JPH02227709A - 加減速制御装置 - 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、例えば産業ロボッ１−や工作機械などにお
いて、可動部を速度目標値の軌道に沿い加減速制御して
目標地点まで移動させるための加減速制御装置に関する
。

〈従来の技術〉 この種の加減速装置は、所定の軌道に沿う速度目標値を
生成して出力するだめの目標軌道生成部と、前記軌道に
沿い可動部を加減速制御するだめの制御部とで構成され
るもので、目標１’Ｊｔ道生成部として例えば複数段の
シフトレジスフブロックを用いたものなどが提案されて
いる。

第６図は、この目標軌道生成部で生成された台形状の軌
道１を示すもので、台形の右上がり部分ａが加速領域を
、水平部分すが定速領域を、右下がり部分Ｃが減速領域
を、それぞれ示している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところがこのような台形状の軌道１に沿い可動部を加減
速制御する場合、特に加速領域における始端部ａ、や終
端部ａ２のように速度を急激に変化させる地点では、速
度の追従性能が悪いものとなる。この欠点を解消するの
に、加速領域の時間長さを長くしたり、加速領域の形状
をサイクロイド曲線のような高次多項式で表される曲線
となすなどの方法が採用されているが、前者は加速時間
の調整機能を付加する必要が生じ、また後者は目標軌道
の算出に時間がかかるなどの問題がある。

また前記軌道１の形状を変更する場合、従来の加減速装
置では、目標軌道生成部の内部構成を変更する必要が生
じ、軌道変更に柔軟に対応できないという問題もある。

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、速度
目標値を合成して新たな軌道に沿う速度目標値を生成す
ることにより、追従性能の優れた軌道を容易に生成でき
かつ軌道変更にも柔軟に対応できる新規な加減速制御装
置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〉 この発明の加減速装置は、所定の軌道に沿う速度目標値
を生成して出力する目標軌道生成部と、前記軌道に沿い
可動部を加減速制御する制御部とを備えたもので、前記
目標軌道生成部は、基本となる軌道に沿う速度目標値を
生成して出力するデータ生成部と、データ生成部の出力
データを所定の時間長さ分だルノ記憶するだめの記憶部
と、データ生成部の現出力にかかる速度目標値と記憶部
に記憶された所定時刻前の出力にかかる速度目標値とを
重ね合わせることにより新たな軌道に沿う速度目標値を
生成して出力するデータ合成部とで構成しである。

〈作用〉 データ生成部の現出力にかかる速度目標値と記憶部に記
憶された所定時刻前の出力にかかる速度目標値とを重ね
合わせて新たな軌道に沿う速度目標値を生成した場合、
新たな速度目標値の軌道は、速度を急激に変化させる地
点でも速度の追従が容易な緩かな傾斜をもつ形状のもの
となる。しかもデータを単に重ね合わせるだけで、新た
な軌道に沿う速度目標値が生成されるから、速度目標値
の算出を容易かつ短時間で行うことかでき、また軌道変
更に際しても、記憶部に蓄える情報数を変えるだけで柔
軟に対応できる。

〈実施例〉 第１図は、この発明の加減速装置が導入された可動部の
位置制御システムの全体構成を示すもので、制御・演算
の主体であるＣＰＵ２およびプログラムやデータを記憶
するためのメモリ３に対して、位置制御部４．パラメー
タ読込部５、目標軌道生成部６．エンコーダ読取部７デ
ータ入力部８などが接続されている。

データ人力部８はデイツプスイッチ９により設定される
加減速時間、最高速度、移動距離などのデータを入力す
る。エンコーダ読取部７はモータ１１に設けられたエン
コーダ１２より現在位置や現在速度に関するデータを取
り込む。

目標軌道生成部６は所定の軌道に沿う速度目標値を生成
して出力する。パラメータ読込部５は位置ゲインなどの
パラメータをメモリ３に読み込む。

ＣＰＵ２は、メモリ３のプログラムに従って目標軌道生
成部６より前記速度目標値を取り込み、これを位置制御
部４へ与える。

位置制御部４は、パラメータ読取部５によりメモリ３に
読み込まれた位置ゲインなどのパラメータと、エンコー
ダ読取部７が読み込んだ現在位置や現在速度に関するデ
ータと、目標軌道生成部６より出力された前記速度目標
値とに基づき、アンプ１０へ出力する操作量を計算する
。

