JPH06301423A - Control system for multiple axes - Google Patents

Control system for multiple axes

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Publication number
JPH06301423A
JPH06301423A JP8433293A JP8433293A JPH06301423A JP H06301423 A JPH06301423 A JP H06301423A JP 8433293 A JP8433293 A JP 8433293A JP 8433293 A JP8433293 A JP 8433293A JP H06301423 A JPH06301423 A JP H06301423A
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JP
Japan
Prior art keywords
slave
shaft
cam curve
dimensionless
main shaft
Prior art date
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Application number
JP8433293A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Takamukai
英行 高向
Takeshi Oide
剛 大出
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP8433293A priority Critical patent/JPH06301423A/en
Publication of JPH06301423A publication Critical patent/JPH06301423A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make a slave shaft follow up a main shaft in real time by finding a position command value of the slave shaft by using a cam curve where nondimensional positions of the main shaft and nondimensional positions of the slave shaft are made to correspond to each other. CONSTITUTION:A counter 54 counts pulses which are proportional to the quantity of rotation of the main shaft to detect the rotational position of the main shaft 30. A cam curve storage part 55 stores the cam curve which prescribes the relation between nondimensional positions of the main shaft 30 and nondimensional positions of the slave shaft 31. Data on the maximum count of the counter 54 assigned to the full scale of the nondimensional positions of the main shaft 30 and the quantity of rotation of the slave shaft 31 assigned to the full scale of the nondimensional positions of the slave shaft 31 are set in a data setter 56. The nondimensional positions of the main shaft 30 are made dimensional with the maximum count set in the counter 54 and the nondimensional positions of the slave shaft 31 are made dimensional with the actual quantity of rotation of the slave shaft 31. Then the position command value of the slave shaft 31 for following up the main shaft 30 is found by using the cam curve and the data for making the positions dimensional.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主軸の動きに追従して
従軸を動かす多軸の制御システムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-axis control system for moving a slave shaft by following the movement of a main shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】主軸の動きに追従して従軸を動かす装置
は多くの生産機械に使われている。例えば、一定速度で
送られてくるチャートに対して一定時間毎にカッタを動
作させ、チャートに対して一定間隔おきにミシン目を付
ける機械に使われる。この機械では、チャート送り動作
に追従してカッタ動作を行っているため、チャート送り
ローラの駆動軸が主軸になり、カッタを動作させる軸が
従軸になる。このように主軸の動きに追従して従軸を動
かす装置としては、従来、カム機構があった。カム機構
の一例を図9に示す。図9において、1は主軸、2は従
軸である。3は主軸1を駆動するモータ、4は主軸1に
固定されたウォーム形状のカム、5はカム4に形成され
ていてウォーム形状をなすための溝である。6は従軸2
に固定された回転テーブル、7は回転テーブル6の周囲
に設けられていて溝5に係合しているローラである。こ
のような装置では、主軸1が回転すると、回転動力はカ
ム4とローラ7を介して従軸2に伝達され、回転テーブ
ル6が位置決めされる。しかし、カム機構で動力伝達す
る装置では、主軸と従軸の追従関係を変えたい場合は、
カムの設計と製造をしなおさなければならないため、追
従関係の変更が難しい。また、主軸1と従軸2の距離を
長くしたい場合は、主軸1を長くしなければならなくな
り、軸のねじれやたわみ等により動力の伝達効率が悪く
なる。このため、長距離化が難しいという問題点があっ
た。
2. Description of the Related Art Devices for moving a slave shaft to follow the movement of a master shaft are used in many production machines. For example, it is used in a machine that operates a cutter for a chart sent at a constant speed at regular intervals and perforates the chart at regular intervals. In this machine, since the cutter operation is performed following the chart feed operation, the drive shaft of the chart feed roller serves as the main shaft, and the axis for operating the cutter serves as the slave shaft. Conventionally, a cam mechanism has been used as a device for moving the slave shaft by following the movement of the master shaft. An example of the cam mechanism is shown in FIG. In FIG. 9, 1 is a main shaft and 2 is a slave shaft. Reference numeral 3 is a motor for driving the main shaft 1, 4 is a worm-shaped cam fixed to the main shaft 1, and 5 is a groove formed in the cam 4 to form a worm shape. 6 is the slave shaft 2
The rotary table fixed to the rotary table 7 is a roller provided around the rotary table 6 and engaged with the groove 5. In such a device, when the main shaft 1 rotates, the rotational power is transmitted to the slave shaft 2 via the cam 4 and the roller 7, and the rotary table 6 is positioned. However, in a device that transmits power with a cam mechanism, if you want to change the tracking relationship between the main shaft and the slave shaft,
It is difficult to change the tracking relationship because the cam must be redesigned and manufactured. Further, when it is desired to increase the distance between the main shaft 1 and the slave shaft 2, the main shaft 1 must be lengthened, and the power transmission efficiency deteriorates due to twisting or bending of the shaft. Therefore, there is a problem that it is difficult to increase the distance.

