JPH01191910A - 移動体の加減速制御方法 - Google Patents

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〉 この発明は、例えばサーボモータを駆動源とする移動体
の動作を制御するための数値制御装置に関連する技術で
あって、殊にこの発明は、前記の移動体を速度制御曲線
に沿い加速または減速制御して目標速度に到達させるの
に適用される移動体の加減速制御方法に関する。

〈従来の技術〉 従来、数値制御装置により移動体を加減速制御するのに
、第５図または第６図に示す速度制御曲線１，２に沿い
加速または減速する制御方法が実施されている。

第５図の速度制御曲線１は、目標速度の定速領域ａ、に
対し、加速領域ｂ１および減速領域Ｃ３を直線状となし
たものであり、また第６図に示す速度制御曲線２は、目
標速度の定速領域ａ２に対し、加速領域ｂ２および減速
領域ｃ２を指数関数をなす曲線をもって形成したもので
ある。

、〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら第５図の速度制御曲線１による加減速制御
方法の場合は、加速領域ｂ１の開始時点Ａ、加速領域す
、から定速領域ａ、に移行する時点Ｂ、定速領域ａ、か
ら減速領域ｃ１に移行する時点Ｃ２減速領域Ｃ１の終了
時点りにおいて、また第６図の速度制御曲線２による加
減速制御方法の場合は、加速領域ｂ２の開始時点Ｅおよ
び定速領域ａ２から減速領域ｃ２に移行する時点Ｆにお
いて、それぞれ移動体の速度が急激に変化し、制御対象
に与える衝撃が大きくなるという問題がある。

この発明は、上記問題に着目してなされたものであって
、速度制御曲線の形態を工夫して、移動体の速度変化を
滑らかなものとすることにより、制御対象への衝撃を軽
減した新規な移動体の加減速制御方法を提供することを
目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明では、移動体を速度
制御曲線に沿い加速または減速制御して目標速度に到達
させるための移動体の加減速制御方法であって、前記速
度制御曲線は、加減速制御の開始後およびその終了前の
時間領域において緩やかでありかつその中間の時間領域
において急峻である、ほぼＳ字形状をなす曲線に設定す
ることにしている。

く作用〉 加減速制御の開始後およびその終了前の時間領域におい
て移動体の速度制御曲線を緩やかなものに設定しである
から、加速領域の開始時点。

加速領域から定速領域に移行する時点、定速領域から減
速領域に移行する時点、減速領域の終了時点では、移動
体の速度変化は滑らかなものとなり、制御対象への衝撃
が軽減される。

〈実施例〉 第１図は、この発明の加減速制御方法を実施するための
移動体の速度制御曲線３を示しており、移動体をこの速
度制御曲線３に沿い加速制御して目標速度■に到達させ
、この目標速度■で定速運動した後に、さらに同曲線３
に沿い減速制御している。この速度制御曲線３は、加速
制御の開始後およびその終了前の時間領域、すなわち加
速領域すの両端部と、減速制御の開始後およびその終了
前の時間領域、すなわち減速領域Ｃの両端部とにおいて
その傾きが緩やかであり、かつ加速領域すおよび減速領
域Ｃの中間の時間領域においてその傾きが急峻である、
ほぼＳ字形状をなす曲線に設定されている。このような
速度制御曲線３による加減速制御が行われると、加速領
域すの開始時点Ｇ、加速領域すから定速領域ａに移行す
る時点Ｈ１定速領域ａから減速領域Ｃに移行する時点１
．＠速領域Ｃの終了時点Ｊにおいて、移動体の速度変化
は滑らかなものとなり、制御対象への衝撃が軽減される
ことになる。

第２図は、この発明が適用実施される制御システムの概
略構成を示している。

図示例のものは、サーボモータ４にボールねじ５を連結
し、このボールねじ５上に移動体としてのワーク固定台
６を配備して、ボールねじ５の回転でワーク固定台６を
往復動作させるものである。前記サーボモータ４の動作
はサーボドライバ７を介して数値制御装置８により制御
されるもので、この数値制御装置８は前記速度制御曲線
３に沿ってワーク固定台６を加減速制御すべく速度指令
をサーボドライバ７へ与えるものである。

第３図（１）（２）は、上記の加減速制御を実現するた
めの具体的方法を示している。

第３図（１）は、速度制御曲線３における加速領域すを
拡大したものであり、ほぼＳ字形状をなす曲線をｎ等分
に分割して、このｎ分割された時間をＬ　ｌ＋　Ｌ　ｇ
、・ＨＨＨＨ，Ｌ　１ｌ−Ｉｔ　ｔ　ｎ　、またそのと
きの速度をＶｌ、Ｖ２．・・・・・＋Ｖｒ＋−１＋Ｖａ
として表しである。

第３図（２）は、ｎ分割された上記の時間および速度の
うち、最終値である時間ｔ７および速度ｖ７を「１」と
したときの正規化速度をＶＩ＋ｖ２９００００．、■□
＋＋１として表したものであって、これを固定テーブル
化して、前記の数値制御装置８に保持させである。

