JP6849713B2 - Control devices, control methods, control programs, and recording media - Google Patents
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Description
本発明は、制御装置、制御方法、制御プログラム、及び記録媒体に関する。 The present invention relates to a control device, a control method, a control program, and a recording medium.
ロボット等の動作を制御する制御装置に関し、例えば特許文献1には、軸毎に指令値に対する目標軌跡と実際の動作軌跡との差をサーボ遅れ時間として計算し、所定のサーボ遅れ時間を基準時間とし、軸毎のサーボ遅れ時間と前記基準時間とに基づいて軸毎の補償トルクを計算し、軸毎の補償トルクが反映された指令値を各サーボに出力してロボットの動作を制御する手法が記載されている。
Regarding a control device that controls the operation of a robot or the like, for example, in
しかし、上記従来の手法では、軸毎のサーボ遅れ時間と前記基準時間とに基づく補償トルクの計算、及び、補償トルクが反映された指令値の算出が煩雑になるという問題があった。そこで、本出願人は、かかる問題点を解消するべく、複数軸(例えば複数のサーボモータ)間の応答遅れ時間のばらつきに起因する軌跡ずれを抑制することができる制御装置等を既に提案している(特開2017−102616)。 However, the above-mentioned conventional method has a problem that the calculation of the compensation torque based on the servo delay time for each axis and the reference time and the calculation of the command value reflecting the compensation torque become complicated. Therefore, in order to solve this problem, the applicant has already proposed a control device or the like capable of suppressing a locus deviation caused by a variation in response delay time between a plurality of axes (for example, a plurality of servomotors). (Japanese Patent Laid-Open No. 2017-102616).
また、サーボモータ又はサーボモータを搭載したロボット等で駆動されたり作動されたりするワーク等の対象物に対してトリガ制御(例えば対象物の撮影、区分け、把持等の同期制御)を行う場合、対象物を駆動する複数軸間の応答遅れ時間に加え、トリガ制御の対象デバイス(以下「トリガ制御デバイス」という。特許請求の範囲等においても同様とする。)がタイミング信号を受信してからの応答遅れ時間に起因する同期ずれが発生するおそれがある。その結果、サーボモータ側における応答遅れ時間のばらつきが解消されたとしても、トリガ制御デバイス側における応答遅れ時間差の間に対象物が移動する距離に相当する僅かな位置ずれが生じ得る。 In addition, when performing trigger control (for example, synchronous control of shooting, sorting, grasping, etc.) of an object such as a work driven or operated by a servomotor or a robot equipped with a servomotor, the object In addition to the response delay time between the multiple axes that drive the object, the response after the target device for trigger control (hereinafter referred to as "trigger control device"; the same shall apply in the claims) receives the timing signal. There is a possibility that a synchronization shift may occur due to the delay time. As a result, even if the variation in the response delay time on the servomotor side is eliminated, a slight positional deviation corresponding to the distance the object moves may occur during the response delay time difference on the trigger control device side.
より具体的には、例えば、移動している対象物を検査等のために撮影する場合、本来の目標位置で撮影したときの画像と実際の撮影画像との間に僅かな位置ずれが発生してしまう。すなわち、対象物が撮影位置を通過するタイミングとトリガ制御のタイミングが完全に同期しないため、撮影位置が撮影毎にずれてしまう懸念がある。これは、撮影用のトリガ制御デバイスが対象物に対して移動する場合も同様であり、また、対象物と撮影用のトリガ制御デバイスの相対移動速度が変化する場合(加速度運動)には、速度の変化に応じて位置ずれの大きさも変化してしまう。 More specifically, for example, when a moving object is photographed for inspection or the like, a slight positional deviation occurs between the image when the image is photographed at the original target position and the actual photographed image. It ends up. That is, since the timing at which the object passes the shooting position and the timing of the trigger control are not completely synchronized, there is a concern that the shooting position may shift with each shooting. This also applies when the trigger control device for shooting moves with respect to the object, and when the relative movement speed between the object and the trigger control device for shooting changes (acceleration motion), the speed The magnitude of the misalignment also changes according to the change in.
そこで、本開示は、一側面では、かかる事情を鑑みてなされたものであり、対象物とトリガ制御デバイスが相対的に移動する場合に、対象物及び/又はトリガ制御デバイスを駆動する複数軸間の応答遅れ時間のばらつきに対応しつつ、トリガ制御デバイス側の応答遅れ時間に起因する位置ずれをも抑止することができる制御装置、制御方法、制御プログラム、及び記録媒体を提供することを目的とする。 Therefore, in one aspect, the present disclosure has been made in view of such circumstances, and when the object and the trigger control device move relative to each other, the object and / or the plurality of axes that drive the trigger control device are used. It is an object of the present invention to provide a control device, a control method, a control program, and a recording medium capable of suppressing a displacement due to a response delay time on the trigger control device side while coping with variations in the response delay time of the above. To do.
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above-mentioned problems.
〔1〕本開示に係る制御装置の一例は、少なくとも1以上のサーボ制御デバイスにサーボ指令を行い、かつ、トリガ制御デバイスにトリガ指令を行う制御装置であって、前記サーボ制御デバイスのそれぞれの応答遅れ時間、及び、前記トリガ制御デバイスの応答遅れ時間を取得する応答遅れ時間取得部と、前記サーボ制御デバイス及び前記トリガ制御デバイスを含むデバイスのうち、応答遅れ時間が最大であるデバイスを基準デバイスとして、該基準デバイス以外のサーボ制御デバイスへのサーボ指令タイミングを、前記基準デバイスへの指令タイミングよりも、前記基準デバイスの応答遅れ時間と前記基準デバイス以外のサーボ制御デバイスの応答遅れ時間との差だけ遅らせ、前記サーボ制御デバイスに対してそれぞれのサーボ指令タイミングでサーボ指令(信号)を出力するサーボ指令制御部と、前記基準デバイス以外のトリガ制御デバイスへのトリガ指令タイミングを、前記基準デバイスへの指令タイミングよりも、前記基準デバイスの応答遅れ時間と前記基準デバイス以外のトリガ制御デバイスの応答遅れ時間との差だけ遅らせ、前記トリガ制御デバイスに対してそれぞれのトリガ指令タイミングでトリガ指令(信号)を出力するトリガ指令制御部と、を備える。 [1] An example of the control device according to the present disclosure is a control device that gives a servo command to at least one or more servo control devices and a trigger command to the trigger control device, and each response of the servo control device. The response delay time acquisition unit that acquires the delay time and the response delay time of the trigger control device, and the device including the servo control device and the trigger control device that has the maximum response delay time are used as reference devices. , The servo command timing to the servo control device other than the reference device is only the difference between the response delay time of the reference device and the response delay time of the servo control device other than the reference device than the command timing to the reference device. The servo command control unit that delays and outputs a servo command (signal) to the servo control device at each servo command timing, and the trigger command timing to the trigger control device other than the reference device are commanded to the reference device. The response delay time of the reference device and the response delay time of the trigger control device other than the reference device are delayed by the difference from the timing, and a trigger command (signal) is output to the trigger control device at each trigger command timing. A trigger command control unit is provided.
当該構成では、サーボ指令制御部によりサーボ制御デバイスにおけるサーボモータの応答タイミングが揃う(同期する)ので、サーボ制御デバイス間の応答遅れ時間のばらつきに起因する軌跡ずれを抑制することができる。また、サーボ制御デバイスの応答遅れ時間にトリガ制御デバイスの応答遅れ時間を加味して、トリガ制御デバイスへトリガ指令を出力するので、サーボ制御デバイスとトリガ制御デバイスのより正確な同期をとることができる。これにより、対象物及び/又はトリガ制御デバイスがサーボ制御デバイスで駆動され、対象物とトリガ制御デバイスが相対的に移動する場合に、サーボ制御デバイス側の応答遅れ時間とトリガ制御デバイス側の応答遅れ時間に起因する位置ずれの両方を抑止することができる。従って、例えば、トリガ制御デバイスによって対象物を撮影する場合、その対象物を本来の目標位置で確実に撮影することが可能となる。 In this configuration, since the response timings of the servomotors in the servo control device are aligned (synchronized) by the servo command control unit, it is possible to suppress the locus deviation caused by the variation in the response delay time between the servo control devices. Further, since the trigger command is output to the trigger control device by adding the response delay time of the trigger control device to the response delay time of the servo control device, the servo control device and the trigger control device can be more accurately synchronized. .. As a result, when the object and / or the trigger control device is driven by the servo control device and the object and the trigger control device move relative to each other, the response delay time on the servo control device side and the response delay on the trigger control device side Both time-induced misalignments can be suppressed. Therefore, for example, when an object is photographed by a trigger control device, the object can be reliably photographed at the original target position.
〔2〕上記構成において、具体的には、前記トリガ指令制御部は、前記基準デバイスが前記サーボ制御デバイスの何れかである場合に、前記サーボ制御デバイスの応答遅れ時間、及び、前記トリガ制御デバイスの応答遅れ時間に基づいて、前記トリガ制御デバイスへのトリガ指令タイミングとしての第1時刻を算出し、前記トリガ制御デバイスに対して該第1時刻においてトリガ指令を出力するように構成してもよい。当該構成では、サーボ制御デバイスとトリガ制御デバイスを確実にかつ簡便に同期させることができる。 [2] In the above configuration, specifically, when the reference device is any of the servo control devices, the trigger command control unit has a response delay time of the servo control device and the trigger control device. The first time as the trigger command timing to the trigger control device may be calculated based on the response delay time of the above, and the trigger command may be output to the trigger control device at the first time. .. In this configuration, the servo control device and the trigger control device can be reliably and easily synchronized.
〔3〕上記構成において、前記トリガ指令制御部は、前記サーボ制御デバイスの応答遅れ時間に基づいて、前記サーボ制御デバイスが目標位置へ到達する第2時刻を算出し、該第2時刻、及び、前記トリガ制御デバイスの応答遅れ時間に基づいて、前記第1時刻を算出するようにしてもよい。当該構成では、サーボ制御デバイスが同期して目標位置へ到達する第2時刻に、トリガ制御デバイスの応答遅れ時間を加味して、トリガ制御デバイスへトリガ指令を出力する第1時刻を算出することができる。 [3] In the above configuration, the trigger command control unit calculates a second time when the servo control device reaches the target position based on the response delay time of the servo control device, and the second time and the second time and The first time may be calculated based on the response delay time of the trigger control device. In this configuration, the first time for outputting the trigger command to the trigger control device can be calculated by adding the response delay time of the trigger control device to the second time when the servo control device reaches the target position in synchronization. it can.
〔4〕上記構成において、前記サーボ制御デバイスは、対象物及び/又は前記トリガ制御デバイスを駆動するようにしてもよい。当該構成では、対象物とトリガ制御デバイスが相対的に移動するので、トリガ制御デバイスによって対象物を本来の目標位置で確実に撮影することができる本発明がより有効となる。 [4] In the above configuration, the servo control device may drive an object and / or the trigger control device. In this configuration, since the object and the trigger control device move relative to each other, the present invention in which the object can be reliably photographed at the original target position by the trigger control device becomes more effective.
〔5〕上記構成において、より具体的には、前記トリガ制御デバイスは、前記対象物の撮影装置である。 [5] In the above configuration, more specifically, the trigger control device is a photographing device for the object.
