JPH11282517A - マルチプライアを利用したパルス制御の方法およびシステム - Google Patents

マルチプライアを利用したパルス制御の方法およびシステム

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JPH11282517A
JPH11282517A JP10061635A JP6163598A JPH11282517A JP H11282517 A JPH11282517 A JP H11282517A JP 10061635 A JP10061635 A JP 10061635A JP 6163598 A JP6163598 A JP 6163598A JP H11282517 A JPH11282517 A JP H11282517A
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pulse
rate
length
multiplier
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JP10061635A
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Inventor
Seiji Tsujikado
精二 辻角
Masanori Kamiya
昌範 神谷
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International Business Machines Corp
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International Business Machines Corp
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Publication date
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/41Numerical 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 interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
    • G05B19/4103Digital interpolation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

(57)【要約】 【課題】多次元座標上でパルスで駆動されるアクチュエ
ータを制御する方法を提供する。 【解決手段】工作機械のアクチュエータに結合された切
削工具をマルチプライアの出力パルスを制御して指定経
路および指定速度で制御する。指定経路上にあるA点お
よびB点を含む複数の点の座標および指定速度Fのデー
タならびに補間の種類を指示するコマンドを受ける。A
点およびB点間を直線で補間し、微小時間ΔTに対応さ
せて補間した直線を微小長さΔLと微小長さΔLaで分
割する。微小長さΔLに対応した指定速度Fを保持する
第1の制御信号または微小長さΔLaに対応した指定速
度Fを保持する第2の制御信号のいずれかをマルチプラ
イアにパルスを供給するパルス発振器に送りΔTを変更
する。制御信号を適当に選択すれば、切削工具はΔLお
よびΔLaのいずれの部分を移動するときも指定速度F
を維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パルスで駆動され
る工作機械や産業用ロボットのアクチュエータの制御に
関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータで制御される工作機械およ
び産業用ロボットでは、被制御部がプログラムされた軌
道に沿って指定速度で移動する。近年、工作機械の加工
精度の向上とともに工作機械等のパルス制御システムに
対して移動速度の均一化と移動経路の形状に応じた移動
速度の柔軟な変更が要求されている。2軸または3軸の
直交座標系の工作機械では、直交する各座標軸に対応さ
せてパルスで駆動されるアクチュエータを設け、各アク
チュエータと被制御部が直接または間接的に結合され、
各軸に沿うアクチュエータの移動速度をベクトル合成し
た速度と時間の関数で被制御部がプログラムされた軌道
を移動する。アクチュエータには一般にパルス・モータ
を使用し、パルス・モータに加えるパルスの総量が移動
量を決定し、単位時間当たりのパルス数が移動速度を決
定する。このようなアクチュエータに供給するパルスを
制御するシステムには、レート・マルチプライアが使用
されている。
【0003】図1は、工作機械に使用される従来のアク
チュエータ制御システムのブロック図である。発振器O
SCは一定周波数のパルスを生成する。6ビットのバイ
ナリ・レート・マルチプライアBRM1ないしBRM3
は、X1ないしX3の直交3軸の各アクチュエータにパ
ルスを供給するように設けられている。MPUはメモリ
に格納された制御プログラムを逐次実行し6ビットの入
力レジスタR1ないしR3にアクチュエータの制御デー
タを送る。入力レジスタは、マルチプライアの入力パル
ス数と出力パルス数の変換率を定める6ビットの指定レ
ートを、マルチプライアのレート入力に供給する。この
システムの動作を、工作機械の切削工具のような被制御
部を座標A点からK点に移動させる場合を例にして図2
で説明する。メモリには、切削工具を軌道Pに沿って移
動させるためのプログラムが格納されている。プログラ
ムには、軌道Pが通過するA点〜K点の複数の点の座標
および切削工具の速度データと各点間の補間の種類を指
定するコマンドが格納されている。補間の種類には、直
線補間、円弧補間等が含まれる。切削工具の速度は被加
工物の厚さや加工精度等の外的要因で定められ、一般に
全軌道に渡って一定の速度になるように指定される。
【0004】いま、A点からB点まで切削工具を移動さ
せるために、MPUはメモリから直線補間を指示する実
行コマンドと、A点およびB点の座標ならびにその間の
移動速度のデータとを受け取る。MPUは実行コマンド
に従って、A点とB点の間を長さLの直線Qで補間し、
さらに長さLを微小時間ΔTで切削工具が直線Qに沿っ
て移動する複数の微小長さΔLに分割し、微小長さΔL
に対応して各軸のアクチュエータが移動しなければなら
ない微小長さ成分を計算する。さらに、マルチプライア
が微小時間ΔT中に微小長さΔLに対応する数のパルス
を出力できるように、所定のビット・パターンを入力レ
ジスタに送る。アクチュエータX1ないしX3は対応す
るマルチプライアから出力されたパルスを受け取って相
互に同期しながら動作して、被制御部を直線Qに沿って
