JPH07200031A - 数値制御方法と数値制御装置 - Google Patents
数値制御方法と数値制御装置Info
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- JPH07200031A JPH07200031A JP5335798A JP33579893A JPH07200031A JP H07200031 A JPH07200031 A JP H07200031A JP 5335798 A JP5335798 A JP 5335798A JP 33579893 A JP33579893 A JP 33579893A JP H07200031 A JPH07200031 A JP H07200031A
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- 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
- G05B19/21—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 using an incremental digital measuring device
- G05B19/23—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 using an incremental digital measuring device for point-to-point control
- G05B19/231—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 using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
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- G05B2219/43023—Switch from acceleration to deceleration if mid stroke speed not reached
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Numerical Control (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】短ピッチの動作につき最小時間で効率よくアク
チュエータの動作を制御する。 【構成】ある特性を有するサーボ回路で少なくとも一つ
のアクチュエータの動作を制御する数値制御方法におい
て、前記サーボ回路の固有加減速時間Ｔｐまでの移動量
が入力された目標移動量Δθに対して１／２となるよう
に固有値βを求め、この固有値を目標移動量に乗じた値
β・Δθのステップ信号を前記サーボ回路に入力するこ
とにより、少なくとも動作開始から前記固有加減速時間
までの間のアクチュエータの動作を制御する。
チュエータの動作を制御する。 【構成】ある特性を有するサーボ回路で少なくとも一つ
のアクチュエータの動作を制御する数値制御方法におい
て、前記サーボ回路の固有加減速時間Ｔｐまでの移動量
が入力された目標移動量Δθに対して１／２となるよう
に固有値βを求め、この固有値を目標移動量に乗じた値
β・Δθのステップ信号を前記サーボ回路に入力するこ
とにより、少なくとも動作開始から前記固有加減速時間
までの間のアクチュエータの動作を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば５０ｍｍ以下の
ような短ピッチ移動に適用して好ましいサーボ系に対す
る数値制御方法および数値制御装置に関する。
ような短ピッチ移動に適用して好ましいサーボ系に対す
る数値制御方法および数値制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボットの運動能力を吟味する上での一
指標としてタクトタイムを挙げることができるが、この
時間をできるかぎり短くし、しかも、その際不要な振動
を伴わないようにすることが望ましいとされる。長ピッ
チ移動に関するタクトタイムの短縮化を図る手法として
は、従来よりサーボパラメータの最適化を図ること、
加減速曲線（以下、加減速パターンともいう）の最適
化を図ること、およびアクチュエータパワーを考慮し
た加減速時間Ｔｐ（加速開始時間ｔ＝０から速度ωがピ
ーク値ωp に達するまでの時間、以下ピーク時間Ｔｐと
もいう）の最適化を図ることが検討されている。例え
ば、加減速曲線の最適化（上記）を図る方法として
は、本願出願人の特許出願である特願平２−２８３，８
６７号（特開平４−１５７，５０８号公報）、アクチュ
エータパワーを考慮した加減速時間の最適化（上記）
を図る方法としては、同じく本願出願人の特許出願であ
る特願平３−９６，０８９号で提案されている。
指標としてタクトタイムを挙げることができるが、この
時間をできるかぎり短くし、しかも、その際不要な振動
を伴わないようにすることが望ましいとされる。長ピッ
チ移動に関するタクトタイムの短縮化を図る手法として
は、従来よりサーボパラメータの最適化を図ること、
加減速曲線（以下、加減速パターンともいう）の最適
化を図ること、およびアクチュエータパワーを考慮し
た加減速時間Ｔｐ（加速開始時間ｔ＝０から速度ωがピ
ーク値ωp に達するまでの時間、以下ピーク時間Ｔｐと
もいう）の最適化を図ることが検討されている。例え
ば、加減速曲線の最適化（上記）を図る方法として
は、本願出願人の特許出願である特願平２−２８３，８
６７号（特開平４−１５７，５０８号公報）、アクチュ
エータパワーを考慮した加減速時間の最適化（上記）
を図る方法としては、同じく本願出願人の特許出願であ
る特願平３−９６，０８９号で提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、５０ｍｍ程
度以下の短ピッチ移動に関してその移動時間を短縮する
ためには、従来よりサーボループのｆ特を上げる手法、
単純に入力位置のステップ信号Δθを入力する手法、ま
たは指令入力に種々のカム曲線を採用する手法等が実施
されている。しかしながら、サーボループのｆ特を上げ
るためにはＣＰＵの計算時間を速くし、かつロボットに
おいては機械系の共振を除去あるいは緩和させる必要が
あるので、ＣＰＵが高額となったり、機械系の共振を除
去あるいは緩和するための試行に多くの時間を費やすと
いう問題があった。また、サーボ回路に対して単純に入
力位置のステップ信号Δθを入力するだけでは、目標位
置であるΔθに到達する時間が極めて長くなるという問
題があった（原理的には無限大の時間を要する）。さら
に、指令入力に種々のカム曲線を採用すると、当該カム
曲線の計算に長時間を要し、また原理的にも立ち上がり
時間は固有加減速時間Ｔｐに比べて大きくなってしまう
という問題があった。
度以下の短ピッチ移動に関してその移動時間を短縮する
ためには、従来よりサーボループのｆ特を上げる手法、
単純に入力位置のステップ信号Δθを入力する手法、ま
たは指令入力に種々のカム曲線を採用する手法等が実施
されている。しかしながら、サーボループのｆ特を上げ
るためにはＣＰＵの計算時間を速くし、かつロボットに
おいては機械系の共振を除去あるいは緩和させる必要が
あるので、ＣＰＵが高額となったり、機械系の共振を除
去あるいは緩和するための試行に多くの時間を費やすと
いう問題があった。また、サーボ回路に対して単純に入
力位置のステップ信号Δθを入力するだけでは、目標位
置であるΔθに到達する時間が極めて長くなるという問
題があった（原理的には無限大の時間を要する）。さら
に、指令入力に種々のカム曲線を採用すると、当該カム
曲線の計算に長時間を要し、また原理的にも立ち上がり
時間は固有加減速時間Ｔｐに比べて大きくなってしまう
という問題があった。
【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、特に短ピッチの動作につ
き、最小時間で効率よくアクチュエータの動作を制御す
ることを目的とする。
鑑みてなされたものであり、特に短ピッチの動作につ
き、最小時間で効率よくアクチュエータの動作を制御す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の数値制御方法は、ある特性を有するサーボ
回路で少なくとも一つのアクチュエータの動作を制御す
る数値制御方法において、前記サーボ回路の固有加減速
時間（Ｔｐ）までの移動量が入力された目標移動量（Δ
θ）に対して１／２となるように固有値（β）を求め、
この固有値を目標移動量に乗じた値（β・Δθ）のステ
ップ信号を前記サーボ回路に入力することにより、少な
くとも動作開始から前記固有加減速時間までの間のアク
チュエータの動作を制御することを特徴としている。
に、本発明の数値制御方法は、ある特性を有するサーボ
回路で少なくとも一つのアクチュエータの動作を制御す
る数値制御方法において、前記サーボ回路の固有加減速
時間（Ｔｐ）までの移動量が入力された目標移動量（Δ
θ）に対して１／２となるように固有値（β）を求め、
この固有値を目標移動量に乗じた値（β・Δθ）のステ
ップ信号を前記サーボ回路に入力することにより、少な
くとも動作開始から前記固有加減速時間までの間のアク
チュエータの動作を制御することを特徴としている。
【０００６】この場合、前記固有値を目標移動量に乗じ
た値（β・Δθ）のステップ信号を入力することにより
生じた前記アクチュエータの動作を所定の時間間隔で記
憶し、この記憶された情報を前記固有加減速時間（Ｔ
ｐ）を対称軸に折り返して動作情報を生成し、この動作
情報に基づいて前記固有加減速時間以降のアクチュエー