〔6〕上記構成において、前記対象物及び/又は前記トリガ制御デバイスの移動時の振動を抑制する制振制御部を備えてもよい。当該構成では、対象物とトリガ制御デバイスが移動するときの振動が抑制されるので、対象物を駆動するサーボ制御デバイスとトリガ制御デバイスの同期位置において、振動に起因する位置ずれを防止することができる。 [6] In the above configuration, a vibration damping control unit that suppresses vibration during movement of the object and / or the trigger control device may be provided. In this configuration, vibration when the object and the trigger control device move is suppressed, so that it is possible to prevent misalignment due to vibration at the synchronous position of the servo control device and the trigger control device that drive the object. it can.
〔7〕上記構成において、前記サーボ制御デバイスが、トリガ制御される部分を有していてもよい。当該構成では、サーボ指令制御部が、サーボ制御デバイスの応答遅れ時間に、トリガ制御される部分のトリガ指令時の応答遅れ時間を含めて、サーボ制御デバイスを制御することができる。或いは、トリガ指令制御部が、サーボ制御デバイスの応答遅れ時間に、そのサーボ制御デバイスにおいてトリガ制御される部分の応答遅れ時間を含めて第1時刻を算出することができる。これらにより、サーボ制御デバイスとトリガ制御デバイスのより正確な同期制御を行うことができる。 [7] In the above configuration, the servo control device may have a portion to be triggered and controlled. In this configuration, the servo command control unit can control the servo control device by including the response delay time at the time of the trigger command of the trigger-controlled portion in the response delay time of the servo control device. Alternatively, the trigger command control unit can calculate the first time by including the response delay time of the portion of the servo control device that is triggered and controlled in the response delay time of the servo control device. As a result, more accurate synchronous control of the servo control device and the trigger control device can be performed.
〔8〕上記構成において、前記サーボ指令は、目標軌跡に基づいた位置指令であってもよい。このようにすれば、例えばサーボ制御デバイスで対象物及び/又はトリガ制御装置を駆動させる際に、対象物とトリガ制御装置を本来の目標位置で同期させることができる。 [8] In the above configuration, the servo command may be a position command based on the target locus. In this way, for example, when the servo control device drives the object and / or the trigger control device, the object and the trigger control device can be synchronized with each other at the original target position.
〔9〕上記構成において、前記サーボ制御デバイスの応答遅れ時間は、前記サーボモータのそれぞれに対応するサーボドライバの位置ループゲインの逆数で示されてもよい。これにより、各サーボ制御デバイスの応答遅れ時間を正確かつ比較し易い値として取得することができる。 [9] In the above configuration, the response delay time of the servo control device may be indicated by the reciprocal of the position loop gain of the servo driver corresponding to each of the servo motors. As a result, the response delay time of each servo control device can be acquired as an accurate and easy-to-compare value.
〔10〕上記構成において、前記サーボ指令制御部は、前記サーボモータのそれぞれの加速度変化時に、該それぞれの加速度に比例する量の補正が加わるように前記サーボ指令を行ってもよい。かかる構成によれば、加速度変化時の位置偏差に起因する軌跡ずれの抑制が可能となる。 [10] In the above configuration, the servo command control unit may issue the servo command so that an amount of correction proportional to each acceleration is added when each acceleration of the servo motor changes. According to such a configuration, it is possible to suppress the locus deviation caused by the position deviation when the acceleration changes.
〔11〕上記構成において、前記サーボ指令が、位置指令、速度指令、及びトルク指令の少なくとも何れか1つの指令形態であり、前記トリガ指令が、デジタル出力指令、アナログ出力指令、及びパルス出力指令の少なくとも何れか1つの指令形態であってもよい。かかる構成によれば、種々の異なる指令形態によるサーボ制御デバイス及びトリガ制御デバイスの制御においても、それらのデバイスのタイミング制御を有効に行うことができる。 [11] In the above configuration, the servo command is at least one command form of a position command, a speed command, and a torque command, and the trigger command is a digital output command, an analog output command, and a pulse output command. It may be in at least one command form. According to such a configuration, the timing control of the servo control device and the trigger control device can be effectively performed even in the control of the servo control device and the trigger control device by various different command forms.
〔12〕また、本開示に係る制御方法の他の一例は、少なくとも1以上のサーボ制御デバイスにサーボ指令を行い、かつ、トリガ制御デバイスにトリガ指令を行い、前記サーボ制御デバイス及び前記トリガ制御デバイスを応答させる制御方法であって、前記サーボ制御デバイスのそれぞれの応答遅れ時間、及び、前記トリガ制御デバイスのそれぞれの応答遅れ時間を取得する第1ステップと、前記サーボ制御デバイス及び前記トリガ制御デバイスを含むデバイスのうち、応答遅れ時間が最大であるデバイスを基準デバイスとして、該基準デバイス以外のサーボ制御デバイスへのサーボ指令タイミングを、前記基準デバイスへの指令タイミングよりも、前記基準デバイスの応答遅れ時間と前記基準デバイス以外のサーボ制御デバイスの応答遅れ時間との差だけ遅らせ、前記サーボ制御デバイスに対してそれぞれのサーボ指令タイミングでサーボ指令(信号)を出力する第2ステップと、前記基準デバイス以外のトリガ制御デバイスへのトリガ指令タイミングを、前記基準デバイスへの指令タイミングよりも、前記基準デバイスの応答遅れ時間と前記基準デバイス以外のトリガ制御デバイスの応答遅れ時間との差だけ遅らせ、前記トリガ制御デバイスに対してそれぞれのトリガ指令タイミングでトリガ指令(信号)を出力する第3ステップと、を含む。 [12] In another example of the control method according to the present disclosure, a servo command is given to at least one or more servo control devices, and a trigger command is given to the trigger control device, and the servo control device and the trigger control device are given. The first step of acquiring the response delay time of each of the servo control devices and the response delay time of each of the trigger control devices, and the servo control device and the trigger control device. Among the included devices, the device having the maximum response delay time is set as the reference device, and the servo command timing to the servo control device other than the reference device is set to the response delay time of the reference device rather than the command timing to the reference device. The second step of delaying the response delay time of the servo control device other than the reference device and the response delay time of the servo control device other than the reference device and outputting the servo command (signal) to the servo control device at each servo command timing, and the other than the reference device. The trigger command timing to the trigger control device is delayed by the difference between the response delay time of the reference device and the response delay time of the trigger control device other than the reference device, and the trigger command timing is delayed from the command timing to the reference device. It includes a third step of outputting a trigger command (signal) at each trigger command timing.
〔13〕また、本開示に係る制御プログラムの一例は、前記第1乃至第3ステップをコンピュータに実行させる。 [13] Further, in an example of the control program according to the present disclosure, the computer is made to execute the first to third steps.
〔14〕また、本開示に係る記録媒体の一例は、前記第1乃至第3ステップをコンピュータに実行させるための制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な非一過性の記録媒体である。 [14] Further, an example of the recording medium according to the present disclosure is a computer-readable non-transient recording medium on which a control program for causing a computer to execute the first to third steps is recorded.
なお、本開示において、「部」及び「装置」とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その「部」及び「装置」が有する機能をソフトウェアによって実現する構成も含む。また、1つの「部」及び「装置」が有する機能が2つ以上の物理的手段や装置によって実現されてもよく、或いは、2つ以上の「部」及び「装置」の機能が1つの物理的手段や装置によって実現されてもよい。さらに、「部」及び「装置」とは、例えば「手段」及び「システム」と言い換えることも可能な概念である。 In the present disclosure, the "part" and "device" do not simply mean physical means, but also include a configuration in which the functions of the "part" and "device" are realized by software. Further, the functions of one "part" and "device" may be realized by two or more physical means or devices, or the functions of two or more "parts" and "devices" may be realized by one physical. It may be realized by physical means or equipment. Further, "part" and "device" are concepts that can be paraphrased as, for example, "means" and "system".
本開示によれば、サーボ制御デバイス間の応答遅れ時間のばらつきに起因する軌跡ずれを抑制することができる。また、そればかりではなく、対象物とトリガ制御デバイスが相対的に移動する場合に、トリガ制御デバイス側の応答遅れ時間とトリガ制御デバイス側の応答遅れ時間を考慮することにより、それらのより正確な同期が実現されるので、複雑な制御や調整が不要であって、ユーザによる操作性及びユーザの利便性を向上させることができる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress the locus deviation caused by the variation in the response delay time between the servo control devices. Not only that, when the object and the trigger control device move relative to each other, the response delay time on the trigger control device side and the response delay time on the trigger control device side are taken into consideration to make them more accurate. Since synchronization is realized, complicated control and adjustment are not required, and operability by the user and convenience by the user can be improved.
以下、本開示の一例に係る実施形態について、図面を参照して説明する。但し、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図ではない。すなわち、本開示の一例は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付しており、図面は模式的なものであって、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。さらに、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。また、以下に説明する実施形態は本開示の一部の実施形態であって、全ての実施形態ではないことは言うまでもない。さらに、本開示の実施形態に基づいて、当業者が創造性のある行為を必要とせずに得られる他の実施形態は、いずれも本開示の保護範囲に含まれる。 Hereinafter, embodiments according to an example of the present disclosure will be described with reference to the drawings. However, the embodiments described below are merely examples, and are not intended to exclude the application of various modifications and techniques not specified below. That is, an example of the present disclosure can be implemented in various modifications without departing from the spirit of the present disclosure. Further, in the description of the following drawings, the same or similar parts are designated by the same or similar reference numerals, and the drawings are schematic and do not necessarily match the actual dimensions and ratios. Further, the drawings may include parts having different dimensional relationships and ratios from each other. Further, it goes without saying that the embodiments described below are only a part of the embodiments of the present disclosure and not all the embodiments. Further, any other embodiment obtained by those skilled in the art based on the embodiments of the present disclosure without the need for creative acts is included in the scope of protection of the present disclosure.
またさらに、以下では図1のような3軸(X軸、Y軸、Z軸)構成の同期グループ(「複数のサーボモータ」及びそれらに対応する「複数のサーボドライバ」を含む複数のサーボ制御デバイスに相当する。)を前提に説明するが、本実施形態の同期グループは、1軸以上のサーボ制御デバイスと1以上のトリガ制御デバイスを含む構成であればよい。さらにまた、以下では対象物が図1のような3軸(X軸、Y軸、Z軸)で移動するが、対象物の移動形態は、少なくとも1軸方向の並進運動、回転運動、及びそれらの組み合わせの何れであってもよい。 Furthermore, in the following, a plurality of servo controls including a three-axis (X-axis, Y-axis, Z-axis) configuration synchronization group (“plurality of servomotors” and corresponding “plurality of servodrivers” as shown in FIG. 1). Although it corresponds to a device), the synchronization group of the present embodiment may have a configuration including one or more servo control devices and one or more trigger control devices. Furthermore, in the following, the object moves on the three axes (X-axis, Y-axis, Z-axis) as shown in FIG. 1, but the movement form of the object is translational motion, rotational motion, and those in at least one axial direction. It may be any combination of.
