KR100556657B1

KR100556657B1 - 가감속 제어방법

Info

Publication number: KR100556657B1
Application number: KR1020037011159A
Authority: KR
Inventors: 나까시마야스히로
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2006-03-07
Also published as: JP3783567B2; US6859752B2; JP2002262596A; DE10296377T5; WO2002069484A1; KR20030078084A; US20040088061A1

Abstract

속도변화량 ｜지령속도(VS) - 초속(VO)｜ 및 가감속시간에 대응하는 데이터 테이블에 의해 결정하는 공정과, ｜지령속도 - 초속｜의 분할수를 ｜지령속도 - 초속｜/속도변화량에 의해 결정하는 공정과, 가감속시간의 분할수를 ｜지령속도 - 초속｜의 분할수 - 1에 의해 결정하는 공정과, 속도변화간격을 가감속시간/가감속시간의 분할수에 의해 결정하는 공정과, 가속시에는 초속에 속도변화량을 가산한 속도로 개시하여 속도변화간격마다 전회의 속도에 속도변화량을 가산한 값을 속도로 하여 결정하는 공정과 지령속도에 도달하면 지령속도로 절체하는 공정과 감속시에는 지령속도 또는 현재속도에서 개시하여 속도변화간격마다 전회의 속도에 속도변화량을 감사한 값을 속도로서 결정하는 공정을 구비한다.

가감속 제어방법블록, 가변주파수 펄스발생회로, 위치제어회로.

Description

가감속 제어방법{ACCELERATION AND DECELERATION CONTROL METHOD}

본 발명은 스텝모터 등의 가감속 제어방법에 관한 것이며, 속도변화를 원활하게 하기 위한 속도변화 제어방법에 관한 것이다.

먼저, 종래의 속도변화 제어방법에 대하여 다음에 설명한다.

종래의 속도변화 제어방법으로서, 고정된 시간간격마다 지령속도를 변화시켜서, 속도변화시키는 제어방법이 있다.

다음의 설명에서 그 방법을 시간간격 고정방법으로 부르기로 한다.

도 12는 위치결정장치에서의 시간간격 고정방법의 전체 블록을 나타내는 도이며, 도면에서 101은 가감속 제어방법블록, 112는 CPU 또는 연산기, 113은 가변주파수 펄스발생회로, 114는 위치제어회로이다.

가감속 제어블록(101)은 CPU 또는 연산기(112)로 이루어지며, 외부에서 설정치, 기준클록, 인터럽트신호, 출력펄스수가 입력되어 속도지령을 생성하고, 지령속도, 위치계의 설정치, 제어신호, 현재속도를 출력한다. 가감속 제어방법블록(101)으로 생성한 속도지령치는 가변주파수 펄스발생회로(113)에 부여됨으로서 가변주파 수의 펄스열(fout)을 얻는다.

위치제어회로(114)에서는 그 펄스열을 받아 카운트하고, 출력펄스수를 가감속 제어방법블록(101)에 출력함과 동시에, 가감속 제어방법블록(101)에서 받은 위치계의 설정치, 제어신호를 출력펄스수와 비교하여, 소정의 위치결정이 완료하면 정지신호를 생성한다.

또한, 가변주파수 펄스발생회로(113)는 정지신호가 유효하게 되면 출력펄스를 정지한다.

도 13은 횡축에 시간, 종축에 속도를 취하고, 면적이 이동량(출력펄스수)를 나타내며, 종래의 속도변화 제어방법인 시간간격 고정방법의 속도변화를 나타내는 도이며, 속도변화간격(제어주기 : Δtc = 고정치)마다, 출력펄스수를 변화시켜주어 속도변화(가감속)을 행하는 방법이다.

도면에서, 가속시에 대하여는 가속시간의 분할수(CTa)를 구하고, 그 CTa를 ｜지령속도(VS) - 초속(VO)｜의 분할수(CVa)로 하고, Δtc의 시간에 출력하는 펄스수(ΔY(m)a)를 결정함으로서 속도를 제어하는 방법이다.

여기서, 가속시간의 분할수 : CTa는 ta/Δtc의 상,

초속(VO)에 대한 속도증분 : ΔV(m)a는 ΔY(m)a/Δtc,

ΔV(m)a보다 1개 앞의 VO에 대한 속도증분 : ΔV(m-1)a는 ΔY(m-1)a/Δtc,

속도변화량 : (ΔV(m)a-Δ(m-1)a)는 ΔY(m)a/Δtc-ΔY(m-1)a/Δtc≒｜지령속도(VS)-초속(VO)｜Cva로 된다.

단, m=(1,2 ‥, (Cva-1),Cva)

감속시에 대하여는 감속시간의 분할수(CTa)를 구하고, 그 CTa를 ｜지령속도(VS-초속(VO)｜의 분할수(Cva)로 하고, Δtc의 시간에 출력하는 펄스수(ΔY(n)d)를 결정함으로서 속도를 제어하는 방법이다.

여기서, 감속시간의 분할수 : CTd는 td/Δtc의 상,

초속(VO)에 대한 속도증분 : ΔV(n)는 ΔY(n)d/Δtc,

ΔV(n)d보다 1개전의 VO에 대한 속도증분 : ΔV(n-1)d는 ΔY(n-1)d/Δtc,

속도변화량 : (ΔV(n)d-ΔV(n-1)d)는 ΔY(n)d/Δtc-ΔY(n-1)d/Δtc≒｜지령속도(VS)-초속｜Cvd로 된다.

단, n=(Cvd,(Cvd-1), ‥ 2,1)

다음, 도 12 및 도 13을 참조하여, 종래의 속도변화 제어방법인 시간간격 고정방법의 동작에 대하여 설명한다.

도 12의 가변주파수 펄스발생회로(113)를 기동시키기전에 CPU 또는 연산기 (112)가 감속개시 이동량을 계산하고, 최초의 Δtc에 출력하는 펄스수 ΔY(m)a(= ΔY(1)a+VO를 계산한다.

계산완료 후, 이미 계산한 ΔY(m)a+VO를 가변주파수 펄스발생회로(113)에 출력하여 가변주파수 펄스발생회로(113)를 기동 개시하고, 그후 Δtc보다 다음의 ΔY(m)a+VO를 CPU 또는 연산기(112)를 계산하고, ΔY(m)a+VO를 가변주파수 펄스발생회로(113)에 출력한다(가속하여 간다).

다음의 ΔY(m)a+VO의 계산과 ΔY(m)a+VO의 출력은 Δtc이내로 이루어진다. 곧 지령속도(VS)에 이행하며, 그후의 감속은 남은 이동량을 리얼타임으로 카운트하 고 있는 카운트치가 감속개시 이동량에 도달하며는 ΔY(m)a+VO의 속도로 감속하여 가며, 남은 이동량의 0으로 되면 가변주파수 펄스발생회로(113)를 정지하다.