移動させる。ΔTは、所定のビット数を有するレート・
マルチプライアが、入力パルスの周波数に従って動作す
る1周期の時間である。MPUは、補間された直線Qに
沿って切削工具を指定速度で移動させるために、各微小
時間ΔT内に移動しなければならない微小長さΔLを計
算する。すなわち指定速度はΔL/ΔTで表される。し
かし、微小時間ΔTと指定速度Fは、微小長さΔLが長
さLを均等に分割するようには定められない。このとき
最後の微小長さは、微小長さΔLより短くなるかまたは
微小長さΔLより長くなり、微小時間ΔTが一定ならば
切削工具の速度は指定速度より遅くなるかまたは早くな
る。
【0005】以上の動作を繰返してA点からKまで被制
御部を移動させていくと、補間した線の終点の座標に到
達する直前で毎回速度が指定速度に対して低下または上
昇するため、軌道Pの全体に渡って均一な速度を得るこ
とができない。また、レート・マルチプライアはその動
作原理上、入力に等間隔のパルスを与えても出力周波数
には必ずジッタを含むため被制御部の動作速度が変動
し、3軸の同期動作が悪影響を受けて指定経路への精度
劣化として現れる。さらに、図2の軌道P上に与えられ
た各座標間を直線補間したときに、例えば線分ABと線
分BCとの結合点で形成されるような、座標間を結ぶ補
間した線分同士の角度が大きくなって結合点で補間直線
が急峻に屈折している場合には、プログラムで指示され
た指定速度で切削工具を移動させると、切削工具の実際
の軌道は指示された軌道からずれてくる。このような場
合に対処するため、従来はオペレータが手動で強制的に
速度を変更するなどして対処していた。
【0006】米国特許3、878、372号は、2軸ま
たは3軸からなる工作機械の移動をパルス制御する回路
を開示する。同米国特許は、プログラムされる相互に垂
直な各軸に沿う移動量と移動速度からフィード・レート
数を計算する。フィード・レート数は、各軸に沿う移動
量のベクトル合成値に対するベクトル速度の比を表し、
フィード・レート数を計算するためにベクトル合成値の
計算を行う。フィード・レート・ジェネレータはフィー
ド・レート数の計算を行うレート・マルチプライアを含
み、さらに、ファンクション・ジェネレータはアクチュ
エータの移動量を決定するためのレート・マルチプライ
アを含む。フィード・レート数は、ファンクション・ジ
ェネレータのマルチプライアに供給される。ファンクシ
ョン・ジェネレータの出力は、それぞれの軸に応じたパ
ルス・レートとしてディジタル制御ループに供給され
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、パル
スで駆動されるアクチュエータを制御する方法および制
御装置を提供することにある。さらに本発明の目的は、
被制御部の動作速度を一定に保つことができる多軸系ま
たは関節系の工作機械またはロボットに適したアクチュ
エータの制御方法および制御装置を提供することにあ
る。さらにまた本発明の目的は、指示された軌道を正確
に追従できるアクチュエータの制御方法および制御装置
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の制御方法は、可
変周波数パルス発振器に接続されたマルチプライアを使
用した制御システムにおいて実行される。マルチプライ
アはパルスで駆動されるアクチュエータに周波数を制御
したパルスを供給し、所定時間でのパルスの総量がアク
チュエータの動作量に比例し、パルスの周波数が動作速
度に比例する。本発明の一態様によれば、演算処理装置
は補間した長さLの線に沿って、微小時間ΔT毎に指定
速度Fを維持する微小長さΔLを計算する。さらに微小
長さΔLに対応する数のパルスを微小時間ΔTの間アク
チュエータに送るようマルチプライアを制御し、さらに
これを繰返して被制御部の動作を制御する。被制御部は
アクチュエータに直接または間接的に結合されてアクチ
ュエータの移動に従って移動する。本発明の特徴は、微
小長さΔLとΔLとは異なる微小長さΔLxで長さLを
分割し、微小長さΔLを実行するときには、指定速度F
を維持するための第1の制御信号をパルス発振器に送
る。パルス発振器の周波数が、第1の制御信号に応じた
周波数のパルスをマルチプライアに供給すると、マルチ
プライアの1周期がある微小時間ΔTとして定まり、マ
ルチプライアは微小時間ΔTの間に微小長さΔLに対応
したパルスを出力する。
【0009】微小長さΔLxを実行するときには、指定
速度Fを維持するための第2の制御信号をパルス発振器
に送る。第2の制御信号は第1の制御信号とは異なる値
である。パルス発振器の周波数が第2の制御信号に応じ
た周波数のパルスをマルチプライアに送ると、マルチプ
ライアの1周期が他の微小時間ΔTxとして定まり、マ
ルチプライアは微小時間ΔTxの間に微小長さΔLxに
対応したパルスを出力する。この結果、補間した線の長
さLが微小長さΔLと微小長さΔLxで分割され、微小
長さΔLに対しては微小時間ΔTを対応させ、微小長さ
ΔLxに対しては微小時間ΔTxを対応させて、被制御
部がいずれの微小長さを移動するときも指定速度Fを維
持することができる。本発明は、微小長さΔLと微小時
間ΔTが対応し、微小長さΔLxと微小時間ΔTxが対
応している限り、長さLにおける微小長さΔLと微小長
さΔLaの相互の位置関係は限定しない。
【0010】本発明の制御方法の他の態様によれば、微
小長さΔLをΔLより短い微小長さΔLaに選択する。
微小長さΔLaを実行する時期が式、 L−ΣΔL<ΔL で判断する方法が与えられる。微小長さΔLaとΣΔL
の合計は長さLに合致する。ここにΣΔLはある補間し
た線Lの中で、座標計算が終了しマルチプライアに指定
レートを送って実行が終了した微小長さΔLの累計であ
る。この結果、マルチプライアは補間した線の起点にな
る座標点から、微小時間ΔT毎に、微小時間ΔTと指定
速度Fで定まる微小長さΔLに相当する数のパルスを出
力し、補間した線の終点を含む微小長ΔLaを実行する
際には微小時間ΔTより短い微小時間ΔTaを採用する
ことができる。さらに他の態様として、終点を含む微小
長さがΔLより長く2ΔLより短い微小長さΔLbとし
て選択される。微小長さΔLbを実行する時期は式、 ΔL<L−ΣΔL<2ΔL で判断する。微小長さΔLbとΣΔLの合計は長さLに
合致する。微小長さΔLbを指定速度Fで移動する微小
時間ΔTbはΔTより長くなり、演算処理装置は微小長
さΔLbを計算するときには微小時間ΔT以上の計算時
間を確保することができる。したがって、マルチプラア
イに所定時間以内に指定レートを供給し、アクチュエー
タの動作を中断させないで連続動作をさせることができ
る。
【0011】本発明の上記各態様は、直交座標系に限定
されず、演算処理装置で必要な座標変換をさせることで
関節軸を有する座標系やその他の座標系にも容易に適用
