TWI399029B - 馬達速度控制方法、馬達速度控制器及具有馬達速度控制器之製造系統 - Google Patents

馬達速度控制方法、馬達速度控制器及具有馬達速度控制器之製造系統 Download PDF

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Description

馬達速度控制方法、馬達速度控制器及具有馬達速度控制器之 製造系統
本發明係關於一種馬達速度控制方法、馬達速度控制器及具有馬達速度控制器之製造系統，特別是有關於一種交流感應馬達在扭力和功率限制之下，經由執行複數次差值運算來控制馬達運動時的速度、加速度和急衝度。
在一般工業應用上，常常將馬達(特別是交流感應馬達)的控制曲線區分為定扭力區及定功率區，藉此來控制馬達的運動速度，定扭力區及定功率區的速度曲線特性，請參考第1圖。如第1圖所示，當馬達的速度在定扭力區時，馬達的扭力會依其加速或負載需求而增加，直到最大扭力後，即無法再增加；而當馬達之速度到達定功率區後(也就是馬達之速度到達基底速度後)，馬達之加速度隨著最大扭力的變小逐漸形成非線性之衰減。在傳統的馬達速度控制中，為了讓輸出扭力能夠符合第1圖的速度對扭力限制之特性曲線，在進行規劃馬達之運動速度時，都是將速度-時間曲線分割成許多段來近似，如第2圖所示。為此，使用者必須事先給定馬達每一段的端點速度及每一段的加速度時間，最後得到一條不平滑的速度曲線。
上述的馬達控制方式存在兩個缺點，第一個缺點是當馬達速度超過基底速度進入定功率區時，先前技術要求使用者給定多段的參數，以期望能夠逼近理想的速度時間曲線，但此一方法無法達到較佳的加減速控制。同時，給定多段參數在應用上給使用者帶來不便以及設定上的困難；第二個缺點是當馬達在不同速度區間轉換時，必須轉換不同加速度，切換點加減速太 劇烈，轉換時急衝度很大，可能造成主軸運轉不平順。
為改善先前技術中對馬達速度控制上的缺點，本發明提供一種數值控制器來控制馬達的速度，其係藉由系統給定的馬達加減速時間、目前速度、基底速度和最大速度，即時動態計算出當時的最大加速度，配合使用者給定之目標速度和馬達之最大急衝度，作為加減速的規劃依據。在每一次插值時間點，以目前速度和目前加速度值，用最短時間到達目標速度來進行規劃，計算出下個插值時間點的速度和加速度值輸出到馬達。經由重覆上述決策方法，可以在最短時間內將目前馬達速度增加或減少到目標速度。
依據上述之控制器，本發明之一主要目的在提供一種控制器及其控制方法，使得馬達能在最大加速度和最大急衝度的限制內將馬達以最短的時間內平滑地變動加(減)速到目標速度，故可減少馬達運轉之震動現象。
本發明之另一主要目的在提供一種控制器及其控制方法，使得馬達能在最大加速度和最大急衝度的限制內將馬達以最短的時間內平滑地變動加(減)速到目標速度，故可延長馬達之壽命。
本發明之再一主要目的在提供一種控制器及其控制方法，使得馬達能在最大加速度和最大急衝度的限制內，可藉由改變目標速度來控制馬達的加(減)速，故可使馬達能平滑地變動加(減)速到目標速度，使得加工件有較佳之精度。
本發明之還有一主要目的在提供一種控制器及其控制方法，使得馬達能在最大加速度和最大急衝度的限制內，可在馬達之即時的動態速度狀態下來調整馬達之目前速度，故可使馬 達在最短時間內反應外部所給予的命令。
本發明之再一主要目的在提供一種控制器及其控制方法，使得馬達能在最大加速度和最大急衝度的限制內，當馬達之速度超過基底速度時，亦可配合馬達最大扭力隨著速度增加而衰減的特性，去限制馬達的最大加速度，故可使馬達自動調整馬達速度的輸出。
依據上述之各種目的，本發明首先提供一種控制馬達速度的方法，包括：提供一馬達之基底速度、最大速度、加速至最大速度的時間及加速到最大加速度的時間；接著，提供一插值運算週期及目標速度；然後馬達從靜止開始啟動，並依預設週期啟動插值運算；再接著，執行一插值運算，在任一時刻進行插值運算時，可得知該馬達之目前速度及目前加速度；據此獲得一加速度曲線規劃，係將該馬達之該目前速度、該目前加速度以及在該最大加速度與該最大急衝度的限制下所預設之該目標速度進行判斷，以規劃出一個使該目前速度達到該目標速度且此時加速度為零之加速度曲線規劃；然後，再計算出一即時速度及即時加速度，係依據該加速度曲線規劃進行該馬達之加減速控制，並輸出該次插值運算週期結束時間點的即時速度和即時加速度；最後，輸出該即時速度，以作為該馬達之速度控制命令。重複步驟上述之過程直到全程運動流程結束時，使得該馬達達到該目前速度值與該目標速度相同且加速度為零。
