JPH0421104A - 複数軸駆動装置 - 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、複数の軸を制御する位置決め装置に係り、
特に、直線補間時の速度基準の決定方法の改良に関する
。

（従来の技術） 第５図は、この種の位置決め装置のハードウェア構成を
示すブロック図である。同図において、位置決め装置（
１）はマイクロプロセッサ（１１）と、直線補間データ
としての各軸の移動目標位置および合成速度を記憶する
データメモリ（１２）と、各軸の速度基準等を記憶する
制御メモリ（１３）と、インタフェース（１４）、　（
１５）、　（１６Ｘ）、　（１６Ｙ）〜（１６Ｎ）とを
備え、これらが相互に接続されている。そして、動作を
開始するための指令を与える外部指令装置（２）がイン
タフェース（１４）に、直線補間データを入力するため
の周辺装置（３）がインタフェース（１５）にそれぞれ
接続されている。また、モータドライブ装置（４Ｘ）　
、　　（４Ｙ）〜（４Ｎ）がインタフェース（１６Ｘ）
、　（ｌ［ｉＹ）　〜（１６Ｎ）　ニソｔ’Ｌソｔ’Ｌ
接続すレ、コレらのモータドライブ装置（４Ｘ）、　（
４’／＞〜（４Ｎ）が各軸のモータ（５Ｘ）、　（５Ｙ
）〜（５Ｎ）を駆動するようになっている。

この位置決め装置（１）の従来の直線補間動作を第６図
のフローチャートに従って、第７図の入力データ例およ
び第８図の説明図をも参照して以下に説明する。

先ず、周辺装置（３）を用いてｎ（ｎ＝−２以上の整数
）軸の直線補間に必要な各軸の移動目標位置および合成
速度を入力すると、これらの直線補間データが、インタ
フェース（１５）を介して、マイクロプロセッサ（１工
）に取込まれ、マイクロプロセッサ（１１）はこれをデ
ータメモリ（１２）に記憶させる（ステップ１１１）。

次に、外部指令装置（２）を用いて動作を開始するため
の指令を与えると、この指令がインタフェース（１４）
を介して、マイクロプロセッサ（１１）に入力される（
ステップ１１２）。そこで、マイクロプロセッサ（１１
）はデータメモリ（１２）に記憶された各軸の移動目標
位置および合成速度に基いて軸毎の速度・基準を演算し
て制御メモリ（１３）に記憶させる（ステップ１１３）
。

次に、マイクロプロセッサ（１１）は各軸の速度基準に
見合った動作指令を、それぞれインタフェース（１６Ｘ
）　、　　（１８Ｙ）　〜（１６Ｎ）　　を介して、モ
ータドライブ装置（４Ｘ）　、　　（４Ｙ）〜（４Ｎ）
に与え、これによって各軸＋７）−１−一タ（５Ｘ）　
、　（５Ｙ）　〜（５Ｎ）は−斉に駆動サレル（ステッ
プ１１４）。また、マイクロプロセッサ（１１）はこれ
らの動作指令の出力処理を一定時間毎に実行する（ステ
ップ１１５）。

次に、マイクロプロセッサ（１１）は移動目標位置（以
下、単に移動位置ともいう）に対応した回数だけ動作指
令を圧力したか否かを判定し、出力しておれば直線補間
動作を終了する（ステップ１１６）。

因みに、周辺装置（３）から入力される直線補間データ
は、第７図（ａ）　　に示すように、運転動作、合成速
度および各軸の移動位置からなっている。

第８図（ａ）および（ｂ）はワークに対して２軸の直線
補間データを入力したとき、移動位置がｈ（ＸＩ、ｙ＋
）である場合と、Ｐ２（Ｘ２．Ｖ２）である場合の各動
作軌跡を示した図である。ここで、移動位置Ｐ１が（Ｘ
Ｉ、ｙ＋）であれば現在位置０と移動位置Ｐ１との間の
合成速度■が一定になるようにＸ軸の速度基準Ｖつ、と
、ｙ軸の速度基準Ｖｙｌとが決定される。また、移動位
置Ｐ２が（Ｘ２．ｙ２）であっても、やはり合成速度Ｖ
が一定になるようにＸ軸の速度基準■８゜と、ｙ軸の速
度基準Ｖｙ２とが決定される。

この場合、ｙｌ＝！／２１　ＸＩ＞Ｘ２の関係にあった
としても、合成速度Ｖを一定にしたことにより、Ｖ　Ｘ
　ｌ≠ＶＸ２、Ｖｙ１≠ｖｙ２となり、各軸の速度基準
は移動位置の変化に応じてその度毎に変化する。

（発明が解決しようとする課題） 上述した位置決め装置は工作機械に限らず、これ以外の
種々の分野に応用される。このうち、工作機械に応用し
た場合には、上述した直線補間動作を途中で停止するこ
となく、連続的に実行したとしても、合成速度が常に一
定であることから工作状態を一定に維持できる。

