JPS58175004A - 数値制御装置におけるパルス分配回路 - Google Patents

数値制御装置におけるパルス分配回路

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JPS58175004A
JPS58175004A JP5722582A JP5722582A JPS58175004A JP S58175004 A JPS58175004 A JP S58175004A JP 5722582 A JP5722582 A JP 5722582A JP 5722582 A JP5722582 A JP 5722582A JP S58175004 A JPS58175004 A JP S58175004A
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JP
Japan
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circuit
error
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command position
timing signal
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JP5722582A
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Masayoshi Ozeki
正義 大関
Yukiro Tsuji
辻 征郎
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • 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
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/42Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42162Model reference adaptive control MRAC, correction fictive-real error, position

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、数値制御装置における・母ルス分配回路に関
するものである。
数値制御されるNC装置、ロゲット等は・そルス分配回
路が性能向上に大きく左右する。従来のノクルス分配方
式としては、代数演算方式およびDDA方式がめるが、
高精度のパルス分配を行なえないという欠点があった。
特に、代数演算方式については、ノ母ルス出力が瞬時に
は1軸であるため・滑らかさに欠け、DDA方式では誤
差が発生するので円弧の場合は、目的位置には正確に到
達し得ないという欠点があった。
本発明は、数III制瞬に於けるパルス分配方式に於い
て、原関数に沿って・母ルス分配を行なう場合時々刻々
の指令位置が、原関数との差の絶対値を最も少なく制御
できるパルス分配器を提供する事におる。
今、ノ母ルス分配方式にて奮子化しようとする原関数を
f(x、y)=O・・・(1)とする。
但し、f (0,0)=0とし、始点は原点とする。
また任意時刻tiに於けるパルス分配指令位置を(xl
、yl)とした時の誤差関数をEt =f(xt 、y
i)・・・(2)とする。′ 本発明は、この誤差関数Ei の絶対値が常に最小にな
る様に、ノJ?ルス分配を行なおうとするものである。
任意時刻ti+1に於ける誤差関数Ei+1は次式に特
開昭58−175004(2) よシ算出できる。
El+1 = f(X1+1 + yt+1)= gl
+(f(xt+1.yi+1) f(xi 、y+))
 −−(3)また”i+1 、Yi+1は X t +
 1=X i+ΔX ・・・・・・(4)Fi+1=F
i+Δy−°(5)  で表わされΔXは0.±1.Δ
yはO0±1であるので(3)は比較的容易に計算でき
る0 今、−例として直線の場合の誤差関数につ(・て計算す
る t (x 、 y )=A x +B y=o    
−−・(6)E4+t = E1+ A ・Δx+B・
Δy・・・・・・・・・(7)ま九、円弧の場合の誤差
関数につり・て計算する。
f(x、y)=(x−xe)2+(y−ye)2−(x
e2+ye2)=0・・・(8)14+1=E1+2 
(xl−j(e)aΔx+2(yt−yc)・Δy −
・・(9)以上の如く、誤差関数は漸化式で表わされ、
容易に計算できる。この値が最小値になる様にΔX。
Δyを−1,0,+1より選択すれば良い。また、ΔX
、Δyの方向については、前回の移動方向と逆にはなら
な・、・様に常にΔX、Δyの値を記憶しておき今回の
移動を制限する様にする。例えば、前回がΔx=1 の
場合、今回Δxエニーとなる方向は、除外して誤差量の
計算を行なう。
以下本発明の実施例を添付図面に従って説明する。第1