いま目標速度をＶ　ＩＩＩＩＭとし、またこの目標速度
Ｖ□８に到達するまでの加速時間をｔ　ｍｅとすると、
時間Ｌｘにおける正規化速度ｖＸおよび速度■８は、ｔ
ｘ≦′ＡＬｎの区間においては、Ｖイ＝ｆ＋　　（ｔ、
／ｌ、ｃ）・・・・■Ｖ、＝Ｖ□、・ｖｘ・・・・■ となる。なお上式中、ｆｌはある固有の三次元関数の曲
線であって、０式は前記固定テーブルを用いて算出する
。

またｔ、＞＋Ａｔ、の区間においては、時間ｔ。

と中間点Ｐについて対称な時間ｔＸ′　（＝Ｌａｃ−１
，）における速度Ｖ、ｌが、ｔ８≦％ｔ７の区間におい
て既に算出済であるので、つぎの０式により容易に算出
できる。

Ｖ、＝Ｖ、、、−Ｖ、・９１０．■ そして加速領域すにおける移動体の移動１ｓ、ｃは、つ
ぎの０式で求めることができる。

Ｓ　ａｃ＝’Ａ　’　Ｌ　ｍｅ　・Ｖｌｌ＠Ｘ　・・・
・■第４図は、数値制御装置８において、目標速度Ｖ　
ａｍ＋ｔと加速時間ｔ　ｍｅとが与えられたときの加速
領域すにおける各速度■８と移動量Ｓ　ｍｃとを求める
ための手順を示している。

同図のステップｌ　（図中、「ＳＴ１」で示す）におい
て、時間１．を初期値ｔ１に設定し、つぎのステップ２
で時間１．が’Ａ　Ｌｍｃ以下であるか否かを判定して
いる。もしステップ２の「ｔｘ≦’Ａ　Ｔ−ａｃＪの判
定が“ＹＥＳ”のとき、つぎのステップ３で前記固定テ
ーブルを用いて０式の正規化速度ｖＸが算出され、続く
ステップ４で０式の演算が行われて速度■８が求められ
る。

つぎのステップ５は、時間１．が加速時間ｔａｃに達し
たか否かを判定しており、“”ＮＯ”の判定でステップ
６へ進み、時間むつに微小時間Δｔを加算して同様の手
順が繰り返し実行される。

その結果、ステップ２の［ｔＸ≦％ＬａｃＪの判定が“
Ｎｏ”になると、ステップ７へ進んで、時間ｔ、と中間
点Ｐ（＋Ａｔａｃ）について対称な時間ｔｘ’（＝む、
ｃ−ＬＸ）における速度Ｖ、１を求められ、つぎにステ
ップ８で０式の演算が実行されて、速度■８が算出され
る。

同様の手順はステップ５の「ｔＸ＝ｔａｃ」の判定が“
ＹＥＳ”になるまで繰り返し実行され、これが“ＹＥＳ
“になると、ステップ９へ進んで、０式の演算が実行さ
れて、移動体の移動量Ｓ　ａｃが算出される。

なお、減速領域Ｃにおける速度■８や移動量Ｓ、。も、
数値制御装置８において上記と同様の方法で算出するこ
とは勿論であって、ここではその説明を省略する。

このようにして数値制御装置８は、速度制御　く曲線３
に沿う速度■８やその移動１ｓ、ｃを算出してサーボド
ライバ７に与え、このサーボドライバ７を介してサーボ
モータ４の動作を制御して、移動体としてのワーク固定
台６を加減速制御するものである。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、移動体を速度制御曲線に沿い加
速または減速制御して目標速度に到達させるための移動
体の加減速制御方法において、前記速度制御曲線は、加
減速制御の開始後およびその終了前の時間領域において
緩やかでありかつその中間の時間領域において急峻であ
　１゜る、ほぼＳ字形状をなす曲線に設定したから、加
速領域の開始時点、加速領域から定速領域に移行する時
点、定速領域から減速領域に移行する時点、減速領域の
終了時点において移動体の速度変化を滑らかなものとな
すことができ、制御対象への衝撃を軽減できるなど、発
明目的を達成した顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の加減速制御方法を実施するための速
度制御曲線を示す説明図、第２図はこの発明が適用実施
される制御システムの構成を示す説明図、第３図はこの
発明にかかる加減速制御を実現するための具体的方法を
示す説明図、第４図は移動体の速度および移動量を求め
るための手順を示すフローチャート、第５図および第６
図は従来の速度制御曲線を示す説明図である。 ￥許出願人　立石電機株式会社 ｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　−ｒ２ノ→＋２
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 移動体を速度制御曲線に沿い加速または減速制御して目
   標速度に到達させるための移動体の加減速制御方法であ
   って、 前記速度制御曲線は、加減速制御の開始後およびその終
   了前の時間領域において緩やかでありかつその中間の時
   間領域において急峻である、ほぼＳ字形状をなす曲線に
   設定することを特徴とする移動体の加減速制御方法。