단, m=(1,2 ‥,(Cva-1),(CVa), n=(Cvd,(Cvd-1), ‥ 2,1)

다른 종래의 속도변화 제어방법으로서, 가감속시간의 분할수를 고정하여, 가감속시간을 분할수(고정치)로 제산하고, 그 제산결과의 시간간격마다 속도를 변화시켜서 속도변환시키는 제어방법이 있다. 다음의 설명에서 그 방법을 분할수 고정방법이라 부르기로 한다.

도 14는 위치결정장치에서의 분할수 고정방법의 전체블록을 나타내는 도이다. 도면에서, 102는 가감속 제어방법블록, 120은 타이밍 발생회로, 121은 메모리 테이블, 122는 CPU 또는 연산기, 123은 가변주파수 펄스발생회로, 124는 위치제어회로이다.

가감속 제어블록(102)은 타이밍 발생회로(120), 메모리 테이블(121), CPU 또는 연산기(122)로 구성되며, 외부에서 설정치, 기준클록이 CPU 또는 연산기(122)에 입력되어 CPU 또는 연산기(122)가 지정속도 Vp(j)로서 Δta(j)마다 변화시키는 속도 Vp(j)를 펄스발생회로의 기준클록 주파수의 회수로 나타낸 Vpp(j), 가속시의 속도변화 타이밍 Δta(j)을(1/인터럽트 신호용의 기준클록 주파수)의 회수로 나타낸 Δtap(j), 감속시의 잔류거리 ΔYd(g)를 연산하고, 메모리 테이블(121)에 기입한다.

또, CPU 또는 연산기(122)는 가감속시간을 분할수(고정치)로 제산하고, 그 제산결과를 타이밍 발생회로(120)에 부여하고, 타이밍 발생회로(120)는 부여된 시 간간격마다 인터럽트 신호를 생성하며 CPU 또는 연산기(122)에 출력하며, CPU 또는 연산기(122)는 그 인터럽트 신호마다 메모리 테이블(121)의 데이터를 사용하여 속도지령을 변화시켜서, 가변주파수 펄스발생회로(123)에 출력한다.

또, 위치계의 설정치, 제어신호, 현재속도, 출력펄스수도 출력한다.

가감속 제어방법블록(102)에서 생성된 속도지령치는 가변주파수 펄스발생회로(123)에 부여함으로써 가변주파수의 펄스열을 얻는다.

위치제어회로(124)에서는 그 펄스열을 받어 카운트하고, 출력펄스수를 가감속 제어방법블록(102)에 되돌림과 동시에, 가감속 제어블록(102)에서 위치계의 설정치, 제어신호를 위치제어신호(124)로 받어 출력펄스수와 비교하여 감속개시신호, 정지신호를 생성하며 가감속 제어방법블록(102)과 가변주파수 펄스발생회로(123)에 출력하고, 감소개시신호가 유효하게 되면 감속개시하며, 정지신호가 유효하게 되면 출력펄스가 정지한다.

여기서, Vpp(j)는 ((((｜지령속도(VS)-초속｜/｜지령속도(VS)-초속｜의 분할수 (Cvc) ×j + 초속) ×(1/펄스발생회로의 기준클록 주파수))의 4사5입)이며, 지령속도 Vp(g)로서 ΔYd(g)마다 변화시키는 속도 Vp(g)를 펄스발생회로의 기준클록 주파수의 회수로 나타낸 Vpp(g)는 ((((｜지령속도(VS)-초속｜/｜지령속도(VS)-초속｜의 분할수(Cvc) ×g + 초속) ×(1/펄스발생회로의 기준클록 주파수)의 4사5입)으로 된다.

또, Δtap(j)는 (((가속시간/가속시간의 분할수(CTc)) ×j ×인터럽트 신호용의 기준클록 주파수(의 4사5입))이다.

또, ΔYd(g)는 출력펄스의 잔여펄스수이며, ((Vpp(g) ×펄스발생회로의 기준클록 주파수 + 초속) ×(감속시간/감속시간의 분할수(CTc) ×g)/2로 된다.

단, j=(1,2 ‥(Cvc-1), Cvc), g=(Cvc, (Cvc-1) ‥ 2,1)

도 15는 횡축에 시간, 종축에 속도를 취하고, 면적이 이동량(출력펄스수)를 나타내며, 종래의 속도변환 제어방법인 분할수 고정방법의 속도변화를 나타내는 도이며, ｜지령속도(VS)-초속｜의 분할수(Cvc)를 고정치, 가감속시간의 분할수(CTc)를 고정치로 하여, 속도변화량과 변화시간과 잔여 이동량을 결정하여 속도변화(가감속)을 행하는 방법이다.

동도에서 가속시에 대하여는 가속개시에서 속도의 변화 타이밍을 나타내는 시간(Δta(j))≒(ta/CTc ×j)으로 하여, 그 Δta(j)경과후에, VO에 대한 속도증분(ΔV(j)을 변화시킴으로서 속도변화를 제어한다.

또, 감속시에 대하여는 지령 이동량에서 출력펄스수의 현재치를 감산한 값을 카운트하고(잔류 이동량을 리얼타임에 나타냄), 그 카운트치가 잔류 이동량(ΔYd (g))에 도달하면, VO에 대한 속도증분(ΔV(g)을 변화시킴으로서 속도변화를 제어하는 방법이다.

여기서, 속도변화량((ΔV(j)-ΔV(j-1)은 (ΔV(g)-ΔV(g-1)≒(｜지령속도(VS) -초속｜/Cvc로 된다.

단, j=(1,2 ‥ (Cvc-1), Cvc), g=(Cvc, (Cvc-1) ‥ 2,1)

다음, 도 14 및 도 15와 함께 종래의 속도변환 제어방법인 분할수 고정방법의 동작에 대하여 다음에 설명한다.

도 14의 가변주파수 펄스발생회로(123)를 기동시키기전에 가속시에 필요한 Δtap(j), Vpp(j)=Vpp(g)와 감속시에 필요한 ΔYd(g)를 CPU 또는 연산기(122)를 계산하여 메모리 테이블(121)에 Δtap(j), Vpp(j)=Vpp(g), ΔYd(g)를 기입하여 놓는다.

가변주파수 펄스발생회로(123)를 기동후, Δta(j)마다 Vp=(ΔV(j)+VO)의 속도로 가속하여 지령속도(VS)로 이행하며, 그후의 감속은 잔류 이동량을 리얼타임으로 카운트하고 있는 카운트치가 ΔYd(g)에 도달하며는 Vp=(ΔV(g)+VO)의 속도로 감속하며 잔류 이동량이 0이 되며는 가변주파수 펄스발생회로(123)를 정지한다.

단, j=(1,2 ‥(Cvc-1), Cvc), g=(Cvc, (Cvc-1), ‥ 2,1)

또, 일본국 특개평10-42597호 공보에 공개된 "정보기록장치의 기록원반 부동방식"에 관하여, 스텝상으로 증대시키는 가속영역에서 주파수 스텝폭(Δf)를 (목표주파수(정격회전수 영역)f3-개시속도 f2)/8로, 8등분한 값을 사용하여 그에 대응하는 시간폭을 Δt=t2/8로 하는 방법이 표시되어 있다.