§1 適用例
図1は、本開示の一実施形態に係る制御装置の適用場面の一例(複数軸構成の例)を示す模式図である。本開示においては、図1に示す3軸を構成する複数のサーボモータと、それぞれのサーボモータに対応するサーボドライバを含むサーボ制御デバイスにより、撮像検査の対象物(ワーク等)を駆動し、移動している対象物をトリガ制御デバイスとしての撮影装置で撮影する。ここで、図1のような3軸構成では、例えば、制御装置からのサーボ指令を受けたX軸用サーボドライバがX軸用サーボモータを制御し、X軸用サーボモータによって対象物(ワークWx)がX軸方向に移動する(X軸用サーボモータの動作情報はX軸用サーボドライバにフィードバックされる)。また、制御装置からのサーボ指令を受けたY軸用サーボドライバがY軸用サーボモータを制御し、Y軸用サーボモータによって対象物(ワークWy)がY軸方向に移動する(Y軸用サーボモータの動作情報はY軸用サーボドライバにフィードバックされる)。さらに、制御装置からのサーボ指令を受けたZ軸用サーボドライバがZ軸用サーボモータを制御し、Z軸用サーボモータによって対象物(ワークWz)がZ軸方向に移動する(Z軸用サーボモータの動作情報はZ軸用サーボドライバにフィードバックされる)。
§1 Application example FIG. 1 is a schematic diagram showing an example (example of a multi-axis configuration) of an application scene of the control device according to the embodiment of the present disclosure. In the present disclosure, an object (workpiece, etc.) for imaging inspection is driven and moved by a plurality of servomotors constituting the three axes shown in FIG. 1 and a servo control device including a servo driver corresponding to each servomotor. The object being photographed is photographed by an imaging device as a trigger control device. Here, in the three-axis configuration as shown in FIG. 1, for example, the X-axis servo driver that receives the servo command from the control device controls the X-axis servo motor, and the object (work Wx) is controlled by the X-axis servo motor. ) Moves in the X-axis direction (the operation information of the X-axis servomotor is fed back to the X-axis servo driver). Further, the Y-axis servo driver that receives the servo command from the control device controls the Y-axis servo motor, and the Y-axis servo motor moves the object (work Wy) in the Y-axis direction (Y-axis servo). The operation information of the motor is fed back to the Y-axis servo driver). Further, the Z-axis servo driver that receives the servo command from the control device controls the Z-axis servo motor, and the Z-axis servo motor moves the object (work Wz) in the Z-axis direction (Z-axis servo). The operation information of the motor is fed back to the Z-axis servo driver).
〔サーボ指令制御:サーボ制御デバイス側の応答遅れ時間のばらつきに起因する位置ずれの抑制〕
一般に、X軸用サーボドライバ、Y軸用サーボドライバ及びZ軸用サーボドライバへのサーボ指令(位置指令)は同期しているが、各サーボドライバが位置指令を受けてから対応するサーボモータが応答するまでの時間(応答遅れ時間)は軸間でばらついている。
[Servo command control: Suppression of misalignment due to variation in response delay time on the servo control device side]
Generally, the servo commands (position commands) to the X-axis servo driver, Y-axis servo driver, and Z-axis servo driver are synchronized, but the corresponding servo motor responds after each servo driver receives the position command. The time until the response (response delay time) varies between the axes.
例えば、Y軸系では応答遅れが殆どなく(小さく)、Z軸系で応答遅れが大きい場合、Y軸系では指令速度とフィードバック速度とがほぼ一致するのに対して、Z軸系では指令速度とフィードバック速度とが時間的にずれるため、コーナ軌跡においてZ軸方向の立ち上がりが遅れ、目標よりも外回りの軌跡となってしまう(本出願人による特開2017−102616の図2参照。)。 For example, when there is almost no response delay (small) in the Y-axis system and the response delay is large in the Z-axis system, the command speed and the feedback speed are almost the same in the Y-axis system, whereas the command speed in the Z-axis system. And the feedback speed are time-shifted, so that the rise in the corner locus in the Z-axis direction is delayed, resulting in a locus outside the target (see FIG. 2 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-102616 by the applicant).
ここで、図2(A)及び(B)は、軸間応答遅れ時間差に起因する軌跡ずれの原理を説明する参考図である。図2(A)に示すように、対象物を駆動するサーボ制御装置である駆動装置10は、X軸用のサーボドライバSDx、Y軸用のサーボドライバSDy、及び、Z軸用のサーボドライバSDzと、それらに接続されたX軸用のサーボモータSMx、Y軸用のサーボモータSMy、及び、Z軸用のサーボモータSMzを備える。ここではまず、サーボドライバSDxの応答遅れ時間をRx、サーボドライバSDyの応答遅れ時間をRy、及び、サーボドライバSDzの応答遅れ時間をRzとする。そして、サーボドライバSDx,SDy,SDzに対して時刻tに同期して、制御装置100からの位置指令Cx,Cy,Cz(サーボ指令信号)が到達した場合、サーボモータSMxの応答時刻はTx(=t+Rx)となり、応答遅れ時間が最小のサーボモータSMyの応答時刻はTy(=t+Ry)となり、応答遅れ時間最大のサーボモータSMzの応答時刻はTz(=t+Rz)となる。このとおり、3つのサーボモータSMx,SMy,SMzは、時間的にばらばらに応答し、図2(B)に示されるように目標軌跡からずれた軌跡をたどり、目標位置との位置ずれが生じてしまう。
Here, FIGS. 2 (A) and 2 (B) are reference diagrams for explaining the principle of locus deviation due to the difference in response delay time between axes. As shown in FIG. 2A, the driving
そこで、本適用例では、応答遅れ時間の軸間差に起因する軌跡ずれを抑制するため、図3(A)及び(B)に示すように、サーボドライバSDx,SDy,SDzへの位置指令Cx,Cy,Czを時間的にずらして行う。図3(A)及び(B)は、本開示の一実施形態に係る制御装置におけるサーボ指令(位置指令)制御の一例を説明する説明図である。なお、本適用例では、サーボ制御デバイス及びトリガ制御デバイスのうち、何れかのサーボ制御デバイスの応答遅れ時間が最大である場合について例示するが、後記の如く、トリガ制御デバイスの応答遅れ時間が最大となる場合(例えば第1実施例参照)にも、本開示は適用可能である。 Therefore, in this application example, in order to suppress the locus deviation caused by the difference between the axes of the response delay time, as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), the position commands Cx to the servo drivers SDx, SDy, SDz , Cy, Cz are staggered in time. 3A and 3B are explanatory views illustrating an example of servo command (position command) control in the control device according to the embodiment of the present disclosure. In this application example, the case where the response delay time of any of the servo control devices and the trigger control device is the maximum is illustrated, but as described later, the response delay time of the trigger control device is the maximum. (For example, see the first embodiment), the present disclosure is also applicable.
具体的には、図3(A)及び(B)に例示の如く、応答遅れ時間最大のサーボモータSMzを有する駆動装置10を基準デバイスとし、サーボモータSMzの応答時刻Tに同期してサーボモータSMx,SMyを応答させる。すなわち、サーボモータSMzを制御するサーボドライバSDzへの指令時刻tzに対して、サーボドライバSDxへの指令時刻txを、dx(基準デバイスにおけるサーボモータSMzとサーボモータSMxとの応答遅れ時間の差分=Rz−Rx)だけ遅らせる。また、サーボドライバSDyへの指令時刻tyを、dy(基準デバイスにおけるサーボモータSMzとサーボモータSMyとの応答遅れ時間の差分=Rz−Ry)だけ遅らせる。
Specifically, as illustrated in FIGS. 3A and 3B, the
例えば、ある時刻(例えばサーボモータSMx,SMy,SMzで駆動される対象物の撮影時刻)の目標位置の座標が(Px,Py,Pz)であれば、サーボドライバSDxへのPxの位置指令Cxを、サーボドライバSDzへのPzの位置指令Czよりもdxだけ遅らせ、サーボドライバSDyへのPyの位置指令Cyを、サーボドライバSDzへのPzの位置指令Czよりもdyだけ遅らせる。これにより、図3(B)に示されるように、サーボモータSMx,SMy,SMzは、時刻Tで同期して応答し、目標軌跡に近い軌跡をたどり、サーボモータSMx,SMy,SMzの機械的な所定の反応時間Rpが経過した時刻T2で目標位置へ到達することができる。換言すれば、このようにして位置指令Cx,Cy,Czの指令時刻tx,ty,tzをずらすことにより、サーボモータSMx,SMy,SMzが撮影目標位置に到達するように正確に同期して応答するので、その撮影目標位置との位置ずれが抑止される。 For example, if the coordinates of the target position at a certain time (for example, the shooting time of an object driven by the servomotors SMx, SMy, SMz) are (Px, Py, Pz), the position command Cx of Px to the servo driver SDx Is delayed by dx from the position command Cz of Pz to the servo driver SDz, and the position command Cy of Py to the servo driver SDy is delayed by dy from the position command Cz of Pz to the servo driver SDz. As a result, as shown in FIG. 3B, the servomotors SMx, SMy, SMz respond in synchronization with the time T, follow a locus close to the target locus, and mechanically the servomotors SMx, SMy, SMz. The target position can be reached at the time T2 when a predetermined reaction time Rp has elapsed. In other words, by shifting the command times tx, ty, and tz of the position commands Cx, Cy, and Cz in this way, the servomotors SMx, SMy, and SMz respond in accurate synchronization so as to reach the shooting target position. Therefore, the positional deviation from the shooting target position is suppressed.
〔トリガ指令制御:トリガ制御デバイス側の応答遅れ時間に起因する位置ずれの抑制〕
また、トリガ制御デバイスである撮影装置20へのトリガ指令(デジタル出力指令)は、例えば、駆動装置10におけるサーボドライバSDx,SDy,SDzへの位置指令Cx,Cy,Czに基づいて行われ、トリガ制御デバイス側の応答時間を可能な限り短くするように構成されるが、トリガ制御デバイス側の機器性能による応答遅れ時間(デジタル出力処理の時間分解能等)が不可避的に生じてしまうことがある。この場合、トリガ制御デバイスに対して、プログラマブルロジックコントローラ(Programmable Logic Controller;PLC)を用いたシーケンス制御が有効である場合があるものの、その際の制御周期がトリガ指令の出力タイミングの時間分解能となってしまう。そのため、その時間分解能に起因して、トリガ指令信号の出力タイミングを正確に制御することが困難となり、やはり不可避的な応答遅れ時間が生じ得る。
[Trigger command control: Suppression of misalignment due to response delay time on the trigger control device side]
Further, the trigger command (digital output command) to the photographing
そうすると、前述したサーボ指令(位置指令)制御によってサーボモータSMx,SMy,SMzが目標位置の座標(Px,Py,Pz)に到達するように同期して応答した場合であっても、サーボモータSMx,SMy,SMzによって駆動される対象物を、トリガ制御デバイスとしての撮影装置で撮影する場合、実際の撮影位置が撮影目標位置からずれてしまうおそれがある。 Then, even when the servomotors SMx, SMy, SMz respond in synchronization with each other so as to reach the coordinates (Px, Py, Pz) of the target position by the servo command (position command) control described above, the servomotor SMx When an object driven by SMy, SMz is photographed by an imaging device as a trigger control device, the actual imaging position may deviate from the imaging target position.
