JPH0239210A - 加減速制御方式 - Google Patents

加減速制御方式

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JPH0239210A JP63186893A JP18689388A JPH0239210A JP H0239210 A JPH0239210 A JP H0239210A JP 63186893 A JP63186893 A JP 63186893A JP 18689388 A JP18689388 A JP 18689388A JP H0239210 A JPH0239210 A JP H0239210A
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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、NC工作機械やロボットの制御装置等に使用
されるサーボモータの加減速fIill 1方式に関す
る。
従来の技術 NC工作機械やロボット等において、なめらかな起動、
停止を行わせ、かつ、機械に振動が生じないようにする
ため、補間後の各軸のサーボモータへの移動指令(速度
)を加減速フィルタに通し、該加減速フィルタの出力を
サーボ制御部に入力して加減速制御を行う方式、または
、補間前の指令速度を加減速フィルタに通し、該加減速
フィルタの出力に対し補間を行ってサーボ制御部に入力
する加減速制御方式が公知である。
また、特1m昭59−168513号公報に記載されて
いるように、加減速フィルタを2段にして加減速1iI
J御を行う方式も公知である。
発明が解決しようとする課題 指令速度(単位時間当りの移動量)を加減速フィルタに
通すことによって、指令速度の不連続性をなくし、指令
速度をなめらかにすることができる。しかし、この場合
、加速度には不連続性が残る。そこで、加減速フィルタ
を2段にし、再度加減速フィルタに通すことによって加
速度の不連続性を改善することができるが、しかし、加
加速度の不連続性が残り、この加加速度の不連続性によ
りNC工作機械やロボット等に振動が発生することがあ
る。
そこで、本発明の目的は、加加速度の不連続性をも改善
し、機械やロボット等に振動が発生しない加減速制御方
式を提供することにある。
課題を解決するための手段 本発明は、加減速フィルタを3段にすることによって上
記課題を解決した。
作  用 第1段の加減速フィルタによって指令速度の不連続性を
除去し、第2段の加減速フィルタによって加速度の不連
続性を除去し、第3段の加減速フィルタによって加加速
度の不連続性を除去する。
これによって、機械やロボットはなめらかに移動させ、
振動の発生を防止する。
実施例 第2図は、直線形加減速制御をデジタル処理で行う従来
から公知の加減速フィルタFのブロック図で、該加減速
フィルタFはn−1個の遅延ユニットz −1を有して
いる。但し、nは加速又は減速を開始してから、加速又
は減速を終了するまでの加減速時間τをナンプリング周
期Tで割ったもの、即ち、n−τ/Tである。また、符
号10は加算手段、11は乗算手段で、加算手段10の
出力に1/nを乗するものである。
該加減速フィルタFには指令速度(単位時間当りの移動
m)がサンプリング周期T毎に入力され、該指令速度は
、サンプリング周期T毎順次次のイ延ユニットz −1
にシフトされ、かつ、入力指令速度と各遅延ユニットZ
−1の出力をナンブリング周mT毎に加算手段10で加
算し、ざらに、該加算手段10の出力に乗算手段11で
1/nが乗算されて、加減速フィルタFの出力P′とし
て出力されるようになっている。
即ち、加算フィルタFの出力P′は次式によって示され
る。
P’ = (P+XI +X2 +−Xn−1> /n
・・・・・・(1) なお、XI 、X2・・・・・・Xn1.ti!i!延
ユニッ上ユニツトる値である。
第1図は、このような加減速フィルタFをシリーズに接
続し、3段の加減速フィルタF1.F2゜F3を構成し
た本発明の加減速制御方式を実施づる1つの軸の一実施
例のブロック図である。paは補間後の指令速度であり
、第1段の加減速フィルタF1に入力され、該第1段の
加減速フィルタF1の出力Pbは第2段の加減速フィル
タF2に入力され、その出力Pcは第3段の加減速フィ
ルタF3に入力され、該第3段の加減速フィルタF3の
出力Pdは、当該加減速制御を行うサーボモータのサー
ボ制御部に入力されるようになっている。
次に、本実施例の動作を第3図のタイミングチャートと
共に説明する。
例えば、指令速度Paを100.ナンブリング周期Tを
B m5ac、第1段から第3段の加減速フィルタF1
〜F3の加減速時間をすべて同一τとして4 Q m5
Ocとすると、n = 40/8 = 5で4個の遅延
ユニットz−1で各加減速フィルタF1〜F3が構成さ
れているとする。そして、各遅延ユニットZ−1の初期
値×1〜×4は0であるとする。
第1回目のサンプリング時では、pa=ioo。
×1〜X4 =Oであるので、第1の加減速フィルタF
1の出力Pbは Pb=10015=20 第2回目はPa=100.xi =100.X2〜X4
=Oであるので、 Pb=20015=40 以下、第3回目のサンプリング時にはpb=60、第4
回目、第5回目の各サンプリング周期ではpb=so、
pb=iooとなり、以後、指令速度pa=iooが入
力される間、出力pbはrlooJを出力し、指令速度
paが10」となると以後のサンプリング時より順次8
0,60゜40.20.O・・・となる。即ち、第3図
に示すように、指令速度Pa=100の矩形状入力があ
ると、第1の加減速フィルタF1は第3図に示されるよ
うに加減速制御された出力Pbを出すことになる。
第1表は上記例における加速時における指令速度Paと
第1の加減速フィルタF1の出力Pbの関係を表にした
ものである。
第1表 1丁    100   10015=202T   
  100   20015=403T     10
0   30015=604T     100   
40015=805T     100   5001
5=1006丁     100    50015=