できる。この場合マルチプライアは各軸のアクチュエー
タに対応して設けられ、演算処理装置は微小長さΔLに
対応する各軸の微小長さ成分を計算し、各軸に対応する
マルチプライアの指定レートを各軸毎の微小長さ成分に
応じて制御する。本制御方法は、被制御部の動作速度を
一定にするためにパルス発振器の出力周波数を制御して
いるため、各軸に対応したマルチプライアの指定レート
に各軸の移動量に相当する指定レートを与えると、各軸
のアクチュエータは相互に同期しながら被制御部の速度
を3次元空間において一定に維持するように動作する。
本発明のさらに他の態様によれば、隣接する補間した線
の接線同士の角度を計算してオーバライドする制御方法
が提供される。接線同士の角度に応じてパルス発振器の
制御入力に第1または第2の制御信号を供給することに
より、接線同士の角度が大きい場合は、アクチュエータ
の速度をプログラムされた指定速度より減速させ、指定
経路に沿って正確に被制御部を移動させることができ
る。演算処理装置の計算結果に基づいてパルス発振器を
制御しアクチュエータの減速をするため、プログラムの
変更やオペレータの介在を必要としない。
【0012】本発明の他の態様によれば、可変周波数パ
ルス発振器とマルチプライアと演算処理装置とを組合せ
て上記本発明の各態様を実施する制御システムが提供さ
れる。さらに可変周波数パルス発振器に代えてマルチプ
ライアを使用し、マルチプライアを2段接続して上記方
法を実行する制御システムが提供される。1段目のマル
チプライアは周波数変換器の役割を果たしてアクチュエ
ータの動作速度を制御し、2段目のマルチプライアは各
軸への供給パルス量を制御して被制御部の軌道を制御す
る。さらに演算処理装置はプログラムに従って、上記方
法を実行するための計算とパルス発振器およびマルチプ
ライアの制御を行う。さらに本発明の他の態様によれ
ば、マルチプライアの後段に分周器を設け、マルチプラ
イアの出力パルスに含まれるジッタを軽減し、アクチュ
エータの制御を円滑に行う。マルチプライアの指定レー
トは、後段の分周器の出力で得られる周波数のn倍また
はm倍に設定し、分周器の出力でジッタの少ない所定の
周波数のパルスを生成する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に示す実施例は本発明の一実
施態様を説明するためのものであり、本発明の主旨から
逸脱しない範囲でこの実施例を変形した実施態様も本発
明の範囲に含むものとする。図3は、6ビットのバイナ
リ・レート・マルチプライアを例にして、本発明で使用
するマルチプライアの動作原理を説明するためのブロッ
ク図である。マルチプライアは、パルス入力とパルス出
力とレート入力とを備え、レート入力には入力レジスタ
から指定レートMが2進数で設定されて、一定時間内に
パルス入力に供給されるパルス数を同一時間内でMの値
に応じた出力パルス数に変換してパルス出力から送り出
す。すなわちマルチプライアの動作は、指定レートMに
従って入力パルスの周波数を出力パルスの周波数に変換
することに相当する。図3のマルチプライアは指定レー
トMが最下位桁Aから最上位桁Fまでの6ビットで構成
され、レジスタに格納された0〜63(10進数)まで
の任意の2進数の値を設定できる。ここに入力周波数F
iと出力周波数Foとの間には、 Fo=Fi×(M/64) の関係がある。ここで、 M=F・2+E・2+D・2+C・2+B・2
+A として指定され、例えば、M=110010(=50
10)を入力すると、出力周波数は入力周波数の50/
64倍になる。
【0014】レート・マルチプライアでは、動作原理上
パルス間隔が均一の周波数を入力しても出力周波数のパ
ルス間隔は均一にはならずカウントアップする一定時間
内でのパルス数が変換されるだけである。図4は、SN
7497で示される6ビット・マルチプライア用ICの
機能ブロック図で、図5は動作機能表である。図4のブ
ロック図の6個のフリップ・フロップはカウンタを構成
し、CLOCKが順次分周されていく。各フリップ・フ
ロップの出力は、ゲートAないしゲートFに送られ、各
ゲートはRATE INPUTの指定を条件としてフリ
ップ・フロップの出力をZ OUTPUTに送り出す。
RATE INPUT Fだけが設定されたときは32
/64倍のパルスを出力するために1個置きに出力パル
スが均等の間隔で出力されるが、FとEが同時に設定さ
れたときは48/64倍のパルスを出力するために出力
パルスのパルス間隔は均等にならない。マルチプライア
が64個のパルスをカウントして1周期の動作を完了す
るのに要する時間は、マルチプライアのビット数と入力
パルスの周波数で決まる。
【0015】図6は上記で原理を説明したマルチプライ
アを用いた工作機械用制御システムの本発明による実施
例を示す概略ブロック図である。本制御システムは、相
互に直角に交差するX軸、Y軸、およびZ軸の3方向に
切削工具等の被制御部の移動を制御できる。しかし本発
明は、直交3軸系の工作機械に適用できるだけでなく、
その他の多軸系および関節系の工作機械への適用にも優
れている。パルス発振器100は、周波数fiのパルス
を生成する。バイナリ・レート・マルチプライア102
はカウンタ部分が12ビットで構成され、パルス入力が
パルス発振器100の出力に接続され、レート入力が1
2ビットの入力レジスタ104の並列出力に接続されて
いる。入力レジスタ104の入力は演算処理装置(MP
U)120に接続されている。マルチプライア102
は、パルス発振器100から受け取った周波数fiのパ
ルスを指定レートで定められた値に従って周波数foの
パルスとして出力する。マルチプライア102の出力
は、12ビットのバイナリ・レート・マルチプライア1
06、108、110のパルス入力に接続されている。
マルチプライア106、108、110のレート入力は
それぞれ12ビットの入力レジスタ112、114、1
16の並列出力に接続されている。
【0016】マルチプライア106、108、110は
それぞれの指定レートに従って、周波数foのパルスを
周波数fx、fy、fzのパルスに変換する。マルチプ
ライア102、106、108、110はそれぞれカウ
ント・アップ回路を備え、4096個のパルスが入力さ
れる毎にカウント動作がリセットされて、再度カウント
を開始する。入力レジスタ112、114、116の入
力はMPU120に接続されている。MPU120はさ
らにメモリ122に接続されている。メモリ122に
は、本制御システムで制御される切削工具が移動する軌
道上の複数の点の3次元座標および各座標間の指定速度
Fのデータならびに各点間の補間の種類を指示するコマ
ンドが格納されている。しかし、本発明はコマンドおよ
びデータをメモリに格納しないで、MPUが直接外部か
ら読取り装置を経由して受け取りながら実行してもよ
