JPH05341847A - Function generating device for positioning control - Google Patents

Function generating device for positioning control

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Publication number
JPH05341847A
JPH05341847A JP4149599A JP14959992A JPH05341847A JP H05341847 A JPH05341847 A JP H05341847A JP 4149599 A JP4149599 A JP 4149599A JP 14959992 A JP14959992 A JP 14959992A JP H05341847 A JPH05341847 A JP H05341847A
Authority
JP
Japan
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deceleration
acceleration
moving average
pattern
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP4149599A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadakatsu Aida
忠勝 相田
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH05341847A publication Critical patent/JPH05341847A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To calculate the acceleration/deceleration functions at a high speed and with high accuracy and also at the comparatively low cost without using such an expensive arithmetic-only processor such as a DSP. CONSTITUTION:In regard of a function generator which generates the functions of the linear acceleration/deceleration and the S-shaped acceleration/deceleration for the positioning control, a CPU 1 generates a positioning control pattern with a shift average operation of a single step or plural steps. Furthermore the CPU 1 can generate a high accuracy command through the fraction processing carried out in the shift average operation state. The ring buffer memories 3 and 4 are used for the shift average operation carried out in plural steps. That is, a linear acceleration/deceleration pattern is obtained with the shift average operation of the first step with an S-shaped pattern obtained with the shift average operation of the second and subsequent steps respectively to a stepped input pattern. In such a way, the S-shaped acceleration/deceleration control is attained with no shock.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、モータの回転速度制
御および回転速度の加減速制御を行う位置決め制御用の
関数発生装置に関し、特に直線またはS字の加減速制御
を行うための位置決め制御用関数発生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a function generator for positioning control for controlling the rotation speed of a motor and acceleration / deceleration control of the rotation speed, and more particularly for positioning control for performing linear or S-shaped acceleration / deceleration control. Function generator

【0002】[0002]

【従来の技術】加減速制御を行う従来の位置決め装置の
一般的な例を図1に示す。この例は、主軸モータ5の回
転速度に比率同期速度で従軸モータ10を回転させる位
置決めシステムである。主軸モータ5が回転すると、イ
ンクリメンタルエンコーダ6からその回転量に比例した
パルスが出力される。このパルスをF/V(周波数−電
圧)変換器21で電圧に変換し、この電圧によりC−R
フィルタ22、増幅器23および電流増幅器9を介して
従軸モータ10を回転させる。加減速制御はC−Rフィ
ルタ22の時定数により行う。SWは従軸モータ10の
「起動/停止」を切り替えるスイッチであり、F/V変
換器21に接続している。
2. Description of the Related Art A general example of a conventional positioning device for performing acceleration / deceleration control is shown in FIG. This example is a positioning system in which the slave shaft motor 10 is rotated at a rate synchronous with the rotation speed of the spindle motor 5. When the spindle motor 5 rotates, the incremental encoder 6 outputs a pulse proportional to the amount of rotation. This pulse is converted into a voltage by an F / V (frequency-voltage) converter 21, and this voltage causes C-R.
The driven shaft motor 10 is rotated via the filter 22, the amplifier 23, and the current amplifier 9. The acceleration / deceleration control is performed by the time constant of the CR filter 22. SW is a switch for switching “start / stop” of the slave shaft motor 10, and is connected to the F / V converter 21.

