JPH03122704A - 加減速曲線の発生方法および装置 - Google Patents
加減速曲線の発生方法および装置Info
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- JPH03122704A JPH03122704A JP25992789A JP25992789A JPH03122704A JP H03122704 A JPH03122704 A JP H03122704A JP 25992789 A JP25992789 A JP 25992789A JP 25992789 A JP25992789 A JP 25992789A JP H03122704 A JPH03122704 A JP H03122704A
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
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。
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〕
本発明は数置制御装置における加減速曲線の発生方法お
よびそのための装置に関する。
よびそのための装置に関する。
従来の数置制御装置の加減速曲線発生方法においては、
目標位置またはそれまでの移動量、並びに、移動速度（
最高速度）の指令データを受は取ると、目標位置計算部
では、所定の制御周期ごとの目標となる移動量等のデジ
タル値を計算してサーボ機構に与えて動作を制御する。
目標位置またはそれまでの移動量、並びに、移動速度（
最高速度）の指令データを受は取ると、目標位置計算部
では、所定の制御周期ごとの目標となる移動量等のデジ
タル値を計算してサーボ機構に与えて動作を制御する。
この場合、目標位置までの移動の間に加減速を行なうと
きは、第５図に示すように演算プログラムまたは加減速
テーブルで与えられる加速勾配に従って、制御周期毎に
逐次加算し、指定された移動量（最高速度）に達すると
、一定速度移動を行なう。
きは、第５図に示すように演算プログラムまたは加減速
テーブルで与えられる加速勾配に従って、制御周期毎に
逐次加算し、指定された移動量（最高速度）に達すると
、一定速度移動を行なう。
この一定速度領域で、制御周期毎の移動量を一定速度区
間距離から順次減算し、目標位置までの残りの移動量が
、所定の減速勾配（加速時と同様の手法で計算する）で
減算するに必要な距離に十分近（なった時期に、減速を
開始する。減速開始後は、制御周期毎に逐次減速する。
間距離から順次減算し、目標位置までの残りの移動量が
、所定の減速勾配（加速時と同様の手法で計算する）で
減算するに必要な距離に十分近（なった時期に、減速を
開始する。減速開始後は、制御周期毎に逐次減速する。
ところが、上述したように、最高速度と加減速勾配で定
まる加減速区間とを、制御周期単位の移動量で移動して
行（方法を取ると、制御周期は一定であるのに、目標ま
での移動量は任意であるために、最高速度区間での最終
制御周期の終わりと上記の減速区間の開始時期が一致す
ることは希である。即ち、多（の場合は、−制御周期未
満の時期を最高速度で移動すべき距離だけが余り、この
距離だげ早（減速段階に入ることになる。
まる加減速区間とを、制御周期単位の移動量で移動して
行（方法を取ると、制御周期は一定であるのに、目標ま
での移動量は任意であるために、最高速度区間での最終
制御周期の終わりと上記の減速区間の開始時期が一致す
ることは希である。即ち、多（の場合は、−制御周期未
満の時期を最高速度で移動すべき距離だけが余り、この
距離だげ早（減速段階に入ることになる。
減速区間の最終制御周期終了後の移動速度は最低速度に
まで減速されているために、上記の余りの距離は、この
最低速度による目標位置への移動によって処理されてい
る。
まで減速されているために、上記の余りの距離は、この
最低速度による目標位置への移動によって処理されてい
る。
換言すれば、上記従来例では、加速区間距離と減速区間
距離と、最高速度とを予め決定して、前述した最高速度
区間の余りの移動距離、即ち、−制御周期未満の時間に
最高速度で移動すべき距離を最高速度で移動しないで、
減速開始時点を早めて、停止時点を延長する。即ち、上