ところで、搬送装置としてのコンベアにおいては、合成
速度を一定にするよりも、基準軸に対して速度一定制御
をする必要性が高い。しかるに、上述した従来の直線補
間を採用した位置決め装置にあっては、新たな移動位置
に対応した直線補間動作毎に各軸の速度が変化し、コン
ベアに適用したときに基準軸の速度を一定に保持するこ
とができないという問題点があった。

この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、基準軸速度を一定に保持することのできる位置決め
装置を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明に係る位置決め装置は、外部から直線補間デー
タを入力する補間データ入力手段により、基準軸の速度
を一定にする指令を入力したとき、複数軸の速度基準を
演算する軸毎速度演算手段が基準軸の速度基準を一定と
し、他の軸の速度基準を移動量に比例させるようにした
ものである。

［作用］ この発明においては、基準軸速度一定の指令を与えると
、基準軸の速度基準を一定とし、他の軸の速度基準を移
動量に比例させるので、基準軸速度を一定に保持した直
線補間が可能となる。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
あり、外部から直線補間データを入力する補間データ入
力手段（１０１）と、入力された補間データを記憶する
補間データ記憶手段（１０２）と、外部から補間動作指
令を与える動作指令手段（１０３）と、補間動作指令が
与えられたとぎ、補間データ記憶手段（１０２）の補間
データに基いて複数軸の速度基準をそれぞれ演算する軸
毎速度・演算手段（１０５）と、演算された速度基準を
記憶する速度データ記憶手段（ｔＯａ）と、記憶された
速度基準に従った動作指令をモータドライブ装置（５ｘ
）〜（５Ｎ）に与える動作指令出力手段（１０６）　と
で構成されている。

ここで、補間データ入力手段（１０１）から合成速度を
一定にする指令および基準軸の速度を一定にする指令の
うちいずれか一方を随時選択して入力すると、軸毎速度
演算手段（１０４）はこの指令に応じて各軸の速度基準
を合成速度の成分に一致させたり、基準軸の速度基準を
一定にし、他の軸の速度基準をＢ動量に比例させたりす
る。

ところで、第１図にブロックで示した各機能は、第５図
に示したハードウェア（Ｈ／Ｗ）構成をそのまま採用す
ることができ、そのソフトウェアを変更することによフ
て実現できる。

そこで、本実施例のソフトウェアに対応する第２図のフ
ローチャートに従フて具体的動作を以下に説明する。

先ず、ｎ軸の直線補間を行う場合には、周辺装置（３）
にて各軸の目標位置と、合成速度を一定にするかあるい
は基準軸速度を一定にするかの動作内容を入力すると、
マイクロプロセッサ（１１）はこれらの補間データおよ
び動作内容をデータメモリ（１２）に記憶させる（ステ
ップ１２１）。

次に、補間動作を開始する場合に、外部指令装置（２）
によって動作開始指令を入力すると、この指令がマイク
ロプロセッサ（１１）に加えられる（ステップ１２２）
。

次に、マイクロプロセッサ（１１）はこの動作指令を受
けたとき、データメモリ（１２）の補間データに基いて
各軸の移動量を演算する（ステップ１２３）。

次に、データメモリ（１２）の動作内容が合成速度一定
か基準軸速度一定かを判定しくステップ１２４）、合成
速度一定の場合には前述したように直線速度成分に対応
する各軸の速度基準を演算して制御メモリ（１３）に記
憶させ（ステップ１２５）、反対に、基準軸速度一定の
場合には基準軸の速度基準を一定とし、他の軸の速度基
準を移動量に比例させたものとして制御メモリ（１３）
に記憶させる（ステップ１２６）。

次に、マイクロプロセッサ（１１）は各軸の速度基準に
見合った動作指令をモータドライブ装置（４Ｘ）、　（
４Ｙ）　〜（４Ｎ）に与え、これによッテ各軸のモータ
（５Ｘ）　、　（５Ｙ）　〜（５Ｎ）は−斉に動作を開
始する（ステップ１２７）。また、マイクロプロセッサ
（１１）はこれらの動作指令の出力処理を一定時間毎に
実行する（ステップ１２８）。

次に、マイクロプロセッサ（１１）は移動目標位置に対
応した回数だけ動作指令を出力したか否かを判定し、出
力しておれば直線補間動作を終了する（ステップ１２９
）。

因みに、ｎ軸の直線補間について、Ｘ軸を基準軸と指定
する場合には、第７図（ｂ）に示すデータが周辺装置（
３）から位置決め装置（１）に入力される。

第３図（ａ）および（ｂ）はワークに対して２軸の直線
補間動作をさせる際、Ｘ軸の速度が一定になるように動
作内容を指定すると共に、移動位置がＰｌ（ｘｌ、３１
＋）である場合と、Ｐ２（Ｘ２．ｙ２）である場合の移
動軌跡を示した図である。

ここで、移動位置ｈ（ｘｌ、ｙｌ）に対してＸ軸の速度
基準はＶｙｌはｖ（−＝一定）となり、Ｙ軸の速度動位
置Ｐ２　（Ｘ２　、ｙ２）に対してＸ軸の速度基準Ｖｘ
２はｖ（＝一定）に、Ｙ軸の速度基準Ｖｙ２は■×■の
ように決定される。

