TWI481977B - 指令產生裝置及指令產生方法 - Google Patents

Description

指令產生裝置及指令產生方法

本發明有關於指令產生裝置及指令產生方法，用來產生指令藉以驅動組裝機，工作機械，XY台(table)，機械手臂(robot arm)等之具備有複數個可動軸之各種產業機械(被控制裝置)。

在複數個可動軸之可動區域互相交叉之情況時，需要使該等可動軸以不互相干涉之方式進行定位運轉。用來使複數個可動軸以不互相干涉之方式進行定位運轉之最單純之技術是使他軸移動到不會干涉之位置後，才開始自軸之定位運轉之方法。但是，依照此種方法時，在他軸移動完成之前自軸需要等待，所以會有被控制裝置之循環時間(cycle time)變長，作業效率降低之問題。

對於此點，例如，在專利文獻1中揭示有一技術，在他軸退避到不會干涉之位置之前，使自軸之移動速度減小而開始移動，如此即可以避免干涉且削減等待時間。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平9-251320號公報

例如在以組裝機作為驅動對象之情況時，指令產生裝置使用依照抑制振動用之速度/移動場所/移動量預先最佳 化設定之馬達(motor)控制增益(gain)，產生可動軸之指令。但是，依照專利文獻1所記載之技術時，要避免干涉時因為一方之軸之移動速度變小，所以預先設定之增益變成不適當。因此會有在組裝機發生不希望有之振動之問題。另外，在可以判斷為不干涉之區域(area)，因為在移動途中再度加速，所以成為發生振動之主要原因。其結果是定位之整定時間變長，會有被控制裝置之循環時間變長之問題。

本發明是針對上述問題者，其目的是獲得不需要變更可動軸之運轉模式(operation pattern)就可以實現避免干涉動作之指令產生裝置及指令產生方法。

為著解決上述問題，達成目的，本發明是一種指令產生裝置，用來產生指令藉以分別驅動被控制裝置所具備之第1可動軸和第2可動軸，其特徵在於具備有：等待時間演算部，根據上述第1可動軸和上述第2可動軸間之干涉距離，和上述第1可動軸和上述第2可動軸之運轉模式，算出使上述第1可動軸之運轉開始時序(timing)延遲之等待時間，用來使運轉中之雙方之可動軸間之距離經常大於干涉距離；和指令輸出部，根據上述第2可動軸之運轉模式，開始輸出用以驅動上述第2可動軸之指令，從開始輸出施加在上述第2可動軸之指令後起經過上述算出之等待時間後，根據上述第1可動軸之運轉模式，開始輸出用以驅動上述第1可動軸之指令。

本發明之指令產生裝置，因為根據自軸(第1可動軸)之運轉模式，使指令之輸出延遲，可以用來避免自軸和他軸(第2可動軸)之干涉，所以不需要變更可動軸之運轉模式就可以實現避免干涉動作。

以下根據圖面用來詳細地說明關於本發明之指令產生裝置及指令產生方法。另外，本發明並不是由該實施形態限制者。

第1實施形態.

第1-1圖和第1-2圖是用來說明利用本發明之第1實施形態之指令產生裝置之定位動作之特徵之圖。另外，在此處為著使說明簡化，使作為指令產生裝置之控制對象之機械(被控制裝置)所具有之可動軸(以下簡稱為軸)成為2個(自軸和他軸)。

第1-1圖表示自軸(第1可動軸)和他軸(第2可動軸)在互相接近方向移動之情況時之動作例。依照第1實施形態之指令產生裝置是當自軸和他軸在互相接近方向移動之情況時，在雙方之目標位置間互相離開安全距離以上之情況時，不實行干涉回避。安全距離是指預先設定之自軸和他軸之間之距離，成為用來避免干涉之自軸和他軸之間之距離。

第1-2圖表示他軸在對自軸離開之方向移動之情況時之動作例。在他軸往從自軸離開之方向之移動中，即使在 雙方之可動軸之現在位置之間和雙方之可動軸之目標位置之間皆離開安全距離以上之距離，在移動途中亦仍有可能互相干涉。依照第1實施形態之指令產生裝置時，當他軸在對自軸離開之方向移動之情況時，實行干涉回避之控制。亦即，第1實施形態之指令產生裝置算出用來避免使自軸干涉到停止中或動作中之他軸所需要之等待時間，在經過等待時間之後，開始定位至自軸之目標位置為止。

