JPH06250718A - Ｎｃ−機械における位置決め制御回路用の基準量生成方法 - Google Patents
Ｎｃ−機械における位置決め制御回路用の基準量生成方法Info
- Publication number
- JPH06250718A JPH06250718A JP1287994A JP1287994A JPH06250718A JP H06250718 A JPH06250718 A JP H06250718A JP 1287994 A JP1287994 A JP 1287994A JP 1287994 A JP1287994 A JP 1287994A JP H06250718 A JPH06250718 A JP H06250718A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target value
- control circuit
- positioning control
- path
- weighting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 数値制御される機械における制御回路のため
のより改善された基準量の生成方法を提供すること。 【構成】 位置目標値をそのつど適切に重み付けされた
先行のパス目標値のシーケンスから導出する。
のより改善された基準量の生成方法を提供すること。 【構成】 位置目標値をそのつど適切に重み付けされた
先行のパス目標値のシーケンスから導出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、数値式に連続−パス制
御された機械の位置決め制御回路用の基準量の生成方法
であって、数値制御によりパス目標値を離散的サンプリ
ング時点に対する時間離散的な制御値のシーケンスとし
て予め設定し、該パス目標値からフィルタを用いて離散
的な位置目標値を生ぜしめ、該位置目標値を位置決め制
御回路に基準量として供給する、ＮＣ−機械における位
置決め制御回路用の基準量生成方法に関する。
御された機械の位置決め制御回路用の基準量の生成方法
であって、数値制御によりパス目標値を離散的サンプリ
ング時点に対する時間離散的な制御値のシーケンスとし
て予め設定し、該パス目標値からフィルタを用いて離散
的な位置目標値を生ぜしめ、該位置目標値を位置決め制
御回路に基準量として供給する、ＮＣ−機械における位
置決め制御回路用の基準量生成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】数値制御される機械における制御回路用
の基準量は通常は図１にブロック回路図で示されている
ような手法に従って生成される。まずＮＣ−機械のメモ
リ、例えばＲＡＭ又はＥＥＰＲＯＭからデータセット処
理部によりＮＣ−データセットの形で経路（パス）コマ
ンドが読み出される。このコマンドは例えば行程（プロ
セス）の種類や新たな目標位置に関する情報を含んでお
り、この情報から２つの位置目標値間のモーション（運
動ないし移動）に対するパス特性量が算出される。これ
らは例えばパス区間の長さ並びに速度及び加速度であ
る。完全なモーションに関する情報は粗補間器（以下単
に補間器と称する）に供給される。これはデータセット
処理部から供給される速度プロフィールを内部クロック
パターンに応じて個別部分区間に細分化する。この、中
間接続された積分器において積分された速度プロフィー
ルの部分区間からは、後置接続された軸変換ユニット
の、個々の機械−軸に対する位置目標値が求められる。
この位置目標値は引き続き当該個々の機械−軸に位置基
準量として伝達される。粗補間及び軸変換は計算量の多
いプロセスである。そのため軸ないし駆動ユニットへ供
給される位置目標値の更新は比較的大きな時間配列（タ
イミング）パターン（典型的には約１０ｍｓ）でしか行
うことができない。駆動ユニットに設けられている位置
決め制御回路はこれとは逆に著しく速く動作する（ここ
では２ｍｓよりも少ないクロック期間にまで達する）。
それ故軸変換部から供給された位置目標値は転送の前に
軸の位置決め回路においてさらに微補間処理を受ける。
この微補間処理の目的は位置決め回路の性能に適合させ
て、２つの順次連続する位置目標値の間の中間基準点個
所の数をそのつど生成することである。
の基準量は通常は図１にブロック回路図で示されている
ような手法に従って生成される。まずＮＣ−機械のメモ
リ、例えばＲＡＭ又はＥＥＰＲＯＭからデータセット処
理部によりＮＣ−データセットの形で経路（パス）コマ
ンドが読み出される。このコマンドは例えば行程（プロ
セス）の種類や新たな目標位置に関する情報を含んでお
り、この情報から２つの位置目標値間のモーション（運
動ないし移動）に対するパス特性量が算出される。これ
らは例えばパス区間の長さ並びに速度及び加速度であ
る。完全なモーションに関する情報は粗補間器（以下単
に補間器と称する）に供給される。これはデータセット
処理部から供給される速度プロフィールを内部クロック
パターンに応じて個別部分区間に細分化する。この、中
間接続された積分器において積分された速度プロフィー
ルの部分区間からは、後置接続された軸変換ユニット
の、個々の機械−軸に対する位置目標値が求められる。
この位置目標値は引き続き当該個々の機械−軸に位置基
準量として伝達される。粗補間及び軸変換は計算量の多
いプロセスである。そのため軸ないし駆動ユニットへ供
給される位置目標値の更新は比較的大きな時間配列（タ
イミング）パターン（典型的には約１０ｍｓ）でしか行
うことができない。駆動ユニットに設けられている位置
決め制御回路はこれとは逆に著しく速く動作する（ここ
では２ｍｓよりも少ないクロック期間にまで達する）。
それ故軸変換部から供給された位置目標値は転送の前に
軸の位置決め回路においてさらに微補間処理を受ける。