図はその全体的構成を示したもので、lは初期化指令手
段、2はタイミング信号発生回路、3は移動量設定回路
、4は誤差量計算回路、5は誤差量記憶回路、6は絶対
値比較回路、7は誤差量一時記憶回路、8は最大値設定
回路、9は移動量記憶出力回路、10は指令位置計算回
路、11は指令位置記憶回路、12は誤差計算タイミン
グ決定回路であって、図示の如く接続構成しである。
次に動作の説明を行なう。動作は「0〜9」の10ステ
ツプのタイミングにより、それぞれ定められた動作を行
なう。タイミング信号発生回路2は。
このタイミング、を発生する回路で、第2図に示す様な
5o−8,のタイミング信号を発生する。各タイミング
に於ける動作は、タイミング信号S。が移動量算出する
為の各レジスタの初期化であり、タイミング信号S1%
S、が第3図に示す方向に移動したと仮定した場合の夫
々の誤差量の計算タイミングであシ、またタイミング信
号S9 が移動ノ9ルスの送出及び各種計算値の記憶タ
イミングに割当てられる。
まず、タイミング信号Soに於ける動作について説明す
る。タイミング信号発生回路2よりのSO倍信号より、
指令位置記憶回路11に前回までの指令位置計算結果を
記憶している指令位置計算回路10よυ取込み、これを
記憶する。これと共に誤差量一時記憶回路7に最大値記
憶設定回路8よシ最犬値を取込みこれを記憶する。次に
タイミング信号S!〜S8に於ける動作を説明する。ま
ず、移動量設定回路3について説明する。本回路は、第
3図に示す方向に移動すると仮定した場合のi4ルスを
設定する回路でその具体的な回路構成は第4図に示す如
くである。同図に於いて301〜304はOR論理回路
であシ、Δ!’p 、ΔX′8.Δy′2.Δyl、は
夫々X軸、y軸に於ける正方向、負方向パルスである。
これらの信号は、誤差量計算回路4に入力され、夫々の
方向に動作したと仮定した場合の誤差量が計算される。
この誤差量とは、前述の(7)式や(9)式にて定義し
た値であシ、原始関数により異なる。誤差量計算回路4
にて算°出された誤差量は、絶対値比較回路6に入力さ
れる。本回路にて、誤差量計算回路4にて計算された誤
差量E賀、と誤差量一時記憶回路7に記憶されている今
までの誤差量の最小値Exとの夫々の絶対値が比較され
lE’l+11 < 1IExlの場合、最小値信号c
oが出力される。この最小厘信号co は誤差量一時記
憶回路7に伝達され、このE1+1  が取り込まれこ
の値が今までの誤差量の最小値として記憶される。また
移動量記憶出力回路9にも入力され、この時の移動量Δ
x/p、Δx/N、Δy′2.Δy′Nが記憶される。
また最小値信号coは指令位置計算回路IOにも入力さ
れ、本回路にて ”I+1 = Xi十Δx 、/   ・−・・’・”
’ (10)y4+1=y、十Δy′  ・・・・・・
・・・(11)の値が計算され、これが記憶される。
以上の動作がタイミング信号81〜S8により行われる
訳であるが、誤差量計算回路4及び絶対値比較回路6が
動作するのはタイミング信号S、〜S8のすべてのタイ
ミングではなく、誤差計算タイミング決定回路12の誤
差量計算実行指令信号Se  が出力されている場合の
みである。この誤差計算タイミング決定回路12は指令
値が逆戻如するのを防止するため回路で、前回の移動方
向とは逆方向には移動パルスを送出しない様にする。
以上の如くタイミング信号81〜Ssによる動作が完了
した時点で、今回の移動量ΔX、Δyが決定され、この
時の誤差量も計算されている。
次に、タイミング信号S9に於ける動作について説明す
る。まず、タイミング信号8.により、今回決定された
移動方向ΔXp 、ΔXN 、ΔyP、ΔyNを移動量
記憶出力回路9よ多出力すると共に、このデータが誤差
計算タイミング決定回路12に入力され記憶される。こ
れは次のタイミング信号S、〜S9  に於ける移動方
向を制限するために用いられる。また、タイミング信号
S―は誤差量記憶回路5にも入力され、今回計算された
誤差量(最小値)を誤差量一時記憶回路7より取込み記
憶する。
以上の説明からも明らかなようにタイミング信号5o−
S・で原関数に一番近い方向に進むためには、どの方向
に・ヤルス送出を行なうべきかが決定し、その送出を行
なう。この動作をくシ返し行なう事によp%常に原関数
に沿ったノやルス分配を行う事ができる。
次に第1図に示す各部分についてさらに具体的に説明す
る。
第5図は第1図に於ける指令位置記憶回路11の詳細を
示した図で、1101 、1102は夫々指令位置を記
憶する九めのレジスタで、その出力x1(!: ylは
誤差量計算回路4と指令位置計算回路1oに入力しであ
る。
第6図は第1図に於ける誤差量記憶回路5の詳細を示し
た図で501は誤差量を記憶するレジスタで、その出力
は誤差量計算回路4に入力しである。
第7図は、第1図に於ける誤差量一時記憶回路7の詳細
を示した図で、701は3ステートバツフアで、最大値
を8.タイミングで誤差量一時記憶v シy、タフ03
に転送するためのバッファで4る。