【0003】図2は特開平2−121005号公報およ
び特開平2−121006号公報に提案された従来の位
置決め装置の別の例を示す。この例において、上位計算
機41は汎用のマイクロプロセッサであり、下位計算機
42に指令コマンドを与え、下位計算機42は指令コマ
ンドを実行する。下位計算機はDSP(Digital Signal
Processer)と称されるもので、このDSPは16ビッ
トの固定小数点の乗算または積和計算を100nsない
し200nsで実行でき、汎用のマイクロプロセッサに
比べて5ないし10倍高速であり、DCモータ47の回
転角をエンコーダ46を用いてカウンタ45から取り込
みDSPの内部でサーボ演算を行い、操作量をD/Aコ
ンバータ50に出力し、電流増幅器51を介しDCモー
タ47を回転駆動する。すなわち、下位計算機42は上
位計算機41から与えられている指令とカウンタ45か
らの現在位置情報に基づいてソフトウエアにより構成さ
れたディジタルサーボ制御系に基づいて操作量を求め
る。このように、この従来構成では下位計算機42に高
速演算を行うためのDSPを使用し、S字加減速機能を
持つ位置決め用の関数演算を行っている。
FIG. 2 shows another example of the conventional positioning device proposed in JP-A-2-121005 and JP-A-2-121006. In this example, the high-order computer 41 is a general-purpose microprocessor, gives a command command to the low-order computer 42, and the low-order computer 42 executes the command command. The lower-order computer is a DSP (Digital Signal)
This DSP is capable of performing 16-bit fixed point multiplication or multiply-accumulate calculation in 100 ns to 200 ns, is 5 to 10 times faster than a general-purpose microprocessor, and has a DC motor 47 The rotation angle is fetched from the counter 45 using the encoder 46, servo calculation is performed inside the DSP, the manipulated variable is output to the D / A converter 50, and the DC motor 47 is rotationally driven via the current amplifier 51. That is, the low-order computer 42 obtains the operation amount based on the digital servo control system constituted by software based on the command given from the high-order computer 41 and the current position information from the counter 45. As described above, in this conventional configuration, the low-order computer 42 uses the DSP for performing high-speed calculation, and performs the function calculation for positioning having the S-curve acceleration / deceleration function.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述の図1の従来構成
での速度指令電圧パターンを図3に示す。主軸モータ5
を一定速度で回転させておき、従軸モータ10を間欠起
動する。図3の(1)はF/V変換器21からの出力パ
ータン、図3の(2)はC−Rフィルタ22からの出力
パターンの波形を示す。本図に示すように、C−Rフィ
ルタ22による加減速制御では、指数関数加減速となる
ので、加速開始時および停止開始時のショックがあり、
また、時定数を大きくすると加減速時間が長くなるとい
う問題があった。
FIG. 3 shows a speed command voltage pattern in the conventional configuration of FIG. 1 described above. Spindle motor 5
Is rotated at a constant speed, and the slave shaft motor 10 is intermittently started. 3A shows the output pattern from the F / V converter 21, and FIG. 3B shows the waveform of the output pattern from the CR filter 22. As shown in the figure, since the acceleration / deceleration control by the CR filter 22 is an exponential acceleration / deceleration, there is a shock at the start of acceleration and at the start of stop,
Further, there is a problem that the acceleration / deceleration time becomes longer when the time constant is increased.

【0005】一方、図2に示す従来例ではDSPのよう
な演算専用プロセッサを使用するので、装置が極めて高
価となってしまうという問題があった。
On the other hand, the conventional example shown in FIG. 2 uses a dedicated processor such as a DSP, and therefore has a problem that the apparatus becomes extremely expensive.

【0006】本発明の目的は、上述の点に鑑み、比較的
廉価に加減速関数演算を高精度に高速に行うことができ
る位置決め制御用関数発生装置を提供することにある。
In view of the above points, an object of the present invention is to provide a positioning control function generator capable of performing an acceleration / deceleration function operation with high accuracy and at a relatively low cost.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、モータの回転速度制御および速度加減速
制御を行うための位置決め制御用関数発生装置におい
て、ステップ状の速度指令パターンを直線またはS字で
の加減速パターンに変換するための1段または複数段で
移動平均演算を行う移動平均演算手段を備えたことを特
徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is a positioning control function generator for performing motor rotation speed control and speed acceleration / deceleration control. Alternatively, it is characterized by including a moving average calculation means for performing a moving average calculation in one step or a plurality of steps for converting into an S-shaped acceleration / deceleration pattern.

【0008】また、本発明はその一形態として、前記移
動平均演算手段の移動平均演算時に端数処理を行う端数
処理演算手段をさらに備えたことを特徴とする。
As one form thereof, the present invention is characterized by further comprising a fraction processing unit for performing a fraction process during the moving average computation of the moving average computing unit.

【0009】[0009]

【作用】本発明では、ステップ状の速度指令演算値に対
し、1段あるいは複数段の移動平均演算手段により、速
度制御および加減速制御を行う位置決めのための関数演
算を行い、直線加減速およびS字加減速のための関数
(制御パターン)を発生する。
According to the present invention, the stepwise speed command calculation value is subjected to the function calculation for the positioning for performing the speed control and the acceleration / deceleration control by the moving average calculation means of one stage or a plurality of stages, and the linear acceleration / deceleration and A function (control pattern) for S-curve acceleration / deceleration is generated.