ここで、図4は、トリガ制御デバイスの応答遅れ時間に起因する位置ずれの原理を説明する参考図である。図4に示すように、トリガ制御デバイスである撮影装置20は、画像処理ユニットDUと、それに接続されたカメラDCを備える。ここではまず、撮影装置20の応答遅れ時間をRtとする。そして、サーボモータSMx,SMy,SMzが位置指令Cx,Cy,Czに時刻Tで応答してから機械的な所定の反応時間Rpが経過して撮影目標位置へ到達する時刻T2(第2時刻;図3(B)参照)に同期して、制御装置100からの撮影装置20へのデジタル出力指令Ct(トリガ指令信号)が到達した場合、撮影装置20の応答時刻はTt(=T2+Rt)となる。このとおり、撮影装置20は、3つのサーボモータSMx,SMy,SMzによって駆動される対象物が撮影目標位置へ到達する時刻T2に対して遅れて応答することとなり、撮影目標位置と実際の撮影位置との間に位置ずれが生じてしまう。その結果、例えば、対象物を撮影装置20の視野内において、所定位置や所定角度で撮影できない事態が発生する懸念がある。
Here, FIG. 4 is a reference diagram for explaining the principle of misalignment due to the response delay time of the trigger control device. As shown in FIG. 4, the photographing
そこで、本適用例では、トリガ制御デバイスである撮影装置20の応答遅れ時間に起因する撮影位置ずれを抑制するため、図5に示すように、撮影装置20へのデジタル出力指令Ctを時間的にずらして行う。図5は、本開示の一実施形態に係る制御装置におけるトリガ指令(デジタル出力指令)制御の一例を説明する説明図である。
Therefore, in this application example, in order to suppress the imaging position shift due to the response delay time of the
具体的には、図5に例示の如く、サーボモータSMx,SMy,SMzが撮影目標位置へ到達する時刻T2(第2時刻)において、対象物の撮影が行われるように撮影装置20を応答させる。すなわち、サーボモータSMx,SMy,SMzが撮影目標位置へ到達する時刻T2に対して、撮影装置20へのトリガ指令時刻T1(第1時刻)を、撮影装置20の応答遅れ時間Rtだけ早める。これにより、同期したサーボモータSMx,SMy,SMzによって駆動される対象物が撮影目標位置に到達すると同時に、撮影装置20による対象物の撮影を行うことができる。
Specifically, as illustrated in FIG. 5, the photographing
§2 構成例
[ハードウェア構成]
次に、本実施形態に係る制御装置100のハードウェア構成の一例について説明する。図6は、制御装置100のハードウェアの構成の一例を模式的に示す平面図である。
§2 Configuration example [Hardware configuration]
Next, an example of the hardware configuration of the
制御装置100は、図4及び図5に例示した駆動装置10及び撮影装置20に接続され制御演算部101、通信インタフェース(I/F)部102、記憶部103、入力部104、及び出力部105を含み、各部はバスライン106を介して相互に通信可能に接続され得る。
The
制御演算部101は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等を含み、情報処理に応じて各構成要素の制御及び各種演算を行う。
The
通信I/F部102は、例えば、有線又は無線により他の構成要素である「部」及び「装置」と通信するための通信モジュールである。通信I/F部102が通信に用いる通信方式は任意であり、例えば、LAN(Local Area Network)やUSB(Universal Serial Bus)等が挙げられ、バスライン106と同等の適宜の通信線を適用することもできる。駆動装置10及び撮影装置20は、通信I/F部102を介して、制御演算部101等と通信可能に設けることが可能である。
The communication I /
記憶部103は、例えばハード・ディスク・ドライブ(HDD)、ソリッド・ステート・ドライブ(SSD)等の補助記憶装置であり、制御演算部101で実行される各種プログラム(各種処理を実行するための演算プログラム、並びに、駆動装置10及び撮影装置20の動作の制御処理を行うための制御プログラム等)、校正条件、測定条件、画像処理条件(対象物の認識パラメータ等)を含むデータベース、撮影装置20から出力される撮影画像(測定データ)、画像処理結果のデータ、対象物の3次元モデルデータ等を記憶する。このとおり、記憶部103に記憶された演算プログラム及び制御プログラムが制御演算部101で実行されることにより、後述する機能構成例における各種処理機能が実現される。
The
入力部104は、駆動装置10、撮影装置20、及び制御装置100を利用するユーザからの各種入力操作を受け付けるためのインタフェースデバイスであり、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、音声マイク等で実現し得る。出力部105は、駆動装置10、撮影装置20、及び制御装置100を利用するユーザ等へ、各種情報を、その表示、音声出力、印刷出力等により報知するためのインタフェースデバイスであり、例えば、ディスプレイ、スピーカ、プリンタ等で実現し得る。
The
[機能構成]
次に、制御装置100の機能構成(機能モジュール)の一例を説明する。図7は、本実施形態に係る制御装置100の機能構成の一例を模式的に示す平面図である。
[Functional configuration]
Next, an example of the functional configuration (functional module) of the
前述の図6に示す制御装置100の制御演算部101は、記憶部103に記憶された各種プログラム(制御プログラム及び演算プログラム等)をRAMに展開し、それらの各種プログラムをCPUにより解釈及び実行して、各構成要素を制御する。これにより、図7に例示の如く、本実施形態に係る制御装置100は、予測同期計算部30、サーボ指令制御部40、及びトリガ指令制御部50を備える構成を実現し得る。これらの各機能部の機能については、後記の「動作例」において、制御装置100の動作と併せて説明する。
The
なお、本実施形態では、制御装置100で実現される各機能が汎用のCPUによって実現される例について説明したが、以上の機能の一部又は全部が、1又は複数の専用のプロセッサ又は専用回路(例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)等)によって実現されてもよい。さらに、一部の処理をネットワーク接続された外部装置に担当させてもよい。また、制御装置100の機能構成は、実施形態や構成例に応じて、適宜、機能の省略、置換、及び追加が行われてももちろんよい。また、「制御装置」とは、一般的な情報処理装置(例えば、コンピュータ、ワークステーション等)と解することができる。また、以下の予測同期計算部30及びサーボ指令制御部40の機能については、本出願人による特開2017−102616の図8及びその説明も参照されたい。
In this embodiment, an example in which each function realized by the
§3 動作例
以下、図9を参照して、本開示の一実施形態に係る制御装置の一例で実現される制御方法について説明する。図9は、本開示の一実施形態に係る制御装置の一例における処理手順を示すフローチャートである。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は、本開示の技術思想の範囲内において可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順は、実施形態や各構成例に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。
§3 Operation example Hereinafter, a control method realized by an example of the control device according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure in an example of the control device according to the embodiment of the present disclosure. The processing procedure described below is only an example, and each processing may be changed as much as possible within the scope of the technical idea of the present disclosure. Further, in the processing procedure described below, steps can be omitted, replaced, and added as appropriate according to the embodiment and each configuration example.
(ステップS1)
まず、ステップS1において、予測同期計算部30が、駆動装置10において予め設定された同期グループである駆動装置10のサーボドライバSDx,SDy,SDzから駆動パラメータ(各軸の位置ループゲイン等のサーボパラメータ)を読み出して取得し、また、撮影装置20から撮影パラメータを読み出して取得する。
(Step S1)
First, in step S1, the predictive
(ステップS2)
次に、ステップS2において、予測同期計算部30が、サーボドライバSDx,SDy,SDzのそれぞれの応答遅れ時間Rx,Ry,Rz、及び、撮影装置20の応答遅れ時間Rtを取得する(図3(A)及び図5参照)。こうして、予測同期計算部30は、応答遅れ時間Rx,Ry,Rz,Rtを含む予測位置同期補正パラメータを算出する。このとおり、予測同期計算部30が、本開示における「応答遅れ時間取得部」の一例に相当し、ステップS2における処理が、本開示における「第1ステップ」の一例に相当する。
(Step S2)
Next, in step S2, the prediction
ここで、図8は、本開示の一実施形態に係る各サーボ制御デバイスに備わる各サーボドライバの構成例を示す模式図である。同図に示すように、サーボドライバSDxは、制御装置100からの位置指令を受けるX軸位置制御部と、X軸位置制御部からの出力を受けるX軸速度制御部と、X軸速度制御部からの出力を受けるX軸電流制御部(X軸トルク制御部)とを含む。かかる構成において、X軸電流制御部の出力によってサーボモータSMxの回転部が駆動し、サーボモータSMxのエンコーダの出力が、X軸位置制御部、X軸速度制御部、及びX軸電流制御部にフィードバックされる。X軸位置制御部は、制御装置100に位置ループゲインを出力し、X軸速度制御部は、制御装置100に速度ループゲインを出力する。
Here, FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration example of each servo driver provided in each servo control device according to the embodiment of the present disclosure. As shown in the figure, the servo driver SDx includes an X-axis position control unit that receives a position command from the
また、サーボドライバSDyは、制御装置100からの位置指令を受けるY軸位置制御部と、Y軸位置制御部からの出力を受けるY軸速度制御部と、Y軸速度制御部からの出力を受けるY軸電流制御部(Y軸トルク制御部)とを含む。かかる構成において、Y軸電流制御部の出力によってサーボモータSMyの回転部が駆動し、サーボモータSMyのエンコーダの出力が、Y軸位置制御部、Y軸速度制御部、及びY軸電流制御部にフィードバックされる。Y軸位置制御部は、制御装置100に位置ループゲインを出力し、Y軸速度制御部は、制御装置100に速度ループゲインを出力する。
Further, the servo driver SDy receives the Y-axis position control unit that receives the position command from the
また、サーボドライバSDzは、制御装置100からの位置指令を受けるZ軸位置制御部と、Z軸位置制御部からの出力を受けるZ軸速度制御部と、Z軸速度制御部からの出力を受けるZ軸電流制御部(Z軸トルク制御部)とを含む。かかる構成において、Z軸電流制御部の出力によってサーボモータSMzの回転部が駆動し、サーボモータSMzのエンコーダの出力が、Z軸位置制御部、Z軸速度制御部、及びZ軸電流制御部にフィードバックされる。Z軸位置制御部は、制御装置100に位置ループゲインを出力し、Z軸速度制御部は、制御装置100に速度ループゲインを出力する。
Further, the servo driver SDz receives the Z-axis position control unit that receives the position command from the
そして、ステップS2では、X軸の応答遅れ時間Rxは、サーボドライバSDxのサーボパラメータの1つである位置ループゲインの逆数として算出し、Y軸の応答遅れ時間Ryは、サーボドライバSDyのサーボパラメータの1つである位置ループゲインの逆数として算出し、Z軸の応答遅れ時間Rzは、サーボドライバSDzのサーボパラメータの1つである位置ループゲインの逆数として算出する。そして、応答遅れ時間Rx,Ry,Rz,Rtの最大値を基準応答遅れ時間とする。 Then, in step S2, the response delay time Rx on the X-axis is calculated as the inverse of the position loop gain, which is one of the servo parameters of the servo driver SDx, and the response delay time Ry on the Y-axis is the servo parameter of the servo driver SDy. It is calculated as the inverse of the position loop gain, which is one of the above, and the response delay time Rz of the Z axis is calculated as the inverse of the position loop gain, which is one of the servo parameters of the servo driver SDz. Then, the maximum value of the response delay time Rx, Ry, Rz, and Rt is set as the reference response delay time.