本發明接著再提供一種馬達速度之控制器，該控制器係在馬達之最大加速度及最大急衝度的限制下，在一設定之插值運算週期中執行複數次差值運算來控制該馬達之速度，其中該控制器之特徵在於：以前一次插值運算所輸出之一即時速度值來 作為下一次插值運算之目前速度值，並於該下一次插值運算中，藉由該目前速度值與一目標速度值之間的差值來選擇一加速度規劃曲線，並再依據該加速度規劃曲線進行該馬達之加減速控制，並於該下一次插值運算結束時，輸出該即時速度值至該馬達，以作為該馬達之速度控制命令，使得於該插值運算週期結束時，該馬達之該目前速度值達到該目標速度且加速度為零。
由於本發明係揭露一種馬達速度控制方法、馬達速度控制器及具有馬達速度控制器之製造系統，特別是對一種交流感應馬達的控制，因此，在以下的說明中，將詳細說明控制器與其馬達速度控制方法，而對於交流感應馬達則不作完整描述。此外，本發明所提及之各種控制方法中所表示的圖式，亦並未依據實際之相關尺寸完整繪製，其作用僅在表達與本創作特徵有關之示意圖。特別要說明，在下述說明中之各種說明係為本發明之實施例，並非用以限制本發明。
本發明是一種控制馬達速度之控制器，特別是對交流感應馬達的控制方法。當使用者要對一製造系統中的可控制之機械裝置(例如一種CNC車床、CNC銑床、攻牙機或是鑽孔機等)進行加工路程之設定時，首先，提供驅動製造設備的馬達之基底速度(VF )、最大速度、加速至最大速度的時間及加速到最大加速度的時間至製造系統中的控制器；然後，設定加工路程之插值運算週期及目標速度。接著，根據馬達的加速特性，製造系統會再給定馬達最大加速度(Amax )和最大急衝度值(Jmax )至控制器，以確保在運動全程中，馬達的加速度和急衝度不會超過這些預設值，其中最大加速度(Amax )是指當馬達到達基 底速度時的加速度。因此，控制器必須在每次插值運算的週期內(例如：每10微秒執行一次插值運算)，獲得馬達當時之即時速度(或稱目前速度)和即時加速度(或稱目前加速度)，然後輸出新的速度命令給馬達，藉由此種控制方式來控制馬達的實際速度(或稱即時速度或是目前速度)最終達到給定的馬達目標速度(Vcmd )，而此一馬達目標速度可由使用者來設定。其詳細之控制過程說明如下。
首先，請參考第3圖，係本發明每次插值時間內的速度加速度決定流程圖。如第3圖所示，當使用者經由控制器來啟動馬達時，馬達於靜止到啟動時刻，此時馬達的速度和加速度都為零。接著，控制器依據給定之馬達基底速度、馬達最大速度、馬達加速至最大速度的時間及馬達加速到最大加速度的時間以及插值運算週期及目標速度等訊息，並在馬達之最大加速度及最大急衝度的限制下，進行插值運算，以期獲得馬達之目前速度及目前加速度，如步驟301所示。再接著，控制器會依據馬達之目前速度及目前加速度數值，將之與目標速度進行比較，以便能規劃出一個在最短時間內能讓目前速度與目標速度相同之加減速度曲線規劃，如步驟302所示。在此步驟中，控制器為了避免馬達在抵達目標速度後，仍然有震動的現象，因此，控制器除了控制馬達之速度必須要精確到達目標速度外，同時，也要控制馬達之加速度也要同時到達零，如此，當馬達之目前速度一旦到達目標速度後，才不會再有加減速所造成的震動。
而為了達到如此之目標速度，控制器不僅必須克服目前速度和目標速度的速度差，同時還要確保目前加速度在達目標速度時以不超過最大急衝度的限制而減少(增加)到零，第4圖即為此加減速度曲線的流程圖。說明如下：如果控制器判斷 目標速度(例如：100 rpm)減去目前速度(例如：60 rpm)之差比將目前加速度依最大急衝度減少(增加)到零所需的速度差還要大時，則表示還可再增加加速度；同時又判斷出此速度差又比將目前加速度依最大急衝度增加到最大加速度再馬上減少到零所產生的速度差還要大時，則由如步驟401所示，控制器可由目前速度(Vnow )、目前加速度(Anow )，可以規劃出一個三段加減速度曲線，如第5圖所示；反之，如果判斷出此速度差又比將目前加速度依最大急衝度增加到最大加速度再馬上減少到零所產生的速度差還要小時，則由如步驟402所示控制器可由目前速度(Vnow )、目前加速度(Anow )可以規劃出兩段加減速度曲線，如第6圖所示。在上述第5圖所示之三段加減速度曲線係由一段正最大急衝度增加加速度至最大加速度後(即第一段)，以最大加速度保持一段等加速度(即第二段)，再由一段負最大急衝度減少加速度至加速度等於零(即第三段)，很明顯地，在第5圖之實施例中，馬達已到達基底速度或是在定功率區；而在上述第6圖所示之二段加減速度曲線係由一段正最大急衝度增加加速度後(即第一段)，於到達最大加速度前，再由一段負最大急衝度減少加速度至加速度等於零(即第二段)；很明顯地，在第6圖之實施例中，馬達尚未到達基底速度或是馬達仍然在定扭力區。