【0010】その移動平均演算は、サンプリングデータ
を格納しておくリングバッファメモリのバッファ数をn
(整数)とすると、下記式で求められる。
In the moving average calculation, the number of buffers in the ring buffer memory for storing sampling data is n.
If it is (integer), it is calculated by the following formula.

【0011】[0011]

【数1】(移動平均)={(前回までの加算値)−(最
も古いサンプリングデータ)+(今回サンプリングデー
タ)}÷n ステップ状の入力パターンに対し、1段の移動平均演算
を行うと直線加減速パターンに、2段目以上の移動平均
ではS字パターンとなる。
[Equation 1] (moving average) = {(added value up to the previous time)-(oldest sampling data) + (current sampling data)} / n When one-step moving average calculation is performed on the step-like input pattern The linear acceleration / deceleration pattern has an S-shaped pattern in the moving average of the second stage and above.

【0012】すなわち、リングバッファメモリのバッフ
ァ数をn1,n2,…,niとすると、初段でのステッ
プ状指令の変化V0に対する最終段での出力変化値Vi
That is, assuming that the number of buffers in the ring buffer memory is n1, n2, ..., Ni, the output change value Vi at the final stage with respect to the change V0 of the step-like command at the first stage.
Is

【0013】[0013]

【数2】Vi=V0×(1/n1)×(1/n2)×…
×(1/ni) で求められるので、数値制御で行うオーバライドのよう
に動作中に初段の指令値をステップ状に変化させる場合
でも、S字によるショックレスの加減速制御が行える。
## EQU2 ## Vi = V0 × (1 / n1) × (1 / n2) × ...
Since it can be obtained by × (1 / ni), shockless acceleration / deceleration control by S-shape can be performed even when the command value of the first stage is changed stepwise during the operation like the override performed by the numerical control.

【0014】このように、本発明に係る移動平均演算は
単純な式で実行でき、複雑な方程式を解く必要がないの
で、DSPのような高価な演算専用プロセッサを使用し
なくともS字パターンのような加減速関数演算を高速に
行うことができる。
As described above, since the moving average calculation according to the present invention can be executed by a simple equation and it is not necessary to solve a complicated equation, the S-shaped pattern of the S-shaped pattern can be obtained without using an expensive arithmetic-dedicated processor such as a DSP. Such acceleration / deceleration function calculation can be performed at high speed.

【0015】さらに、各段の移動平均演算時に、単数演
算を行うことにより、高精度な位置指令を行う加減速制
御用の関数演算が行える。
Further, by performing a singular calculation during the moving average calculation of each stage, it is possible to perform a function calculation for acceleration / deceleration control that gives a highly accurate position command.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0017】(第1実施例)オープンループシステムで
の本発明の装置の一実施例の構成を図4に示す。この第
1実施例は、一定速で回転している主軸モータ5に対
し、比率同期速度で従軸モータ10を回転させる位置決
めシステムである。従軸モータ10は、外部からの指令
により間欠運転を行うが、実際には所定位置に送られて
くる被切断物(図示しない)を一定長に切断する定尺切
断装置などに適用される。
(First Embodiment) FIG. 4 shows the configuration of an embodiment of the apparatus of the present invention in an open loop system. The first embodiment is a positioning system for rotating the slave shaft motor 10 at a ratio synchronous speed with respect to the main shaft motor 5 rotating at a constant speed. The driven shaft motor 10 performs intermittent operation according to an external command, but is actually applied to a fixed-length cutting device or the like that cuts an object to be cut (not shown) sent to a predetermined position into a predetermined length.

