JPS60209812A - 加減速制御方式 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、加減速制御方式に係シ、特に工作機械の可動
部やロボットのハンドなどの駆動に適用して好適な加減
速制御方式に関する。

（従来技術とその問題点） 従来、工作機械、ロボット等軸移動の制御を行なう制御
方式においては、一般に軸移動の開始時および減速時に
機械系にシソツクや振ａｔ与えないようにするために加
速、減速が行なわれる。かかる加減速制御方式としては
、例えば、パルス速度を指数関数的に加速あるいけ減速
する方式がおる。第１図はかかる加減速制御方式のブロ
ック図、第２図はその指数関数形加減速の説明図、第５
図は指数形加減速回路の説明図である。

この方式について説明するが、ここでは、Ｘ軸、Ｙ軸の
２軸の直線補間の場合について述べる。また、サンプリ
ング周期をＴ、与えられた送り速度をＦ、Ｘ軸の移動量
をＸ、Ｙ軸の移動量Ｙ、接線方向の移動量をｓ　（＝ｒ
＊ｉ−＋　”ｉ−＊’−）とする。

この方式は粗補間器において、サンプリング周期Ｔ毎に
ΔＳ　：　Ｆ　−’１”の演算を行なって接線方向の微
小な移動量成分ΔＳをめ、ΔＳから次式によりＸ軸、Ｙ
軸方向の移動量成分ΔＸ、ΔＹ　をめ、 ΔＸ＝ΔＳ・□−−−−−−−−　・・・・・・・・・
・・・・・・・・・　（１１ｆ又「「い”− ΔＹ−ΔＳ・−−一−二〇つ、−・・・・・・・・・・
・・・・・・・・　（２）Ｌ又２＋　Ｙ２ このΔＸ・ΔＹ　に対して各種独立に遅れを持たせて粗
補聞及び加減速を行なう。第１図において、粗補間器１
は送シ速度Ｆ、Ｘ軸及びＹ軸の移動量Ｘ、Ｙを用いて（
１）、（２）式から各軸の粗補間データΔＸ、ΔＹｉ演
算し、それぞれパルス分配器２゜６に入力する。粗補間
器としての・くシス分配器２．６は粗補間データΔＸ、
ΔＹに基ついてノくシス分配演算會行ＩＳって１サンプ
リング時間の間にΔＸ、ΔＹに相当する数の分配パルス
Ｘ？　、Ｙｌ’？発生しそれぞれ加減速回路３．７に入
力する。各加減速回路６．７は立上り時、立下り時共に
第２図に示すように指数関数形で速度を加減速し、第６
図に示す構成を有する。第６図において６ａは・くシス
分配器２．６から出力される分配ノくルメＸＰ。

ＹＰと加減速回路６，７の出カッくシスｘｃｉ−’、ｙ
ｃｐとを合成する合成回路、３ｂは合成回路３ａから出
力されるパルスを累積するレジスタ、５ｃはアキューム
レータ、５ｄはレジスタ５ｂの内容Ｅとアキュームレー
タ３Ｃの内容を一定速度ＦＣのパルスＰが発生する毎に
加算し・１．その結果をアキュームレータ３Ｃにセット
する加算器である。今、分配パルスＸＰの速度をＦ、出
力パルスＸＣＰの速度をＦＯとすれば次式が成立する。

Ｅ −−＝　Ｆ　−Ｆｏ　（３１ ｌ ｃ Ｆｏ＝−−一・Ｅ（４） ｎ ただし、アキュームレータ３Ｃのビット数はｎである。

さて、上式において、（３）式はレジスタ３ｂの単位時
間当シの増分でアシ、（４）式はアキー−ムレータ３Ｃ
から単位時間当りに出力される桁上げパルス（出力バル
スＸ、ＣＰ）の数である。この（３）。

（４）式よシ、出力パルスＦＯをめれば、Ｆｏ＝Ｆ　（
１−ｅｘｐ　（−ｋｔ　）　）　（５）ただし、ｋ＝定
数 となり、出力パルス速度ＦＯは起動時指数関数的に加速
され、停止時指数関数的に減速される。加減速回路３．
７によシ指数関数的に加減速された出カバ＃スＸＣＰ　
、ＹＣ，”Ｐはサーボ回路４　、８に入力され、それぞ
れサーボモータ５．９を駆動する。

