JPH06110532A

JPH06110532A - 位置制御方法及び装置

Info

Publication number: JPH06110532A
Application number: JP28217992A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fukagawa; 浩志深川
Original assignee: INTETSUKU KK; Intec Corp
Current assignee: INTETSUKU KK; Intec Corp
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 1994-04-22

Abstract

(57)【要約】【目的】単位時間当りの移動量を与えることにより位
置制御する場合における速度変更を簡単な構成で行ない
得るようにすること。【構成】所与の時間当りの移動量を与えることにより
被制御体を位置制御する場合に、指定速度（Ｖｏ）で被
制御体を移動させるのに使用する一連の一定単位時間当
りの移動量（Ｄ１）及び所要の加減速度（Ａ、−Ａ）で
被制御体を移動させるために必要な一連の単位時間長さ
の時間変化パターン（Ｄ２）を計算しておき、移動速度
の変更が指令（ＤＥ）された場合、その変更内容に応じ
て時間変化パターンに基づき単位時間の長さを変更し、
これにより所要の速度特性で位置制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位置制御方法及び装置
に関し、さらに詳細に述べると、各種工作機械の加工ヘ
ッドの如き移動体を所要の速度にて位置制御するのに特
に好適な位置制御方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、レザー加工機のトーチの位置制
御を行なう場合、トーチの先端が所定の指定速度で所与
の始点から所定の加工予定線に沿って所定の終点にまで
移動することが要求される。しかし、この場合、始点に
おいてトーチが移動を開始した後トーチが指定速度に達
するまでトーチは加速状態にあり、一方トーチが終点に
近ずくとトーチは減速状態となる。また、トーチの等速
移動期間中においても、速度オーバーライド機能によっ
てトーチの速度を自由に変更できることが要求されてい
る。

【０００３】このように、トーチ先端を所与の始点から
終点に至らしめるまでの位置制御期間中においてトーチ
の移動速度は一定ではなく、特にその機械保護のため
に、トーチが与えられた終点に近づいたならば、トーチ
の減速度が所定のレベルを越えることがないようにし
て、トーチの速度を終点において零とする位置制御が要
求されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の位
置制御における位置決め用駆動モータの制御は、一般
に、所定の単位時間における移動量をその都度計算して
与えるという方法であるから、トーチの移動速度が上述
の如く操作者の側において自由に設定できる構成の場合
には、所定の減速度を越えることがないようにしてトー
チを終点に到達させるという要求を満足させるために、
その単位時間内に次の単位時間におけるトーチの移動量
を決定しなければならない。単位時間が比較的長い場合
には特に問題は生じないが、高精度の位置制御を要求さ
れるなどの理由により単位時間が短かい場合には、所定
の演算処理を極めて短時間の内に実行しなければなら
ず、従って、高速演算処理機能を有する高価なデータ処
理システムを必要とし、装置が高価となってしまうとい
う問題点を有している。特に、トーチの移動軌跡がスプ
ライン曲線等の複雑なものである場合にはなお更であ
る。

【０００５】また、各単位時間毎の移動量を算出する際
に生じる端数の処理をどのようにするかという別の問題
も生じている。

【０００６】本発明の目的は、従来技術における上述の
問題点を解決することができる、各種工作機械等の位置
制御システムに特に好適な、位置制御方法及び装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の方法の特徴は、所与の時間当りの移動量を与
えることにより被制御体を所与の始点から所与の終点に
まで移動させるための位置制御方法において、所定の指
定速度で前記被制御体を移動させるのに使用するための
一連の一定単位時間当りの移動量を示す基本移動量パタ
ーンデータを予め計算しておくと共に、所要の加減速度
で前記被制御体を移動させるために必要な一連の単位時
間長さの時間変化パターンデータを計算しておき、前記
被制御体の移動速度の変更が指令された場合には、移動
速度の変更内容に応じて前記時間変化パターンデータに
基づき所定の修正時間変化パターンデータを計算し、以
後前記基本移動量パターンデータにおける一定単位時間
の長さを該修正時間変化パターンデータに従って定める
ようにした点にある。