【0003】このような問題点を解決するための装置と
して、従来、主軸と従軸にそれぞれサーボモータを設
け、これらのモータの動作を共通のコントローラで制御
する電子化されたシステムがある。その一例を図10に
示す。図10において、10は主軸、11及び12は従
軸である。13は主軸10を駆動するモータ、14はモ
ータ13が1回転する毎に1パルスを発生する回転セン
サ、15及び16は従軸11及び12をそれぞれ駆動す
るサーボモータ、17及び18はそれぞれモータ15及
び16の回転位置を位置決めするサーボドライバ、19
は回転センサ14が出力する回転検出信号を起動信号D
として各サーボドライバ17と18に位置指令信号S1
とS2を与えるコントローラである。20は位置指令値
を与えるカム曲線が格納されたカム曲線記憶部である。
カム曲線は、例えばモータの位置指令値の経時的変化を
表わした曲線である。カム曲線記憶部8には位置指令値
と時間の値がテーブル形式に対応させて格納されてい
る。カム曲線記憶部8には複数種類のカム曲線のテーブ
ル値のほかに位置決め制御を行うためのプログラムが格
納されている。
As a device for solving such a problem, there is conventionally an electronic system in which servo motors are provided on the main shaft and the slave shaft, respectively, and the operations of these motors are controlled by a common controller. An example thereof is shown in FIG. In FIG. 10, 10 is a main shaft, and 11 and 12 are slave shafts. Reference numeral 13 is a motor for driving the main shaft 10, 14 is a rotation sensor for generating one pulse every one rotation of the motor 13, 15 and 16 are servomotors for respectively driving the slave shafts 11 and 12, and 17 and 18 are motors 15 respectively. And a servo driver for positioning the rotational positions of 16 and 19,
Is a rotation detection signal output from the rotation sensor 14 and is a start signal D
As a position command signal S 1 to each servo driver 17 and 18
And S 2 for the controller. A cam curve storage unit 20 stores a cam curve that gives a position command value.
The cam curve is, for example, a curve that represents a change with time of the motor position command value. A position command value and a time value are stored in the cam curve storage unit 8 in correspondence with a table format. The cam curve storage unit 8 stores a program for performing positioning control in addition to the table values of a plurality of types of cam curves.

【0004】このようなシステムの動作を説明する。図
11は各信号のタイムチャートである。各従軸のモータ
15,16の回転量をあらかじめコントローラ20に設
定しておき、コントローラ20は起動信号Dの間隔から
システム全体の動作速度を知り、回転量と動作速度から
従軸の回転時間を決める。そして、決めた回転時間内に
入るカム曲線を選択し、選択したカム曲線のテーブル値
をサーボドライバへ与える。位置指令信号S1とS2のタ
イムチャートに示すように、起動信号Dの間隔に応じて
各種のカム曲線が使い分けられる。
The operation of such a system will be described. FIG. 11 is a time chart of each signal. The rotation amounts of the motors 15 and 16 of the slave shafts are set in advance in the controller 20, and the controller 20 knows the operating speed of the entire system from the interval of the start signal D, and the rotation time of the slave shaft is determined from the rotation amount and the operating speed. Decide Then, a cam curve that falls within the determined rotation time is selected, and the table value of the selected cam curve is given to the servo driver. As shown in the time charts of the position command signals S 1 and S 2 , various cam curves are used according to the interval of the start signal D.