このような指数関数形加減速制御方式においては、加減
速制御を補間と全く無関係に行なえばよく、単に補間を
開始すれば加速がかかシ、補間を終了すれば減速がかか
ることになり、補間器や加減速回路自体の構成が簡単に
なるという利点を持っている。しかし、この方式は、各
軸独立な遅れを持っているため円弧補間の場合はどうし
ても加減速後の経路について誤差を生じる欠点を有して
いる。

そこで、この欠点を解消するために、円弧補間での加減
速後の径路誤差をできるだけ少なくし、且つ与えられた
時定数の時間で第４図に示すような直線形の加速、減速
を行なうようにする加減速制御方式が提案されている（
例えば特願昭５７−１７２８６３号参照）。

第５図はこの直線形加減速制御方式のブロック図（Ｘ翰
についてのみ詳細に示している）である。

粗補間器から出力される各軸の粗補間データ△Ｘｎ。

ΔＹｎ　は加減速回路１０．２０に入力される。　各加
減速回路１０．２０はそれぞれ、ｎ個（ただし、ｎは時
定数をτ、サンプリング時間をＴとするときτ／Ｔ［等
しい）のバッフアレシスタナ１．す２・≠（ｎ−１）、
すｎと、加算回路Ａ　Ｉ）　Ｉ）と、加算結果金一時的
に記憶するアキュームレータＡ　Ｃ”　（’と、加算結
果を転送されるレジスタＳＬＩＭと、加算結果を１／ｎ
する除算器１）　ｌ　Ｖを有している。各バッファレジ
スタ＋１〜すｎは直列的に接妃・ビされ、１サンプリン
グ毎に最新の粗補間データ△Ｘｎ　ｆバッフアレシスタ
ナ１に記憶すると共に各バッファレジスタの内容を次段
のバ・ノファレジスタに転送し、最終段のバッファレジ
スタ≠ｎの内容ΔＸ。

を加算器ＡＩ）ＤＶｃ入力する。

従って、あるす７１９７７時点において、加算器ＡＤＤ
は、レジスタＳＬＩＭの内容をＳｔとすればΔＸｎ−Δ
Ｘｏ　＋　Ｓｔ　−）　Ｓｔの演算を行ない、演算結果
をアキュームレータＡＣＣに格納する。アキュームレー
タＡＣＣ”の内容は、除算器ＤＩＶにより１／ｎされ、
出力される。

これと同時に各バッファレジスタ（す１〜すｎ）の内容
は次段のバッファレジスタにシフトされ、またΔＸｎは
先頭のバッフアレシスタナ１に記憶され、更にアキュー
ムレータＡｅＣの内容ＳｔはレジスタＳＵＭに転送され
る。

このようにして、直線形層減速回路を構成し、第４図に
示される様な直線形の加速、減速を行なわせることかで
きる。

この方式は、円弧径路誤差を従来の場合と比べるとはる
かに小さくすることができ、この加減速回路においては
補間と全く無関係に加減速制御できるから回路構成が簡
単である。

しかし、第４図から明らかな様に、指数関数形態減速制
御に（らべて角の部分が生じて、この角の部分により、
軸移動の開始時および減速時に機械系にショックや振動
が生じるという問題がめった。

（発明の目的） 本発明は、上記問題点を解決するために、直線形加減速
制御の長所を生かしながら、しかも指数関数形態減速制
御に近い三次面線形加減速制御を行なうことによシ、機
械系の駆動を円滑かつ的確になし得る加減速制御方式を
提供することを目的とする。

（発明の概要） 本発明は、送シ速度を指令速度才で加速し或いは減速す
る加減速制御方式において、粗補間器から出力される１
サンプリング毎の粗補間データを入力し、時定数τの直
線形加減速を行なう第１の直巌形加減速回路と、時定数
ｍτ（ただし、ｍ≦１）の直線形加減速を行なう第２の
直線形層減速回路と全直列に接続するように設け、３次
曲線形加減速制御を行なうように構成する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第６図は、本発明に係る３次曲線形加減速制御を説明す
る説明図、第７図は本発明に係る３次曲線加減速制御方
式の加減速回路部の説明図である。

第７図において、５０は第１の直線形層減速回路であり
、具体的回路構成は、第５図において示されたと同様で
ある。４０は第１の直膨形加減速回路３０に直列に接続
される第２の直線形層減速回路であシ、前記直線形層減
速回路５０からの直線形加減速出力パルスを入力して６
次曲線形加減速出力パルスを出力する。この場合に、第
１の＠線形加減速回路３０の時定数τと第２の直線形層
減速回路４０の時定数τ′との比率を一定にする。