(ステップS3)
サーボ指令制御部40は、サーボ指令生成部41、サーボ指令補正部42、及びサーボ指令部43を有しており、ステップS3では、サーボ指令生成部41が、目標軌跡に基づいて、目標位置の座標(Px,Py,Pz)を生成し、その目標位置に基づく位置指令をサーボ指令補正部42へ出力する。サーボ指令補正部42は、X軸位置補正部、Y軸位置補正部、及びZ軸位置補正部を有しており、目標位置のX座標(Px)に対応するX軸指令位置がX軸位置補正部に入力され、目標位置のY座標(Py)に対応するY軸指令位置がY軸位置補正部に入力され、目標位置のZ座標(Pz)に対応するZ軸指令位置がZ軸位置補正部に入力される。
(Step S3)
The servo
(ステップS4)
ステップS4では、位置指令補正部42が、応答遅れ時間Rx,Ry,Rz,Rtを互いに比較して、ここでは、例えば、遅れが最大のサーボドライバSDxの最大応答遅れ時間Rzを基準応答遅れ時間として算出する。また、ここでは、例えば、応答遅れ時間Rx,Ry,Rzとその基準応答遅れ時間との差分dx,dyを算出し、位置指令補正部42へ出力する。
(Step S4)
In step S4, the position
(ステップS5)
ステップS5では、サーボ指令補正部42のX軸位置補正部、Y軸位置補正部、及びZ軸位置補正部が、予測位置同期補正パラメータに含まれる応答遅れ時間Rx,Ry,Rzに基づいて得られた基準応答遅れ時間との差分dx,dyを用いて、それぞれ、位置指令におけるX軸指令位置、Y軸指令位置、及びZ軸指令位置の補正を行う(図3(A)及び図5参照)。このとおり、位置指令Cx,Cy,Czを行う駆動装置10に対する同期処理は、「予測位置同期補正」ということもできる。
(Step S5)
In step S5, the X-axis position correction unit, the Y-axis position correction unit, and the Z-axis position correction unit of the servo
(ステップS6)
サーボ指令制御部40のサーボ指令部43は、X軸位置指令部、Y軸位置指令部、及びZ軸位置指令部を有しており、ステップS6において、それぞれ、補正後のX軸指令位置、補正後のY軸指令位置、及び、補正後のZ軸指令位置に基づいて、サーボドライバSDx,SDy,SDzに対して補正後の位置指令Cx,Cy,Czを実行する(図3(A)及び図5参照)。さらに、サーボ指令制御部40は、その位置指令Cx,Cy,Czをトリガ指令制御部50へも出力する。このとおり、サーボ指令制御部40が、本開示における「位置指令制御部」の一例に相当し、ステップS3〜S6における処理が、本開示における「第2ステップ」の一例に相当する。
(Step S6)
The
(ステップS7)
トリガ指令制御部50は、トリガ指令生成部51、トリガ指令補正部52、及びトリガ指令部53を有しており、ステップS7では、トリガ指令生成部51が、サーボ指令制御部40で補正されたX軸指令位置、補正されたY軸指令位置、及び、補正されたZ軸指令位置に基づく位置指令Cx,Cy,CzにサーボモータSMx,SMy,SMzが同期して応答する時刻Tを算出する(図3(A)及び(B)並びに図5参照)。また、トリガ指令生成部51は、その時刻Tにおいて撮影装置20を応答させるためのトリガ指令を生成し、トリガ指令補正部52へ出力する。
(Step S7)
The trigger
(ステップS8)
次に、ステップS8において、トリガ指令補正部52は、サーボモータSMx,SMy,SMzが同期して応答する時刻T、及び、サーボモータSMx,SMy,SMzの機械的な所定の反応時間Rpに基づいて、対象物が撮影目標位置へ到達する時刻T2(第2時刻)を算出する。また、トリガ指令補正部52は、その時刻T2に予測位置同期補正パラメータを加味して、トリガ指令の補正を行う。この補正としては、撮影装置20の応答遅れ時間Rtに関する補正(図3(A)及び図5参照)が挙げられ、これにより、撮影装置20へのトリガ指令を出力する時刻T1(第1時刻)を算出する。このとおり、デジタル出力指令Ctを行う撮影装置20に対する同期処理は、「予測デジタル出力同期補正」ということもできる。
(Step S8)
Next, in step S8, the trigger
(ステップS9)
そして、ステップS9において、トリガ指令制御部50のトリガ指令部53は、その時刻T1に撮影装置20が応答するように、撮影装置20に対して補正後のデジタル出力指令Ctを実行し(図5参照)、対象物の撮影を行う。このとおり、トリガ指令制御部50が、本開示における「トリガ指令制御部」の一例に相当し、ステップS7〜S9における処理が、本開示における「第3ステップ」の一例に相当する。
(Step S9)
Then, in step S9, the
§4 作用・効果
以上のとおり、本実施形態に係る制御装置100、及び、それを用いた制御方法の一例によれば、サーボ指令制御部40によりサーボモータSMx,SMy,SMzの応答タイミングが揃う(同期する)ので、それらのサーボモータの応答遅れ時間Rx,Ry,Rzのばらつきに起因する軌跡ずれを抑制することができる。また、サーボモータSMx,SMy,SMzの応答遅れ時間Rx,Ry,Rzに基づいて時刻T2(第2時刻)を算出し、さらに、その時刻T2に撮影装置20の応答遅れ時間Rt等を加味して時刻T1(第1時刻)を算出し、その時刻T1において撮影装置20に対してデジタル出力指令Ctを出力するので、サーボモータSMx,SMy,SMzと撮影装置20の正確な同期をとることができる。これにより、サーボモータSMx,SMy,SMz側の応答遅れ時間Rx,Ry,Rzに起因する位置ずれのみではなく、撮影装置20側の応答遅れ時間Rtに起因する位置ずれをも抑止することができる。その結果、対象物を本来の目標位置で確実に撮影することが可能となる。
§4 Action / Effect As described above, according to the
§5 変形例
以上、本開示の一例としての実施形態について詳細に説明してきたが、前述した説明はあらゆる点において本開示の一例を示すに過ぎず、本開示の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもなく、例えば、以下に示すような変更が可能である。なお、以下の説明においては、必要に応じて、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、説明を適宜省略する。また、上記実施形態及び以下の各変形例は、適宜組み合わせて構成することが可能である。
§5 Modifications Although the embodiments as an example of the present disclosure have been described in detail above, the above description is merely an example of the present disclosure in all respects, and various variations are made without departing from the scope of the present disclosure. Needless to say, improvements and modifications can be made, and for example, the following changes can be made. In the following description, if necessary, the same reference numerals will be used for the same components as those in the above embodiment, and the description will be omitted as appropriate for the same points as in the above embodiment. Further, the above-described embodiment and each of the following modifications can be configured by appropriately combining them.
<5.1:第1変形例>
第1変形例は、言わば、サーボ制御デバイスとトリガ制御デバイスの応答遅れ時間に関する制御処理を同等に取り扱う例である。すなわち、ここでは、図2に示す軸間応答遅れ時間差に起因する軌跡ずれとして、サーボドライバSDx,SDy,SDzの応答遅れ時間Rx,Ry,Rzと撮影装置20の応答遅れ時間Rtを同時に考慮し、図3に示す同期処理と同様にして、駆動装置10におけるサーボモータSMx,SMy,SMzによる目標位置への駆動と、撮影装置20におけるカメラDCによる撮影を同期されることができる。
<5.1: First modification>
The first modification is, so to speak, an example in which the control processing related to the response delay time of the servo control device and the trigger control device is handled equally. That is, here, the response delay times Rx, Ry, Rz of the servo drivers SDx, SDy, SDz and the response delay time Rt of the photographing
当該構成は、撮影装置20の応答遅れ時間Rtが最大となる(つまり、応答遅れ時間Rt基準応答遅れ時間となる)場合に特に有効である。この場合、例えば、図9に示すステップS2において、サーボ指令補正部42が、応答遅れ時間Rx,Ry,Rzと基準応答遅れ時間である応答遅れ時間Rtとの差分dx,dy,dzを算出し、サーボ指令補正部42へ出力し、かつ、ステップS7〜S9において説明したようなトリガ指令の補正は、基本的に不要となり得る。
This configuration is particularly effective when the response delay time Rt of the photographing
<5.2:第2変形例>
〔加速度変化時の位置偏差に起因する軌跡ずれの抑制〕
第2変形例は、各サーボドライバへの速度指令によって加速度が変化する場合に生じ得る位置偏差に対応可能な例である。すなわち、前記の適用例及び動作例によれば、軸間の応答タイミングは揃うが、各軸の応答遅れ自体は存在する。このため、例えば、X軸用のサーボドライバSDxへの速度指令が小から大となり、Y軸用のサーボドライバSDyへの速度指令が大から小となる場合、X軸の位置偏差(位置指令Cxの目標位置とフィードバック位置の差)が時間的に増加する一方、Y軸の位置偏差(位置指令Cyの目標位置とフィードバック位置の差)は時間的に減少し、目標軌跡に対して内回りの軌跡をたどることがある(本出願人による特開2017−102616の図5参照)。
<5.2: Second modification>
[Suppression of locus deviation due to position deviation when acceleration changes]
The second modification is an example that can deal with the position deviation that may occur when the acceleration changes due to the speed command to each servo driver. That is, according to the above application example and operation example, the response timings between the axes are the same, but the response delay itself of each axis exists. Therefore, for example, when the speed command to the X-axis servo driver SDx is small to large and the speed command to the Y-axis servo driver SDy is large to small, the X-axis position deviation (position command Cx). The difference between the target position and the feedback position) increases with time, while the Y-axis position deviation (difference between the target position and the feedback position of the position command Cy) decreases with time, and the trajectory is inward with respect to the target trajectory. (See FIG. 5 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-102616 by the applicant).
そこで、指令速度とフィードバック速度とが応答遅れ時間だけずれているモデルにおいては、加速度変化時(プラス方向の変化とマイナス方向の変化を含む)の位置偏差に起因する軌跡ずれに対する補正を行うことが有効である(本出願人による特開2017−102616の図6参照)。具体的には、第2変形例においては、(1/2)×応答遅れ時間の2乗×加速度(予測加速度)に該当する量だけ、位置指令の目標位置の補正を行う。こうすれば、サーボモータによる移動が折り返し軌跡であって、フィードバック位置が折り返し点に到達していない場合でも、フィードバック位置が折り返し点に到達するようになる(本出願人による特開2017−102616の図7参照)。 Therefore, in a model in which the command speed and the feedback speed deviate by the response delay time, it is possible to correct the locus deviation caused by the position deviation when the acceleration changes (including the change in the plus direction and the change in the minus direction). It is valid (see FIG. 6 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-102616 by the applicant). Specifically, in the second modification, the target position of the position command is corrected by the amount corresponding to (1/2) × the square of the response delay time × the acceleration (predicted acceleration). By doing so, even if the movement by the servomotor is a folding locus and the feedback position does not reach the turning point, the feedback position will reach the turning point (Japanese Patent Laid-Open No. 2017-102616 by the present applicant). (See FIG. 7).