상기와 같은 종래의 속도변화 제어방법인 시간간격 고정방법에서는 시간간격을 고정하여 있으므로, 가감속시간이 짧게 되면 시간의 분할수와 속도의 분할수가 작게되어 속도변화량이 크게 되므로, 스텝모터가 탈조(미스 스텝)되기 쉽다는 문제점이 있었다.

일반적으로 시간간격 고정방법에 의한 위치결정 제어에서는 탈조를 피하기 위하여 분할수를 많이 할 필요가 있으나, 제어주기(Δtc)마다 수차계산함으로 계산기(마이콘, 연산기 등)의 부하가 상시 걸려, 제어축수가 증가하며는 대응할 수가 없게 되어, 제어주기(Δtc)가 길게 되든가, 계산기의 성능을 높이든가, 계산기의 수를 증가하는 것이 필요하게 된다. 그러나, 계산기의 성능을 높이면 비용이 증가하며 클록수를 증가시키면 잡음을 약하게 되고, 계산기의 수를 증가하면 실장면적이 증가하여 치수가 커지게 된다.

그러므로, 제어축수를 증가하는 것이(다축화)불리하게 되는 문제가 있었다.

또한, 가감속시의 속도가 최속속도의 정수배에는 않되며, 정확한 속도의 모니터가 않되는 문제점이 있었다.

또, 시간간격 고정방법에 의한 위치결정제어에서는 탈조를 피하기 위하여는 계산기의 성능을 고려하여 분할수를 증가시킬 필요가 있으므로, 가감속시간을 길게 설정하지 않으면 않되며, 택트타임(tact-time)(위치결정시간)이 길게된다는 문제점 이 있었다.

도 16은 시간간격 고정방법의 문제점을 도면으로 나타낸 것이다. 도 16에서, 그래프 ②가 종래의 시간간격 고정방법을 나타내고 있으며, 그래프 ①은 본 발명에 의한 예, 그래프 ③이 다른 종래예의 시간간격을 고정하고 있으므로 그래프 ②의 가속시의 속도변화가 급격한 계단상으로 되어 있는 것을 알 수가 있다.

또, 상기와 같은 종래의 속도변화 제어방법인 분할수 고정방법에서는 분할수를 고정하여 있으므로 ｜지령속도(VS)-초속｜이 크게 되면 속도변화량도 크게 되므로 스텝모터가 탈조되기 쉽다는 문제점이 있었다.

일반적으로 분할수 고정방법에 의한 위치결정제어에서는 탈조를 피하기 위하여는 가감속시간을 길게 설정할 필요가 있으나, 그에 따라 택트타임(위치결정시간) 이 길게 되는 문제점이 있었다.

또, 속도변화량을 적게 하기 위해 분할수를 많이 할 필요가 있으며, 분할수를 많이 함으로써 Δta(j), ΔV(j), ΔYd(g)의 수가 증가함으로 계산시간과 메모리에의 기입시간이 증가하여, 기동할 때까지의 시간이 길게 되어 택트타임이 길게 됨과 동시에 Δta(j), ΔV(j), ΔYd(g)를 저장하는 메모리를 크게할 필요가 발생하여 비용, 공간이 증가한다는 문제점이 있었다.

또한, 가감속시의 속도가 최소속도의 정수배에는 않되며, 정확한 속도의 모니터가 안된다는 문제점이 있었다.

도 17은 분할수 고정방법의 문제점을 도면으로 나타낸 것이다. 도 17에서 그래프 ⑥이 종래 예의 분할수 고정방법을 나타내고 있으며, 그래프 ④는 본 발명에 의한 예, 그래프 ⑤는 다른 종래 예의 시간간격 고정방법을 나타내고 있다.

도에 나타난것 같이 분할수를 고정되게 하고 있으므로 그래프 ⑥의 가속시의 속도변화가 급격한 계단상으로 되는 것을 알 수가 있다.

또, 상기와 같은 종래의 일본국 특개평10-42597호 공보에는 개시속도(f2)에서 목표주파수(정격회전수 영역 : f3)까지의 속도변환 제어방법을 나타내지 않으므로 가속시간을 짧게할 수 있는가 없던가, 기동까지의 준비계산시간, 계산처리의 부하 등을 알 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 스텝모터의 탈조를 일으키기 어려우며, 가감속시간을 단축하고, 기동까지의 처리시간을 짧게하여 택트타임의 단축이 가능하며, 또 저비용의 다축제어가 가능한 속도변환 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 의한 가감속 제어방법은 속도변화량(Δt

)을 ｜지령속도(VS)-초속(VO)｜및 가감속시간(t

)에 대응하는 데이터 테이블에 의해 결정하는 공정과, ｜지령속도(VS)-초속(VO)｜의 분할수(cv

)를 ｜지령속도(VS)-초속(VO)｜/속도변화량(ΔV

)에 의해 결정하는 공정과, 가감속시간의 분할수(CT

)를 ｜지령속도(VS)-초속(VO)｜의 분할수(cv

)-1에 의해 결정하는 공정과, 속도변화간격(Δt

)을 감감속시간(t

)/가감속시간의 분할수(CT

)에 의해 결정하는 공정과, 가속시에는 초속(VO)에 속도변화량(ΔV

)을 가산한 속도로 개시하여, 속도변환간격(Δt

)마다 전회의 속도에 속도변화량(ΔV

)을 가산한 값을 속도로서 결정하는 공정과 지령속도(VS)에 도달하면, 지령속도(VS)에 절체하는 공정과, 감속시에는 지령속도(VS) 또는 현재속도에서 개시하여, 속도변화간격(Δt

)마다 전회의 속도에 속도변화량(Δ V

)을 감산한 값을 속도로서 결정하는 공정과를 구비한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 가감속방법(속도변화량 우선방법)의 설명도.

도 2는 본 발명에 의한 속도변화량 우선방법의 전체 블록도.

도 3은 속도변화량 우선방법의 가감속 제어회로도.

도 4는 본 발명(속도변화량 우선방법)에 의한 속도변경 예를 나타낸 도.

도 5는 속도변화량(ΔV

)의 데이터 테이블 작성방법의 설명도.

도 6은 도 5의 스텝 S36 ~ 44를 플로차트로 표현한 경우의 예를 나타낸 도.

도 7은 본 발명에 의한 가감속시의 속도변화량(ΔV

)을 구하는 방법을 나타낸 데이터 테이블.

도 8은 도 7에 VWz=2,000을 대입한 경우의 예를 나타낸 도.

도 9는 가감속시의 속도변화량(ΔV

)를 잘게한 경우의 데이터 테이블.

도 10은 제어주파수(fc)의 산출방법의 설명도.

도 11은 본 발명에 의한 실시예와 종래예의 가감속시간, 위치결정시간의 비교를 한 도.

도 12는 종래의 시간간격 고정방법의 전체 블록도.

도 13은 종래의 시간간격 고정방법에 의한 속도변경 예를 나타낸 도.

도 14는 종래의 분할수 고정방법의 설명도의 전체 블록도.

도 15는 종래의 분할수 고정방법에 의한 속도변경 예를 나타내는 도.

