KR100838974B1 - 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법 - Google Patents

네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법 Download PDF

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KR100838974B1
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조명철
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엘에스산전 주식회사
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    • G05D13/00—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
    • G05D13/08—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover without auxiliary power
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    • G—PHYSICS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts

Abstract

본 발명은 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명에서는 위치결정데이터의 가속구간과 감속구간에서의 이동량을 제외한 등속구간의 이동량을 이용하여 등속구간 수를 계산하되 상기 등속구간 수가 정수로 계산되지 않을 경우 소수점 자리를 올림하여 등속구간 수를 계산하고, 상기 등속구간 수의 소수점 부분을 올림에 따라, 실제 이동량이 상기에서 계산된 합성이동량보다 커지게 되면, 상기에서 계산된 가속, 등속 및 감속이동에 대한 각 구간의 수를 이용하여 목표위치의 이동량에 맞게 합성속도를 재계산하여 연속운전 보상 속도를 생성함으로써, 보간 명령의 연속 운전시에 운전데이터가 바뀌는 코너에서의 속도 불연속을 없애 기계계의 충격을 주지 않으면서도 정확하게 목표위치로 위치를 결정할 수 있다.
PLC, 다축, 연속운전, 이동량, 합성속도

Description

네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법{METHOD FOR VELOCITY CONTROL OF CONTINUOUS MOTION IN POSITIONING CONTROLLER USING NETWORK}
도 1은 종래기술의 일예에 의한 보간 연속운전의 속도 프로파일을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에서의 속도프로파일로 운전시의 실제 직선보간 이동 궤적을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래기술의 다른 예에 의한 보간 연속운전시의 속도 프로파일을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 네트워크 위치결정모듈을 나타낸 기능 블록도이다.
도 5는 도 4의 속도프로파일생성부에서의 네트워크전송 주기마다의 이동량을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 의한 연속운전 가감속계산부의 등속구간에서의 이동량 계산 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 의한 도 6의 등속구간 보상에 따른 보간속도 제어방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100: 위치결정모듈 110: 명령지령부
150: 속도프로파일생성부 151: 명령해석부
152: 연속운전 가감속계산부 153: 연속운전 속도보상부
154: 구간별 펄스생성부 155: 보간축별 펄스분배부
190: 네트워크전송부 200: 다축 모터구동부
본 발명은 다축 연속운전 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PLC위치결정모듈의 운전 방법 중 직선보간, 원호보간과 같은 보간 명령의 연속 운전시 매 연산주기마다의 펄스 이동량을 계산하는 속도 프로파일 생성 방법으로, 특히 코너에서 발생하는 속도 불연속을 방지하면서 정확하게 목표위치로 위치 결정하기 위한 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법에 관한 것이다.
종래의 위치제어기는 대부분 단축(X축, Y축 또는 Z축) 운전에 대해서만 연속 운전이 가능하였다. 그러나 다축을 제어하는 시스템에 대한 수요가 증가하면서 직선보간, 원호보간 등의 다축 제어 기능을 사용하는 경우가 많아졌고, 시스템의 동작 시간을 줄여 생산성 향상을 위하여 보간 기능에 대해서도 연속 운전을 필요로 하는 경우가 발생하였다.
현재, 대부분의 위치제어기는 보간명령에 대하여 연속 운전시 현재 블럭의 마지막에 발생하는 이동량의 잔여분을 다음의 위치결정 데이터로 보내서 정확히 지 정 위치로 위치결정을 하지 않는 방법을 사용하여 출력 속도의 저하를 없애고 속도 불연속 시에 발생하는 진동을 억제하고 있다.
하지만, 정확하게 목표위치로 이동하여야 하는 경우에는 이러한 연속운전 방법을 사용할 수 없고, 목표위치에서 속도가 0이 된 다음, 이후의 위치결정 데이터로 운전하는 방법을 사용하게 된다. 이러한 경우 전체 시스템의 동작 시간이 늘어나게 되어 시스템의 성능이 저하되게 된다.
