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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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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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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