【０００８】一方、本発明の装置の特徴は、所与の時間
当りの移動量を与えることにより被制御体を所与の始点
から所与の終点にまで移動させるための位置制御装置に
おいて、少なくとも始点及び終点と、前記被制御体の加
減速値の制限値と、指定速度とを与えるデータ供給手段
と、該データ供給手段に応答し前記指定速度に従って前
記被制御体を前記始点から前記終点にまで移動させるた
めの一連の一定単位時間当りの移動量を示す第１データ
を計算する第１計算手段と、前記被制御体の加減速値が
前記制限を値越えることがないように前記指定速度より
高い所定の上限速度値と前記指定速度との間で前記被制
御体を加減速するのに必要な一連の単位時間長さの時間
変化パターンを示す第２データを計算する第２計算手段
と、前記被制御体の移動速度を指令するための速度指令
手段と、該速度指令手段、前記第１計算手段及び前記第
２計算手段に応答し前記被制御体の位置を指令された移
動速度で制御するためその都度前記第１データの一部を
前記第２データに従って補正し所要の一連の制御データ
を出力する制御データ出力手段と、該一連の制御データ
に応答し単位時間毎に前記被制御体を所要の注意へ向け
て移動させるための駆動信号を出力する駆動信号出力部
とを備えた点にある。

【０００９】

【作用】本発明の方法によれば、被制御体の移動速度と
して指定速度以外の速度が指定されない場合には、基本
移動量パターンデータに従って、所定の単位時間毎に予
め定められた移動量だけ被制御体を送る制御が実行され
る。一方、被制御体の移動速度として指定速度以外の速
度が指令されると、時間変化パターンデータを考慮する
ことによって、その指令に見合うように単位時間の長さ
が変更され、所定の加減速度で被制御体を指令された速
度で移動させることができる。

【００１０】また、本発明の装置によれば、第１計算手
段により被制御体を所与の指定速度で移動させるための
第１データが計算され、速度指令手段によって指定速度
以外の速度指令が行なわれなければ、第１データに従う
速度制御にて被制御体の位置が制御される。速度指令手
段によって指定速度よりも高い速度が指定されると、こ
のときに、第１データの一部が第２データを参照してそ
の時の指令内容に応じて補正されて成る一連の制御デー
タが制御データ出力手段から出力され、この制御データ
に基づいて被制御体が所要の位置に向けて移動するよう
駆動される。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
につき詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明によりトーチの相対位置制御
が行なわれるように構成されたレーザ加工機１の概略構
成図である。炭酸ガスレーザ２と接続されているトーチ
３は、案内レール４によってＹ軸方向に移動自在に支持
案内されている可動ヘッド５にＺ軸方向に運動可能なよ
うに設けられている。可動ヘッド５内には、可動ヘッド
５を案内レール４に沿ってＹ軸方向に移動させるための
Ｙ軸モータＭｙと、トーチ３をＺ軸方向に移動させるた
めのＺ軸モータＭｚとが収納されている。

【００１３】符号６で示されるのは、被加工物７を載置
するための加工台であり、加工台６はＸ軸モータＭｘに
よって、Ｙ軸及びＺ軸に対して直角をなすＸ軸方向に移
動しうるように図示しないフレームによって支持、案内
されている。Ｘ軸モータＭｘ、Ｙ軸モータＭｙ、Ｚ軸モ
ータＭｚは、サーボアンプ８からの駆動信号Ｓｘ，Ｓ
ｙ，Ｓｚにそれぞれ応答して駆動制御される。

【００１４】炭酸ガスレーザー２及びサーボアンプ８に
は制御機９が接続されており、制御機９からは、レーザ
の出力制御等のための第１制御出力Ｃ１が炭酸ガスレー
ザ２に与えられ、トーチ３と被加工物７との間の加工の
ための相対運動を制御するための位置制御信号Ｃ２がサ
ーボアンプ８に与えられている。なお、図示の実施例
は、三軸制御の場合を示しているが、本発明による位置
制御は三軸制御に限定されるものではない。

