JPH04260906A - モータの速度制御装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、サーボモータやステッピングモータの速度制
御装置に関し、特にＸ−Ｙテーブルなどを高速で駆動さ
せる場合に適した速度制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来、この種の速度制御装置では、位置決め対象の移動
を円滑に行うため、起動時に加速して最高速度に達した
後これを維持して移動し、停止位置手前で減速する第４
図の実線で示すような台形型パターンで速度制御を行っ
ていた。しかし、このような装置では、移動距離が大き
い場合においては台形型パターンが実現できるが、移動
距離が小さい場合においては、加速の途中から急激に減
速に切り替わる第４図の点線で示すような三角形型パタ
ーンの速度制御となってしまい、加速度の急激な変化が
位置決め対象に衝撃や振動をもたらすことになる。そし
て、位置決め対象が指令位置で停止するとき、振動でオ
ーバーシュートする場合もあり位置決め精度に影響して
いた。

このような課題を解決する装置として、特公昭５５−４
２４１９公報の「運動制御装置」が開示されている。す
なわち、移動距離の大小に関係なく、ほぼ一定の加減速
度を持つ台形型パターンで速度制御を行い、円滑な移動
と高い停止精度を確保している。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、この「運動制御装置」では、加速および
減速パターンが一定であるため、移動距離が短い場合の
移動時間の延長や、移動距離が長い場合の移動時間の短
縮を行うことが難しく、制限された移動時間内で繰り返
し高速で移動して高い精度で位置決めを行う用途に対し
、柔軟に対応する点で不十分であった。

本発明は、モータの最高速度を越えない範囲で、移動距
離に応じた最高移動速度、加速度、減速度を任意に設定
し、移動時間の制約に応えようとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明の速度制御装置では、あらかじめ指示された移動
時間内に位置決め対象を指令位置へ移動する場合、最高
移動速度までの加速時間と、最高移動速度を維持して移
動する定速時間と、最高移動速度から指令位置で停止す
るまでの減速時間との各時間比率を移動距離に関係なく
一定の比率で時間配分を行う。そして、移動距離と配分
された時間比率により最高移動速度を算出し、この最高
移動速度と加速および減速時間比率によって加速度と減
速度を算出して常に台形型パターンでモータの速度制御
を行う。

（ホ）作用 モータの最高速度を越えない範囲で、移動距離と指示さ
れた最高移動速度維持時間とにより任意の最高移動速度
を設定でき、かつ設定された最高移動速度と加速および
減速時間とにより任意の加速度および減速度を設定でき
る。

（ヘ）実施例 第１図は、本発明の一実施例の構成を示す機能ブロック
図である。１は位置決め対象を現在位置から次にどれだ
けの移動時間でどの位置に移動するかを指示する指令手
段で、２はその指令位置と現在位置との差を算出する移
動距離算出手段である。３は指示された移動時間を、あ
らかじめ設定した各時間比率で自動的に加速時間、最高
移動速度維持時間、減速時間に割り付ける時間配分手段
である。４は算出された移動距離と前記の各時間比率に
よって最高移動速度、加減速度を算出して速度パターン
を設定する速度パターン設定手段であり、指令パルス出
力手段５を制御する。６は指令パルス出力手段５の出力
パルスにより動作するサーボドライバ等のモータ駆動手
段であり、モータ７を駆動する。８はモータ７に取り付
けられたオプティカルエンコーダ等の位置検出手段で、
モータの位置情報をモータ駆動手段６にフィードバック
する。

第２図は本実施例の制御回路を示すブロック図である。

２１はモータの速度制御装置であって、その中枢をなす
のが中央処理装置（ＣＰＵ）２２であり、これにメモリ
２３、ＣＲＴ２４、キーボード２５が付属している。Ｃ
ＰＵ２２は、バスライン２６を介して指令パルス出力手
段５を制御する。そして、指令パルス出力手段５の指令
パルスにより、モータ駆動手段６が動作してモータ７を
駆動する。８は位置検出手段で、モータ駆動装置６へモ
ータの位置情報をフィードバックする。