記余りの移動距離を、減速段階での最低速度の移動によ
って処理するわけである。従って、目標位置到達までの
所要時間が長（なりてしまうという欠点がある。
距離と、最高速度とを予め決定して、前述した最高速度
区間の余りの移動距離、即ち、−制御周期未満の時間に
最高速度で移動すべき距離を最高速度で移動しないで、
減速開始時点を早めて、停止時点を延長する。即ち、上
記余りの移動距離を、減速段階での最低速度の移動によ
って処理するわけである。従って、目標位置到達までの
所要時間が長（なりてしまうという欠点がある。
このよ５な不具合に対して、余りの移動距離を加速区間
、減速区間、最高速度区間に分配する方法（公開特許広
報囚昭６４−４１９０８号）などが提案されているが、
分配を決定するアルゴリズムが複雑であり、演算時間の
増大を招く。
、減速区間、最高速度区間に分配する方法（公開特許広
報囚昭６４−４１９０８号）などが提案されているが、
分配を決定するアルゴリズムが複雑であり、演算時間の
増大を招く。
このような課題を解決するため、本発明の目的は、上記
余り移動距離の調整を全く行なう必要がな（、かつ演算
時間の短い、加減速曲線の発生方法およびそのための装
置を提供する事にある。
余り移動距離の調整を全く行なう必要がな（、かつ演算
時間の短い、加減速曲線の発生方法およびそのための装
置を提供する事にある。
上記目的を達成させるために、本発明は、加速区間では
非線形正帰還ループによって所定の加速勾配を発生させ
、最高速度区間では一定速度の移動を生じさせ、減速区
間では、非線形負帰還ループによって所定の減速勾配を
発生させるようにしたものである。
非線形正帰還ループによって所定の加速勾配を発生させ
、最高速度区間では一定速度の移動を生じさせ、減速区
間では、非線形負帰還ループによって所定の減速勾配を
発生させるようにしたものである。
以下、本発明による一実施例を図面を基に説明する。
＋１１ ブロック図と動作原理
第１図は、本発明による加減速曲線発生器の構成を示し
たものである。偏差カウンタ２は、現在位置１２から、
あらかじめ設定された移動開始位置１４を差し引いた値
、すなわち始点偏差１８と。
たものである。偏差カウンタ２は、現在位置１２から、
あらかじめ設定された移動開始位置１４を差し引いた値
、すなわち始点偏差１８と。
あらかじめ設定された移動終了位置１６から現在位置１
２を差し引いた直、すなわち終点偏差２０とを保持して
いる。ループ切り替え器４は、上記偏差カウンタ２から
送出される上記始点偏差１８と上記終点偏差２０とのそ
れぞれの絶対値を比較し、その絶対値の小さい方の信号
を位置偏差２２とし、これを次段の位置速度変換器６へ
送る。位置速度変換器６は、予め設定された位置速度変
換テーブルによって、あるいは演算手段によって、位置
偏差２２を速度２４に変換する。リミッタ８は、予め設
定された最大速度を速度２４が越えないように制限する
。積分器１０はリミッタ８から出力される速度を積分し
、現在位置１２とする。
２を差し引いた直、すなわち終点偏差２０とを保持して
いる。ループ切り替え器４は、上記偏差カウンタ２から
送出される上記始点偏差１８と上記終点偏差２０とのそ
れぞれの絶対値を比較し、その絶対値の小さい方の信号
を位置偏差２２とし、これを次段の位置速度変換器６へ
送る。位置速度変換器６は、予め設定された位置速度変
換テーブルによって、あるいは演算手段によって、位置
偏差２２を速度２４に変換する。リミッタ８は、予め設
定された最大速度を速度２４が越えないように制限する
。積分器１０はリミッタ８から出力される速度を積分し
、現在位置１２とする。
次に、第２図を用いて、本実施例の動作を説明する。ま
ず、第１図における移動開始位置１４と移動終了位置１
６は、第２図における移動開始位置６０と移動終了位置
６２にそれぞれ対応する。
ず、第１図における移動開始位置１４と移動終了位置１
６は、第２図における移動開始位置６０と移動終了位置
６２にそれぞれ対応する。
現在位置がいま移動開始位置３０に一致するものとする
と、始点偏差１８（第１図）は零であるから、ループ切
り替え器４（第１図）によって始点偏差１８は位置偏差
２２に接続されている。すると、加速ループ２６が成立
する。このループは正帰還によって発振し、位置速度変
換器６の演算内容あるいは、位置速度変換テーブルに従
