JP6409743B2 - 指令生成装置 - Google Patents
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Description
図1〜図8、図11及び図12を用いて、本発明の実施形態1について説明する。なお、以下では、制振対象となる機械が搬送物を搬送する搬送装置である場合について説明するが、制振対象となる機械はこれに限定されるものではない。
図1は、本発明の実施形態1に係る搬送システム1の構成を表す図である。図1に示すように、搬送装置1は、コントローラ(指令生成装置)2と、ドライバ3と、モータ(動力発生部)4と、搬送装置5とを備えている。搬送装置5には、搬送対象である搬送物6が載置されている。コントローラ2は指令生成部10を有する。コントローラ2は、モータ4を駆動させるための位置指令(所定の移動時間後の位置を指定する指令)を生成し、ドライバ3に出力する。搬送装置1の各種動作を制御する。
図2は、記憶部12における一記憶例を示す図である。図2に示すように、記憶部12は、複数の条件式それぞれについて、制御性能条件に対応する優先順位を記憶している。
T1=n/f (式1)
<条件式2>
T1+T2=n/f (式2)
ただし、fは制振周波数(共振周波数)、nは自然数である。また、図中のTa=1/fとする。
ここで、T:トルク、J:モータ軸換算総負荷イナーシャ、ω、モータ角速度、とすると、トルクは以下のように表される。
T=J・dω/dt
=J×モータ各加速度
=J×位置指令単位からモータ角度への変換係数×位置指令加速度
このように、トルクと位置指令加速度とは比例関係が成立している。このため、位置指令加速度の実効値(実効加速度)を確認することで、実効トルクの大小関係を判定することが可能である。すなわち、実効加速度は、モータの負荷率を示している。
この実効加速度の計算式に当てはめると、条件式2より条件式1の方が、モータの負荷を低減する効果が得られることがわかる。
A=V/T1
V=L/T
2×(T1)+(T2)=T
なお、条件式としては、上記条件式1および2に限定されるものではなく、特許文献1に示されたような下記(式3)で示す条件式と、(式5)で示す条件式とが記憶されていてもよい。なお、(式3)中の「r」はパラメータであり、(式4)で表される。
図6は、本発明の実施形態1に係る指令生成部10の処理の流れを表す図である。図6に示すように、使用者からコントローラ2へ、機械性能条件及び制御性能条件が入力されると、指令生成部10の受付部11が、機械性能条件及び制御性能条件を受け付ける(ステップS11)。
次に、目標移動時間を優先とする制御性能条件が入力された場合の指令生成部10の処理の具体的な処理の流れについて説明する。
次に、モータの負荷低減を優先とする制御性能条件が入力された場合の指令生成部10の処理の具体的な処理の流れについて説明する。
次に、モータの負荷率をなるべく低減するとともに、かつ、目標移動時間になるべく近い位置指令を優先させる制御性能条件が入力された場合の指令生成部10の処理の具体的な処理の流れについて説明する。つまり、目標移動時間を優先させた第1制御性能条件と、モータの負荷低減を優先させた第2制御性能条件とを組み合わせた第3制御性能条件が入力された場合である。この場合は、図11と同様の処理が行われるため、図11を参照しながら説明する。
図7は、コントローラ2の指令生成部10が生成する位置指令の具体例を示す図である。図7において、横軸は時間〔s〕を表し縦軸は加速度〔m/s2〕を表している。
上述したように、まず、目標移動時間を優先する制御性能条件に対応する優先順位が最も高い条件式および機械性能条件を満たすパラメータを探索し、パラメータを決めることができなければ、次に優先順位が高い条件式および機械性能条件を満たすパラメータを探索する。
上述したように、モータの負荷低減を優先する制御性能条件に対応する優先順位が最も高い条件式および機械性能条件を満たすパラメータを探索し、パラメータを決めることができなければ、優先順位が最も高い条件式および機械性能条件(ただし目標移動時間を除く)を満たすパラメータを探索する。それでもパラメータを決めることができなければ、次に優先順位が高い条件式によりパラメータを探索する。
上述したようにモータの負荷低減を優先する制御性能条件に対応する優先順位が最も高い条件式および機械性能条件を満たすパラメータを探索し、パラメータを決めることができなければ、次に優先順位が高い条件式および機械性能条件を満たすパラメータを探索する。