この微補間処理の目的は位置決め回路の性能に適合させ
て、２つの順次連続する位置目標値の間の中間基準点個
所の数をそのつど生成することである。
【０００３】プロセス側ないし機械側から見て基準量の
生成に求められることは、１つ又は複数のＮＣ−データ
セットからなる加工期間の間の最終的に生じるモーショ
ン（経過状態）が可及的に平滑に経過することである。
“平滑”な経過とは、モーションの間に機械において生
じる（信号エッジ）衝撃特性（これは時間に応じた三次
導関数として生じる）ができるだけシャープでない先端
ないしエッジ特性を有することと解される。あるいは数
学的に言い換えれば衝撃特性を表す関数が可及的にどの
個所においても常に微分可能であることと解される。結
果的なモーション経過において衝撃性が僅かでかつ平滑
であればあるほど明確さが増す。すなわち過励振による
ひずみを伴うことなく目標モーションパスが保持され
る。同時にモーション経過が平滑な場合には機械におい
てのメカニック的な酷使状態が緩和される。
生成に求められることは、１つ又は複数のＮＣ−データ
セットからなる加工期間の間の最終的に生じるモーショ
ン（経過状態）が可及的に平滑に経過することである。
“平滑”な経過とは、モーションの間に機械において生
じる（信号エッジ）衝撃特性（これは時間に応じた三次
導関数として生じる）ができるだけシャープでない先端
ないしエッジ特性を有することと解される。あるいは数
学的に言い換えれば衝撃特性を表す関数が可及的にどの
個所においても常に微分可能であることと解される。結
果的なモーション経過において衝撃性が僅かでかつ平滑
であればあるほど明確さが増す。すなわち過励振による
ひずみを伴うことなく目標モーションパスが保持され
る。同時にモーション経過が平滑な場合には機械におい
てのメカニック的な酷使状態が緩和される。
【０００４】これらの理由から位置基準量の算出は次の
ように行われる。すなわち加工期間中の機械の動作にお
いての加速ないし制動フェーズでの速度経過が時間に依
存して直線的であるように行われる。
ように行われる。すなわち加工期間中の機械の動作にお
いての加速ないし制動フェーズでの速度経過が時間に依
存して直線的であるように行われる。
【０００５】最も簡単な場合ではそのような速度経過は
図２に示されているように台形状を有している。すなわ
ち図２ａには衝撃特性Ｒがプロットされ、図２ｂには加
速度経過ａがプロットされ、図２ｃには速度経過ｖがプ
ロットされ、図２ｄにはそのつどの期間ｔに亘って位置
Ｌがプロットされている。Ｔはそのつどの補間器のクロ
ック期間を表している。このような速度経過の下で機械
において生じる加速度経過（図２ｂ）は、矩形状を有す
る。これに属する衝撃経過（図２ａ）はδ−パルス形状
を有する。
図２に示されているように台形状を有している。すなわ
ち図２ａには衝撃特性Ｒがプロットされ、図２ｂには加
速度経過ａがプロットされ、図２ｃには速度経過ｖがプ
ロットされ、図２ｄにはそのつどの期間ｔに亘って位置
Ｌがプロットされている。Ｔはそのつどの補間器のクロ
ック期間を表している。このような速度経過の下で機械
において生じる加速度経過（図２ｂ）は、矩形状を有す
る。これに属する衝撃経過（図２ａ）はδ−パルス形状
を有する。
【０００６】図２に示されているような特性を有する基
準量は既に実際の使用には有益な結果をもたらすが、し
かしながら高精度な使用と非常に高価な機械に対しては
基本的にモーション経過をさらに平滑化させることが望
ましい。これは基本的には簡単な形式で、速度変化の際
の加速度が台形状の特性経過となるようにデータセット
準備におけるパス特性量の生成を行うようにしてもよ
い。速度の特性はこの場合放物線状に削られたエッジを
有する台形状となる。この衝撃特性は矩形状となり得
る。しかしながらこのような簡単な手段の実現は、この
種の速度プロフィルの検出やそれらの補間の実施のため
の計算機への負荷が著しく高くなり、場合によってはさ
らに補間クロック期間が著しく長くなるという恐れがあ
るために無理がある。
準量は既に実際の使用には有益な結果をもたらすが、し
かしながら高精度な使用と非常に高価な機械に対しては
基本的にモーション経過をさらに平滑化させることが望
ましい。これは基本的には簡単な形式で、速度変化の際
の加速度が台形状の特性経過となるようにデータセット
準備におけるパス特性量の生成を行うようにしてもよ
い。速度の特性はこの場合放物線状に削られたエッジを
有する台形状となる。この衝撃特性は矩形状となり得
る。しかしながらこのような簡単な手段の実現は、この
種の速度プロフィルの検出やそれらの補間の実施のため
の計算機への負荷が著しく高くなり、場合によってはさ
らに補間クロック期間が著しく長くなるという恐れがあ
るために無理がある。
【０００７】また補間に関連して生じる計算時間の問題
を回避するために、補間器に供給される基準量を制御す
るのではなく、基準量を付加的に平滑化するフィルタを
補間器に後置接続させた、基準量のさらなる平滑化のた
めの別の公知の手段がある。
を回避するために、補間器に供給される基準量を制御す
るのではなく、基準量を付加的に平滑化するフィルタを
補間器に後置接続させた、基準量のさらなる平滑化のた
めの別の公知の手段がある。
【０００８】この第２の手法に基づく方法は、ヨーロッ
パ特許第４１９７０５号から公知である。この明細書に
よれば基準量の平滑化のために次のようなフィルタが設
けられている。すなわち速度目標値の形で生成された基
準量の特性経過を矩形作用を有する折返しによって修整
するフィルタが設けられている。この方法によれば確か
に、生じた衝撃性が最大（許容）高さに制限されるが、
基本的には基準量のさらなる平滑化が望ましいものであ
る。
パ特許第４１９７０５号から公知である。この明細書に
よれば基準量の平滑化のために次のようなフィルタが設