タの動作を制御することが好ましい。
た値（β・Δθ）のステップ信号を入力することにより
生じた前記アクチュエータの動作を所定の時間間隔で記
憶し、この記憶された情報を前記固有加減速時間（Ｔ
ｐ）を対称軸に折り返して動作情報を生成し、この動作
情報に基づいて前記固有加減速時間以降のアクチュエー
タの動作を制御することが好ましい。
【０００７】また、前記固有加減速時間以降は前記サー
ボ回路に目標移動量（Δθ）のステップ信号を入力する
ことにより前記アクチュエータの動作を制御することが
できる。
ボ回路に目標移動量（Δθ）のステップ信号を入力する
ことにより前記アクチュエータの動作を制御することが
できる。
【０００８】上記目的を達成するために、本発明の数値
制御装置は、入力された目標位置情報およびアクチュエ
ータの移動位置を検出する位置検出部からの位置情報に
基づいて指令値発生部からある特性を有するサーボ回路
に位置指令信号を送出し、このサーボ回路により少なく
とも一つのアクチュエータの動作を制御する数値制御装
置において、前記位置検出部により検出された前記アク
チュエータの動作位置情報を記憶する検出位置記憶部
と、 前記指令値発生部からの信号に基づいて、前記検
出位置記憶部に記憶された動作位置情報を経路中点で折
り返して読み出し、前記サーボ回路に送出する記憶読出
部とを有することを特徴としている。
制御装置は、入力された目標位置情報およびアクチュエ
ータの移動位置を検出する位置検出部からの位置情報に
基づいて指令値発生部からある特性を有するサーボ回路
に位置指令信号を送出し、このサーボ回路により少なく
とも一つのアクチュエータの動作を制御する数値制御装
置において、前記位置検出部により検出された前記アク
チュエータの動作位置情報を記憶する検出位置記憶部
と、 前記指令値発生部からの信号に基づいて、前記検
出位置記憶部に記憶された動作位置情報を経路中点で折
り返して読み出し、前記サーボ回路に送出する記憶読出
部とを有することを特徴としている。
【０００９】この場合、前記指令値発生部からの送出信
号は、前記サーボ回路の固有加減速時間（Ｔｐ）までの
移動量が目標移動量（Δθ）に対して１／２となるよう
に求められた固有値（β）と目標移動量とを乗じた値
（β・Δθ）のステップ信号であることが好ましい。
号は、前記サーボ回路の固有加減速時間（Ｔｐ）までの
移動量が目標移動量（Δθ）に対して１／２となるよう
に求められた固有値（β）と目標移動量とを乗じた値
（β・Δθ）のステップ信号であることが好ましい。
【００１０】また、前記経路中点は前記サーボ回路の固
有加減速時間（Ｔｐ）、前記位置検出部により検出され
た位置情報の速度微分値が負となる点、または入力され
る目標位置情報に基づいて算出される。
有加減速時間（Ｔｐ）、前記位置検出部により検出され
た位置情報の速度微分値が負となる点、または入力され
る目標位置情報に基づいて算出される。
【００１１】なお、前記入力された目標位置情報にかか
わらず，２Ｔｐ以上の任意の移動時間で前記アクチュエ
ータの動作を制御することも可能である。
わらず，２Ｔｐ以上の任意の移動時間で前記アクチュエ
ータの動作を制御することも可能である。
【００１２】
【作用】サーボ系における特性が決まれば、目標移動量
Δθに対する最小加減速時間Ｔｐは一義的に定まり、ま
た、ｔ＝Ｔｐまでの移動量が目標移動量の１／２となる
ような固有値βも一義的に定められる。本発明ではかか
る点に着目し、ｔ＝Ｔｐまでの移動量が目標移動量の１
／２となるような固有値βを求めて、これを目標移動量
に乗じた値β・Δθのステップ信号をサーボループに入
力することによりｔ＝Ｔｐまでの立ち上がり時間におけ
るアクチュエータの動作を制御する。したがって、ＣＰ
Ｕにおける複雑な計算を必要とせずにサーボループが有
する能力限界値でアクチュエータを制御することがで
き、短ピッチ動作における短タクト化を実現できる。
Δθに対する最小加減速時間Ｔｐは一義的に定まり、ま
た、ｔ＝Ｔｐまでの移動量が目標移動量の１／２となる
ような固有値βも一義的に定められる。本発明ではかか
る点に着目し、ｔ＝Ｔｐまでの移動量が目標移動量の１
／２となるような固有値βを求めて、これを目標移動量
に乗じた値β・Δθのステップ信号をサーボループに入
力することによりｔ＝Ｔｐまでの立ち上がり時間におけ
るアクチュエータの動作を制御する。したがって、ＣＰ
Ｕにおける複雑な計算を必要とせずにサーボループが有
する能力限界値でアクチュエータを制御することがで
き、短ピッチ動作における短タクト化を実現できる。
【００１３】一方、ｔ＝Ｔｐ以降においては、このステ
ップ信号β・Δθを入力することにより生じたアクチュ
エータの実際の動作軌跡を記憶しておき、記憶された動
作軌跡をｔ＝Ｔｐで折り返すことによりその軌跡を求
め、この位置情報に基づいてアクチュエータの動作を制
御する（以下、ステップ−ｅｘｐ法ともいう）。この手
法では単に記憶部の記憶情報を読み出すだけでｔ＝Ｔｐ
以降の位置指令信号を生成することができるのでＣＰＵ
で複雑な計算を行う必要がなく、また記憶情報のサンプ
リング時間とサーボループの位置指令計算間隔とが一致
するので制御的に理想的である。
ップ信号β・Δθを入力することにより生じたアクチュ
エータの実際の動作軌跡を記憶しておき、記憶された動
作軌跡をｔ＝Ｔｐで折り返すことによりその軌跡を求
め、この位置情報に基づいてアクチュエータの動作を制
御する（以下、ステップ−ｅｘｐ法ともいう）。この手
法では単に記憶部の記憶情報を読み出すだけでｔ＝Ｔｐ
以降の位置指令信号を生成することができるのでＣＰＵ
で複雑な計算を行う必要がなく、また記憶情報のサンプ
リング時間とサーボループの位置指令計算間隔とが一致
するので制御的に理想的である。
【００１４】また、ｔ＝Ｔｐ以降の制御方法としては上
述したステップ−ｅｘｐ法以外にも、サーボ回路に目標
移動量Δθのステップ信号を入力することによりアクチ
ュエータの動作を制御するようにしてもよい（以下、ス
テップ−ステップ法ともいう）。この場合には、ステッ
プ−ｅｘｐ法が有する固有値βの誤差Δβを含まないの
で実際の制御方法としては有効である。
述したステップ−ｅｘｐ法以外にも、サーボ回路に目標
移動量Δθのステップ信号を入力することによりアクチ
ュエータの動作を制御するようにしてもよい（以下、ス
テップ−ステップ法ともいう）。この場合には、ステッ
プ−ｅｘｐ法が有する固有値βの誤差Δβを含まないの
で実際の制御方法としては有効である。
【００１５】ちなみに、ステップ−ｅｘｐ法やステップ
−ステップ法等における経路中点は固有加減速時間Ｔｐ
を用いる以外にも、位置検出部（エンコーダ）により検
出された実際の位置情報を微分して速度を求め、この速
度微分値が正から負となる点を経路中点としてもよい。
あるいは、入力される目標位置情報Δθを例えば単純に
１／２倍することにより求めることもできる。
−ステップ法等における経路中点は固有加減速時間Ｔｐ
を用いる以外にも、位置検出部（エンコーダ）により検
出された実際の位置情報を微分して速度を求め、この速
度微分値が正から負となる点を経路中点としてもよい。
あるいは、入力される目標位置情報Δθを例えば単純に
１／２倍することにより求めることもできる。
【００１６】さらに、本発明は短ピッチ動作に適してい
ると言えるが、故意に移動時間を長くしたり可変とした
い場合でも適用することができる。すなわち、オーバー
ライドに関しては、加速部分および減速部分の位置指令
は上述した手法で生成し、この間を低速部分として処理
すれば足りる。
ると言えるが、故意に移動時間を長くしたり可変とした
い場合でも適用することができる。すなわち、オーバー
ライドに関しては、加速部分および減速部分の位置指令
は上述した手法で生成し、この間を低速部分として処理
すれば足りる。
【００１７】
（１）固有加減速時間Ｔｐについて （１−１）３次のサーボループのＴｐ （１−２）サーボパラメータとサーボｆ特の関係 （１−３）Ｔｐとサーボｆ特の関係 （２）ステップ−ｅｘｐ法の位置指令入力処理について （２−１）位置指令アルゴリズム （２−２）長ピッチ移動とランプ−ｅｘｐ法 （２−３）ステップ−ステップ法 （２−４）ステップ−ｅｘｐ法とオーバーライド （３）ステップ−ｅｘｐ法における誤差 （３−１）β，δ(Tp)の精度 （３−２）速度ピーク点ｔ＝Ｔｐの検出エラー （３−３）各軸のサーボｆ特の相違 （４）ステップ−ｅｘｐ法における誤差の補正 （４−１）β，δ(Tp)エラーの補正法 （４−２）速度ピーク点ｔ＝Ｔｐの検出エラーの補正法
【００１８】（１）固有加減速時間Ｔｐについて まず、本発明ではサーボループへのステップレスポンス
時間Ｔｐを利用した数値制御方法であるため、Ｔｐにつ
いて説明する。 （１−１）３次のサーボループのＴｐ 図２に示すように３次のサーボループを例に挙げて本発
明の原理を展開するが、以下の説明は一般性を失ってい
ないのでサーボループが４次であっても又はそれ以上で
あっても同様にして本発明の原理が適用される。
時間Ｔｐを利用した数値制御方法であるため、Ｔｐにつ
いて説明する。 （１−１）３次のサーボループのＴｐ 図２に示すように３次のサーボループを例に挙げて本発
明の原理を展開するが、以下の説明は一般性を失ってい
ないのでサーボループが４次であっても又はそれ以上で
あっても同様にして本発明の原理が適用される。
【００１９】図２における各パラメータは図中に示す通
りであり、この３次系サーボループの出力関数θ0(S)
は、入力指令関数をθr (S) としたときに〔数１−１〕
で表される。
りであり、この３次系サーボループの出力関数θ0(S)
は、入力指令関数をθr (S) としたときに〔数１−１〕
で表される。
【数１】
【００２０】この３次系サーボループの出力関数θ0(S)