【００１５】図２は、図１に示す制御機９の構成を示す
図であり、１１は制御に必要な指令、情報等を入力する
ための教示ボックス、１２は教示ボックス１１からの出
力を受け取る制御系用ＣＰＵユニット、１３はディジタ
ル入出力ユニット、１４はＲＡＭディスクユニット、１
５はレーザ制御ユニット、１６は制御系用ＣＰＵユニッ
ト１２からのデータを基にトーチ３と被加工物７との間
の相対位置制御を本発明に従って行なうための位置制御
ユニット、１７はマンマシンインターフェイス用ＣＰＵ
ユニットであり、これらのユニット１２乃至１７は制御
系バス１９に接続されている。なお、マンマシンインタ
ーフェイス用ＣＰＵユニット１７には、グラフィックＣ
ＲＴ，キーボード、プリンター、ハードディスク、マウ
ス等の各種インターフェースが接続されているが、図２
では、これらのインターフェイスをまとめて符号１８で
示している。

【００１６】ディジタル入出力ユニット１３及びレーザ
制御ユニット１５の各出力は、炭酸ガスレーザ２の制御
のための第１制御信号Ｃ１として取り出され、一方、位
置制御ユニット１６からの出力は、第２制御信号Ｃ２と
してサーボアンプ８に送られている。

【００１７】このレーザ加工機１に於けるトーチ３の相
対位置制御は、予め定められた時間的な単位区間である
単位時間毎の移動量を単位時間区切り毎に順次与えるこ
とにより、トーチ３を被加工物７に対して相対移動させ
る方式であり、速度オーバライドは、この単位時間の時
間幅が短くなるよう変更することにより実現している。

【００１８】トーチ３の相対位置制御のため、教示ボッ
クス１１からは、加工の始点Ｐ１を示す座標データＺＳ
と加工の終点Ｐ２を示す座標データＺＥと、その間にお
ける軌跡の形状に関するデータを含む加工寸法、形状に
ついての加工データ、及び、加減速値の制限値、トーチ
３の相対速度を示す指定速度値が入力され、これらのデ
ータは、制御系用ＣＰＵボード１２を介してＲＡＭディ
スクユニット１４内にストアされる。これらのデータ
は、マイクロコンピュータシステムとして構成されてい
る位置制御ユニット１６からの要求により、いつでもＲ
ＡＭ１４から読み出され、位置制御ユニット１６内にス
トアされている後述の位置制御プログラムに従うデータ
処理のために使用することができる。このように、位置
制御ユニット１６は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等から成
る公知のマイクロコンピュータシステムであるので、そ
のハード構成を図示するのは省略する。

【００１９】図３は、位置制御ユニット１６内のＲＯＭ
１６ａにストアされている位置制御プログラムが実行さ
れることにより位置制御ユニット１６によって実現され
る位置制御動作を説明するための機能図である。

【００２０】この機能図について説明すると、位置制御
のために必要なデータとしてＲＡＭディスクユニット１
４から読み出されて取り込まれた、データＺＳ、ＺＥを
含んで成る指定ポイントデータＤＡ、加減速度の制限値
を示す加減速データＤＢ、及び、指定速度を示す指定速
度データＤＣが第１計算部２１に入力されている。ここ
で、指定ポイントデータＤＡは加工の１区間内の始点の
座標を示すデータＺＳと終点の座標を示すデータＺＥ、
及びこの区間における加工形状に関するデータを含んで
いるが、説明の簡単化のため、この１区間における加工
形状が直線の場合を例にとって以下の説明を行なう。

【００２１】第１計算部２１は、指定ポイントデータＤ
Ａを構成する座標データＺＳとＺＥとから、この１区間
の長さ（距離）Ｌを計算し、この距離を指定速度データ
ＤＣにより示される指定速度Ｖｏで移動させるための分
割数Ｎｏ及び上記指定速度Ｖｏと加減速データＤＢによ
り示される制限加速度値Ａ及び制限減速度値−Ａとか
ら、加減速時の分割数Ｎｕ，Ｎｄが計算される。

【００２２】この分割数は、図示の例では１０〔ｍｓｅ
ｃ〕の長さを１単位時間とし、その数を求める計算であ
る。図４にこの分割の結果が模式的に示されている。所
与のデータから図４に示す各単位時間当りの移動係数
を、速度Ｖｏでの定常走行時の移動系数を１００として
各々求めるための計算は公知であるから、この計算方法
について詳細に説明するのは省略し、表１にその計算結
果の一例を示す。この様に第１計算部２１では、所与の
データＤＡ，ＤＢ，ＤＣに基づいて、単位時間の第１番
目から第Ｎｏ番目（表１の例では台２４番目）までの各
単位時間における移動係数値が計算され、この結果得ら
れた一連の単位時間に対する移動係数値を示す第１デー
タＤ１が第１計算部２１から出力される。