い。
【0017】マルチプライア106、108、110の
出力は、アクチュエータ124、126、128に接続
されている。各アクチュエータはそれぞれ相互に直交す
るX軸、Y軸、およびZ軸に沿って動作するように配置
されパルスで駆動される。各アクチュエータはリニア・
モータ、サーボ・モータ、パルス・モータ等のパルスで
駆動される装置を備えており、パルス量と各アクチュエ
ータの移動量は比例し、出力パルスの周波数fx、f
y、fzと各アクチュエータ124、126、128の
移動速度はそれぞれ比例する。3つのマルチプライア1
06、108、110は、マルチプライア102から同
一のパルスを受け取ることによって同期して動作する。
各軸のアクチュエータが同期して動作するときの切削工
具の軌道およびその速度は、各軸のアクチュエータの速
度ベクトルの合成と経過時間の関数として得られる。
【0018】つぎに、図7に示す3次元座標上で切削工
具が軌道P上を移動する場合を例にして、図6の制御シ
ステムを使用したパルスの制御方法を説明する。図7
は、3次元座標上のA点からB点までを、切削工具が一
定速度で移動するようにプログラムで指定されている状
態を示す。プログラムでは、A点とB点の間には座標が
与えられないので、本制御システムはA点とB点の間の
座標を補間計算により決定する。図8に本制御システム
を使用した工作機械の制御方法のフローチャートを示
す。
【0019】ブロック200でアクチュエータの制御を
開始し、ブロック202では、MPU120がメモリ1
22から実行コマンドと座標および指定速度Fのデータ
を読み出す。実行コマンドは、軌道P上のA点からB点
までの補間方法の命令を含む。本実施例ではA点からB
点までを直線補間するものとして説明するが、本発明が
適用できる補間方法は直線補間に限定されるものではな
く、円弧補間、スプライン補間、およびラグランジェ、
ニュートン等の多次補間のコマンドも含む。直線補間で
は、軌道上の2点の座標を使用するが、円弧補間では3
点、スプライン補間では3点以上の座標を用いて計算す
る。
【0020】切削工具がA点からB点までを補間された
直線に沿って所定の時間で移動するとき、各軸ではそれ
ぞれ(X、X)、(Y、Y)、および(Z
)の座標の間を同一時間で移動する必要がある。図
9は、点Aと点Bの間を長さLの直線で直線補間したと
きの各軸のアクチュエータの移動距離と移動時間を説明
する図である。長さLはA点とB点の間に引いた補間直
線の長さを表し、長さX、長さY、および長さZは、長
さLに対応する各軸の長さ成分を表す。時間Tは長さL
を切削工具が移動する時間で、プログラムされた指定速
度FとはF=L/Tの関係がある。切削工具を長さLの
直線に沿って指定速度で移動させるために、それぞれ所
定周波数fx、fy、fzのパルスを各軸のアクチュエ
ータに供給する。本実施例では、時間Tをさらに微小時
間ΔTに分割し、MPUは微小時間ΔTと指定速度Fに
従って、各微小時間ΔT内で切削工具が移動しなければ
ならない微小長さΔLを計算する。
【0021】微小時間ΔTは、MPUの処理能力、座標
変換等のMPUの負荷等をパラメータにしてシステム内
部で決定する。微小時間ΔTが小さいほど補間の経路に
関して正確な座標をアクチュエータに指示できる。本実
施例の制御システムは、微小長さΔLから各軸の微小長
さ成分ΔX、ΔY、およびΔZを計算して、ある微小時
間ΔT中の各軸のパルス周波数を計算する。本実施例の
ように3次元座標上で直線補間する場合は、各微小時間
ΔT毎の各軸におけるアクチュエータの移動量は等しく
することができる。しかし、3次元座標上で円弧補間し
たり、関節系の座標上で直線補間したりするような場合
は、各軸における各微小時間ΔT毎の移動量は異なった
値にする必要があるため、微小時間ΔT毎にアクチュエ
ータに供給するパルス数すなわちパルス周波数を計算し
て各軸のアクチュエータの動作を制御する。図10は、
関節系のアクチュエータを含む工作機械を制御する場合
の、補間した長さLの直線と各軸のアクチュエータの移
動を説明する図でθは角度を表す。
【0022】つぎに図8に戻ってブロック204では、
マルチプライア102のレート入力を指定する。MPU
120は、微小時間ΔTとマルチプライアのビット数か
ら、パルスの周波数foを計算し、周波数foと周波数
fiからマルチプライア102の指定レートを決定し
て、入力レジスタ104にビット・パターンを送る。入
力レジスタ104は、マルチプライア102のレート入
力に指定レートのビット・パターンを並列に供給し、マ
ルチプライア102は以後指定レートが変更されない限
りカウント・アップによるリセットを繰返しながら、周
波数fiのパルスを周波数foのパルスに変換する。さ
らに、MPUがA点とB点の座標からA点とB点の間の
直線の長さLを計算する。ブロック206では、プログ
ラムで指定されている切削工具の指定速度Fと微小時間
ΔTから微小長さΔLを計算する。MPUはさらに微小
長さΔLに対応する各軸のベクトル成分である微小長さ
成分ΔX、ΔY、およびΔZを計算する。
【0023】ブロック208では、各軸のベクトル成分
ΔX、ΔY、およびΔZを移動させるために各アクチュ
エータ124、126、128に微小時間ΔT内で加え
るパルス数ΔPx、ΔPy、およびΔPzを計算し、さ
らにマルチプライア106、108、110の出力パル
スの周波数fx、fy、fzを計算する。ブロック21
0では、MPU120がマルチプライア106、10
8、110の入力パルスの周波数foと出力パルスの周
波数fx、fy、fzから指定レートを計算し、入力レ
ジスタ112、114、116に同時にそれぞれのビッ
ト・パターンを送る。入力レジスタ112、114、1
16は、対応する各マルチプライアのレート入力に指定
レートのビット・パターンを並列に供給し、ブロック2
12で各マルチプライアから各軸のアクチュエータに周
波数fx、fy、fzのパルスが送られ、各アクチュエ
ータはパルスの周波数に対応する速度で動作する。各マ
ルチプライア106、108、110のレート入力に入
力された指定レートは、各マルチプライアが微小時間Δ
Tに相当する1周期の間動作してカウント・アップする
までは変更されず、カウント・アップした時点でMPU
から他の指定レートが指示される。他の指定レートは直
交3次元座標上で直線補間した本実施例ではほぼ同一の
値になる。以後各アクチュエータは各微小長さΔLに対
応した各軸の微小長さ成分を移動するのに相当するパル
ス数を微小時間ΔT毎に受け取って、切削工具は連続的
に移動する。
【0024】各軸の微小長さ成分ΔX、ΔY、およびΔ
Zが相互に異なれば各マルチプライアの指定レートおよ
び出力パルスの周波数が相互に異なり、アクチュエータ
124、126、128はそれぞれ異なる速度で移動す