도 16은 본 발명에 의한 실시예와 종래예의 속도변화 비교를 가감속율 20㎳/kHz, 가속시간 12㎳로 500Hz로부터 1,000Hz에의 가속시의 도이다.

도 17은 본 발명에 의한 실시예와 종래예의 속도변화 비교를 가감속율 약 20m/kHz, 가속시간 2,000㎳로 400Hz부터 1,000Hz에의 가속시의 도,

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

실시의 형태 1.

먼저, 실시의 형태 1의 구성에 대하여 다음에 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 속도변화 제어방법인 속도변화량 우선방법의 플로차트를 나타낸 도이며, 가감속 제어방법블록(1)중에서의 처리수순을 나타내고 있다. 도 2는 본 실시의 형태에 의한 위치결정 위치의 속도변화 제어방법의 전체 블록을 나타내는 도이다.

도 2에서, 1은 가감속 제어방법블록, 11은 가감속 제어회로, 12는 CPU 또는 연산기, 13은 가변주파수 펄스발생회로, 14는 위치제어회로이다. 또한, 가변주파수 펄스발생회로(13)는 일본국 특개평11-220364호 공보에 1예가 공개되어 있다.

다음, 실시의 형태 1의 개략 동작에 대해서 다음에 설명한다.

가감속 제어블록(1)은 외부에서 설정치, 기준클록, 출력펄스수, 감속개시신호, 정지신호가 입력되어 소정의 속도지령을 생성하고, 속도지령치, 위치계의 설정치, 제어신호, 현재속도를 출력한다.

가감속 제어방법블록(1)을 사용하여 생성한 속도지령치는 가변주파수 펄스발생회로(13)에 부여되어 가변주파수의 펄스열(fout)을 얻는다.

위치제어회로(14)는 펄스열을 받어 카운트하여, 출력펄스수를 가감속 제어방법블록(1)에 되돌아가게 함과 동시에, 가감속 제어방법블록(1)에서 위치계의 설정치, 제어신호를 위치제어회로(14)로 받아 출력펄스수와 비교하여, 감속개시신호, 정지신호를 생성하고, 감속개시신호를 가감속 제어방법블록(1)에 출력하며, 정지신호를 가감속 제어블록(1), 가변주파수 펄스발생회로(13)에 출력하여, 감속개시신호가 유효하게 되면 감속을 개시하며, 정지신호가 유효하게 되면 출력펄스가 정지한다.

가감속 제어방법블록(1)에서는 외부에서의 설정치, 기준클록을 CPU 또는 연산기(12)가 받아, 이 입력을 기저로 속도계의 설정치, 제어신호, 위치계의 설정치, 제어신호를 연산 생성하여, 속도계의 설정치, 제어신호를 가감속 제어회로 (11)에 출력하며, 위치계의 설정치, 제어신호를 위치제어신호(14)에 출력하여 위치제어회로(14)에서의 출력펄스수와 가감속 제어회로(11)에서의 현재속도를 외부에 출력하고 있다.

또, 가감속 제어회로(11)는 CPU 또는 연산기(12)에서의 속도계의 설정치, 제어신호, 위치제어회로(14)에서의 감속개시신호, 정지신호와 함께 속도지령치를 생성하고 가변주파수 펄스발생회로에 출력한다.

다음, 가감속 제어방법블록(1)의 동작에 대하여, 도 1, 도 3을 이용하여 상세히 설명한다.

도 1은 가감속 제어방법블록(1)에서의 제어방법을 나타내고 있으며, 스텝 S1에서 S10까지는 CPU 또는 연산기(12)에서 처리되고, 스텝 S11에서 S29까지는 가감속 제어회로(1)에서 처리되며, 그 가감속 제어회로를 상세히 나타내고 있는 것이 도 3이다.

도 3에서, 21은 데이터 셀렉터 1, 22는 가감계산기, 12은 데이터 셀렉터 2, 24는 감산기, 25는 데이터 셀렉터 3, 26은 데이터 비교기, 27은 속도지령 Vp 래치회로, 28은 Vp 래치 타이밍 생성회로이다.

먼저 스텝 S1에서는 가속시간시의 속도변화량(ΔVa), 감속시간시의 속도변화량(ΔVd)를 ΔV

데이터 테이블에서 결정된다.

여기서는 미리 결정된 값이 제공된다(후술한다).

스텝 S2에서는 외부에서의 입력 데이터로서 지령속도(VS), 초속(VO), 가속시간 (ta), 감속시간(td), 가속시간시의 속도변화량(ΔVa), 감속시간시의 속도변화량 (ΔVd)이 제공된다. 가속의 경우는 스텝 S3에 이행하고, 감속의 경우는 스텝 S7에 이행한다.

스텝 S3에서는 가속시간시에서의 초속(VO)으로서 취한 값을 이전의 지령속도 (VSb) 또는 바이어스 속도(VB)로 한다.

스텝 S4에서는 가속시간시의 ｜VS-VO｜의 분할수(Cva)를 Cva=(｜VS-VO｜/Δ Va의 소수점이하 절상)에 의해 연산한다.

스텝 S5에서는 가속시간의 분할수(CTa)를, CTa=(Cva-1)에 의해 연산한다.

스텝 S6에서는 가속시간의 속도변화간격(Δta)을, Δta=(ta/Cta의 상)에 의해 연산한다.

스텝 S7에서는 감속시간에서의 초속(VO)으로서 취한 값을 바이어스 속도(VB)만으로 한다.

스텝 S8에서는 감속시간의 ｜VS-VO｜의 분할수(Cvd)를, CVd=(｜VS-VO｜/ΔVd의 소수점이하 절상)에 의해 연산한다.

스텝 S9에서는 감속시간의 분할수(CTd)를, CTd=(Cvd-1)에 의해 연산한다.

스텝 S10에서는 감속시간의 속도변화간격(Δtd)을, Δtd=(td/CTd의 상)에 의해 연산한다.

이상의 스텝 1에서 스텝 S10을 펄스출력개시전의 준비로서, CPU 또는 연산기 (12)에 의해 실행한다.

다음, 도 3과 같이 구성된 가감속 제어회로의 동작에 대하여, 플로차트의 스텝 S11이후를 설명한다.

먼저 스텝 S11에서는 감속개시지령이 있는가 없는가를 확인하고 있으면 스텝 S25에, 없으면 스텝 S12에 이행한다.

스텝 S12에서는 VO와 VS와를 비교하여 VO=VS이면 스텝 S24에, VO ≠VS이면 스텝 S13에 이행한다.

스텝 S13에서는 VO와 VS를 비교하여, VO > VS이면 스텝 S16에, VO < VS이면 스텝 S14에 이행한다.

스텝 S14에서는 가속시간시의 속도(VaVd)를, VaVd=(VaVd+ΔVa)에 의해 구한다. 여기서, VaVd의 초기치로서는 이전의 지령속도(VSb) 또는 바이어스 속도(VB)이다.

스텝 S15에서는 VaVd와 VS를 비교하여, VaVd

VS이면 스텝 S24에, VaVd < VS이면 스텝 S18에 이행한다.