【００２３】第２計算部２２は、入力データＤＥにより
速度オーバーライド率２００（％）指示までを想定する
ことが指令されており、速度オーバーライト率１００〜
２００（％）の範囲では、単位時間の長さを短くするこ
とによって移動速度を大きくするようにした場合の、単
位時間の長さの変化率が計算される。この結果が表１に
可能単位時間として示されている。

【００２４】表１移動係数可能単通常最初から途中から位時間１５０％１５０％１１２．５１１１１２３７．５１１１１３６２．５１１１１４８７．５１１１１５１０００．８９９１０．８９９１６１０００．７５８１０．７５８１７１０００．６６８１０．６６８１８１０００．６０４１０．６６７０．８９９９１０００．５５５１０．６６７０．７５８１０１０００．５１７１０．６６７０．６６８１１１０００．５１０．６６７０．６６７１２１０００．５１０．６６７０．６６７１３１０００．５１０．６６７０．６６７１４１０００．５１０．６６７０．６６７１５１０００．５１７１０．６６７０．６６７１６１０００．５５５１０．６６７０．６６７１７１０００．６０４１０．６６７０．６６７１８１０００．６６８１０．６６８０．６６８１９１０００．７５８１０．７５８０．７５８２０１０００．８９９１０．８９９０．８９９２１８７．５１１１１２２６２．５１１１１２３３７．５１１１１２４１２．５１１１１

【００２５】次に、この可能単位時間の値の求め方を図
５を参照しながら説明する。図５でＴ１は時間ｔ＝０か
ら移動速度が上昇しはじめてから移動速度をＶｏに到達
させるまでに要する単位時間の数を示しており、その時
の加速度の上限値がＡで示されている。速度オーバーラ
イド率が２００％になったとき（ｔ＝２ｔ１）の払い出
しパルス数は、第１データＤ１に従ってパルスの払い出
しが行なわれた場合におけるｔ＝０〜（５×Ｔ１）／２
の期間内のそれと等しいことが判る。この事実と、単位
時間内の払い出しパルス数は単位時間の長さが変更され
ても所定の値に保つようにするという条件から可能単位
時間の値が計算できる。

【００２６】すなわち、図５でｔ時間後に払い出された
パルスＳはＳ＝｛Ｖｏ＋（Ｖｏ＋Ａ・ｔ）｝・１／２・ｔ＝Ｖｏ・ｔ＋１／２・Ａ・ｔ²

【００２７】これが当初の払い出し期間におけるパルス
数Ｖｏ×Ｔ_k（ｋ＝１，．．３／２Ｔ１）となる時間の
差ｔ_k−ｔ_k-1が求める払い出し期間、その逆数が可能
速度オーバーライド率となる。１／２・Ａ・ｔ²＋Ｖｏ・ｔ−Ｓ＝０としてｔを計算すると、ｔ＝−Ｖｏ／Ａ±｛（Ｖｏ／Ａ）²＋（２Ｓ／Ａ）｝
^1/2 ｔ＝１、Ｖｏ／Ａ＝Ｔ１＞０、ｔ＞０なので、ｔ＝−Ｔ１＋｛（Ｔ１）²＋２Ｔ１_k｝^1/2 ｔ_k-1＝０とするとＴ_K＝ｔ_k−ｔ_k-1 ＝Ｔ１^1/2×｛（Ｔ１＋２ｋ）^1/2−（Ｔ１＋２ｋ−
２）^1/2｝

【００２８】図示の実施例では、図４から判るように、
Ｔ１＝４であるから、Ｔ１＝４を上式に代入して第５番
目以降の可能単位時間の値を求めると、０．８９９、
０．７５８、．．．．．となる（表１参照）。