けられている。すなわち速度目標値の形で生成された基
準量の特性経過を矩形作用を有する折返しによって修整
するフィルタが設けられている。この方法によれば確か
に、生じた衝撃性が最大（許容）高さに制限されるが、
基本的には基準量のさらなる平滑化が望ましいものであ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、数値
制御された機械における制御回路に対するさらに改善さ
れた基準量の生成方法を提供することである。
制御された機械における制御回路に対するさらに改善さ
れた基準量の生成方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記課題
は、位置目標値をそのつど適切に重み付けされた先行の
パス目標値のシーケンスから導出するようにして解決さ
れる。
は、位置目標値をそのつど適切に重み付けされた先行の
パス目標値のシーケンスから導出するようにして解決さ
れる。
【００１１】本発明の方法によれば、モーション特性を
制御することのできる所定の係数を変化させることによ
り、任意の形式のモーション特性を個々の過程に適合さ
せることが有利な形で行われる。本発明の方法は数学的
なアルゴリズムで簡単に表すことができ、しかも計算機
で容易に実行することができる。
制御することのできる所定の係数を変化させることによ
り、任意の形式のモーション特性を個々の過程に適合さ
せることが有利な形で行われる。本発明の方法は数学的
なアルゴリズムで簡単に表すことができ、しかも計算機
で容易に実行することができる。
【００１２】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
明する。
【００１３】本発明による方法の基礎的な技術思想は、
補間されたパス目標値を所望の機械特性が生じるように
修整することである。図４には本発明の方法を実施する
のに用いられるフィルタの配置構成が示されている。こ
のフィルタの構造は図５に示されている。数値制御のデ
ジタル構造に対応してこのフィルタはデジタルフィルタ
で構成される。それ故このフィルタに関する数学的表示
の全ては以下の離散的な“ラプラス”−空間に基づく。
これの所属理論への手引きはデジタル制御システムに関
する全ての教則本に記載されている。
補間されたパス目標値を所望の機械特性が生じるように
修整することである。図４には本発明の方法を実施する
のに用いられるフィルタの配置構成が示されている。こ
のフィルタの構造は図５に示されている。数値制御のデ
ジタル構造に対応してこのフィルタはデジタルフィルタ
で構成される。それ故このフィルタに関する数学的表示
の全ては以下の離散的な“ラプラス”−空間に基づく。
これの所属理論への手引きはデジタル制御システムに関
する全ての教則本に記載されている。
【００１４】図５にはそれぞれ、 ｖ（ｋ） ；サンプリング−時点ｋ，Ｔに対する速度
（システムに基づくサンプリング時定数Ｔは以下では簡
略化の理由からそれぞれｋＴで示す代わりに単にｋのみ
で示す）、 Ｌ（ｋ） ；時点ｋに対する目標位置、 Ｌ＾（ｋ）；時点ｋに対する修整された目標位置、 符号４１ ；積分器、 符号４２ ；ｎ次むだ時間要素、 符号４３ ；一次むだ時間要素、 符号４４ ；重み付け係数、 が示されている。
（システムに基づくサンプリング時定数Ｔは以下では簡
略化の理由からそれぞれｋＴで示す代わりに単にｋのみ
で示す）、 Ｌ（ｋ） ；時点ｋに対する目標位置、 Ｌ＾（ｋ）；時点ｋに対する修整された目標位置、 符号４１ ；積分器、 符号４２ ；ｎ次むだ時間要素、 符号４３ ；一次むだ時間要素、 符号４４ ；重み付け係数、 が示されている。
【００１５】補間器への基準量は、データセット準備要
素からの速度プロフィルＶ（図１参照）である。補間さ
れた出力信号ｖ（Ｋ）は一次むだ時間要素４３からのシ
ーケンスに供給される。各むだ時間要素には比例要素４
４が配置される。この比例要素４４の出力信号は加算部
４５で累計される。
素からの速度プロフィルＶ（図１参照）である。補間さ
れた出力信号ｖ（Ｋ）は一次むだ時間要素４３からのシ
ーケンスに供給される。各むだ時間要素には比例要素４
４が配置される。この比例要素４４の出力信号は加算部
４５で累計される。
【００１６】加算部４５の出力信号は別の加算部４６へ
供給される。この加算部４６にはその他にｎ次むだ時間
要素４２の中間接続の下で積分器４１の出力信号が供給
される。加算部の出力側からは修整された位置目標値Ｌ
＾（ｋ）が出力される。（本来のフィルタ効果を定め
る）重み付け係数４４が既知の場合には図５に示したフ
ィルタは数値制御のためのプログラムの形で簡単に実現
することができる。これらの重み付け係数の決定は以下
に説明される。
供給される。この加算部４６にはその他にｎ次むだ時間
要素４２の中間接続の下で積分器４１の出力信号が供給
される。加算部の出力側からは修整された位置目標値Ｌ
＾（ｋ）が出力される。（本来のフィルタ効果を定め
る）重み付け係数４４が既知の場合には図５に示したフ
ィルタは数値制御のためのプログラムの形で簡単に実現
することができる。これらの重み付け係数の決定は以下
に説明される。
【００１７】前記フィルタリング方法の基本は、適切な
加算により、補間器から出力された位置目標値のそれぞ
れ固定の数から、修整された位置目標値（以下修整−位
置目標値と称する）を検出することである。
加算により、補間器から出力された位置目標値のそれぞ
れ固定の数から、修整された位置目標値（以下修整−位
置目標値と称する）を検出することである。
【００１８】修整−位置目標値の検出のために用いられ
る各位置目標値は係数によって重み付けされる。すなわ
ちこれらの位置目標値は０〜１の数で乗算される。この
０〜１の数は目下の修整−位置目標値の決定に対するそ
の重み付け具合を設定する。数学的に表示すれば修整−