を時定数Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 を用いて〔数１−２〕のよう
に定義する。
を時定数Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 を用いて〔数１−２〕のよう
に定義する。
【数２】
【００２１】ここで入力指令関数θr (S) にステップ信
号β・Δθを入力すると〔数１−２〕は、下記〔数１−
３〕となる。
号β・Δθを入力すると〔数１−２〕は、下記〔数１−
３〕となる。
【数３】
【００２２】この〔数１−３〕をラプラス逆変換する
と、位置出力、速度出力、および加速度出力について下
記〔数１−４〕のように整理できる。
と、位置出力、速度出力、および加速度出力について下
記〔数１−４〕のように整理できる。
【数４】
【００２３】この状況、すなわちステップ信号β・Δθ
を上述した３次のサーボループに入力したときの位置出
力および速度出力を図示すると図３の如きであり、ここ
で注目すべき点は速度出力がピークに達する時間Ｔｐは
目標移動量Δθにかかわらず常に一定であるということ
である。換言すれば、時定数Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 が決まれ
ば、つまりサーボパラメータＫｐ，Ｋ，Ｋｉが決まれば
一義的に定まる当該サーボループの固有量であるといえ
る。そして、この速度出力がピークに達する時間Ｔｐは
〔数１−４〕において、
を上述した３次のサーボループに入力したときの位置出
力および速度出力を図示すると図３の如きであり、ここ
で注目すべき点は速度出力がピークに達する時間Ｔｐは
目標移動量Δθにかかわらず常に一定であるということ
である。換言すれば、時定数Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 が決まれ
ば、つまりサーボパラメータＫｐ，Ｋ，Ｋｉが決まれば
一義的に定まる当該サーボループの固有量であるといえ
る。そして、この速度出力がピークに達する時間Ｔｐは
〔数１−４〕において、
【数５】 を解くことで求めることができる。
【００２４】なお、〔数１−１〕および〔数１−２〕を
用いれば、下記〔数１−６〕のようにサーボパラメータ
Ｋｐ，Ｋ，Ｋｉと時定数Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 の関係が明ら
かになる。
用いれば、下記〔数１−６〕のようにサーボパラメータ
Ｋｐ，Ｋ，Ｋｉと時定数Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 の関係が明ら
かになる。
【数６】
【００２５】（１−２）サーボパラメータとサーボｆ特
の関係 次に、サーボパラメータＫｐ，Ｋ，Ｋｉとサーボｆ特
（０ｄＢカット周波数ｆ 0 またはＴ0 ＝１／ｆ0 ）との
関係を求める。上述した３次のサーボループの目標特性
（伝達関数）が下記〔数１−７〕のように与えられてい
るとする。
の関係 次に、サーボパラメータＫｐ，Ｋ，Ｋｉとサーボｆ特
（０ｄＢカット周波数ｆ 0 またはＴ0 ＝１／ｆ0 ）との
関係を求める。上述した３次のサーボループの目標特性
（伝達関数）が下記〔数１−７〕のように与えられてい
るとする。
【数７】
【００２６】この場合、係数ａ，ｂ，ｃ（各々バーが付
く）は目標特性に応じて決定することができるが、〔数
１−７〕が３次であることからバターワース多項式の係
数にしたがって、
く）は目標特性に応じて決定することができるが、〔数
１−７〕が３次であることからバターワース多項式の係
数にしたがって、
【数８】 を選択すると、オーバシュートのないバターワース特性
が得られる。また、これらの値から僅かにずらすことに
より種々の特性を得ることも可能である。なお、バター
ワース多項式の係数については、例えば（株）コロナ社
発行・テレビジョン学会編「画像電子回路」（初版）第
２６９〜２７６頁などに開示されている。
が得られる。また、これらの値から僅かにずらすことに
より種々の特性を得ることも可能である。なお、バター
ワース多項式の係数については、例えば（株）コロナ社
発行・テレビジョン学会編「画像電子回路」（初版）第
２６９〜２７６頁などに開示されている。
【００２７】〔数１−８〕を〔数１−７〕に代入する
と、下記〔数１−９〕が得られる。
と、下記〔数１−９〕が得られる。
【数９】 一方、ループオープン特性ＧOP(S) は、下記〔数１−１
０〕で表され、
０〕で表され、
【数１０】
【００２８】これと〔数１−９〕より各々２項を比較し
て、
て、
【数１１】 が得られる。
【００２９】ところで、コーナ周波数（−３ｄＢ周波
数）ωC と０ｄＢカット周波数ω0 との関係は、
数）ωC と０ｄＢカット周波数ω0 との関係は、
【数１２】 であるから、この〔数１−１２〕を用いて〔数１−１
１〕を解くと、下記〔数１−１３〕が得られる。
１〕を解くと、下記〔数１−１３〕が得られる。
【数１３】
【００３０】この場合、目標特性をバターワース特性と
すれば、〔数１−８〕より、
すれば、〔数１−８〕より、
【数１４】 となる。
【００３１】（１−３）Ｔｐとサーボｆ特Ｔ0 の関係 既述したように、Ｔｐはステップ信号の入力に対する速
度出力のピーク値までの到達時間であり、ステップ信号
の入力の大小に関係しないサーボループの固有量であ
る。入力としてはステップ信号の入力以上に速い入力は
存在しないことから、Ｔｐはサーボループの最小立ち上
がり時間であるといえる。
度出力のピーク値までの到達時間であり、ステップ信号
の入力の大小に関係しないサーボループの固有量であ
る。入力としてはステップ信号の入力以上に速い入力は
存在しないことから、Ｔｐはサーボループの最小立ち上
がり時間であるといえる。
【００３２】摩擦等のエネルギー散逸を無視できるとす
れば、このサーボループ系に滑らかな停止のＰＴＰ動作
を行わせる場合の最小移動時間、つまり最小タクトは図
４に示すように２Ｔｐということになる。そこで、例え
ばサーボループｆ特とＴｐとの関係が判ればタクトの希
望仕様が決められたとき、逆にどの程度のサーボｆ特が
必要なのかが判断できる。そのため、サーボループｆ特
とＴｐとの関係を検討すると、〔数１−６〕と〔数１−
１３〕より、
れば、このサーボループ系に滑らかな停止のＰＴＰ動作
を行わせる場合の最小移動時間、つまり最小タクトは図
４に示すように２Ｔｐということになる。そこで、例え
ばサーボループｆ特とＴｐとの関係が判ればタクトの希
望仕様が決められたとき、逆にどの程度のサーボｆ特が
必要なのかが判断できる。そのため、サーボループｆ特
とＴｐとの関係を検討すると、〔数１−６〕と〔数１−
１３〕より、
【数１５】 となり、よって
【数１６】 が得られる。
【００３３】この〔数１−１６〕の時定数Ｔ1 ，Ｔ2 ，
Ｔ3 を各々求めることでＴｐを求める訳であるが、この
式より明らかなように時定数Ｔi （ｉ＝１〜３）は次の
３次方程式の解である。
Ｔ3 を各々求めることでＴｐを求める訳であるが、この
式より明らかなように時定数Ｔi （ｉ＝１〜３）は次の
３次方程式の解である。
【数１７】
【００３４】ところで、サーボループの理想目標特性で
ある〔数１−９〕は、目標仕様、ロッボトの機械系、ア
クチュエータの条件等によって決められる。しかしなが
ら、一般的に理想とされるのはアクチュエータへの入力
ダイナレンジが充分大きい、つまりアクチュエータ入力
が飽和しない条件下で絶対安定かつ円条件を満足する
（つまりオーバーシュートしない）バターワース特性が
妥当である。ただし、現実的な特性としては、このバタ
ーワース特性から多少微調整されても良いが理論的には
バターワース特性で問題はない。
ある〔数１−９〕は、目標仕様、ロッボトの機械系、ア
クチュエータの条件等によって決められる。しかしなが
ら、一般的に理想とされるのはアクチュエータへの入力
ダイナレンジが充分大きい、つまりアクチュエータ入力
が飽和しない条件下で絶対安定かつ円条件を満足する
（つまりオーバーシュートしない）バターワース特性が
妥当である。ただし、現実的な特性としては、このバタ
ーワース特性から多少微調整されても良いが理論的には
バターワース特性で問題はない。
【００３５】そこで、理想特性をバターワース特性とし
てＴｐとＴ0 との関係を求める。〔数１−８〕より〔数
１−１７〕は、
てＴｐとＴ0 との関係を求める。〔数１−８〕より〔数
１−１７〕は、
【数１８】 と書き換えられる。これを因数分解すると、
【数１９】 となり、よって
【数２０】 が得られ、同時に係数α、αバーを〔数１−１８〕の如
く定義する。なお、−１／Ｔ1 ，−１／Ｔ2 ，−１／Ｔ
3 は〔数１−２〕の極である点に留意する。
く定義する。なお、−１／Ｔ1 ，−１／Ｔ2 ，−１／Ｔ
3 は〔数１−２〕の極である点に留意する。
【００３６】さて、〔数１−４〕〔数１−５〕に〔数１
−１８〕を代入すると、下記〔数１−１９〕が得られ
る。
−１８〕を代入すると、下記〔数１−１９〕が得られ
る。
【数２１】
【００３７】この〔数１−１９〕を整理すると、
【数２２】 となるが、左辺第２項は〔数１−２１〕のように変形で
き、左辺第３項は〔数１−２２〕のように変形できる。
き、左辺第３項は〔数１−２２〕のように変形できる。
【数２３】
【００３８】これを〔数１−２０〕に代入すると、
【数２４】 となり、τP について整理すると、
【数２５】
【００３９】この〔数１−２４〕にａ＝１／２，ｂ＝３
／２を代入してτP についての方程式を得る。
／２を代入してτP についての方程式を得る。
【数２６】 これを解くと、
【数２７】 が得られ、これがＴ0 と２Ｔｐとの関係である。
【００４０】したがって、希望するタクト２Ｔｐが与え
られたとき、サーボループｆ特（Ｔ 0 ）が少なくともど