るが、各アクチュエータは同期して動作するため切削工
具は補間した直線上を一定速度で移動する。ふたたび図
9に戻って本実施例での時間T、微小時間ΔTおよびΔ
Taについて説明する。上述したように微小時間ΔTが
MPUの処理能力等から定められ、切削工具の指定速度
Fがプログラムで指示されるため微小長さΔLはF×Δ
Tで定まる。微小時間ΔTとプログラムで指示された座
標により定まる補間長さLおよび指定速度Fとの間には
直接関連がないため、長さLを微小長さΔLで分割する
と微小長さΔLとは異なる微小長さΔLxが生じる。微
小長さΔLxは微小長さΔLより短い微小長さΔLaま
たは微小長さΔLより長い微小長さΔLbとして示され
る。微小長さΔLbを生じさせる場合については後述す
る。微小長さΔLaに対して、各軸においても微小長さ
成分ΔXa、ΔYa、およびΔZaが発生する。切削工
具を微小長さΔLa部分においても指定速度Fで移動さ
せるときには、微小時間ΔTを、指定速度Fと微小長さ
ΔLaとの関係で定まる微小時間ΔTaに変更する必要
がある。微小時間ΔTを微小時間ΔTaに変更するため
には、マルチプライア106、108、110の入力パ
ルスの周波数を変更する。
【0025】ブロック214では、マルチプライアへの
入力パルスの周波数を変更する時期を判断するためにM
PUが微小長さΔLの累計ΣΔLを計算し、累計ΣΔL
と長さLの大きさを比較する。L−ΣΔLがΔLより大
きい場合は、MPUが微小長さΔLaを実行する段階ま
で到達していないことを示すので、ブロック206に戻
って微小時間ΔTを変更しない状態で次の微小長さΔL
を計算し、さらに各軸の微小長さ成分ΔX、ΔY、ΔZ
を計算する。本実施例では、直線補間を例にしているの
で次のΔTでの各軸の成分もそれぞれΔX、ΔY、ΔZ
になっている。
【0026】ブロック214でL−ΣΔLが微小長さΔ
Lより小さい場合は、ブロック218に移行し、MPU
は補間した直線のB点まで正確に切削工具を移動させて
最初に与えられたコマンドの実行を終了するために、L
−ΣΔLで微小長さΔLaを計算する。さらに微小長さ
ΔLaと指定速度Fから微小時間ΔTaを計算する。つ
ぎにブロック220で微小長さΔLaに対応する各軸の
微小長さ成分ΔXa、ΔYa、ΔZaを計算し、それぞ
れの微小成分長さに対応する微小時間ΔTa内にアクチ
ュエータに加えるパルス数すなわちマルチプライア10
6、108、110の出力パルスの周波数fxa、fy
a、fzaを計算する。
【0027】ブロック222では、ブロック218で計
算した微小時間ΔTaを得るために必要なパルス周波数
foaからマルチプライア102の指定レートを計算
し、ビット・パターンをレート入力に供給して指定レー
トを変更する。ブロック224では、マルチプライア1
06、108、110が微小時間ΔTaの間各軸の微小
長さ成分ΔXa、ΔYa、ΔZaに相当するパルスを出
力するように指定レートを変更する。この結果各マルチ
プライアは周波数foaの入力パルスを周波数fxa、
fya、fzaの出力パルスに変換する。ブロック22
4はブロック222と同時に実行する。さらにブロック
226に移行して、各アクチュエータは周波数fxa、
fya、fzaのパルスを受け取り、微小時間ΔTaの
間各軸の微小長さ成分ΔXa、ΔYa、ΔZaを移動す
る。本実施例では微小長さΔLがΔLaに変更されたと
きに、微小時間ΔTaも指定速度Fを維持するように変
更されているので、指定速度Fは補間した座標点の間を
一定の速度Fで移動できる。ブロック228で当初のコ
マンドに基づく補間した長さの実行が終了するが、微小
時間ΔTaが経過して切削工具が補間座標間をB点まで
移動する前に、MPUはブロック202からの同様の手
順を開始し、次のコマンドと座標をメモリから受け取っ
て必要な計算を完了し、アクチュエータに連続的にパル
スを送る。
【0028】つぎに、図8のブロック214で行った微
小長さΔLaの実行タイミングの判断を他の方法で行う
実施例を図11で説明する。図11の線250は、MP
Uが各微小時間ΔT内にマルチプライアの指定レート等
を計算する時間を示す。線252は、各アクチュエータ
がMPUで計算された指定レートをマルチプライア10
6、108、110から受け取り、連続的に移動してい
る状態を示す。MPUは微小時間ΔT内に微小長さΔL
に対応した各軸の座標計算を行い、各軸のアクチュエー
タに供給するパルス数を計算して各マルチプライアの指
定レートを変更する。関節系のアクチュエータでは、さ
らにこの時間内に座標変換のための計算も行う。マルチ
プライア106、108、110が、最初の微小時間Δ
Tにおいてある指定レートでカウントアップすると、M
PUは次の微小時間ΔTにおける指定レートを供給し、
マルチプライアは指定レートに応じた周波数のパルスを
アクチュエータに供給する。したがって、MPUの計算
の終了時刻よりある時間遅れた時点でマルチプライアの
指定レートが変更され、アクチュエータに変更された周
波数のパルスが供給される。微小時間ΔTの連鎖を中断
させないで、微小時間ΔT毎に指定レートに応じてアク
チュエータを連続的に移動させるためには、MPUは微
小時間ΔT以内に当該微小時間に相当するアクチュエー
タの動作に必要な計算を終了していなければならない。
図8および図9で説明したように線254においてΔL
a<ΔLの条件を設定すると、微小時間ΔTa(<Δ
T)以内にMPUが計算を終了できない状態が生ずるこ
とがある。
【0029】この問題を解決するためには、線256の
ように微小時間ΔLb(>ΔL)を設定する。図8のブ
ロック216で、ΔL<(L−ΣΔL)<2ΔLの条件
で微小時間ΔLbを求めて、指定速度Fと微小長さΔL
bから微小時間ΔTb(>ΔT)を求めて同様にマルチ
プライア102の指定レートを変更することができる。
線254と線256はともに補間長さLに到達する最後
の微小長さΔLを調整しているが、本発明の思想には線
254または線256を分割するいずれかの位置の微小
長さΔLをΔLaまたはΔLbに設定することも含む。
微小長さΔLの調整位置が、座標の終点を含む位置でな
い場合は、最初に調整位置をきめて、その部分を実行す
る際にマルチプライア102の指定レートを変更する。
【0030】つぎに、図6の制御システムを用いた工作
機械の他の制御方法を説明する。図12において、プロ
グラムされた座標A、B、Cの3点を直線補間し、切削
工具を線分ABと線分BCに沿って移動させるとする。
線分ABと線分BCの結合点Bを屈折点という。切削工
具の指定速度Fは、切削工具を全体の経路に渡って移動
させるのに適した速度にあらかじめプログラムで指示さ
れている。しかし線分ABと線分BCの角度αが大きく
なると、アクチュエータおよび切削工具からなる機械系
が指定速度Fでは補間された経路に追従できなくなり破