【0005】しかし、このシステムでは次の問題点があ
った。すなわち、従軸の回転時間は、今回の起動信号の
発生時点と前回の起動信号の発生時点の間隔をもとに定
めているため、従軸の主軸に対する同期は常に1ブロッ
ク動作分遅れる。ここで、ブロック動作は起動信号の発
生間隔の間において行う動作である。このため、システ
ムの動作速度が大きく変動する場合、例えば図11の※
印に示す部分のように、従軸の動作に矛盾が生じ、従軸
は主軸に対して1ブロック動作分、反応を逃すことにも
なりうる。これによって、リアルタイムな追従ができな
いという問題点があった。
However, this system has the following problems. That is, since the rotation time of the slave shaft is determined based on the interval between the time when the present start signal is generated and the time when the previous start signal is generated, the synchronization of the slave shaft with respect to the master shaft is always delayed by one block operation. Here, the block operation is an operation performed during the generation interval of the activation signal. Therefore, if the operating speed of the system fluctuates significantly, for example,
As indicated by the mark, the operation of the slave shaft may be inconsistent, and the slave shaft may miss the reaction by one block operation with respect to the master shaft. As a result, there is a problem that real-time tracking is not possible.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
例の問題点を同時に解決するためになされたものであ
り、主軸と従軸の追従関係を容易に変更でき、主軸から
従軸までの動力伝達経路を容易に長距離化でき、しかも
従軸を主軸に対してリアルタイムに追従させることが可
能な多軸の制御システムを実現することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the conventional example at the same time, and the following relationship between the main shaft and the slave shaft can be easily changed, and the main shaft to the slave shaft can be easily changed. An object of the present invention is to realize a multi-axis control system in which a power transmission path can be easily lengthened and a slave shaft can follow a master shaft in real time.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、主軸の動きに
追従して従軸を動かす多軸の制御システムにおいて、主
軸に連結されていて、主軸の回転量に比例した数のパル
スを出力するエンコーダと、このエンコーダの出力パル
スのパルス数をカウントし、カウントにより主軸の回転
位置を検出し、最大カウントまでカウントするとリセッ
トされるカウンタと、主軸の無次元位置と従軸の無次元
位置との関係を規定したカム曲線を格納しているカム曲
線記憶部と、主軸の無次元位置のフルスケール分に割り
当てる前記カウンタの最大カウントと、従軸の無次元位
置のフルスケール分に割り当てる従軸の回転量のデータ
がセットされたデータ設定器と、演算周期毎に、前記カ
ウンタのカウントと前記データ設定器にセットした最大
カウントの比から主軸の無次元位置を求め、求めた主軸
の無次元位置に対応する従軸の無次元位置を前記カム曲
線記憶部から読み出し、読み出した従軸の無次元位置を
前記データ設定器にセットした従軸の回転量により有次
元化し、有次元化した値から従軸の位置指令値を求める
演算部と、この演算部で求めた従軸の位置指令値が与え
られ、与えられた位置指令値をもとに従軸の駆動用モー
タの回転位置を制御するモータ制御部と、を具備したこ
とを特徴とする多軸の制御システムである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a multi-axis control system for moving a slave shaft by following the movement of the master shaft, outputting a number of pulses which are connected to the master shaft and are proportional to the amount of rotation of the master shaft. Encoder, the number of output pulses of this encoder is counted, the rotation position of the spindle is detected by the count, and the counter is reset when the maximum count is reached, the dimensionless position of the spindle and the dimensionless position of the slave axis. The cam curve storage unit that stores the cam curve that defines the relationship between, the maximum count of the counter assigned to the full-scale portion of the dimensionless position of the spindle, and the slave axis assigned to the full-scale portion of the dimensionless position of the slave axis. From the data setter in which the data of the rotation amount is set and the ratio of the count of the counter and the maximum count set in the data setter for each calculation cycle, The dimensionless position of the axis is determined, the dimensionless position of the slave axis corresponding to the dimensionless position of the determined master axis is read from the cam curve storage unit, and the dimensionless position of the slave axis read is set in the data setter. A calculation unit that determines the position command value of the slave axis from the dimensioned value and the slave unit position command value calculated by this calculation unit is given. A multi-axis control system, comprising: a motor control unit that originally controls a rotational position of a drive motor for a driven shaft.

【0008】[0008]