この場合の処理手順は、図9に示すステップS5において、位置指令におけるX軸指令位置、Y軸指令位置、及びZ軸指令位置の補正の結果に対して、加速度変化により生じる位置偏差に関する補正、具体的には、加速度に比例して生じる位置偏差の補正を行うこと以外は、図9に示す各ステップを実行する処理手順と同等である。 In this case, in step S5 shown in FIG. 9, the correction regarding the position deviation caused by the acceleration change is performed with respect to the correction result of the X-axis command position, the Y-axis command position, and the Z-axis command position in the position command. Specifically, it is the same as the processing procedure for executing each step shown in FIG. 9, except that the position deviation generated in proportion to the acceleration is corrected.
<5.3:第3変形例>
〔位置補正部における処理例〕
第3変形例は、図7に示すサーボ指令補正部42のX軸補正部により、図9に示すステップS5の処理における位置指令の補正を行う際のより具体的な一例である。ここでは、応答遅れ時間の軸間差に関する補正が下記式(1)の第1項によって実現され、また、第1変形例で述べた加速度変化時の位置偏差に関する補正が下記式(1)の第2項によって実現可能である。
<5.3: Third modification>
[Processing example in the position correction unit]
The third modification is a more specific example when the X-axis correction unit of the servo
Xcp(t)=X(t−(Rs−Rx))−(1/2)×Rx2×Ax …式(1)
X(t):目標位置(目標軌跡)
Xcp(t):サーボドライバSDxに与える指令位置
Rx:X軸の応答遅れ時間(逆数がその位置ループゲイン)
Ax:X軸の加速度(予測加速度)
td:通信遅れ時間(軸間で共通)
Rs:基準応答遅れ時間(Rx、Ry、Rzの最大値)
Xcp (t) = X (t- (Rs-Rx))-(1/2) x Rx 2 x Ax ... Equation (1)
X (t): Target position (target trajectory)
Xcp (t): Command position given to servo driver SDx Rx: Response delay time of X axis (reciprocal is the position loop gain)
Ax: X-axis acceleration (predicted acceleration)
dt: Communication delay time (common between axes)
Rs: Reference response delay time (maximum value of Rx, Ry, Rz)
この式(1)によって、下記式(2)の効果を得ることができる。
Xpp(t)=X(t−(Rs+td))≒Xap(t) …式(2)
Xpp(t):予測位置
Xap(t):Xcp(t)を与えたときの実位置(フィードバック位置)
From this formula (1), the effect of the following formula (2) can be obtained.
Xpp (t) = X (t- (Rs + td)) ≒ Xap (t) ... Equation (2)
Xpp (t): Predicted position Xap (t): Actual position when Xcp (t) is given (feedback position)
ここでは、式(1)の第2項の加速度Axとして、(d2x/dt2)(t−(Rs−Rx))で求められる結果に、位置ループゲインの逆数Rxを一次遅れ時定数とする一次遅れ演算を行い、さらに、1/(2π×速度ループゲイン)を一次遅れ時定数とする一次遅れ演算を行った結果を加速度Axとして使用する。 Here, as the acceleration Ax of the second term of the equation (1), the reciprocal Rx of the position loop gain is set as the first-order lag time constant in the result obtained by (d 2 x / dt 2) (t- (Rs-Rx)). The result of the first-order lag calculation with 1 / (2π × velocity loop gain) as the first-order lag time constant is used as the acceleration Ax.
また、第3変形例では、同様に、図7に示すサーボ指令補正部42のY軸補正部により、図9に示すステップS5の処理における位置指令の補正を、以下のとおり行う。ここでは、応答遅れ時間の軸間差に関する補正が下記式(3)の第1項によって実現され、また、加速度変化時の位置偏差に関する補正が下記式(3)の第2項によって実現可能である。
Further, in the third modification, similarly, the Y-axis correction unit of the servo
Ycp(t)=Y(t−(Rs−Ry))−1/2×Ry2×Ay …式(3)
Y(t):目標位置(目標軌跡)
Ycp(t):サーボドライバSDyに与える指令位置
Ry:Y軸の応答遅れ時間(逆数がその位置ループゲイン)
Ay:Y軸の加速度(予測加速度)
td:通信遅れ時間(軸間で共通)
Rs:基準応答遅れ時間(Rx、Ry、Rzの最大値)
Ycp (t) = Y (t- (Rs-Ry)) -1 / 2 x Ry 2 x Ay ... Equation (3)
Y (t): Target position (target trajectory)
Ycp (t): Command position given to servo driver SDy Ry: Y-axis response delay time (reciprocal is the position loop gain)
Ay: Y-axis acceleration (predicted acceleration)
dt: Communication delay time (common between axes)
Rs: Reference response delay time (maximum value of Rx, Ry, Rz)
この式(3)によって、下記式(4)の効果を得ることができる。
Ypp(t)=Y(t−(Rs+td))≒Yap(t) …式(4)
Ypp(t):予測位置
Yap(t):Ycp(t)を与えたときの実位置(フィードバック位置)
From this formula (3), the effect of the following formula (4) can be obtained.
Ypp (t) = Y (t- (Rs + td)) ≒ Yap (t) ... Equation (4)
Ypp (t): Predicted position Yap (t): Actual position when Ycp (t) is given (feedback position)
ここでは、式(3)の第2項の加速度Ayとして、(d2y/dt2)(t−(Rs−Ry))で求められる結果に、位置ループゲインの逆数Ryを一次遅れ時定数とする一次遅れ演算を行い、さらに、1/(2π×速度ループゲイン)を一次遅れ時定数とする一次遅れ演算を行った結果を加速度Ayとして使用する。 Here, as the acceleration Ay of the second term of the equation (3), the reciprocal Ry of the position loop gain is set as the first-order lag time constant in the result obtained by (d 2 y / dt 2) (t- (Rs-Ry)). The result of the first-order lag calculation with 1 / (2π × velocity loop gain) as the first-order lag time constant is used as the acceleration Ay.
また、第3変形例では、同様に、図7に示すサーボ指令補正部42のZ軸補正部により、図9に示すステップS5の処理における位置指令の補正を、以下のとおり行う。ここでは、応答遅れ時間の軸間差に関する補正が下記式(5)の第1項によって実現され、また、加速度変化時の位置偏差に関する補正が下記式(5)の第2項によって実現可能である。
Further, in the third modification, similarly, the Z-axis correction unit of the servo
Zcp(t)=Z(t−(Rs−Rz))−1/2×Rz2×Az …式(5)
Z(t):目標位置(目標軌跡)
Zcp(t):サーボドライバSDzに与える指令位置
Rz:Z軸の応答遅れ時間(逆数がその位置ループゲイン)
Az:Z軸の加速度(予測加速度)
td:通信遅れ時間(軸間で共通)
Rs:基準応答遅れ時間(Rx、Ry、Rzの最大値)
Zcp (t) = Z (t- (Rs-Rz)) -1 / 2 x Rz 2 x Az ... Equation (5)
Z (t): Target position (target trajectory)
Zcp (t): Command position given to servo driver SDz Rz: Response delay time of Z axis (reciprocal is the position loop gain)
Az: Z-axis acceleration (predicted acceleration)
dt: Communication delay time (common between axes)
Rs: Reference response delay time (maximum value of Rx, Ry, Rz)
この式(5)によって、下記式(6)の効果を得ることができる。
Zpp(t)=Z(t−(Rs+td))≒Zap(t) …式(6)
Zpp(t):予測位置
Zap(t):Zcp(t)を与えたときの実位置(フィードバック位置)
From this formula (5), the effect of the following formula (6) can be obtained.
Zpp (t) = Z (t- (Rs + td)) ≒ Zap (t) ... Equation (6)
Zpp (t): Predicted position Zap (t): Actual position when Zcp (t) is given (feedback position)
ここでは、式(5)の第2項の加速度Azとして、(d2z/dt2)(t−(Rs−Rz))で求められる結果に、位置ループゲインの逆数Rzを一次遅れ時定数とする一次遅れ演算を行い、さらに、1/(2π×速度ループゲイン)を一次遅れ時定数とする一次遅れ演算を行った結果を加速度Azとして使用する。 Here, as the acceleration Az of the second term of the equation (5), the reciprocal Rz of the position loop gain is set as the first-order lag time constant in the result obtained by (d 2 z / dt 2) (t- (Rs-Rz)). The result of the first-order lag calculation with 1 / (2π × velocity loop gain) as the first-order lag time constant is used as the acceleration Az.