ここで、この比率ｆｍとすると、比率ｍはＩＶｃ等しい
か、１より小さい値にする。そして、この比率ｍは一般
に機械系から定まる最適値に設定される。

第６図におけるＡは第１の直線形層減速回路３０・から
出力される加速出力パルスを示す図でメジ、第４図にお
けると同様のものである。この出力パルスが第２の直線
形層減速回路４０に入力され、更に加減速制御されると
、特に変化の激しい角の部分ＣおよびＤはなだらかにな
り６次曲線Ｂとなる。そして、この６次曲線は第１の１
ｉ線形加減速回路３０と第２の＠線形加減速回路４０と
の時定数の比率ｍｆかえることにより変化させることが
できる。この点について説明する。

第８図は、前記比率ｍを１に等しくした場合（ｍ＝１１
の加速制御の状態を説明する説明図である。即ち、第１
の直線形層減速回路３０と第２の直線形層減速回路４０
との時定数が等しく、二段に同じ時定数の直線形層減速
回路が接続された場合の、加速制御の状態を示したもの
である。この場合はＥ点を境いにしてなだらかに変化す
る３次曲線形の加速制御が行なわれる。

第９図は、前記比率ｍを小さくした場合（ｍ（１）の加
速制御の状態を説明する説明図である。

即ち、第１の直線形層減速回路３０から出力される出力
パルスに時定数の小さい第２の直線形層減速回路４０を
直列に接続するようにした場合であシ、変化の激しい１
１及び１部分のみがなたら〃・に変化し、Ｆ点及び０点
は直線状の変化をする３次曲線形の加速制御が行なわれ
る。

なお、第１の直線形加減速回路３００時定数のパラメー
タを変更すると、自動的にその値がＭ１倍されて、嬉２
の直線形加減速回路４０の時定数になるようにする。

この様に、第１の直線形加減速回路３０で矩形波状の出
力パルスの角の部分をなだらかにし、更に、このパルス
全第２の直線形加減速回路４０を通すことにより、その
パルスの変化の激しい角の部分を更になだらかにして３
次曲線形の加減速制御を行なうようにする。その５次曲
線は第１と第２の直線形加減速回路の時定数τの比率ｍ
の値を変化させることにより変化させることができる。

本発明は、前記した実施例に限定されるものではなく、
本発明の主旨に基づいて柚々の変形が考えられ、これら
を本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 前述したように、本発明によれば、直線形加減速制御の
長所を生かしながら、しかも指数関数形加減速制御に近
い三次的線形加減速制御を行ない得るようにしたので、
軸移動の開始時および減速時に機械系にショックや振動
を生じさせることがなく、ａ棹系の制御を円滑かつ的確
に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の加減速制御方式のブロック図、第２図は
指数関数形加減速制御を説明する説明図、第３図は加減
速回路の構成図、第４図は＠線形加減速制御を説明する
説明図、第５図はＩ！３．線形加減速回路の構成図、第
６図は本発明に係る６次曲線形加減速制御を説明する説
明図、第７図は本発明に係る加減速制御回路のブロック
図、第８図および第９図は３次曲線形加減速制御の他の
実施例の説明図である。 １・・・粗補間器、２．６・・・パルス分配器、３．７
・・・加減速回路、４．８・・・サーボ回路、５．９・
・・サーボモータ、１０．２０・・・直線形加減速回路
、６０・・・第１の直線形加減速回路、４０・・・ｆ＾
２のＩｒ＋線形加減速回路。 第　ｊ　図 稟　３　聞 第４　図 第６図 −−−Ｌ＋ハ軸ｒ −−−−−Ｌ＋’ｎｅａｒ　Ｌ＋’ｎｅａｒ稟　７　閏 ７ｉｍｔ　（ａｔ−τ　ｎ’ｓｔ　Ｑｓｔａｎ＋　ｍ　
７１！８　図　ｍ≦ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送り速度を指令速度まで加速し或いは減速する加減速制
   御方式において、粗補聞器から出力される１サンプリン
   グ毎の粗補間データを入力し、時定数７の直線形加減速
   を行なう第１の直線形加減速回路と、時定数ｍτ（ただ
   しｍ≦１）の直線形加減速を行なう稟２の直線形加減速
   回路とを直列に接続するようＶＣ設け、５次曲線形加減
   速制御を行なうようにしたことを特徴とする加減速制御
   方式。