位置目標値は以下の式となる。
る各位置目標値は係数によって重み付けされる。すなわ
ちこれらの位置目標値は０〜１の数で乗算される。この
０〜１の数は目下の修整−位置目標値の決定に対するそ
の重み付け具合を設定する。数学的に表示すれば修整−
位置目標値は以下の式となる。
【００１９】
【数５】
【００２０】この場合、Ｌ（ｋ）は補間−位置目標値、
ｃiは重み付け係数、Ｌ＾（ｋ）は修整−位置目標値 ｎはフィルタ次数である。
ｃiは重み付け係数、Ｌ＾（ｋ）は修整−位置目標値 ｎはフィルタ次数である。
【００２１】これにより定常状態においては、これらは
例えば時間的に変化しない位置目標値が与えられ場合に
生起する。所定の位置目標値がフィルタの出力側に実際
に達すると、重み付け係数ｃiに対して以下の式で示さ
れる副次的条件が充たされなければならない。
例えば時間的に変化しない位置目標値が与えられ場合に
生起する。所定の位置目標値がフィルタの出力側に実際
に達すると、重み付け係数ｃiに対して以下の式で示さ
れる副次的条件が充たされなければならない。
【００２２】
【数６】
【００２３】この副次的条件が考慮される場合には当該
の重み付け係数は基本的に自由に選定することができ
る。この重み付け係数はフィルタ効果に直接たずさわる
のでこの重み付け係数の適切な選定によって機械の特性
を制御することができる。例えばモーション特性の平滑
化を達成することができる。
の重み付け係数は基本的に自由に選定することができ
る。この重み付け係数はフィルタ効果に直接たずさわる
のでこの重み付け係数の適切な選定によって機械の特性
を制御することができる。例えばモーション特性の平滑
化を達成することができる。
【００２４】重み付け係数の決定のためには、まずフィ
ルタ次数ｎが設定されなければならない。それにより、
いくつの先行の位置目標値をそれぞれ修整−位置目標値
Ｌ＾（ｋ）の検出に関与させるかが定まる。フィルタ次
数ｎの選定の際の次数ｎが大きくなれなるほど、すなわ
ち各修整−位置目標値の形成の際に考慮される位置目標
値の数が多くなればなるほど、当該の平滑効果が向上
し、所要の計算時間もいずれにせよ長くなる。実際には
フィルタ次数ｎは１０〜２０が有利であることが判明し
ている。重み付け係数の選定に対しては次のように決定
するのが有利であることが判明している。すなわち修整
−位置目標値の検出に関与する位置目標値のシーケンス
の平均値が比較的重く重み付けされ、当該重み付けの経
過が中心に関して対称（左右対称）になるように決定す
るのが有利である。これは以下で一つの例として説明す
る。
ルタ次数ｎが設定されなければならない。それにより、
いくつの先行の位置目標値をそれぞれ修整−位置目標値
Ｌ＾（ｋ）の検出に関与させるかが定まる。フィルタ次
数ｎの選定の際の次数ｎが大きくなれなるほど、すなわ
ち各修整−位置目標値の形成の際に考慮される位置目標
値の数が多くなればなるほど、当該の平滑効果が向上
し、所要の計算時間もいずれにせよ長くなる。実際には
フィルタ次数ｎは１０〜２０が有利であることが判明し
ている。重み付け係数の選定に対しては次のように決定
するのが有利であることが判明している。すなわち修整
−位置目標値の検出に関与する位置目標値のシーケンス
の平均値が比較的重く重み付けされ、当該重み付けの経
過が中心に関して対称（左右対称）になるように決定す
るのが有利である。これは以下で一つの例として説明す
る。
【００２５】例えばフィルタ次数ｎ＝６のフィルタに対
して重み付け係数を選定する場合には、すなわち６つの
重み付け係数ｃ1〜ｃ6が定めらなければならない。この
場合の主要な重み付けは、例えば係数ｃ3とｃ4に０．３
が選定された場合にこの２つの係数ｃ3とｃ4の平均にあ
る。対称的な係数の選定は、別の係数ｃ2とｃ4に０．１
５が選定され係数ｃ1とｃ6に０．０５が選定された場合
に達成される。このように選定された係数ｃ1〜ｃ6によ
り係数の副次的条件（すなわち各係数の和は１にならな
ければならない）は充たされる。
して重み付け係数を選定する場合には、すなわち６つの
重み付け係数ｃ1〜ｃ6が定めらなければならない。この
場合の主要な重み付けは、例えば係数ｃ3とｃ4に０．３
が選定された場合にこの２つの係数ｃ3とｃ4の平均にあ
る。対称的な係数の選定は、別の係数ｃ2とｃ4に０．１
５が選定され係数ｃ1とｃ6に０．０５が選定された場合
に達成される。このように選定された係数ｃ1〜ｃ6によ
り係数の副次的条件（すなわち各係数の和は１にならな
ければならない）は充たされる。
【００２６】前述の係数の分配は図６にグラフで示され
ている。重み付け係数ｃの値はその位置ｎに関して以下
のようにプロットされている。例として図６には重み付
け係数の選定に対するさらにもう１つの別の可能な分布
曲線が示されている（ライン６１）。もちろんその他の
分配も可能である。
ている。重み付け係数ｃの値はその位置ｎに関して以下
のようにプロットされている。例として図６には重み付
け係数の選定に対するさらにもう１つの別の可能な分布
曲線が示されている（ライン６１）。もちろんその他の
分配も可能である。
【００２７】重み付け係数の決定のためのその他の手段
として、この重み付け係数をグラフから求めることが可
能である。これは図７に示されている。この方法によれ
ばまず制御ループの（フィルタリングなしではその移行
経過（遷移）が跳躍的ないし方形状であるような）パス
特性量の特性に対しての所期の目標経過が２つのパス目
標値間の遷移の下で示される。前記した跳躍的ないし方
形状の移行は通常はパスの加速である（例えば図２ｂ参
照）。有利には所定の目標−伝達関数は中心点又は折り
返し点に関して対称的な特性曲線である。図には縦座標
の０と１の間の特性曲線ｘ（ｋ）が補間器のクロックパ
ターンｋに亘って示されている。
として、この重み付け係数をグラフから求めることが可