100上記第1表で明らかのように、加速度はOから2
0に立上った後加速時間(τ=5T)中、一定(20)
であり、また、減速時においても、第1加減速フイルタ
pbの出力は100から80,60.40.20.Oと
変化するので、減速開始時に加速度は−20になった後
、この減速時間(τ−5T)中、加速度は一定(−20
>となり、第3図に示すように、不連続の加速度が生じ
ることとなる。また、加加速度も第1表及び第3図に示
すように、加減速開始時及び終了時に加加速度が生じ、
不連続な加加速度となっている。
そこで、第1段の加減速フィルタF1の出力Pbを第2
段の加減速フィルタF2に入力する。このときの第2段
の加減速フィルタF2への入力Pbと出力PCとの関係
は、上記例に従って述べると第2表のようになり、第3
図に示すような速度指令出力Pc及びその加速度、加加
速度となる。
この第2表及び第3図から明らかのように、加速度の不
連続性は改善されているが、加加速度に関しては依然と
して不連続である。
この第2段の加減速フィルタF2の出力Pcを第3段の
加減速フィルタF3に入力すると、該第3段の加減速フ
ィルタF3の出力Pd及びその加速度、加加速度は第3
図に示す状態となる。また、上記例で加速時の状態を見
ると、第3表のようになる。
第2表 第3表 2015=  4 6015=12 12015=24 20015=40 30015=60 38015=76 44015=88 48015=96 50015=100 50015=100 50015=100 1■ 2■ 3丁 4丁 5丁 6丁 1丁 8丁 9■ 10丁 11丁 2T 3T 4T 5T 415=0.8 1615=3.2 4015=  8 8015=16 14015=28 21215=42.4 28815=57.6 36015=72 42015=84 46015=92 48415=96.8 49B15=99.2 50015=100 50015=100 50015=100 0.8  0.8 2.416 4.8  2.4 14.4  24 15.2  0,8 14.4  −0 8 12  −2.4 4、8  −3.2 2、4  −2.4 0.8−16 0  −0.8 この第3表及び第3図から明らかのように、加加速度の
不連続性は除去され、加速度、加加速度は連続的となり
、出力Pdもなめらかに変化する。
そして、この第3段の加減速フィルタF3の出力Pdを
指令速度としてサーボ制御部に入力すれば、加速度、加
加速度は不連続性がなく、指令速度Pdもなめらかに変
化するから、サーボモータはなめらかに駆動され、機械
やロボットに振動が生じることはない。
第4図は、上記3段の加減速フィルタで構成される加減
速制御をマイクロプロセッサで処理するときの第2の実
施例を示すフローチャートである。
マイクロプロセッサに接続されたメモリ内に第1の加減
速フィルタの遅延ユニットZ−1に対応するレジスタ8
1〜BL−1,第2の加減速フィルタの遅延ユニットz
lに対応するレジスタ01〜C11−1,13の加減速
フィルタの亙延ユニットZ−1に対応するレジスタD1
〜[) n−1を設ける。
なお、l、m、nの値は第1.第2.第3の各加減速フ
ィルタの加減速時間τ1.τ2.τ3を第4図の処理を
行う周期Tで除した値(L=rl/T、m−r2/T、
n=r3/T)である。
マイクロプロセッサは所定周期T毎に第4図に示す処理
を実行しており、速度指令paがあると、該指令値pa
とレジスタ81〜3 L−1に記憶する値を加算し、し
て除して第1段の加減速フィルタF1の出力に対応する
値Pbを求める(ステップ81)。次に、求められた出
力Pbの値と第2段のレジスタ01〜Cl11−1の値
を加算し、mで除し、第2段の加減速フィルタF2の出
力に対応する値pcを求める(ステップS2)。そして
、このpcと第3段のレジスタD1〜[) n−1の値
を加C)し、nで除し、第3段の加減速フィルタF3の
出力に対応する値Pdを求め(ステップS3)、加減速
制御出力としてこの値Pdをサーボ制御部へ出力する(
ステップ84)。次に、レジスタB L−2〜B1の値
をレジスタB1.−1〜B2へ各々シフトしくステップ
55−1〜S 5− (L−2))、レジスタB1に速
度指令値paを格納する(ステップ86)。
以下同様に、レジスタCm−2〜C1の値を各々レジス
タCm−1〜C2ヘシフトしくステップ$7−1〜S 
7− (m−2))、レジスタC1に第1段の加減速フ
ィルタの出力としての値pbを格納しくステップS8)
、レジスタ[] n−2〜D1の値を各々レジスタ[)
 n−1〜D2ヘシフトしくステップ891〜S 9−
 (n−2))、レジスタD1に第2段の加減速フィル
タの出力としての値pcを格納して(ステップ510)
、当該処理周期の処理を終了する。上記処理を所定周期
毎行うことによって、該処理によって出力される指令速
度Pdは第3図に示すように加速度、加加速度に不連続
性のないなめらかな指令を得ることができる。
発明の効果 本発明は、加減速フィルタを3段にすることによって、
速度指令、その加速度、加加速度に不連続性を除去した
ので、本発明の加減速制御方式で駆動されるNC工作機
械やロボット等はなめらかに駆動され、撮動が低減され
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は直線
形加減速フィルタのブロック図、第3図は本発明の実施
例における第1〜第3段の加減速フィルタの出力の説明
図、第4図は本発明の第2の実施例におけるマイクロプ
ロセッサが行う70−ヂヤートである。 F、Fl〜F3・・・加減速フィルタ、z−1・・・遅
延ユニット、10・・・加算手段、11・・・乗算手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 移動指令を加減速フィルタを介してサーボ制御部に入力
    しサーボモータの加減速を制御する加減速制御方式にお
    いて、上記加減速フィルタを3段にして加減速制御を行
    うことを特徴とする加減速制御方式。
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