第2圖是方塊圖，用來表示本發明之第1實施形態之指令產生裝置之功能構成。如圖所示，指令產生裝置100具備有：起動等待時間演算部110、起動等待部120、指令演算部130、和位置更新部140。指令產生裝置100被輸入有：目標位置(自軸目標位置X1和他軸目標位置X2)、目標速度(自軸目標速度V1和他軸目標速度V2)、和安全距離Ds。然後，指令產生裝置100將對各軸之指令速度(輸出指令速度vo1、vo2)輸出到伺服放大器(servo amplifier)等之馬達驅動控制部150。另外，目標位置(自軸目標位置X1和他軸目標位置X2)和目標速度(自軸目標速度V1和他軸目標速度V2)係由NC程式(Numerical Control program,數值控制程式)等所給予。

另外，在第1實施形態中，安全距離包含即使由於使用者(user)之發生停止指令/錯誤(error)等原因而使他軸開始停止時，亦使自軸之停止趕上(可以避免干涉)之減速時之移動量(以下稱為減速移動量)。換言之，減速移動量是從緊急停止開始起至停止完成為止之可動軸之移動量。 第3-1圖和第3-2圖是用來說明第1實施形態中所使用之安全距離之圖。如圖所示，無論在自軸和他軸互相接近之方向移動之情況時，和他軸在對自軸之離開方向移動之情況時，安全距離成為在軸間之偏差(offset)分別加上自軸和他軸之減速移動量之絕對值。軸間之偏差是指軸間之實體上可以接近之最小之距離。減速移動量以下列之式1定義。在此處安全距離需要考慮減速移動量之最大值，所以指令速度採用運轉模式中之最大值。

(減速移動量)=(1/2)×(指令速度)² /(減速度) (式1)

起動等待時間演算部110被輸入：目標位置X1、X2，目標速度V1、V2，在指令產生裝置100內部之位置更新部140所演算出之各軸之現在之指令位置xo1、xo2，和安全距離，根據自軸和他軸之運轉模式，以運轉中之雙方之可動軸間之距離經常大於安全距離之方式，演算使自軸之運轉開始時序從他軸之運轉開始時序延遲之延遲量，作為起動等待時間Tw。

自軸之運轉模式之記述是以時刻t作為變數之指令位置函數p1[t]或/和對指令位置函數p1[t]進行時間微分所獲得之指令速度函數w1[t]。同樣地，他軸之運轉模式之記述是指令位置函數p2[t]或/和對指令位置函數p2[t]進行時間微分所獲得之指令速度函數w2[t]。起動等待時間演算部110在運轉模式以指令速度函數w1[t]、w2[t]記述之情況時，分別對指令速度函數w1[t]、w2[t]進行積分，可以獲得指令位置函數p1[t]、p2[t]，在運轉模式以指令 位置函數p1[t]、p2[t]記述之情況時，分別對指令位置函數p1[t]、p2[t]進行微分，可以獲得指令速度函數w1[t]、w2[t]。各個可動軸之運轉模式，例如，以包含時間t以外之變數之函數(例如，用以實現梯形加減速之函數或用以實現S字加減速之函數)表示。另外，時間t以外之變數根據目標位置X1、X2，目標速度V1、V2，和現在之指令位置xo1、xo2決定，由所記述之函數確定各軸之運轉模式。起動等待時間演算部110根據自軸目標位置X1和指令位置函數p2[t]，演算自軸和他軸之距離成為未滿安全距離之時間Tb。然後，根據指令速度函數w1[t]和w2[t]，演算在時間Tb之他軸之指令速度w2[Tb]和自軸之指令速度成為一致之時間Ta。然後，利用式「T=Tb-Ta」從時間Tb和時間Ta演算出起動等待時間Tw。

起動等待部120和指令演算部130連動而具有作為第1實施形態之指令輸出部之功能。指令輸出部根據他軸之運轉模式開始輸出用以驅動他軸之指令，從開始輸出用以驅動他軸之指令起經過起動等待時間Tw後，根據自軸之運轉模式開始輸出用以驅動自軸之指令。