の程度必要かを見積もることができる。なお、「少なく
とも」としたのは〔数１−２７〕を導出する前提が指令
値をステップ信号で入力したことによる。すなわち、指
令値として必ずしもステップ信号を入力する必要はな
く、例えば三角形、合成ｓｉｎ、ｅｘｐその他の加減速
パターンを用いることができるし、さらにこれらの入力
に対してサーボディレーが入ることからである。実際的
にはマージンを２倍程度とったほうが好ましいと言え
る。
られたとき、サーボループｆ特（Ｔ 0 ）が少なくともど
の程度必要かを見積もることができる。なお、「少なく
とも」としたのは〔数１−２７〕を導出する前提が指令
値をステップ信号で入力したことによる。すなわち、指
令値として必ずしもステップ信号を入力する必要はな
く、例えば三角形、合成ｓｉｎ、ｅｘｐその他の加減速
パターンを用いることができるし、さらにこれらの入力
に対してサーボディレーが入ることからである。実際的
にはマージンを２倍程度とったほうが好ましいと言え
る。
【００４１】例えば、タクト０．２ｓｅｃが必要な場合
には、〔数１−２７〕より、Ｔ0 ＝０．５２×０．２＝
０．１０４ｓｅｃとなり、したがってｆ0 ＝１／Ｔ0 ＝
９．６Ｈｚが得られる。マージンを２倍とったとすると
サーボループのｆ特は結局１９Ｈｚ以上必要となる。
には、〔数１−２７〕より、Ｔ0 ＝０．５２×０．２＝
０．１０４ｓｅｃとなり、したがってｆ0 ＝１／Ｔ0 ＝
９．６Ｈｚが得られる。マージンを２倍とったとすると
サーボループのｆ特は結局１９Ｈｚ以上必要となる。
【００４２】なお、他の特性におけるＴｐ，Ｔ0 の関係
を知りたい場合にはその特性の係数ａバー，ｂバー，ｃ
バーの具体値を〔数１−１７〕に代入して〔数１−１
７’〕を求め、以上のような手続きを踏めばよい。
を知りたい場合にはその特性の係数ａバー，ｂバー，ｃ
バーの具体値を〔数１−１７〕に代入して〔数１−１
７’〕を求め、以上のような手続きを踏めばよい。
【００４３】（２）ステップ−ｅｘｐ法の位置指令入力
処理について 次に、本発明に係る数値制御方法についてのステップ−
ｅｘｐ法を説明するが、本方法によれば、速度がピーク
に達するまでの立ち上がり時間はサーボループに固有の
立ち上がり時間Ｔｐと同じであり最適となる。また、従
来のように通常ホストコンピュータが行う複雑かつ長時
間を要する指令値の計算をほとんど必要としない。さら
に、指令値の計算間隔（サンプリング時間ＴHS）は、通
常ＣＰＵの計算能力が原因でＴSS≪ＴHSとせざるを得な
いが、本方法によればサーボのサンプリング時間ＴSSと
同じとすることができ、つまりＴSS＝ＴHSとすることが
でき理想的である。このようなことから、特に短ピッ
チ、短タクトの仕様に適している。
処理について 次に、本発明に係る数値制御方法についてのステップ−
ｅｘｐ法を説明するが、本方法によれば、速度がピーク
に達するまでの立ち上がり時間はサーボループに固有の
立ち上がり時間Ｔｐと同じであり最適となる。また、従
来のように通常ホストコンピュータが行う複雑かつ長時
間を要する指令値の計算をほとんど必要としない。さら
に、指令値の計算間隔（サンプリング時間ＴHS）は、通
常ＣＰＵの計算能力が原因でＴSS≪ＴHSとせざるを得な
いが、本方法によればサーボのサンプリング時間ＴSSと
同じとすることができ、つまりＴSS＝ＴHSとすることが
でき理想的である。このようなことから、特に短ピッ
チ、短タクトの仕様に適している。
【００４４】（２−１）位置指令アルゴリズム 以下、本発明の位置指令アルゴリズムについて順次説明
するが、ここで説明するＰＴＰ動作は移動量をΔθと
し、βの値はホストコンピュータ側に格納されているも
のとする。また短ピッチのためモータのピーク速度はモ
ータの最高速度以下であり、ｅｘｐ型の加減速曲線を有
する。さらに、サーボ側は整数しか扱うことができず、
また指令値の計算間隔（サンプリング時間）ＴHSとサー
ボのサンプリング時間ＴSSはＴSS≪ＴHSとする。
するが、ここで説明するＰＴＰ動作は移動量をΔθと
し、βの値はホストコンピュータ側に格納されているも
のとする。また短ピッチのためモータのピーク速度はモ
ータの最高速度以下であり、ｅｘｐ型の加減速曲線を有
する。さらに、サーボ側は整数しか扱うことができず、
また指令値の計算間隔（サンプリング時間）ＴHSとサー
ボのサンプリング時間ＴSSはＴSS≪ＴHSとする。
【００４５】以上の仮定から、まずＰＴＰ動作開始前に
ホストコンピュータはサーボＣＰＵに移動量Δθおよび
β・Δθ（整数値）を送出する。ホストコンピュータは
基本的にこの動作を行うだけであり、したがってきわめ
てシンプルな動作とすることができる。このデータの送
出を受けたサーボ側では、図５に示すように受け取った
β・Δθをサーボのサンプリング時間ＴSS毎にサーボル
ープの位置指令に入力する。これによりモータは図６に
示すような位置および速度で動作を開始する。このと
き、サーボ側はサーボのサンプリング時間ＴSS毎にエン
コーダ（位置検出部）出力のθ0 を読み出し、この値を
メモリ（検出位置記憶部）に格納する。この格納操作と
並行して、サーボ側はエンコーダ出力を用いて速度微分
値θドットを計算し、この速度微分値の増減、すなわち
ピーク点を監視する。
ホストコンピュータはサーボＣＰＵに移動量Δθおよび
β・Δθ（整数値）を送出する。ホストコンピュータは
基本的にこの動作を行うだけであり、したがってきわめ
てシンプルな動作とすることができる。このデータの送
出を受けたサーボ側では、図５に示すように受け取った
β・Δθをサーボのサンプリング時間ＴSS毎にサーボル
ープの位置指令に入力する。これによりモータは図６に
示すような位置および速度で動作を開始する。このと
き、サーボ側はサーボのサンプリング時間ＴSS毎にエン
コーダ（位置検出部）出力のθ0 を読み出し、この値を
メモリ（検出位置記憶部）に格納する。この格納操作と
並行して、サーボ側はエンコーダ出力を用いて速度微分
値θドットを計算し、この速度微分値の増減、すなわち
ピーク点を監視する。
【００４６】速度微分値θドットが減（負）になったと
きピーク点が検出されたことになるから、それ以降はΔ
θとメモリの情報から指令値を計算し、これをサーボル
ープに入力する。この様子を図６の一点鎖線で示す。メ
モリに格納されていた位置パターンはモータと負荷（ア
ーム）そのものの運動をサーボのサンプリング時間Ｔ SS
毎にサンプリングしたものであるから、これは３次のｅ
ｘｐパターンでは最も理想的な曲線であると言える。し
かも、何らの計算を伴うことなく単にメモリから位置情
報を読み出すだけで得ることができる。
きピーク点が検出されたことになるから、それ以降はΔ
θとメモリの情報から指令値を計算し、これをサーボル
ープに入力する。この様子を図６の一点鎖線で示す。メ
モリに格納されていた位置パターンはモータと負荷（ア
ーム）そのものの運動をサーボのサンプリング時間Ｔ SS
毎にサンプリングしたものであるから、これは３次のｅ
ｘｐパターンでは最も理想的な曲線であると言える。し
かも、何らの計算を伴うことなく単にメモリから位置情
報を読み出すだけで得ることができる。
【００４７】ピーク速度に達するまでの時間Ｔｐ以降の
指令値の生成は以下のようにして行う。まず、メモリに
図７に示されるパターンが格納されているとすると、ｔ
＝Ｔｐ以降は、サーボのサンプリング時間ＴSS毎に図８
に示すサーボ入力指令値θi(Tp+nTss) を計算する。こ
のサーボ入力指令値θi により、図９に示されるよう
に、図７の点（Ｔｐ，θ0N）を中心にして１８０°回転
させたパターンが作成されることになる。
指令値の生成は以下のようにして行う。まず、メモリに
図７に示されるパターンが格納されているとすると、ｔ
＝Ｔｐ以降は、サーボのサンプリング時間ＴSS毎に図８
に示すサーボ入力指令値θi(Tp+nTss) を計算する。こ
のサーボ入力指令値θi により、図９に示されるよう
に、図７の点（Ｔｐ，θ0N）を中心にして１８０°回転
させたパターンが作成されることになる。
【００４８】なお、以上の説明では理想的な状況を想定
しているが、現実的にはＴｐ／ＴSSが整数でない場合や
固有量βが厳密に知られていない場合の問題等が考えら
れる。このような問題によってｔ＝Ｔｐ以降のパターン
にｔ＝Ｔｐ以前のパターン情報を用いるとｎ＝１および
ｎ＝Ｎにおいて多少の段差が発生するおそれがある。し
かしながら、三角形加減速パターンを用いてもさほど大
きな問題は指摘されておらず、しかもサーボのフィルタ
効果によってモータの動砂上の問題はないものと考えら
れる。
しているが、現実的にはＴｐ／ＴSSが整数でない場合や
固有量βが厳密に知られていない場合の問題等が考えら
れる。このような問題によってｔ＝Ｔｐ以降のパターン
にｔ＝Ｔｐ以前のパターン情報を用いるとｎ＝１および
ｎ＝Ｎにおいて多少の段差が発生するおそれがある。し
かしながら、三角形加減速パターンを用いてもさほど大
きな問題は指摘されておらず、しかもサーボのフィルタ
効果によってモータの動砂上の問題はないものと考えら
れる。
【００４９】以上が本発明に係るステップ−ｅｘｐ法で
あり、これを図示すると図１０のようになる。既述した
ようにβはサーボループ特性の固有量であって、β・Δ
θのステップ信号を入力したときに時間Ｔｐまでに移動
する距離がΔθ／２となる値である。そして、０≦ｔ≦
Ｔｐまでの位置情報をメモリに格納し、Ｔｐ≦ｔ≦２Ｔ
ｐでは格納された位置情報を基にサーボ側で位置情報を
生成する。
あり、これを図示すると図１０のようになる。既述した
ようにβはサーボループ特性の固有量であって、β・Δ
θのステップ信号を入力したときに時間Ｔｐまでに移動
する距離がΔθ／２となる値である。そして、０≦ｔ≦
Ｔｐまでの位置情報をメモリに格納し、Ｔｐ≦ｔ≦２Ｔ
ｐでは格納された位置情報を基にサーボ側で位置情報を