【００２９】上記では加速時の可能単位時間を計算した
が、減速時の可能単位時間も同様にして計算することが
できる。ここでは、１００％以下に減速摺る場合の結果
のみを示す。Ｔ_K＝Ｔ１^1/2×｛（Ｔ１−２ｋ＋２）^1/2−（Ｔ１−２ｋ）^1/2｝なお、表１に示す可能単位時間０．８９９から０．５ま
での各値に対応するオーバーライド率の値は表２のよう
になる。

【００３０】表２可能速度オーバーライド率（％）可能単位時間１１１０．８９９１３２０．７５８１５００．６６８１６６０．６０４１８００．５５５１９４０．５１７２０００．５

【００３１】表２から、可能単位時間を０．８９９，
０．７５８，．．．．と順次変化させることにより速度
オーバーライド率（％）を１１１、１３２、１５
０、．．．と上昇させることができ、且つこの場合の加
速度値は所定の上限値Ａを越えることがないことが判
る。

【００３２】図６に、速度オーバーライド率２００
（％）の状態で位置制御を行なう場合の単位時間の長さ
の変化の様子が図解して示されている。各単位時間にお
ける払出パルス数は表１に示す移動係数により定められ
るので、図６に示されるように単位時間の長さを変化さ
せることにより速度制御が可能となる。表１に示す可能
単位時間の表に対応する第２データＤ２が第２計算部２
２から出力される。

【００３３】図３に戻ると、速度オーバーライド値が任
意のタイミングで与えられても、上で説明した第２デー
タＤ２を利用して、速度オーバーライド指令後の単位時
間の長さを変化せしめ、これによりトーチ３の相対移動
速度を許される範囲内で最も早く所要の速度オーバーラ
イド値に到達させることができるようにするため、制御
データ出力部２３が設けられている。

【００３４】制御データ出力部２３には、第１データＤ
１及び第２データＤ２が入力されると共に教示ボックス
１１から入力される速度オーバーライド率を示す速度指
令データＤＥが入力されている。制御データ出力部２３
は、速度指令データＤＥが入力されていない場合には、
第１データＤ１に従って、所定の単位時間である１０
（ｍｓｅｃ）毎に表１に従う移動係数を用いて計算され
た払い出しパルス数を駆動信号出力部２４に制御データ
Ｄ３として送っている。

【００３５】駆動信号出力部２４は、その時の払い出し
パルス数を示す制御データＤ３に応答し、図示しない位
置ポインタにその時点におけるトーチ３の相対位置を示
すデータがセットされ、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸のモータＭ
ｘ、Ｍｙ、Ｍｚのための制御信号が第２制御信号Ｃ２と
して出力され、第２制御信号Ｃ２はサーボアンプ８（図
１参照）に入力される。

【００３６】このようにして第１データＤ１に従って位
置制御が実行されていいる場合において、速度指令デー
タＤＥが入力されると、その時実行されている制御が２
４個ある単位時間の何番目であるかがチェックされ、そ
の時の移動係数が１００であれば、その次の単位時間か
らその時間長さが変更される。

【００３７】その変更は、先ず指令された速度オーバー
ライド率に相応する可能単位時間を表１から探し求め、
その使用範囲、すなわち使用すべき一連の可能単位時間
値が決定される。例えば、速度オーバーライド率１５０
％が指令された場合、可能単位時間が０．８９９から
０．６６８までの３段階変化パターンが使用されるべき
である（表２参照）。

【００３８】従って、例えば表１の例において第７番目
の単位時間で制御が実行されている場合に１５０％の速
度オーバーライド率が指令されると、第８番目から第１
０番目までの可能単位時間は０．８９９、０．７５８、
０．６６８と書き換えられる。このことは減速時にも同
じように適用して、第１８番目〜第２０番目の可能単位
時間が表１に示すように書き換えられる。第１１番目か
ら第１７番目までの可能単位時間は０．６６７とされ
る。これは、各単位時間における払い出しパルスの数が
すでに決まっているために、１５０％の速度オーバーラ
イド率を行なうために必要な値が０．６６７となるから
である。かくして、表１に示す如き結果を得る。