第３図は、ＣＰＵ２２内のプログラムにより制御される
速度制御装置の動作の一例を示すフローチャートであり
、第４図の速度パターン図を参照しながら説明する。

まず、ステップＳ１でメモリ２３から位置決め対象の次
なる移動位置とその移動時間Ｔを読み出し、移動を指令
する。ステップＳ２で現在位置と指令された移動位置と
の差Ｘを算出し、キーボード２５等によりあらかじめ設
定した時間比率で加速時間ｔ１、最高移動速度維持時間
ｔ２、減速時間ｔ３を算出する。そして、ステップＳ３
では、移動距離Ｘと前記各所要時間Ｔ、ｔ２とにより、
最高移動速度Ｖｍａｘを算出する。この最高移動速度は
第４図に示す台形型速度パターンの高さに相当し、次式
で与えられる。

ステップＳ４で、ステップＳ３で算出した最高移動速度
ｖｍａｘが、あらかじめ設定してあるモータの最高速度
ｖｌｉｍｉｔを越えているかどうかを判断し、越えてい
ない場合にはステップＳ５に進み、最高移動速度ｖｍａ
ｘと加速時間ｔ１および減速時間ｔ３によって、加速度
ａおよび減速度ｂを算出する。この加速度ａおよび減速
度をは、第４図に示す台形型速度パターンの右辺および
左辺の傾きに相当し、次式で与えられる。

ステップＳ６で、ここまでに算出した加速度ａ、最高移
動速度ｖｍａｘ、最高移動速度維持時間ｔ２、減速度ｂ
により、速度パターンを設定する。

また、ステップＳ４で、ステップＳ３で算出した最高移
動速度ｖｍａｘが、あらかじめ設定してあるモータの最
高速度ｖｌｉｍｉｔを越えている場合にはステップＳ７
へ進み、最高移動速度ｖｍａｘをモータの最高速度ｖｌ
ｉｍｉｔに設定する。そして、ステップＳ５と同様にス
テップＳ８で、限界加速度ａｌｉｍｉｔおよび限界減速
度ｂｌｉｍｉｔを次式で算出する。

この場合、指令された移動時間内に移動を完了させる最
高移動速度を設定できないため、ステップＳ９で、最高
移動速度維持時間ｔ２の延長と所要する移動時間の修正
を行ってステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、前述と同様に算出した加速度ａｌｉ
ｍｉｔ、最高移動速度ｖｌｉｍｉｔ、修正された最高移
動速度維持時間ｔ２′、減速度ｂｌｉｍｉｔにより、速
度パターンを設定する。

以上のように設定された台形型速度パターンが、バスラ
イン２６を介し指令パルス出力手段５を制御して指令パ
ルスを出力させ、モータ駆動手段６を運転しモータ７の
速度制御を行う。

尚、あらかじめ設定する加速時間ｔ１、最高移動速度維
持時間ｔ２、減速時間ｔ３との各時間比率は、位置決め
対象の特徴により種々の数値を設定することができる。

（ト）発明の効果 本発明モータの速度制御装置により、モータの最高速度
を越えない範囲では、指令された移動時間内に一定の比
率で加速、定速、減速時間が配分された台形型速度パタ
ーンで移動を完了するため、移動距離の長短に影響され
ることなく移動時間の制約に応することが可能となり、
特に、位置決め対象を高速で駆動する場合の位置決め時
間の短縮に効果がある。また、常に台形型速度パターン
で移動するため、位置決め対象に加わる衝撃や振動が少
なく、精度良く位置決めできることも自明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す機能ブロック図、第
２図はその実施例の制御回路を示すブロック図、第３図
は第２図の速度制御装置の動作を示すフローチャート、
第４図は第２図の速度制御装置が設定する速度パターン
図である。 １…指令手段、２…移動距離算出手段、３…時間配分手
段、４…速度パターン設定手段、５…指令パルス出力手
段、６…モータ駆動手段、７…モータ、８…位置検出手
段、２１…速度制御装置。 出願人　三洋電機株式会社 代理人　弁理士　西野卓嗣（外２名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】位置決め対象の現在位置と指令位置との距
   離 に応じた速度パターンで、位置決め対象を指令位置に移
   動させるモータの速度制御装置であって、位置決め対象
   の現在位置と指令位置との差を求める移動距離算出手段
   と、 指示される移動時間内での、現在の停止位置から最高速
   度に達するまでの加速時間と、最高速度を保って移動す
   る定速時間と、最高速度から指令位置で停止するまでの
   減速時間との各時間比率を、移動距離に関係なく一定に
   設定する時間配分手段と、 算出された移動距離と前記各時間比率によって最高移動
   速度を算出し、この最高移動速度と加速および減速時間
   比率によって加速度と減速度とを算出して移動の速度パ
   ターンを設定する速度パターン設定手段とを備えること
   を特徴とするモータの速度制御装置。