って、加速カーブを発生する。この位置速度変換器６の
特性を変えることによって任意の加速カーブを発生させ
ることが出来る。たとえば、最も一般的な、一定加速度
の加速カーブについては、その加速度をａとしたとき、
速度Ｖと位置Ｘはあきらかにｖ＝ｆ丁ＴＴであるから、
これを演算手段または、変換テーブルによって実現すれ
ばよいわけである。
と、始点偏差１８（第１図）は零であるから、ループ切
り替え器４（第１図）によって始点偏差１８は位置偏差
２２に接続されている。すると、加速ループ２６が成立
する。このループは正帰還によって発振し、位置速度変
換器６の演算内容あるいは、位置速度変換テーブルに従
って、加速カーブを発生する。この位置速度変換器６の
特性を変えることによって任意の加速カーブを発生させ
ることが出来る。たとえば、最も一般的な、一定加速度
の加速カーブについては、その加速度をａとしたとき、
速度Ｖと位置Ｘはあきらかにｖ＝ｆ丁ＴＴであるから、
これを演算手段または、変換テーブルによって実現すれ
ばよいわけである。
さて、このようにして現在位置は第２図の加速軌道６２
に沿って増大して行（が、速度２４（第１図）の絶対値
が最大速度を越すと、リミッタ（第１図）の働きにより
速度が一定となり、等速軌道６４（第２図）を描（よう
になる。
に沿って増大して行（が、速度２４（第１図）の絶対値
が最大速度を越すと、リミッタ（第１図）の働きにより
速度が一定となり、等速軌道６４（第２図）を描（よう
になる。
次に、始点偏差１８（第１図）が、終点偏差２０より大
きくなると、ループ切り替え器４によって、終点偏差１
８と位置偏差２２が接続され、減速ループ２８が成立す
る。この時点では、まだリミッタ８（第１図）が働いて
おり、一定速度の移動を続けているが、速度２４（第１
図）の絶対値が最大速度を下回るようになると、減速軌
道６６を描（よりになる。減速カーブの形は、加速カー
ブと同様に位置速度変換器６の特性によって決まる。
きくなると、ループ切り替え器４によって、終点偏差１
８と位置偏差２２が接続され、減速ループ２８が成立す
る。この時点では、まだリミッタ８（第１図）が働いて
おり、一定速度の移動を続けているが、速度２４（第１
図）の絶対値が最大速度を下回るようになると、減速軌
道６６を描（よりになる。減速カーブの形は、加速カー
ブと同様に位置速度変換器６の特性によって決まる。
（２）流れ図
以上の処理をすべてソフトウェアで構成した場合の流れ
図が第３図である。これを順に追って説明する。
図が第３図である。これを順に追って説明する。
プログラムは、ある一定の周期、例えば５ミリ秒毎に起
動されるものとする。つまり、この周期毎にモータへの
位置指令直が更新される訳である。
動されるものとする。つまり、この周期毎にモータへの
位置指令直が更新される訳である。
プログラムは、ステップ１００において起動され、移動
開始位置ｘｓ、移動終了位置ｘｇは、予め設定される。
開始位置ｘｓ、移動終了位置ｘｇは、予め設定される。
ステップ１０２において、始点偏差ｄｘｌと終点偏差ｄ
ｘ２が計算される。ステップ１０４において、始点偏差
ｄｘｌと終点偏差ｄｘ２の絶対値が比較され、ｄｘｌが
小さければステップ１０６において、位置偏差ｄｘはｄ
ｘｌと等しくされ、そうでなければステップ１０８にお
いて、位置偏差ｄｘはｄｘ２と等しくされる。
ｘ２が計算される。ステップ１０４において、始点偏差
ｄｘｌと終点偏差ｄｘ２の絶対値が比較され、ｄｘｌが
小さければステップ１０６において、位置偏差ｄｘはｄ
ｘｌと等しくされ、そうでなければステップ１０８にお
いて、位置偏差ｄｘはｄｘ２と等しくされる。
次に、ステップ１１０において位置偏差ｄｘが、予め設
定された関数ｆによって位置増分δＸに変換される。ス
テップ１１２によって速度最大［Ｍと比較され、δＸの
絶対値がＭをこえていればステップ１１４によりて、δ
Ｘが十Ｍを越えないようにする。ステップ１１６では、
現在位ｌｘからδＸが減じられる。これが新しい現在位
置になるわけであるが、あとに述べる理由によりこれが
移動終了位置を越すことがあるため、ステップ１１８で
これを判定し、もし越えていれば、現在位置を移動終了
位置と等しくする。
定された関数ｆによって位置増分δＸに変換される。ス
テップ１１２によって速度最大［Ｍと比較され、δＸの
絶対値がＭをこえていればステップ１１４によりて、δ