【0018】マイクロコンピュータ1は、CPU(中央
演算処理装置)11,プログラム用のROM12および
作業領域用のRAM13を有し,サンプリングパルス発
生器2からのCLK(クロック)信号入力毎に、インク
リメンタルエンコーダ6からのパルスを計数するパルス
カウンタ7の値を読み込むことにより、サンプリング時
間tでの主軸モータ5の回転量を測定する。マイクロコ
ンピュータ1は、次にサンプリングした測定データから
主軸モータ5の回転速度vmを演算し、従軸モータ10
を比率同期速度vsで回転させるための設定をD/A
(デジタル・アナログ)変換器8に対し行う。D/A変
換器8はマイクロコンピュータ1からの設定データをア
ナログ値に変換し、電流増幅器9を介して従軸モータ1
0を指定速度で回転させる。また、SWは従軸モータ1
0の「起動/停止」を制御するための制御用スイッチで
ある。
The microcomputer 1 has a CPU (central processing unit) 11, a ROM 12 for a program and a RAM 13 for a work area, and an incremental encoder 6 is provided for each CLK (clock) signal input from the sampling pulse generator 2. The amount of rotation of the spindle motor 5 at the sampling time t is measured by reading the value of the pulse counter 7 that counts the pulses from. The microcomputer 1 calculates the rotation speed vm of the spindle motor 5 from the next sampled measurement data, and the spindle motor 10
D / A setting for rotating the
This is performed for the (digital / analog) converter 8. The D / A converter 8 converts the setting data from the microcomputer 1 into an analog value, and via the current amplifier 9, the slave shaft motor 1
Rotate 0 at the specified speed. SW is the slave shaft motor 1
It is a control switch for controlling "start / stop" of 0.

【0019】以上の構成において、本実施例ではマイク
ロコンピュータ1は1対のリングバッファメモリ3、4
を使用して、速度指令に対する移動平均演算処理を以下
に述べるように2段で行っている。
In this embodiment, the microcomputer 1 of the present embodiment has a pair of ring buffer memories 3 and 4.
Is used to perform the moving average calculation process for the speed command in two stages as described below.

【0020】すなわち、本実施例の装置は、主軸モータ
5の回転速度vmに対し、従軸モータ10を回転速度v
sで回転させる。なお、vmとvsの関係は、比例定数
をk1とすると、次式(1)で表される。
That is, in the device of this embodiment, the rotation speed vm of the main shaft motor 5 is set to the rotation speed v of the slave shaft motor 10.
Rotate with s. Note that the relationship between vm and vs is expressed by the following equation (1) when the proportional constant is k1.

【0021】[0021]

【数3】 vs=k1+vm …(1) 主軸モータ5の回転速度vmは、比例定数をk2とする
と、サンプリング時間tでのインクリメンタルエンコー
ダ6からのパルス数pにより、次式(2)のにように求
められる。
[Mathematical formula-see original document] vs = k1 + vm (1) The rotation speed vm of the spindle motor 5 is given by the following equation (2) by the pulse number p from the incremental encoder 6 at the sampling time t, where the proportional constant is k2. Required to.

【0022】[0022]

【数4】 vm=k2×(p÷t) …(2) 上記比例定数k2は、主軸モータ5の1回転あたりのイ
ンクリメンタルエンコーダ6の出力パルス数などから求
められる。
Vm = k2 × (p ÷ t) (2) The proportional constant k2 is obtained from the number of output pulses of the incremental encoder 6 per one revolution of the spindle motor 5, or the like.

【0023】次に、従軸モータ10の起動制御用のスイ
ッチSWがOFF(開)→ON(閉)→OFF(開)と
切り替わった時の、従軸モータ10への速度指令データ
の推移を図5を参照して説明する。
Next, the transition of the speed command data to the slave shaft motor 10 when the switch SW for starting control of the slave shaft motor 10 is switched from OFF (open) to ON (closed) to OFF (open). This will be described with reference to FIG.

【0024】最初に、スイッチSWがOFFで、2つの
リングバッファ3および4のデータは全て“0”となっ
ているものとする。なお、マイクロコンピュータ1は、
スイッチSWからの入力信号(以下、SW入力と称す
る)がOFFならば、単位時間tでのパルスカウンタ7
の増分を強制的に“0”としている。すなわち、以下の
演算において、主軸モータ5の回転速度vmを“0”と
している。
First, it is assumed that the switch SW is OFF and the data in the two ring buffers 3 and 4 are all "0". The microcomputer 1 is
If the input signal from the switch SW (hereinafter referred to as SW input) is OFF, the pulse counter 7 at the unit time t
Is forcibly set to "0". That is, in the following calculation, the rotation speed vm of the spindle motor 5 is set to "0".