生成する。
【００５０】（２−２）長ピッチ移動とランプ−ｅｘｐ
法 ところで、上述したステップ−ｅｘｐ法では位置ステッ
プ入力がサーボループに入力されることから、このステ
ップ信号の値β・Δθが大きくなるとモータ電流も大き
くなりモータのピーク電流をオーバーするおそれがあ
る。このため、例えば長ピッチ移動に関しては以下のラ
ンプ−ｅｘｐ法を用いることが好ましい。ただし、ラン
プ−ｅｘｐ法の基本的な考え方およびアルゴリズムはス
テップ−ｅｘｐ法と同じであるため、ここでは図１０に
対応した位置指令の様子を図１１に示すことで詳細な説
明は一部省略する。
法 ところで、上述したステップ−ｅｘｐ法では位置ステッ
プ入力がサーボループに入力されることから、このステ
ップ信号の値β・Δθが大きくなるとモータ電流も大き
くなりモータのピーク電流をオーバーするおそれがあ
る。このため、例えば長ピッチ移動に関しては以下のラ
ンプ−ｅｘｐ法を用いることが好ましい。ただし、ラン
プ−ｅｘｐ法の基本的な考え方およびアルゴリズムはス
テップ−ｅｘｐ法と同じであるため、ここでは図１０に
対応した位置指令の様子を図１１に示すことで詳細な説
明は一部省略する。
【００５１】図１１に示すように、立ち上げ時間までの
間０≦ｔ≦ｔｐはいわゆるランプで立ち上げるが、この
ランプ時間ｔｐは移動距離に応じてモータピーク電流が
オーバーしないように変動させる。ランプ立ち上げ時間
ｔｐは理論的にも決定できるが、現実的にはΔθをパラ
メータとしてデータを採取することにより決定すること
が望ましい。この場合、図１２に示すようなΔθ−ｔｐ
特性、例えば図１２において点（Δθmin,ｔｐmin ）と
点（Δθmax,ｔｐmax ）をティーチングペンダントから
入力して決定できるようにシステム化しておくことが望
ましい。
間０≦ｔ≦ｔｐはいわゆるランプで立ち上げるが、この
ランプ時間ｔｐは移動距離に応じてモータピーク電流が
オーバーしないように変動させる。ランプ立ち上げ時間
ｔｐは理論的にも決定できるが、現実的にはΔθをパラ
メータとしてデータを採取することにより決定すること
が望ましい。この場合、図１２に示すようなΔθ−ｔｐ
特性、例えば図１２において点（Δθmin,ｔｐmin ）と
点（Δθmax,ｔｐmax ）をティーチングペンダントから
入力して決定できるようにシステム化しておくことが望
ましい。
【００５２】（２−３）ステップ−ステップ法 厳密にいえばステップ−ｅｘｐ法は後述する誤差に関す
る問題を含んでいるので、現実的には図１３に示すよう
にｔ＝Ｔｐ以降の動作につき、目標移動量Δθのステッ
プ信号を入力することも可能である。
る問題を含んでいるので、現実的には図１３に示すよう
にｔ＝Ｔｐ以降の動作につき、目標移動量Δθのステッ
プ信号を入力することも可能である。
【００５３】（２−４）ステップ−ｅｘｐ法とオーバー
ライド 既述したように本発明に係るステップ−ｅｘｐ法は短ピ
ッチ移動に対して短タクト化を図る上で好ましい数値制
御方法であるが、移動時間を可変できるオーバーライド
の要請がある場合には以下のアルゴリズムで処理するこ
とができる。
ライド 既述したように本発明に係るステップ−ｅｘｐ法は短ピ
ッチ移動に対して短タクト化を図る上で好ましい数値制
御方法であるが、移動時間を可変できるオーバーライド
の要請がある場合には以下のアルゴリズムで処理するこ
とができる。
【００５４】なお、以下の説明で用いられる符号は下記
のとおりである。 Δθ ：移動距離 ２Ｔｐ：移動時間（Ｔｐはサーボループの固有時間） β ：サーボループにβ・Δθのステップ信号を入力
したときにｔ＝０からｔ＝Ｔｐ間に移動する距離がΔθ
／２となる値であり、サーボループの固有量（既知） ＴHS ：ホストＣＰＵの加減速計算周期（サンプリング
時間） ＴSS ：サーボＣＰＵのサンプリング時間 Ｐ ：オーバーライド（％） ωP ：ステップ−ｅｘｐ法で動作するモータのピーク
速度（ｔ＝Ｔｐでの速度） δ(Tp)：Δθ＝δ(Tp)・ωP を満足する定数であってサ
ーボループの固有量（既知）
のとおりである。 Δθ ：移動距離 ２Ｔｐ：移動時間（Ｔｐはサーボループの固有時間） β ：サーボループにβ・Δθのステップ信号を入力
したときにｔ＝０からｔ＝Ｔｐ間に移動する距離がΔθ
／２となる値であり、サーボループの固有量（既知） ＴHS ：ホストＣＰＵの加減速計算周期（サンプリング
時間） ＴSS ：サーボＣＰＵのサンプリング時間 Ｐ ：オーバーライド（％） ωP ：ステップ−ｅｘｐ法で動作するモータのピーク
速度（ｔ＝Ｔｐでの速度） δ(Tp)：Δθ＝δ(Tp)・ωP を満足する定数であってサ
ーボループの固有量（既知）
【００５５】まずホストコンピュータでは以下の処理を
行う。すなわち、移動時間にオーバーライドＰを乗じる
と〔数２−１〕が得られ、
行う。すなわち、移動時間にオーバーライドＰを乗じる
と〔数２−１〕が得られ、
【数２８】 この場合の加減速指令は、図１４に示すように加減速部
分と低速部分とに分けることができる。この図１４より
ホストコンピュータ側でのオーバーライドアルゴリズム
は、まずωP ・δ(Tp)を下記〔数２−２〕および〔数２
−３〕により計算する。
分と低速部分とに分けることができる。この図１４より
ホストコンピュータ側でのオーバーライドアルゴリズム
は、まずωP ・δ(Tp)を下記〔数２−２〕および〔数２
−３〕により計算する。
【数２９】 次いでサーボ側にΔθ、β・ωP ・δ(Tp)、および２Ｔ
ｐ（１００／Ｐ−１）、ωP 、Δθ−ωP ・δ(Tp)の各
々の値を送出する。
ｐ（１００／Ｐ−１）、ωP 、Δθ−ωP ・δ(Tp)の各
々の値を送出する。
【００５６】一方、サーボ側においてはホストコンピュ
ータから受けたβ・ωP ・δ(Tp)を用いてサーボ位置入
力にβ・ωP ・δ(Tp)／ｓのステップ信号を入力する。
これと同時に、０≦ｔ≦Ｔｐのモータ位置をメモリに格
納する。ｔ＝Ｔｐになったら、それ以後はサーボのサン
プリング時間ＴSS毎にωP ・Ｔ SSづつ指令値を増加させ
る。これによりｎ回目においてはｎ・ωP ・ＴSS増加す
ることになり、〔数２−４〕の正負を検証する。そし
て、この〔数２−４〕が０以下になったらサーボのサン
プリング時間ＴSS毎にメモリからモータ位置を読み出し
図８の処理を行う。
ータから受けたβ・ωP ・δ(Tp)を用いてサーボ位置入
力にβ・ωP ・δ(Tp)／ｓのステップ信号を入力する。
これと同時に、０≦ｔ≦Ｔｐのモータ位置をメモリに格
納する。ｔ＝Ｔｐになったら、それ以後はサーボのサン
プリング時間ＴSS毎にωP ・Ｔ SSづつ指令値を増加させ
る。これによりｎ回目においてはｎ・ωP ・ＴSS増加す
ることになり、〔数２−４〕の正負を検証する。そし
て、この〔数２−４〕が０以下になったらサーボのサン
プリング時間ＴSS毎にメモリからモータ位置を読み出し
図８の処理を行う。
【数３０】
【００５７】（３）ステップ−ｅｘｐ法における誤差 以上述べたようにステップ−ｅｘｐ法による数値制御方
法は短ピッチの短タクト化に効果的であり，実用上十分
に動作する。但し、被制御系の高精度化にともなって上
記方法では誤差を含んでいるため満足な制御ができない
場合がある。この点について検討する。
法は短ピッチの短タクト化に効果的であり，実用上十分
に動作する。但し、被制御系の高精度化にともなって上
記方法では誤差を含んでいるため満足な制御ができない
場合がある。この点について検討する。
【００５８】（３−１）β，δ(Tp)の精度 既述した定数βおよびδ(Tp)はサーボループの固有値で
あって下記〔数３−１〕で定義される値である。
あって下記〔数３−１〕で定義される値である。
【数３１】
【００５９】この場合、θおよびθドットは〔数１−
４〕で与えられ、当該〔数１−４〕から明らかなように
θおよびθドットは時定数Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 で決定さ
れ、さらにこの時定数はサーボパラメータＫｉ，Ｋｐ，
Ｋで決定される。つまり、θおよびθドットはサーボチ
ューニングで決まることから、厳密にいえばロボット毎
に、また軸毎に定数βおよびδ(Tp)は異なる値となるの
が通常である。
４〕で与えられ、当該〔数１−４〕から明らかなように
θおよびθドットは時定数Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 で決定さ
れ、さらにこの時定数はサーボパラメータＫｉ，Ｋｐ，
Ｋで決定される。つまり、θおよびθドットはサーボチ
ューニングで決まることから、厳密にいえばロボット毎
に、また軸毎に定数βおよびδ(Tp)は異なる値となるの
が通常である。
【００６０】しかしながら、このようにすると煩雑にな
るため、サーボループ特性を例えば〔数１−９〕のバタ
ーワース特性にチューニングすれば、各ロボット、各軸
毎に同じ値のβおよびδ(Tp)を採用できる。ただし、こ
の場合でも、モータ・機械系の粘性や摩擦はロボット毎
および軸毎に異なり、これらを厳密に管理することまで
はできないため、結局、βおよびδ(Tp)は誤差を含むこ
とになる。
るため、サーボループ特性を例えば〔数１−９〕のバタ
ーワース特性にチューニングすれば、各ロボット、各軸
毎に同じ値のβおよびδ(Tp)を採用できる。ただし、こ
の場合でも、モータ・機械系の粘性や摩擦はロボット毎
および軸毎に異なり、これらを厳密に管理することまで
はできないため、結局、βおよびδ(Tp)は誤差を含むこ
とになる。
【００６１】具体的にはステップ−ｅｘｐ法では、ホス
トコンピュータからサーボ側にβ・Δθを送出するが、
このときのベータの誤差をΔβとするとΔβ・Δθの誤
差が発生することになる。よって、βバーを公称値とす
れば、誤差Δβ・Δθは〔数３−２〕で表され、これに