この場合、ｙｌ＝Ｖ２、ｘ、＞ｘ、の関係にある場合、
Ｘ軸の速度を一定にしたことにより、ｖ１≠■２（合成
速度）　％　Ｖ　ｘｌ　＝　Ｖ　Ｘ２＝　Ｖ　％　Ｖ　
ｙｌ≠Ｖｙ２となる。

しかして、ユーザが周辺装置（３）を用いて合成速度を
一定にする指令を入力すれば、合成速度−定の連続制御
ができ、基準軸の速度を一定にする指令を入力すれば基
準軸速度一定の連続制御ができる。

とりわけ、動作軸の速度を一定にし、かつ、この動作軸
に対して補間して動かす必要のある軸の動作軌跡の直線
性を必要とするコンベアの制御において、基準軸速度一
定の指令を与える制御方法が極めて有効である。

第４図（ａ）および（ｂ）は合成速度を一定にする指令
を与えて連続制御したとき、および基準軸の速度を一定
にする指令を与えて連続制御したときの軸速度の変化を
示した図である。

すなわち、合成速度一定制御においては、同図（ａ）　
　に示すように、Ａ点からＢ点に向かうとき第１軸のみ
が駆動され、Ｂ点から他の点に向かうときに第２軸も駆
動されたとすれば、第１軸の速度はＢ点の前後で変化す
る。一方、基準軸速度一定制御においては、同図（ｂ）
　に示すように、Ｂ点から他の点に向かうときに第２軸
が駆動されても第１軸の速度は変化しない。

このことから明らかなように、基準軸の速度−定制御は
駆動系統に対して所望のスタート条件と実現できること
になり、さらに、一定速度を保ちながら動作して最終目
的位置に到達させるというストップ条件の実現も可能と
なる。

また、３軸以上のｎ軸制御において、基準２軸の合成速
度を基準速度とすれば、平面上に限って見れば常に同一
の速度で動くｎ軸補間制御が実現できる。

〔発明の効果） 以上の説明から明らかなように本発明によれば、直線補
間時に、基準軸の速度を一定にする指令を入力すると、
基準軸の速度基準を一定とし、他の軸の速度基準を移動
量に比例させるようにしたので、基準軸速度を一定に保
持することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は同実施例の主要な機能をマイクロプロセッサに
持たせた場合の処理手順を示すフローチャート、第３図
（ａ）　、　（ｂ）は同実施例の動作を説明するために
、移動位置に応じた移動軌跡を示した図、第４図（ａ）
　、　（ｂ）は同実施例の動作を説明するために、合成
速度一定の指令と基準軸速度一定の指令を入力した場合
の軸速度変化の説明図、第５図は位置決め装置の一般的
なハードウェア構成を示すブロック図、第６図は従来の
位置決め装置の動作を説明するためのフローチャート、
第７図（ａ）　、　（ｂ）は第５区に示した装置の主要
素の入力データ例を示す図、第８図（ａ）　、　（ｂ）
は従来の位置決め装置の動作を説明するために、移動位
置に応じた移動軌跡を示した図である。 （１）・・・位置決め装置、（２）・・・外部指令装置
、（３）・・・周辺装置、（４ｘ）〜（４Ｎ）・・・モ
ータドライブ装置、（５Ｘ）　〜（５Ｎ）−＋−タ、（
１０１）　−・・補間データ入力手段、（１０２）・・
・補間データ記憶手段、（１０３）・・・動作指令手段
、（１０４）・・・軸毎速度演算手段、（１０５）・・
・速度データ記憶手段、（１０６）・・・動作指令出力
手段。 第 図 第 図 第 図 （ｂ） １ｔ。 第 図 移動量・０ 第 図 第 図 第 図 （ｂ） 手 続 補 正 書（自発） １゜ 事件の表示 特願平２−１２６３８２号 ２゜ 発明の名称 位置決め装置 ３゜ 補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名　
称（６０１）三菱電機株式会社 代表者志岐守哉 ４、代理人 住所 東京都中央区日本橋本町１丁目９番１３号中山ビル４階 ６　。 補正の内容 図面中、 第３図及び第８図をそれぞれ別紙の如 く補正する。 ７　。 添付書類の目録 図面 １通 第 図 （ｂ） Ｖｙ２’ＦＶｙ２ 第 図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外部から直線補間データを入力する補間データ入力手段
   と、入力された補間データに基いて複数軸の速度基準を
   それぞれ演算する軸毎速度演算手段と、演算された速度
   基準に従った動作指令を各軸のモータドライブ装置に与
   える動作指令出力手段とを備え、前記補間データ入力手
   段から基準軸の速度を一定にする指令を入力したとき、
   前記軸毎速度演算手段は前記基準軸の速度基準を一定と
   し、他の軸の速度基準を移動量に比例させることを特徴
   とする位置決め装置。