도 1은 종래기술의 일예에 의한 보간 연속운전의 속도 프로파일을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에서의 속도프로파일로 운전시의 실제 직선보간 이동 궤적을 나타낸 도면으로서, 정확하게 목표위치로 위치결정하지 않고 그 근방을 통과하는 제어방식을 나타낸 것이다.
즉, 도 1에서 나타내는 종래의 연속운전 속도 프로파일은 제 1위치결정데이터의 마지막구간에 발생하는 이동량의 잔여분을 다음 운전데이터인 제 2위치결정데이터로 보내기 때문에 도 2에서 나타내는 궤적과 같이 정확하게 목표위치로 이동하지 않고, 목표위치 전에서 다음 운전데이터의 궤적으로 운전하는 것을 볼 수 있다.
이 경우의 연속운전 방식은 정확하게 목표위치로 위치결정을 하면서 연속운전을 하고자 하는 경우에는 적용할 수가 없는 문제점이 있다. 이러한 경우에는 목표위치에서 속도를 0으로 하는 단독운전 방식을 사용하여야 하는데, 연속 운전을 하는 경우보다 감속시간과 가속시간이 더 필요하기 때문에 전체 시스템의 동작 시간이 늘어나게 되어 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
도 3은 종래기술의 다른 예에 의한 보간 연속운전시의 속도 프로파일을 나타 낸 것으로, 제 1위치결정데이터의 마지막구간에서 발생하는 잔여 이동량을 그대로 출력하여 목표위치로 위치결정하는 방식이다.
즉, 도 1의 경우에는 정확하게 목표위치로 위치결정하지 못하는 문제가 발생하기 때문에 도 3에서는 제 1위치결정데이터의 마지막구간에 발생하는 이동 잔여량을 그대로 출력하여 목표위치로 통과하게 하는 방식이다.
이와 같은 방식은 잔여 이동량을 그대로 출력하여 정확하게 목표위치로 위치결정은 할 수 있지만, 이 잔여 이동량을 보상하지 않기 때문에 필연적으로 제 1위치결정데이터의 운전속도와 제 2위치결정데이터의 운전속도 간의 속도 불연속이 발생하게 되고, 이것은 기계계에 큰 충격으로 작용할 수 있는 문제점이 있었다.
따라서, 종래의 위치결정모듈의 운전 방법 중 직선보간, 원호보간과 같은 보간 명령의 연속 운전시에는 정확하게 목표위치로 운전하지 못하고 근방을 통과하는 연속운전이 되거나 목표위치로 운전하더라도 속도 불연속이 발생하여 기계계에 큰 충격을 주게 되는 문제점이 발생하게 되었다.
본 발명의 목적은 보간 명령의 연속 운전시에 운전데이터가 바뀌는 코너에서의 속도 불연속을 없애 기계계의 충격을 주지 않으면서도 정확하게 목표위치로 위치를 결정할 수 있는 네트워크형 위치결정 모듈의 연속운전 속도 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 외부로부터 전달된 제 1 및 제 2위치결정데이터의 속도, 가속시간 및 감속시간을 이용하여 속도프로파일 생성에 필요한 다축간 합성이동량을 포함한 파라미터값을 계산하는 제 1단계; 상기 가속시간과 감속시간을 이용하여 제 1위치결정데이터의 속도까지의 가속구간 수와 제 2위치결정데이터의 속도까지의 감속구간 수를 각각 계산하는 제 2단계; 상기 합성이동량에서 가속구간과 감속구간에서의 이동량을 제외한 등속구간의 이동량을 이용하여 등속구간 수를 계산하되 상기 등속구간 수가 정수로 계산되지 않을 경우 소수점 자리를 올림하여 등속구간 수를 계산하는 제 3단계; 상기 등속구간 수의 소수점 부분을 올림에 따라, 실제 이동량이 상기에서 계산된 합성이동량보다 커지게 되면, 상기에서 계산된 가속, 등속 및 감속이동에 대한 각 구간의 수를 이용하여 목표위치의 이동량에 맞게 합성속도를 재계산하여 연속운전 보상 속도를 생성하는 제 4단계; 및 상기 가속구간, 등속구간 및 감속구간별 수와 연속운전 보상 속도를 이용하여 네트워크전송 주기당 이동할 위치에 대응되는 펄스를 생성하는 제 5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기에서 가속, 등속 및 감속구간에서의 각 단위 구간은 네트워크전송 주기당 축간 합성이동량에 해당하는 것이고, 각 구간에서의 속도는 네트워크전송 주기당 펄스의 개수에 의해 정해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 5단계에서 네트워크전송 주기당 이동할 위치에 상응하는 개수의 펄스를 생성할 때 보간 축별로 각 축의 이동거리에 비례하여 이동량을 재분배하여 축별로 이동할 위치에 대한 펄스를 생성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 보다 상세하게 설 명하고자 한다.