よりΔθの誤差分を見積もることができる。
トコンピュータからサーボ側にβ・Δθを送出するが、
このときのベータの誤差をΔβとするとΔβ・Δθの誤
差が発生することになる。よって、βバーを公称値とす
れば、誤差Δβ・Δθは〔数３−２〕で表され、これに
よりΔθの誤差分を見積もることができる。
【数３２】
【００６２】このようにΔθに誤差Δβ・Δθが存在す
ると以下のような不具合が生じるおそれがある。つまり
図１５において、理想的には斜線部の面積がΔθ／２で
なくてはならないが、ステップ信号の入力が
ると以下のような不具合が生じるおそれがある。つまり
図１５において、理想的には斜線部の面積がΔθ／２で
なくてはならないが、ステップ信号の入力が
【数３３】 ではなくて、
【数３４】 が入力されることになるので、実際の斜線部の面積は
【数３５】 となってしまう。したがって、ｔ＝Ｔｐ以降においては
【数３６】 だけ増加（減少）してしまい、図８に示す処理を行った
としても厳密には理想的なｅｘｐ曲線とならず、モータ
動作に悪影響を与えることになる。そのため、実際のサ
ーボ入力においてはβおよびδ(Tp)の誤差を勘案した値
を入力する必要がある。
としても厳密には理想的なｅｘｐ曲線とならず、モータ
動作に悪影響を与えることになる。そのため、実際のサ
ーボ入力においてはβおよびδ(Tp)の誤差を勘案した値
を入力する必要がある。
【００６３】（３−２）速度ピーク点ｔ＝Ｔｐの検出エ
ラー サーボ側でＴSS周期（例えば２．５ｍｓｅｃ）でモータ
の位置をサンプリングするためサンプリングエラーが発
生する。このサンプリングエラーには以下述べる２種類
が考えられる。ただし、βの誤差はないものとして説明
する。
ラー サーボ側でＴSS周期（例えば２．５ｍｓｅｃ）でモータ
の位置をサンプリングするためサンプリングエラーが発
生する。このサンプリングエラーには以下述べる２種類
が考えられる。ただし、βの誤差はないものとして説明
する。
【００６４】まず、図１６において、ＴSS周期毎のサン
プリング点Ｓi は「●」にて示されており、
プリング点Ｓi は「●」にて示されており、
【数３７】 である場合には、サンプリング点Ｓ1 でピーク点の通過
を検出できるが、ステップ−ｅｘｐ法では図８にしたが
ってＳ1,Ｓ2,…を決定していく（図１６「△」）ので、
サンプリング点Ｓ-1, Ｓ1 間で理想的なｅｘｐパターン
から外れてしまうことになる。これは、ＴｐがＴSSの整
数倍となっていないからであり、ｔ＝Ｔｐがサンプリン
グ点からずれているからである。
を検出できるが、ステップ−ｅｘｐ法では図８にしたが
ってＳ1,Ｓ2,…を決定していく（図１６「△」）ので、
サンプリング点Ｓ-1, Ｓ1 間で理想的なｅｘｐパターン
から外れてしまうことになる。これは、ＴｐがＴSSの整
数倍となっていないからであり、ｔ＝Ｔｐがサンプリン
グ点からずれているからである。
【００６５】もう一方のサンプリングエラーは、図１７
に示す場合である。つまり、
に示す場合である。つまり、
【数３８】 であるときはサンプリング点Ｓ1 では未だピーク検出が
できず、Ｓ2 で初めてピーク点を検出し、この点Ｓ2 か
らステップ−ｅｘｐ法の処理に入る。そのため、図１７
に示す△点のようになり理想的なｅｘｐパターンから外
れてしまうことになる。
できず、Ｓ2 で初めてピーク点を検出し、この点Ｓ2 か
らステップ−ｅｘｐ法の処理に入る。そのため、図１７
に示す△点のようになり理想的なｅｘｐパターンから外
れてしまうことになる。
【００６６】何れにしても、サンプリングエラーのため
にｔ＝Ｔｐの前後で位置指令値が理想指令からずれてし
まうが、サーボループは一種のフィルタ（ｌｏｗ ｐａ
ｓｓｆｉｌｔｅｒ）として捉えることができるから実際
上の弊害は少ないと考えられる。ただし、このサンプリ
ングエラーが許容範囲を越える場合も考えられることか
ら、その補正法のアルゴリズムは後述する。
にｔ＝Ｔｐの前後で位置指令値が理想指令からずれてし
まうが、サーボループは一種のフィルタ（ｌｏｗ ｐａ
ｓｓｆｉｌｔｅｒ）として捉えることができるから実際
上の弊害は少ないと考えられる。ただし、このサンプリ
ングエラーが許容範囲を越える場合も考えられることか
ら、その補正法のアルゴリズムは後述する。
【００６７】（３−３）各軸のサーボｆ特の相違 上述したステップ−ｅｘｐ法で重要な要素はＴｐである
が、このＴｐはサーボループ特性（極配置）で一義的に
決められる物理量である。一方、多軸ロボットのＰＴＰ
動作においては同時スタートおよび同時ストップが原則
となっているが、ステップ−ｅｘｐ法でこれを実現する
ためには各軸（θ1,θ2,Ｚ，Ｒ）のサーボ特性、つまり
Ｔｐを合わせる必要がある。そうでなければ、例えば直
交型ロボットでＸ，Ｙ軸をステップ−ｅｘｐ法で動作さ
せると、エンドイフェクトの軌跡が理想的な直線運動を
しない。
が、このＴｐはサーボループ特性（極配置）で一義的に
決められる物理量である。一方、多軸ロボットのＰＴＰ
動作においては同時スタートおよび同時ストップが原則
となっているが、ステップ−ｅｘｐ法でこれを実現する
ためには各軸（θ1,θ2,Ｚ，Ｒ）のサーボ特性、つまり
Ｔｐを合わせる必要がある。そうでなければ、例えば直
交型ロボットでＸ，Ｙ軸をステップ−ｅｘｐ法で動作さ
せると、エンドイフェクトの軌跡が理想的な直線運動を
しない。
【００６８】尤も、完全に各軸のサーボループ特性を合
わせることは不可能であるが、この問題を解消するため
に、原理上それができるようなループ構造とする。すな
わち、本発明のサーボループでは図１８においてＰ−Ｐ
線から左側がソフトウェーアによる制御構成であり、右
側がハードウェーアによる制御構成となっているので、
左側のパラメータＫ，Ｋｐの値を各軸で全く同じ値とし
ておけば各軸とも全く同じ特性となる。一方、Ｐ−Ｐ線
の右側のハードウェーア部では各軸毎に相違するもの
の、その相違をパラメータＫｉで調整すれば、結局全て
の軸を同一特性とすることが可能となる。
わせることは不可能であるが、この問題を解消するため
に、原理上それができるようなループ構造とする。すな
わち、本発明のサーボループでは図１８においてＰ−Ｐ
線から左側がソフトウェーアによる制御構成であり、右
側がハードウェーアによる制御構成となっているので、
左側のパラメータＫ，Ｋｐの値を各軸で全く同じ値とし
ておけば各軸とも全く同じ特性となる。一方、Ｐ−Ｐ線
の右側のハードウェーア部では各軸毎に相違するもの
の、その相違をパラメータＫｉで調整すれば、結局全て
の軸を同一特性とすることが可能となる。
【００６９】（４）ステップ−ｅｘｐ法における誤差の
補正 次に、上述した本発明のステップ−ｅｘｐ法における誤
差の補正アルゴリズムの一例を説明する。
補正 次に、上述した本発明のステップ−ｅｘｐ法における誤
差の補正アルゴリズムの一例を説明する。
【００７０】（４−１）β，δ(Tp)エラーの補正法 上述した〔数３−３〕によればβが公称値βバーに対し
て±Δβだけ誤差を含むとすると、ｔ＝Ｔｐ以後では
て±Δβだけ誤差を含むとすると、ｔ＝Ｔｐ以後では
【数３９】 の誤差を含んでしまう。この値はｔ＝Ｔｐを検出した時
点で知ることができ、その値は〔数４−１〕となる。
点で知ることができ、その値は〔数４−１〕となる。
【数４０】
【００７１】ここで、θ（Ｔｐ）とはｔ＝Ｔｐまでに移
動した量であり、この値は当然サーボ側で知ることがで
きる。なお、この値は理想的にはΔθ／２である。さ
て、〔数４−１〕の誤差分をｔ＝Ｔｐ以後で補正するの
に０≦ｔ≦Ｔｐ間の速度情報θ（Ｓ-i）ドットを元に速
度に応じて比例配分してＴｐ≦ｔ≦２Ｔｐ間で補正す
る。つまり、サンプリング点Ｓi においての補正分をΔ
εi とすると、〔数４−２〕で表すことができる。
動した量であり、この値は当然サーボ側で知ることがで
きる。なお、この値は理想的にはΔθ／２である。さ
て、〔数４−１〕の誤差分をｔ＝Ｔｐ以後で補正するの
に０≦ｔ≦Ｔｐ間の速度情報θ（Ｓ-i）ドットを元に速
度に応じて比例配分してＴｐ≦ｔ≦２Ｔｐ間で補正す
る。つまり、サンプリング点Ｓi においての補正分をΔ
εi とすると、〔数４−２〕で表すことができる。
【数４１】
【００７２】このようにすれば、総誤差である〔数４−
１〕がｅｘｐ速度パターンの速度の大きさに比例して分
配され、ｔ＝Ｔｐ以後のパターンに大きな影響を与える
ことはない。なお、ｔ＝Ｔｐの時点では必ず指令値はΔ
θを入力させることで計算上の誤差、その他の誤差を吸
収することとする。
１〕がｅｘｐ速度パターンの速度の大きさに比例して分
配され、ｔ＝Ｔｐ以後のパターンに大きな影響を与える
ことはない。なお、ｔ＝Ｔｐの時点では必ず指令値はΔ
θを入力させることで計算上の誤差、その他の誤差を吸
収することとする。
【００７３】（４−２）速度ピーク点ｔ＝Ｔｐの検出エ
ラーの補正法 既述したように、速度ピーク点ｔ＝Ｔｐの検出エラーに
は２種類のタイプがあったので、その補正法についても
２種類の検出エラーそれぞれにつき説明する。
ラーの補正法 既述したように、速度ピーク点ｔ＝Ｔｐの検出エラーに
は２種類のタイプがあったので、その補正法についても
２種類の検出エラーそれぞれにつき説明する。
【００７４】まず図１６に示すタイプの検出エラーで
は、同図に示すＳ1 にて速度ピークが判明したのち図８
にしたがってステップ−ｅｘｐ法を適用すると、図１９
において△点となり、理想パターンからずれてしまうの
が問題であった。そしてこれは、ｔ＝Ｔｐとサンプリン
グ点がずれていることが原因であった。
は、同図に示すＳ1 にて速度ピークが判明したのち図８
にしたがってステップ−ｅｘｐ法を適用すると、図１９
において△点となり、理想パターンからずれてしまうの
が問題であった。そしてこれは、ｔ＝Ｔｐとサンプリン
グ点がずれていることが原因であった。