具體而言，起動等待部120使起動指令之輸出延遲在起動等待時間演算部110所演算出之對自軸之起動等待時間Tw。亦即，起動等待部120輸出他軸之起動指令，在該他軸之起動指令之輸出後經過起動等待時間Tw時，輸出自軸之起動指令。另外，在所算出之起動等待時間Tw為零(zero)值以下之值之情況，當輸出他軸之起動指令時，亦 即輸出自軸之起動指令。指令演算部130被輸入起動指令、目標位置、目標速度，在各軸之起動指令輸入後，從該軸之目標位置、目標速度演算每一個控制週期之各軸指令速度。所算出之自軸之指令速度成為vo1，他軸之指令速度成為vo2。在此處指令演算部130在接收到他軸之起動指令時，開始輸出他軸之每一個演算週期之指令速度vo2，在接收到自軸之起動指令時，開始輸出自軸之每一個演算週期之指令速度vo1。

位置更新部140分別對被輸出到各軸之指令速度vo1、vo2進行積分，用來算出各軸之現在指令位置xo1、xo2。

另外，馬達驅動控制部150為例如伺服放大器，被輸入指令速度vo1、vo2，用來進行馬達之驅動之控制。

下面使用第4圖用來說明起動等待時間Tw之算出方法之概要，和藉由使自軸之開始定位延遲起動等待時間Tw而可以用來避免自軸和他軸間之干涉之原理。另外，在此處為使說明單純化，以安全距離為零值進行說明。

首先，起動等待時間演算部110求得自軸之目標位置X1和指令位置函數p2[t]之交點之時間Tb，用來在指令位置函數p2[t]算出需要考慮干涉之時間區分。亦即，在時刻Tb以後之時間，自軸和他軸之間因為互相離開安全距離以上之距離，所以成為不會發生干涉之時間區分，時刻0至時刻Tb成為需要考慮干涉之時間區分。其次，起動等待時間演算部110求得自軸之指令速度與時刻Tb之他軸之指令速度(指令位置之微分)V一致之時刻Ta。然後，起動 等待時間演算部110以Tb-Ta之值作為起動等待時間Tw。當使自軸之指令位置函數延遲Tw=Tb-Ta時(p1[t-Tw])，時刻Tb之自軸之速度變成等於V。因為自軸之指令位置函數為單調增加函數，所以時刻Tb之自軸之指令位置(p1[Tb-Tw]=p1[Ta])明顯地在自軸之目標位置X1以下。另外，在時刻Tb之自軸和他軸之指令位置函數之斜度(指令速度)因為與V相等，所以在時刻Tb自軸和他軸之指令位置函數成為接近或離開(因為安全距離為0，所以在接近之情況時亦不會干涉)。因此，2個之指令位置函數未具有交點，所以可以算出用來避免干涉之起動等待時間。

第5圖是用來說明第1實施形態之指令產生裝置100之硬體構成例之圖。指令產生裝置100具備有CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)1，RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)2，和ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)3。CPU1、RAM2和ROM3分別經由匯流排線(bus line)連接。

ROM3是記錄媒體，預先記憶有用以實行第1實施形態之指令產生方法之指令產生程式4。CPU1經由匯流排線從ROM3讀出指令產生程式4，將其裝載(load)到RAM2，實行被裝載到RAM2內之指令產生程式4。經由將指令產生程式4裝載在RAM2，用來在RAM2產生與起動等待時間演算部110、起動等待部120、指令演算部130、和位置更新部140之各個對應之程式模組(program module)。CPU1經由實行各個程式模組而具有作為對應之功能構成部之功能。另 外，亦可以構建成經由網際網路(internet)等之網路(network)提供或散發指令產生程式4。另外，亦可以採用外部記憶裝置、可裝卸之記憶體裝置(memory device)、光碟(disk)裝置作為指令產生程式4之裝載源之記錄媒體。

另外，對於起動等待時間演算部110、起動等待部120、指令演算部130、和位置更新部140所說明者是利用CPU1，亦即軟體(software)實現，但是該等之中之一部分或全部亦可以利用硬體和軟體之任一方或兩者之組合實現。

第6圖是流程圖，用來說明利用指令產生裝置100實行之第1實施形態之指令產生方法。如圖所示，首先，起動等待時間演算部110取得從外部輸入之目標位置X1、X2和目標速度V1、V2，和在位置更新部140所演算得之各軸之現在之指令位置xo1、xo2(步驟(step)S1)。然後，起動等待時間演算部110計算自軸和他軸之目標位置之差，判定目標位置是否在安全距離Ds以內(步驟S2)。在自軸和他軸之目標位置之差未滿安全距離Ds之情況時(步驟S2，Yes)，因為無法避免干涉地實行自軸之移動，所以指令產生裝置100取消自軸之開始運轉(步驟S3)，指令產生裝置100使動作結束。