線304のように変位してくる。このとき指定速度Fを
急峻な屈折点Bの近辺で低下させると正確に追従するこ
とができることはオーバライドとして周知の事項であ
る。本実施例の制御方法は、プログラムを変更したりそ
の都度外部から速度変更を指示しないでオーバライドを
実行することができる。
【0031】図13は、オーバライドを含んだ制御方法
を示すフローチャートである。図8で説明した内容と同
一部分の説明は簡略化する。ブロック300でアクチュ
エータの制御を開始し、ブロック302では、MPUが
メモリから実行コマンドと、オーバライドの実行を判断
するための少なくとも2つの補間に必要な座標および指
定速度Fのデータを読み出す。本実施例では、座標とし
てA、B、Cの3点と直線補間のコマンドを読み出した
場合を例にして説明する。ブロック304では、システ
ムで計算された微小時間ΔTと、入力パルスの周波数f
iからマルチプライア102の入力レートを指定する。
さらに座標AB間の長さLAの補間直線の座標、座標B
C間の長さLBの補間直線の座標を計算する。ブロック
306では、微小長さΔLを計算する。ブロック308
では、微小長さΔLと微小時間ΔTから各アクチュエー
タに加えるパルスの周波数fx、fyおよびfzを計算
し、ブロック310でマルチプライア106、108、
110の指定レートを変更する。ブロック312では、
各周波数のパルスが各アクチュエータに供給され、各ア
クチュエータの動作がベクトル合成されて切削工具は指
定速度で指定経路に沿って移動する。
【0032】ブロック314では、長さLAの補間直線
と長さLBの補間直線との交点の角度αを計算し、角度
αが基準値より大きいか否かを判断し、基準値より小さ
い場合はオーバライドの必要がないのでブロック306
に戻って、次の微小長さΔLについて同様の手順を繰返
す。ブロック314で角度αが基準値より大きい時は、
オーバライドをするためにブロック316に移行する。
ここでオーバライドを開始する位置は、図12のA点と
B点の間の長さLAを分割するいずれかの微小長さΔL
部分として設定することができる。ブロック316で
は、上記手順の実行が図12のB点で示される屈折点B
まで到達しているかどうかを判断する。屈折点Bまで到
達していない場合は、ブロック317でオーバライドの
開始位置まで手順が進んでいるかどうかを判断する。オ
ーバライドの開始位置は、図12の点Aと点Bの間の長
さLAを分割する任意の微小長さΔLに選択することが
できる。オーバライドの開始位置に到達していれば、ブ
ロック318に移行してマルチプライア102の指定レ
ートを当初設定した値より下げて周波数foを低下さ
せ、各軸のアクチュエータの速度を均等に低下させる。
低下させる指定レートの値はメモリのテーブルに記憶し
ておくことができる。次にブロック306に戻り、ブロ
ック318、306、308、310、312、31
4、316のループを実行する。このループの実行中、
ブロック318でマルチプライア102の指定レートを
徐々に低下させて切削工具の速度を漸減させ、ブロック
316で屈折点Bまで実行が終了したことを判断するま
で継続する。
【0033】ブロック316で手順の実行が屈折点Bま
で到達したことを判断すると、ブロック320に移行し
今度はマルチプライア102のレートを上昇させ、ブロ
ック322でオーバライドの終了位置まで手順が到達し
ていると判断しない限り、ブロック320、322、3
06、308、310、312、314、316のルー
プを実行し、その間ブロック320でマルチプライア1
02の指定レートを徐々に上昇させて切削工具の速度を
漸増させる。ブロック322では、図12の点Bと点C
の間の長さLBを分割する任意の微小長さΔLの位置を
オーバライドの終了位置として判断する。オーバライド
の終了位置は、屈折点を基準にして、オーバライドの開
始位置までの長さとほぼ等しくなるように選定すること
が好ましい。オーバライドの終了位置では切削工具の速
度が指定速度Fまで戻るようにブロック320での指定
レートの漸増量を選定する。ブロック317でのオーバ
ライドの開始位置の選定、ブロック318での指定レー
トの漸減量の選定、ブロック322でのオーバライドの
終了位置の選定およびブロック320での指定レートの
漸増量の選定は、角度αの値に応じて用意したルックア
ップ・テーブルに記憶させた値の中から選定することが
できる。
【0034】具体的には、角度αが急峻になるほど図1
2のA点とB点との間で屈折点Bからより離れた位置に
ある微小長さΔLからオーバライドを開始し、屈折点B
での切削工具の速度をより小さくすることが好ましい。
また、切削工具の速度をもとに戻す場合は、屈折点Bを
挟んで、各微小長さΔLの位置における切削工具の速度
の上昇の割合が下降の割合と対象になるように選定する
ことが好ましい。以上の手順により本制御方法の実施例
では、急峻な屈折点を探索しながら、屈折の程度に応じ
て適切な速度でオーバライドすることができる。本実施
例では、直線補間する場合を例にして説明しているた
め、オーバライドの必要性は線分ABと線分BCの間の
角度αを計算して判断しているが、円弧補間等の他の補
間方法が含まれる場合は、補間した線分の接続点におけ
るそれぞれの線分の接線同士の角度を計算する。
【0035】つぎに、マルチプライアの固有の性質であ
るジッタの影響を少なくして円滑にアクチュエータを駆
動できるパルス制御システムの本発明の実施例を図14
に基づいて説明する。図14の制御システムは、図6の
制御システムに対して分周器400、402、404、
406を加えたものでその他の同一参照番号を付してあ
るブロックは図6と同じものであるため説明を省略す
る。マルチプライア102のパルス出力には1/n分周
器が接続され、マルチプライア106、108、110
の出力には、1/m分周器402、404、406が接
続されている。マルチプライアの出力周波数のジッタを
少なくするためにマルチプライアの入力パルスの周波数
をあらかじめn倍し、マルチプライアの出力に1/nの
分周器を入れることが有効であることは知られている。
本実施例では、マルチプライア102について、本来必
要とする出力周波数foから計算された指定レートに代
えて、n倍のn×foの出力周波数を生成できる値の指
定レートのビット・パターンをMPUが入力レジスタ1
04に供給する。この結果、マルチプライア102のパ
ルス出力に接続された1/n分周器400の出力にジッ
タの少ない周波数foのパルスを得る。
【0036】同様に、fx、fy、fzのm倍の周波数
を得る指定レートのビット・パターンを入力レジスタ1
12、114、116にそれぞれ送り、マルチプライア
106、108、110の出力にm倍の周波数m×f
x、m×fy、m×fzのパルスを生成し、分周器40