【0025】主軸モータ5が一定速vmで回転している
ならば、マイクロコンピュータ1はSW入力がONの間
のみ、パルスカウンタ7の増分を検出するため、主軸モ
ータ5の回転速度vmを図5の(1)に示すように検出
する。第1のリングバッファメモリ3による一段目の移
動平均演算を後述の図6の手順に従って行うと、主軸モ
ータ5の回転速度vm′は図5の(2)に示すように直
線での加減速となる。さらに、第2のリングバッファメ
モリ4による二段目の移動平均演算を後述の図6の手順
に従って行うと、主軸モータ5の回転速度vm″は図5
の(3)に示すように曲線状(S字と称する)での加減
速となる。従軸モータ10への速度指令は、このvm″
のデータに対して上記(1)式での演算を行って出力す
るので、従軸モータ10の回転は図5の(3)に相当の
波形となり、ショックレスの加減速が実現できる。
If the spindle motor 5 is rotating at a constant speed vm, the microcomputer 1 detects the increment of the pulse counter 7 only while the SW input is ON. It is detected as shown in (1). When the first-stage moving average calculation by the first ring buffer memory 3 is performed according to the procedure of FIG. 6 described later, the rotation speed vm ′ of the spindle motor 5 is linear acceleration / deceleration as shown in (2) of FIG. Become. Further, when the moving average calculation of the second stage by the second ring buffer memory 4 is performed according to the procedure of FIG. 6 described later, the rotation speed vm ″ of the spindle motor 5 is as shown in FIG.
As shown in (3), the acceleration / deceleration is performed in a curved shape (referred to as an S-shape). The speed command to the slave shaft motor 10 is vm ″
Since the calculation of the data of (1) is performed on the data of (1) and the data is output, the rotation of the slave shaft motor 10 has a waveform corresponding to (3) of FIG. 5, and shockless acceleration / deceleration can be realized.

【0026】次に、複数のリングバッファメモリを用い
た本発明による移動平均演算の手順を、図6のフローチ
ャートを参照して説明する。なお、P1,P2…のPは
プログラムステップを意味する。この演算はサンプリン
グパルス発生器2からのCLK信号の入力毎に行う。最
初に、P1でサンプル割り込みが開始されると、P2で
リングバッファポインタの読み込みを行う。このリング
バッファポインタは、最も古いサンプリングデータの格
納アドレスを示している。P3で、リングバッファメモ
リのデータの合計値から最も古いデータを引き、次のP
4でその結果に今回のサンプリングデータを加算する。
P5ではその合計値をリングバッファのバッファ数nで
割って、平均値を求め、この平均値を主軸モータ5の回
転速度vm′(1段目の場合)またはvm″(2段目の
場合)とする。すなわち、その演算式は次式(3),
(4)のようになる。
Next, the procedure of the moving average calculation according to the present invention using a plurality of ring buffer memories will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that P in P1, P2 ... Means a program step. This calculation is performed every time the CLK signal from the sampling pulse generator 2 is input. First, when the sample interrupt is started at P1, the ring buffer pointer is read at P2. This ring buffer pointer indicates the storage address of the oldest sampling data. At P3, the oldest data is subtracted from the total value of the data in the ring buffer memory, and the next P
In 4, the sampling data of this time is added to the result.
At P5, the total value is divided by the number n of ring buffers to obtain an average value, and this average value is calculated as the rotation speed vm '(for the first stage) or vm "(for the second stage) of the spindle motor 5. That is, the arithmetic expression is the following expression (3),
It becomes like (4).

【0027】[0027]

【数5】 SUMi=SUMi-1 −OLD+NEW …(3)EQUATION 5 SUMi = SUM i-1 −OLD + NEW (3)

【0028】[0028]

【数6】 vm″=SUMi÷n …(4) SUMiはリングバッファの合計の今回値、SUMi-1
は前回までのリングバッファ合計値、OLDは最も古い
サンプリングデータ、NEWは今回のサンプリングデー
タである。
Vm ″ = SUMi ÷ n (4) SUMi is the current value of the sum of the ring buffers, SUM i−1
Is the total value of the ring buffer up to the previous time, OLD is the oldest sampling data, and NEW is the current sampling data.

【0029】次のP6では、最も古いサンプリングデー
タOLDを今回のサンプリングデータ値NEWで書換
え、P7でリングバッファポインタのカウントアップを
行う。P8では、リングバッファポインタの値がリング
バッファのバッファ数nをオーバしたか否かのチェック
を行い、オーバした場合には、P9でそのポインタにバ
ッファ先頭アドレスを設定する。オーバしない場合はP
8からP10へ飛ぶ。P10ではリングバッファポイン
タの書き込みを行っているが、この時点でのポインタは
リングバッファ内の最も古いデータのポインタを示して
いる。P11ではこの割り込み処理を終了する。
At the next P6, the oldest sampling data OLD is rewritten with the current sampling data value NEW, and at P7, the ring buffer pointer is counted up. In P8, it is checked whether or not the value of the ring buffer pointer exceeds the number n of buffers in the ring buffer. If it exceeds, the buffer start address is set in P9 in P9. P if not exceeded
Fly from 8 to P10. Although the ring buffer pointer is written in P10, the pointer at this point indicates the pointer of the oldest data in the ring buffer. At P11, this interrupt processing ends.