도 4는 본 발명에 의한 네트워크 위치결정모듈을 나타낸 기능 블록도로서, 위치결정모듈(100)은 명령지령부(110), 속도프로파일생성부(150), 네트워크전송부(190)를 포함하여 이루어져 있다.
상기 명령지령부(110)는 사용자로부터 입력된 현재 운전데이터(예컨데, 제 1위치결정데이터)의 속도, 위치, 가속시간, 감속시간 등과 같은 파라미터와 다음 운전데이터(예컨데, 제 2위치결정데이터)의 파라미터를 속도프로파일생성부(150)로 전송하도록 구성되어 있다.
그리고, 속도프로파일생성부(150)는 도 5와 같이 매 네트워크전송 주기마다 즉, X축 모터구동부(210)와 Y축 모터구동부(250)를 제어하는 명령위치를 업데이트하는 시간마다 구간별 위치값에 해당하는 개수의 펄스를 생성하도록 구성되어 있다. 상기 속도프로파일생성부(150)에서 생성된 펄스 수는 증분량에 대한 것으로, 실제 전송시에는 매 네트워크전송 주기마다의 펄스의 개수를 누적하여 실제 위치값을 전송한다. 여기에서, 네트워크 전송 주기당 펄스의 개수(이동거리에 해당함)가 많을수록 모터구동부(210, 250)의 이동속도는 빨라지게 된다.
상기 네트워크전송부(190)에서는 생성된 위치값을 해당 모터구동부(200)의 X축 모터구동부(210)와 Y축 모터구동부(250)로 각각 전송하게 되며, 상기 X축 모터구동부(210)와 Y축 모터구동부(250)는 위치값에 따라 각기 구동하여 타깃을 해당 목표 위치로 이동시키게 된다.
아울러, 속도프로파일생성부(150)는 명령해석부(151)와 연속운전 가감속계산부(152), 연속운전 속도보상부(153), 구간별 펄스생성부(154) 및 보간축별 펄스분배부(155)를 포함하여 이루어져 있다.
상기 명령해석부(151)는 명령지령부(110)에서 전달된 제 1위치결정데이터와 제 2위치결정데이터의 속도, 위치, 가속시간, 감속시간을 이용하여 속도프로파일 생성에 필요한 파라미터 값(예를 들어, 합성속도, 합성이동거리)을 계산하도록 구성되어 있다.
연속운전 가감속계산부(152)는 제 1위치결정데이터의 속도까지의 가속구간 수와 제 2위치결정데이터의 속도까지의 감속구간 수를 계산하도록 구성되어 있다. 또한 연속운전 가감속계산부(152)는 전체 이동량에서 가속구간과 감속구간에서의 이동량을 제외한 등속구간의 이동량을 이용하여 등속구간을 계산하게 된다. 이때 등속구간은 정확하게 정수로 계산되지 않을 수도 있는 데, 이 경우에는 소수점 자리를 올림하게 된다.
상기에서 소수점 자리를 올림할 경우 지령된 위치이동량보다 실제이동량이 더 크게 되는데, 연속운전 속도보상부(153)에서 상기에서 계산한 가속구간, 등속구간, 감속구간의 수를 이용하여 목표위치 이동량에 맞게 운전 속도를 재계산하여 연속운전 보상 속도를 생성하게 된다.
그리고, 구간별 펄스생성부(154)는 각 구간별 수와 연속운전 보상 속도를 이용하여 네트워크전송 주기당 이동할 위치에 상응하는 개수의 펄스를 생성하고, 이때 이동량은 보간명령에서 합성된 합성이동량이므로, 보간축별 펄스분배부(155)에서 각 축의 이동거리에 비례하여 이동량을 재분배하도록 구성되어 있다.
상기에서 가속, 등속 및 감속구간에서의 각 단위 구간은 네트워크전송 주기당 축간 합성이동량에 해당하는 것이고, 각 구간에서의 속도는 네트워크전송 주기당 펄스의 개수에 의해 정해지게 된다.
그럼, 이와 같이 구성된 위치결정모듈(100)의 제반 동작 과정을 살펴보면 아래와 같다. 여기에서는 2축 직선보간의 예를 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않고 다축 직선보간이나 원호보간에 적용할 수 있음은 당연하다.
먼저, 도 4의 속도프로파일생성부(150)의 명령해석부(151)는 주어진 속도를 네트워크전송 주기당 이동량으로 변환하는 데, 여기에서 속도프로파일을 생성하기 위하여 합성이동거리를 계산하게 된다.
또한, 직선보간 명령의 운전 속도는 주축(예컨데, X축)에 대한 속도로 주어지므로, 이를 이용하여 합성속도를 계산한다. 제 1축(X축)의 이동거리를 s1, 제 2축(Y축)의 이동거리를 s2, 제 1축의 속도를 v1이라 하였을 때 합성이동거리(s)와 합성속도(vel)는 아래 수학식 1 및 수학식 2와 같이 구할 수 있다.
Figure 112006092794225-pat00001
여기서, s는 합성이동거리이고, s1은 제 1축의 이동거리이며, s2는 제 2축의 이동거리임.
vel = v1 × (s / s1)
여기서, vel은 합성속도이고, v1은 제 1축의 속도이고, s는 합성이동거리이며, s1은 제 1축의 이동거리임.
그리고, 네트워크전송 주기를 Ts[sec]이라고 하였을 때, 도 6에서 등속구간 에서의 네트워크전송 주기당 합성이동량(VelTs)은 수학식 3과 같이 구할 수 있다.
velTs = vel × Ts
여기서, vel는 합성속도이며, Ts는 네트워크전송 주기임.
이어, 도 4의 연속운전 가감속계산부(152)는 주어진 가속시간(acct), 감속시간(dcct)을 이용하여 가속구간 수와 감속구간 수를 계산하게 된다. 2스텝 이상의 연속 운전의 경우 첫번째 스텝과 마지막 스텝을 제외하고는 시점속도(vs)와 종점속도(vs)가 발생하게 되는 데, 이 경우 시점속도와 종점속도에서의 네트워크전송 주기당 이동량은 아래의 수학식 4 및 수학식 5와 같다.
vsTs = vs × Ts
여기서, vsTs는 시점속도에서의 이동량이고, vs는 시점속도이며, Ts는 네트워크전송 주기임.
veTs = ve × Ts
여기서, veTs는 종점속도에서의 이동량이고, ve는 종점속도이며, Ts는 네트워크전송 주기임.
따라서, 연속운전의 경우 가속구간 수(nAcc)와 감속구간 수(nDcc)는 각각 수학식 6 및 수학식 7로 구할 수 있다. 아래에서 COM_TIME은 ms단위의 네트워크전송 주기를 나타낸다.
가속구간 수(nAcc) = acct × {(velTs - vsTs) / velTs} / COM_TIME
여기서, acct는 가속시간이고, VelTs는 네트워크전송 주기당 합성이동량이고, vsTs는 시점속도에서의 이동량이며, COM_TIME은 네트워크전송 주기임.
감속구간 수(nDcc) = dcct × {(velTs - veTs) / velTs} / COM_TIME
여기서, dcct는 감속시간이고, VelTs는 네트워크전송 주기당 합성이동량이고, veTs는 종점속도에서의 이동량이며, COM_TIME은 네트워크전송 주기임.
또한, 연속운전 가감속계산부(152)는 상기 가속구간 수(nAcc)와 감속구간 수(nDcc)를 이용하여 등속구간을 계산하게 된다. 즉, 합성이동거리(s)는 가속이동량과 등속이동량 및 감속이동량을 더한 값과 같은 데, 이를 식으로 나타내면 수학식 8과 같고, 여기에서 등속구간 수(nUni)는 수학식 9를 이용하여 계산하게 된다.
s = {0.5 × (velTs + vsTs) × (nAcc+1) - vsTs} + (velTs × nUni) + {0.5 × (velTs + veTs) × (nDcc+1)}
nUni = [s - {0.5 × (velTs + vsTs) × (nAcc+1) - vsTs} - {0.5 × (velTs + veTs) × (nDcc+1)}] / velTs
여기서, VelTs는 네트워크전송 주기당 합성이동량이고, vsTs는 시점속도에서의 이동량이고, veTs는 종점속도에서의 이동량이며, nAcc는 가속구간 수이고, nUni 는 등속구간 수이고, veTs는 종점속도에서의 이동량이며, nDcc는 감속구간의 수임.
이때, 등속구간은 정확하게 정수로 계산되지 않을 수도 있는 데, 구간의 수는 항상 정수이어야 하므로 아래의 ceil함수를 사용하여 소수점 자리는 올림처리하게 된다.
nUni = ceil (nUni)
여기에서, 소수점에 해당하는 부분이 도 6에서 ⓡ부분을 나타내고, ceil 함수로 소수점 부분을 올림하여 추가된 이동량이 ⓐ부분을 나타낸다. 정확한 목표위치로 위치결정하기 위해서는 이 추가된 이동량인 ⓐ를 보상해 주어야 한다.
매 네트워크전송 주기마다의 이동량은 항상 등속구간의 합성이동량(velTs)을 기준으로 생성되기 때문에, 본 발명에서는 이미 구해진 가속구간, 등속구간 및 감속구간의 수를 이용하여 상기 수학식 8에서 합성이동량(velTs)을 재계산하여 도 7에서와 같이 가속, 등속 및 감속구간에서 속도를 낮추어 줌으로써 추가된 이동량 a를 제거하여 준다.
아래의 수학식 11은 재계산된 연속운전 보상 속도인 합성이동량을 나타낸다.
velTs = (2 × (s+vsTs) - vsTs × (nAcc+1) - veTs × (nDcc+1)) / (nAcc+1 + nDcc+1 + 2 × nUni)
여기서, VelTs는 보상된 네트워크전송 주기당 합성이동량이고, vsTs는 시점속도에서의 이동량이고, veTs는 종점속도에서의 이동량이며, nAcc는 가속구간 수이 고, nUni는 등속구간 수이고, veTs는 종점속도에서의 이동량이며, nDcc는 감속구간의 수임.
이 재계산된 연속운전 보상 속도는 지령 속도보다 작게 되지만, 추가되는 이동량 a는 항상 합성이동량(velTs)보다 작은 값이기 때문에 지령속도와의 차이는 미세하다. 또한 가속구간, 등속구간 및 감속구간 수는 미리 계산되었기 때문에 시스템의 동작 시간의 차이는 발생하지 않는다. 이것은 연속운전 보상속도와 지령 속도와의 차이가 시스템의 성능에는 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다.
이어, 구간별 펄스생성부(154)에서는 연속운전 보상 속도를 이용하여 가속, 등속 및 감속구간에서의 매 네트워크전송 주기당 펄스의 수(PulseOut)를 계산한다. 상기 각 구간별 펄스 수의 계산 방법은 수학식 12, 수학식 13 및 수학식 14에 나타내었다.
즉, 가속구간에서는 네트워크전송 주기당 펄스의 수(PulseOut)를 수학식 12와 같이 이전구간까지의 펄스의 개수(pout)에 시점속도에서의 이동량(vsTs)에서 등속구간에서의 이동량(velTs)까지의 증분치를 가속구간수로 나눈 값을 더해서 출력한다.
PulseOut = pout + (velTs - vsTs) / nAcc
여기서, pout는 펄스의 개수이고, velTs는 합성이동량이고, vsTs는 시점속도에서의 이동량이며, nAcc는 가속구간 수임.
등속구간에서는 수학식 13과 같이 연속운전 보상 속도에 해당하는 합성이동 량(velTs)을 출력한다.
PulseOut = velTs
그리고, 감속구간에서는 수학식 14와 같이 이전구간까지의 펄스의 개수(pout)에 등속구간에서의 합성이동량(velTs)에서 종점속도에서의 이동량(veTs)까지의 감분치를 감속구간 수로 나눈 값을 빼서 출력한다.
PulseOut = pout - (velTs - veTs) / nDcc
여기서, pout는 펄스의 개수이고, velTs는 합성이동량이고, veTs는 종점속도에서의 이동량이며, nDcc는 감속구간 수임.
앞에서 생성한 각 구간에서의 펄스의 개수는 합성거리에 대한 이동량이므로, 실제 모터구동부(200)에 전송할 때는 각 축에 맞게 재분배되어야 한다.
즉, 보간축별 펄스분배부(155)에서 전체 이동거리(s)당 각 축의 이동거리(s1, s2)의 비로 펄스를 분배한다. 수학식 15 및 수학식 16에서 X축 이동량과 Y축 이동량을 계산하여 이전 위치(X_pos_pre, Y_pos_pre)에 더하여 실제 지령위치를 생성한다.
X_pos = X_pos_pre + PulseOut × (s1 / s )
Y_pos = Y_pos_pre + PulseOut × (s2 / s)
따라서, 본 발명에서는 등속구간의 수가 정수값이 아닌 소수점 자리를 가질 경우 소수점 자리를 올림하여 정수의 등속구간을 만든 후 상기 올림하여 발생한 추가분(위치오차값)에 대해서는 가속구간과 등속구간 및 감속구간의 수를 이용하여 목표 위치량에 맞게 운전속도를 재계산하여 제거함으로써, 코너에서 발생하는 속도 불연속을 방지함과 아울러 정확하게 목표위치로 위치결정을 할 수가 있는 것이다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 속도프로파일생성부의 연속 운전 속도 보상부에서 보간 목표위치로 정확히 위치결정하기 위하여 미리 계산된 가속구간, 등속구간, 감속구간을 이용하여 보간 속도를 재계산하여 등속구간에서 소수점 자리에 해당하는 구간 수를 올림하여 발생하는 추가된 이동량을 제거하여 줌으로써, 정확하게 목표위치로 위치결정할 수 있는 이점이 있다.
또한, 종래기술에서 목표위치로 위치결정하기 위하여 마지막구간의 이동 잔여량을 그대로 출력하여 발생하는 속도 불연속을, 본 발명에서는 속도프로파일생성부의 연속운전 속도 보상부에서 보간 속도를 재계산하여 보상함으로써, 코너에서도 속도 불연속이 발생하지 않아 기계계에 전혀 충격을 주지 않으면서도 원하는 목표위치로 정확하게 제어할 수 있는 이점이 있다.

Claims (13)

  1. 외부로부터 전달된 제 1 및 제 2위치결정데이터의 속도, 가속시간 및 감속시간을 이용하여 속도프로파일 생성에 필요한 합성이동량을 포함하는 파라미터값을 계산하는 제 1단계;
    상기 가속시간과 감속시간을 이용하여 제 1위치결정데이터의 속도까지의 가속구간 수와 제 2위치결정데이터의 속도까지의 감속구간 수를 각각 계산하는 제 2단계;
    상기 합성이동량에서 가속구간과 감속구간에서의 이동량을 제외한 등속구간의 이동량을 이용하여 등속구간 수를 계산하되 상기 등속구간 수가 정수로 계산되지 않을 경우 소수점 자리를 올림하여 등속구간 수를 계산하는 제 3단계;
    상기 등속구간 수의 소수점 부분을 올림에 따라, 실제 이동량이 상기에서 계산된 합성이동량보다 커지게 되면, 상기에서 계산된 가속, 등속 및 감속이동에 대한 각 구간의 수를 이용하여 목표위치의 이동량에 맞게 합성속도를 재계산하여 연속운전 보상 속도를 생성하는 제 4단계; 및
    상기 가속구간, 등속구간 및 감속구간별 수와 연속운전 보상 속도를 이용하여 네트워크 전송 주기당 이동할 위치의 이동거리에 대응되는 개수의 펄스를 생성하는 제 5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기에서 가속, 등속 및 감속 구간에서의 각 단위구간은 네트워크 전송 주기당 합성이동량에 해당하는 것이고, 각 단위구간에서의 속도는 네트워크 전송 주기당 펄스의 개수에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 5단계에서 네트워크 전송 주기당 이동할 위치의 이동거리에 대응하는 개수의 펄스를 생성할 때, 보간 축별로 각 축의 이동거리에 비례하여 이동량을 재분배한 후 각 축별로 이동할 위치에 대한 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 각 단위구간에서의 펄스의 개수는 전체 이동거리당 각 축의 이동거리의 비에 따라 분배하는 것을 특징으로 하는 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2단계에서의 가속구간의 수(nAcc)는 아래 수학식 1에 의해 계산되며, 감속구간의 수(nDcc)는 아래 수학식 2에 의해 계산되며, 상기의 수학식 1 및 2의 시점속도에서의 이동량(vsTs)과 종점속도에서의 이동량(veTs)은 아래 수학식 3 및 4에 의해 획득되는 것을 특징으로 하는 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법.
    수학식 1
    가속구간 수(nAcc) = acct × {(velTs - vsTs) / velTs} / COM_TIME
    단, acct는 가속시간이고, VelTs는 네트워크전송 주기당 합성이동량이고, vsTs는 시점속도에서의 이동량이며, COM_TIME은 네트워크전송 주기임.
    수학식 2
    감속구간 수(nDcc) = dcct × {(velTs - veTs) / velTs} / COM_TIME
    단, dcct는 감속시간이고, VelTs는 네트워크전송 주기당 합성이동량이고, veTs는 종점속도에서의 이동량이며, COM_TIME은 네트워크전송 주기임.
    수학식 3
    vsTs = vs × Ts
    단, vs는 시점속도이고, Ts는 네트워크전송 주기임.
    수학식 4
    veTs = ve × Ts
    단, ve는 종점속도이고, Ts는 네트워크전송 주기임.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3단계에서의 등속구간 수(nUni)는 가속구간 수(nAcc)와 감속구간 수(nDcc)를 이용하여 아래 수학식 1을 통해 획득하되, 수학식 1의 합성이동거리(s)는 가속이동량과 등속 이동량 및 감속 이동량을 합산한 것으로 아래 수학식 2에 의해 획득되는 것을 특징으로 하는 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법.