2、404、406の出力にジッタの少ない周波数f
x、fy、fzのパルスを得る。分周器400と分周器
402、404、406の組とはいずれか一方だけの挿
入でも周波数fx、fy、fzのジッタの低減に有効で
あるが、両方とも挿入した方が効果は大きい。
【0037】図6および図14のマルチプライア102
は、周波数変換器の機能を果たしている。したがってマ
ルチプライア102に代えてMPUで周波数を制御でき
るV/F変換器でも実現できる。BRM102に6ビッ
トまたは12ビットのマルチプライアを選択し、BRM
106、108、110に12ビットのマルチプライア
を選択し、分周器400、402、404、406の分
周率をともに1/2に選択した本制御システムの微小時
間ΔTの計算例を示す図15および図16に示す。
【0038】
【発明の効果】本発明により、パルスで駆動されるアク
チュエータを制御する方法および制御装置を提供するこ
ができた。さらに、動作速度を一定に保つことができる
多軸系または関節系の工作機械またはロボットに適した
アクチュエータの制御方法および制御装置を提供するこ
とができた。さらにまた、指示された軌道を正確に追従
できるアクチュエータの制御方法および制御装置を提供
することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の制御システムのブロック図である。
【図2】 図1の動作を説明するための図である。
【図3】 本発明で使用するバイナリ・レート・マルチ
プライアの動作を説明するためのブロック図である。
【図4】 SN7497で示されるマルチプライア用I
Cの機能ブロック図である。
【図5】 マルチプライアSN7497の動作機能表で
ある。
【図6】 本発明の制御システムの実施例のブロック図
である。
【図7】 3次元座標上のA点からB点までを、切削工
具が一定速度で移動するようにプログラムで指定されて
いる状態を示す図である。
【図8】 本発明の制御システムを使用したパルスの制
御方法の実施例を説明するフローチャートである。
【図9】 点Aと点Bの間を長さLの直線で直線補間し
たときの各軸のアクチュエータの移動距離と移動時間を
説明する図である。
【図10】 関節系の軸を含むアクチュエータを制御す
る場合の、補間した長さLの直線と各軸のアクチュエー
タの移動を説明する図である。
【図11】 図8のブロック216で行ったΔLxの実
行タイミングの判断を他の方法で行う実施例を説明する
図である。
【図12】 図6の制御システムを用いてオーバライド
を実現する他の制御方法を説明する図である。
【図13】 本発明の制御システムの動作の他の実施例
を説明するフローチャートである。
【図14】 本発明の制御システムの他の実施例のブロ
ック図である。
【図15】 本制御システムの微小時間の計算例を示す
図である。
【図16】 本制御システムの微小時間の計算例を示す
図である。
【符合の説明】
102、106、108、110 マルチプライア 104、112、114、116 入力レジスタ 400、402、404、406 分周器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神谷 昌範 神奈川県藤沢市桐原町1番地 日本アイ・ ビー・エム株式会社 藤沢事業所内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力と制御入力とを備えた可変周波数パ
    ルス発振器と該パルス発振器の出力に接続されたパルス
    入力とパルスで駆動されるアクチュエータに接続された
    パルス出力とレート入力とを備えるレート・マルチプラ
    イアと前記パルス発振器の制御入力および前記レート・
    マルチプライアのレート入力にそれぞれ接続された演算
    処理装置とを備え、前記アクチュエータに結合された被
    制御部を指定経路および指定速度で制御するシステムに
    おいて、前記レート・マルチプライアの出力パルスを制
    御する方法であって、 (a)前記指定経路上にある第1の点および第2の点を
    含む複数の点の座標および指定速度Fのデータならびに
    補間の種類を指示するコマンドを提供するステップと、 (b)前記コマンドに従って前記第1および第2の点の
    間を補間した長さLの経路を計算し、前記補間した長さ
    Lより短い微小長さΔLと前記長さLより短い微小長さ
    ΔLxとを計算し、前記微小長さΔLに対応した前記指
    定速度Fを保持する第1の制御信号または前記微小長さ
    ΔLxに対応した前記指定速度Fを保持する第2の制御
    信号のいずれかを前記パルス発振器に送るステップと、 (c)前記微小長さΔLに対応した指定レートまたは前
    記微小長さΔLxに対応した指定レートのいずれかを前
    記レート・マルチプライアに送るステップとを有する制
    御方法。
  2. 【請求項2】 出力と制御入力をを備えた可変周波数パ
    ルス発振器と該パルス発振器の出力に接続されたパルス
    入力とパルスで駆動されるアクチュエータに接続された
    パルス出力とレート入力とを備えるレート・マルチプラ
    イアと前記パルス発振器の制御入力および前記レート・
    マルチプライアのレート入力にそれぞれ接続された演算
    処理装置とを備え、前記アクチュエータに結合された被
    制御部を指定経路および指定速度で制御するシステムに
    おいて、前記レート・マルチプライアの出力パルスを制
    御する方法であって、 (a)前記指定経路上にある第1の点および第2の点を
    含む複数の点の座標および指定速度Fのデータならびに
    補間の種類を指示するコマンドを提供するステップと、 (b)微小時間ΔTを設定するステップと、 (c)前記パルス発振器の制御入力に前記指定速度Fを
    保持する第1の制御信号を送り、前記第1および第2の
    点の間を補間した長さLの経路を計算し、前記微小時間
    ΔT内に前記被制御部が移動する長さであって前記補間
    した長さLより短い微小長さΔLを計算し、該微小長さ
    ΔLに対応した複数の指定レートを前記マルチプライア
    に送るステップと、 (d)L−ΣΔLにより前記微小長さΔLより短い微小
    長さΔLaを計算し、該微小長さΔLaに対応し前記指
    定速度Fを保持する第2の制御信号を前記パルス発振器
    に送り、前記微小長さΔLaに対応した指定レートを前
    記マルチプライアに送るステップとを有する制御方法。
  3. 【請求項3】 前記ステップ(d)が、L−ΣΔLによ
    り前記微小長さΔLより長く前記微小長さΔLの2倍よ
    り短い微小長さΔLbを計算し、前記微小長さΔLbに
    対応し前記指定速度Fを保持する第3の制御信号を前記