【0030】実際の数値での演算結果を図7に示す。こ
の例ではリングバッファメモリ3,4のバッファ数nを
1段目、2段目とも10個としている。
FIG. 7 shows the calculation result with actual numerical values. In this example, the number of buffers n of the ring buffer memories 3 and 4 is 10 in both the first and second stages.

【0031】(第2実施例)図8は位置決めを行うシス
テムでの本発明の装置の実施例の構成を示す。この第2
実施例の構成では、データ設定器31によりモータ10
の移動量データ、移動速度データが数値データとしてマ
イクロコンピュータ1に設定される。マイクロコンピュ
ータ1は、複数n個のリングバッファメモリ34〜3
6、およびこれと同数n個の単数データ格納メモリ37
〜39を用いて、上記数値データに基づいて単位時間t
での指令パルス増分値を演算する。この演算は、サンプ
リングパルス発生器2からのCLK信号の入力毎に行わ
れ、この演算結果を単位時間t毎に偏差カウンタ32に
指令値として出力する。偏差カウンタ32は、この指令
パルス増分値(指令値)による指令位置データと、モー
タ10の回転量に比例したパルスを出力するインクリメ
ンタルエンコーダ33からの帰還パルスによるモータ1
0の現在位置データとの差分による値をD/A変換器8
に出力する。この出力値はD/A変換器8でアナログ値
に変換され、さらに電流増幅器9を介してモータ10を
回転させる。モータ10の回転速度は、単位時間tでの
指令パルス増分値により決まる。
(Second Embodiment) FIG. 8 shows the configuration of an embodiment of the apparatus of the present invention in a positioning system. This second
In the configuration of the embodiment, the motor 10 is set by the data setter 31.
The movement amount data and the movement speed data are set in the microcomputer 1 as numerical data. The microcomputer 1 includes a plurality of n ring buffer memories 34-3.
6, and the same number n of single data storage memories 37
Based on the above numerical data, the unit time t
Calculate the command pulse increment value in. This calculation is performed every time the CLK signal is input from the sampling pulse generator 2, and the calculation result is output to the deviation counter 32 as a command value every unit time t. The deviation counter 32 outputs the command position data based on the command pulse increment value (command value) and the motor 1 based on the feedback pulse from the incremental encoder 33 that outputs a pulse proportional to the rotation amount of the motor 10.
The value based on the difference between the current position data of 0 and the D / A converter 8
Output to. This output value is converted into an analog value by the D / A converter 8, and further the motor 10 is rotated via the current amplifier 9. The rotation speed of the motor 10 is determined by the command pulse increment value per unit time t.

【0032】本実施例の装置でのモータ10の加減速制
御動作について、図9を参照して説明する。最初に、マ
イクロコンピュータ1は移動量データをパルス量Pに、
移動速度データを周波数fに変換する。ステップ状の指
令では単位時間tでの指令パルス量pは次式(5)で求
められる。
The acceleration / deceleration control operation of the motor 10 in the apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. First, the microcomputer 1 converts the movement amount data into the pulse amount P,
The moving speed data is converted into the frequency f. In the stepwise command, the command pulse amount p at the unit time t is obtained by the following equation (5).

【0033】[0033]

【数7】p=f×t …(5) マイクロコンピュータ1は最初に図9の(1)に示すよ
うに単位時間t毎にステップ状の指令パルス増分値pを
出力する。なお、最後の指令パルス量peは、移動パル
ス量pを単位時間でのパルス増分pで割った余りであ
る。
## EQU00007 ## p = f.times.t (5) The microcomputer 1 first outputs a stepwise command pulse increment value p for each unit time t as shown in (1) of FIG. The final command pulse amount pe is the remainder obtained by dividing the moving pulse amount p by the pulse increment p in unit time.