【作用】このような本発明では、主軸の無次元位置と従
軸の無次元位置の関係を規定したカム曲線で主軸と従軸
の追従関係を定める。主軸の無次元位置の有次元化は、
主軸の回転位置を計測するカウンタにセットする最大カ
ウントによって行う。従軸の無次元位置の有次元化は、
従軸の実際の回転量によって行う。そして、無次元化位
置どうしを対応させたカム曲線と、有次元化するための
データを用いて主軸の動きに追従するさせるための従軸
の位置指令値を求める。
In the present invention as described above, the follow-up relationship between the main shaft and the slave shaft is determined by the cam curve which defines the relationship between the dimensionless position of the main shaft and the dimensionless position of the slave shaft. The dimensionless conversion of the dimensionless position of the main axis is
The maximum count is set in the counter that measures the rotational position of the spindle. The dimensionlessization of the dimensionless position of the slave axis is
The actual rotation amount of the slave shaft is used. Then, the position command value of the slave axis for following the movement of the master axis is obtained using the cam curve in which the dimensionless positions correspond to each other and the data for dimensioning.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面を用いて本発明を説明する。図1
は本発明の一実施例を示した構成図である。図1におい
て、30は主軸、31は従軸である。32は主軸30に
連結されていて主軸30の回転量に比例したパルス数の
エンコーダパルスP1を出力するエンコーダ、33は従
軸31を駆動するモータ、34はモータ33の回転を検
出するエンコーダである。40はモータ33の回転をフ
ィードバック制御するサーボドライバ、50はサーボド
ライバに与える指令値を発生する指令値発生部、70は
指令値算出に用いるデータを指令値発生部50に与える
シーケンサ、80はカム曲線を生成し、生成したカム曲
線のテーブル値をRS232C等の通信線81を介して
指令値発生部50に転送するカム曲線生成部である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 30 is a main shaft and 31 is a slave shaft. Reference numeral 32 is an encoder that is connected to the main shaft 30 and outputs an encoder pulse P 1 having a pulse number proportional to the rotation amount of the main shaft 30, 33 is a motor that drives the slave shaft 31, and 34 is an encoder that detects the rotation of the motor 33. is there. Reference numeral 40 is a servo driver that feedback-controls the rotation of the motor 33, 50 is a command value generation unit that generates a command value to be given to the servo driver, 70 is a sequencer that gives data used for command value calculation to the command value generation unit 50, and 80 is a cam. A cam curve generation unit that generates a curve and transfers the generated cam curve table value to the command value generation unit 50 via the communication line 81 such as RS232C.

【0010】指令値発生部50において、51は位置指
令値の算出や、指令値の発生を制御するCPU、52は
指令値を算出するためのプログラムが格納されたRO
M、53は演算に必要なデータや変数が格納されたRA
M、54はエンコーダパルスP 1のパルス数をカウント
するカウンタである。55はカム曲線を記憶したカム曲
線記憶部である。カム曲線記憶部55に記憶されるカム
曲線は、主軸の無次元位置と従軸の無次元位置の関係を
規定したカム曲線である。図2にカム曲線の一例を示
す。カム曲線記憶部55には、主軸の無次元位置の値と
従軸の無次元位置の値がテーブル形式に対応させて格納
されている。このようなカム曲線がカム曲線1からカム
曲線nまで複数種類用意されている。56はデータ設定
器であり、カム曲線記憶部55に格納された無次元のカ
ム曲線を有次元化するためのデータが格納されている。
このデータは、主軸の無次元位置の0〜1の範囲と、従
軸の無次元位置の0〜1の範囲に割り当てるデータであ
る。データ設定器56への設定データは、シーケンサ7
0からDI/DOインタフェイス(データ入力/データ
出力インタフェイス)57を介して与えられる。58は
カム曲線生成部80で生成されたカム曲線のテーブル値
が一時格納されるカム曲線用バッファである。一時格納
されたテーブル値はカム曲線記憶部55に格納される。
59は通信線81をカム曲線用バッファ58に接続する
通信用インタフェイスである。60はCPU51で求め
た位置指令値をCPU51の制御のもとに出力する指令
値出力回路、61は指令値出力回路60が出力した位置
指令値とエンコーダ24の位置検出値の偏差をとる減算
器、62は減算器61でとった偏差をもとにモータの回
転位置をフィードバック制御するための制御信号を出力
する位置制御部である。
In the command value generator 50, 51 is a position finger.
The CPU 52 that controls the calculation of the command value and the generation of the command value
RO that stores the program for calculating the command value
M and 53 are RAs that store data and variables necessary for calculation
M and 54 are encoder pulses P 1Counting the number of pulses
It is a counter that does. 55 is a tune that remembers the cam curve
It is a line storage unit. The cam stored in the cam curve storage unit 55
The curve shows the relationship between the dimensionless position of the main axis and the dimensionless position of the slave axis.
It is a defined cam curve. Figure 2 shows an example of a cam curve
You The cam curve storage unit 55 stores the value of the dimensionless position of the spindle.
The value of the dimensionless position of the slave axis is stored in correspondence with the table format.
Has been done. This kind of cam curve is from cam curve 1
Multiple types up to the curve n are prepared. 56 is data setting
And a dimensionless function stored in the cam curve storage unit 55.
Stores data for making the dimension curve dimensional.
This data includes the range of 0 to 1 of the dimensionless position of the main axis and
Data assigned to the 0 to 1 range of the dimensionless position of the axis
It The setting data for the data setter 56 is the sequencer 7
0 to DI / DO interface (data input / data
Output interface) 57. 58 is
Table value of the cam curve generated by the cam curve generation unit 80
Is a cam curve buffer for temporary storage. Temporary storage
The generated table value is stored in the cam curve storage unit 55.
59 connects the communication line 81 to the cam curve buffer 58
It is a communication interface. 60 is calculated by the CPU 51
Command to output the position command value under the control of CPU 51
Value output circuit, 61 is the position output by the command value output circuit 60
Subtraction that takes the deviation between the command value and the position detection value of encoder 24
And 62 is the motor rotation based on the deviation obtained by the subtractor 61.
Outputs control signal for feedback control of rolling position
It is a position control unit.