【００３９】この構成によれば、制御の途中で速度オー
バーライド率が変更された場合、可能単位時間の変化を
示すデータ中からその時の指令内容に見合った部分のデ
ータを見つけ、このデータを元の可能単位時間データと
入れ換えるだけでよいので、極めて簡単な計算で済み、
短時間のうちに、以後の制御のパターンを決定すること
ができる。このため、単位時間を短かく設定しても対応
可能であり、高精度の位置制御システムにあっても、速
度オーバーライド率を自由に変更できるシステムを安価
にて実現することができる。

【００４０】このように、途中から速度オーバーライド
率が変更された場合には、単位時間の長さの変化パター
ンが上述のごとく変更され、この変更されたパターンに
従うう単位時間の長さで所要のパルスの払い出しが実行
され、これに基づいて制御データＤ３が出力される。

【００４１】表１には、位置制御開始時から１５０
（％）の速度オーバーライド率が指令されていた場合の
単位時間の長さの変化パターンが示されている。この場
合には、第５番目の単位時間から、すなわち、初期加速
が終了してから単位時間の短縮が開始される。また短縮
率が０．６６８に達したのちは０．６６７とされること
は前の場合と同じである。

【００４２】図７乃至図１３には、図３に示した機能図
に従う上述の位置制御と同等の位置制御動作を行なわせ
るため、位置制御ユニット１６のＲＯＭ１６ａにストア
されている制御プログラムを示すフローチャートが図示
されている。

【００４３】図７乃至図１０には、表１に示すデータに
相当するデータを計算するための移動量計算ルーチンの
プログラムが示されている。移動量計算ルーチンについ
て説明すると、移動量計算ルーチンは、起動後ステップ
３１で初期化を行ない、ステップ３２でコマンドセット
フラグＦが１となるのを待つ。Ｆ＝１となったならば、
ステップ３３でコマンド解析を実行し、ステップ３４、
３５、３６で、要求されている加工のための移動軌跡の
形状が、直線、円・円弧、スプラインのうちのいずれで
あるかを判別する。若しステップ３４、３５、３６のい
ずれの判別もＮＯであるとステップ３７に入り、その他
のコマンドに対する処理が行なわれる。

【００４４】ステップ３４の判別結果がＹＥＳの場合に
は、図８に示す直線補間ルーチンに入り、ステップ３８
でデータＤＡに基づき指定された始点と終点との間の距
離Ｌが計算される。次のステップ３９では、ステップ３
８で得られた結果とデータＤＣにより示される指定速度
Ｖｏとから、指定速度Ｖｏでの分割数Ｎｏが計算され
る。しかる後ステップ４０に入り、データＤＢにより示
される制限加速度値Ａ、−Ａでの加速分割数Ｎｕ、減速
分割数Ｎｄが計算される。

【００４５】このようにして、所要の移動距離Ｌに対す
る、加減速区間及び等速区間の分割数が決定されると、
次のステップ４１でこのように分割された１つ１つの分
割単位である単位時間毎に移動量ｄｉと可能単位時間ｔ
ｉとが求められる。図示の実施例の場合については、こ
れらについてすでに表１に具体的な数値を示した。

【００４６】ステップ４２では、ステップ４１の結果か
ら可能単位時間テーブルが作成され、メモリにストアさ
れる。ステップ４３では、単位時間毎の移動量ｄｉの値
から、これを実現するための各軸毎の移動量Ｘｉ、Ｙ
ｉ、Ｚｉが計算され図７のステップ３２に戻る。

【００４７】ステップ３５の判別結果がＹＥＳの場合に
は、図９に示す円・円弧補完ルーチンに入る。先ずステ
ップ４５で、データＤＡにより示される３つの指定ポイ
ントより、その中心位置Ｐｃ，半径ｒｏ，円を含む法線
ベクトルＶｈ，補間角度θｏ，終点における方向ベクト
ルＶｅが計算される。

【００４８】しかる後、ステップ４６乃至５０におい
て、図８に示した直線補間ルーチンにおけるステップ３
９乃至４３と同様の計算が実行される。これらの計算は
直線補間ルーチンの場合と同様であるので、詳しい説明
は省略する。ステップ５０の実行が終了するとステップ
３２に戻る。