アンプ１０は位置制御部４で求めた操作量を拡大してモ
ータ１１へ電圧または電流として供給する。

第２図は、上記目標軌道生成部６の具体例の構成を示し
、また第３図および第４図は、この目標軌道生成部６の
原理を示している。

第３図において、実線１７は台形状をなす基本となる速
度目標値の軌道（従前の軌道ｌと同じ）を示し、この軌
道１７を例えばｆ＋（ｘ）（ただしＸはザンブリング数
を示す）という関数で記述する。破線１８は、前記軌道
１７をｎサンプル分だけ遅らせた軌道を示し、この軌道
を例えばｆ２（ｘ）という関数で記述ずろと、上記の目
標軌道生成部６ば、この両者を合成して、次式で表され
る新たな軌道を生成する。

ｆ　＋（ｘ）　＋　（＋（ｘ　　ｎ） 第４図は、上記２個の軌道１７．１８を重ね合わせて得
た新たな軌道１９を示すが、２（１７１Ｉに限らず、３
個以上の軌道を重ね合わせることにすれば、−層細かい
軌道設定が可能である。

上記原理に基づく目標軌道生成部６は、第２図に示す如
く、データ生成部１３．記憶部１４加算器１５．除算器
１６などで構成される。

データ生成部１３は、例えば複数段のシフトレジスタブ
ロックより成り、前記の基本となる軌道１７を生成して
、その軌道１７に沿う速度目標値を出力する。

記憶部１４ば、データ生成部１３の出力データを所定の
時間長さ分だけ記憶するためのもので、ごの実施例では
ｎサンプル前の速度目標値から前回のサンプリングにか
かる速度目標値に至るまでのｎ個のデータを記憶、する
。

加算器１５は、データ生成部Ｉ３の現出力にかかる軌道
１７に沿う速度目標値と記憶部１４に記憶された軌道１
８に沿うｎサンプル前の速度目標値とを加算する。除算
器１６は加算器１５による加算出力を軌道の総数（この
場合は２）で除算して新たな軌道１９を生成し、その軌
道１９に沿う速度目標値を前記位置制御部４へ出力する
。

第５図は、」二記目標軌道生成部６による計算の手順を
示している。

まず同図のステップ１　（図中ｒｓＴ］、Ｊで示ず）に
おいて、データ生成部１３はサンプリング周期毎に所定
の軌道１７に沿う速度目標値を生成して出力する。つぎ
のステップ２では、記憶部１４より所定時刻前の軌道１
８に沿う速度目標値が読み出され、続くステップ３で、
この読出しにかかる速度目標値が記憶部１４より追い出
され、データ生成部１３の現出力にかかる新たな速度目
標値が記憶部１４へ書き込まれる。

つぎのステップ４では、データ生成部１３の現出力にか
かる速度目標値と記憶部１４より読み出された速度目標
値とが加算器１５でカロ算された後、続くステップ５で
除算器１６によりその加算結果が２で割られ、新たな軌
道１９に沿う速度目標値が算出される。

なお軌道１９の変更は、記憶部１４に記憶させる速度目
標値の数を前記デイツプスイッチ９などにより変更する
ことにより容易に実現できる。

〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、基本となる軌道に沿う速度目標
値を生成して出力するデータ生成部と、データ生成部の
出力データを所定の時間長さ分だけ記憶するための記憶
部とを設け、データ生成部の現出力にかかる速度目標値
と記憶部に記憶された所定時刻前の出力にかかる速度目
標値とを重ね合わせて、新たな軌道に沿う速度目標値を
生成するようにしたから、速度の追従が容易な形状の速
度目標値の軌道を生成できる。

しかも速度目標値を単に重ね合わせるたりて、制御部へ
与えるべき新たな速度目標値が生成されるから、速度目
標値の算出が容易かつ短時間で実現でき、また軌道変更
に際しても、記憶部に蓄える情報数を変えるだけで柔軟
に対応できるなど、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装置が導入された位置制御シ
ステムの構成を示すブロック図、第２図は目標軌道生成
部の具体例を示すブロック図、第３図および第４図はこ
の発明の原理を示す説明図、第５図は目標軌道生成部の
計算手順を示すフローチャー１・、第６図は従来の速度
「１標値の軌道を示す説明図である。 ４・・・・位置制御部　　６・・・・目標軌道生成部１
３・・・・データ生成部　１４・・・記憶部１５・・・
・加算器 １６・・・・除算器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定の軌道に沿う速度目標値を生成して出力する目標軌
   道生成部と、前記軌道に沿い可動部を加減速制御する制
   御部とを備え、前記目標軌道生成部は、 基本となる軌道に沿う速度目標値を生成して出力するデ
   ータ生成部と、 データ生成部の出力データを所定の時間長さ分だけ記憶
   するための記憶部と、 データ生成部の現出力にかかる速度目標値と記憶部に記
   憶された所定時刻前の出力にかかる速度目標値とを重ね
   合わせることにより新たな軌道に沿う速度目標値を生成
   して出力するデータ合成部とで構成されて成る加減速制
   御装置。