能である。これは図７に示されている。この方法によれ
ばまず制御ループの（フィルタリングなしではその移行
経過（遷移）が跳躍的ないし方形状であるような）パス
特性量の特性に対しての所期の目標経過が２つのパス目
標値間の遷移の下で示される。前記した跳躍的ないし方
形状の移行は通常はパスの加速である（例えば図２ｂ参
照）。有利には所定の目標−伝達関数は中心点又は折り
返し点に関して対称的な特性曲線である。図には縦座標
の０と１の間の特性曲線ｘ（ｋ）が補間器のクロックパ
ターンｋに亘って示されている。
【００２８】ここにおいて図面からは重み付け係数が、
それぞれ２つの順次連続するサンプリング時点の間の目
標経過曲線の縦座標の値の増加から得られる。例えば当
該図７からは、サンプリング時点ｋ1，ｋ2に対する縦座
標の値ｘ2とｘ1の差（ｘ2−ｘ1）から重み付け係数ｃ1
が得られ、さらにサンプリング時点ｋ3，ｋ2に対する縦
座標の値ｘ3とｘ2の差（ｘ3−ｘ2）から重み付け係数ｃ
2が得られる。
それぞれ２つの順次連続するサンプリング時点の間の目
標経過曲線の縦座標の値の増加から得られる。例えば当
該図７からは、サンプリング時点ｋ1，ｋ2に対する縦座
標の値ｘ2とｘ1の差（ｘ2−ｘ1）から重み付け係数ｃ1
が得られ、さらにサンプリング時点ｋ3，ｋ2に対する縦
座標の値ｘ3とｘ2の差（ｘ3−ｘ2）から重み付け係数ｃ
2が得られる。
【００２９】修整−位置目標値Ｌ＾（ｋ）を得るため
に、前記得られた重み付け係数ｃiで以って前記式
（１）に基づいて簡単な形式で実施されるフィルタの実
現はいずれにしても不可能である。この理由は位置目標
値Ｌ（ｋ）がＮＣ−データセット内においてそれぞれ先
行するＮＣ−データセットの最終値に関連するからであ
る。それによりその経過曲線はＮＣ−データセットの変
更によって図３ｂに示されているように定常性が変化す
る。故にこれはＮＣ−データセットの変更においてパス
のエラーにつながる。瞬時の位置目標値が常に前記式
（１）に従って、重み付けされた先行する位置目標値の
シーケンスからそのつど求められるならば、図３ｂの例
のようにＮＣ−データセットＩＩの第１の修整−位置目
標値へＮＣ−データセットＩのパス目標値の数値が関与
し、これによって、検出すべき位置目標値の著しい変造
（改ざん）が引き起こされる。
に、前記得られた重み付け係数ｃiで以って前記式
（１）に基づいて簡単な形式で実施されるフィルタの実
現はいずれにしても不可能である。この理由は位置目標
値Ｌ（ｋ）がＮＣ−データセット内においてそれぞれ先
行するＮＣ−データセットの最終値に関連するからであ
る。それによりその経過曲線はＮＣ−データセットの変
更によって図３ｂに示されているように定常性が変化す
る。故にこれはＮＣ−データセットの変更においてパス
のエラーにつながる。瞬時の位置目標値が常に前記式
（１）に従って、重み付けされた先行する位置目標値の
シーケンスからそのつど求められるならば、図３ｂの例
のようにＮＣ−データセットＩＩの第１の修整−位置目
標値へＮＣ−データセットＩのパス目標値の数値が関与
し、これによって、検出すべき位置目標値の著しい変造
（改ざん）が引き起こされる。
【００３０】この問題は、修整−位置目標値Ｌ＾（ｋ）
の検出のために必要とされる前記式（１）に従った複数
の重み付けされた位置目標値の和の形成を、複数の重み
付けされたパス速度の和の形成に移行させることによっ
て回避される。
の検出のために必要とされる前記式（１）に従った複数
の重み付けされた位置目標値の和の形成を、複数の重み
付けされたパス速度の和の形成に移行させることによっ
て回避される。
【００３１】それ故図５によるフィルタの重み付け係数
ｂiの検出のためには、前記式（１）による修整−位置
目標値Ｌ＾（ｋ）を、以下の式で表されているように、
目標値算出に関与する先行の各目標値に属するパス速度
に依存させる。
ｂiの検出のためには、前記式（１）による修整−位置
目標値Ｌ＾（ｋ）を、以下の式で表されているように、
目標値算出に関与する先行の各目標値に属するパス速度
に依存させる。
【００３２】
【数７】
【００３３】この式の変形により修整−位置目標値Ｌ＾
（ｋ）のための以下のような関係式が導出される。
（ｋ）のための以下のような関係式が導出される。
【００３４】
【数８】
【００３５】ここにおいてこの式の中の係数ｂiは図５
によるフィルタのための重み付け係数である。これによ
り修整−位置目標値Ｌ＾（ｋ）の形成は、先行するサン
プリング時点に対してｎ−１のパス速度値ｖ（ｋ−ｉ）
並びにそのつどの先行する位置の値Ｌ（ｋ−ｎ）に基づ
く。この先行する位置の値は、検出すべき修整−位置目
標値Ｌ＾（ｋ）に関して最も離れた先行時点に存し、こ
れは開始値として用いられる。前記式（３）から図５に
よるフィルタの構造が定められる。このフィルタは例え
ば位置の値Ｌ（ｋ−ｎ）の形成のために積分器４１及び
むだ時間要素４２に亘る信号路を有し、さらに速度値を
形成するためのｎ−１の信号路を有する。その際注意す
べきことは当該の重み付け係数ｂiの和が以下の式で表
される条件を充たさないことである。
によるフィルタのための重み付け係数である。これによ
り修整−位置目標値Ｌ＾（ｋ）の形成は、先行するサン
プリング時点に対してｎ−１のパス速度値ｖ（ｋ−ｉ）
並びにそのつどの先行する位置の値Ｌ（ｋ−ｎ）に基づ
く。この先行する位置の値は、検出すべき修整−位置目
標値Ｌ＾（ｋ）に関して最も離れた先行時点に存し、こ
れは開始値として用いられる。前記式（３）から図５に
よるフィルタの構造が定められる。このフィルタは例え
ば位置の値Ｌ（ｋ−ｎ）の形成のために積分器４１及び
むだ時間要素４２に亘る信号路を有し、さらに速度値を
形成するためのｎ−１の信号路を有する。その際注意す
べきことは当該の重み付け係数ｂiの和が以下の式で表
される条件を充たさないことである。
【００３６】