    パルス発振器に送り、前記微小長さΔLbに対応した指
    定レートを前記マルチプライアに送るステップである、
    請求項2記載の制御方法。
  4. 【請求項4】 前記制御システムがさらに、複数の作動
    軸からなり、前記アクチュエータが該複数の作動軸に対
    応して設けられて相互に同期して動作し、前記レート・
    マルチプライアが前記各アクチュエータに対応して設け
    られており、 前記ステップ(c)が、前記微小長さΔLに対応する各
    軸の微小長さ成分を計算し、該微小長さ成分に対応する
    指定レートを前記マルチプライアにそれぞれ送るステッ
    プを含み、 前記ステップ(d)が前記微小長さΔLaに対応する各
    軸の微小長さ成分を計算し、該微小長さ成分に対応する
    指定レートを前記マルチプライアにそれぞれ送るステッ
    プを含む、請求項2または請求項3記載の制御方法。
  5. 【請求項5】 出力と制御入力をを備えた可変周波数パ
    ルス発振器と該パルス発振器の出力に接続されたパルス
    入力とパルスで駆動されるアクチュエータに接続された
    パルス出力とレート入力とを備えるレート・マルチプラ
    イアと前記パルス発振器の制御入力および前記レート・
    マルチプライアのレート入力にそれぞれ接続された演算
    処理装置とを備え、前記アクチュエータに結合された被
    制御部を指定経路および指定速度で制御するシステムに
    おいて、前記レート・マルチプライアの出力パルスを制
    御する方法であって、 (a)前記指定経路上にある第1、第2、および第3の
    点を含む複数の点の座標および指定速度Fのデータなら
    びに補間の種類を指示するコマンドを提供するステップ
    と、 (b)前記パルス発振器の制御入力に第1の制御信号を
    送るステップと、 (c)前記コマンドに従って前記第1の点と前記第2の
    点を補間した長さLAの経路と前記第2の点と前記第3
    の点を補間した長さLBの経路を計算し、前記第2の点
    における前記長さLAの経路の接線と前記第2の点にお
    ける前記長さLBの経路の接線との間の角度αを計算
    し、該角度αの大きさに応じて第2の制御信号を生成し
    前記パルス発振器に送るステップとを有する制御方法。
  6. 【請求項6】 前記ステップ(c)の第2の制御信号
    を、前記被制御部が前記第2の点に近づくに従って前記
    パルス発振器のパルスの周波数が低下するように漸減さ
    せて送る請求項5記載の制御方法。
  7. 【請求項7】 パルスで駆動されるアクチュエータに結
    合された被制御部を指定経路および指定速度Fで制御す
    るシステムであって、 出力周波数を制御する信号を受け取る制御入力と出力を
    備えた可変周波数パルス発振器と、 パルス入力とレート入力とパルス出力とを備え、前記パ
    ルス発振器の出力に前記パルス入力が接続され、前記ア
    クチュエータに前記パルス出力が接続された第1のレー
    ト・マルチプライアと、 前記パルス発振器の制御入力および前記第1のレート・
    マルチプライアのレート入力にそれぞれ接続された演算
    処理装置とを備え、 前記演算処理装置は、コマンドに従って前記第1および
    第2の点の間を補間した長さLの経路を計算し、前記補
    間した長さLより短い微小長さΔLと前記長さLより短
    い微小長さΔLxとを計算し、前記微小長さΔLに対応
    した前記指定速度Fを保持する第1の制御信号または前
    記微小長さΔLxに対応した前記指定速度Fを保持する
    第2の制御信号のいずれかを前記パルス発振器に送り、
    前記微小長さΔLに対応した指定レートまたは前記微小
    長さΔLxに対応した指定レートのいずれかを前記レー
    ト・マルチプライアに送る制御システム。
  8. 【請求項8】 パルスで駆動されるアクチュエータに結
    合された被制御部を指定経路および指定速度Fで制御す
    るシステムであって、 出力周波数を制御する信号を受け取る制御入力と出力を
    備えた可変周波数パルス発振器と、 パルス入力とレート入力とパルス出力とを備え、前記パ
    ルス発振器の出力に前記パルス入力が接続され、前記ア
    クチュエータに前記パルス出力が接続された第1のレー
    ト・マルチプライアと、 前記パルス発振器の制御入力および前記第1のレート・
    マルチプライアのレート入力にそれぞれ接続された演算
    処理装置とを備え、 前記演算処置装置は、前記指定経路上の座標として与え
    られた第1の点、第2の点および第3の点に関して該第
    1の点と該第2の点の間を長さLAの経路で補間し、該
    第2の点と該第3の点の間を長さLBの経路で補間し、
    前記第2の点における長さLAの経路の接線と前記第2
    の点における長さLBの経路の接線との間の角度αを計
    算し、該角度αの大きさに応じて第1の制御信号または
    第2の制御信号のいずれかを前記パルス発振器の制御入
    力に供給する制御システム。
  9. 【請求項9】 前記可変周波数パルス発振器が、出力を
    備えたパルス発振器と、該パルス発振器の出力に接続さ
    れたパルス入力と前記演算処理装置に接続されたレート
    入力と前記第1のレート・マルチプライアのパルス入力
    に接続されたパルス出力とを備える第2のレート・マル
    チプライアとを含み、前記第1または第2の制御信号が
    前記第2のレート・マルチプライアのレート入力に送ら
    れる請求項7または請求項8に記載の制御システム。
  10. 【請求項10】 さらに前記第2のレート・マルチプラ
    イアの出力パルスを受け取る入力と前記第1のレート・
    マルチプライアのパルス入力に出力パルスを供給する出
    力とを有し分周率が1/nの分周器を備え、前記第2の
    レート・マルチプライアの出力パルスの周波数が前記分
    周器の出力パルスの周波数のn倍になるように前記レー
    ト入力を設定する請求項9記載の制御システム。
  11. 【請求項11】 さらに、前記第1のレート・マルチ
    プライアの出力パルスを受け取る入力と前記アクチュエ
    ータに出力パルスを供給する出力とを有し分周率が1/
    mの分周器を備え、前記第1のレート・マルチプライア
    の出力パルスの周波数が前記分周器の出力パルスの周波
    数のm倍になるように前記レート入力を設定する請求項
    9または請求項10記載の制御システム。
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