另外，所謂指令產生裝置100之取消(cancel)自軸之開始運轉是指，例如，指令產生裝置100禁止輸出用以驅動自軸之指令，在指令產生裝置100禁止輸出用以驅動自軸之指令之情況，實現使指令演算部130不輸出指令速度 xo1。在自軸和他軸之目標位置之差為安全距離Ds以上之情況時，指令產生裝置100容許輸出用以驅動自軸之指令，在容許輸出用以驅動自軸之指令之情況時，指令演算部130在接收到來自起動等待部120之起動指令時，可以輸出用以驅動自軸之指令。

另外，指令產生裝置100在取消自軸之開始運轉之情況時，亦可以實行對操作員(operator)通知有錯誤等之既定之錯誤處理。另外，起動等待時間演算部110亦可以合併在步驟S2之處理地以判定自軸和他軸是否有交叉之方式，在自軸和他軸有交叉之情況時，亦實行步驟S3之處理。

在自軸和他軸之目標位置之差為安全距離Ds以上之情況時(步驟S2，No)，指令產生裝置100開始他軸之定位(步驟S4)。具體而言，起動等待時間演算部110對起動等待部120發出指令，將用以起動他軸之起動指令輸出到指令演算部130，接收到上述用以起動他軸之起動指令之指令演算部130，根據目標位置X2和目標速度V2算出每一個控制週期之他軸之指令速度vo2，進行輸出。

然後，起動等待時間演算部110實行判定他軸是否為停止中(步驟S5)，和判定他軸是否在離開自軸之方向之移動中(步驟S6)。起動等待時間演算部110可以根據位置更新部140所算出之現在之指令位置xo2和目標位置xo2之差分用來進行步驟S5和步驟S6之判定。在他軸為停止之情況時(步驟S5，Yes)，或他軸是在接近自軸之方向之移動中之情況時(步驟S6，No)，起動等待時間演算部110使 起動等待時間Tw成為零值(步驟S7)。

在他軸為移動中(步驟S5，No)，而且他軸之移動方向為離開自軸之方向之情況時(步驟S6，Yes)，起動等待時間演算部110實行等待時間算出處理，算出用以避免干涉之自軸之起動等待時間Tw(步驟S8)。

第7圖是流程圖，用來說明第1實施形態之等待時間算出處理。在此處為著說明之方便，說明自軸和他軸之動作方向均為正(plus)方向之情況，但是在自軸和他軸之動作方向均為負(minus)方向之情況，亦可以進行同樣之動作。首先，起動等待時間演算部110算出成為p2[t]=X1+Ds之時間Tb(步驟S21)。另外，起動等待時間演算部110要算出時間Tb時，例如，以一定之時間間隔使t增減，可以探索成為p2[t]=X1+Ds之時間Tb。但是，因為進行重複判斷，所以會有計算成本(cost)(處理時間)成為問題之情況，起動等待時間演算部110亦可以根據以反復法(夾擊法/二分法等)為代表之數值解析來演算時刻Tb。然後，起動等待時間演算部110演算成為w1[t]=w2[Tb]之時間Ta(步驟S22)。另外，在w1[t]之減速區間包含有w2[t]之情況時，起動等待時間演算部110亦可以根據w1[t]之逆函數，演算時刻Ta。另外，在w1[t]<w2[Tb]之情況時(不求得Ta之情況時)，起動等待時間演算部110亦可以使減速開始時之時刻成為Ta。然後，起動等待時間演算部110算出起動等待時間Tw=Tb-Ta(步驟S23)，使等待時間算出處理結束。

在步驟S7或步驟S8所算出起動等待時間Tw輸入到起動等待部120。在步驟S7或步驟S8之處理之後，起動等待部120等待起動等待時間Tw(步驟S9)。亦即，起動等待部120等待從輸出他軸之起動指令起至經過起動等待時間Tw為止。在經過起動等待時間Tw後，指令產生裝置100開始自軸之定位(步驟S10)。具體而言，起動等待部120將自軸之起動指令輸入到指令演算部130，被輸入有自軸之起動指令之指令演算部130將目標速度V1和根據目標速度V1算出的速度指令vo1進行輸出。自軸和他軸藉由定位而皆到達目標位置時，指令產生裝置100使動作結束。

