JPH01164280A - 加減速制御方式 - Google Patents

加減速制御方式

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JPH01164280A
JPH01164280A JP62321496A JP32149687A JPH01164280A JP H01164280 A JPH01164280 A JP H01164280A JP 62321496 A JP62321496 A JP 62321496A JP 32149687 A JP32149687 A JP 32149687A JP H01164280 A JPH01164280 A JP H01164280A
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JP
Japan
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acceleration
speed
time constant
deceleration control
command
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JP62321496A
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English (en)
Inventor
Toru Mizuno
徹 水野
Ryuichi Hara
龍一 原
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Fanuc Corp
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Fanuc Corp
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42256—Sampling the signal
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
    • G05B2219/43013—Ramp signal from division of sum of registers
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
    • G05B2219/43062—Maximum acceleration, limit

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、産業用ロボットやＮＣ工作機械等の制御にお
いて使用されるサーボモータの加減速制御方式に関する
。
従来の技術 従来、産業用ロボットやＮＣ工作機械においては、各軸
の移動の際、移動開始時及び移ｉ！ｌＩＩ！了時になめ
らかな移動ができるように移動指令に対し、自動的に加
減速制御が行われている。また、移動速度が変化する場
合においても、自動的に加減速制御が行われるようにな
っている。
第２図は、このような加減速制御方式のブロック図で、
補間処理によって各軸に分配された単位時間当りの移動
指令値、即ち、速度ｐａは加減速制御部１に入力され、
加減速制御部１ではパラメータ設定された時定数に応じ
て加速または減速し、速度指令ｐｂをサーボ制御部２に
出力し、サーボモータ３をなめらかに駆動するようにな
っている。
この加減速制御部には指数関数加減速制御と、直線形加
減速ＩＩＪＩＩＩがあり、第３図（ａ）、（ｂ）に直線
形加減速制御の例を示している。第３図（ａ）、（ｂ）
に示すように、補間処理後ある制御軸に指令された速度
ｐａが破線で示すも・のであると、加減速制御部１では
パラメータ設定された時定数（加速時間一定）■で加減
速し、サーボ制御部２に出力される速度ｐｂは実線で示
すようなものになる。この場合、第３図（ａ、）（ｂ）
に示ずように、指令速度ｐａが大きい場合も小さい場合
も時定数、即ち、加速時間、減速時間Ｔは一定であった
。
発明が解決しようとする問題点 上述したように、加減速制御部によって速度が変化した
とき機械の各軸は急激に移動せず、なめらかに移動する
ことから、機械にショックを与えることがない反面、指
令速度が最大速度のときのみ、許される最大加速度とな
り、速度が下がるにつれて加速度も下がり、ロボットや
工作機械等は、最大能力まで利用されず、サイクルタイ
ムが長くなるという欠点がある。
コーナ部の移動の場合、工作機械であれば工具軌跡、ロ
ボットであれば作業点の移動軌跡に丸みがつくこととな
る。例えば、第５図の破線４に示すように、工具または
作業点をＸ軸方向に移動し、その後Ｙ軸方向へ移動させ
る場合、第４図に示すように、まず、Ｘ軸に対し速度ｐ
ａの移動指令を出し、該移動指令の終了後にＹ軸に対し
速度ｐａの移動指令を出した場合、加減速制御部１から
出力される速度ｐｂは各々第４図実線で示されるように
出力される。その結果、Ｘ軸の減速中にＹ＠は加速され
ることとなり、工具または作業点の軌跡は丸みがつき、
第５図実線のようになる。そして、この丸みは時定数（
加速、ｙＡ速時間）王が長いほど大きくなる。
そこで、本発明の目的は、機械に許される最大加速度で
常に加減速し、加減速制御の時定数を出来るだけ小さく
する加減速制御方式を提供することにある。
問題点を解決するための手段 指令速度を機械が許される最大加速度で除した値を加減
速制御の時定数として時定数を指令速度′に応じて変え
るように構成することによって上記問題点を解決した。
作用 機械が許し得る最大加速度は機械が決まれば一律的に決
まる。この最大加速度をＡｍとし、指令速度をＦとする
と加減速制御の時定数Ｔは次の第（１）式のようになる
。
Ｔ＝Ｆ／Ａｍ　　　　　　　　　　・・・・・・（１）
上記第（１）式は、最大加速度Ａｍが一定であるから、