【0034】このステップ状指令データ(p)を、第1
手段のリングバッファ34と端数データ格納メモリ37
とにより一段目の移動平均演算を後述の図10の手順に
従って行うと、図9の(2)に示すような直線での加減
速パターンとなる。さらに、第2手段のリングバッファ
35と端数データ格納メモリ38とにより二段目の移動
平均演算を後述の図10の手順に従って行うと、図9の
(3)に示すS字での加減速パターンとなる。以降、n
段目まで移動平均演算を行う毎に、出力曲線はより滑ら
かになり、加速度変化の少ないショックレスの加減速パ
ターンとなる。
This stepwise command data (p) is used as the first
Ring buffer 34 and fraction data storage memory 37
When the moving average calculation of the first stage is performed according to the procedure shown in FIG. 10 described below, the linear acceleration / deceleration pattern shown in (2) of FIG. 9 is obtained. Further, when the moving average calculation of the second stage is performed by the ring buffer 35 and the fraction data storage memory 38 of the second means according to the procedure of FIG. 10 described later, the S-shaped acceleration / deceleration pattern shown in (3) of FIG. Becomes After that, n
The output curve becomes smoother every time the moving average is calculated up to the stage, and a shockless acceleration / deceleration pattern with less change in acceleration is obtained.

【0035】ところで、本実施例の位置決めでは、偏差
カウンタ32への指令パルス量の合計値は、正確に管理
される必要がある。そのための端数演算処理を含めた本
発明による移動平均演算の手順を図10を参照して説明
する。なお、P21,P22,P23…のPはプログラ
ムステップを意味する。まず、P22,P23では前述
の図6でのP2〜P5の処理と同様に、リングバッファ
メモリの合計値(SUM)から平均値(SUM/n)を
求める。P24でその平均演算での余り(端数)を前回
までの端数データ(すなわち、端数データの加算値)に
加える。P25で端数データの合計値が、バッファ数n
以上ならばP26で平均演算値(出力値)に1を加え、
さらに端数データ合計値からnを引く。バッファ数n以
下ならばP27へ飛ぶ。その後のP27〜P31の処理
は図6のP6〜10の場合と同じである。
By the way, in the positioning of this embodiment, the total value of the command pulse amounts to the deviation counter 32 needs to be accurately managed. The procedure of the moving average calculation according to the present invention including the fraction calculation processing for that purpose will be described with reference to FIG. Note that P in P21, P22, P23 ... Means a program step. First, in P22 and P23, the average value (SUM / n) is obtained from the total value (SUM) of the ring buffer memories, as in the processing of P2 to P5 in FIG. 6 described above. In P24, the remainder (fraction) in the average calculation is added to the fraction data up to the previous time (that is, the added value of the fraction data). In P25, the total value of the fraction data is the number of buffers n
If above, add 1 to the average calculated value (output value) at P26,
Further, n is subtracted from the total value of the fraction data. If the number of buffers is n or less, jump to P27. The subsequent processing of P27 to P31 is the same as that of P6 to 10 in FIG.

【0036】図11に図10の手順に基づいた実際の数
値による演算結果を示す。ここで、一段目入力値はステ
ップ状の指令パルス量を、SUMではリングバッファメ
モリの合計値を、端数値では端数演算処理後の端数値デ
ータを、出力値では端数処理を含んだ移動平均演算の出
力値を示している。なお、リングバッファメモリのバッ
ファ数は一段目、二段目とも10個である。
FIG. 11 shows a calculation result by actual numerical values based on the procedure of FIG. Here, the first step input value is the stepped command pulse amount, the sum value of the ring buffer memory is SUM, the fractional numerical value data after the fractional value arithmetic processing is used for the fractional value, and the moving average operation including the fractional value processing is performed for the output value. Shows the output value of. The number of buffers in the ring buffer memory is 10 in both the first and second stages.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
The following effects can be obtained.

【0038】(1)移動平均演算の基本処理は(3)
式、(4)式で示されるように単純であり、複雑な方程
式を解く必要がないので、DSP等の演算専用のプロセ
ッサを使用しなくても加減速関数演算を高速に行うこと
ができる。
(1) The basic processing of the moving average calculation is (3)
Since the equations and (4) are simple and there is no need to solve complicated equations, the acceleration / deceleration function calculation can be performed at high speed without using a dedicated processor such as a DSP.