【0011】カム曲線生成部80はパソコン等の汎用コ
ンピュータのCAD機能を利用して、表示画面上でカム
曲線が通る点をプロットし、任意形状のカム曲線を生成
するものである。カム曲線生成部80の具体的構成は、
例えば本出願人による特願平3−65083号の出願明
細書に記載されている。なお、カム曲線記憶部55にR
AMとROMを設け、カム曲線生成部80で生成した任
意形状のカム曲線をRAMに格納し、規格化されたカム
曲線をROMに格納してもよい。
The cam curve generator 80 uses the CAD function of a general-purpose computer such as a personal computer to plot the points through which the cam curve passes on the display screen and generate a cam curve of arbitrary shape. The specific configuration of the cam curve generator 80 is as follows.
For example, it is described in the application specification of Japanese Patent Application No. 3-65083 by the present applicant. In addition, R is stored in the cam curve storage unit 55.
It is also possible to provide an AM and a ROM, store the cam curve of an arbitrary shape generated by the cam curve generation unit 80 in the RAM, and store the standardized cam curve in the ROM.

【0012】サーボドライバ40において、41はエン
コーダ34の検出信号から速度検出信号を得るF/V変
換器、42は位置制御部62の出力によって与えられる
速度指令値とF/V変換器41から与えられる速度検出
値の偏差をとる減算器、43は減算器42でとった偏差
をもとにモータの回転速度をフィードバック制御するた
めの制御信号を出力する速度制御部である。44はモー
タ33のコイルに流れる電流を検出する電流検出回路、
45は速度制御部43の出力と電流検出回路44の出力
の偏差をとる減算器、46は減算器45でとった偏差を
もとにモータ33のコイルに流れる電流を制御すること
によってトルク制御をする電流制御部、47は電流制御
部47の出力を受けてモータ33のコイルに励磁電流を
流す駆動回路である。
In the servo driver 40, 41 is an F / V converter for obtaining a speed detection signal from the detection signal of the encoder 34, and 42 is a speed command value given by the output of the position control section 62 and given from the F / V converter 41. A subtractor 43 that takes the deviation of the detected speed value is a speed controller that outputs a control signal for feedback controlling the rotation speed of the motor based on the deviation taken by the subtractor 42. 44 is a current detection circuit for detecting the current flowing through the coil of the motor 33,
Reference numeral 45 is a subtracter that takes the deviation between the output of the speed control unit 43 and the output of the current detection circuit 44, and 46 is the torque control by controlling the current flowing through the coil of the motor 33 based on the deviation taken by the subtractor 45. The current control unit 47 is a drive circuit that receives the output of the current control unit 47 and supplies an exciting current to the coil of the motor 33.