【数９】
【００３７】図８には図５によるフィルタの効果が示さ
れている。この図には期間ｋに亘ってモーション速度が
プロットされている。符号８１はフィルタリングなしの
パス速度の経過が符号８１で示されおり、フィルタリン
グを伴ったパス速度の経過は符号８２で示されている。
この経過曲線８２は経過曲線８１に対して丸みのあるエ
ッジを有している。
れている。この図には期間ｋに亘ってモーション速度が
プロットされている。符号８１はフィルタリングなしの
パス速度の経過が符号８１で示されおり、フィルタリン
グを伴ったパス速度の経過は符号８２で示されている。
この経過曲線８２は経過曲線８１に対して丸みのあるエ
ッジを有している。
【００３８】
【発明の効果】本発明によればモーション特性を制御す
ることのできる所定の係数を変化させることにより、任
意の形式のモーション特性が個々の過程に有利な形で適
合される。本発明の方法は数学的なアルゴリズムで表す
ことができ、計算機で容易に実行することができる。
ることのできる所定の係数を変化させることにより、任
意の形式のモーション特性が個々の過程に有利な形で適
合される。本発明の方法は数学的なアルゴリズムで表す
ことができ、計算機で容易に実行することができる。
【００３９】なお本明細中Ｌ＾（ｋ）なる明記は
【００４０】
【数１０】
【００４１】を表す。
【図１】通常のＮＣ−機械制御のブロック回路図であ
る。
る。
【図２】数値制御のための基準量の特性図である。
【図３】位置基準量の所属の経過を有する処理区間の速
度特性図である。
度特性図である。
【図４】ＮＣ−制御の一部のブロック回路図である。
【図５】本発明の制御アルゴリズムのブロック回路図で
ある。
ある。
【図６】重み付け係数の分散を示した図である。
【図７】重み付け係数の検出を示した図である。
【図８】図７によるモーション目標パスに属する速度特
性（速度プロフィル）を表した図である。
性（速度プロフィル）を表した図である。
４１ 積分器、 ４２ ｎ次むだ時間要素、 ４３ 一次むだ時間要素、 ４４ 重み付け係数 ４５ 加算部 ４６ 加算部
Claims (9)
- 【請求項１】 数値式に連続−パス制御された機械にお
ける位置決め制御回路用の基準量の生成方法であって、 数値制御によりパス目標値を離散的サンプリング時点
（ｋ）に対する時間離散的な制御値のシーケンスとして
予め設定し、 該パス目標値からフィルタを用いて離散的な位置目標値
を生ぜしめ、該位置目標値を位置決め制御回路に基準量
として供給する、基準量生成方法において、 位置目標値（Ｌ＾（ｋ））をそのつど適切に重み付けさ
れた先行のパス目標値（Ｌ（ｋ−ｎ），ｖ（ｋ−ｉ））
のシーケンスから導出することを特徴とする、ＮＣ−機
械における位置決め制御回路用の基準量生成方法。 - 【請求項２】 前記位置目標値Ｌ＾（ｋ）の形成のため
に用いられた、ｎ個のうちのｎ−１個のパス目標値はパ
ス速度値（ｖ（ｋ））であり、１個のパス目標値は位置
目標値（Ｌ（ｋ−ｎ））である、請求項１記載のＮＣ−
機械における位置決め制御回路用の基準量生成方法。 - 【請求項３】 前記パス目標値の重み付けを、重み付け
係数（ｂi）の乗算によって行う、請求項１又は２記載
のＮＣ−機械における位置決め制御回路用の基準量生成
方法。 - 【請求項４】 ｎ個の順次連続する位置目標値（Ｌ（ｋ
−ｉ）；ｉ＝ｏ…ｎ）のシーケンスの重み付けのために
重み付け係数（ｃi）を選定し、 ｎ個の重み付けされた位置目標値（Ｌ（ｋ−ｉ）の和に
より１個の修整−位置目標値Ｌ＾（ｋ）が与えられ、 当該修整−位置目標値Ｌ＾（ｋ）の表示をサンプリング
時点（ｋ−ｎ）において取り出された１個の重み付けさ
れた位置目標値と、サンプリング時点（ｎ−ｉ；ｉ＝０
…ｎ−１）で取り出され修整係数によって重み付けされ
たｎ個のパス速度（ｖ（ｎ−ｉ））とからの和へ移行変
換させ、 以下の式で表される修整係数 【数１】 は重み付け係数（ｂi）である、請求項３による重み付
け係数の検出方法。 - 【請求項５】 前記各重み付け係数（ｂi）は以下の関
係式、 【数２】 を介して重み付け係数（ｃi）に関連しており、この場
合前記式のｂｉは以下の関係すなわち、 【数３】 にある、請求項１〜４いずれか１項記載のＮＣ−機械に
おける位置決め制御回路用の基準量生成方法。 - 【請求項６】 前記重み付け係数（ｃi）の選定におい
て、非連続的な屈曲点を有した跳躍状又はランプ状の特
性を有するパス目標値（ａ（ｋ），ｖ（ｋ），Ｌ
（ｋ））のシーケンスのフィルタリングの下で当該フィ
ルタリングが、どこでも微分可能な対称的関数の形を持
った特性へ移行されるように当該重み付け係数（ｃi）
を選定する、請求項１〜５いずれか１項記載のＮＣ−機
械における位置決め制御回路用の基準量生成方法。 - 【請求項７】 前記重み付け係数（ｃi）の選定におい
て、非連続的な屈曲点を有した跳躍状又はランプ状の特
性を有するパス目標値（ａ（ｋ），ｖ（ｋ），Ｌ
（ｋ））のシーケンスのフィルタリングの下で当該フィ
ルタリングが、ｓｉｎ２−関数の形の経過となるように
当該重み付け係数（ｃi）を選定する、請求項４記載の
ＮＣ−機械における位置決め制御回路用の基準量生成方
法。 - 【請求項８】 前記重み付け係数（ｃi）を、２つの順
次連続するパス目標値の間の遷移に対して設定された目
標経過曲線からグラフィックに検出し、当該検出におい
て、そのつどの係数（ｃi）を、順次連続する２つのサ
ンプリング時点（ｋ，（ｋ＋１））に属する２つの関数
値（Ｘ１，Ｘ２）の間の目標経過曲線の増加から求め
る、請求項１〜７いずれか１項記載のＮＣ−機械におけ
る位置決め制御回路用の基準量生成方法。 - 【請求項９】 前記重み付け係数（ｃi）に対して以下
の式、 【数４】 が適用される、請求項１〜８いずれか１項記載のＮＣ−