Ｘが十Ｍを越えないようにする。ステップ１１６では、
現在位ｌｘからδＸが減じられる。これが新しい現在位
置になるわけであるが、あとに述べる理由によりこれが
移動終了位置を越すことがあるため、ステップ１１８で
これを判定し、もし越えていれば、現在位置を移動終了
位置と等しくする。
（３）減速の様子
次に、減速時における処理の様子を第４図を用いて説明
する。第４図は、位置速度変換テーブルの図であるが、
プログラムの起動周期を考慮して、縦軸は、単位周期の
移動量に相当するものとする。
する。第４図は、位置速度変換テーブルの図であるが、
プログラムの起動周期を考慮して、縦軸は、単位周期の
移動量に相当するものとする。
まず、移動終了位置が零で、現在位置がｘｌにあるもの
とすると、位置速度変換テーブルを用いて位置増分δｘ
１かもとめられ、現在位置はｘ２へと変更される。この
ようにして順次、現在位置が求められるが、ｘ４におい
て移動目標位置零を越えるため、この時点で現在位置を
移動目標位置と等しくすれば良い。
とすると、位置速度変換テーブルを用いて位置増分δｘ
１かもとめられ、現在位置はｘ２へと変更される。この
ようにして順次、現在位置が求められるが、ｘ４におい
て移動目標位置零を越えるため、この時点で現在位置を
移動目標位置と等しくすれば良い。
本実施例においては、加速区間、等速度区間、減速区間
を関連させて作用させることで最適な例を示したが、各
区間のみでそれぞれ作用させても、その区間においては
効果が得られる。
を関連させて作用させることで最適な例を示したが、各
区間のみでそれぞれ作用させても、その区間においては
効果が得られる。
従来方法では避けられなかった減速区間開始時期の誤差
による余り移動距離の調整は、本発明によれば、不用に
なる。なぜならば、その余り移動距離は、本発明による
非線形負帰還ループによって、特別のアルゴリズムを付
加することなく、自然に吸収されるからである。
による余り移動距離の調整は、本発明によれば、不用に
なる。なぜならば、その余り移動距離は、本発明による
非線形負帰還ループによって、特別のアルゴリズムを付
加することなく、自然に吸収されるからである。
また、上記非線形正帰還ループと上記線形負帰還ループ
は、偏差演算部、位置速度変換テーブル、積分器等の単
純な要素からなり、ノ１−ドウエアで構成することもで
き、ソフトウェアで構成した場合は、きわめて高速であ
る。
は、偏差演算部、位置速度変換テーブル、積分器等の単
純な要素からなり、ノ１−ドウエアで構成することもで
き、ソフトウェアで構成した場合は、きわめて高速であ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の詳細な説明するブロック図、第２図は
本発明によって生じる加減速カーブの状態を和平面を用
いて説明した説明図、第３図は本発明をソフトウェアで
構成した場合の流れ図、第４図は本発明による減速カー
ブの説明図、第５図は従来の方法によりえられた時間と
速度の関係を示した説明図である。 ２・・・・・・偏差カウンタ、 ４・・・・・・ループ切換器、 ６・・・・・・位置速度変換器、 ８・・・・・・リミッタ、 １０・・・・・・積分器。
本発明によって生じる加減速カーブの状態を和平面を用
いて説明した説明図、第３図は本発明をソフトウェアで
構成した場合の流れ図、第４図は本発明による減速カー
ブの説明図、第５図は従来の方法によりえられた時間と
速度の関係を示した説明図である。 ２・・・・・・偏差カウンタ、 ４・・・・・・ループ切換器、 ６・・・・・・位置速度変換器、 ８・・・・・・リミッタ、 １０・・・・・・積分器。
Claims (4)
- （１）加速区間と等速度区間と減速区間とを設けて、移
動開始位置から移動終了位置に到達する加減速曲線の発
生方法であって、 現在位置と前記移動開始位置との偏差（第１の偏差）、
並びに現在位置と前記移動終了位置との偏差（第２の偏
差）を比較し、 前記第１の偏差が小さいときは、この第１の偏差を速度
に変換して前記加速区間における加速曲線を発生させ、
さらにこの速度を積分して現在位置に変換し、 前記第２の偏差が小さいときは、この第２の偏差を速度
に変換して前記減速区間における減速曲線を発生させ、
さらにこの速度を積分して現在位置に変換し、 速度の上限と下限とを設定し、前記速度がこの設定を越