한편, 스텝 S16에서는 가속시간시의 속도(VaVd)를 VaVd=(VaVd-ΔVa)에 의해 구한다. 여기서, VaVd의 초기치로서는 이전의 지령속도(VSb)뿐이다.

스텝 S17에서는 VaVd와 VS를 비교하여, VaVd

VS이면 스텝 S24에, VaVd > VS이면 스텝 S18에 이행한다.

스텝 S18에서는 Δta클록의 생성을 행한다.

스텝 S19에서는 VaVd를 Δta마다 래치한다.

또한, 가속시간시에 가속하는 경우는 스텝 S14, S15, S18, S19를 Δta마다 시행한다.

스텝 S20에서는 속도지령치(Vp)를 Vp=VaVd에 의해 구한다.

스텝 S21에서는 Vp와 VB를 비교하여, Vp > VB이면 스텝 S23에, Vp

VB이면 스텝 S22에 이행한다.

스텝 S22에서는 VP로서는 이전의 VP를 정지까지 유지한다.

스텝 S23에서는 Vp를 래치하고, 스텝 S29에서 가변주파수 펄스발생회로(13)에 Vp를 출력한다.

스텝 S25에서는 감속시간시의 속도(Vd)를, Vd=(Vd-ΔVd)에 의해 구한다. 여기서, Vd의 초기치로서는 속도지령치(Vp) 또는 지령치(VS)이다.

스텝 S26에서는 Δtd클록의 생성을 시행한다.

스텝 S27에서는 Vd를 Δtd마다 래치한다.

또한, 스텝 S25에서 스텝 S27까지를 Δtd마다 실시한다.

스텝 S28에서는 속도지령치(Vp)를 Vp=Vd에 의해 구하고, 스텝 S21에 이행한다.

도 4는 본 실시의 형태에서의 속도변화 제어방법인 속도변화량 우선방법의 속도변화를 나타내는 도이며, 도 4에서 속도변화량(ΔV

)을 속도변화간격(Δt

)보다 우선하여 데이터 테이블에 의해 결정하며, 다음에 ｜지령속도(VS)-초속(VO)｜ 의 분할수(Cv)를, Cv

=(｜지령속도(VS)-초속(VO)｜/ΔV

의 소수점이하 절상)에 의해 결정하며, 다음에 속도변화간격(Δt

)을 Δt

=(t

/CT

의 상)에 의해 결정한다.

여기서, t

는 가감속시간, 가속시에 대하여는

=a로 하며, 감속시에 대하여는

=t로 함으로써, 가감속시간(t

)에 대하여는 ta : 가속시간, td : 감속시간이 된다.

또, 속도변화간격(Δt

)은 출력펄스를 생성하는 제어주기와는 별도로 제공함으로써 고정치는 아니고 가변할 수가 있다.

그리고, 가속시는 초속(VO)에 속도변화량(ΔVa)을 가산한 속도로 기동개시하여, 속도변화간격 Δta후에는 전회의 속도에 속도변화량(ΔVa)을 가산한 값을 속도로 하고, 속도변화간격(Δta)경과시마다 전회의 속도에 속도변화량(ΔVa)을 가산한 값을 속도로 하는 것을 반복한다.

그후, 지령속도(VS)에 도달하면, 지령속(VS)로 절체한다.

감속개시 타이밍이 주어지면, 지령속도(VS) 또는 현재속도에서 속도변화량(ΔVd)을 감산한 속도로 절체하여, 속도변화간격(Δtd)후에는 전회의 속도에 속도변화량(ΔVd)을 감산한 값을 속도로 하여, 속도변화간격(Δtd)경과시마다 전회의 속도에 속도변화량(ΔVd)을 감산한 값을 속도로 하는 것을 반복한다. 지령 이동량에 도달하거나, 정지지려잉 주어지면 정지한다.

또한, 상기 한 방법을 실현하는 경우에는 하드웨어, 소프트웨어의 어느 것이 나 가능하다.

본 실시의 형태 1은 속도변화량(ΔV

)을 우선하여 가감속 속도의 분할수와 가감속시간의 분할수를 가변으로 하여, 항상 각 분할수가 최대한 크게 되도록 최적화하여, 속도변화간격(Δt

)마다 출력속도를 변화시켜서 가감속을 실시하도록 하였으므로 스텝모터의 탈조를 일으키기 어렵게 하여, 가감속시간을 단축하고, 기동까지의 처리시간을 짧게 하여 택트타임의 단축이 되며, 또 다축제어를 저비용으로 실현할 수 있는 효과를 나타낸다.

실시의 형태 2.

다음, 실시의 형태 2의 구성에 대하여 다음에 설명한다.

도 5는 본 발명에서의 속도변화량(ΔV

)의 데이터 테이블 작성방법의 플로차트를 나타내는 도이며, CPU 또는 연산기(12)중에서의 처리수순을 나타내고 있다.

스텝 S31에서 S35는 CPU 또는 연산기(12)에 의해 이미 결정된 처리이며, 스텝 S36에서 S44는 도 6과 같아도 실현된다.

다음, 실시의 형태 2의 도작에 대해서 설명한다.

스텝 S31은 처리의 개시를 나타낸다.

스텝 S32에서는 입력 데이터가 주어진다.

또한, 입력 데이터로서는 지령속도(VS), 지령속도의 최소치(VSmin), 지령속도의 최대치(VSmax), 초속(VO), 가감속시간(t

), 가감속시간의 최소치(Δ

min), 감속시간의 최대치(t

max), t

의 허용오차 범위조건(te

), ΔV

의 조건(｜VSx-VOx｜에서, ΔVx

이하), 제어주파수(fc), t

의 랭크구분시간(twz)이 있다.

여기서, 가속시간시는

=a, 감속시간시는

=d로 한다.

스텝 S33에서는 ｜VA-VO｜의 분할수의 최대치(Cv

max)를 Cv

max=(VWz/Δ V

min)

｜VSmax-Vomin｜ΔV

min)으로 하여 계산하고, 필요한 ｜VS-VO｜의 분할수(Cv ×

)를 (｜VSx-VOx｜/ΔV ×

)

Cvx

Cv

max로 하여 계산하며, 속도차의 한계폭(VWz)을 VWz=｜VSz-VOz｜

VSmax-VOmin｜으로 하여 계산하며, 속도변화량의 최소치(ΔV

min)를 ΔV

min = VSmin으로 하여 계산한다.

스텝 S34에서는 가감속시간의 분할수의 최대치(CT

max)를 CT

max= (Cv

max -1)

(te

×fc)로 하여 계산하며, 필요한 가감속시간의 분할수(CT ×

)를 CT ×

=(Cv ×

-1)

CT

max로 하여 계산한다.

스텝 S35에서는 Cv

max=(CT

max+1)

(te

×fc+1)로 하여 계산하고, Cv

max를 자르기 좋은 값으로 결정한다.

여기서, 자르기 좋은 값의 결정방법의 예로써는 (te

×fc)이다.

