JPS63167906A - サ−ボ制御装置 - 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〕 本発明は制御対象を目標位置に高精度で移動させるため
のサーボ制御装置に関する。

〔従来の技術〕

サーボ制御装置は、自動製図機、工作機械、ロボット制
御等多くの分野で用いられている。このようなサーボ装
置の概略を図により説明する。

第６図は従来のサーボ制御装置のブロック図で６る。図
で、１はマイクロコンピュータであり、制御対象の目標
移動量および目標速度を出力する。

２はパルス分配器でおり、マイクロコンピュータ１から
出力された目標移動量に対応したノくルスを発生する。

このとき、これらのパルスの周波数は指令された目標速
度にしたかつて変換される。３は比較器であり、パルス
分配器２のパルスの位相と後述する位置検出器９かも出
力される現在位置に応じた位相信号との差を出力する。

４は比較器３からの位相差信号と後述する速度発電機か
らの速度信号との差を演算する減算器、５は減算器４の
差の信号を増幅する増幅器でらる。６はサーボモータで
あり、増幅器５からの信号により常に指令に見合った速
度で駆動される。７はサーボモータに連結された負荷、
即ち制御対象である。８はサーボモータ６に連結された
速度発電機であり、サーボモータ６の現在速度を出力す
る。９はサーボモータ６に連結された位置検出器であり
、負荷７の現在位置データを出力する。

このような構成により、制御対象は目標位置へ指令値に
見合った速度で移動せしめられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来のサーボ制御装置にあっては、速度制御は、パ
ルス分配器２においてパルスを発生し、これらのパルス
を速度の指令値にしたがった周波数のパルスとすること
Ｋより実行されていた。

しかしながら、このような手段においては、周波数を広
い帯域内において変換しなければならず、構成が複雑で
高価な装置を必要とする欠点があった。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、簡単な
構成により容易に速度制御を行うことができるサーボ制
御、装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕 上記の目的を達成するため、本発明は、制御対−象を駆
動する駆動機構と、前記制御対象の目標移動量および目
標速度を指示する指示部とを備え、この指示部の指示に
応じて前記駆動機構を作動させるサーボ制御装置におい
て、目標移動量および目標速度に基づい【単位時間当り
の移動量の配列および当該配列の前後に移動量０の所定
数の配列を行う移動量配列手段と、この移動量配列手段
で得られた各配列における各移動量をその配列順に所定
数ずつ平均化してゆく平均化手段とを設けたことを特徴
とする。

〔作　用〕

指示部により目標移動量と目標速度とが与えられると、
移動量配列手段においては、まず、その両者から単位時
間当りの移動量を求め、これを単位時間の数だけ並べ、
さらに、このようにして並べられた当該移動量の配列の
前後に、所定の数だけ０又は０に近い移動量の配列を行
う。次いで、平均化手段により、上記配列された移動量
をその配列の一方の端から所定数とり出してその平均値
を算出する。この平均値の算出は配列を１つずつずらし
ながら配列の他方へ向って順に実行される。

これにより単位時間当りの移動量の再配列が得られ、制
御対象は再配列された移動量によって適切な速度で駆動
される。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係るサーボ制御装置のブロン
〉図である。図で、第６図に示す部分と同一部分には同
一符号を付して説明を省略する。

１０はマイクロコンピュータで構成される制御部である
。本実施例では、第６図に示す装置におい【、マイクロ
コンピュータ１、パルス分配器２および比較器３の機能
を制御部ｌＯで行うものである。

以下、制御部１０の動作を第２図および第３図（ａ）〜
（Ｃ）に示すグラフを参照しながら説明する。

今、制御部１０に、制御対象を第２図に示すように現在
位置人から位置Ｂへ目標速度５０ｍｍ／ｓｅｃで移動さ
せる指令が入力されたとする。この場合、位置ＡＢ間の
距離は５００　ｍｍ　、そのＸ軸方向の距離は４００ｍ
ｍ、Ｙ軸方向距離は３ＱＱｍｍとする。制御部１０では
このような目標移動量および目標速度の指令を受けると
、Ｘ軸およびＹ軸について次の処理を行う。なお、この
処理は、Ｘ軸、Ｙ軸とも同じであるので、Ｘ軸に関して
のみ説明し、Ｙ軸に関する処理の説明は省略する。

まず、与えら°れたデータからＸ軸方向における単位時
間当りの移動量ΔＸ（Ｘ軸方向の速度）を次式により求
める。

即ち、単位時間当りの移動量は４９ｍｍである。次に、
この移動食初を第３図（ａ）に示すように配列する。な
お、第３図（ａ）〜（Ｃ）に示すグラフはそれぞれ横軸
に時間、縦軸に移動量ｃＸ軸方向の速度成分）がとっで
ある。第３図（ａ）から明らかなようにシ移動量の総計
はＸ軸方向に移動すべき量４００（４０Ｘ１０）となる
。

上記の配列を行った後、今度は当該配列の前後に、第３
図（ｂ）に示すように移動量０の配列を付加する。本実
施例では、この移動ｉｔＯの配列は前後とも４つである
。そして、各単位時間毎に、順に符号Ｔ、〜Ｔｔａが付
しである。次いで、単位時間Ｔ１〜Ｔ、までの移動量を
とり出し、その平均値を求めると８　（（０＋Ｏ＋Ｏ＋
０＋４０）１５　）になる。同様の平均化を単位時間を
１つずらしてＴ、〜Ｔ６について行うと移動量１６（（
０＋０＋０＋４０＋４０）１５）が得られる。このよう
にして、順次平均化を行うと、第３図（ｃ）に示すよう
な単位時間当りの移動量が得られる。この移動量がＸ軸
方向の速度指令となる。