另外，在以上之說明中是說明他軸只有1個之情況，但是在存在有複數個他軸之情況，指令產生裝置100就每一個他軸實行步驟S2~步驟S8之處理，在不實行步驟S3之處理之情況，使用每一個他軸之起動等待時間Tw之最大值，實行步驟S9之處理，可以避免自軸和他軸之干涉。

以此方式，依照第1實施形態時，因為指令產生裝置構成具備有：起動等待時間演算部110，根據自軸(第1可動軸)和他軸(第2可動軸)間之安全距離(干涉距離)，和自軸和他軸之運轉模式，算出使自軸之運轉開始時序延遲之等待時間，用來使運轉中之雙方之可動軸間之距離經常大於安全距離；和起動等待部120、指令演算部130，具有作為指令輸出部之功能，根據他軸之運轉模式，開始輸出用以驅動他軸之指令，從開始輸出施加在他軸之指令後起經過上述算出之等待時間後，根據自軸之運轉模式開始輸出 用以驅動自軸之指令；所以指令產生裝置100因為根據自軸之運轉模式使指令之輸出延遲，可以用來避免自軸和他軸之干涉，所以不需要變更可動軸之運轉模式就可以實現避免干涉動作。

另外，起動等待時間演算部110，因為根據自軸和他軸之目標位置和現在位置，判定他軸是否為接近自軸之方向移動，或他軸在離開自軸之方向移動，或他軸停止，當他軸在接近自軸之方向移動之情況時，和當他軸停止之情況時，使等待時間成為零值；所以在只依據雙方之可動軸之目標位置即可以判斷為不能避免干涉之情況時，因為起動等待時間演算部110可以省略等待時間之演算，所以指令產生裝置100之計算成本可以降低。

另外，起動等待時間演算部110，因為構成為：演算使指令位置p2[t]與自軸之目標位置和安全距離之合算值一致之時刻Tb，演算使自軸之指令速度w1[t]與他軸之指令速度w2[Tb]一致之時刻Ta，從時刻Tb減去時刻Ta，以利用該減算所獲得之值作為上述等待時間；所以在安全距離為合算雙方之可動軸間之靜止狀態之偏差距離、和雙方之可動軸之從緊急停止開始起至完成停止為止之移動量而所獲得之值時，不需要變更可動軸之運轉模式就可以實現避免干涉動作。

另外，起動等待時間演算部110，因為具有作為安全確認部之功能，判定雙方之可動軸之目標位置間之距離是否大於安全距離，在雙方之可動軸之目標位置間之距離大 於安全距離之情況時，容許輸出用以驅動自軸之指令，在雙方之可動軸之目標位置間之距離小於安全距離之情況時，禁止輸出用以驅動自軸之指令；所以在只依據雙方之可動軸之目標位置即可以判斷為不能避免干涉之情況時，不需要算出等待時間就可以取消自軸之運轉。

另外，起動等待時間演算部110，因為構成為：判定雙方之可動軸是否交叉，在雙方之可動軸未交叉之情況時，容許輸出用以驅動自軸之指令，在雙方之可動軸有交叉之情況時，禁止輸出用以驅動自軸之指令；所以即使雙方之可動軸間之距離大於安全距離，但在雙方之可動軸有交叉之情況時，仍可以取消自軸之運轉。

第2實施形態.

第2實施形態之指令產生裝置可以輸入未包含減速移動量之值作為安全距離。第8-1圖和第8-2圖是用來說明第2實施形態所使用之安全距離之圖。如圖所示，即使自軸和他軸在互相接近之方向移動之情況時，或他軸在對自軸離開之方向移動之情況時，亦可以使用軸間偏差作為安全距離。

第9圖是方塊圖，用來表示本發明之第2實施形態之指令產生裝置之功能構成。在此處對與第1實施形態之構成元件同樣之構成元件，附加與第1實施形態相同之名稱和符號，而其重複之說明則進行省略。

如圖所示，指令產生裝置200具備有：起動等待時間演算部210、起動等待部120、指令演算部130、和位置更 新部140。

起動等待時間演算部210根據目標位置X1、X2，目標速度V1、V2，安全距離，和在指令產生裝置100內部之位置更新部140所演算得之各軸之現在之指令位置xo1、xo2，實行第2實施形態之等待時間算出處理。

在實行第2實施形態之等待時間算出中，對於自軸和他軸，使用加算有從指令速度w[t]依照減速度dcc減速停止之情況時之減速量之指令位置函數pd[t]，和從指令位置函數pd[t]之微分所獲得之指令速度函數wd[t]。亦即，指令位置函數pd[t]和指令速度函數wd[t]分別以下列之式2和式3記述。

pd[t]=p[t]-w[t]2/(2×dcc) (式2)

wd[t]=w[t]×(1-w’[t]/dcc) (式3)

另外，w’[t]表示w[t]之微分。

第10圖是流程圖，用來說明第2實施形態之等待時間算出處理。如圖所示，起動等待時間演算部210首先算出成為p2[t]=X1+Ds之時間Tb(步驟S31)。然後，起動等待時間演算部210算出成為wd1[t]=wd2[Tb]之時間Ta(步驟S32)。然後，起動等待時間演算部210算出起動等待時間Tw=Tb-Ta(步驟S33)，使等待時間算出處理結束。

第11圖是用來說明利用第2實施形態之指令產生裝置200避免干涉之方式之圖。如圖所示，依照指令產生裝置200時，即使輸入未包含減速移動量之安全距離，因為以他軸之指令位置函數和自軸之指令位置函數不交叉之方 式考慮到減速移動量而使自軸之指令位置函數延遲，所以可以避免干涉。

以此方式，依照第2實施形態時，因為指令產生裝置210構成為：求得使自軸之減速移動量加算在指令位置p1[t]所獲得之函數pd1[t]，對函數pd1[t]進行時間微分所獲得之函數wd1[t]，使他軸之減速移動量加算在指令位置p2[t]所獲得之函數pd2[t]，和對函數pd2[t]進行時間微分所獲得之函數wd2[t]，演算使函數pd2[t]之值與自軸之目標位置和安全距離之合算值一致之時刻Tb，演算使函數wd1[t]之值與將t=Tb代入wd2[t]之值一致之時刻Ta，從時刻Ta減去時刻Tb，以利用該減算所獲得之值作為上述等待時間；所以使用者不需考慮雙方之軸之減速移動量，可以輸入雙方之可動軸之靜止狀態之偏差距離作為安全距離，所以可以將安全距離之設定值之檢討簡化。

(產業上之可利用性)

依照上述之方式，本發明之指令產生裝置及指令產生方法適合適用在用來產生指令藉以驅動具備有複數個可動軸之各種產業機械之指令產生裝置及指令產生方法。

1‧‧‧CPU

2‧‧‧RAM

3‧‧‧ROM

4‧‧‧指令產生程式

100‧‧‧指令產生裝置

110‧‧‧起動等待時間演算部

120‧‧‧起動等待部

130‧‧‧指令演算部

140‧‧‧位置更新部

150‧‧‧馬達驅動控制部

200‧‧‧指令產生裝置

210‧‧‧起動等待時間演算部

第1-1圖是用來說明利用本發明之第1實施形態之指令產生裝置之定位動作之特徵之圖。

第1-2圖是用來說明利用本發明之第1實施形態之指令產生裝置之定位動作之特徵之圖。

第2圖是方塊(block)圖，用來表示本發明之第1實 施形態之指令產生裝置之功能構成。

第3-1圖是用來說明第1實施形態所使用之安全距離之圖。

第3-2圖是用來說明第1實施形態所使用之安全距離之圖。

第4圖是用來說明起動等待時間Tw之算出方法之概要，和可以避免自軸和他軸間產生干涉之原理之圖。

第5圖是用來說明第1實施形態之指令產生裝置之硬體(hardware)構成例之圖。

第6圖是流程圖(flow diagram)，用來說明第1實施形態之指令產生方法。

第7圖是流程圖，用來說明第1實施形態之等待時間算出處理。

第8-1圖是用來說明第2實施形態所使用之安全距離之圖。

第8-2圖是用來說明第2實施形態所使用之安全距離之圖。

第9圖是方塊圖，用來表示本發明之第2實施形態之指令產生裝置之功能構成。

第10圖是流程圖，用來說明第2實施形態之等待時間算出處理。

第11圖是用來說明利用第2實施形態之指令產生裝置避免干涉之方式之圖。

100‧‧‧指令產生裝置

110‧‧‧起動等待時間演算部

120‧‧‧起動等待部

130‧‧‧指令演算部

140‧‧‧位置更新部

150‧‧‧馬達驅動控制部

Claims (12)