이상의 설명에서 VWz=(Cv

max ×ΔV

min)으로 한다.

여기서, 구한 VWz를 스텝 S33의 식에 대입하며는 스텝 S33의 관계식을 만족하고 있다. 이와 같은 것은 이 관계를 만족하도록 fc를 도 10에 의해 구하고 있기 때문이다.

스텝 S36에서는 t

와 0을 비교하여 t

= 0이면 스텝 S43에, t

≠0이면 스 텝 S37에 이행한다.

스텝 S37에서는 ｜VS-VO와 0을 비교하여, ｜VS-VO｜= 0이면 스텝 S43에, ｜VS-VO｜≠0이면 스텝 S38에 이행한다.

스텝 S38에서는 ｜VS-VO｜의 랭크(K)를 K=0,1,2 ‥(정수)로 하고, (VWz ×(2의 (K-1)승) + ΔV

min)

｜VS-VO｜

(VWz ×(2의 K승))으로 하여 계산한다.

단, K=0의 경우에는 (VWz ×(2 ×(K-1)승) + ΔV

min)=(ΔV

min으로 한다.

또, (VWz ×(2의 K승))max

｜VS-VO｜max = VSmax로 한다.

스텝 S39에서는 t

의 랭크(L)를 L=-1,0,1,2 ‥(정수)로 하여, (twz ×(2의 L승))

(twz ×(2의 (L+1)-t

min)로 하여 계산한다.

단, L=-1일 때는 (twz ×(2의 L승)) = t

min로 한다.

또, (twz ×(2의 L승) - t□min)max

t

max로 한다.

스텝 S40에서는 K와 L를 비교하여 K > L이면 스텝 S43에, K

L이면 스텝 S41에 이행한다.

스텝 S41에서는 ΔV

=(ΔV

min을 2진수 표시로 (K-L)비트좌로 이동한 값)로 한다.

스텝 S43에서는 ΔV

= 0으로 한다.

스텝 S44에서는 가감속 제어방법 처리에 ΔV

를 출력하여 종료한다.

또, 스텝 S36에서 S44는 도 6과 같이 표현된다.

도 6은 VWz=2,000Hz, fc=4MHz로 한 경우의 예이다.

도 5에서의 스텝 S36에서 S44를 도 6의 플로차트에 따라 설명한다.

스텝 S51은 처리의 개시를 나타낸다.

스텝 S52에서는 t

와 0을 비교하여, t

= 0이면 스텝 S83에, t

≠0이며 스텝 S53에 이행한다.

스텝 S53에서는 ｜VS-VO｜와 0을 비교하여 ｜VS-VO｜= 0이면 스텝 S83에, ｜VS-VO｜≠0이면 스텝 S54에 이행한다.

스텝 S54에서는 ｜VS-VO｜와 2,000을 비교하여 ｜VS-VO｜

2,000이면 스텝 S55에 이행하여 K=0로 하고, ｜VS-VO｜> 2,000이면 스텝 S56에 이행한다.

스텝 S56에서는｜VS-VO｜와 4,000을 비교하여 ｜VS-VO｜

4,000이면 스텝 S57에 이행하여 K=1로 하고, ｜VS-VO｜> 4,000이면 스텝 S58에 이행한다.

스텝 S58에서는 ｜VS-VO｜와 8,000을 비교하여, ｜VS-VO｜

8,000이면 스텝 S59에 이행하여 K=2로 하고, ｜VS-VO｜> 8,000이면 스텝 S60에 이행한다.

스텝 S60에서는｜VS-VO｜와 16,000을 비교하여 ｜VS-VO｜

16,000이면 스텝 S61에 이행하여 K=3으로 하고, ｜VS-VO｜> 16,000이면 스텝 S62에 이행한다.

스텝 S62에서는｜VS-VO｜와 32,000을 비교하여 ｜VS-VO｜

32,000이면 스텝 S63에 이행하여 K=4로 하고, ｜VS-VO｜> 32,000이면 스텝 S64에 이행한다.

스텝 S64에서는｜VS-VO｜와 64,000을 비교하여 ｜VS-VO｜

64,000이면 스텝 S65에 이행하여 K=5로 하고, ｜VS-VO｜> 64,000이면 스텝 S66에 이행한다.

스텝 S66에서는｜VS-VO｜와 128,000을 비교하여 ｜VS-VO｜

128,000이면 스텝 S67에 이행하여 K=6로 하고, ｜VS-VO｜> 128,000이면 스텝 S68에 이행한다.

스텝 S68에서는 K=7로 한다.

스텝 S60에서는 t

와 1,024를 비교하여, t

< 1,024이면 스텝 S70으로 이행하여 L=0로 하고, t

1,024이면 스텝 S71에 이행한다.

스텝 S71에서는 t

와 2,048를 비교하여, t

< 2,048면 스텝 S72으로 이행하여 L=1로 하고, t

2,048이면 스텝 S73에 이행한다.

스텝 S73에서는 t

와 4,096를 비교하여, t

< 4,096이면 스텝 S74으로 이행하여 L=2로 하고, t

4,096이면 스텝 S75에 이행한다.

스텝 S75에서는 t

와 8,192를 비교하여, t

< 8,192이면 스텝 S76으로 이행하여 L=3로 하고, t

8,192이면 스텝 S77에 이행한다.

스텝 S77에서는 t

와 16,384를 비교하여, t

< 16,384이면 스텝 S78으로 이행하여 L=4로 하고, t

16,384이면 스텝 S79에 이행한다.

스텝 S79에서는 L=5로 한다.

스텝 S80에서는 K와 L을 비교하여, K>L이면 스텝 S82에 이행하여 ΔV

min=1 (2진수)를 (K-L)비트좌로 이동한 값을 ΔV

로 하고, K

L이면 스텝 S81에 이행하여 ΔV

= 1로 한다.

또, 스텝 S83에서는 ΔV

= 0으로 한다.

스텝 S84에서는 가감속 제어방법의 처리에 ΔV

를 출력하고 종료한다.

또한, 상기한 방법을 실현하는 경우는 하드웨어, 소프트웨어 어느 것이나 가능하다.

도 7은 본 실시의 형태에서의 속도변화량(ΔV

)의 산출방법인 데이터 테이블을 나타내는 표이며, 도 5의 플로차트에 의해 얻어지는 결과이다.

도 8은 도 7에 제어주파수 fc=4MHz, VWz=2,000Hz, ΔV

min=1Hz, twz=1,024㎳, t

min=1㎳를 대입한 경우의 예이다.

이 도면에 있는 데이터 테이블은 입력 데이터로서, ｜지령속도(VS)-초속(VO)｜Hz, 가감속시간(t

Hz)을 부여하고, 출력 데이터로서, 속도변화량(ΔV

Hz)을 얻는다.

이 경우에, ｜VS-VO｜의 값이 10가, ΔV

의 값이 35개이다.

도 9는 ΔV

를 섬세하게 하기 위하여, ΔV

min마다 변화하도록 하였으므로 제어주파수 fc=4MHz, VWz=2,000Hz, ΔV

min=1Hz, t

min=1㎳, te

=0.5㎳를 대입한 경우의 예이다. 또한 twz는 고정치로 않된다.