702は今回計算した誤差量が最小値の場合最小値信号
co にて同じく誤差量一時記憶レジスタフ03に転送
するためのバッファである。
第8図は、第1図に於ける誤差計算タイミング決定回路
12の詳細を示し死因で、1201〜12o4は1ピツ
トレジスタ、 1211はNOT論理ダート、1205
〜1208 、1212はAND−環ダート、1209
〜121゜はOR論理ダートである。
本回路の動作は、設定された移動量Δx /P、ΔX’
N。
Δy′2.Δy′Nが前回移動量と逆方向となる場合は
、誤差量計算実行指令信号seの論理値″0# となシ
、前回移動と反対方向に移動する事を防止している。
第1図に於ける初期化指令手段1は本パルス分配を行な
うに当り回路の初期化を行うための手段で、初期化信号
CL、によシ指令位置記憶回路11のイニシャライズ、
誤差計算タイミング決定回路12のイニシャライズを行
なう。誤差計算タイミング決定回路12のイニシャライ
ズについては、第8図に於けるレジスタ1201〜12
04に特定の値をセットする事によりスタート時の移動
方向に制限を加える事も可能である。
以上の実施例によれば原関数に最とも近い・母ルス分配
が可能となる。
尚、本実施例はワイヤートロノック回路で実現したが、
マイクロコンピュータを用いてソフト的に実現する拳も
可能である。また原関数が直線の場合の様に移動方向が
・ヤルス分配の期間を通じて常に一定の場合は8方向す
べての移動方向を計算する必要はなく、必要な方向のみ
を計算すれば良く、回路も容易に実現できる。また、/
4’ルス分配の速度については、第1図に於けるタイミ
ング発生回路2について、その周波数を変えれば良い訳
で、分配とは無関係に容易に設定できるので、それを実
現する具体的な構成並びに動作説明は省略する。
以上の説明からも明らかなように本発明によれば、原関
数に最も近いノ臂ルス分配ができるので、1 ノ4ルス
の誤差もなく目標点に到達でき、円弧でも必らず閉じる
。また、ノ平ルス分配は従来方式に比較し滑らかで、か
つ正確であシ、工作機の加工に用いた場合は、加工面が
滑らかに々す、製図機等に利・用すると滑らかな曲線が
画ける等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す・臂ルス分配器の全体
的ブロック構成図、第2図は動作説明をするタイムチャ
ート、第3図は直交座標図、第4図は移動量設定回路の
論理構成を示す図、第5図は指令位置記憶回路図、第6
図は誤差量記憶回路図、第7図は誤差量一時記憶回路図
、第8図は誤差計算タイばング決定回路図であるO 1・・・初期化指令手段%2・・・タイミング発生回路
、3・・・移動量設定回路、4・・・誤差量計算回路、
5・・・誤差量記憶回路、6・・・絶対値比較回路、7
・・・誤差3 童一時記憶回路、8・・・最大値設定回路、9・・・移
動量記憶出力回路、10・・・指令位置計算回路、11
・・・指令位置記憶回路、12・・・誤差計算タイミン
グ決定回路0 代理人 弁理士 秋 本 正 実 第1図 第2図 : 第3図 瞥 第4因 第5因 第6図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 数値制御において・母ルス分配を行なった指令位置と原
    関数との誤差量の絶対値が最小となるように制御する数
    値制御装置における・9ルス分配器であって、数値制御
    される被制御部の移動量を算出するための初期タイミン
    グ信号と、被制御部が任意の方向に移動したと仮定した
    場合の夫々の誤差量の計算タイミング信号と、移動ノン
    ルスの送出および各種I!′を真値を記憶するためのタ
    イミング信号とを発生するタイミング信号発生回路と;
    該タイミング信号発生回路よりのタイミング信号に基す
    いて移動量を設定する移動量設定回路と;該移動量設定
    回路より出力され、X+Y軸における正。 負/4’ルス信号から夫々の方向に動作したと仮定した
    場合の誤差量をfftJ!する誤差量計算回路と;該誤
    差量計算回路にて計算された誤差量と、誤差量一時記憶
    されていた今までの誤差量の最小値との夫々の絶対値を
    比較する絶対値比較回路と;タイミング信号入力に基す
    き前回の指令位置計算回路を一時記憶している指令位置
    計算回路と;前記初期化タイミング信号により指令位置
    計算回路に記憶していた指令位置計算結果を取込む指令
    位置記憶回路と;前記指令位置計算結果の取込みと同時
    に最大値設定回路で設定された指令位置計算結果の最大
    値を一時記憶する誤差量一時記憶回路と:前記誤差量計
    算回路および絶対値比較回路を動作せしめる誤差量1算
    実行指令信号を出力する誤差計算タイミング決定回路と
    :から構成されていることを特徴とする数値制御装置に
    おけるパルス分配器。
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