する。
・(ステップSB10)従動軸の同期速度をSS1として同期を開始する。
・(ステップSB11)待機状態を継続する。
第1の実施形態においては、従動軸を駆動軸に同期するための移動量を比較して同期開始位置を決定したが、本実施形態においては、移動量との比較に加えて、移動する方向についても考慮して同期開始位置を決定している。以下、図5に基づいて説明する。
このようにして、変位テーブルに基づいた従動軸の同期位置の決定と、実際の同期動作を行う。
・(ステップSC1)従動軸の許容移動量DAを設定する。
・(ステップSC2)現在の駆動軸の位置における、駆動軸の位相(n)を取得する。
・(ステップSC3)変位テーブルに基づき、駆動軸の位相(n)に対する従動軸の変位(B)を取得する。
・(ステップSC5)同期移動量DS1の絶対値が許容移動量DA以下であるかどうかを判定する。同期移動量DS1の絶対値が許容移動量DA以下である場合(YES)はステップSC6に進み、同期移動量DS1の絶対値が許容移動量DAより大きい場合(NO)はステップSC12に進む。
・(ステップSC7)変位テーブルに基づき、駆動軸の位相(n+1)に対する従動軸の変位(C)を取得する。
・(ステップSC8)従動軸の待機位置Aからの同期移動量DS2(C−A)を取得する。
・(ステップSC9)同期移動量DS1による移動方向と、同期移動量DS2による移動方向とが同じであるかどうかを判定する。同じである場合(YES)はステップSC10に進み、同じでない場合(NO)はステップSC12に進む。
・(ステップSC11)従動軸の移動量を(B−A)として同期を開始する。
・(ステップSC12)待機状態を継続する。
第3の実施形態においては、従動軸を駆動軸に同期するための移動量を比較して同期開始位置を決定したが、現在のポイントにおける同期するための速度と、現在以降の地点における同期するための速度とを比較して、現在のポイントにおける同期するための速度が最小であるときに同期を開始するようにすることもできる。
・(ステップSD1)従動軸の許容移動速度SAを設定する。
・(ステップSD2)現在の駆動軸の位置における、駆動軸の位相(n)を取得する。
・(ステップSD3)変位テーブルに基づき、駆動軸の位相(n)に対する従動軸の変位(B)を取得する。
・(ステップSD5)同期速度SS1が許容移動速度SA以下であるかどうかを判定する。同期速度SS1が許容移動速度SA以下である場合(YES)はステップSD6に進み、同期速度SS1が許容移動速度SAより大きい場合(NO)はステップSD12に進む。
・(ステップSD7)変位テーブルに基づき、駆動軸の位相(n+1)に対する従動軸の変位(C)を取得する。
・(ステップSD8)従動軸の待機位置Aからの同期速度SS2を取得する。
・(ステップSD9)同期速度SS1による移動方向と同期速度SS2による移動方向が同じであるかどうかを判定する。同じである場合(YES)はステップSD10に進み、同じでない場合(NO)はステップSD12に進む。
・(ステップSD11)従動軸の同期速度をSS1として同期を開始する。
・(ステップSD12)待機状態を継続する。
2 従動側
4 サーボモータ
6 制御装置
10 CPU
12 ROM
14 RAM
16 CMOS
18 インターフェイス
20 PMC
22 I/Oユニット
24 インターフェイス
26 軸制御回路(駆動側)
28 軸制御回路(従動側)
42 サーボアンプ(駆動側)
44 サーボアンプ(従動側)
52 駆動軸モータ
54 従動軸モータ
60 表示器/MDIユニット
100 数値制御装置
Claims (8)
- 駆動軸の位相の各々に対して従動軸の変位を対応付けた変位テーブルが予め登録されており、前記変位テーブルに基づき駆動軸の位相に対する従動軸の変位を求めて位置決めする同期制御装置において、
前記変位テーブルに基づき、現在の前記駆動軸の位相における、前記従動軸の同期位置への移動量である指令移動量を算出する指令移動量算出手段と、
前記変位テーブルに基づき、現在以降の前記駆動軸の位相における、前記従動軸の同期位置への移動量である予測指令移動量を算出する予測指令移動量算出手段と、
前記指令移動量と前記予測指令移動量とを比較する移動量比較手段と、を備え、
前記移動量比較手段による比較結果が、前記予測指令移動量が前記指令移動量未満であるときは前記従動軸の同期を開始せず、前記予測指令移動量が前記指令移動量以上であるときは同期を開始することを特徴とする同期制御装置。 - 前記従動軸の同期位置への移動量の最大値である許容移動量を設定し、
前記指令移動量が前記許容移動量以下であり、前記予測指令移動量が前記指令移動量以上である時に同期を開始することを特徴とする請求項1記載の同期制御装置。 - 前記予測指令移動量算出手段が算出する前記予測指令移動量は、
次回の演算周期における予測指令移動量、次回以降複数回の各演算周期における予測指令移動量、次回から前記駆動軸が1回転する期間の複数回の各演算周期における予測指令移動量のいずれかから選択可能とし、
前記移動量比較手段は、選択された予測指令移動量と前記指令移動量を比較して、前記指令移動量が最小となった時点で同期を開始することを特徴とする請求項1又は2記載の同期制御装置。 - 前記指令移動量算出手段により算出された前記指令移動量に基づく移動の方向と、前記予測指令移動量算出手段により算出された前記予測指令移動量に基づく移動の方向が同一で、前記予測指令移動量が前記指令移動量以上であるときに同期動作を開始することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の同期制御装置。
- 駆動軸の位相の各々に対して従動軸の変位を対応付けた変位テーブルが予め登録されており、前記変位テーブルに基づき駆動軸の位相に対する従動軸の変位を求めて位置決めする同期制御装置において、
前記変位テーブルに基づき、現在の前記駆動軸の位相における、前記従動軸の同期位置への移動速度である指令速度を算出する指令速度算出手段と、
前記変位テーブルに基づき、現在以降の前記駆動軸の位相における、前記従動軸の同期位置への移動速度である予測指令速度を算出する予測指令速度算出手段と、
前記指令速度と前記予測指令速度とを比較する速度比較手段と、を備え、
前記速度比較手段による比較結果が、前記予測指令速度が前記指令速度未満であるときは前記従動軸の同期を開始せず、前記予測指令速度が前記指令速度以上であるときは同期を開始することを特徴とする同期制御装置。 - 前記従動軸の同期位置への移動速度の最大値である許容移動速度を設定し、
前記指令速度が前記許容移動速度以下であり、前記予測指令速度が前記指令速度以上である時に同期を開始することを特徴とする請求項5記載の同期制御装置。 - 前記予測指令速度算出手段が算出する前記予測指令速度は、
次回の演算周期における予測指令速度、次回以降複数回の各演算周期における予測指令速度、次回から前記駆動軸が1回転する期間の複数回の各演算周期における予測指令速度のいずれかから選択可能とし、
前記速度比較手段は、選択された予測指令速度と前記指令速度を比較して、前記指令速度が最小となった時点で同期を開始することを特徴とする請求項5又は6記載の同期制御装置。 - 前記指令速度算出手段により算出された前記指令速度に基づく移動の方向と、前記予測指令速度算出手段により算出された前記予測指令速度に基づく移動の方向が同一で、前記予測指令速度が前記指令速度以上であるときに同期動作を開始することを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の同期制御装置。
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