機械における位置決め制御回路用の基準量生成方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4303090.4 | 1993-02-04 | ||
| DE19934303090 DE4303090B4 (de) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | Verfahren zur Erzeugung von Führungsgrößen für Lageregelkreise in numerisch gesteuerten Maschinen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06250718A true JPH06250718A (ja) | 1994-09-09 |
| JP3871278B2 JP3871278B2 (ja) | 2007-01-24 |
Family
ID=6479563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01287994A Expired - Lifetime JP3871278B2 (ja) | 1993-02-04 | 1994-02-04 | Ｎｃ−機械における位置決め制御回路用の位置基準量としての修整−位置目標値の生成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3871278B2 (ja) |
| CH (1) | CH687165A5 (ja) |
| DE (1) | DE4303090B4 (ja) |
| FR (1) | FR2701128B1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6774598B1 (en) | 1999-09-08 | 2004-08-10 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Method and circuitry for producing nominal position values for a closed loop position control of a numerically continuous-path controlled machine |
| DE19944607A1 (de) * | 1999-09-17 | 2001-03-22 | Isg Ind Steuerungstechnik Gmbh | Satzübergreifende Geschwindigkeitsführung bei einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine oder einem Roboter |
| DE10139638A1 (de) | 2001-08-11 | 2003-02-20 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Anordnung zur Erzeugung von Führungsgrößen für Regelkreise einer numerisch gesteuerten Maschine |
| JP2003122402A (ja) * | 2001-10-09 | 2003-04-25 | Yaskawa Electric Corp | サーボ制御装置の制御方法 |
| DE10357650B4 (de) | 2003-12-10 | 2019-04-25 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Verfahren zur Glättung von Polygonzügen in NC-Programmen |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59168513A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-22 | Fanuc Ltd | 加減速制御方式 |
| EP0419705A1 (de) * | 1989-09-27 | 1991-04-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Ruckbegrenzung von numerischen Antriebssystemen |
| IT1237199B (it) * | 1989-11-17 | 1993-05-26 | Ettore Cernuschi | Laminatoio riduttore a stiramento per tubi. |
| JP2840139B2 (ja) * | 1991-04-24 | 1998-12-24 | ファナック株式会社 | 予見繰り返し制御装置 |
-
1993
- 1993-02-04 DE DE19934303090 patent/DE4303090B4/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-18 CH CH313193A patent/CH687165A5/de not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-01-05 FR FR9400052A patent/FR2701128B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1994-02-04 JP JP01287994A patent/JP3871278B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3871278B2 (ja) | 2007-01-24 |