【００４９】ステップ３６の判別結果がＹＥＳの場合に
は、図１０に示すスプライン補間ルーチンに入り、ステ
ップ５２で指定ポイントからＢスプライン補間係数が求
められる。以降のステップ５３乃至５７は、先に説明し
た直線補間の場合のステップ３９乃至４３と同様である
から、その詳細な説明は省略する。ステップ５７の実行
が終了するとステップ３２に戻る。

【００５０】次に、図１１、図１２に示される移動量セ
ットルーチンについて説明する。移動量セットルーチン
は単位時間の割込によって実行される。その実行内容
は、次の単位時間毎における移動量、及びその単位時間
の幅をセットすることである。更に、速度オーバーライ
ド率が変更されている場合には、可能単位時間に関する
データの書き換えを行なう。以下、これらにつき図示の
フローチャートに従ってって順次説明する。

【００５１】単位時間の始点において割込みが掛けら
れ、移動セットルーチンが起動すると、ステップ６０で
セットするデータがあるか否かが判別される。セットす
るデータが無い場合はこのルーチンの実行が終了する
が、セットするデータがある場合には、ステップ６１に
入り、ここで速度オーバーライドの変更があるか否かが
判別される。速度オーバーライドの変更が有る場合には
ステップ６２に入り、所要の速度オーバーライドを得る
のに必要な加速、及び停止のための所要の減速のための
単位時間の長さの変更パターンの幅ｍが計算される。

【００５２】次のステップ６３では、ステップ６２で求
められた、オーバーライド変更のための可能単位時間の
変化パターンのセット、ｔ_i、ｔ_i+1、・・・、ｔ
_i+m-1のそれぞれと、可能単位時間テーブルの該当部分
とを比較し、その大きい方をあらためてｔ_i〜ｔ_i+m-1
の値とする単位時間の変更処理が行なわれる。さらに、
次のステップ６４では、指定されている速度オーバーラ
イド値Ｖｏから指定単位時間ｔｘが計算される。なお、
ステップ６１の判別結果がＮＯの場合には、ステップ６
４に直接進む。

【００５３】ステップ６５では、可能単位時間ｔ_iが１
より大きいか否かが判別され、ｔ_i＞１の場合にはステ
ップ６６に入り、ここで、ｔ_i＞ｔｘか否かが判別され
る。ｔ_i＞ｔｘであればステップ６７において単位時間
ｔ＝ｔｘとされステップ７２に入る。ステップ６６でｔ
_i＞ｔｘでなければステップ６８に入り、ここでｔ＝ｔ
_iとされた後、ステップ７２に入る。

【００５４】ステップ６５で可能単位時間ｔ_iが１以下
であるとステップ６９に入り、ここでｔ_i＞ｔｘか否か
が判別される。ｔ_i＞ｔｘであればステップ７０でｔ＝
ｔ_iとされた後、ステップ７２に進む。一方、ｔ_i≦ｔ
ｘであればステップ７１でｔ＝ｔｘとされた後、ステッ
プ７２に進む。

【００５５】ステップ７２では、移動量Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚ
ｉを各軸毎に設けられている位置ポインタ（図示せず）
にそれぞれ送り、各位置ポインタの内容のにこれらの移
動量を計算し最新の位置データＸ、Ｙ、Ｚをストアして
おく。しかる後、この移動量セットルーチンの実行が終
了する。

【００５６】次に図１３に示される位置サーボルーチン
について説明する。位置サーボルーチンは所定の制御時
間毎に割込みにより実行されるルーチンであり、各軸の
モータＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚとの間でフィードバックループ
を構成して位置制御を行なう。この制御時間は、例えば
標準単位時間幅の１／２０程度に定めることができる。
先ずステップ８１では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿うトーチ
３の相対位置を検出して記憶しておくための図示しない
位置カウンタからの位置カウンタ値Ｘｐ、Ｙｐ、Ｚｐを
読み込み、ステップ８２では、これらの位置カウンタ値
Ｘｐ、Ｙｐ、Ｘｐと位置データＸ、Ｙ、Ｚとからモータ
への速度指令値ＶＭが計算される。次のステップ８３で
はこの速度指令値ＶＭがサーボアンプ８に出力され、こ
れにより各軸のモータＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚの速度制御が実
行される。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、予め分割された時間単
位毎の移動量を定めておき、時間単位毎に被制御体をこ
の移動量だけ移動させるようにして位置制御を行なう場
合において、定められた加速度及び又は減速度で被制御
体を移動させるために必要な単位時間の長さの変化パタ
ーンを予め計算しておき、被制御体の移動の速度の変更
が指令された場合、該変化パターンのうちのその時の速
度変更指令に見合った部分を用いて単位時間の長さを変
化させ、これにより被制御体の移動速度を制御するよう
にしたので、その時々において任意に速度の変更が指令
されても、以後における所要の加減速制限に従う速度変
更を従来の如き複雑な計算を必要とすることなく簡単に
行なうことができる。このため、単位時間の長さが短く
設定されていても、複雑で高価な演算システムを用いる
ことなしに、被制御体をその都度指令される速度で、所
要の加減速特性に従って位置制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図。