本発明の実施形態2について、図9及び図10に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図10は、本発明の実施形態2に係る指令生成部10Aの処理の流れを表す図である。図10に示すように、使用者からコントローラ2へ、機械性能条件及び制御性能条件が入力されると、指令生成部10Aの受付部11が、機械性能条件及び制御性能条件を受け付ける(ステップS31)。
コントローラ2の制御ブロック(特に指令生成部10)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
1、1A 搬送装置
2、2A コントローラ(指令生成装置)
3 ドライバ
4 モータ(動力発生部)
5 搬送装置(移動装置)
6 搬送物
10、10A 指令生成部
11 受付部
12 記憶部
13 条件式選択部
14、14A パラメータ算出部
15、15A 位置指令生成部
17 パラメータ評価部
Claims (21)
- 機械を駆動させるための指示情報である位置指令を生成する指令生成装置であって、
目標移動距離と、目標移動時間と、制振対象となる振動の共振周波数と、を少なくとも含む機械性能指標の入力を受け付ける受付部と、
前記機械性能指標に基づいて前記振動を抑制する位置指令のパラメータを算出するための複数の制振条件式が格納された記憶部と、
前記複数の制振条件式の中から、前記機械の駆動制御の際に優先すべき項目を示す制御性能指標に基づいて、位置指令を生成すべき制振条件式を選択する条件式選択部と、
前記機械性能指標と、選択された前記制振条件式とに基づいて前記パラメータを算出するパラメータ算出部と、
前記パラメータ算出部により算出された前記パラメータに基づいて、前記位置指令を算出する位置指令生成部と、を備えていることを特徴とする指令生成装置。 - 前記受付部は、前記制御性能指標の入力を受け付け、
前記条件式選択部は、前記受付部が受け付けた前記制御性能指標に基づいて、前記制振条件式の選択を行うことを特徴とする請求項1に記載の指令生成装置。 - 前記制御性能指標は、
目標移動時間を優先する第1の制御性能指標と、
前記機械を駆動させるための動力を発生する動力発生部の負荷低減を優先する第2の制御性能指標と、
前記動力発生部の負荷低減および目標移動時間を優先する第3の制御性能指標とのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の指令生成装置。 - 前記記憶部は、前記制御性能指標ごとに前記制振条件式のそれぞれに設定された優先順位を記憶しており、
前記条件式選択部は、前記複数の制振条件式のうち、入力された制御性能指標に対応する優先順位が最も高い制振条件式を選択し、
前記パラメータ算出部は、前記機械性能指標を満たし、かつ、優先順位が最も高い制振条件式を満たす前記パラメータを算出することを特徴とする請求項3に記載の指令生成装置。 - 前記受付部が前記第1の制御性能指標の入力を受け付けており、前記パラメータ算出部が、前記機械性能指標を満たし、かつ、選択された制振条件式を満たす前記パラメータを算出することができない場合、前記条件式選択部が、前記複数の制振条件式のうち、次に優先順位が高い制振条件式を選択し、前記パラメータ算出部が、前記機械性能指標を満たし、かつ、当該制振条件式を満たす前記パラメータを算出する処理を繰り返して行うことを特徴とする請求項4に記載の指令生成装置。
- 全ての制振条件式について、前記パラメータ算出部が、前記機械性能指標を満たし、かつ、制振条件式を満たす前記パラメータを算出することができない場合、各制振条件式について、当該制振条件式を満たし、かつ、目標移動時間を除く機械性能指標を満たすパラメータを算出し、算出したパラメータの中から最も目標移動時間に近いパラメータを抽出する抽出処理を行うことを特徴とする請求項5に記載の指令生成装置。
- 前記第1の制御性能指標に対応する優先順位は、各制振条件式のそれぞれに対して同一の周波数を用いて算出した解から求められる加速開始から減速終了までの時間に応じて、各制振条件式に対して設定されていることを特徴とする請求項4から6の何れか1項に記載の指令生成装置。
- 前記受付部が前記第2の制御性能指標の入力を受け付けており、前記パラメータ算出部が、前記機械性能指標を満たし、かつ、選択された制振条件式を満たす前記パラメータを算出することができない場合、前記パラメータ算出部は、選択された制振条件式を満たし、かつ、目標移動時間を除く機械性能指標を満たすパラメータを算出し、算出したパラメータの中から最も目標移動時間に近いパラメータを抽出する抽出処理を行うことを特徴とする請求項4に記載の指令生成装置。
- 前記パラメータ算出部が前記抽出処理においてパラメータを抽出できない場合、前記条件式選択部が次に優先順位が高い制振条件式を選択し、前記パラメータ算出部が当該制振条件式に基づいて前記パラメータを算出する処理を繰り返して行うことを特徴とする請求項8に記載の指令生成装置。