再者，如果目標速度(例如：100 rpm)減去目前速度(例如：120 rpm)之差比將目前加速度依最大急衝度減少(增加)到零所產生的速度差還要小時，則表示馬達必須馬上減少加速度。在此情況下，如果控制器又同時判斷此速度差比將目前加速度依最大急衝度減少到負最大加速度再馬上增加到零所產生的速度差還要大時，則由如步驟403所示，控制器可由目前 速度、目前加速度，可以規劃出三段加減速度曲線，如第7圖所示。反之，如果控制器又同時判斷此速度差比將目前加速度依最大急衝度減少到負最大加速度再馬上增加到零所產生的速度差還要小時，則由如步驟404所示，控制器可由目前速度、目前加速度，可以規劃出二段加減速度曲線，如第8圖所示。在上述第7圖所示之三段加減速度曲線係由一段負最大急衝度減少加速度至負最大加速度後(即第一段)，以負最大加速度保持一段等加速度(即第二段)，再由一段正最大急衝度增加加速度至加速度等於零(即第三段)；很明顯地，在第7圖之實施例中，馬達已到達基底速度或是在定功率區；而在上述第8圖所示之二段加減速度曲線係由一段負最大急衝度減少加速度後，於到達負最大加速度前(即第一段)，再由一段正最大急衝度增加加速度至加速度等於零(即第二段)；很明顯地，在第8圖之實施例中，馬達尚未到達基底速度或是馬達仍然在定扭力率區。
當規劃出上述之各種加減速度曲線之後，則可在製造系統的控制器在每次插值運算時間點，依據當時馬達的速度(即目前速度)及加減速度曲線所得之加減速度規劃而計算出下個插值時間點的速度，如步驟303所示。此得到的速度即為輸出到馬達的新速度指令，如步驟304所示。如此經過複數次之插值運算時間點來不斷地即時更新系統的最新速度和加速度，最終可以在最大加速度與最大急衝度限制下以最短時間達到目標速度。
此外，在本發明之控制方法中，均是以一個設定的最大加速度(Amax )來做為每一次插值運算點的馬達速度與加速度之參考。當馬達的運動速度在定扭力區時，可以輸出的最大扭力 是固定的，相對的可以允許的最大加速度(Amax )也是固定的；但是在馬達速度進入定功率區之後，也就是到達基底速度(VF )後，其輸出最大扭力會與速度成反比。所以當給定目前速度(Vnow )後，馬達可以允許的目前最大加速度(Anowmax )為：
上式中的目前最大加速度(Anowmax )即為前述每次插值時間點重覆運算下一個插值時間點的馬達速度與加速度時所用的實際最大加速度；其中最大加速度(Amax )為使用者依據馬達在定扭力區的最大加速度所設定。依據上式，很明顯地，當馬達在定扭力區時的目前最大加速度(Anowmax )就等於設定之最大加速度(Amax )；然而，當馬達進入至定功率區時的目前最大加速度(Anowmax )會與基底速度(VF )及目前速度(Vnow )之比率相關。此外，由於基底速度(VF )為已知之數值，故當控制器經由每一次插值運算可以得到馬達之目前速度(Vnow )，因此，馬達在進入至定功率區時的目前最大加速度(Anowmax )亦可由使用者設定的馬達加減速時間、最大急衝度、最大速度及基底速度而計算求得，而Vmax 為使用者預設的馬達最大速度。
再接著，請參考第9圖到第11圖，其係馬達在定扭力和定功率區的速度、加速度、急衝度對應時間圖。當馬達速度在定扭力區時，每次執行插值運算時，馬達之加速度依照最大急衝度限制以線性增加直到最大加速度(Amax )，從而更新輸出速度；當馬達位於定功率區時，則每次之插值運算中，馬達之最 大加速度的更新將會隨著馬達目前速度(Vnow )之增加而減少，則馬達輸出之速度則依此受限制後之加速度而更新。
舉例來說，當控制器依據步驟401所規劃出一個三段加減速度曲線對馬達進行加減速之控制時，此時控制器會依據第9圖之目標速度值(Vcmd )及每次執行插值運算時所獲得之馬達目前速度(Vnow )來規劃出一條如第9圖所示之全程輸出平滑速度曲線；因此，當馬達進入定功率區後，控制器再依據第5圖之加減速曲線之規劃，使用負最大急衝度(-Jmax )來將加速度在定功率區控制到零，如第10圖所示；而其相對之全程急衝度曲線，如第11圖所示，其中A段係指從馬達運動起點到目標速度的等最大急衝度區段；C段係指馬達最大加速度在定功率區和目前速度成反比；D段係指從馬達運動起點到目標速度的負等最大急衝度區段。再次強調，在本實施例之對馬達速度的控制過程中，馬達之加速度的絕對值不會超過最大加速度(Amax )；同時，馬達之急衝度的絕對值亦不會超過最大急衝度(Jmax )。
很明顯地，若當控制器依據步驟403所規劃出一個三段加減速度曲線對馬達進行加減速之控制時，則馬達在定扭力和定功率區的速度、加速度、急衝度實施例之對應時間圖會與第9圖到第11圖中的曲線成相反之對應，其過程與原理相同，故不再贅述。
同理，請參考第12圖到第14圖，其係本發明之是另一馬達在定扭力和定功率區的速度、加速度、急衝度實施例之對應時間圖。在本實施例中，馬達並為到達基底速度(VF )，因此，當控制器依據步驟402所規劃出一個二段加減速度曲線對馬達進行加減速之控制時，此時控制器會依據第12圖之目標速 度值(Vcmd )及每次執行插值運算時所獲得之馬達目前速度(Vnow )來規劃出一條如第12圖所示之全程輸出平滑速度曲線；因此，馬達會在定扭力率區被控制器依據第6圖之加減速曲線之規劃，使用負最大急衝度(-Jmax )來將加速度在定扭力區控制到零，如第13圖所示；而其相對之全程急衝度曲線，如第14圖所示，其中A段係指從馬達運動起點到目標速度的等最大急衝度區段；D段係指從馬達運動起點到目標速度的負等最大急衝度區段。再次強調，在本實施例之對馬達速度的控制過程中，馬達之加速度的絕對值不會超過最大加速度(Amax )；同時，馬達之急衝度的絕對值亦不會超過最大急衝度(Jmax )。
再接著，請參考第15圖到第17圖，係表示馬達在定扭力區時之加速度已經到達最大加速度值(Amax )時的速度、加速度、急衝度對應時間圖。如第16圖所示，當馬達在定扭力區時，如果馬達之加速度已經到達最大加速度值(Amax )時，則控制器依據步驟401所規劃出一個三段加減速度曲線對馬達進行加減速之控制時，此時控制器會依據第15圖之目標速度值(Vcmd )及每次執行插值運算時所獲得之馬達目前速度(Vnow )來規劃出一條如第15圖所示之全程輸出平滑速度曲線；因此，馬達進入定功率區後，控制器再依據第5圖之加減速曲線之規劃，使用負最大急衝度(-Jmax )來將加速度在定功率區控制到零，如第16圖所示；而其相對之全程急衝度曲線，如第17圖所示，其中A段係指從馬達運動起點到目標速度的等最大急衝度區段；B段係指從馬達運動起點到目標速度的等最大加速度區段；C段係指馬達最大加速度在定功率區和目前速度成反比；D段係指從馬達運動起點到目標速度的負等最大急衝度區段。再次強調，在本實施例之對馬達速度的控制過程中，馬達 之加速度的絕對值不會超過最大加速度(Amax )；同時，馬達之急衝度的絕對值亦不會超過最大急衝度(Jmax )。
很明顯地，本發明上述之控制器，係在馬達之最大加速度及最大急衝度的限制下，在一設定之插值運算週期中執行複數次差值運算來控制馬達之速度，故控制器之特徵在於：以前一次插值運算所輸出之一即時速度值來作為下一次插值運算之目前速度值，並於下一次插值運算中，藉由目前速度值與目標速度值之間的差值來選擇一加減速度曲線規劃，並再依據此加減速度曲線進行馬達之加減速控制，並於下一次插值運算結束時，輸出即時速度值至馬達，以使得馬達無論是在定扭力區或是在定功率區，都可以將目前速度值(Vnow )達到目標速度(Vcmd )且加速度為零。因此，可減少馬達運轉之震動現象並可延長馬達之壽命，更由於震動減小因此可以使得被加工件的精度提高。