<5.4:第4変形例>
第4変形例は、対象物とトリガ制御デバイスである撮影装置20が相対的に移動する他の例であり、ここでは、対象物の駆動に替えて、又は、対象物の駆動に加えて撮影装置20が駆動装置10によって駆動される。このような構成によれば、撮影装置20を駆動する駆動装置10における応答遅れ時間の軸間差のばらつきに起因する軌跡ずれと、撮影装置20の応答遅れ時間に起因する撮影の位置ずれを抑止することが可能となる。
<5.4: Fourth modified example>
The fourth modification is another example in which the object and the photographing
<5.5:第5変形例>
第5変形例は、対象物及び/又はトリガ制御デバイスである撮影装置20の移動時の振動を抑制する制振制御部を更に備える例である。制振制御部としては、対象物及び/又は撮影装置20の移動時に生じ得る振動や揺れを抑制することができる適宜の原理の制振機構を採用したものを用いることができる。このような構成によれば、対象物及び/又は撮影装置20を駆動する駆動装置10の同期位置において、それらの振動に起因する位置ずれを効果的に防止することができる。
<5.5: Fifth modification>
The fifth modification is an example further including a vibration damping control unit that suppresses vibration during movement of the photographing
<5.6:第6変形例>
第6変形例は、撮影装置20のみならず、駆動装置10のサーボモータSMx,SMy,SMzが、トリガ制御される部分を有している例である。このような構成では、制御装置100のトリガ指令制御部50が、サーボモータSMx,SMy,SMzの応答遅れ時間Rx,Ry,Rzに、それらのサーボモータSMx,SMy,SMzにおけるトリガ制御される部分の応答遅れ時間Rtを含めて時刻T1(第1時刻)を算出することができるので、サーボモータSMx,SMy,SMzと撮影装置20のより正確な同期制御を行うことが可能となる。
<5.6: 6th modification>
The sixth modification is an example in which not only the photographing
<5.7:第7変形例>
第7変形例は、サーボ指令が、位置指令Cx,Cy,Czのみならず、位置指令、速度指令、及びトルク指令の少なくとも何れか1つの指令形態であり、トリガ指令が、デジタル出力指令Ctのみならず、デジタル出力指令、アナログ出力指令、及びパルス出力指令の少なくとも何れか1つの指令形態である例である。このとおり、本開示においては、前記の駆動装置10及び撮影装置20のタイミング制御に関する制御として、他の指令形態に関する同期制御を行うこともできる。
<5.7: 7th modification>
In the seventh modification, the servo command is not only the position command Cx, Cy, Cz, but also at least one of the position command, the speed command, and the torque command, and the trigger command is only the digital output command Ct. However, this is an example in which at least one of a digital output command, an analog output command, and a pulse output command is used. As described above, in the present disclosure, as the control related to the timing control of the driving
すなわち、前記の実施形態による「予測位置同期補正」では、位置ループゲインの逆数に相当する応答遅れ時間を補正しているが、速度制御又はトルク制御によってサーボ制御を行う場合は位置ループを使用しないため、位置ループに起因する応答遅れが発生しない。ここで、例えば、X軸を速度制御、Y軸をトルク制御、Z軸を位置制御する場合、位置指令Cxが速度指令となり、位置指令Cyがトルク指令となって、図8に示すサーボドライバSDxにおけるX軸位置制御、並びに、サーボドライバSDyにおけるY軸位置制御及びY軸速度制御が不要となる。よって、図3(B)において、Rx=0及びRy=0となるので、dx=dy=Rzとすることにより、異なる指令形態で制御を行うサーボドライバSDx,SDy,SDz間でも同期性を高めることが可能となる。このとおり、速度指令及びトルク指令を行う駆動装置10等のサーボ制御デバイスに対する同期処理は、それぞれ「予測速度同期補正」及び「予測トルク同期補正」ということもできる。
That is, in the "predicted position synchronization correction" according to the above embodiment, the response delay time corresponding to the reciprocal of the position loop gain is corrected, but the position loop is not used when the servo control is performed by speed control or torque control. Therefore, the response delay due to the position loop does not occur. Here, for example, when the X-axis is speed control, the Y-axis is torque control, and the Z-axis is position control, the position command Cx becomes a speed command and the position command Cy becomes a torque command, and the servo driver SDx shown in FIG. X-axis position control and Y-axis position control and Y-axis speed control in the servo driver SDy are not required. Therefore, in FIG. 3B, Rx = 0 and Ry = 0. Therefore, by setting dx = dy = Rz, the synchrony is improved even between the servo drivers SDx, SDy, and SDz that control with different command forms. It becomes possible. As described above, the synchronous processing for the servo control device such as the
また、デジタル出力指令Ctの場合と同様に、撮影装置20等のトリガ制御デバイスに対して、アナログ出力指令又はパルス出力指令を行う場合でも、応答遅れ時間Rtが発生するため、デジタル出力指令Ctと同様の遅れ時間補正制御を行うことができる。このとおり、アナログ出力指令及びパルス出力指令を行う撮影装置20等のトリガ制御デバイスに対する同期処理は、それぞれ「予測アナログ出力同期補正」及び「予測パルス出力同期補正」ということもできる。
Further, as in the case of the digital output command Ct, even when the analog output command or the pulse output command is given to the trigger control device such as the photographing
より具体的な適用システムとしては、(1)ロール状に軸巻きされた対象物を、(2)所定のダンサーテンションを印加しつつ(3)送り出しながら、(4)所定形状の個品にカットし、(5)それらをコンベアで移送しながら、(6)個品を撮影装置で検査し、(7)適宜の取り出し機構でコンベア上から取り出すシステムが挙げられる。そして、かかるシステムにおいて、(1)対象物の巻出し軸をトルク制御し、(2)シリンダ印加圧力を変化させることでダンサーテンションを送り速度に同期して可変させる処理をアナログ出力制御し、(3)対象物の送り軸を速度制御し、(4)カッター軸を位置制御し、(5)コンベア軸を速度制御し、(6)カメラによる撮影タイミングをデジタル出力制御し、(7)取り出し機構をパルス制御する例が挙げられる。 As a more specific application system, (1) a roll-shaped axially wound object is (2) sent out while applying a predetermined dancer tension, and (4) cut into individual products having a predetermined shape. Then, (5) while transferring them on a conveyor, (6) inspecting individual items with a photographing device, and (7) taking them out from the conveyor by an appropriate take-out mechanism can be mentioned. Then, in such a system, (1) torque control of the unwinding shaft of the object, and (2) analog output control of the process of changing the dancer tension in synchronization with the feed rate by changing the cylinder applied pressure, ( 3) Speed control of the feed axis of the object, (4) Position control of the cutter axis, (5) Speed control of the conveyor axis, (6) Digital output control of the shooting timing by the camera, (7) Extraction mechanism There is an example of pulse control.
§6 付記
以上説明した実施形態及び変形例は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態及び変形例が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態及び変形例で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることも可能である。
§6 Addendum The embodiments and modifications described above are for facilitating the understanding of the present invention, and are not intended to limit the interpretation of the present invention. Each element included in the embodiment and the modified example, and its arrangement, material, condition, shape, size, and the like are not limited to those exemplified, and can be changed as appropriate. It is also possible to partially replace or combine the configurations shown in different embodiments and modifications.
すなわち、トリガ制御デバイスである撮影装置20が複数設けられていてもよいし、一の撮影装置20が複数のカメラDCを有していてもよい。また、トリガ制御デバイスとしては、撮影装置20に限らず、本開示の制御装置100は、例えば、ディスペンサでの塗布開始及び停止タイミング制御、レーザ出力のタイミング制御、空圧や液圧動作デバイスの動作タイミング制御等の適宜のデジタル出力によるトリガ指令制御に有効に適用することができる。
That is, a plurality of photographing
(付記1)
少なくとも1以上のサーボ制御デバイス(10)にサーボ指令(Cx,Cy,Cz)を行い、かつ、少なくとも1以上のトリガ制御デバイス(20)にトリガ指令(Ct)を行う制御装置(100)であって、
前記サーボ制御デバイス(10)のそれぞれの応答遅れ時間(Rx,Ry,Rz)、及び、前記トリガ制御デバイス(20)の応答遅れ時間(Rt)を取得する応答遅れ時間取得部(30)と、
前記サーボ制御デバイス(10)及び前記トリガ制御デバイス(20)を含むデバイスのうち、応答遅れ時間が最大であるデバイスを基準デバイスとして、該基準デバイス以外のサーボ制御デバイス(10)への位置指令タイミングを、前記基準デバイスへの指令タイミングよりも、前記基準デバイスの応答遅れ時間と前記基準デバイス以外のサーボ制御デバイス(10)の応答遅れ時間との差だけ遅らせ、前記サーボ制御デバイス(10)に対してそれぞれのサーボ指令タイミングでサーボ指令(Cx,Cy,Cz)を出力するサーボ指令制御部(40)と、
前記基準デバイス以外のトリガ制御デバイス(20)へのトリガ指令タイミングを、前記基準デバイスへの指令タイミングよりも、前記基準デバイスの応答遅れ時間と前記基準デバイス以外のトリガ制御デバイス(20)の応答遅れ時間との差だけ遅らせ、前記トリガ制御デバイス(20)に対してそれぞれのトリガ指令タイミングでトリガ指令(Ct)を出力するトリガ指令制御部(50)と、
を備える制御装置(100)。
(Appendix 1)
A control device (100) that issues a servo command (Cx, Cy, Cz) to at least one or more servo control devices (10) and a trigger command (Ct) to at least one or more trigger control devices (20). hand,
The response delay time acquisition unit (30) for acquiring the response delay time (Rx, Ry, Rz) of the servo control device (10) and the response delay time (Rt) of the trigger control device (20), and the response delay time acquisition unit (30).
Among the devices including the servo control device (10) and the trigger control device (20), the device having the maximum response delay time is set as the reference device, and the position command timing to the servo control device (10) other than the reference device is used. Is delayed by the difference between the response delay time of the reference device and the response delay time of the servo control device (10) other than the reference device than the command timing to the reference device, with respect to the servo control device (10). Servo command control unit (40) that outputs servo commands (Cx, Cy, Cz) at each servo command timing,
The trigger command timing to the trigger control device (20) other than the reference device is set to the response delay time of the reference device and the response delay of the trigger control device (20) other than the reference device than the command timing to the reference device. A trigger command control unit (50) that outputs a trigger command (Ct) to the trigger control device (20) at each trigger command timing by delaying the time difference.
Control device (100).
(付記2)
前記トリガ指令制御部(50)は、前記基準デバイスが前記サーボ制御デバイス(10)の何れかである場合に、前記サーボ制御デバイス(10)の応答遅れ時間(Rx,Ry,Rz)、及び、前記トリガ制御デバイス(20)の応答遅れ時間(Rt)に基づいて、前記トリガ制御デバイス(20)へのトリガ指令タイミングとしての第1時刻(T1)を算出し、前記トリガ制御デバイス(20)に対して該第1時刻(T1)においてトリガ指令(Ct)を出力する、付記1に記載の制御装置(100)。
(Appendix 2)
The trigger command control unit (50) has a response delay time (Rx, Ry, Rz) of the servo control device (10) and a response delay time (Rx, Ry, Rz) of the servo control device (10) when the reference device is any of the servo control devices (10). Based on the response delay time (Rt) of the trigger control device (20), the first time (T1) as the trigger command timing to the trigger control device (20) is calculated, and the trigger control device (20) is set to the first time (T1). The control device (100) according to
(付記3)
前記トリガ指令制御部(50)は、前記サーボ制御デバイス(10)の応答遅れ時間(Rx,Ry,Rz)に基づいて、前記サーボ制御デバイス(10)が目標位置へ到達する第2時刻(T2)を算出し、該第2時刻(T2)、及び、前記トリガ制御デバイス(20)の応答遅れ時間(Rt)に基づいて、前記第1時刻(T1)を算出する、付記2に記載の制御装置(100)。
(Appendix 3)
The trigger command control unit (50) has a second time (T2) at which the servo control device (10) reaches the target position based on the response delay time (Rx, Ry, Rz) of the servo control device (10). ) Is calculated, and the first time (T1) is calculated based on the second time (T2) and the response delay time (Rt) of the trigger control device (20). Device (100).
(付記4)
前記サーボ制御デバイス(10)は、対象物及び/又は前記トリガ制御デバイス(20)を駆動する、付記1乃至3の何れかに記載の制御装置(100)。
(Appendix 4)
The control device (100) according to any one of
(付記5)
前記トリガ制御デバイス(20)は、前記対象物の撮影装置(20)である、付記4に記載の制御装置(100)。
(Appendix 5)
The control device (100) according to Appendix 4, wherein the trigger control device (20) is a photographing device (20) for the object.
(付記6)
前記対象物及び/又は前記トリガ制御デバイス(20)の移動時の振動を抑制する制振制御部を備える、付記4又は54に記載の制御装置(100)。
(Appendix 6)
The control device (100) according to Appendix 4 or 54, comprising a vibration damping control unit that suppresses vibration during movement of the object and / or the trigger control device (20).
(付記7)
前記サーボ制御デバイス(10)は、トリガ制御される部分を有する、付記1乃至6の何れかに記載の制御装置(100)。
(Appendix 7)
The control device (100) according to any one of
(付記8)
前記サーボ指令は、目標軌跡に基づいた位置指令(Cx,Cy,Cz)である、付記1乃至7の何れかに記載の制御装置(100)。
(Appendix 8)
The control device (100) according to any one of
(付記9)
前記サーボ制御デバイス(10)の応答遅れ時間(Rx,Ry,Rz)は、前記サーボモータ(SMx,SMy,SMz)のそれぞれに対応するサーボドライバ(SDx,SDy,SDz)の位置ループゲインの逆数で示される、付記1乃至8の何れかに記載の制御装置(100)。
(Appendix 9)
The response delay time (Rx, Ry, Rz) of the servo control device (10) is the reciprocal of the position loop gain of the servo driver (SDx, SDy, SDz) corresponding to each of the servo motors (SMx, SMy, SMz). The control device (100) according to any one of
(付記10)
前記サーボ指令制御部(40)は、前記サーボモータ(SMx,SMy,SMz)のそれぞれの加速度変化時に、該それぞれの加速度に比例する量の補正が加わるように前記サーボ指令(Cx,Cy,Cz)を行う、付記1乃至9の何れかに記載の制御装置(100)。
(Appendix 10)
The servo command control unit (40) performs the servo command (Cx, Cy, Cz) so that when each acceleration of the servo motor (SMx, SMy, SMz) changes, an amount of correction proportional to the respective acceleration is added. ), The control device (100) according to any one of
(付記11)
前記サーボ指令(Cx,Cy,Cz)が、位置指令、速度指令、及びトルク指令の少なくとも何れか1つの指令形態であり、
前記トリガ指令(Ct)が、デジタル出力指令、アナログ出力指令、及びパルス出力指令の少なくとも何れか1つの指令形態である、付記1乃至10の何れかに記載の制御装置(100)。
(Appendix 11)
The servo command (Cx, Cy, Cz) is at least one command form of a position command, a speed command, and a torque command.