【００７５】そこで、本補正法では、この時間軸方向の
ずれを補正することとしている。すなわち、図１９よ
り、
ずれを補正することとしている。すなわち、図１９よ
り、
【数４２】 は判断できることから、ｔ＝Ｔｐ以降理想的な位置指令
の発生法はｔ＝Ｔｐのピーク点に対し点対称な指令を生
成することであるから、ｔ（Ｓ1 ）−Ｔｐ＝ｔ2よりＴ
ｐ−ｔ（Ｓ’-1）となる点Ｓ’-1のＸ点の値を用いて点
対称化する。しかしながら、点Ｓ’-1は真のサンプリン
グ点ではないので真のサンプリング点Ｓ-1，Ｓ-2で記憶
されている値θ（Ｓ-1），θ（Ｓ-2）を用いて補間算出
する必要がある。これは一般の点Ｓ’-iも同様である。
の発生法はｔ＝Ｔｐのピーク点に対し点対称な指令を生
成することであるから、ｔ（Ｓ1 ）−Ｔｐ＝ｔ2よりＴ
ｐ−ｔ（Ｓ’-1）となる点Ｓ’-1のＸ点の値を用いて点
対称化する。しかしながら、点Ｓ’-1は真のサンプリン
グ点ではないので真のサンプリング点Ｓ-1，Ｓ-2で記憶
されている値θ（Ｓ-1），θ（Ｓ-2）を用いて補間算出
する必要がある。これは一般の点Ｓ’-iも同様である。
【００７６】この線形補間は、図２０より
【数４３】 これをθ（Ｓ’-1）について解くと、
【数４４】 となり、これを一般化してθ（Ｓ’-i）を求めると、
【数４５】 となる。Ｓ1 以後はこのθ（Ｓ’-i）を用いてステップ
−ｅｘｐ法による指令を図８のように計算すればよい。
−ｅｘｐ法による指令を図８のように計算すればよい。
【００７７】次に、図１７に示すタイプの検出エラーは
基本的には図１６に示された検出エラーと同じである
が、速度ピークがサンプリング点Ｓ2 で初めて検出され
ることが相違している。すなわち、図２１からも明らか
なようにこれらの検出エラーの種類を区別するには、移
動距離の中心点Δθ／２との大小を検証するとよい。つ
まり、
基本的には図１６に示された検出エラーと同じである
が、速度ピークがサンプリング点Ｓ2 で初めて検出され
ることが相違している。すなわち、図２１からも明らか
なようにこれらの検出エラーの種類を区別するには、移
動距離の中心点Δθ／２との大小を検証するとよい。つ
まり、
【数４６】 のとき、後者のタイプのエラーとなる。この場合は前者
のタイプの検出エラーの補正法〔数４−８〕をｉ＝２か
ら用いればよい。
のタイプの検出エラーの補正法〔数４−８〕をｉ＝２か
ら用いればよい。
【００７８】しかして、上記した数値制御方法を具現化
する装置例を図示すると図１のような構成となる。数値
制御装置は、図示するように指令値発生部１を有してお
り、ティーチングされた位置指令値に係る制御信号をモ
ータなどのアクチュエータＭに関するサーボ回路２に送
出するようになっている。この場合、アクチュエータＭ
の移動位置を検出するエンコーダ（位置検出部）３から
の現在の位置信号が指令値発生部１に取り込まれる。
する装置例を図示すると図１のような構成となる。数値
制御装置は、図示するように指令値発生部１を有してお
り、ティーチングされた位置指令値に係る制御信号をモ
ータなどのアクチュエータＭに関するサーボ回路２に送
出するようになっている。この場合、アクチュエータＭ
の移動位置を検出するエンコーダ（位置検出部）３から
の現在の位置信号が指令値発生部１に取り込まれる。
【００７９】また、検出位置記憶部４と記憶読出部５は
減速パターンの生成に関与する。つまり、指令値発生部
１によって得られた加速パターンをサーボ回路２を介し
てアクチュエータＭに送出することにより、実際に動作
したアクチュエータＭの軌跡をエンコーダ３で検出して
これを検出位置記憶部４に送出し、時間経過の順にした
がって検出位置記憶部４に格納する。そして、ｔ＝Ｔｐ
以降、すなわち減速時には記憶読出部５によって、検出
位置記憶部４に格納された速度値（位置情報を微分して
得られる）を、格納した順とは逆の順序で取り出してパ
ターン生成を行なう。これによって加速パターンの速度
経過を時間的にひっくり返した減速パターンが得られ、
これをサーボ回路２に送出する。
減速パターンの生成に関与する。つまり、指令値発生部
１によって得られた加速パターンをサーボ回路２を介し
てアクチュエータＭに送出することにより、実際に動作
したアクチュエータＭの軌跡をエンコーダ３で検出して
これを検出位置記憶部４に送出し、時間経過の順にした
がって検出位置記憶部４に格納する。そして、ｔ＝Ｔｐ
以降、すなわち減速時には記憶読出部５によって、検出
位置記憶部４に格納された速度値（位置情報を微分して
得られる）を、格納した順とは逆の順序で取り出してパ
ターン生成を行なう。これによって加速パターンの速度
経過を時間的にひっくり返した減速パターンが得られ、
これをサーボ回路２に送出する。
【００８０】なお、数値制御は、各アームの駆動軸に関
して並行して行なわれ、パターン生成の結果として得ら
れる制御値はそれぞれのサーボ回路にそれぞれ送出され
る。また、指令値発生部１や記憶読出部５は実際にはソ
フトウェア処理により実現されるものであるが、図では
その機能を視覚的に示している。
して並行して行なわれ、パターン生成の結果として得ら
れる制御値はそれぞれのサーボ回路にそれぞれ送出され
る。また、指令値発生部１や記憶読出部５は実際にはソ
フトウェア処理により実現されるものであるが、図では
その機能を視覚的に示している。
【００８１】以上説明した実施例は、本発明の理解を容
易にするために記載されたものであって、本発明を限定
するために記載されたものではない。したがって、上記
の実施例に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に
属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
易にするために記載されたものであって、本発明を限定
するために記載されたものではない。したがって、上記
の実施例に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に
属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００８２】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ＣＰ
Ｕにおける複雑な計算を必要とせずサーボループが有す
る能力限界値でアクチュエータを制御することができ短
ピッチ動作における短タクト化を実現できる。また、ｔ
＝Ｔｐ以降においては単に検出位置記憶部に格納された
情報を読みだすだけで位置指令信号を生成することがで
き、ＣＰＵで複雑な計算を行う必要がない。さらに、こ
のアルゴリズムは理論的に明確であり、この点につき設
計者の能力や経験等が介入する余地はなく、しかも、ロ
ボット毎の個別的な実験データを膨大に入手して、これ
らを制御に利用する等の手間を省くことができる。
Ｕにおける複雑な計算を必要とせずサーボループが有す
る能力限界値でアクチュエータを制御することができ短
ピッチ動作における短タクト化を実現できる。また、ｔ
＝Ｔｐ以降においては単に検出位置記憶部に格納された
情報を読みだすだけで位置指令信号を生成することがで
き、ＣＰＵで複雑な計算を行う必要がない。さらに、こ
のアルゴリズムは理論的に明確であり、この点につき設
計者の能力や経験等が介入する余地はなく、しかも、ロ
ボット毎の個別的な実験データを膨大に入手して、これ
らを制御に利用する等の手間を省くことができる。
【図１】本発明に係る数値制御装置の構成例を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明に係るサーボループを示すシグナルフロ
ー線図である。
ー線図である。
【図３】図２のサーボループに対して位置指令として大
きさβΔθのステップ信号を入力したときの位置出力／
速度出力を示すグラフである。
きさβΔθのステップ信号を入力したときの位置出力／
速度出力を示すグラフである。
【図４】図２のサーボループにおいて理想的な加減速曲
線を示すグラフである。
線を示すグラフである。
【図５】本発明に係るサーボループにβΔθのステップ
信号を入力したときのシグナルフロー線図である。
信号を入力したときのシグナルフロー線図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は本発明に係るステップ−ｅｘｐ
法の位置指令入力処理を説明する位置出力／速度出力を
示すグラフである。
法の位置指令入力処理を説明する位置出力／速度出力を
示すグラフである。
【図７】同じく本発明に係るステップ−ｅｘｐ法の位置
指令入力処理を説明する位置出力を示すグラフである。
指令入力処理を説明する位置出力を示すグラフである。
【図８】本発明に係る検出位置記憶部への情報記録フォ
ーマットを示す図である。
ーマットを示す図である。
【図９】本発明に係る記憶読出部における記憶情報の対
称化を説明するための位置出力を示すグラフである。
称化を説明するための位置出力を示すグラフである。
【図１０】本発明に係るステップ−ｅｘｐ法における位
置出力を示すグラフである。
置出力を示すグラフである。
【図１１】本発明の他の実施例に係るランプ−ｅｘｐ法
における位置出力を示すグラフである。
における位置出力を示すグラフである。
【図１２】図１１に示す実施例において、ランプ立ち上
げ時間ｔｐと移動量Δθとの関係を示すグラフである。
げ時間ｔｐと移動量Δθとの関係を示すグラフである。
【図１３】本発明のさらに他の実施例に係るステップ−
ステップ法における位置出力を示すグラフである。
ステップ法における位置出力を示すグラフである。
【図１４】本発明に係るステップ−ｅｘｐ法とオーバー
ライドとの関係を説明するための図である。
ライドとの関係を説明するための図である。
【図１５】本発明に係るステップ−ｅｘｐ法の誤差を説