1. 一種指令產生裝置，用來產生指令藉以分別驅動被控制裝置所具備之第1可動軸和第2可動軸，其特徵在於具備有：等待時間演算部，根據上述第1可動軸和上述第2可動軸間之干涉距離，和上述第1可動軸和上述第2可動軸之運轉模式，算出使上述第1可動軸之運轉開始時序延遲之等待時間，俾使運轉中之雙方之可動軸間之距離經常大於干涉距離；以及指令輸出部，根據上述第2可動軸之運轉模式，開始輸出用以驅動上述第2可動軸之指令，從開始輸出施加在上述第2可動軸之指令後起經過上述算出之等待時間後，根據上述第1可動軸之運轉模式而開始輸出用以驅動上述第1可動軸之指令；上述等待時間演算部根據雙方之可動軸之目標位置和現在位置，判定是否為上述第2可動軸在接近上述第1可動軸之方向移動，或在離開上述第1可動軸之方向移動或停止，當判定為上述第2可動軸在接近上述第1可動軸之方向移動之情況時，和判定為當上述第2可動軸停止之情況時，使上述等待時間成為零值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之指令產生裝置，其中，上述指令輸出部係在上述算出之等待時間小於零值之情況時，在開始輸出施加在上述第2可動軸之指令之同時，開始輸出用以驅動上述第1可動軸之指令，在 上述算出之等待時間大於零值之情況時，從開始輸出施加在上述第2可動軸之指令後起經過上述算出之等待時間後，根據上述第1可動軸之運轉模式，開始輸出用以驅動上述第1可動軸之指令。
3. 如申請專利範圍第1項所述之指令產生裝置，其中，上述被控制裝置具備有複數個上述第2可動軸。
4. 如申請專利範圍第2項所述之指令產生裝置，其中，上述被控制裝置具備有複數個上述第2可動軸。
5. 如申請專利範圍第1至4項之任一項所述之指令產生裝置，其中，上述干涉距離是合算雙方之可動軸間之靜止狀態之偏差距離和雙方之可動軸從開始緊急停止起至停止完成止之移動量而獲得的從外部設定之值；上述第1可動軸之運轉模式，以時間t之函數之指令位置p1[t]或對上述指令位置p1[t]進行時間微分所獲得之指令速度w1[t]記述，上述第2可動軸之運轉模式，以指令位置p2[t]或對上述指令位置p2[t]進行時間微分所獲得之指令速度w2[t]記述；上述等待時間演算部演算使上述指令位置p2[t]與上述第1可動軸之目標位置和上述干涉距離之合算值一致之時刻Tb，演算使上述第1可動軸之指令速度w1[t]與上述第2可動軸之指令速度w2[Tb]一致之時刻Ta，從時刻Tb減去時刻Ta，以利用該減算所獲得之值作為上述等待時間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之指令產生裝置，其中，更具備有安全確認部，用以判定上述雙方之可動軸之目標位置間之距離是否大於上述干涉距離，在上述雙方之可動軸之目標位置間之距離大於上述干涉距離之情況時，容許輸出用以驅動上述第1可動軸之指令，在上述雙方之可動軸之目標位置間之距離小於上述干涉距離之情況時，禁止輸出用以驅動上述第1可動軸之指令。
7. 如申請專利範圍第5項所述之指令產生裝置，其中，上述安全確認部係判定上述雙方之可動軸是否交叉，在雙方之可動軸未交叉之情況時，容許輸出用以驅動上述第1可動軸之指令，在雙方之可動軸有交叉之情況時，禁止輸出用以驅動上述第1可動軸之指令。
8. 如申請專利範圍第1至4項之任一項所述之指令產生裝置，其中，上述干涉距離是合算雙方之可動軸從開始緊急停止起至停止完成為止之移動量和從外部設定之雙方之可動軸間之靜止狀態之偏差距離所獲得之值；上述第1可動軸之運轉模式，係以時間t之函數之指令位置p1[t]或對上述指令位置p1[t]進行時間微分所獲得之指令速度w1[t]記述，上述第2可動軸之運轉模式，係以指令位置p2[t]或對上述指令位置p2[t]進行時間微分所獲得之指令速度w2[t]記述；上述等待時間演算部係求出：使上述第1可動軸從 開始緊急停止起至停止完成止之移動量加算在上述指令位置p1[t]所獲得之函數pd1[t]，對上述函數pd1[t]進行時間微分所獲得之函數wd1[t]，使上述第2可動軸從開始緊急停止起至停止完成止之移動量加算在上述指令位置p2[t]所獲得之函數pd2[t]，以及對上述函數pd2[t]進行時間微分所獲得之函數wd2[t]；演算使上述指令位置pd2[t]與上述第1可動軸之目標位置和上述偏差距離之合算值一致之時刻Tb，演算使上述函數wd1[t]與將t=Tb代入wd2[t]之值一致之時刻Ta，從時刻Tb減去時刻Ta，而將減算所獲得之值作為上述等待時間。