The control device (100) according to any one of
(付記12)
少なくとも1以上のサーボ制御デバイス(10)にサーボ指令(Cx,Cy,Cz)を行い、かつ、トリガ制御デバイス(20)にトリガ指令(Ct)を行い、前記サーボ制御デバイス(10)及び前記トリガ制御デバイス(20)を応答させる制御方法であって、
前記サーボ制御デバイス(10)のそれぞれの応答遅れ時間(Rx,Ry,Rz)、及び、前記トリガ制御デバイス(20)のそれぞれの応答遅れ時間(Rt)を取得する第1ステップと、
前記サーボ制御デバイス(10)のうち応答遅れ時間が最大であるデバイスを基準デバイスとして、該基準デバイス以外のサーボ制御デバイス(10)への位置指令タイミングを、前記基準デバイスへの指令タイミングよりも、前記基準デバイスの応答遅れ時間と前記基準デバイス以外のサーボ制御デバイス(10)の応答遅れ時間との差だけ遅らせ、前記サーボ制御デバイス(10)に対してそれぞれのサーボ指令タイミングでサーボ指令(Cx,Cy,Cz)を出力する第2ステップと、
前記基準デバイス以外のトリガ制御デバイス(20)へのトリガ指令タイミングを、前記基準デバイスへの指令タイミングよりも、前記基準デバイスの応答遅れ時間と前記基準デバイス以外のトリガ制御デバイス(20)の応答遅れ時間との差だけ遅らせ、前記トリガ制御デバイス(20)に対してそれぞれのトリガ指令タイミングでトリガ指令(Ct)を出力する第3ステップと、
を含む制御方法。
(Appendix 12)
A servo command (Cx, Cy, Cz) is given to at least one or more servo control devices (10), and a trigger command (Ct) is given to the trigger control device (20), and the servo control device (10) and the trigger are given. A control method for making the control device (20) respond.
The first step of acquiring each response delay time (Rx, Ry, Rz) of the servo control device (10) and each response delay time (Rt) of the trigger control device (20), and
With the device having the maximum response delay time among the servo control devices (10) as the reference device, the position command timing to the servo control device (10) other than the reference device is set to be higher than the command timing to the reference device. The response delay time of the reference device is delayed by the difference between the response delay time of the servo control device (10) other than the reference device, and the servo command (Cx, The second step to output Cy, Cz) and
The trigger command timing to the trigger control device (20) other than the reference device is set to the response delay time of the reference device and the response delay of the trigger control device (20) other than the reference device than the command timing to the reference device. The third step of outputting a trigger command (Ct) to the trigger control device (20) at each trigger command timing, delayed by the difference from the time, and
Control methods including.
(付記13)
付記12に記載の第1乃至第3ステップをコンピュータ(100,101)に実行させる、制御プログラム。
(Appendix 13)
A control program for causing a computer (100, 101) to execute the first to third steps described in Appendix 12.
(付記14)
付記12に記載の第1乃至第3ステップをコンピュータ(100,101)に実行させるための制御プログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な非一過性の記録媒体。
(Appendix 14)
A computer-readable, non-transient recording medium in which a control program for causing a computer (100, 101) to execute the first to third steps described in Appendix 12 is recorded.
10…駆動装置(サーボ制御デバイス)、20…撮影装置(トリガ制御デバイス)、30…予測同期計算部(応答遅れ時間取得部)、40…サーボ指令制御部、41…サーボ指令生成部、42…サーボ指令補正部、43…サーボ指令部、50…トリガ指令制御部、51…トリガ指令生成部、52…トリガ指令補正部、53…トリガ指令部、100…制御装置、101…制御演算部、102…通信インタフェース(I/F)部、103…記憶部、104…入力部、105…出力部、106…バスライン、Ct…デジタル出力指令(トリガ指令)、Cx,Cy,Cz…位置指令(サーボ指令)、DC…カメラ、DU…画像処理ユニット、dx,dy…差分、Rx,Ry,Rz,Rt…応答遅れ時間、S1〜S9…ステップ、SDx,SDy,SDz…サーボドライバ、SMx,SMy,SMz…サーボモータ、T,Tx,Ty,Tz…応答時刻、T1…時刻(第1時刻)、T2…時刻(第2時刻)、Wx,Wy,Wz…対象物(ワーク)。 10 ... Drive device (servo control device), 20 ... Imaging device (trigger control device), 30 ... Prediction synchronization calculation unit (response delay time acquisition unit), 40 ... Servo command control unit, 41 ... Servo command generation unit, 42 ... Servo command correction unit, 43 ... Servo command unit, 50 ... Trigger command control unit, 51 ... Trigger command generation unit, 52 ... Trigger command correction unit, 53 ... Trigger command unit, 100 ... Control device, 101 ... Control calculation unit, 102 ... Communication interface (I / F) unit, 103 ... Storage unit, 104 ... Input unit, 105 ... Output unit, 106 ... Bus line, Ct ... Digital output command (trigger command), Cx, Cy, Cz ... Position command (servo) Command), DC ... camera, DU ... image processing unit, dx, dy ... difference, Rx, Ry, Rz, Rt ... response delay time, S1 to S9 ... steps, SDx, SDy, SDz ... servo driver, SMx, SMy, SMz ... Servo motor, T, Tx, Ty, Tz ... Response time, T1 ... Time (first time), T2 ... Time (second time), Wx, Wy, Wz ... Object (work).
Claims (11)
前記サーボドライバのそれぞれの応答遅れ時間、及び、前記トリガ制御デバイスのそれぞれの応答遅れ時間を取得する応答遅れ時間取得部と、
前記サーボドライバのうち、応答遅れ時間が最大であるサーボドライバを基準デバイスとして、該基準デバイスへの指令タイミングの時刻tzを基準とし、該基準デバイス以外のサーボドライバへのサーボ指令タイミングを、前記基準デバイスへの指令タイミングの時刻tzよりも、前記基準デバイスの応答遅れ時間と前記基準デバイス以外のサーボドライバの応答遅れ時間との差だけ遅らせ、前記サーボドライバが時刻Tで同期するように、前記サーボドライバに対してサーボ指令を出力し、かつ、前記時刻Tから前記サーボモータの機械的な反応時間Rpが経過する第2時刻T2を算出するサーボ指令制御部と、
前記第2時刻T2よりも前記トリガ制御デバイスの応答遅れ時間Rt早めた第1時刻T1を算出し、前記トリガ制御デバイスに対して前記第1時刻T1においてトリガ指令を出力するトリガ指令制御部と、
を備え、
前記サーボ制御デバイスは、対象物と前記トリガ制御デバイスが相対的に移動するように、該対象物及び/又は該トリガ制御デバイスを駆動する、
制御装置。 A control device that issues a servo command to at least one servo control device including a servo motor and a servo driver corresponding to the servo motor, and issues a trigger command to at least one trigger control device.
A response delay time acquisition unit that acquires each response delay time of the servo driver and each response delay time of the trigger control device, and a response delay time acquisition unit.
Among the servo drivers, the servo driver having the maximum response delay time is used as a reference device, the time tz of the command timing to the reference device is used as a reference, and the servo command timing to a servo driver other than the reference device is used as the reference. The servo is delayed by the difference between the response delay time of the reference device and the response delay time of the servo driver other than the reference device from the time tz of the command timing to the device so that the servo driver synchronizes at time T. A servo command control unit that outputs a servo command to the driver and calculates a second time T2 at which the mechanical reaction time Rp of the servo motor elapses from the time T.
A trigger command control unit that calculates a first time T1 in which the response delay time Rt of the trigger control device is earlier than the second time T2 and outputs a trigger command to the trigger control device at the first time T1.
With
The servo control device drives the object and / or the trigger control device so that the object and the trigger control device move relative to each other.
Control device.
前記トリガ指令が、デジタル出力指令、アナログ出力指令、及びパルス出力指令の少なくとも何れか1つの指令形態である、請求項1乃至7の何れかに記載の制御装置。 The servo command is at least one command form of a position command, a speed command, and a torque command.
The control device according to any one of claims 1 to 7, wherein the trigger command is at least one command form of a digital output command, an analog output command, and a pulse output command.
前記サーボドライバのそれぞれの応答遅れ時間、及び、前記トリガ制御デバイスのそれぞれの応答遅れ時間を取得する第1ステップと、
前記サーボドライバのうち、応答遅れ時間が最大であるサーボドライバを基準デバイスとして、該基準デバイスへの指令タイミングの時刻tzを基準とし、該基準デバイス以外のサーボドライバへのサーボ指令タイミングを、前記基準デバイスへの指令タイミングの時刻tzよりも、前記基準デバイスの応答遅れ時間と前記基準デバイス以外のサーボドライバの応答遅れ時間との差だけ遅らせ、前記サーボドライバが時刻Tで同期するように、前記サーボドライバに対してサーボ指令を出力し、かつ、前記時刻Tから前記サーボモータの機械的な反応時間Rpが経過する第2時刻T2を算出する第2ステップと、
前記第2時刻T2よりも前記トリガ制御デバイスの応答遅れ時間Rtだけ早い第1時刻T1を算出し、前記トリガ制御デバイスに対して前記第1時刻T1においてトリガ指令を出力する第3ステップと、
前記サーボ制御デバイスが、対象物と前記トリガ制御デバイスが相対的に移動するように、該対象物及び/又は該トリガ制御デバイスを駆動する第4ステップと、
を含む制御方法。 A servo command is given to at least one or more servo control devices including a servo motor and a servo driver corresponding to the servo motor, and a trigger command is given to at least one or more trigger control devices, and the servo control device and the trigger control device are given. Is a control method that makes the response
The first step of acquiring each response delay time of the servo driver and each response delay time of the trigger control device, and
Among the servo drivers, the servo driver having the maximum response delay time is used as a reference device, the time tz of the command timing to the reference device is used as a reference, and the servo command timing to a servo driver other than the reference device is used as the reference. The servo is delayed by the difference between the response delay time of the reference device and the response delay time of the servo driver other than the reference device from the time tz of the command timing to the device so that the servo driver synchronizes at time T. The second step of outputting the servo command to the driver and calculating the second time T2 in which the mechanical reaction time Rp of the servo motor elapses from the time T, and the second step.
The third step of calculating the first time T1 which is earlier than the second time T2 by the response delay time Rt of the trigger control device and outputting the trigger command to the trigger control device at the first time T1.
A fourth step in which the servo control device drives the object and / or the trigger control device so that the object and the trigger control device move relative to each other.
Control methods including.
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