【図２】図１の制御機の詳細ブロック図。

【図３】図２の位置制御ユニットの機能図。

【図４】図３の第一計算部において計算される単位時間
毎の移動係数を説明するための説明図。

【図５】可能単位時間の計算方法を説明するための説明
図。

【図６】図３の第２計算部において計算される可能単位
時間を説明するための説明図。

【図７】図２の位置制御ユニットにおいて実行される制
御プログラムの一部のフローチャート。

【図８】図２の位置制御ユニットにおいて実行される制
御プログラムの一部のフローチャート。

【図９】図２の位置制御ユニットにおいて実行される制
御プログラムの一部のフローチャート。

【図１０】図２の位置制御ユニットにおいて実行される
制御プログラムの一部のフローチャート。

【図１１】図２の位置制御ユニットにおいて実行される
制御プログラムの一部のフローチャート。

【図１２】図２の位置制御ユニットにおいて実行される
制御プログラムの一部のフローチャート。

【図１３】図２の位置制御ユニットにおいて実行される
制御プログラムの一部のフローチャート。

【符号の説明】

２１第１計算部２２第２計算部２３制御データ出力部２４駆動信号出力部ＤＡ指定ポイントデータＤＢ加減速データＤＣ指定速度データＤ１第１データＤ２第２データＤ３制御データＣ２第２制御信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所与の時間当りの移動量を与えることに
より被制御体を所与の始点から所与の終点にまで移動さ
せるための位置制御方法において、所定の指定速度で前
記被制御体を移動させるのに使用するための一連の一定
単位時間当りの移動量を示す基本移動量パターンデータ
を予め計算しておくと共に、所要の加減速度で前記被制
御体を移動させるために必要な一連の単位時間長さの時
間変化パターンデータを計算しておき、前記被制御体の
移動速度の変更が指令された場合には、移動速度の変更
内容に応じて前記時間変化パターンデータに基づき所定
の修正時間変化パターンデータを計算し、以後、前記基
本移動量パターンデータにおける一定単位時間の長さを
該修正時間変化パターンデータに従って定めるようにし
たことを特徴とする位置制御方法。
【請求項２】所与の時間当りの移動量を与えることに
より被制御体を所与の始点から所与の終点にまで移動さ
せるための位置制御装置において、少なくとも始点及び終点と、前記被制御体の加減速値の
制限値と、指定速度とを与えるデータ供給手段と、該データ供給手段に応答し前記指定速度に従って前記被
制御体を前記始点から前記終点にまで移動させるための
一連の一定単位時間当りの移動量を示す第１データを計
算する第１計算手段と、前記被制御体の加減速値が前記制限を値越えることがな
いように前記指定速度より高い所定の上限速度値と前記
指定速度との間で前記被制御体を加減速するのに必要な
一連の単位時間長さの時間変化パターンを示す第２デー
タを計算する第２計算手段と、前記被制御体の移動速度を指令するための速度指令手段
と、該速度指令手段、前記第１計算手段及び前記第２計算手
段に応答し前記被制御体の位置を指令された移動速度で
制御するためその都度前記第１データの一部を前記第２
データに従って補正し所要の一連の制御データを出力す
る制御データ出力手段と、該一連の制御データに応答し単位時間毎に前記被制御体
を所要の終点へ向けて移動させるための駆動信号を出力
する駆動信号出力部とを備えたことを特徴とする位置制
御装置。