最後に、上記のようにして得られた速度指令Ｃ単位時間
当りの移動量）を順次加算すれば、第２図に示す点Ａか
らのＸ軸方向の移動距離が得られる。この移動距離と位
置検出器９かも出力される現在位置とを比較することに
よりＸ軸方向の位置指令が得られ、これが制御部１０か
ら減算器４に出力される。

なお、第３図（ａ）に対応するＹ軸の移動量は（至）、
第３図（ｃ）に対応するＹ軸の移動量は順に６．１２．
１８、為、加、加、（資）、（９）、刃、父、゛ス、　
１８．１２．６である。

このように、目標移動量および目標速度に基づいて、所
定の態様の移動量配列および平均化を行うことにより、
構造が複雑で高価なパルス分配器等を用いる仁となく、
容易に速度制御を行うことができる。

上記の例では、制御対象を直Ｉｌｉ！移動させる場合に
ついて述べたが、以下に曲線移動させる例について述べ
る。制御対象を曲線移動させる場合は、通常、その曲線
は分割された微線分の連続として表わされる。そこで、
以下の例では、曲線の一部をなす連続する２つの微線分
について説明する。

第４図は２つの微線分ＣＤ、Ｄｇのグラフである。点り
は点Ｃに対してＸ＝８８．　Ｙ＝２３４の距離にあり、
点Ｅは点Ｃに対してＸ＝７０．Ｙ±２４０の距離におる
。したがって、微線分ＣＤ、ＤＥＩ：の距離はいずれも
２５０　ｍｍでおる。そこで、目標速度を５０　ｍｍ　
／　ｓｅｃとし、さきの直線移動の場合と同様の手法で
Ｘ軸について配列および平均化を行うと第５図（ａ）〜
（ｃ）に示すグラフとなり、最終的に第５図（ｃ）によ
り示される単位時間当りの移動量を得ることができる。

このように、２つの微線分の移動量が連続して平均化さ
れること罠より、測微線分の境界における速度の変化は
なだらかとなり、曲線の角張った部分がとれてより一層
所望の曲線に近似した軌跡を描かせることができる。

ところで、上記の例は２つの微線分により曲線の一部を
表わす場合の例であるが、曲線でなく、連続した２つの
直線を明確に表わすべき場合もある。この場合には、２
つの線分の境界、即ち角の部分が明確に表われねばなら
ない。これは、第５図（ｂ）に示す段階において移動量
０の配列を分配する場合、第４図に示す線分の例では、
線分ＣＤの移動量の領域と線分ＤＷの移動量の領域との
境界に所定数の移動量０の配列を設け、点りにおいて速
度がＯとなるようにすればよい。これにより明確な２つ
の直線の軌跡を描かせることができる。

さらに、上記のことから、線分ＣＤの移動量の領域と線
分ＤＥの移動量の領域との境界に設ける移動量０の配列
数を調整することにより、点りのなだらかさを自由に制
御することが可能となるのは明らかである。

このように、本実施例では、入力された目標移動量およ
び目標速度に基づいて単位時間当りの移動量の配列を作
り、この配列の前後に移動ｆｔＯの配列を所定数作り、
これらの配列を順次平均化するようにしたので、単位時
間当りの適切な移動量、即ち制御対象の適切な駆動速度
を、分配器等の複雑、高価な装置を用いることなく容易
に得ることができる。又、２つの線分の境界における丸
味のを所定数作る例について説明したが、この移動量は
必ずしも０である必要はなく、０に近い値を用いること
もできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、目標移動量および目標
速度から単位時間当りの移動量の配列を作り、この配列
の前後に移＃量０又はこれと等価の移動楚Ｑ１配列を加
え、これらの配列を順に平均・（゛ 化するようにし九ので、分配器等の複雑かつ高価な装置
を用いることなく、制御対象の速度制御を容易に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るサーボ制御装置のブロッ
ク図、第２図、第３図（ａ）　、　　（ｂ）　、（ｃ）
、第４図、および第５図（ａ）　、（ｂ）、（ｃ）は第
１図に示す制御部の動作を説明するグラフ、第６図は従
来のサーボ制御装置のブロック抱である。 ６・・・・・・サーボモータ、７・・・・・・負荷、８
・・・・・・速度発電機、９・・・・・・位置検出器、
１０・・・・・・制御部。 −（゛ 第２図 第３図 吟聞 時間 第４図 第５図 時間 手続補正書（自発） 昭和６３年　１月２１日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御対象を駆動する駆動機構と、前記制御対象の目標移
   動量および目標速度を指示する指示部とを備え、この指
   示部の指示に応じて前記駆動機構を作動させるサーボ制
   御装置において、前記目標移動量および前記目標速度に
   基づいて単位時間当りの移動量の配列および当該配列の
   前後に移動量０と等価の所定数の配列を行う移動量配列
   手段と、この移動量配列手段で得られた各配列における
   各移動量をその配列順に所定数ずつ平均化してゆく平均
   化手段とを設けたことを特徴とするサーボ制御装置