【0013】図3は図1のシステムの要部構成図であ
る。図3で図1と同一のものは同一符号を付ける。以
下、図において同様とする。511はCPU51内に設
けられていて位置指令値を求める演算を行う指令値算出
手段である。位置制御に先立って、カム曲線記憶部55
にはカム曲線が記憶されている。また、データ設定器5
6には最大カウントCmaxと回転量SCがセットされてい
る。最大カウントCmaxは、カウンタ54の最大カウン
トで、カム曲線にある主軸の無次元位置の0〜1の範囲
に割り当てる値である。カウンタ54は、エンコーダパ
ルスP1を受ける毎にカウントアップし、最大カウント
maxまでカウントするとリセットされ、カウントが0
になる。カウンタ54のカウントは主軸の検出回転位置
に相当する。回転量SCは、従軸の実際の回転量で、カ
ム曲線にある従軸の無次元位置の0〜1の範囲に割り当
てる値である。
FIG. 3 is a block diagram of the essential parts of the system of FIG. In FIG. 3, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. Hereinafter, the same applies in the drawings. Reference numeral 511 is a command value calculation means provided in the CPU 51 and performing a calculation for obtaining a position command value. Prior to the position control, the cam curve storage unit 55
The cam curve is stored in. In addition, the data setter 5
In 6, the maximum count C max and the rotation amount S C are set. The maximum count C max is the maximum count of the counter 54 and is a value assigned to the range of 0 to 1 of the dimensionless position of the spindle on the cam curve. The counter 54 counts up each time the encoder pulse P 1 is received, and is reset when the count reaches the maximum count C max , and the count becomes 0.
become. The count of the counter 54 corresponds to the detected rotational position of the spindle. The rotation amount S C is the actual rotation amount of the slave shaft, and is a value assigned to the range of 0 to 1 of the dimensionless position of the slave shaft on the cam curve.

【0014】指令値算出手段511は演算周期毎に次の
演算を行って従軸の位置指令値を求める。主軸の無次元
位置tiは次式から求められる。 ti=Ci/Cmaxi:今回の演算周期におけるカウンタ54のカウント カム曲線から主軸の無次元位置tiに対応した従軸の無
次元位置s(ti)を求める。前回の演算周期における
従軸の無次元位置s(ti-1)と今回の演算周期におけ
る従軸の無次元位置s(ti)の差をもとに、次式から
今回の演算周期における従軸の位置指令値Poutiを求め
る。 Pouti=SC{s(ti)−s(ti-1)}
The command value calculation means 511 calculates the slave shaft position command value by performing the following calculation for each calculation cycle. The dimensionless position t i of the main axis is obtained from the following equation. t i = C i / C max C i : Count of counter 54 in the current calculation cycle The dimensionless position s (t i ) of the slave axis corresponding to the dimensionless position t i of the master axis is obtained from the cam curve. Based on the difference between the previous dimensionless position s of the follower shaft in operation period (t i-1) and the non-dimensional position s of the follower shaft in the current computation cycle (t i), in the current calculation cycle from the following equation The position command value P outi of the slave axis is calculated . P outi = S C {s (t i ) −s (t i−1 )}

【0015】図4は位置指令値の算出手順を示したフロ
ーチャートである。図4に示す処理は演算周期毎に行わ
れる。図4において、カウンタ54のカウントCiが入
力されると、判断A1で今回の演算周期におけるカウン
トCiと前回の演算周期におけるカウントCi-1とを比較
する。比較の結果Ci≧Ci-1である場合は、カウンタ5
4はリセットされていない。この場合は前述したのと同
様にして位置指令値を求める。比較の結果Ci<Ci-1
ある場合は、前回の演算周期と今回の演算周期の間にカ
ウンタ54がリセットされている。この場合は、前回の
演算周期におけるカウント入力時点からカウンタのリセ
ット時点までに発生したエンコーダパルスのパルス数を
算出する。このパルス数は、前回の演算周期におけるカ
ウント入力時点からカウンタのリセット時点までの間に
主軸が回転した量に相当する。この回転量Pout1は次式
により算出する。 Pout1=SC{s(1)−s(ti-1)} 次に、CmaxとSCをリフレッシュする。そして、新たな
設定値からリセットされない場合と同様にして主軸の無
次元位置tiと従軸の無次元位置s(ti)を求める。そ
の後、次式により従軸の位置指令値Poutiを算出する。 Pouti=SC{s(ti)−s(0)}+Pout1 上式の右辺第1項は、カウンタのリセット時点から今回
の演算周期におけるカウント入力時点までの間の従軸の
回転位置の変化量である。リセット時を基準に変化量を
求めたのはリセットによりCmaxとSCの値がリフレッシ
ュされるためである。このようにして求めた位置指令値
を従軸を駆動するために出力する。
FIG. 4 is a flow chart showing the procedure for calculating the position command value. The process shown in FIG. 4 is performed every calculation cycle. 4, when the count C i of the counter 54 is input, and compares the count C i-1 in the count C i and the previous operation cycle in the current calculation cycle at decision A1. If the comparison result is C i ≧ C i−1 , the counter 5
4 has not been reset. In this case, the position command value is obtained in the same manner as described above. If the comparison result is C i <C i−1 , the counter 54 is reset between the previous calculation cycle and the current calculation cycle. In this case, the number of encoder pulses generated from the count input time to the counter reset time in the previous calculation cycle is calculated. The number of pulses corresponds to the amount of rotation of the spindle between the count input time and the counter reset time in the previous calculation cycle. This rotation amount P out1 is calculated by the following equation. P out1 = S C {s (1) -s (t i-1 )} Next, C max and S C are refreshed. Then, the dimensionless position t i of the main axis and the dimensionless position s (t i ) of the slave axis are obtained in the same manner as in the case where the new set value is not reset. Then, the slave shaft position command value P outi is calculated by the following equation. P outi = S C {s (t i ) −s (0)} + P out1 The first term on the right-hand side of the above equation is the rotational position of the slave shaft from the reset time of the counter to the count input time in the current calculation cycle. Is the change amount of. The amount of change is calculated based on the time of resetting because the values of C max and S C are refreshed by resetting. The position command value thus obtained is output to drive the slave shaft.