| DE4303090B4 (de) | 2006-11-23 |
| FR2701128B1 (fr) | 1995-05-19 |
| FR2701128A1 (fr) | 1994-08-05 |
| CH687165A5 (de) | 1996-09-30 |
| DE4303090A1 (de) | 1994-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Karimi et al. | Robust controller design by linear programming with application to a double-axis positioning system | |
| CN101976042B (zh) | 适用于周期伺服系统的离散滑模重复控制方法 | |
| WO2005019949A1 (ja) | Ｐｉｄパラメータ調整装置 | |
| JPH06197578A (ja) | パラメータ同定器 | |
| WO2007136828A2 (en) | Automating tuning of a closed loop controller | |
| KR100242447B1 (ko) | 로봇 제어를 위한 경로 계획 장치 및 경로 계획 방법 | |
| CN103048921A (zh) | 用于位置伺服系统的半周期重复控制器 | |
| CN107340732B (zh) | 伺服控制装置以及伺服控制方法 | |
| TWI440295B (zh) | 馬達控制裝置 | |
| JP6545428B1 (ja) | 電力変換器の制御装置 | |
| WO2006011519A1 (ja) | サーボ制御装置 | |
| JPH06250718A (ja) | Ｎｃ−機械における位置決め制御回路用の基準量生成方法 | |
| JPH04268811A (ja) | タイミングジェネレータ | |
| EP3575893B1 (en) | Control parameter computation method and control parameter computation device | |
| CN102906648B (zh) | 阶跃跟随时的过冲抑制用前馈项的自动调谐方法及装置 | |
| CN114779721A (zh) | 基于位置点进行速度滤波的方法、设备和存储介质 | |
| JP6930868B2 (ja) | サーボ制御装置、サーボ制御方法及びシステム | |
| CN108762064B (zh) | 一种伺服驱动器的速度平滑方法 | |
| JP2928294B2 (ja) | 間引き学習制御装置 | |
| Hryniuk et al. | Approximation PID-controllers through deadbeat controller and its tuning | |
| KR20030075178A (ko) | 위치결정 제어방법 | |
| JP2001142518A (ja) | 曲線補間方法 | |
| CN108712129B (zh) | 一种基于直接转矩控制预测控制的转矩计算优化方法 | |
| JPS58214905A (ja) | サ−ボ系のフイ−ドフオワ−ド信号発生方法 | |
| JP6519405B2 (ja) | モータ制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040603 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040721 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041021 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041119 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20050216 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Effective date: 20050303 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20050519 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051111 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20060308 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20060313 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060420 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060720 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060915 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20061016 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 4 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 4 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131027 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |