KR20130143006A - 전자 캠 제어장치 및 전자 캠 곡선 생성 방법 - Google Patents

전자 캠 제어장치 및 전자 캠 곡선 생성 방법 Download PDF

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Abstract

주축위치와 종축위치 사이의 관계를 규정한 복수의 지정좌표를 통과하도록 전자 캠 곡선을 생성하는 전자 캠 곡선 생성부와, 전자 캠 곡선에 따른 외부 장치로의 위치 지령으로서, 주축위치에 대응한 종축위치를 출력하는 출력부를 구비하고, 전자 캠 곡선 생성부는 주축위치에 대하여 전자 캠 곡선을 미분한 캠 속도의 파형이, 지정좌표 사이인 영역마다 일정한 캠 속도가 되는 구간을 가짐과 동시에, 인접하는 영역 간에는 단조 증가 또는 단조 감소하면서 가감속하는 것에 의하여 일정한 캠 속도가 되는 구간끼리를 접속하는 단조 가감속구간을 가지도록 전자 캠 곡선을 생성하는 것을 특징으로 한다.

Description

전자 캠 제어장치 및 전자 캠 곡선 생성 방법{ELECTRONIC CAM CONTROL DEVICE AND ELECTRONIC CAM CURVE GENERATING METHOD}
본 발명은 주축의 위치와 주축의 위치에 따라 종축이 동작해야 할 위치와의 관계를 전자 캠 곡선으로서 생성하는 전자 캠 제어장치 및 전자 캠 곡선 생성 방법에 관한 것이다.
전자 캠 제어장치는 기계적인 캠 기구를 실장하지 않고, 소프트웨어에서 설정한 전자 캠 곡선 의거하여, 주축의 위치에 따라 종축이 동작해야 할 위치를 출력하는 장치이다. 여기서, 주축의 위치는 예를 들면, 다른 축의 서보모터의 위치나, 어떤 회전축에 구비된 동기 인코더의 위치 등이다.
예를 들면, 전자 캠 제어장치는 웹(web) 형상의 종이나 필름을 연속적으로 보내는 동안, 종이나 필름의 흐름에 동기 시켜 로터리 컷터를 구동하여, 일정 치수 마다 종이나 필름을 절단하는 로터리 컷터 장치 등에 사용된다. 로터리 컷터 장치에 전자 캠 제어장치를 적용한 경우, 주축은 종이나 필름을 보내기 위한 모터의 위치이며, 종축은 로터리 컷터의 회전 위치이다.
이와 같은 전자 캠 제어장치는 복수의 주축위치와 종축위치와의 관계를 규정한 복수의 좌표 데이터를 기초로, 주축위치에 따른 종축위치를 출력하기 위한 전자 캠 곡선을 생성한다. 이 전자 캠 곡선은 지정된 복수의 좌표 데이터를 통과하도록, 또 주축위치가 좌표 데이터 사이에 있는 경우에는 좌표 데이터 사이를 소정의 방법으로 보간(補間)함으로써, 종축이 이동해야 할 위치지령을 산출한다. 종래, 지정좌표를 직선으로 보간함으로써, 전자 캠 곡선을 생성하는 방법이 이용되고 있었다. 이 방법으로는 지정좌표를 직선으로 근사함으로써, 전자 캠 곡선의 좌표 간의 거동을 직감적으로 파악할 수 있는 이점이 있다. 즉, 주축위치가 좌표 사이에 있는 경우라도, 전자 캠 곡선에 의해 종축위치가 어떻게 제어되는지를 파악하는 것이 가능해진다.
그런데, 좌표 사이를 직선으로 접속한 전자 캠 곡선을 이용하여 제어를 실시하는 경우, 전자 캠 곡선의 위치를 종축위치에서 미분한 캠 속도는 지정좌표 사이 마다 일정한 값을 갖는다. 이 때문에, 주축이 특정 속도로 동작하면, 지정좌표를 통과할 때 속도가 급격하게 변화한다. 그 결과, 종축모터에서 구동되는 기계에 매우 큰 쇼크나 진동이 발생한다. 이와 같은 쇼크나 진동의 발생을 방지하기 위해, 특허문헌 1의 전자 캠 장치는 지정좌표에 있어서의 가속도를 0으로 하도록 캠 곡선을 생성하고 있다.
일본 특허공개 2002－132854호 공보
그렇지만, 상기 종래 기술에서는 지정좌표점에서의 가속도가 0이 되도록 캠 곡선을 생성하므로, 구간에 따라서는 큰 가속도가 발생한다. 특히, 선두 구간이나 최종 구간을 통과할 때는 종축위치는 가속을 실시하고 나서 그 후 다음 좌표점으로 향해 감속하는 움직임이 되므로, 종축의 가속도가 커지기 쉽다는 문제가 있다.
종축 서보모터의 최대 토크가 작은 경우나, 혹은 종축 서보모터에 접속되고 있는 기계 부하의 관성이 큰 경우에, 캠 곡선을 따라 큰 가속도로 종축 서보모터를 제어하면, 종축 서보모터의 최대 토크를 초과하는 동작을 하는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 전자 캠 곡선으로 지령되는 위치에 종축 서보모터 위치가 충분히 추종할 수 없다는 문제, 혹은 종축에 진동이나 쇼크가 발생한다는 문제가 생긴다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 지정된 좌표를 통과함과 동시에 구동시의 종축의 가속도를 억제한 전자 캠 곡선을 생성할 수 있는 전자 캠 제어장치 및 전자 캠 곡선 생성 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 주축위치와 종축위치 사이의 관계를 규정한 복수의 지정좌표를 입력하는 입력부와, 상기 복수의 지정좌표를 통과하도록 상기 주축위치와 상기 종축위치와의 관계를 곡선으로 나타낸 전자 캠 곡선을 생성하는 전자 캠 곡선 생성부와, 상기 전자 캠 곡선에 따른 외부 장치로의 위치지령으로서, 상기 주축위치에 대응한 종축위치를 종축위치 지령으로서 출력하는 출력부를 구비하고, 상기 전자 캠 곡선 생성부는 상기 주축위치에 대하여 상기 전자 캠 곡선을 미분한 캠 속도의 파형이, 상기 지정좌표 사이인 영역 마다 일정한 캠 속도가 되는 구간을 가짐과 동시에, 인접하는 영역 간에는 단조 증가 또는 단조 감소하면서 가감속함으로써 상기 일정한 캠 속도가 되는 구간끼리를 접속하는 단조 가감속구간을 가지도록 상기 전자 캠 곡선을 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련된 전자 캠 제어장치 및 전자 캠 곡선 생성 방법은 지정된 좌표를 통과함과 동시에 구동 시의 종축의 가속도를 억제하는 전자 캠 곡선을 생성하는 것을 가능케하는 효과를 보인다.
도 1은 실시형태 1에 관한 전자 캠 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 전자 캠 제어장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 실시형태 1에 관한 전자 캠 곡선의 생성 처리 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 4는 실시형태 1에 관한 전자 캠 곡선을 나타내는 도면이다.
도 5는 주축위치와 캠 속도의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 주축의 이동량과 종축의 이동량 사이에 만족시킬 필요가 있는 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 실시형태 2에 관한 전자 캠 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 실시형태 2에 관한 전자 캠 곡선의 생성 처리 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 9는 실시형태 3에 관한 전자 캠 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 실시형태 3에 관한 전자 캠 곡선의 생성 처리 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 11은 실시형태 3에 관한 전자 캠 곡선을 나타내는 도면이다.
도 12는 실시형태 4에 관한 전자 캠 곡선의 생성 처리 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 13은 실시형태 4에 관한 전자 캠 곡선을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관한 전자 캠 제어장치 및 전자 캠 곡선 생성 방법을 도면에 근거하여 상세히 설명한다. 또한, 이러한 실시형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다
실시형태 1.
도 1은 실시형태 1에 관한 전자 캠 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 전자 캠 시스템은 전자 캠 제어장치(1A)와, 서보앰프(3)와, 서보모터(5)와, 인코더(6)와, 부하 기계(8)를 구비한다.
전자 캠 제어장치(1A)는 전자 캠 곡선을 생성하고, 생성한 전자 캠 곡선을 이용하여 서보앰프(3), 서보모터(5), 부하기계(8)를 제어하는 장치이다. 전자 캠 시스템에서는 전자 캠 제어장치 (1A)가 서보앰프(3)를 제어함으로써, 서보앰프(3)가 서보모터(5)를 제어하고, 이에 의해 부하기계(8)가 제어된다.
전자 캠 제어장치(1A)는 사용자에 의하여 미리 입력된, 주축위치와 종축위치의 위치 관계를 규정하는 좌표 데이터 정보(21)와, 가감속구간 정보(22)를 근거로 전자 캠 곡선을 생성한다.
좌표 데이터 정보(21)는 N개(N는 자연수)의 좌표 데이터(지정좌표)를 포함한 정보이며, 가감속구간 정보(22)는 (N＋1) 개의 가감속구간(구간 길이 데이터)을 포함한 정보이다. 가감속구간은 캠 속도를 변화시키는 구간의 길이를 나타내는 정보이다. 또한, 이하 설명에서는 주축위치와 종축위치와의 위치 관계를 규정하는 N개의 좌표 데이터를 좌표 데이터(X1, Y1), (X2, Y2),…,(XN, YN)으로 표현한다. 또, 주축위치가 Xi(i는 1~N의 자연수)인 경우에 종축위치는 Yi를 통과하는 것으로 한다. 아울러, (N＋1) 개의 가감속구간을 가감속구간 t0, t1,…, tN과 같이 표현한다.
전자 캠 곡선은 주축위치를 종축위치에 1 대 1로 대응시키는 함수 혹은 테이블이다. 전자 캠 제어장치(1A)는 전자 캠 곡선(함수나 테이블에 대응하는 파형)에 따라서, 주축위치에 대응하는 종축위치를 종축위치 지령(2)으로서 출력한다. 주축위치는 예를 들면, 서보모터(5) 이외의 다른 서보모터에 장착되어 있는 인코더의 위치나 기계에 장착되어 있는 인코더의 위치 등이다.
전자 캠 제어장치(1A)는 생성한 전자 캠 곡선을 이용하여, 주축위치로부터 종축위치를 산출하고, 도출한 종축위치를 이용하여 종축위치 지령(2)을 생성한다. 전자 캠 제어장치(1A)는 서보앰프(3)에 접속되어 있으며 종축위치 지령(2)을 서보앰프(3)에 출력한다.
서보앰프(3)는 종축이 되는 서보모터(5)에 접속되고, 서보모터(5)에는 인코더(6)가 장착되어 있다. 서보앰프(3)는 전자 캠 제어장치(1A)가 출력하는 종축위치 지령(2)에 근거하여, 종축이 되는 서보모터(5)를 제어하기 위한 전류(4)를 서보모터(5)에 출력한다. 구체적으로는 서보앰프(3)는 인코더(6)가 출력하는 서보모터(5)의 위치(7)가, 종축위치 지령(2)에 추종하도록, 피드백 제어를 실시함으로써 전류(4)를 출력한다. 부하기계(8)는 종축으로서의 서보모터(5)에 접속되어 있으며, 서보모터(5)에 의하여 구동된다.
도 2는 전자 캠 제어장치의 구성을 나타내는 도면이다. 전자 캠 제어장치(1A)는 정보 입력부(11), 전자 캠 곡선 생성부(12), 전자 캠 곡선 기억부(13), 주축위치 입력부(14), 종축위치 지령 생성부(15), 출력부(16)를 구비한다.
정보 입력부(11)는 좌표 데이터 정보(21), 가감속구간 정보(22)를 입력하고, 전자 캠 곡선 생성부(12)에 보낸다. 전자 캠 곡선 생성부(12)는 좌표 데이터 정보(21), 가감속구간 정보(22)를 이용하여, 전자 캠 곡선을 생성한다.
전자 캠 곡선 기억부(13)는 전자 캠 곡선 생성부(12)가 생성한 전자 캠 곡선을 기억하는 메모리 등이다. 주축위치 입력부(14)는 외부 장치(인코더 등)로부터 전송되어 오는 주축위치를 입력하여, 종축위치 지령 생성부(15)에 보낸다. 종축위치 지령 생성부(15)는 전자 캠 곡선에 기초하여, 주축위치로부터 종축위치 지령(2)을 생성한다. 출력부(16)는 종축위치 지령 생성부(15)가 생성한 종축위치 지령(2)을 서보앰프(3)에 출력한다.
도 3은 실시형태 1에 관한 전자 캠 곡선의 생성 처리 순서를 나타내는 플로차트이다. 전자 캠 제어장치(1A)의 정보 입력부(11)에는 좌표 데이터 정보(21)와 가감속구간 정보(22)가 입력된다.
좌표 데이터 정보(21)는 주축위치와 종축위치 간의 관계를 규정한 복수의 지정좌표에 관한 정보이다. 구체적으로는 좌표 데이터 정보(21)는 주축이 위치 Xi를 통과할 때에, 종축이 통과해야 할 위치 Yi를 규정하는 N개의 좌표 데이터(X1, Y1), (X2, X2),…, (XN, YN)이다. 또한, 여기서 주축위치 X1~XN에는 X1＜X2＜X3＜…＜XN의 관계가 있는 것으로 한다. 한편, 기준이 되는 좌표 데이터를, 좌표 데이터(X0, Y0)=(0, 0)으로 한다.
또, 가감속구간 정보(22)는 전자 캠 곡선의 위치를 종축위치에서 미분한 캠 속도가 일정 속도에 도달할 때까지의 구간길이를 나타내는 정보이며, (N＋1) 개의 가감속구간 t0, t1,…, tN이다. 또한, 여기서의 가감속구간 ti에는 다음과 같은 제약 (식(1)~(3)) 이 있는 것으로 한다. 이와 같이, 전자 캠 제어장치(1A)의 정보 입력부(11)에는 N개의 좌표 데이터 및 (N＋1) 개의 가감속구간이 입력된다(스텝 ST1).
[식 1]
Figure pct00001
[식 2]
Figure pct00002
[식 3]
Figure pct00003
정보 입력부(11)는 좌표 데이터 정보(21)와, 가감속구간 정보(22)를 전자 캠 곡선 생성부(12)에 입력한다. 전자 캠 곡선 생성부(12)는 좌표 데이터 정보(21)와 가감속구간 정보(22)를 이용하여 정의되는 정수(定數) αi, βi를 산출한다(스텝 ST2). 정수 αi, βi는 다음과 같은 식(4), (5) 로 나타내어 진다. 또한, 식(4), (5)에서는 0≤i≤N이다.
[식 4]
Figure pct00004
[식 5]
Figure pct00005
전자 캠 곡선 생성부(12)는 좌표 데이터 정보(21)와, 가감속구간 정보(22)와, 산출한 정수αi, βi에 기초하여, 변수를 각 좌표 구간의 캠 속도 Vi(i=1, 2,…,N)로 하는 N원 1차 연립방정식으로서 다음과 같은 식(6)을 구성한다(스텝 ST3).
[식 6]
Figure pct00006
여기서의 계수 행렬은 3중 대각행렬이며, 그 계수는 좌표 데이터 정보, 가감속구간 및 산출한 정수αi, βi로부터 다음과 같이 정의하도록 한다.
C(1, 1)=X1－t0／2－α1
C(1, 2)=α1
C(N, N－1)=－βN-1＋tN -1／2
C(N, N)=βN-1＋XN－XN -1－(tN＋tN -1)／2
2≤i≤N－1 일 때,
C(i, i－1)=－βαi-1＋ti -1／2
C(i, i)=βi-1－αi＋Xi－Xi -1－ti -1/2
C(i, i＋1)=αi
전자 캠 곡선 생성부(12)는 캠 속도 Vi(i=1, 2,…, N)를 미지수로 하는 식(6)의 N원 연립방정식을 풂으로써, 캠 속도 Vi(i=1, 2,…, N)를 산출한다(스텝 ST4). 그리고, 전자 캠 곡선 생성부(12)는 산출한 캠 속도 Vi를 이용하여, 전자 캠 곡선을 산출한다(스텝 ST5). 구체적으로는 전자 캠 곡선 생성부(12)는 다음과 같은 식(7－1)~식(7－9)에서 나타난 주축위치 X에 대한 종축위치 Y(X)를 전자 캠 곡선으로서 산출한다. 전자 캠 곡선 생성부(12)는 산출한 전자 캠 곡선을 전자 캠 곡선 기억부(13)에 기억시킨다.
[식 7-1]
Figure pct00007
[식 7-2]
Figure pct00008
[식 7-3]
Figure pct00009
[식 7-4]
Figure pct00010
[식 7-5]
Figure pct00011
[식 7-6]
Figure pct00012
[식 7-7]
Figure pct00013
[식 7-8]
Figure pct00014
[식 7-9]
Figure pct00015
다음으로, 본 실시 형태의 효과에 대하여 설명한다. 도 4는 실시형태 1에 관한 전자 캠 곡선을 나타내는 도면이다. 도 4에서는 도 3의 플로차트에 따라서 전자 캠 곡선을 생성한 경우의, 전자 캠 곡선(상단의 파형)과 전자 캠 곡선을 주축위치에 대하여 미분한 캠 속도의 개형(하단의 파형)과의 관계를 나타낸다. 여기에는 주축위치의 좌표로서(X1, Y1)~(X4, Y4)가 지정되어 있는 경우(N=4)에 대하여 설명한다.
도 4의 상단 측에 나타난 그래프는 가로축이 주축위치이며, 세로축이 종축위치이다. 그리고, 좌표(X0, Y0)~(X4, Y4)를 통과하는 파형이 전자 캠 곡선이다. 또한, 도 4의 하단 측에 나타난 그래프는 가로축이 주축위치이며, 세로축이 캠 속도이다.
주축위치가 일정한 비율로 증가하는 경우, 서보모터(5)(종축)의 속도는 캠 속도에 비례한 값이 되어, 캠 속도의 파형으로 서보모터(5)가 동작한다. 본 실시형태의 전자 캠 곡선을 구성하는 경우, 캠 속도는 지정좌표 사이인 영역 i마다 일정한 캠 속도 Vi가 되고, 또한 서로 이웃하는 캠 속도 Vi +1, Vi -1로는 단조 증가 또는 단조 감소하면서 가감속한다. 이와 같이, 본 실시형태의 캠 속도는 직선으로 구성된 파형이 된다.
이에 의하여, 직선적으로 단조 증가 또는 단조 감소하는 직선을 취하는 좌표 구간이, 정보 입력부(11)에 입력된 가감속구간 ti(i=0, 1,…, N)가 되며, 각 가감속구간의 정확히 중점이 되는 좌표를 각 지정좌표가 통과한다. 또한, 가감속구간 ti에, 식(1)~(3)의 제약이 있는 이유는 일정한 캠 속도 Vi를 취하는 구간이 음수가 되지 않도록 하기 위함이다. 또, 주축위치가 0 및 XN(최초의 지정좌표와 마지막 지정좌표)인 경우, 캠 속도는 각각 0으로 되어있다.
캠 속도의 파형이 이와 같은 형상(패턴)이 되는 전자 캠 곡선을 이용함으로써, 다음과 같은 효과를 가진다. 캠 속도가 연속이 되므로, 주축이 어떤 일정한 속도로 동작하는 경우에도, 종축의 속도는 지정좌표점에서 급격히 변화하지 않는다. 이 때문에, 종축모터인 서보모터(5)에도 급격한 속도 변화가 발생하지 않고, 종축이 전자 캠 곡선에 따라서 동작하여도 쇼크가 발생하기 어렵다는 효과가 있다.
또한, 주축이 일정한 속도로 동작하면서, 어떤 좌표(Xi, Yi)로부터 다른 좌표(Xi +1, Yi +1)로 이동할 때, 종축은 지정좌표 사이인 영역 i 마다 캠 속도 Vi를 취하고, 영역 i사이를 단조 증가 혹은 단조 감소하면서, 다른 캠 속도 Vi +1로 변화하는 움직임이 된다. 이 때문에, 지정좌표 사이의 이동에 불필요한 가감속동작이 발생하지 않고, 그 결과, 구동시에 종축모터인 서보모터(5)의 토크를 작게 할 수 있다는 효과가 있다.
종래의 전자 캠 곡선이라면, 좌표 데이터만을 입력할 뿐이므로, 일률적으로 전자 캠 곡선이 결정되어 버리곤 하였다. 이 때문에, 좌표 데이터 및 주축위치의 속도에 따라서는 전자 캠 곡선에 따라서 종축을 구동하였을 경우에, 종축의 토크가 최대 토크를 초과하여 버리는 경우가 있다. 본 실시형태에서는 전자 캠 곡선 생성부(12)가, 좌표 데이터 외에, 종축의 토크의 크기를 변경할 수 있는 가감속구간 ti를 이용하고 있다. 이 때문에, 가감속구간 ti를 크게 함으로써, 서보모터(5)의 가감속이 완만한 움직임이 된다. 따라서, 구동시에 종축모터인 서보모터(5)의 토크가 최대 토크를 초과하는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
복수의 좌표 데이터를 보간하여 곡선을 구성하는 방법은 다수 존재하고, 그러한 방법들은 지정좌표를 통과하는 것은 보증되지만, 주축위치가 좌표 데이터의 사이의 값을 취한 경우에, 종축위치가 어떠한 값을 가지는지를 파악하는 것이 곤란하다. 본 실시형태에 의하면, 캠 속도가 일정한 속도와, 단조롭게 증가하는 직선(후술의 단조 가감속구간)으로 구성되어 있는 성질을 가지므로, 전자 캠 곡선은 좌표 데이터를 직선으로 접속한 곡선에 가까운 파형을 취한다. 이 때문에, 주축위치가 지정좌표 사이의 위치가 되는 경우에도, 전자 캠 곡선에 의하여 출력되는 종축위치를 직감적으로 이해하기 쉬워지는 효과가 있다.
전자 캠 곡선은 주축위치가 0≤X≤XN의 범위에 있는 경우에는 식(7－1)~(7－9)를 이용하여 산출되지만, XN≤X≤2XN의 범위에 있는 주축위치에 대하여는 식(7－1)~식(7－9)의 X에, X－XN를 대입한 값에 의하여 종축위치가 산출된다. 환언하면, 전자 캠 곡선 생성부(12)는 주축위치 X가 XN를 넘는 경우에는 전자 캠 곡선 생성부(12)는 주축위치 X를 1 주기의 길이 XN로 나눈 나머지를, 주축위치로서 식(7－1)~식(7－9)을 적용하여, 종축위치를 산출한다.
전자 캠 제어장치 (1A)가 상술한 바와 같은 동작(주축위치가 최종 좌표의 주축위치 XN를 초과하는 동작)을 하였을 경우라 하더라도, 본 실시형태에 의하면, 도 4에 나타난 바와 같이, 주축위치가 0과 XN의 경우 캠 속도는 0이 된다. 그리고, 주축위치 X가 XN보다 작은 값에서 큰 값으로 움직인 경우(주축위치 X가 XN을 걸쳐 가로지르는 값을 취하는 경우), 캠 속도가 0이 된다. 이 때문에, 구동시에, 종축에서 구동되는 서보모터(5)에 큰 쇼크가 발생하지 않는 효과가 있다.
여기서, 도 3의 플로차트에 따라 계산을 실시함으로써, 도 4와 같은 캠 속도의 파형을 가지는 전자 캠 곡선을 얻을 수 있는 이유에 대하여 설명한다. 도 5는 주축위치와 캠 속도의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 나타난 그래프의 가로축은 주축위치이며, 세로축은 캠 속도이다.
우선, 도 5에 나타난 바와 같이, 주축위치 0에 있어서의 캠 속도를ｖ로 한다. 그리고, 주축위치 T에 있어서의 캠 속도가 V이며, 또한 캠 속도가 직선적으로 변화하는 경우의 전자 캠 곡선의 캠 속도를 생각해 보기로 한다. 이 경우, 캠 속도의 u를, 주축위치 X에 관하여 1차식으로 나타낼 수 있다.
u=｛(V－ｖ)·X／T｝＋ｖ
캠 속도는 종축의 위치 지령을 주축위치에 대하여 미분한 것이므로, 종축위치는 캠 속도를 주축위치에 대하여 적분함으로써 얻을 수 있다. 구체적으로는 종축위치 y(X)는 주축위치 X(0≤X≤T)를 이용하여 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.
y(X)=｛(V－ｖ)·X2／2T｝＋ｖX＋D
단, 여기서 D는 주축위치 0에 있어서의 종축위치로 한다.
또, 주축위치가 0으로부터 T／2로 이동하는 동안, 종축위치가 이동하는 양(이동량 A1)은 y(T／2)－y(0)로 계산할 수 있으며, 아래의 식(8)과 같이 된다. 단, 식(8)에서의α는 α = (1／8) T이다.
[식 8]
Figure pct00016
또, 주축위치가 T／2로부터 T로 이동하는 동안, 종축위치가 이동하는 양(이동량 A2)은 y(T)－y(T／2)로 계산할 수 있으며, 아래의 식(9)와 같이 된다. 단, 식(9)에서의 β는 β = (3／8) T이다.
[식 9]
Figure pct00017
아울러, 주축위치가 0으로부터 T로 이동하는 동안, 종축위치가 이동하는 양(이동량 A3)은 α+β로 계산할 수 있으며, 아래의 식(10)과 같이 된다.
[식 10]
Figure pct00018
다음으로, 본 실시형태의 전자 캠 곡선을 얻기 위해서, 주축의 이동량과 종축의 이동량 사이에 만족시킬 필요가 있는 조건에 대하여 설명한다. 도 6은 주축의 이동량과 종축의 이동량 사이에 만족시킬 필요가 있는 조건을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에 나타난 그래프의 가로축은 주축위치이며, 세로축은 캠 속도이다.
본 실시형태의 캠 속도는 일정한 캠 속도 V1,…, VN(N=5)과, 인접하는 영역의 일정한 캠 속도에 대하여 단조 증가 또는 단조 감소하면서 직선적으로 가감속하는 단조 가감 속도로 구성되어 있다. 환언하면, 캠 속도의 파형이, 지정좌표 사이인 영역마다 일정한 캠 속도가 되는 구간을 가짐과 동시에, 인접하는 영역 간에서는 단조 증가 또는 단조 감소하면서 가감속하는 것에 의하여 일정한 캠 속도가 되는 구간끼리를 접속하는 단조 가감속구간을 가지도록 전자 캠 곡선이 생성되고 있다.
이 경우에 있어서, 가감속구간 ti의 정확히 중간에서, 지정된 좌표(Xi, Yi)(i=1, 2,…, N)를 통과하기 위하여는 캠 속도 중 일정한 캠 속도 V1,…, VN이 어떠한 조건을 만족해야할 필요가 있을지 생각해 보기로 한다.
주축위치가 0에서부터 X1으로 이동하기까지 종축이 이동하는 양은 이하에 나타난 이동량 A11~A13의 합계로 나타낼 수 있다.
·주축위치가 0으로부터 t0까지 움직였을 때의 종축의 이동량 A11(도 6의 (a)에 상당)
·주축위치가 t0으로부터 X1－t1／2까지 움직였을 때의 종축의 이동량 A12(도 6의 (b)에 상당)
·주축위치가 X1－t1／2으로부터 X1까지 움직였을 때의 종축의 이동량 A13(도 6의 (c)에 상당)
도 6의(a), (b), (c)의 이동량 A11, A12, A13은 식(8)~식(10)의 관계를 이용하여, 다음과 같이 나타낼 수 있다.
A11=(1／2) V1t0
A12=V1(X1－t0－t1／2)
A13=α1(V2－V1)＋V1t1／2
여기서의α1은 식(8)의 α에 있어서 t=t1를 대입한 것이며, 식(4)의 정의와 일치한다. 이하, αi, βi는 식(8), 식(9)의 α,β에 있어서 t=ti를 대입한 것을 나타낸 것으로 한다. 이들도, 식(4), 식(5)의 정의와 일치한다. 게다가 (a), (b), (c)의 합계(이동량 A14)는 다음과 같은 식(11)로 나타낼 수 있다.
[식 11]
Figure pct00019
좌표(X1, Y1)을 통과할 때(주축위치가 0으로부터 X1까지 이동했을 때)에, 종축위치의 이동량이 Y1이 되기 위하여는 식(11)의 이동량 A14가 Y1과 동일할 필요가 있다. 이는 식(6)의 제1행의 식과 동일하다.
마찬가지로, 주축위치가 X1에서 X2로 이동하기까지 종축이 이동하는 양은 이하에서 나타내는 이동량 A21~A23의 합계로 나타낼 수 있다.
·주축위치가 X1으로부터 X1＋t1／2까지 움직였을 때의 종축의 이동량 A21(도 6의 (d)에 상당)
·주축위치가 X1＋t1／2로부터 X2－t2／2까지 움직였을 때의 종축의 이동량 A22(도 6의 (e)에 상당)
·주축위치가 X2－t2／2로부터 X2까지 움직였을 때의 종축의 이동량 A23(도 6의 (f)에 상당)
도 6의(d), (e), (f)의 이동량 A21, A22, A23는 식(8)~식(10)의 관계를 이용하여, 다음과 같이 나타낼 수 있다.
A21=β1(V2－V1)＋V1t1／2
A22=V2｛X2－X1－(t1／2)－(t2／2)｝
A23=α2(V3－V2)＋V2t2／2
(d), (e), (f)의 합계(이동량 A24)는 다음과 같이 식(12)로 나타낼 수 있다.
[식 12]
Figure pct00020
좌표(X2, Y2)를 통과할 때(주축위치가 X1에서 X2까지 이동했을 때)에, 종축위치가 Y2가 되기 위해서는 식(12)의 이동량 A24가 Y2－Y1과 동일할 필요가 있다. 이는 식(6)의 제2행의 식과 동일하다.
마찬가지로, 2≤i≤N－1의 i 에 대하여, 좌표(Xi, Yi)를 통과할 때(주축위치가 Xi -1에서 Xi까지 이동했을 때)에는 종축위치의 이동량이 Yi－Yi -1이 되는 점에서 다음과 같은 관계를 만족할 필요가 있다.
(－βi-1＋ti -1／2) Vi -1＋(βi-1＋Xi－Xi -1－ti -1／2－αi) Vi＋αiVi +1 = Yi－Yi -1
이들은 식(6)의 제i행(2≤i≤N－1)과 동일하다.
게다가, 주축위치가 XN - 1으로부터 XN로 이동하기까지 종축이 이동하는 양은 다음과 같이 이동량 An1~An3의 합계로 나타낼 수 있다.
·주축위치가 XN - 1으로부터 XN -1＋tN -1／2까지 움직였을 때의 종축의 이동량 An1(도 6의 (g)에 상당)
·주축위치가 XN -1＋tN -1／2로부터 XN－tN까지 움직였을 때의 종축의 이동량 An2(도 6의 (h)에 상당)
·주축위치가 XN－tN으로부터 XN까지 움직였을 때의 종축의 이동량 An3(도 6의 (i)에 상당)
도 6의(g), (h), (i)의 이동량 An1, An2, An3은 식(8)~식(10)의 관계를 이용하여, 다음과 같이 나타낼 수 있다.
An1=βN-1(VN－VN -1)＋VN -1tN -1／2
An2=VN(XN－XN -1－tN-tN -1／2)
An3=(1／2) VNtN
(g), (h), (i)의 합계(이동량 An4)는 다음과 같이 식(13)으로 나타낼 수 있다.
[식 13]
Figure pct00021
좌표(XN, YN)를 통과할 때(주축위치가 XN -1에서 XN까지 이동할 때)에, 종축위치의 이동량이 YN－YN -1이 되기 위해서는 식(13)의 An4가 YN－YN - 1와 동일할 필요가 있다. 이를 나타내는 것이 식(6)의 제N행이다.
이상과 같이, 지정좌표(Xi, Yi)(i=1, 2,…, N)를 모두 통과하기 위해서는 일정한 캠 속도 Vi는 식(6)을 만족할 필요가 있다. 식(6)을 풂으로써, 일정한 캠 속도 V1,…, VN이 결정되면, 소정의 캠 속도 Vi와, 이 캠 속도 Vi의 일방에 인접하는 캠 속도 Vi - 1와, 타방에 인접하는 캠 속도 Vi +1을 직선적으로 연결하는 캠 속도의 파형이 구분적으로 결정된다. 이 때문에, 주축위치 X에 대한 캠 속도 식은 일정한 캠 속도 Vi와 지정된 좌표 데이터(Xi, Yi)(i=1, 2,…, N)와 가감속구간 ti(i=0, 1,…, N)를 이용하여 나타낼 수 있다. 게다가 캠 속도를 주축위치 X에 대하여 적분함으로써, 임의의 주축위치 X에 대한 종축위치와의 관계식(전자 캠 곡선)은 식(7－1)~식(7－9)를 이용하여 산출할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 가감속구간의 정확히 중점에서, 지정좌표를 통과하도록 전자 캠 곡선을 구성하는 예를 들었지만, 가감속구간의 임의의 도중점(중간점)을 지정좌표(캠 속도)가 통과하도록 전자 캠 곡선을 구성하여도 무방하다. 이 경우에도, 상기와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 실시형태 1에 의하면, 일정 속도와, 인접하는 일정 속도에 대하여 단조 증가 또는 단조 감소하면서 직선적으로 가감속하는 단조 가감 속도로 캠 속도가 구성되도록, 전자 캠 곡선을 생성하고 있으므로, 지정된 좌표를 통과시키면서 구동시의 종축의 가속도를 억제하는 것이 가능해진다.
실시형태 2.
다음으로, 도 7 및 도 8을 이용하여 이 발명의 실시형태 2에 대하여 설명한다. 실시형태 1의 전자 캠 시스템은 지정된 N개의 좌표 외에, (N＋1) 개의 가감속구간을 이용하여 전자 캠 곡선을 얻었다. 본 실시형태의 전자 캠 시스템은 실시형태 1과 같은 성질을 가지는 전자 캠 곡선을 얻지만, (N＋1) 개의 가감속구간 대신에, 하나의 파라미터를 이용한다. 그리고, 전자 캠 시스템은 하나의 파라미터로부터 (N＋1) 개의 가감속구간을 자동적으로 결정하고, 그 이후, 전자 캠 곡선을 얻는다.
도 7은 실시형태 2에 관한 전자 캠 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 도 7의 각 구성요소 중, 도 1에 나타난 실시형태 1의 전자 캠 시스템과 동일한 기능을 달성하는 구성요소에 대하여는 동일한 번호를 부여하고 있으며, 중복된 설명은 생략한다.
본 실시형태의 전자 캠 시스템은 전자 캠 제어장치(1A) 대신에 전자 캠 제어장치(1B)를 구비하고 있다. 전자 캠 제어장치(1B)는 전자 캠 제어장치(1A)와 마찬가지로, 정보 입력부(11), 전자 캠 곡선 생성부(12), 전자 캠 곡선 기억부(13), 주축위치 입력부(14), 종축위치 지령 생성부(15), 출력부(16)를 구비한다.
본 실시 형태의 정보 입력부(11)에는 좌표 데이터 정보(21)와 하나의 파라미터 R이 입력된다. 또, 본 실시형태의 전자 캠 곡선 생성부(12)는 좌표 데이터 정보(21)와 하나의 파라미터 R을 이용하여, 전자 캠 곡선을 생성한다. 본 실시형태의 파라미터 R은 후술할 캠 가속도의 크기를 조정하기 위한 파라미터이다.
도 8은 실시형태 2에 관한 전자 캠 곡선의 생성 처리 순서를 나타내는 플로차트이다. 전자 캠 제어장치(1B1B 정보 입력부(11)에는 좌표 데이터 정보(21)(N개의 좌표 데이터)와 하나의 파라미터 R이 입력된다(스텝 ST10). 여기서의 파라미터 R의 범위는 0＜R＜1로 한다.
전자 캠 곡선 생성부(12)는 지정좌표로서 입력된 N개의 좌표 데이터를 직선만으로 연결한 경우의 캠 속도 Vi´(i=1, 2,…, N)을 산출한다(스텝 ST11). 구체적으로는 전자 캠 곡선 생성부(12)는 N개의 좌표 데이터를 직선만으로 연결하며, 직선으로 연결된 좌표 데이터에 근거하여, 캠 속도 Vi´을 산출한다. 이때, 전자 캠 곡선 생성부(12)는 다음과 같은 식(14)를 이용하여 캠 속도 Vi´을 산출한다. 단, X0=0, Y0=0으로 한다.
[식 14]
Figure pct00022
전자 캠 곡선 생성부(12)는 파라미터 R, N개의 좌표 데이터 및 캠 속도 Vi´을 이용하여, (N＋1) 개의 가감속구간 ti를 산출한다(스텝 ST12). 구체적으로는 전자 캠 곡선 생성부(12)는 산출한 캠 속도 Vi´과 좌표 데이터를 이용하여, 다음과 같은 변수 G를 산출한다. 전자 캠 곡선 생성부(12)는 다음과 같은 식(15)를 이용하여 변수 G를 산출한다. 또한, 여기서의 min［A1, A2,…, AN］은 A1, A2,…, AN 중에서 가장 작은 값을 취하는 함수를 나타내는 것으로 한다.
[식 15]
Figure pct00023
게다가 전자 캠 곡선 생성부(12)는 산출한 변수 G를 이용하여, 가감속구간을 아래의 식(16)과 같이 산출한다.
[식 16]
Figure pct00024
식(16)은 지정좌표를 직선으로 접속했을 경우의 캠 속도 Vi´과 인접한 영역의 캠 속도 Vi -1´의 차의 절대치에 비례하도록, 가감속구간을 설정하고 있는 것에 상당하다. 또한, t0, tN에 관하여는 인접하는 캠 속도를 0으로 간주하여 설정한 것에 상당하다. 환언하면, t0, tN에 관해서는 지정좌표 사이의 주축위치의 차분치에 비례하도록, 가감속구간을 설정한 것에 상당하다.
이후, 전자 캠 곡선 생성부(12)는 스텝 ST13~ST16의 처리를 실시한다. 또한, 스텝 ST13~ST16의 처리는 실시형태 1의 도 3에서 설명한 스텝 ST2~ST5의 처리와 동일한 처리이므로, 그 설명을 생략한다.
다음으로, 본 실시형태의 효과를 설명한다. 실시형태 1과 본 실시형태와는 가감속구간을 직접 입력할 것인지, 혹은 파라미터 R만을 입력하여, 파라미터 R로부터 가감속구간을 산출할 것인지의 정도의 차이이다. 이 때문에, 본 실시형태에서도 실시형태 1과 같은 효과가 있다. 실시형태 1에는 없고, 본 실시형태로 얻을 수 있는 효과에 대하여 설명한다.
캠 속도를 주축위치에 대하여 미분한 것을, 캠 가속도라고 부르기로 한다. 캠 가속도는 주축위치가 일정한 비율로 증가했을 경우의, 종축의 가속도에 정수 배를 한 값에 상당하여, 종축모터의 가속도가 어느 정도가 될지를 결정하는 요인이 된다.
실시형태 1에서는 가감속구간 ti의 크기를 변경함으로써, 캠 가속도의 크기를 조정할 수 있다. 가감속구간 ti를 크게 하면, 주축이 해당 가감속구간 ti를 통과할 때에, 종축의 가속도가 작아진다. 이에 수반하여, 종축모터의 토크도 작아진다.
본 실시형태에서는 하나의 파라미터 R로부터, 캠 가속도를 대체로 균일하게 하는 가감속구간을 자동적으로 산출할 수 있다. 게다가 파라미터 R의 크기를 조정함으로써, 그 캠 가속도의 크기를 조정할 수 있다. 구체적으로는 파라미터 R을 크게함으로써 캠 가속도를 작게 할 수 있다. 이것에 의해, 전자 캠 곡선으로 종축모터를 구동했을 때, 종축모터가 최대 토크를 초과하여 구동되는 것을 간단히 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 도 8의 플로차트로 설명한 스텝 ST10, ST11의 계산으로써, 가감속구간에 의하지 않고 캠 가속도를 균일하게 하는 전자 캠 곡선을 생성할 수 있는 이유에 대하여 설명한다.
실시형태 1에서는 도 3에서 설명한 것처럼, 인접하는 영역 내에 설정되는 일정한 캠 속도를 단조 증가 혹은 단조 감소하는 직선 모양 파형의 캠 속도로 연결하고 있다. 실시형태 1에서 얻을 수 있는 전자 캠 곡선은 캠 속도의 일부 구간을 일정한 캠 속도 Vi로 구성하기 때문에, 좌표를 직선만으로 접속한 전자 캠 곡선에 가깝다는 성질이 있다. 본 실시형태와 같이 캠 속도 사이를 직선만으로 접속했을 경우의 지정좌표 간의 각 영역의 캠 속도 Vi´(i=1, 2,…, N)과, 실시형태 1의 일정한 캠 속도 Vi(i=1, 2,…, N)는 대응하는 i에 관해서 각각 가까운 값이 된다.
캠 가속도의 정의로부터, 각 가감속구간에 있어서의 캠 가속도의 절대치는 인접하는 속도차이의 절대치를 가감속구간으로 나눈 값으로 계산된다. 따라서, 캠 가속도가 각 가감속구간에서 동일한 캠 곡선(이 때의 캠 가속도의 절대치를 a로 한다)에 대하여, 다음과 같은 식(17)이 성립한다.
[식 17]
Figure pct00025
이 식(17)을 이용하면, 각 가감속구간 ti(i=1, 2,…, N)는 a와 Vi(i=1,…, N)를 이용하여, 아래의 식(18)과 같이 나타낼 수 있다.
[식 18]
Figure pct00026
식(18)을, 좌표 데이터와 가감속구간의 제약을 나타내는 식(1), 식(2), 식(3)에 대입하면, 다음과 같은 식(19)를 얻을 수 있다. 따라서, 캠 가속도의 역수는 다음과 같은 식(20)에 나타내는 제약을 모두 만족시킬 필요가 있다.
[식 19]
Figure pct00027
[식 20]
Figure pct00028
전술한 바와 같이, Vi와 Vi´은 대략 동일하다고 간주할 수 있으므로, 식(20)에 Vi=Vi´을 대입하면, 다음과 같은 식(21)을 얻을 수 있다.
[식 21]
Figure pct00029
식(21)의 각 우변은 식(15)의 함수 min의 인수에 각각 대응하고 있다. 이 때문에, G는 각 가감속구간에 있어서, 캠 가속도의 절대치를 균일하게 하기 위한 값이며, 설정할 수 있는 캠 가속도의 절대치의 역수의 상한으로 볼 수 있다. 이 상한에 파라미터 R(0＜R＜1)을 곱한 R×G 도 또한, 캠 가속도의 절대치를 균일하게 하기 위한 값이며, 캠 가속도의 절대치의 역수가 될 수 있다. 식(18)에 Vi=Vi´을 대입하고, 게다가 캠 가속도의 절대치의 역수로서 1／a=R×G를 대입한 것이, 식(16)이 된다.
예를 들면, R을 크게 하면, 식(16)에 따라 가감속구간이 커지므로, 캠 가속도 및 종축모터의 가속도는 작아지고, 이에 수반해 구동 토크는 작아진다. 한편, R을 작게 하면, 가감속구간이 작아지므로, 캠 가속도 및 종축모터의 가속도는 커져, 이에 수반하여 구동 토크는 커진다.
이와 같이, 실시형태 2에 의하면, 하나의 파라미터 R로부터, 캠 가속도를 대체로 균일하게 하는 가감속구간을 자동적으로 산출하는 것이 가능해진다. 또, 파라미터 R의 크기를 조정함으로써, 그 캠 가속도의 크기를 조정할 수 있다. 이 때문에, 전자 캠 곡선으로 종축모터를 구동하였을 때, 종축모터가 최대 토크를 초과하여 구동하는 것을 간단하게 방지하는 것이 가능해진다.
실시형태 3.
다음으로, 도 9~도 11을 이용하여 이 발명의 실시형태 3에 대하여 설명한다. 실시형태 1, 2의 전자 캠 시스템은 종축위치를 주축위치에 대하여 미분한 캠 속도가, 인접하는 영역의 일정한 캠 속도 Vi, Vi + 1사이를 직선적으로 가감속하는 파형이 되는 전자 캠 곡선을 생성하였다. 본 실시형태의 전자 캠 시스템은 인접하는 영역의 일정한 캠 속도끼리를 임의의 곡선으로 단조 증가 또는 단조 감소하면서 접속하도록, 전자 캠 곡선을 생성한다. 본 실시형태에서는 인접하는 영역의 일정한 캠 속도 사이가 연속적으로 가감속하는 곡선으로 접속되도록, 전자 캠 곡선을 생성하는 예에 대하여 설명한다. 본 실시형태의 전자 캠 시스템은 예를 들면, 캠 속도가 S자 곡선을 그리도록 가감속하는 전자 캠 곡선을 생성한다.
도 9는 실시형태 3에 관한 전자 캠 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 도 9의 각 구성요소 중 도 1에 나타난 실시형태 1의 전자 캠 시스템과 동일한 기능을 달성하는 구성요소에 대하여는 동일한 번호를 부여하고 있으며, 중복된 설명은 생략한다.
본 실시형태의 전자 캠 시스템은 전자 캠 제어장치(1A) 대신에 전자 캠 제어장치(1C)를 구비하고 있다. 전자 캠 제어장치(1C)는 전자 캠 제어장치(1A)와 마찬가지로, 정보 입력부(11), 전자 캠 곡선 생성부(12), 전자 캠 곡선 기억부(13), 주축위치 입력부(14), 종축위치 지령 생성부(15), 출력부(16)를 구비하고 있다.
본 실시형태의 정보 입력부(11)에는 좌표 데이터 정보(21)과, 가감속구간 정보(22)와, S자 구간 정보(24)가 입력된다. 또한, 본 실시형태의 전자 캠 곡선 생성부(12)는 좌표 데이터 정보(21)과, 가감속구간 정보(22)와, S자 구간 정보(24)를 이용하여, 전자 캠 곡선을 생성한다. S자 구간 정보(24)는 캠 속도가 S자 곡선을 그리는 구간(S자 구간)을 나타내는 정보이며, (N＋1) 개의 S자 구간을 나타내는 정보를 구비하고 있다.
도 10은 실시형태 3에 관한 전자 캠 곡선의 생성 처리 순서를 나타내는 플로차트이다. 전자 캠 제어장치(1C)의 정보 입력부(11)에는 좌표 데이터 정보(21)와, 가감속구간 정보(22)와, S자 구간 정보(24)가 입력된다(스텝 ST20). 구체적으로는 주축이 위치 Xi를 통과하였을 때에 종축이 통과해야 할 위치 Yi를 규정하는 N개의 좌표 데이터(X1, Y1), (X2, X2),…, (XN, YN)이, 좌표 데이터 정보(21)으로서 정보 입력부(11)에 입력된다. 여기서의 주축위치에 관한 데이터는 0＜X1＜X2＜X3＜…＜XN의 관계를 가지는 것으로 한다. 또, 기준이 되는 좌표 데이터는 좌표 데이터(X0, Y0)=(0, 0)으로 한다.
또, 캠 속도가 일정 속도에 도달할 때까지의 구간 길이를 나타내는 (N＋1) 개의 가감속구간 t0, t1, t2,…, tN이, 가감속구간 정보(22)로서 입력된다. 게다가 가감속구간 중 개시시 및 종료시에, 가감속을 매끄럽게 하는 구간을 나타내는 (N＋1) 개의 S자 구간 d0, d1, d2,…, dN이, S자 구간 정보(24)로서 입력된다. 여기서의 각 S자 구간 di(i=0,…, N)에는 0≤di≤ti／2의 제약이 있는 것으로 한다.
전자 캠 곡선 생성부(12)는 가감속구간 ti, S자 구간 di를 이용하여 다음과 같은 식(22), 식(23)에 따라, αi, βi를 산출한다(스텝 ST21).
[식 22]
Figure pct00030
[식 23]
Figure pct00031
이 후, 전자 캠 곡선 생성부(12)는 스텝 ST22, ST23의 처리를 실시한다. 또한, 스텝 ST22, ST23의 처리는 실시형태 1의 도 3에서 설명한 스텝 ST3, ST4의 처리와 동일한 처리이다.
구체적으로는 전자 캠 곡선 생성부(12)는 좌표 데이터 정보(21), 가감속구간 정보(22), 정수αi, βi를 기초로, 변수를 각 좌표 구간의 캠 속도 Vi(i=1, 2,…,N)로 하는 식(6)의 N원 1차 연립방정식을 구성한다(스텝 ST22).
또한, 식(6)은 실시형태 1에서 설명한 것처럼, 입력된 좌표(Xi, Yi)(i=1, 2,…, N)와, 가감속구간 ti(i=0, 1,…, N)에 대하여, 가감속구간 ti의 정확히 중점에서, 좌표(Xi, Yi)(i=1, 2,…, N－1)를 통과하고, 가감속구간 tN의 종료시점에서 (XN, YN)을 통과하는 것을 규정하는 방정식을 나타내고 있다.
전자 캠 곡선 생성부(12)는 식(6)의 방정식을 구성한 후, 식(6)의 N원 연립방정식을 풂으로써, 캠 속도 Vi(i=1, 2,…, N)를 산출한다(스텝 ST23).
그리고, 전자 캠 곡선 생성부(12)는 산출한 캠 속도 Vi를 기초로, 다음과 같은 식(24－1)~식(24－16)에 따라서, 주축위치 X에 대한 종축위치 Y(X)를 산출한다(스텝 ST24).
[식 24-1]
Figure pct00032
[식 24-2]
Figure pct00033
[식 24-3]
Figure pct00034
[식 24-4]
Figure pct00035
[식 24-5]
Figure pct00036
[식 24-6]
Figure pct00037
[식 24-7]
Figure pct00038
[식 24-8]
Figure pct00039
[식 24-9]
Figure pct00040
[식 24-10]
Figure pct00041
[식 24-11]
Figure pct00042
[식 24-12]
Figure pct00043
[식 24-13]
Figure pct00044
[식 24-14]
Figure pct00045
[식 24-15]
Figure pct00046
[식 24-16]
Figure pct00047
다음으로, 본 실시형태의 효과에 대해 설명한다. 도 11은 실시형태 3에 관한 전자 캠 곡선을 나타내는 도면이다. 도 11에서는 도 10의 플로차트에 따라서 전자 캠 곡선을 생성하였을 경우의, 전자 캠 곡선(상단의 파형)과, 전자 캠 곡선을 주축위치에 대하여 미분한 캠 속도의 개형(중단의 파형)과, 캠 속도를 주축위치에 대하여 미분한 캠 가속도의 개형(하단의 파형)과의 관계를 나타내고 있다.
도 11의 상단에 나타난 그래프는 가로축이 주축위치이며, 세로축이 종축위치이다. 그리고, 좌표(X0, Y0)~(X3, Y3)를 통과하는 파형이 전자 캠 곡선이다. 또한, 도 11의 중단 측에서 나타내는 그래프는 가로축이 주축위치이며, 세로축이 캠 속도이다. 또, 도 11의 하단 측에서 나타내는 그래프는 가로축이 주축위치며, 세로축이 캠 가속도이다.
본 실시 형태의 캠 속도는 일정한 캠 속도 Vi와, 인접한 일정한 캠 속도에 대하여 단조 증가 또는 단조 감소하는 단조 가감 속도와, 주축위치의 증가에 대하여 S자 곡선을 그리도록 가감속을 실시하는 S자 변화 속도를 가지고 있다. 환언하면, 캠 속도의 파형은 지정좌표 사이인 영역마다 일정한 캠 속도가 되는 구간과, 단조 가감속구간과, S자 변화 속도를 가지고 있다. 그리고, 단조 가감속구간은 인접하는 영역 사이에서 단조 증가 또는 단조 감소하면서 가감속함과 동시에 상기 일정한 캠 속도가 되는 구간 사이에 배치된다. 또, S자 변화 속도는 주축위치의 증가에 대하여 S자 곡선을 그리도록 가감속함과 동시에, 상기 일정한 캠 속도가 되는 구간과 상기 단조 가감속구간을 접속하도록 배치된다.
전자 캠 곡선은 가감속하는 구간의 길이가 ti(i=1, 2,…, N)이며, 그 중간에서 지정좌표(Xi, Yi)(i=1, 2,…, N－1)를 통과하며, 또한 가속 종료시에는 (XN, YN)를 통과하도록 생성된다.
또한, 본 실시형태의 전자 캠 곡선은 가감속구간 ti의 시작과 끝(구간의 단부(端部))에 S자 구간 di가 마련되어 있으며, S자 구간에서는 가감 속도가 완만해진다. S자 구간이 0인 실시형태 1, 2의 캠 가속도의 파형은 구형(矩形)이 된다. 한편, 본 실시형태에서는 캠 속도에 S자 구간을 마련하고 있으므로, 전자 캠 곡선의 캠 가속도 파형은 가감속구간에 있어 사다리꼴 형상의 파형이 된다.
본 실시형태에서는 일정한 캠 속도 Vi, Vi + 1사이를 S자처럼 단조 증가 혹은 단조 감소하도록 일정한 캠 속도 Vi, Vi + 1사이를 접속하므로, 실시형태 1와 마찬가지의 효과를 가진다. 또, 본 실시형태에서는 캠 속도의 파형이 직선이 아닌 S자 곡선을 그리도록 가감속되므로, 구동에 필요한 가속도, 토크가 매끄럽게 되어, 종축모터에서 구동되는 기계의 쇼크가 한층 더 작아지는 효과가 있다.
또한, 본 실시형태에서 이용한 식(24－1)~식(24－16)은 실시형태 1과 같은 순서로 도출된다. 즉, 입력된 좌표 데이터, 가감속구간, S자 구간, 및 식(6)으로부터 산출되는 일정한 캠 속도 Vi로부터, 전체의 캠 속도를 나타내는 식이 계산된다. 그리고, 전체의 캠 속도를 나타내는 식을 1회 적분함으로써 전자 캠 곡선을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 가감속구간 ti를 직접 입력하는 예에 대하여 설명했지만, 실시형태 2로 설명한 것처럼, 파라미터 R을 입력하고, 파라미터 R을 이용하여 가감속구간을 자동 결정하도록 하여도 무방하다. 이 경우, S자 구간 di를 가감속구간 ti의 크기에 대한 비율로 설정하여도 무방하다. 환언하면, S자 구간을 지정하는 정보인 파라미터 r(0≤r≤1)를 입력하고, S자 구간을 di=r／2×ti(i=1, 2,…, N)와 같이 설정하여도 된다. 이렇게 함으로써, 캠 속도를 대체로 균일하게 하는 가감속구간을 자동적으로 산출하고, 아울러, 캠 속도가 매끄러운 캠 곡선을 얻을 수 있다.
이와 같이, 실시형태 3에 의하면, 캠 속도의 파형이 가감속구간의 단부에서 S자 곡선을 그리도록 가감속되므로, 구동에 필요한 가속도, 토크가 매끄럽게 되어, 종축모터에서 구동되는 기계의 쇼크를 작게 하는 것이 가능하게 된다.
실시형태 4.
다음으로, 도 12 및 도 13을 이용하여 이 발명의 실시형태 4에 대하여 설명한다. 실시형태 4의 전자 캠 시스템은 인접하는 지정좌표의 종축위치가 동일한 경우, 해당 지정좌표의 전후에서 좌표 데이터를 분할한다. 환언하면, 전자 캠 곡선 생성부(12)는 인접하는 지정좌표의 종축위치가 동일한 경우, 인접하는 지정좌표의 전후에서 전자 캠 곡선을 규정하는 좌표 영역을 분할한다.
그리고, 전자 캠 곡선 생성부(12)는 분할한 각 좌표 데이터에 대하여, 전자 캠 곡선을 생성한다. 이때, 전자 캠 곡선 생성부(12)는 인접하는 지정좌표의 종축위치가 동일한 영역에 대하여는 종축위치가 동일한 값이 되는 전자 캠 곡선을 생성한다. 게다가 전자 캠 곡선 생성부(12)는 생성한 전자 캠 곡선을 연결함으로써, 전체 좌표 데이터에 대한 전자 캠 곡선을 생성한다. 이것에 의해, 실시형태 4의 전자 캠 시스템은 종축위치를 정지시켜 둘 수 있는 전자 캠 곡선을 생성한다.
아울러, 본 실시형태의 전자 캠 시스템은 실시형태 1~3의 전자 캠 시스템과 같은 구성을 가지고 있으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다. 이하에서는 전자 캠 제어장치(1A)가, 본 실시형태의 전자 캠 곡선을 생성하는 경우의 생성 처리 순서에 대하여 설명한다.
도 12는 실시형태 4에 관한 전자 캠 곡선의 생성 처리 순서를 나타내는 플로차트이다. 전자 캠 제어장치(1A)의 정보 입력부(11)에는 좌표 데이터 정보(21)와 가감속구간 정보(22)가 입력된다(스텝 ST30). 구체적으로는 정보 입력부(11)에, N개의 좌표 데이터 및 (N＋1)개의 가감속구간이 입력된다.
또한, (N＋1) 개의 가감속구간 정보(22)대신에, 실시형태 2에서 설명한 파라미터 R을 입력하여도 무방하다. 또, 좌표 데이터 정보(21) 및 가감속구간 정보(22)에 더하여, 실시형태 3에서 설명한 (N＋1)개의 S자 구간 정보(24)를 입력하여도 무방하며, S자 구간 정보로서 S자 구간을 결정하기 위한 파라미터 r을 입력하여도 좋다.
전자 캠 곡선 생성부(12)는 계산 처리에 필요한 변수 k 및 변수 i의 초기화를 실시한다. 구체적으로는 전자 캠 곡선 생성부(12)는 변수 k=0, 변수 i=1으로 한다(스텝 ST31).
그리고, 전자 캠 곡선 생성부(12)는 종축위치를 나타내는 좌표 데이터 Yi가, 인접하는 좌표 데이터 Yi - 1와 동일한지 여부를 체크한다. 환언하면, 전자 캠 곡선 생성부(12)는 Yi=Yi -1이 성립하는지를 판정한다(스텝 ST32). 입력한 좌표 데이터 중 인접하는 종축위치끼리가 동일하면(스텝 ST32, Yes), 전자 캠 곡선 생성부(12)는 전자 캠 곡선의 일부분인 전자 캠 곡선 w(X)를 산출한다(스텝 ST33). 여기서, w(X)는 주축위치 X에 대한 종축위치를 나타내는 것으로 한다.
구체적으로는 전자 캠 곡선 생성부(12)는 좌표 데이터(Xk +1－Xk, Yk +1－Yk), (Xk+2－Xk, Yk +2－Yk),…,(Xi -1－Xk, Yi -1－Yk)를 통과하도록, 좌표 데이터(Xk +1－Xk, Yk +1－Yk), (Xk +2－Xk, Yk +2－Yk),…, (Xi -1－Xk, Yi -1－Yk) 및 가감속구간 tk, tk +1,…, ti -1을 이용하여, 전자 캠 곡선 w(X)를 산출한다. 이때, 전자 캠 곡선 생성부(12)는 실시형태 1에서 설명한 스텝 ST2~ST5등의 처리에 의하여, 전자 캠 곡선 w(X)를 산출한다.
또한, 본 실시형태에서는 좌표 데이터(Xk, Yk)~(Xi -1, Yi -1)로부터 각각(Xk, Yk)을 뺀 데이터를 이용하여 전자 캠 곡선 w(X)를 산출하고 있다. 이것은 실시형태 1, 2, 3에 있어서는 (0, 0)을 기준으로 전자 캠 곡선을 산출한 것에 대하여, 본 실시형태에서는 서로 이웃한 종축위치가 동일한 좌표 데이터(Xk, Yk)를 기준으로 전자 캠 곡선을 산출하고 있는 것에 상당한다. 한편, 전자 캠 곡선 w(X)는 (Xi -1－Xk, Yi -1－Yk)를 통과하는 점에서, 다음과 같은 식(25)이 성립한다.
[식 25]
Figure pct00048
전자 캠 곡선 생성부(12)는 N개의 좌표 데이터를 통과하는 전자 캠 곡선 Y(X) 중, 주축위치 Xk≤X≤Xi에 대응하는 부분을, 다음과 같은 식(26)에 의하여 산출한다(스텝 ST34).
[식 26]
Figure pct00049
여기서의 전자 캠 곡선 생성부(12)는 전자 캠 곡선 w(X)에, 스텝 ST33에서 뺀, 기준이 되는 좌표 데이터(Xk, Yk)를 더함으로써, 전자 캠 곡선을 산출하고 있다.
이 후, 전자 캠 곡선 생성부(12)는 변수 k에 i를 대입한다(스텝 ST35). 그리고, 전자 캠 곡선 생성부(12)는 변수 i를 ＋1 증가시킨다(i=i＋1)(스텝 ST36).
한편, Yi=Yi -1이 성립하지 않으면(스텝 ST32, No), 전자 캠 곡선 생성부(12)는 전자 캠 곡선 w(X)를 산출하는 일 없이, 변수 i를＋1 증가시킨다(i=i＋1)(스텝 ST36).
i=i＋1한 후, 전자 캠 곡선 생성부(12)는 변수 i가 N과 동일한지를 판정한다(스텝 ST37). 변수 i가 N과 동일하지 않으면(i＜N이면)(스텝 ST37, No), 전자 캠 곡선 생성부(12)는 스텝 ST32~ST36의 처리를 재차 실행한다.
한편, 변수 i가 N과 동일하면(스텝 ST37, Yes), 전자 캠 곡선 생성부(12)는 변수 k가 0과 동일한지 여부를 판정한다(스텝 ST38). k=0이 성립한다는 것은 스텝 ST32의 처리에 있어서, 인접하는 종축위치의 좌표가 동일하였던 경우가 한번도 없었다는 것을 나타낸다. k=0이 성립하는 경우(스텝 ST38, Yes), 전자 캠 곡선 생성부(12)는 전체 좌표 데이터(X1, Y1),…,(XN, YN)으로부터 전체의 전자 캠 곡선을 생성한다(스텝 ST39). 구체적으로는 실시형태 1~3에서 설명하였던 바와 같다.
한편, k=0이 성립하지 않는 경우(스텝 ST38, No), 스텝 ST40로 이행(移行)한다. 스텝 ST40에서는 (Xk +1－Xk, Yk +1－Yk), (Xk +2－Xk, Yk +2－Yk),…,(XN－Xk, YN－Yk)로부터, 주축위치 0≤X≤XN－YN에 대한 전자 캠 곡선 w(X)를 생성한다.
이 후, 스텝 ST41에서는 Xk≤X≤XN에 대한 전자 캠 곡선을, 스텝 ST39로 계산한 전자 캠 곡선을 이용하여
y=w(X－Xk)＋Yk
로 구성하여, 전자 캠 곡선의 생성 처리는 종료한다.
다음으로, 본 실시형태의 효과에 대하여 설명한다. 도 13은 실시형태 4에 관한 전자 캠 곡선을 나타내는 도면이다. 도 13에서는 도 12의 플로차트에 따라서 전자 캠 곡선을 생성하였을 경우의 전자 캠 곡선(상단의 파형)과, 전자 캠 곡선을 주축위치에 대하여 미분한 캠 속도의 개형(중단의 파형)과의 관계를 나타내고 있다.
도 13에 있어서는 입력된 좌표 데이터 중 종축위치에 관하여 Y3=Y4라 한다. 도 12의 플로차트에 따르면, 스텝 ST33, ST34 에 의해, (X1, Y1), (X2, Y2), (X3, Y3)으로 1개의 전자 캠 곡선이 구성되고, 스텝 ST40, ST41 에 의해, (X4, Y4), (X5, Y5), (X6, Y6)으로 다른 전자 캠 곡선이 구성된다. 게다가 종축위치가 동일한 좌표 사이인 X3≤X≤X4에 대하여는 스텝 ST34의 Xi -1≤X≤Xi의 경우에 있어서, 종축위치는 상시 Y3=Y4를 취하는 별개의 전자 캠 곡선이 구성된다. 그리고, 전체의 전자 캠 곡선으로서는 이들 전체를 결합한 전자 캠 곡선이 산출된다. 전자 캠 곡선을 이와 같은 구성으로 하면, 주축위치 X가 X3≤X≤X4인 경우, 주축위치 X가 상기 범위 안에서 움직여도, 종축위치는 변화하지 않는 전자 캠 곡선을 얻을 수 있다.
환언하면, 서로 이웃한 지정좌표의 종축위치가 동일한 데이터를 입력함으로써, 주축위치가 소정의 지정좌표 사이(도 12에 있어서 X3≤X≤X4)에 있는 경우에, 종축위치를 정지시켜 둘 수 있는 전자 캠 곡선을 얻을 수 있다. 따라서, 종축위치를 정지시키는 구간을 지정한 전자 캠 곡선을 용이하게 얻을 수 있다.
이와 같이, 실시형태 4에 의하면, 실시형태 1, 2, 3의 효과에 더하여, 종축위치를 나타내는 좌표 데이터 Yi, Yi -1이 동일한 경우에, 해당 좌표 데이터의 전후에서 좌표 데이터를 분할하고, 분할한 좌표 데이터에 대하여, 각각의 전자 캠 곡선을 생성하여 결합하고 있으므로, 종축위치를 정지시킬 수 있는 전자 캠 곡선을 얻는 것이 가능해진다.
이와 같은 성질을 가지는 전자 캠 곡선의 효과는 이하 설명할 적용례에 있어서 전형적으로 발휘된다. 반송부(搬送部)를 움직임으로써 일정 간격으로 배치된 병을 노즐의 바로 아래로 반송하는 구동축과, 노즐을 바로 밑에 놓여진 병까지 밀어내려 액체주입 후에 밀어 올리기 위한 동작을 구동하는 구동축을 가지고 있어, 다수의 병에 차례로 1개의 노즐을 이용하여 액체를 주입하는 액체충전기에, 전자 캠 제어를 적용하는 것을 생각한다.
노즐의 상하 동작을 제어하는 구동축의 동작은 반송부를 제어하는 구동축의 동작에 동기된 움직임을 취할 필요가 있으므로, 반송부를 제어하는 구동축을 주축으로, 노즐의 상하 동작을 제어하는 축을 종축으로 하여 전자 캠 제어를 실시한다. 이때, 병이 바로 아래로 이동하기 전에, 노즐을 밀어 내리면 액체가 흘러 넘쳐버리므로, 반송부를 제어하는 축이 병의 바로 아래의 직전의 위치로부터 병의 바로 아래의 위치로 이동할 때까지는 노즐을 상하로 움직이게 하는 축은 정지상태를 유지할 것이 요구된다.
본 실시형태에 따른 전자 캠 제어장치를 이용하여, 병 바로 아래 직전의 위치를 Xi -1, 병 바로 아래의 위치를 Xi, 그리고 노즐이 그 바로 위로 올라간 위치=Yi=Yi-1로 하면, 주축위치가 특정 범위에 있는 동안(즉, 병 바로 아래 직전의 위치로부터 병 바로 아래 위치의 범위), 종축은 멈춘 상태를 유지할 수 있으므로, 액체를 흘리는 일 없이, 충전 동작을 실현할 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 전자 캠 제어장치 및 전자 캠 곡선 생성 방법은 종축의 가속도를 억제한 전자 캠 곡선의 생성에 적합하다.
1A ~ 1C 전자 캠 제어장치
2 종축위치 지령
3 서보앰프
5 서보모터
8 부하 기계
11 정보 입력부
12 전자 캠 곡선 생성부
13 전자 캠 곡선 기억부
14 주축위치 입력부
15 종축위치 지령 생성부
16 출력부
21 좌표 데이터 정보
22 가감속구간 정보
24 S자 구간 정보
R 파라미터

Claims (12)

  1. 주축위치와 종축위치 사이의 관계를 규정한 복수의 지정좌표를 입력하는 입력부와,
    상기 복수의 지정좌표를 통과하도록 상기 주축위치와 상기 종축위치의 관계를 곡선으로 나타낸 전자 캠 곡선을 생성하는 전자 캠 곡선 생성부와,
    상기 전자 캠 곡선에 따른 외부 장치로의 위치 지령으로서 상기 주축위치에 대응한 종축위치를 종축위치 지령으로서 출력하는 출력부,
    를 구비하고,
    상기 전자 캠 곡선 생성부는,
    상기 주축위치에 대하여 상기 전자 캠 곡선을 미분한 캠 속도의 파형이, 상기 지정좌표 사이인 영역마다 일정한 캠 속도가 되는 구간을 가짐과 동시에, 인접하는 영역 간에서는 단조 증가 또는 단조 감소하면서 가감속함으로써 상기 일정한 캠 속도가 되는 구간끼리를 접속하는 단조 가감속구간을 가지도록 상기 전자 캠 곡선을 생성하는 것을 특징으로 하는 전자 캠 제어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자 캠 곡선 생성부는,
    상기 캠 속도의 파형이, 상기 단조 가감속구간에서 직선적으로 가감속하도록 상기 전자 캠 곡선을 생성하는 것을 특징으로 하는 전자 캠 제어장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 입력부에는 상기 단조 가감속구간의 구간 길이를 지정하는 정보가 더 입력되고,
    상기 전자 캠 곡선 생성부는,
    상기 복수의 지정좌표와, 상기 단조 가감속구간의 구간 길이에 기초하여, 상기 지정좌표에서의 캠 속도가 상기 단조 가감속구간의 임의의 도중점을 통과하도록 상기 전자 캠 곡선을 생성하는 것을 특징으로 하는 전자 캠 제어장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전자 캠 곡선 생성부는,
    좌표 데이터와 가감속구간의 정보를 이용하여, 상기 좌표 데이터를 통과하는 것을 나타냄과 동시에 상기 일정한 캠 속도를 미지수로 하는 방정식을 구성하고, 상기 방정식을 풂으로써 상기 일정한 캠 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 전자 캠 제어장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자 캠 곡선 생성부는,
    상기 캠 속도의 파형이, 상기 단조 가감속구간에서 S자 형태로 가감속하도록 상기 전자 캠 곡선을 생성하는 것을 특징으로 하는 전자 캠 제어장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 입력부에는 상기 단조 가감속구간의 구간 길이와, 상기 S자 형태로 가감속하는 S자 구간의 구간 길이를 지정하는 정보가 추가로 입력되며,
    상기 전자 캠 곡선 생성부는,
    상기 복수의 지정좌표와, 상기 단조 가감속구간의 구간 길이와, 상기 S자 구간의 구간 길이에 기초하여, 상기 지정좌표에서의 캠 속도가 상기 단조 가감속구간의 임의의 도중점을 통과하도록 상기 전자 캠 곡선을 생성하는 것을 특징으로 하는 전자 캠 제어장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 전자 캠 곡선 생성부는,
    좌표 데이터와, 가감속구간의 정보와, 상기 S자 구간의 정보를 이용하여, 상기 좌표 데이터를 통과하는 것을 나타냄과 동시에 상기 일정한 캠 속도를 미지수로 하는 방정식을 구성하며, 상기 방정식을 풂으로써 상기 일정한 캠 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 전자 캠 제어장치.
  8. 청구항 1, 청구항 2, 및 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 캠 곡선 생성부는,
    상기 캠 속도를 상기 주축위치에 대하여 미분한 캠 가속도의 크기가, 상기 단조 가감속구간에서 균일하게 되도록, 상기 전자 캠 곡선을 생성하는 것을 특징으로 하는 전자 캠 제어장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 전자 캠 곡선 생성부는,
    상기 단조 가감속구간이, 제1 지정좌표 사이를 직선으로 접속하였을 경우의 캠 속도와, 상기 제1 지정좌표 사이에 인접하는 제2 지정좌표 사이를 직선으로 접속하였을 경우의 캠 속도 차이의 절대치에 비례하도록, 상기 단조 가감속구간을 설정하는 것을 특징으로 하는 전자 캠 제어장치.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 캠 곡선 생성부는,
    최초의 지정좌표와 최후의 지정좌표에 있어서 상기 캠 속도가 0이 되도록 상기 전자 캠 곡선을 생성하는 것을 특징으로 하는 전자 캠 제어장치.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 캠 곡선 생성부는,
    인접하는 지정좌표의 종축위치가 동일한 경우, 해당 지정좌표의 전후에서 상기 전자 캠 곡선을 규정하는 좌표 영역을 분할하고, 분할한 각 좌표 영역에 대하여 각각의 전자 캠 곡선을 생성함과 동시에, 인접하는 지정좌표의 종축위치가 동일한 좌표 영역에 대하여는 종축위치가 동일한 값이 되는 전자 캠 곡선을 생성하여, 각 좌표 영역에 대하여 생성한 전자 캠 곡선을 연결함으로써 전체 좌표 데이터에 대한 전자 캠 곡선을 생성하는 것을 특징으로 하는 전자 캠 제어장치.
  12. 주축위치와 종축위치 사이의 관계를 규정한 복수의 지정좌표를 입력하는 입력 스텝과,
    상기 복수의 지정좌표를 통과하도록 상기 주축위치와 상기 종축위치의 관계를 곡선으로 나타낸 전자 캠 곡선을 생성하는 전자 캠 곡선 생성 스텝
    을 포함하고,
    상기 전자 캠 곡선을 생성할 때에는
    상기 주축위치에 대하여 상기 전자 캠 곡선을 미분한 캠 속도의 파형이, 상기 지정좌표 사이인 영역마다 일정한 캠 속도가 되는 구간을 가짐과 동시에, 인접하는 영역 간에는 단조 증가 또는 단조 감소하면서 가감속함으로써 상기 일정한 캠 속도가 되는 구간끼리를 접속하는 단조 가감속구간을 가지도록 상기 전자 캠 곡선을 생성하는 것을 특징으로 하는 전자 캠 곡선 생성 방법.
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