JPH07302749A - 多軸サンプリング制御装置 - Google Patents

多軸サンプリング制御装置

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JPH07302749A
JPH07302749A JP6113414A JP11341494A JPH07302749A JP H07302749 A JPH07302749 A JP H07302749A JP 6113414 A JP6113414 A JP 6113414A JP 11341494 A JP11341494 A JP 11341494A JP H07302749 A JPH07302749 A JP H07302749A
Authority
JP
Japan
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axis
control
interrupt signal
sampling
axes
Prior art date
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Pending
Application number
JP6113414A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirohito Ito
博仁 伊藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Feedback Control In General (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多軸を制御する場合のサンプリングから指令
値出力までに要する時間を短縮し、もって制御特性を向
上させる。 【構成】 所定周期で割込み信号を発生する割込み信号
発生手段、および、前記各割り込み信号に応じて、少な
くとも2軸に関して制御される制御対象の各軸について
の目標値および制御量をサンプリングし制御演算を施し
て前記制御対象に指令信号を出力する制御処理を行う1
つのプロセッサを備えた多軸サンプリング制御装置にお
いて、プロセッサは前記制御処理を各軸毎に行い、かつ
その各制御処理を割込み信号が発生する毎に順次行うも
のであり、割込み信号発生手段は、各制御処理に要する
時間に応じた周期で割込み信号を発生させるものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】半導体焼き付け装置、工作機械の
XYテーブル、ロボット等の多数の制御軸を持つ制御対
象を、マイクロプロセッサ、ディジタルシグナルプロセ
ッサ等を用いて制御する場合のサンプリング制御装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】サンプリング制御装置は、プロセッサ内
部あるいは外部のタイマにより一定間隔の割込み信号を
発生させ、これに同期して制御演算を起動することによ
り、常に一定のサンプリング周期で制御を行うものであ
る。この装置では、各サンプリング期間においては、ま
ず、目標値や制御量(制御対象の位置や速度など)が読
み込まれ、次にこれらに基づき制御演算が行われ指令値
が決定される。最後にこの指令値が制御対象に対して出
力される。複数の軸を制御する場合でも、プロセッサの
数を増やすことはコストアップにつながるため、軸数が
増えてもできる限り1つのプロセッサで制御が行われ
る。
【0003】図5は従来例に係るサンプリング制御装置
のブロック図である。制御対象は例えばXYステージで
あり、X軸とY軸の2つの軸を持っており、これらを1
つのプロセッサ1により位置制御あるいは速度制御して
いる。31、32はそれぞれX軸、Y軸用のドライバで
あり、プロセッサ1からの指令にしたがって、X軸のモ
ータ41、Y軸のモータ42を駆動する。タイマ2は制
御演算の起動を指示する割込み信号を発生させる。
【0004】図6は、このような従来のサンプリング制
御装置におけるタイムチャートである。タイマ2が発生
するサンプリング周期Tの割込み信号に同期して、制御
演算が起動する。各制御演算が起動されると、まず、X
軸、Y軸の目標値および制御量(制御対象の位置や速度
など)がプロセッサ1に読み込まれ、次にこれらに基づ
きX軸、Y軸の制御演算が行われ、それぞれの指令値が
決定される。最後にこの指令値がそれぞれX軸、Y軸に
対して出力される。入力から出力までの演算時間Txy
には、X軸とY軸の制御演算が含まれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このようなサンプリン
グ制御装置において、良好な制御性能を維持し、また制
御系を安定に保つためには、目標値などの入力から、指
令値の出力までにかかる演算遅れは短いほうがよい。こ
の演算遅れ時間は、制御特性としてはむだ時間要素とし
て働き、制御特性を悪化させ、さらには制御系を不安定
にしてしまうことさえある。
【0006】しかしながら、従来例に示すように、XY