이 경우, ｜VS-VO｜의 값이 102개, ΔV

의 값이 103개로 된다.

그러나, 조합의 수가 너무 많아 실현하기 어려움으로, 본 실시의 형태에서는 도 8과 같이 ΔV

를 2의 (K-L)승으로 하였다.

이에 따라, 조합의 수를 감소하여 실현을 용이하게 할 수가 있다.

본 실시의 형태 2는 속도변화량(ΔV

)의 결정방법을 데이터 테이블로 하였으므로 ΔV

을 간단한 방법으로 즉시 구할 수 있는 효과를 나타낸다.

도 10은 제어주파수(fc)의 산출방버의 플로차트를 나타내는 도이며, 참고로 첨부하고 있다.

상기한 실시의 형태 1 및 2에 의하면, 속도변화량(ΔV

)을 우선하여 가감속속도의 분할수와 가감속시간의 분할수를 가변으로 하여, 항상 각 분할수가 최대한 크게 되도록 최적화하여, 속도변화간격(Δt

)마다 출력속도를 변화시켜서 가감속을 행하도록 하였으므로 스텝모터의 탈조를 일으키기 어렵게 하여, 가감속시간을 단축하며, 기동까지의 처리시간을 짧게 하여, 택트타임(tact time)의 단축이 되며, 또 다축제어를 저비용으로 실현할 수 있도록 하는 효과를 나타낸다.

여기서, 택트시간이란 1개의 공정의 시간이며, 그 경우에는 위치결정 동작을 1공정으로 하고 있으며, 가속시간, 감속시간, 기동까지의 시간이 짧게 되면 동일한 이동량을 위치결정할 경우에 동작시간이 짧게 된다.

택트타임이 구체적 개선책으로서, 도 11을 사용하여 설명한다. 스텝모터가 탈조 않기 위하여 고려할 것중에서 속도변화량(ΔV

)이 관계하는 것을 다음에 설명한다.

(1) 스텝모터가 회전중의 진동 특성.

스텝모터는 저속시에서는 스텝모터 자신의 진동이 크게 되어 원활한 회전이 않된다.

특히 200Hz 전후에 진동레벨이 크게 되는 영역이 있다(0 ~ 약 400Hz).

이 영역을 피한 초속 : VO(약 400Hz 이상)을 설정할 필요가 있다.

(2) 관성부하-자기동주파수(탈조하기 직전의 속도)특성, 관성비, 스텝모터의 로터 또는 스텝모터 자체에는 관성모멘트가 있으므로 순간기동시, 정지시에 지연 또는 전진이 모터축에 발생한다.

이 값은 속도에 따라 변화하나, 소정치를 넘으면 모터는 펄스속도에 추종될 수 없게 되어 탈조(미스 스텝핑)한다.

이 탈조하기 직전의 속도를 자기동주파수라 한다.

관성부하에 대한 최대 자기동주파수의 변화는 다음식으로 근사하게 할 수 있다.

f = fs/√(1 + JL/Jo)Hz

f : 관성부하가 있는 경우의 최대 자기동주파수 Hz, fs : 모터단체의 최대 자기동주파수 Hz, Jo : 로터의 관성모멘트 g㎝²(kgㆍm²), JL : 부하의 관성모멘트 g㎝²(kgㆍm²)(J = GD²/4의 관계가 있다).

여기서, 관성비 = JL/Jo

(5 ~ 10)인 것이 필요.

그러므로 (0.30 ×fs)

f

Hz

따라서, 이 자기동주파수(f)보다 작은 초속(VO)을 설정할 필요가 있다. 또 (초속(VO) + 속도변화량(Δv

))도 이 자기동주파수(f)보다 작게 할 필요가 있다.

(3) 가감속율

가감속율 : TR = 가감속시간 ms/｜지령속도 kHz - 초속 kHz｜ms/kHz

상기 계산에 의해 구한 가감속율이 사용하는 스텝모터의 가감속율치(약 20 ~ 30) 이상인 것이 필요.

만일 사용하는 스텝모터의 가감속율치 이내의 경우는 설정가감속시간을 길게 하는 등의 변경이 필요.

상기한 (1), (2), (3)을 고려하여 출력펄스수 = 2,000펄스, 지령속도 : VS = 5,000Hz, ｜지령속도(VS) - 초속(VO)｜ = 5,000Hz, 2상모터(fs = 1,500Hz)의 경우를 예로들어 설명한다.

조건으로서 다음의 ① ~ ③을 만족시키는 것으로 한다.

① 진동대책으로서 초속(VO)

400Hz에 의해 초속(VO) = 400Hz으로 한다.

② 탈조대책으로서 관성비

10으로 하고, (초속(VO) + 속도변화량(ΔV

) <(f≒(0.302 ×fs))Hz로 한다.

③ 탈조대책으로서 가감속율

20ms/kHz로 한다.

먼저, (초속(VO) + 속도변화량(ΔV

))<f≒(0.302 ×fs))Hz에 의해 ΔV

Hz를 구한다.

초속(VO) = 400Hz임으로 0

ΔV

<(0.302 ×fs - 400)Hz이며, 2상모터(fs = 1,500Hz)에서는 ΔV

(0.302 ×fs -400) =53Hz이며, 따라서 ΔV

50Hz로 된다.

다음, 가감속율

20ms/kHz에의한 실기감속시간을 구한다.

가감속율 : 20

가감속시간/｜지령속도 - 초속｜ms/kHz에 의해 가감속시간

20 ×｜지령속도 - 초속｜ms로 되며, 또 지령속도(VS) = 5kHz, 초속(VO) = 0.4kHz이므로 실가감속시간

20 ×｜5 - 0.4｜ = 92ms로 된다.

다음, ΔV

50Hz의 조건을 만족시키는 최소 설정가감속시간을 구한다.

본 실시의 형태에서는 가령 가감속율시의 실가감속시간까지 가속시간을 짧게 되었다 하고, 최소 설정가감속시간을 92ms로 하면 도 8에 의해 ｜지령속도(VS) - 초속(VO)｜ = ｜5,000 - 400｜ = 4,600Hz, 가감속시간 = 92ms에 의해 ΔV

= 2Hz로 되어 ΔV

50Hz의 조건을 만족한다.

따라서, 최소 설정가감속시간 = 최소 실가감속시간 = 92ms에 설정하여도 ΔV

50Hz의 조건을 만족함으로 탈조않는다.

바꾸어 말하며, 본 발명에 의하면 ΔV

50Hz의 조건을 만족시키는 최소 설정가감속시간 = 92ms이다.

한편, 종래기술에서 설명한 시간간격 고정방법에서는 설정가감속시간 = Δtc ×CT

= Δtc ×Cv

= (｜지령속도(VS) - 초속(VO)｜ΔV

의 소수점 이하 절상), 설정가감속시간 = Δtc ×(｜지령속도(VS) - 초속(VO)｜ΔV

의 소수점 이하 절상), Δtc = 2ms로 하면 최소 설정가감속시간 = 2ms ×(｜5,000 - 400Hz/50Hz의 소수점 이하 절상) = 2ms ×92 = 182ms.