- 前記第2の制御性能指標に対応する優先順位は、各制振条件のそれぞれに対して同一の周波数を用いて算出した解から求められる前記動力発生部の負荷率に応じて、各制振条件式に対して設定されていることを特徴とする請求項4,8および9の何れか1項に記載の指令生成装置。
- 前記受付部が前記第3の制御性能指標の入力を受け付けており、前記パラメータ算出部が、前記機械性能指標を満たし、かつ、選択された制振条件式を満たす前記パラメータを算出することができない場合、前記条件式選択部が、前記複数の制振条件式のうち、次に優先順位が高い制振条件式を選択し、前記パラメータ算出部が、前記機械性能指標を満たし、かつ、当該制振条件式を満たす前記パラメータを算出する処理を繰り返して行うことを特徴とする請求項4に記載の指令生成装置。
- 全ての制振条件式について、前記パラメータ算出部が、前記機械性能指標を満たし、かつ、制振条件式を満たす前記パラメータを算出することができない場合、前記条件式選択部は、各制振条件式について、当該制振条件式を満たし、かつ、目標移動時間を除く機械性能指標を満たすパラメータを算出し、算出したパラメータの中から最も目標移動時間に近いパラメータを抽出する抽出処理を行うことを特徴とする請求項11に記載の指令生成装置。
- 機械を駆動させるための指示情報である位置指令を生成する指令生成装置であって、
目標移動距離と、目標移動時間と、制振対象となる振動の共振周波数と、を少なくとも含む機械性能指標の入力を受け付ける受付部と、
前記機械性能指標に基づいて前記振動を抑制する位置指令のパラメータを算出するための複数の制振条件式のそれぞれについて、前記機械性能指標と、当該制振条件式とに基づいて前記パラメータを算出するパラメータ算出部と、
前記機械の駆動制御の際に優先すべき項目を示す制御性能指標に基づいて、算出された前記パラメータの評価を行うパラメータ評価部と、
前記パラメータ評価部の評価により、最も高く評価された前記パラメータに基づいて、前記位置指令を生成する位置指令生成部とを備えたことを特徴とする指令生成装置。 - 前記パラメータ算出部は、複数の制振条件式のそれぞれについて、前記機械性能指標を満たし、かつ、当該制振条件式を満たす前記パラメータを算出することを特徴とする請求項13に記載の指令生成装置。
- 前記パラメータ算出部は、複数の制振条件式のそれぞれについて、前記機械性能指標を満たし、かつ、当該制振条件式を満たす前記パラメータを算出することができない場合、当該制振条件式について、当該制振条件式を満たし、かつ、目標移動時間を除く機械性能指標を満たすパラメータを算出し、算出したパラメータの中から最も目標移動時間に近いパラメータを抽出する抽出処理を行うことを特徴とする請求項14に記載の指令生成装置。
- 前記受付部は、前記制御性能指標の入力を受け付け、
前記パラメータ評価部は、前記受付部が受け付けた制御性能指標に基づいて、算出された前記パラメータの評価を行うことを特徴とする請求項13から15の何れか1項に記載の指令生成装置。 - 前記制御性能指標は、
目標移動時間を優先する第1の制御性能指標と、
前記機械を駆動させるための動力を発生する動力発生部の負荷低減を優先する第2の制御性能指標と、
前記動力発生部の負荷低減および目標移動時間を優先する第3の制御性能指標とのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項16に記載の指令生成装置。 - 前記受付部が前記第1の制御性能指標の入力を受け付けている場合、前記パラメータ評価部は、前記パラメータ算出部が算出したパラメータのうち、前記目標移動時間に最も近い移動時間となるパラメータを最も高く評価することを特徴とする請求項17に記載の指令生成装置。
- 前記受付部が前記第2の制御性能指標の入力を受け付けている場合、前記パラメータ評価部は、前記パラメータ算出部が算出したパラメータのうち、前記動力発生部の負荷率が最も小さいパラメータを最も高く評価することを特徴とする請求項17に記載の指令生成装置。
- 前記受付部が前記第3の制御性能指標の入力を受け付けている場合、前記パラメータ評価部は、前記パラメータ算出部が算出したパラメータのうち、前記目標移動時間に最も近い移動時間となるパラメータを最も高く評価することを特徴とする請求項17に記載の指令生成装置。
- 前記パラメータ評価部は、前記目標移動時間に最も近い移動時間となるパラメータが複数存在する場合、当該複数のパラメータのうち、前記動力発生部の負荷率が最も小さいパラメータを最も高く評価することを特徴とする請求項20に記載の指令生成装置。
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