9. 如申請專利範圍第8項所述之指令產生裝置，其中，更具備有安全確認部係判定上述雙方之可動軸之目標位置間之距離是否大於上述偏差距離，在上述雙方之可動軸之目標位置間之距離大於上述偏差距離之情況時，容許輸出用以驅動上述第1可動軸之指令，在上述雙方之可動軸之目標位置間之距離小於上述偏差距離之情況時，禁止輸出用以驅動上述第1可動軸之指令。
10. 如申請專利範圍第8項所述之指令產生裝置，其中，上述安全確認部係判定上述雙方之可動軸是否交叉，在雙方之可動軸未交叉之情況時，容許輸出用以驅動上述第1可動軸之指令，在雙方之可動軸有交叉之情況時，禁止輸出用以驅動上述第1可動軸之指令。
11. 一種指令產生方法，用來產生指令藉以分別驅動被控制裝置所具備之第1可動軸和第2可動軸，其特徵在於具備有：等待時間演算步驟，根據上述第1可動軸和上述第2可動軸間之干涉距離，和上述第1可動軸和上述第2可動軸之運轉模式，算出使上述第1可動軸之運轉開始時序延遲之等待時間，用來使運轉中之雙方之可動軸間之距離經常大於干涉距離；第1開始步驟，根據上述第2可動軸之運轉模式，開始輸出用以驅動上述第2可動軸之指令；和第2開始步驟，在實行上述第1開始步驟之後，於經過上述算出之等待時間時，根據上述第1可動軸之運轉模式，開始輸出用以驅動上述第1可動軸之指令；上述干涉距離是合算雙方之可動軸間之靜止狀態之偏差距離和雙方之可動軸從開始緊急停止起至停止完成止之移動量而獲得的從外部設定之值；上述第1可動軸之運轉模式，以時間t之函數之指令位置p1[t]或對上述指令位置p1[t]進行時間微分所獲得之指令速度w1[t]記述，上述第2可動軸之運轉模式，以指令位置p2[t]或對上述指令位置p2[t]進行時間微分所獲得之指令速度w2[t]記述；上述等待時間演算步驟，係根據雙方之可動軸之目標位置和現在位置，判定是否為上述第2可動軸在接近上述第1可動軸之方向移動，或在離開上述第1可動軸 之方向移動或停止，當判定為上述第2可動軸在接近上述第1可動軸之方向移動之情況時，和判定為當上述第2可動軸停止之情況時，使上述等待時間成為零值。
12. 如申請專利範圍第11項所述之指令產生方法，其中，上述干涉距離是合算雙方之可動軸從開始緊急停止起至停止完成為止之移動量和從外部設定之雙方之可動軸間之靜止狀態之偏差距離所獲得之值；上述第1可動軸之運轉模式，以時間t之函數之指令位置p1[t]或對上述指令位置p1[t]進行時間微分所獲得之指令速度w1[t]記述，上述第2可動軸之運轉模式，以指令位置p2[t]或對上述指令位置p2[t]進行時間微分所獲得之指令速度w2[t]記述；上述等待時間演算步驟包含有：求得：使上述第1可動軸從開始緊急停止起至停止完成為止之移動量加算在上述指令位置p1[t]所獲得之函數pd1[t]，對上述函數pd1[t]進行時間微分所獲得之函數wd1[t]，使上述第2可動軸從開始緊急停止起至停止完成為止之移動量加算在上述指令位置p2[t]所獲得之函數pd2[t]，和對上述函數pd2[t]進行時間微分所獲得之函數wd2[t]之步驟；演算使上述指令位置pd2[t]與上述第1可動軸之目標位置和上述偏差距離之合算值一致之時刻Tb之步驟；演算使上述函數wd1[t]與將t=Tb代入wd2[t]之值 一致之時刻Ta之步驟；和從時刻Tb減去時刻Ta，以利用該減算所獲得之值作為上述等待時間之步驟。