明するための加速パターンを示すグラフである。
明するための加速パターンを示すグラフである。
【図１６】同じく本発明に係るステップ−ｅｘｐ法の誤
差を説明するための加速パターンを示すグラフである。
差を説明するための加速パターンを示すグラフである。
【図１７】同じく本発明に係るステップ−ｅｘｐ法の誤
差を説明するための加速パターンを示すグラフである。
差を説明するための加速パターンを示すグラフである。
【図１８】本発明におけるサーボｆ特の相違を説明する
ためのサーボループを示すシグナルフロー線図である。
ためのサーボループを示すシグナルフロー線図である。
【図１９】図１６に示すステップ−ｅｘｐ法の誤差の補
正法を説明するための位置パターンを示すグラフであ
る。
正法を説明するための位置パターンを示すグラフであ
る。
【図２０】図１９の拡大図である。
【図２１】図１７に示すステップ−ｅｘｐ法の誤差の補
正法を説明するための位置パターンを示すグラフであ
る。
正法を説明するための位置パターンを示すグラフであ
る。
１…指令値発生部 ２…サーボ回路 ３…位置検出部 ４…検出位置記憶部 ５…記憶読出部 Ｍ…アクチュエータ
Claims (9)
- 【請求項１】ある特性を有するサーボ回路で少なくとも
一つのアクチュエータの動作を制御する数値制御方法に
おいて、前記サーボ回路の固有加減速時間（Ｔｐ）まで
の移動量が入力された目標移動量（Δθ）に対して１／
２となるように固有値（β）を求め、この固有値を目標
移動量に乗じた値（β・Δθ）のステップ信号を前記サ
ーボ回路に入力することにより、少なくとも動作開始か
ら前記固有加減速時間までの間のアクチュエータの動作
を制御することを特徴とする数値制御方法。 - 【請求項２】前記固有値を目標移動量に乗じた値（β・
Δθ）のステップ信号を入力することにより生じた前記
アクチュエータの動作を所定の時間間隔で記憶し、この
記憶された情報を前記固有加減速時間（Ｔｐ）を対称軸
に折り返して動作情報を生成し、この動作情報に基づい
て前記固有加減速時間以降のアクチュエータの動作を制
御することを特徴とする請求項１に記載の数値制御方
法。 - 【請求項３】前記固有加減速時間以降は、前記サーボ回
路に目標移動量（Δθ）のステップ信号を入力すること
により前記アクチュエータの動作を制御することを特徴
とする請求項１に記載の数値制御方法。 - 【請求項４】入力された目標位置情報およびアクチュエ
ータの移動位置を検出する位置検出部からの位置情報に
基づいて指令値発生部からある特性を有するサーボ回路
に位置指令信号を送出し、このサーボ回路により少なく
とも一つのアクチュエータの動作を制御する数値制御装
置において、 前記位置検出部により検出された前記アクチュエータの
動作位置情報を記憶する検出位置記憶部と、 前記指令値発生部からの信号に基づいて、前記検出位置
記憶部に記憶された動作位置情報を経路中点で折り返し
て読み出し、前記サーボ回路に送出する記憶読出部とを
有することを特徴とする数値制御装置。 - 【請求項５】前記指令値発生部からの送出信号は、前記
サーボ回路の固有加減速時間（Ｔｐ）までの移動量が目
標移動量（Δθ）に対して１／２となるように求められ
た固有値（β）と目標移動量とを乗じた値（β・Δθ）
のステップ信号であることを特徴とする請求項４に記載
の数値制御装置。 - 【請求項６】前記経路中点は、前記サーボ回路の固有加
減速時間（Ｔｐ）であることを特徴とする請求項４また
は５に記載の数値制御装置。 - 【請求項７】前記経路中点は、前記位置検出部により検
出された位置情報の速度微分値が負となる点であること
を特徴とする請求項４または５に記載の数値制御装置。 - 【請求項８】前記経路中点は、入力される目標位置情報
に基づいて算出されることを特徴とする請求項４または
５に記載の数値制御装置。 - 【請求項９】前記入力された目標位置情報にかかわらず
任意の移動時間で前記アクチュエータの動作を制御する
ことを特徴とする請求項４に記載の数値制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335798A JPH07200031A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 数値制御方法と数値制御装置 |
| US08/362,908 US5608640A (en) | 1993-12-28 | 1994-12-23 | Numerical control method and apparatus the same |
| KR1019940037536A KR950020002A (ko) | 1993-12-28 | 1994-12-27 | 수치제어방법과 수치제어장치 |
| DE4447025A DE4447025A1 (de) | 1993-12-28 | 1994-12-28 | Verfahren und Vorrichtung zur numerischen Steuerung |
| SE9404527A SE515919C2 (sv) | 1993-12-28 | 1994-12-28 | Sätt och anordning för numerisk styrning |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335798A JPH07200031A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 数値制御方法と数値制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07200031A true JPH07200031A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18292553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5335798A Pending JPH07200031A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 数値制御方法と数値制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5608640A (ja) |
| JP (1) | JPH07200031A (ja) |
| KR (1) | KR950020002A (ja) |
| DE (1) | DE4447025A1 (ja) |
| SE (1) | SE515919C2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1069310A (ja) * | 1996-08-28 | 1998-03-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ロボットの軌道生成装置 |
| JPH11110899A (ja) * | 1997-10-02 | 1999-04-23 | Alps Electric Co Ltd | ディスクの回転駆動装置 |
| CN103365235A (zh) * | 2012-04-05 | 2013-10-23 | 优配尼斯有限公司 | 电动机控制分析器 |
| JP6290619B2 (ja) * | 2013-12-19 | 2018-03-07 | オークマ株式会社 | モータの制御装置 |
| DE112017003363T5 (de) * | 2016-09-05 | 2019-03-21 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Steuerverfahren und Steuervorrichtung für elektrischen Drehmotor und Ansteuersystem für elektrischen Drehmotor |
| JP2019161704A (ja) * | 2018-03-07 | 2019-09-19 | 本田技研工業株式会社 | モータ制御装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60198606A (ja) * | 1984-03-21 | 1985-10-08 | Fanuc Ltd | 数値制御装置の加減速方式 |
| JPS6261104A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-03-17 | Fanuc Ltd | 水平関節型ロボツトの加減速制御方式 |
| US4829219A (en) * | 1986-11-20 | 1989-05-09 | Unimation Inc. | Multiaxis robot having improved motion control through variable acceleration/deceleration profiling |
| JPH0732979B2 (ja) * | 1987-06-17 | 1995-04-12 | ファナック株式会社 | 加減速制御装置 |
| JPH01164280A (ja) * | 1987-12-21 | 1989-06-28 | Fanuc Ltd | 加減速制御方式 |
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| JP3210948B2 (ja) * | 1990-10-22 | 2001-09-25 | ソニー株式会社 | 加減速パターン生成装置及び方法 |
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