經由上述之揭露，凡熟悉此技術領域者，一定能推知此方法在減少速度到目標速度時也一樣適用。因此，無論目前速度(Vnow )在哪一區(即無論是定扭力區或是在定功率區)，都可以用目前速度(Vnow )去計算當時對應的最大加速度(即指Anowmax )，且在對馬達速度的控制過程中，馬達之加速度的絕對值不會超過最大加速度(Amax )；同時，馬達之急衝度的絕對值亦不會超過最大急衝度(Jmax )。因此，本發明之控制器可以在不超過預設最大加速度和最大急衝度的限制，在最短時間內達到目標速度。此控制方法的優點在於，製造系統之控制器會根據使用者設定的馬達加減速時間，最大急衝度，最大速度，基底速度，計算出最佳的最大加速度值，做為動程規劃的依據。此外，本發明之控制方法的另一個優點在於，前述給定的目標 速度、插值時間、最大加速度和最大急衝度值也可以改變成為動態數值；也就是說，控制器可以隨著馬達運動的實際狀態或是使用者基於其控制需求而動態地改變目標速度、插值時間、最大加速度或最大急衝度值時，本發明仍然可以依照更新的條件做到最短時間下的速度規劃，而且立刻在當時的插值運算時間內，對馬達輸出最新的速度命令，使馬達可以依照定功率區或是在定扭力區的最大加速度限制，在最短時間內到達目標速度。因此，可以讓所有的控制迴路，全程保持在線性區操作，不會進入飽和區，全程維持最好的動態響應特性，不會發生速度爆衝現象。
此外，本發明之控制器不僅是可以用在速度控制的馬達，當本發明之控制器將插值運算時間和輸出速度命令相乘，則可以得到輸出位移量，因此，本發明之控制器也可以應用在位置控制的馬達上，即當控制器改以位置作為輸出控制命令時，即可以應用在位置控制的馬達。
經由上述之說明，本發明之控制器可以進一步配置於一個多軸之製造系統，請參考第18圖所示。多軸之製造系統10係由一控制器100來控制複數個主軸馬達110或是複數個伺服馬達120，或是可以同時控制複數個主軸馬達110以及複數個伺服馬達120。如第18圖所示，控制器100係由一資料輸入單元101、一加減速規劃單元103及一插值運算單元105所組成，其中資料輸入單元101，係用以提供主軸馬達110以及伺服馬達120之基底速度、最大速度、加速至最大速度的時間及加速到最大加速度的時間，以完成主軸馬達110以及伺服馬達120之最大速度、最大加速度及最大急衝度之設定，並提供一插值運算週期及目標速度；加減速規劃單元103，係將主軸馬 達110以及伺服馬達120之目前速度、目前加速度以及設定之目標速度進行判斷，以獲得一加減速度曲線規劃(如第5圖、第6圖、第7圖或第8圖)；一插值運算單元105，係依插值運算週期進行插值運算，用以得知主軸馬達110以及伺服馬達120之目前速度及目前加速度，並依據加減速度曲線規劃進行主軸馬達110以及伺服馬達120之加減速控制，並計算出該次插值運算週期結束時間點的即時速度和即時加速度，並輸出此一即時速度，以作為主軸馬達110以及伺服馬達120之速度控制命令。經由複數次之插值運算，便能使每一主軸馬達110以及每一伺服馬達120之目前速度達到目標速度且此時加速度為零之加減速度曲線規劃。在此要特別強調，本發明主要在揭露對多軸之製造系統10之每一主軸馬達110以及每一伺服馬達120之控制方法，因此並非限制多軸之製造系統10之之每一主軸馬達110以及每一伺服馬達120之數量，故其可以是雙軸之製造系統、三軸之製造系統、四軸之製造系統、五軸之製造系統、六軸之製造系統或是更多軸之製造系統等等，本發明之控制器100及其控制方法均可對其進行適當之控制。
以上針對本發明較佳實施例之說明係為闡明之目的，而無意限定本發明之精確應用形式，由以上之教導或由本發明的實施例學習而作某種程度修改是可能的。因此，本發明的技術思想將由以下的申請專利範圍及其均等來決定之。
A‧‧‧從馬達運動起點到目標速度的等最大急衝度區段
B‧‧‧從馬達運動起點到目標速度的等最大加速度區段
C‧‧‧馬達最大加速度在定功率區和目前速度成反比
D‧‧‧從馬達運動起點到目標速度的負等最大急衝度區段
10‧‧‧多軸製造系統
100‧‧‧控制器
101‧‧‧資料輸入單元
103‧‧‧加減速規劃單元
105‧‧‧插值運算單元
第1圖 係先前技術交流感應馬達的扭力-速度圖。
第2圖 係先前技術運動規劃的速度-時間圖。
第3圖 係每次插值時間內的速度加速度決定流程圖。
第4圖 係運動到目標速度最佳運動規劃流程圖。
第5圖 係最佳運動規劃三段加速度曲線圖。
第6圖 係最佳運動規劃兩段加速度曲線圖。
第7圖 係最佳運動規劃三段加速度曲線圖。
第8圖 係最佳運動規劃兩段加速度曲線圖。
第9圖 係馬達在定扭力和定功率區的速度-時間圖。
第10圖 係馬達在定扭力和定功率區的加速度-時間圖。
第11圖 係馬達在定扭力和定功率區的急衝度-時間圖。
第12圖 係馬達在未到達定功率區的速度-時間圖。
第13圖 係馬達在未到達定功率區的加速度-時間圖。
第14圖 係馬達在未到達定功率區的急衝度-時間圖。
第15圖 係馬達在定扭力和定功率區的速度-時間圖。
第16圖 係馬達在定扭力和定功率區的加速度-時間圖。
第17圖 係馬達在定扭力和定功率區的急衝度-時間圖。
第18圖 係本發明之一多軸製造系統之示意圖。
A‧‧‧從馬達運動起點到目標速度之等最大急衝度區段
B‧‧‧從馬達運動起點到目標速度之等最大加速度區段
C‧‧‧從馬達運動起點到目標速度之負等最大急衝度區段
D‧‧‧馬達速度在定功率區段

Claims (29)

  1. 一種馬達速度控制方法，包括：a.提供一馬達之基底速度、最大速度、加速至最大速度的時間及加速到最大加速度的時間，以完成馬達之最大速度、最大加速度及最大急衝度之設定；b.提供一插值運算週期及目標速度；c.馬達從靜止開始啟動，並依預設週期啟動插值運算；d.執行一插值運算，係依該預設週期啟動插值運算，在任一時刻進行插值運算時，可得知該馬達之目前速度及目前加速度；e.獲得一加減速度曲線規劃，係將該馬達之該目前速度、該目前加速度以及在該最大加速度與該最大急衝度的限制下所預設之該目標速度進行判斷，以規劃出一個使該目前速度達到該目標速度且此時加速度為零之加減速度曲線規劃；f.計算出一即時速度及即時加速度，係依據該加減速度曲線規劃進行該馬達之加減速控制，並計算出該次插值運算週期結束時間點的即時速度和即時加速度；g.輸出該即時速度，以作為該馬達之速度控制命令；h.重複步驟d到g直到全程運動流程結束時，使得該馬達達到該目前速度值與該目標速度相同且加速度為零。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該加減速度曲線規劃進一步包括：當該目標速度與該目前速度之速度差比將該目前加速度依該最大急衝度減少(增加)到零所需的速度差還要大時，且當該速度差又比將該目前加速度依該最大急衝度增加到該最大加速度再減少到零所產生的速度差還要大時，則由目前速度及目 前加速度產生一三段加減速度曲線規劃。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該三段加減速度曲線規劃包括：由一段正最大急衝度增加加速度至最大加速度後(即第一段)，以最大加速度保持一段等加速度(即第二段)，再由一段負最大急衝度減少加速度至加速度等於零(即第三段)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該加減速度曲線規劃進一步包括：當該目標速度與該目前速度之速度差比將該目前加速度依該最大急衝度減少(增加)到零所需的速度差還要大時，且當該速度差又比將該目前加速度依該最大急衝度增加到該最大加速度再減少到零所產生的速度差還要小時，則由目前速度及目前加速度產生一二段加減速度曲線規劃。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該二段加減速度曲線規劃包括：由一段正最大急衝度增加加速度後(即第一段)，於到達最大加速度前，再由一段負最大急衝度減少加速度至加速度等於零(即第二段)。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該加減速度曲線規劃進一步包括：當該目標速度與該目前速度之速度差比將該目前加速度依該最大急衝度減少(增加)到零所需的速度差還要小時，且當該速度差又比將該目前加速度依該最大急衝度減少到負最大加速度再馬上增加到零所產生的速度差還要大時，則由目前速度及目前加速度產生一二段加減速度曲線規劃。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該二段加減速度曲線規劃包括：由一段負最大急衝度減少加速度後(即第一段)，於到達負最大加速度前，再由一段正最大急衝度增加加速度至加 速度等於零(即第二段)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該加減速度曲線規劃進一步包括：當該目標速度與該目前速度之速度差比將該目前加速度依該最大急衝度減少(增加)到零所需的速度差還要小時，且當該速度差又比將該目前加速度依該最大急衝度減少到負最大加速度再馬上增加到零所產生的速度差還要小時，則由目前速度及目前加速度產生一三段加減速度曲線規劃。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該三段加減速度曲線規劃包括：由一段負最大急衝度減少加速度至負最大加速度後(即第一段)，以負最大加速度保持一段等加速度(即第二段)，再由一段正最大急衝度增加加速度至加速度等於零(即第三段)。
  10. 如專利申請範圍第1項所述之方法，其中在該馬達整個運動過程之中，可以動態改變該目標速度、該插值週期、該最大加速度和該最大急衝度。
  11. 一種馬達速度之控制器，該控制器係在設定之最大加速度及最大急衝度的限制下，以及在一設定之插值運算週期中執行複數次差值運算來控制該馬達之速度，其中該控制器之特徵在於：以前一次插值運算所輸出之一即時速度值來作為下一次插值運算之目前速度值，並於該下一次插值運算中，藉由該目前速度值與一目標速度值之間的差值來選擇一加減速度曲線規劃，並再依據該加減速度曲線進行該馬達之加減速控制，並於該下一次插值運算結束時，輸出該即時速度值至該馬達，以作為該馬達之速度控制命令，使得於該插值運算週期結束時，該馬達之該目前速度值達到該目標速度且加速度為零。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之控制器，其中該加減速度曲線規劃進一步包括：當該目標速度值與該目前速度值之速度差值比將一目前加速度依該最大急衝度減少(增加)到零所需的速度差值還要大時，且當該速度差值又比將該目前加速度依該最大急衝度增加到該最大加速度再減少到零所產生的速度差值還要大時，則由該目前速度值及該目前加速度產生一三段加減速度曲線規劃。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之控制器，其中該加減速度曲線規劃進一步包括：當該目標速度值與該目前速度值之速度差值比將一目前加速度依該最大急衝度減少(增加)到零所需的速度差值還要大時，且當該速度差值又比將該目前加速度依該最大急衝度增加到該最大加速度再減少到零所產生的速度差值還要小時，則由該目前速度及該目前加速度產生一二段加減速度曲線規劃。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之控制器，其中該加減速度曲線規劃進一步包括：當該目標速度值與該目前速度值之速度差值比將該目前加速度依該最大急衝度減少(增加)到零所需的速度差還要小時，且當該速度差比將該目前加速度依該最大急衝度減少到負最大加速度再馬上增加到零所產生的速度差還要大時，則由目前速度及目前加速度產生一二段加速度曲線之規劃。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之控制器，其中該加減速度曲線規劃進一步包括：當該目標速度值與該目前速度值之速度差值比將一目前加速度依該最大急衝度減少(增加)到零所需的速度差值還要小時，且當該速度差值比將該目前加速度依該最大急衝度減少到 負最大加速度再馬上增加到零所產生的速度差值還要小時，則由該目前速度及該目前加速度產生一三段加減速度曲線規劃。
  16. 如專利申請範圍第11項所述之控制器，其中在該馬達整個運動過程之中，可以動態改變該目標速度、該插值週期、該最大加速度和該最大急衝度。
  17. 如專利申請範圍第11項所述之控制器，其中該控制器為一速度命令型的馬達控制器或是一位置命令型的馬達控制器。
  18. 如專利申請範圍第11項所述之控制器，其中該馬達之該目前速度值達到該目標速度且加速度為零時，該馬達係位於定扭力區。
  19. 如專利申請範圍第11項所述之控制器，其中該馬達之該目前速度值達到該目標速度且加速度為零時，該馬達係位於定功率區。
  20. 一種具有馬達速度控制器之製造系統，包括一可控制之馬達及一控制器，該控制器用以控制該馬達運動，其中該具有馬達速度控制器之製造系統之特徵在於：該控制器係在設定之最大加速度及最大急衝度的限制下，以及在一設定之插值運算週期中執行複數次差值運算來控制該馬達之速度，並以前一次插值運算所輸出之一即時速度值來作為下一次插值運算之目前速度值，並於該下一次插值運算中，藉由該目前速度值與一目標速度值之間的差值來選擇一加減速度曲線規劃，並再依據該加減速度曲線進行該馬達之加減速控制，並於該下一次插值運算結束時，輸出該即時速度值至該馬達，以作為該馬達之速度控制命令，使得於該插值運算週期結束時，該馬達之該目前速度值達到該目標速度且加速度為零。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之具有馬達速度控制器之製造系 統，其中該加減速度曲線規劃進一步包括：當該目標速度值與該目前速度值之速度差值比將一目前加速度依該最大急衝度減少(增加)到零所需的速度差值還要大時，且當該速度差值又比將該目前加速度依該最大急衝度增加到該最大加速度再減少到零所產生的速度差值還要大時，則由該目前速度值及該目前加速度產生一三段加減速度曲線規劃。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之具有馬達速度控制器之製造系統，其中該加減速度曲線規劃進一步包括：當該目標速度值與該目前速度值之速度差值比將一目前加速度依該最大急衝度減少(增加)到零所需的速度差值還要大時，且當該速度差值又比將該目前加速度依該最大急衝度增加到該最大加速度再減少到零所產生的速度差值還要小時，則由該目前速度及該目前加速度產生一二段加減速度曲線規劃。
  23. 如申請專利範圍第20項所述之具有馬達速度控制器之製造系統，其中該加減速度曲線規劃進一步包括：當該目標速度值與該目前速度值之速度差值比將該目前加速度依該最大急衝度減少(增加)到零所需的速度差還要小時，且當該速度差比將該目前加速度依該最大急衝度減少到負最大加速度再馬上增加到零所產生的速度差還要大時，則由目前速度及目前加速度產生一二段加速度曲線之規劃。
  24. 如申請專利範圍第20項所述之具有馬達速度控制器之製造系統，其中該加減速度曲線規劃進一步包括：當該目標速度值與該目前速度值之速度差值比將一目前加速度依該最大急衝度減少(增加)到零所需的速度差值還要小時，且當該速度差值比將該目前加速度依該最大急衝度減少到負最大加速度再馬上增加到零所產生的速度差值還要小時，則 由該目前速度及該目前加速度產生一三段加減速度曲線規劃。
  25. 如專利申請範圍第20項所述之具有馬達速度控制器之製造系統，其中在該馬達整個運動過程之中，可以動態改變該目標速度、該插值週期、該最大加速度和該最大急衝度。
  26. 一種具有馬達速度控制器之製造系統，包括一控制器以及複數個馬達，該控制器用以控制該些馬達，其中該具有馬達速度控制器之製造系統之特徵在於：該控制器係在設定之最大加速度及最大急衝度的限制下，以及在一設定之插值運算週期中執行複數次差值運算來控制該複數個馬達之速度，並以前一次插值運算所輸出之一即時速度值來作為下一次插值運算之目前速度值，並於該下一次插值運算中，藉由該目前速度值與一目標速度值之間的差值來選擇一加減速度曲線規劃，並再依據該加減速度曲線進行該複數個馬達之加減速控制，並於該下一次插值運算結束時，輸出該即時速度值至該複數個馬達，以作為該複數個馬達之速度控制命令，使得於該插值運算週期結束時，該複數個馬達之該目前速度值達到該目標速度且該複數個馬達之加速度為零。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之具有馬達速度控制器之製造系統，其中該控制器進一步包括：一資料輸入單元，係用以提供該主軸馬達以及該伺服馬達之基底速度、最大速度、加速至最大速度的時間及加速到最大加速度的時間，以完成該主軸馬達以及該伺服馬達之最大速度、最大加速度及最大急衝度之設定，並提供一插值運算週期及目標速度；一加減速規劃單元，係將該主軸馬達以及該伺服馬達之該目前速度、該目前加速度以及設定之該目標速度進行判斷，以 獲得一加減速度曲線規劃；一插值運算單元，係依插值運算週期進行插值運算，用以得知該主軸馬達以及該伺服馬達之目前速度及目前加速度，並依據該加減速度曲線規劃進行該主軸馬達以及該伺服馬達之加減速控制，並計算出該次插值運算週期結束時間點的即時速度和即時加速度，並輸出該即時速度，以作為該主軸馬達以及該伺服馬達之速度控制命令。
  28. 如申請專利範圍第26項所述之具有馬達速度控制器之製造系統，其中該些馬達為主軸馬達。
  29. 如申請專利範圍第26項所述之具有馬達速度控制器之製造系統，其中該些馬達為伺服馬達。
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