えたときには、その越えた設定を速度として前記等速度
区間での等速曲線を発生させることを特徴とする加減速
曲線の発生方法。 - （２）加速区間と等速度区間と減速区間とを設けて、移
動開始位置から移動終了位置に到達する加減速曲線の発
生方法において、 前記加速区間では、現在位置と前記移動開始位置との偏
差を速度に変換して加速曲線を発生させ、さらにこの速
度を積分して現在位置に変換することを特徴とする加減
速曲線の発生方法。 - （３）加速区間と等速度区間と減速区間とを設けて、移
動開始位置から移動終了位置に到達する加減速曲線の発
生方法において、 前記減速区間では、現在位置と前記移動終了位置との偏
差を速度に変換して加速曲線を発生させ、さらにこの速
度を積分して現在位置に変換することを特徴とする加減
速曲線の発生方法。 - （４）現在位置とあらかじめ設定された移動開始位置と
の偏差（第１の偏差）、およびあらかじめ設定された移
動終了位置と現在位置との偏差（第２の偏差）を保持す
る偏差カウンタと、 この偏差カウンタから送出される前記第１の偏差と第２
の偏差との絶対値を比較し、その絶対値の小さい方の偏
差を位置偏差として送出するループ切換手段と、 前記位置偏差を速度に変換する位置速度変換手段と、 前記速度が、あらかじめ設定した速度を越えないように
制限するリミッタと、 このリミッタから送出される速度を積分し現在位置とす
る積分手段と からなることを特徴とする加減速曲線の発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25992789A JPH03122704A (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 加減速曲線の発生方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25992789A JPH03122704A (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 加減速曲線の発生方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03122704A true JPH03122704A (ja) | 1991-05-24 |
Family
ID=17340864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25992789A Pending JPH03122704A (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 加減速曲線の発生方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03122704A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009029567A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Ricoh Co Ltd | 自動原稿搬送装置 |
| JP2011501293A (ja) * | 2007-10-21 | 2011-01-06 | ジーイー・インテリジェント・プラットフォームズ・インコーポレイテッド | 運動制御システムにおいて終了条件を満たす方法およびシステム |
-
1989
- 1989-10-06 JP JP25992789A patent/JPH03122704A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009029567A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Ricoh Co Ltd | 自動原稿搬送装置 |
| JP2011501293A (ja) * | 2007-10-21 | 2011-01-06 | ジーイー・インテリジェント・プラットフォームズ・インコーポレイテッド | 運動制御システムにおいて終了条件を満たす方法およびシステム |
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