の2軸を制御する場合は、1軸の場合に比べ、約2倍の
演算時間がかかる。このため、サンプリング周期が2倍
になると同時に、入力から出力までの演算遅れも2倍か
かってしまうことになる。むだ時間による制御特性の悪
化が生じ、さらには制御系の不安定化の懸念が生じる。
より多くの軸数を制御する場合には、さらに演算にかか
る時間が増加し、入力から出力までの演算遅れが増加す
る。
【0007】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、サンプリング制御装置において、多軸を制
御する場合のサンプリングから指令値出力までに要する
時間を短縮し、もって制御特性を向上させることにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、所定周期で割込み信号を発生する割込み信
号発生手段、および、前記各割り込み信号に応じて、少
なくとも2軸に関して制御される制御対象の各軸につい
ての目標値および制御量をサンプリングし制御演算を施
して前記制御対象に指令信号を出力する制御処理を行う
1つのプロセッサを備えた多軸サンプリング制御装置に
おいて、プロセッサは前記制御処理を各軸毎に行い、か
つその各制御処理を割込み信号が発生する毎に順次行う
ものであり、割込み信号発生手段は、各制御処理に要す
る時間に応じた周期で割込み信号を発生させるものであ
ることを特徴とする。
【0009】割込み信号発生手段は、例えば、前記軸数
と同数のタイマを有し、各タイマはそれぞれ各軸につい
ての前記制御処理のための割り込み信号を発生するもの
である。
【0010】
【作用】これによれば、各軸毎の割込み信号が発生し、
それに同期して、各軸毎に目標値、制御量のサンプリン
グ、および制御演算、指令値の出力が行なわれる。した
がって、軸数が多くても1つの割込み信号により起動さ
れる制御演算では1軸分の演算を行えばよいため、サン
プリングから出力までの演算量は1軸のみを制御する装
置の場合とほとんど変わらない。したがって、サンプリ
ングから指令値出力までの演算遅れも、軸数によらずほ
ぼ一定となり、多軸を制御する場合でも制御特性の悪化
が最小限に抑えられる。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の第1の実施例に係るサンプ
リング制御装置のブロック図である。この装置の制御対
象は例えばXYステージであり、このXYステージはX
軸とY軸の2つの制御軸を持っており、この装置はこれ
らの軸について1つのプロセッサ1によりXYステージ
の位置制御あるいは速度制御を行うものである。図中、
31、32はそれぞれX軸、Y軸用のドライバであり、
プロセッサ1からの指令にしたがって、X軸のモータ4
1、Y軸のモータ42を駆動する。タイマ21はX軸の
制御演算の起動を指示する割込み信号Ixを発生させ
る。同様に、タイマ22はY軸の制御演算の起動を指示
する割込み信号Iyを発生させる。
【0012】図2はこの装置におけるタイムチャートで
ある。タイマ21は、サンプリング間隔Tで割込み信号
Ixを発生させる。タイマ22も同じくサンプリング間
隔Tで割込み信号Iyを発生させる。割込み信号Ixと
IyはΔTだけずれて発生する。このとき、X軸、Y軸
ともにサンプリング間隔はTであるが、X軸に割り当て
られた演算時間はΔT、Y軸に割り当てられた演算時間
はT−ΔTとなる。X軸とY軸の演算量がほぼ同じであ
ればΔTはT/2とし、X軸とY軸に同じ演算時間を割
り当てるようにする。このときX軸、Y軸ともにサンプ
リング間隔はTであるが、割り当てられた演算時間はT
/2となる。X軸、Y軸の制御演算はそれぞれ割込み信
号Ix、Iyによって起動する。
【0013】制御演算が起動すると、まず、目標値や制
御量などのデータがプロセッサ1に読み込まれ、それら
をもとにプロセッサ1において指令値が計算され、最後
にこの指令値がアクチュエータ(ドライバ31または3
2)に対して出力される。2軸に要する全体の演算量は
従来例の場合とほぼ等しくなるため、サンプリング周期
Tも従来例とほぼ等しくなるが、各軸の演算時間Tx、
Tyの間には、その1軸分の指令値のみを計算すればよ
い。すなわち、従来例におけるX軸、Y軸の演算時間T
xyに対し、Txy≒Tx+Tyであり、各演算時間T
x、Tyは従来の演算時間Txyのほぼ半分である。し
たがって、目標値や制御量などのサンプリングから指令
値の出力までの演算遅れによる制御特性の悪化や制御系
の安定性の悪化を最小限に抑えることが可能となる。
【0014】軸数が3軸以上の場合でも、軸数と同じ数
のタイマを用意し、それぞれに割込み信号を発生させ、
各割込みに対して1軸分の制御演算をすればよい。この
ため軸数によらず演算遅れはほぼ一定となり、多数の軸
を1つのプロセッサで制御する場合でも、演算遅れによ
る制御特性の悪化や安定性の悪化を最小限に抑えること
が可能である。
【0015】図3は、本発明の第2の実施例に係るサン
プリング制御装置のブロック図であり、図4はこの装置
におけるタイムチャートである。X軸用とY軸用の割込
み信号を1つのタイマ2により発生させている点が、第