【0016】なお、カム曲線は複数種類のカム曲線を無
次元位置の0〜1の範囲につなぎ合わせたものであって
もよい。このようなカム曲線の例を図5に示す。図5の
カム曲線では、M1,M2,M3の範囲ではそれぞれ異な
る種類のカム曲線が使われている。複数種類のカム曲線
をつなぎ合わせることにより、従軸の動きをきめ細かく
制御でき、従軸の追従性をカム機構により近づけること
ができる。
The cam curve may be a combination of a plurality of types of cam curves in the range of 0 to 1 at the non-dimensional position. An example of such a cam curve is shown in FIG. In the cam curve of FIG. 5, different types of cam curves are used in the ranges of M 1 , M 2 , and M 3 . By connecting multiple types of cam curves, the movement of the slave shaft can be finely controlled, and the followability of the slave shaft can be made closer to the cam mechanism.

【0017】また、カム曲線は減少部分をもったもので
あってもよい。このようなカム曲線の例を図6に示す。
図6で、従軸の0〜1の範囲が回転量PCに相当する。
このカム曲線を使うと従軸は、図7に示すようにPC
け正転し、その後PCだけ逆転してもとの位置に戻る動
きをする。減少部分をもったカム曲線を使うことによ
り、主軸が正転のみを行っても、従軸には正転と逆転の
両方を行わせることができる。
Further, the cam curve may have a decreasing portion. An example of such a cam curve is shown in FIG.
In FIG. 6, the range of 0 to 1 of the slave shaft corresponds to the rotation amount P C.
When this cam curve is used, the slave shaft makes a normal rotation by P C as shown in FIG. 7, and then moves back by P C in the original position. By using a cam curve having a decreasing portion, it is possible to cause the slave shaft to perform both normal rotation and reverse rotation even if the main shaft performs only normal rotation.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。 主軸の無次元化位置と従軸の無次元化位置を対応させ
たカム曲線を用いて従軸の位置指令値を求めているた
め、図10の従来例のような従軸の回転時間を求める必
要はない。すなわち、本発明では、カム曲線は時間軸を
設けることなく主軸と従軸の位置どうしを直接対応させ
たものになっている。これによって、主軸に対して従軸
をリアルタイムに追従させることができ、カム機構と同
等な追従性が得られる。 図9の従来例では、主軸と従軸の距離を長くしたい場
合は、主軸を長くしなければならないため、長距離化が
難しかった。これに対して本発明では、図8に示すよう
にエンコーダパルスによって主軸の動きが伝えられた
め、エンコーダ信号線35を長くすることによって、容
易に主軸から従軸までの間を長距離化できる。 主軸と従軸の追従関係は電子化されたカム曲線によっ
て規定されている。カム曲線はテーブル値を書き替える
ことによって容易に変更できる。このため、カム機構に
比べて主軸と従軸の追従関係を容易に変更できる。
According to the present invention, the following effects can be obtained. Since the position command value of the slave shaft is obtained by using the cam curve in which the dimensionless position of the spindle and the dimensionless position of the slave shaft are obtained, the rotation time of the slave shaft as in the conventional example of FIG. 10 is obtained. No need. That is, in the present invention, the cam curve is such that the positions of the main shaft and the slave shaft are directly associated with each other without providing a time axis. As a result, the slave shaft can be made to follow the master shaft in real time, and the same followability as the cam mechanism can be obtained. In the conventional example of FIG. 9, when it is desired to increase the distance between the main shaft and the slave shaft, the main shaft must be lengthened, and thus it is difficult to increase the distance. On the other hand, in the present invention, since the movement of the main shaft is transmitted by the encoder pulse as shown in FIG. 8, the distance from the main shaft to the slave shaft can be easily increased by lengthening the encoder signal line 35. The follow-up relationship between the main shaft and the slave shaft is defined by an electronic cam curve. The cam curve can be easily changed by rewriting the table value. Therefore, the follow-up relationship between the main shaft and the slave shaft can be easily changed as compared with the cam mechanism.