【0039】(2)リングバッファメモリのバッファ数
をn1,n2,…,niとすると、初段でのステップ状
指令の変化V0に対する最終段での出力変化値Viは
(2) If the number of buffers in the ring buffer memory is n1, n2, ..., Ni, the output change value Vi at the final stage with respect to the change V0 of the step-like command at the first stage is

【0040】[0040]

【数8】Vi=V0×(1/n1)×(1/n2)×…
×(1/ni) で求められるので、数値制御で行うオーバライドのよう
に動作中に初段の指令値をステップ状に変化させる場合
でも、S字によるショックレスの加減速制御が行える。
Equation 8 Vi = V0 × (1 / n1) × (1 / n2) × ...
Since it can be obtained by × (1 / ni), shockless acceleration / deceleration control by S-shape can be performed even when the command value of the first stage is changed stepwise during the operation like the override performed by the numerical control.

【0041】(3)さらに、各段の移動平均演算時に、
端数演算を行うことにより、高精度な位置指令を行う加
減速制御用の関数演算が行える。
(3) Further, when calculating the moving average of each stage,
By performing a fractional calculation, a function calculation for acceleration / deceleration control that gives a highly accurate position command can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来の位置決め装置の構成例を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a conventional positioning device.

【図2】従来の位置決め装置の他の構成例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing another configuration example of a conventional positioning device.

【図3】図1の従来例での速度指令電圧パターンを示す
波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing a speed command voltage pattern in the conventional example of FIG.

【図4】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an exemplary embodiment of the present invention.

【図5】図4の従軸モータへの速度指令データの推移を
示す波形図である。
5 is a waveform diagram showing a transition of speed command data to the slave shaft motor of FIG.

【図6】本発明の一実施例の移動平均演算の手順を示す
フローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of a moving average calculation according to an embodiment of the present invention.

【図7】図6の手順による実際の数値での演算結果を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a calculation result with actual numerical values according to the procedure of FIG.

【図8】本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention.

【図9】図8の実施例による出力の推移を示す波形図で
ある。
9 is a waveform diagram showing a transition of output according to the embodiment of FIG.

【図10】本発明の他の実施例の端数演算処理を含めた
移動平均演算の手順を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flow chart showing a procedure of a moving average calculation including a fraction calculation process of another embodiment of the present invention.

【図11】図10の手順による実際の数値での演算結果
を示す図である。
11 is a diagram showing a calculation result with actual numerical values according to the procedure of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マイクロコンピュータ 2 サンプリングパルス発生器 3 リングバッファメモリ1 4 リングバッファメモリ2 5 主軸モータ 6 インクリメンタルエンコーダ 7 パルスカウンタ 8 D/A変換器 9 電流アンプ 10 従軸モータ 11 CPU 12 ROM 13 RAM 31 データ設定器 32 偏差カウンタ 33 インクリメンタルエンコーダ 34〜36 リングバッファメモリ 37〜39 端数データ格納メモリ 1 Microcomputer 2 Sampling pulse generator 3 Ring buffer memory 1 4 Ring buffer memory 2 5 Spindle motor 6 Incremental encoder 7 Pulse counter 8 D / A converter 9 Current amplifier 10 Slave shaft motor 11 CPU 12 ROM 13 RAM 31 Data setter 32 deviation counter 33 incremental encoder 34 to 36 ring buffer memory 37 to 39 fraction data storage memory

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モータの回転速度制御および速度加減速
制御を行うための位置決め制御用関数発生装置におい
て、 ステップ状の速度指令パターンを直線またはS字での加
減速パターンに変換するための1段または複数段で移動
平均演算を行う移動平均演算手段を備えたことを特徴と
する位置決め制御用関数発生装置。
1. A positioning control function generator for performing motor rotation speed control and speed acceleration / deceleration control, wherein one step for converting a stepped speed command pattern into a linear or S-shaped acceleration / deceleration pattern. Also, a positioning control function generating device is provided with a moving average calculation means for performing a moving average calculation in a plurality of stages.
【請求項2】 前記移動平均演算手段の移動平均演算時
に端数処理を行う端数処理演算手段をさらに備えたこと
を特徴とする請求項1に記載の位置決め制御用関数発生
装置。
2. The function generating device for positioning control according to claim 1, further comprising a fractional processing arithmetic means for performing a fractional processing at the time of the moving average arithmetic operation of said moving average arithmetic means.
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