時定数Ｔは指令速度に比例することを意味し、指令速度
Ｆは機械が許し得る最大速度のとき時定数が最大となり
、指令速度が小さくなるにつれて小さくなることを意味
する。
その結果、第１図（ａ）、（ｂ）に示すように、指令速
度が小さくなるにつれて時定数Ｔも小さくなり、サイク
ルタイムを短くし、コーナ部の工具や作業点の軌跡の丸
みも小さくなる。
実施例 本発明の方式を実施するロボットや工作機械等の制御装
置のハードウェア構成は従来と同一であり、相違する点
は、従来、加減速制御の時定数Ｔをパラメータ設定で、
制御装置内のメモリに設定記憶させていた点を、本発明
においては、時定数丁ではなく機械の最大加速度Ａｍを
設定記憶させておく点である。
そして、ロボットや工作機械の制御装置としてのマイク
ロプロセッサは、プログラムから速度指令Ｆを読み取る
と、該速度指令Ｆをメモリに記憶した最大加速度Ａｍで
除しく第（１）式の演算）、時定数Ｔを求め、さらに従
来と同様、加減速制御部１のサンプリング周期τで時定
数を除し、時定数１間のサンプリング数ｎを求める。
Ｔ＝Ｆ／Ａｍ　　　　　　　　　　　・・・・・・（１
）ｎ＝Ｔ／ｒ−Ｆ／（Ａｍ−ｒ）　　　・・・・・−（
２）なお、上記第（２）式で示すように指令速度Ｆを最
大加速度Ａｉにサンプリング周期τを乗じた値で除して
もよい。
このサンプリング数ｎによって、従来と同様に加減速制
御を行う。即ち、マイクロプロセッサはサンプリング周
期τ毎に第６図に示す処理を行う。
補間後の速度指令Ｐａにｎ−１個のレジスタＲ１〜Ｒｎ
−１の値を加算しこの加算した値を上記求めたサンプリ
ングの数ｎで除しくステップＳ１）、得られた値ｐｂを
出力する（ステップ８２）。次に、レジスタＲｎ−２の
値をレジスタＲｎ−１に、レジスタＲｎ−３の値をレジ
スタＲｎ−２に、以下同様に、レジスタＲｎ−２〜Ｒ１
の値をレジスタＲｎ−１〜Ｒ２にシフトし、レジスタＲ
１に上記補間後の指令速度ｐａを入力し、１回のサンプ
リング周期の処理を終了する。
以下、同様な処理をサンプリング周期毎に行う。
例えば、補間後の指令速度ｐａが１００であるとし、ｎ
の値が５であるとする。このとき、補間後の指令速度ｐ
ａが出力されて１回目のサンプリング周期ではレジスタ
Ｒ１〜Ｒ４の値は「０」であるので、 第２回目のサンプリング周期では、Ｐａ＝１００、Ｒ１
＝１００．Ｒ２〜Ｒ４＝０で 同様に、第３回目のサンプリング周期では第４回目のサ
ンプリング周期では 第５回目のサンプリング周期では となり、５回のサンプリング周期で指令速度１００に達
することとなり、以後、補間後の指令速度Ｐａが１００
である限り、加減速制御部１からは１００の指令速度が
出力されることとなる。
そして、指令速度ｐａがｒＯＪとなると、指令速度ｐａ
が「０」になった後の第１回目のサンプリング周期では 以下、順次サンプリング周期毎に６０．４０゜２０、Ｏ
，Ｏ・・・・・・となり、５回のサンプリング周期で「
０」に減速されることになる。
このように、ｎτ−Ｔの時定数で加速、減速を行い、こ
のときの加速度は第（１）式が示すように、最大加速度
Ａｍであるから、指令速度が小さくなるなれば時定数Ｔ
は小さく（ｎの値が小さい）、。
第１図に示すように指令速度に比例して時定数丁も小さ
くすることができる。
その結果、サイクルタイムは短くなり、かつ、工具や作
業点のコーナ部における軌跡の丸みは小さくなる。
発明の効果 本発明は、速度指令がどんな値であっても、最大加速度
で加減速制御を行うよう指令速度に応じ時定数を決める
ため、ロボットや工作機械等の能力を最大限に引出すこ
とができ、作業のサイクルタイムを短くし、かつ、コー
ナ部の工具や作業点の軌跡の丸みを少なくし、指令軌跡
により近いものを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明による加減速制御例を示
す図、第２図は加減速制御方式のブロック図、第３図（
ａ）、（ｂ）は従来の加減速制御方式による加減速制御
の例を示す図、第４図は従来のコーナ部における加減速
制御の一例を示す図、第５図は第４図に示す例における
工具または作業点の軌跡を説明する図、第６図は加減速
制御のフローチャートである。 １・・・加減速制御部、２・・・サーボ制御部、３・・
・サーボモータ、ｐａ・・・補間後の指令速度、Ｐｂ・
・・加減速制御後の指令速度。 第　１　図 第　６　回 第　２　口 第　３　ロ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. サーボモータの加減速制御方式において、指令速度を機
    械が許される最大加速度で除した値を加減速制御の時定
    数として、時定数を指令速度に応じて変えることを特徴
    とする加減速制御方式。
JP62321496A 1987-12-21 1987-12-21 加減速制御方式 Pending JPH01164280A (ja)

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DE3854233T DE3854233T2 (de) 1987-12-21 1988-12-09 Verfahren zur regelung der geschwindigkeit für servomotoren.
US07/381,396 US5004968A (en) 1987-12-21 1988-12-09 Method for acceleration and deceleration control of servomotors
EP89900306A EP0357778B1 (en) 1987-12-21 1988-12-09 Method of speed control for servomotor
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