1の実施例の場合と異なる。第1の実施例において、割
込み信号IxとIyがT/2だけずれて発生している場
合、すべての割込み信号はT/2の間隔で発生してい
る。そこで、1つのタイマ2にT/2間隔で割込み信号
を発生させ、X軸とY軸の制御演算を1回おきに起動す
るようにすれば、タイマを軸数分付加することなく、第
1の実施例と同じ効果を得ることが可能となる。このと
き、割込み信号の発生周期はT/2となるが、各軸のサ
ンプリング周期はTとなる。
【0016】軸数が3軸以上の場合でも、それぞれの軸
の演算時間がほぼ同じであれば、1つのタイマによって
各軸の制御演算に対する割込み信号を発生させ、各軸の
制御演算を順次起動することによって、タイマを軸数分
付加することなく、第1の実施例の場合と同じ効果を得
ることが可能となる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軸数が多くても1つの割込み信号により起動される各制
御演算では1軸分の演算を行えばよく、各制御処理に要
する時間は1軸のみを制御する装置の場合とほとんど変
わらないため、各制御処理に要する時間を、サンプリン
グから出力までの演算を全軸について一括して行う従来
例に比べ、短縮することができる。すなわち、サンプリ
ングから指令値出力までの演算遅れは、軸数によらずほ
ぼ一定となり、多軸を制御する場合でも制御特性の悪化
を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例に係るサンプリング制
御装置のブロック図である。
【図2】 図1の装置におけるタイムチャートである。
【図3】 本発明の第2の実施例に係るサンプリング制
御装置のブロック図である。
【図4】 図3の装置におけるタイムチャートである。
【図5】 従来例に係るサンプリング制御装置のブロッ
ク図である。
【図6】 従来例に係るサンプリング制御装置のタイム
チャートである。
【符号の説明】
1:プロセッサ、2:タイマ、21:X軸のタイマ、2
2:Y軸のタイマ、31:X軸のドライバ、32:Y軸
のドライバ、41:X軸のモータ、42:Y軸のモー
タ、I:割込み信号、Ix:X軸の割込み信号、Iy:
Y軸の割込み信号、T:サンプリング周期、ΔT:X軸
とY軸の割込み信号のずれ時間、Tx:X軸の制御演算
時間、Ty:Y軸の制御演算時間、Txy:X軸とY軸
の制御演算時間。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定周期で割込み信号を発生する割込み
    信号発生手段、および、前記各割り込み信号に応じて、
    少なくとも2軸に関して制御される制御対象の各軸につ
    いての目標値および制御量をサンプリングし制御演算を
    施して前記制御対象に指令信号を出力する制御処理を行
    う1つのプロセッサを備えた多軸サンプリング制御装置
    において、プロセッサは前記制御処理を各軸毎に行い、
    かつその各制御処理を割込み信号が発生する毎に順次行
    うものであり、割込み信号発生手段は、各制御処理に要
    する時間に応じた周期で割込み信号を発生させるもので
    あることを特徴とする多軸サンプリング制御装置。
  2. 【請求項2】 割込み信号発生手段は、前記軸数と同数
    のタイマを有し、各タイマはそれぞれ各軸についての前
    記制御処理のための割り込み信号を発生するものである
    ことを特徴とする請求項1記載の多軸サンプリング制御
    装置。
JP6113414A 1994-05-02 1994-05-02 多軸サンプリング制御装置 Pending JPH07302749A (ja)

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JPH07302749A true JPH07302749A (ja) 1995-11-14

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002186288A (ja) * 2000-12-11 2002-06-28 Yamaha Motor Co Ltd 複数のサーボモータの制御方法及び同装置
US8026678B2 (en) 2007-03-30 2011-09-27 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Motor control device

Cited By (3)

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JP2002186288A (ja) * 2000-12-11 2002-06-28 Yamaha Motor Co Ltd 複数のサーボモータの制御方法及び同装置
JP4641097B2 (ja) * 2000-12-11 2011-03-02 ヤマハ発動機株式会社 表面実装機
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