    수학식 1
    nUni = [s - {0.5 × (velTs + vsTs) × (nAcc+1) - vsTs} - {0.5 × (velTs + veTs) × (nDcc+1)}] / velTs
    수학식 2
    s = {0.5 × (velTs + vsTs) × (nAcc+1) - vsTs} + (velTs × nUni) + {0.5 × (velTs + veTs) × (nDcc+1)}
    단, VelTs는 네트워크전송 주기당 합성이동량이고, vsTs는 시점속도에서의 이동량이고, veTs는 종점속도에서의 이동량이며, nAcc는 가속구간 수이고, nUni는 등속구간 수이고, veTs는 종점속도에서의 이동량이며, nDcc는 감속구간의 수임.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 4단계에서 소수점 부분의 올림에 따라 추가된 이동량은, 가속, 등속 및 감속구간 수를 이용하여 합성이동량(velTs)을 재계산하여 속도를 낮춤에 따라 추가된 이동량을 제거하는 것을 특징으로 하는 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기에서 재계산된 합성이동량은 아래 수학식 1에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법.
    수학식 1
    velTs = (2 × (s+vsTs) - vsTs × (nAcc+1) - veTs × (nDcc+1)) / (nAcc+1 + nDcc+1 + 2 × nUni)
    단, vsTs는 시점속도에서의 이동량이고, veTs는 종점속도에서의 이동량이며, nAcc는 가속구간 수이고, nUni는 등속구간 수이고, veTs는 종점속도에서의 이동량이며, nDcc는 감속구간의 수임.
  9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 5단계에서 가속구간에서의 네트워크전송 주기당 펄스 수(PulseOut)는 수학식 1과 같이 이전구간까지의 펄스의 개수(pout)에 시점속도에서의 이동량(vsTs)에서 등속구간에서의 이동량(velTs)까지의 증분치를 가속구간수로 나눈 값을 더해서 결정하는 것을 특징으로 하는 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법.
    수학식 1
    PulseOut = pout + (velTs - vsTs) / nAcc
    단, pout는 펄스의 개수이고, velTs는 합성이동량이고, vsTs는 시점속도에서의 이동량이며, nAcc는 가속구간 수임.
  10. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 5단계에서 등속구간에서의 네트워크전송 주기당 펄스 수는 연속운전 보상 속도에 해당하는 이동량(velTs)을 결정하는 것을 특징으로 하는 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 5단계에서 감속구간에서의 네트워크전송 주기당 펄스 수는 수학식 1과 같이 이전구간까지의 펄스의 개수(pout)에 등속구간에서의 이동량(velTs)에서 종점속도에서의 이동량(veTs)까지의 감분치를 감속구간 수로 나눈 값을 빼서 결정하는 것을 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법.
    수학식 1
    PulseOut = pout - (velTs - veTs) / nDcc
    단, pout는 펄스의 개수이고, velTs는 합성이동량이고, veTs는 종점속도에서의 이동량이며, nDcc는 감속구간 수임.
  12. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 5단계에서 네트워크전송 주기당 이동할 위치의 이동거리에 대응하는 개수의 펄스를 생성할 때, 보간 축별로 각 축의 이동거리에 비례하여 이동량을 재분배한 후 각 축별로 이동할 위치의 이동거리에 대응하는 개수의 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법.
  13. 청구항 3에 있어서,
    각 축(X축, Y축)의 실제 지령위치(X_pos, Y_pos)는 아래 수학식 1 및 수학식 2와 같이 X축 이동량과 Y축 이동량을 각각 계산하여 이전 위치(X_pos_pre, Y_pos_pre)에 더하여 각기 생성하는 것을 특징으로 하는 네트워크형 위치결정모듈의 다축 연속운전 속도 제어 방법.
    수학식 1
    X_pos = X_pos_pre + PulseOut × (s1 / s)
    단, s는 전체 이동거리이고, s1은 X축 이동거리임.
    수학식 2
    Y_pos = Y_pos_pre + PulseOut × (s2 / s)
    단, s는 전체 이동거리이고, s2는 Y축 이동거리임.
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