여기서, 92개째의 Δtc 에서는 속도가 지령속도(VS)와 거의 동일하게 되므로 최소 실가감속시간 = 2ms ×92 - 1) = 182ms로 변경한다.

즉, 종래예에서는 ΔV

50Hz의 조건을 만족시키는 최소 설정가감속시간 = 182ms이다.

다음 택트타임에의 영향(출력펄스수 = 2,000펄스를 위치결정했을 때의 위치 결정시간의 차이)에 대하여 설명한다.

위치결정시간 = (실가속시간 + 정속시간 + 실가감속시간)ms, 정속시간 = ((출력펄스수 - 실가속시간에서의 출력펄스수 - 실가감시간에서의 출력펄스수)펄스/지령속도(VS)kHz)ms, 실가속시간에서의 출력펄스수≒((초속(VO) + 지령속도(VS)kHz ×실가속시간 ms/2펄스, 실감속시간에서의 출력펄스수≒((초속(VO) + 지령속도 (VS)kHz ×실감속시간 ms/2펄스이다.

본 실시의 형태에서는 실가속시간에서의 출력펄스수≒((초속(VO) + 지령속도 (VS)kHz ×실가속시간 ms)/2 = ((0.4 + 5)×92/2 = 248.4펄스, 실감속시간에서의 출력펄스수≒((초속(VO) + 지령속도(VS)kHz ×실감속시간 ms)/2 = ((0.4 + 5)×92/2 = 248.4펄스, 정속시간 = ((출력펄스수 - 실가속시간에서의 출력펄스수 - 실감속시간에서의 출력펄스수)펄스/지령속도(VS)kHz≒(2,000 - 248.4 - 248.4)/5 = 300.64≒301ms, 위치결정시간 = (실가속시간 + 정속시간 + 실감속시간)≒(92 + 301 +92) = 485ms로 된다.

한편, 종래예인 시간간격 고정방법에서는 실가속시간에서의 출력펄스수≒((초속(VO) + 지령속도(VS)kHz ×실가속시간 ms)/2 = ((0.4 + 5) ×182)/2 = 491.4펄스, 실감속시간에서의 출력펄스수≒초속(VO) + 지령속도(VS)kHz ×실감속시간 ms)/2 = ((0.4 + 5)×182)/2 = 491.4펄스, 정속시간 = ((출력펄스수 - 실가속시간에서의 출력펄스수 - 실감속시간에서의 출력펄스수)펄스/지령속도(VS)kHz≒(2,000 - 291.4 - 291.4)/5 = 203.4≒203ms, 위치결정시간 = (실가속시간 + 정속시간 + 실감속시간)≒(182 + 203 + 182) = 567ms로 된다.

따라서, 이 조건의 경우는 본 발명에 의한 실시예의 쪽이 종래예인 시간간격 고정방법보다 약 (567 - 485) = 82≒약 80ms 위치결정시간을 짧게 할 수 있다.

본 발명에 의하면 속도변화량(ΔV

)을 데이터 테이블에 의해 구하고, 가감속속도의 분할수와 가감속시간의 분할수를 가변으로 하여 항상 각 분할수가 최대한 크게 되도록 최적화하여 속도변화간격(Δt

)마다 출력속도를 변화시켜서 가감속을 행하도록 하였으므로 스텝모터의 탈조를 일으키기 어렵게 하여 가감속시간을 단축하고, 기동까지의 처리시간을 짧게 하여 택트타임의 단축이 되며, 또 다축제어를 저비용으로 실현하도록 하는 효과를 나타낸다.

또, 속도변화량(ΔV

)의 결정방법을 데이터 테이블로 하였으므로 ΔV

을 간단한 방법으로 즉시 구할 수가 있어 가감속 제어블록에 대한 부하를 경감할 수가 있다.

이상과 같이 본 발명에 의한 가감속 제어방법은 스텝모터의 속도변화제어에 적합하다.

Claims

속도변화량(ΔV
)을｜지령속도(VS) - 초속(VO)｜및 가감속시간(t
)에 대응하는 데이터 테이블에 의해 결정하는 공정과,

｜지령속도(VS) - 초속(VO)｜의 분할수(cv
)를 ｜지령속도(VS) - 초속(VO)｜/속도변화량(ΔV
)에 의해 결정하는 공정과,

가감속시간의 분할수(CT
)를 ｜지령속도(VS) - 초속(VO)｜의 분할수(cv
) - 1에 의해 결정하는 공정과,

속도변화간격(Δt
)을 가감속시간(t
)/가감속시간의 분할수(CT
)에 의해 결정하는 공정과,

가속시에는, 초속(VO)에 속도변화량(ΔV
)을 가산한 속도로 개시하여 속도변화간격(ΔV
)마다 전회의 속도에 속도변화량(ΔV
)을 가산한 값을 속도로서 결정하는 공정과,

지령속도(VS)에 도달하면, 지령속도 (VS)에 절체하는 공정과,

감속시에는, 지령속도(VS) 또는 현재속도에서 개시하여 속도변화간격(Δt
)마다 전회의 속도에 속도변화량(ΔV
)을 감산한 값을 속도로서 결정하는 공정

을 구비한 것을 특징으로 하는 가감속 제어방법.
제1항에 있어서,

속도변화간격(Δt
)은 출력펄스를 생성하는 제어주기와는 별도로 제공하여 가변으로 한 것을 특징으로 하는 가감속 제어방법.
제1항에 있어서,

초속(VO), 지령속도(VS), 지령속도의 최소치(VS min), 속도지령의 최대치(VS max), 가감속시간(t
), 가감속시간의 최소치(t
min), 가감속시간의 최대치(t
max), 가감속시간(t
)의 허용오차 범위조건(te
), 속도변화량의 조건, 제어주파수(fc), 가감속시간의 랭크구분시간(tWz)을 입력하는 공정과,

상기 데이터를 기저로 하여 속도차의 한계폭(VWz)을 결정하는 공정과,

속도차의 한계폭(VWz)과 가감속시간의 랭크구분시간(tWz)을 기저로 ｜지령속도(VS) - 초속(VO)｜을 속도차의 한계폭(VWz)에서 랭크구분하는 공정과,

가감속시간(t
)을 랭크구분시간(tWz)에서 랭크구분하는 공정과,

｜지령속도(VS) - 초속(VO)｜ 및 가감속시간 (t
)의 조합에 따라 속도변화량(ΔV
)을 결정하는 공정

을 구비하여, 데이터 테이블을 작성하는 것을 특징으로 하는 가감속 제어방법.
제3항에 있어서,

｜지령속도(VS) - 초속(VO)｜의 속도차의 한계폭(VWz)에서의 랭크구분은 (VWz ×2의 누승)으로 시행하며, 속도변화량(ΔV
)을 지령속도의 최소치(VS min) ×2의 누승으로 결정하는 것을 특징으로 하는 가감속 제어방법.