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

【図1】本発明の一実施例を示した構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明にかかるシステムで用いるカム曲線の一
例を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a cam curve used in the system according to the present invention.

【図3】図1のシステムの要部構成図である。3 is a main part configuration diagram of the system of FIG. 1. FIG.

【図4】図1のシステムの動作手順を示したフローチャ
ートである。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation procedure of the system of FIG.

【図5】本発明にかかるシステムで用いるカム曲線の他
の例を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing another example of a cam curve used in the system according to the present invention.

【図6】本発明にかかるシステムで用いるカム曲線の他
の例を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing another example of a cam curve used in the system according to the present invention.

【図7】図6のカム曲線に従って動く従軸の回転位置を
示した図である。
7 is a diagram showing a rotational position of a driven shaft that moves according to the cam curve of FIG.

【図8】図1のシステムにおける伝達経路の説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a transmission path in the system of FIG.

【図9】従来におけるカム機構の構成例を示した図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a conventional cam mechanism.

【図10】従来における多軸の制御システムの構成例を
示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a conventional multi-axis control system.

【図11】図10のシステムにおける信号のタイムチャ
ートである。
11 is a time chart of signals in the system of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 主軸 31 従軸 32,34 エンコーダ 33 モータ 40 サーボドライバ 50 指令値発生部 51 CPU 511 指令値算出手段 54 カウンタ 55 カム曲線記憶部 56 データ設定器 62 位置制御部 30 spindle 31 slave axis 32, 34 encoder 33 motor 40 servo driver 50 command value generation unit 51 CPU 511 command value calculation means 54 counter 55 cam curve storage unit 56 data setter 62 position control unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主軸の動きに追従して従軸を動かす多軸
の制御システムにおいて、 主軸に連結されていて、主軸の回転量に比例した数のパ
ルスを出力するエンコーダと、 このエンコーダの出力パルスのパルス数をカウントし、
カウントにより主軸の回転位置を検出し、最大カウント
までカウントするとリセットされるカウンタと、 主軸の無次元位置と従軸の無次元位置との関係を規定し
たカム曲線を格納しているカム曲線記憶部と、 主軸の無次元位置のフルスケール分に割り当てる前記カ
ウンタの最大カウントと、従軸の無次元位置のフルスケ
ール分に割り当てる従軸の回転量のデータがセットされ
たデータ設定器と、 演算周期毎に、前記カウンタのカウントと前記データ設
定器にセットした最大カウントの比から主軸の無次元位
置を求め、求めた主軸の無次元位置に対応する従軸の無
次元位置を前記カム曲線記憶部から読み出し、読み出し
た従軸の無次元位置を前記データ設定器にセットした従
軸の回転量により有次元化し、有次元化した値から従軸
の位置指令値を求める演算部と、 この演算部で求めた従軸の位置指令値が与えられ、与え
られた位置指令値をもとに従軸の駆動用モータの回転位
置を制御するモータ制御部と、を具備したことを特徴と
する多軸の制御システム。
1. In a multi-axis control system for moving a slave shaft to follow the movement of the master shaft, an encoder connected to the master shaft, which outputs a number of pulses proportional to the amount of rotation of the master shaft, and an output of this encoder. Count the number of pulses,
A cam curve storage unit that stores the cam curve that defines the relationship between the dimensionless position of the spindle and the counter that is reset when the rotational position of the spindle is detected by counting and the maximum count is reached. And a data setter in which the maximum count of the counter assigned to the full scale of the dimensionless position of the spindle and the rotation amount data of the slave axis assigned to the full scale of the dimensionless position of the slave axis are set, and the operation cycle For each time, the dimensionless position of the spindle is obtained from the ratio of the count of the counter and the maximum count set in the data setting device, and the dimensionless position of the slave axis corresponding to the dimensionless position of the determined spindle is stored in the cam curve storage unit. The dimensionless position of the slave axis is read out from the data setter and the slave axis position command is made from the dimensioned value. And a motor control unit that receives the position command value of the slave axis calculated by this calculation unit and controls the rotational position of the drive motor for the slave shaft based on the position command value provided. A multi-axis control system characterized by being provided.
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