TWI493304B

TWI493304B - 同步控制裝置

Info

Publication number: TWI493304B
Application number: TW102138207A
Authority: TW
Inventors: Tatsuya Nagatani; Hideaki Minamide; Tsutomu Yoshikawa; Kimihiro Mizuno; Makoto Nishimura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2015-07-21
Also published as: CN105144012A; KR101728262B1; JP6038189B2; US20150355633A1; TW201432400A; WO2014119036A1; DE112013006576B4; KR20150103712A; CN105144012B; DE112013006576T5; US9720400B2; JPWO2014119036A1

Description

同步控制裝置

本發明係關於針對控制具有驅動裝置的產業用機械或製造裝置、製造生產線(line)之產業用控制器進行同步控制之同步控制裝置。

以往，在伺服馬達的同步控制方面，廣為人知的是使用凸輪資料(cam data)來實現同步之電子凸輪控制，其中，該凸輪資料係使決定同步控制的時序(timing)之安裝於主軸的主編碼器(master encoder)的相位與從動軸的位置一對一對應之資料。另外，採用所謂的定位命令之利用速度或加速度、時間等來定義軌跡之動作命令，且利用信號輸入等來使該等動作命令起動之控制也廣為人知。

過去，已知有一種在電子凸輪控制中，將凸輪資料劃分出區間，然後以任意的順序、任意的次數將該區間叫出，而可容易地進行包含有重複動作的同步控制之技術(參照例如專利文獻1)。

此外，還已知有一種在電子凸輪控制中，為了進行與動作時間不定的輔助機動作之同步控制，而根據輔助機動作結束時的信號來使凸輪動作移位(shift)之控制(參照例如專利文獻2)。

[先前技術文獻] (專利文獻)

(專利文獻1)日本特開2003-131740號公報

(專利文獻2)日本特開2009-282625號公報

然而，例如，專利文獻1中記載的技術係指定開始角度而使凸輪動作起動者，可以實現的動作係與主軸及從動軸的位置關係一直都相同之傳統的電子凸輪控制一樣。亦即，一樣具有無法實現與利用速度或加速度、時間等來定義軌跡之動作命令的動作結束及外部或內部的信號變化的時序同步之控制這樣的課題。

專利文獻2之技術，則是根據實際的信號輸入而將移位(shift)量加至基準軸來進行凸輪控制者，具有無法混合使用組合有利用速度或加速度、時間等來定義軌跡的動作命令之控制這樣的課題。此外，在將移位量加至基準軸之控制，尤其是移位量隨著軸之不同而不同之控制的情況，還有在編輯程式(programming)時及動作監視時難以掌握全體的動作及各移位量，在調整上很花時間這樣的課題。

本發明係為了解決如上所述之課題而完成者，其目的在得到不僅可使具有驅動裝置之裝置的作業效率提高，而且可使啟動及調整時間縮短之同步控制裝置。

本發明之同步控制裝置，係以主軸的角度變化或從基準時點算起的經過時間作為變化量資訊，與變化量資訊同步而控制動作命令的執行之同步控制裝置，具備有變化量資訊算出部、動作命令執行控制部及動作命令執行部來作為控制部，其中，該變化量資訊算出部係算出變化量資訊，該動作命令執行控制部係針對動作命令，定義出表示主軸的角度條件或從基準時點算起的時間條件之開始條件、及預定的信號條件，且若變化量資訊滿足開始條件且信號條件為真，就判定為要開始對應的動作命令，並且根據動作命令的預定的結束條件而進行動作結束之判定，該動作命令執行部係執行經動作命令執行控制部判定為要開始的動作命令，且若動作命令執行控制部判定為動作結束就使動作命令停止。

本發明之同步控制裝置，係針對動作命令，定義出表示主軸的角度條件或從基準時點算起的時間條件之開始條件、及預定的信號條件，且若變化量資訊滿足開始條件且信號條件為真，就判定為要開始對應的動作命令，並且根據動作命令的預定的結束條件而進行動作結束之判定，因此不僅可使具有驅動裝置之裝置的作業效率提高，而且可使啟動及調整時間縮短。

1‧‧‧變化量資訊算出部

2‧‧‧動作命令執行控制部

3‧‧‧動作命令執行部

4‧‧‧動作時序表

100‧‧‧控制部

200‧‧‧主編碼器

300‧‧‧伺服放大器

400‧‧‧圖形化編輯部

第1圖係顯示兩個軸的同步控制之說明圖。

第2圖係顯示本發明的實施形態1之同步控制裝置之構成圖。

第3圖係顯示在本發明的實施形態1之同步控制裝置中以一定週期執行的軸控制之流程圖。

第4圖係顯示本發明的實施形態1之同步控制裝置中的凸輪資料的一例之說明圖。

第5圖係顯示本發明的實施形態1之同步控制裝置中的凸輪命令的動作之說明圖。

第6圖係顯示本發明的實施形態2之同步控制裝置中的動作時序表的一例之說明圖。

第7圖係顯示在本發明的實施形態2之同步控制裝置中實現的動作軌跡的一例之說明圖。

第8圖係顯示本發明的實施形態5之同步控制裝置中的條件分支之說明圖。

第9圖係顯示本發明的實施形態5之同步控制裝置中的動作時序表之說明圖。

第10圖係顯示在本發明的實施形態7之同步控制裝置中以一定週期執行的軸控制之流程圖。

第11圖係顯示本發明的實施形態8之同步控制裝置中的動作時序表的一例之說明圖。

第12圖係顯示本發明的實施形態9之同步控制裝置之構成圖。

第13圖係顯示本發明的實施形態9之同步控制裝置中的圖形化編輯部的顯示畫面之說明圖。

第14圖係本發明的實施形態10之同步控制裝置中之以速度來表現軸的動作之情況的說明圖。

第15圖係本發明的實施形態13之同步控制裝置中之按命令種別來區別之情況的說明圖。

第16圖係本發明的實施形態13之同步控制裝置中之按伺服軸的位置來區別之情況的說明圖。

第17圖係顯示本發明的實施形態14之同步控制裝置中以圖表來表現子程式的叫出之情況的說明圖。

以下，為了更詳細地說明本發明，根據隨附的圖式來說明本發明的實施形態。

實施形態1

本發明係藉由與主軸之角度或動作命令之結束、外部/內部信號之變更同步而執行伺服軸的動作命令，而可柔軟地執行伺服軸的同步控制者，首先針對其概要進行說明。

第1圖係顯示兩個軸的同步控制之說明圖。橫軸表示主軸的角度(Angle)，縱軸表示各軸的行程(stroke)(st)。全體的動作係為：首先在主軸的角度為A1之時，軸1開始動作，軸1的動作結束後，軸2開始動作，然後在主軸的角度為A2之時，軸1開始動作，軸1的動作結束後，軸2開始動作之動作。亦即，係為：軸1在與主軸連動的特定的時點開始動作，且軸2在軸1的動作結束後開始動作之動作。例如，在利用軸1將工件夾緊(clamp)後，軸2就退避之動作。但是，第1圖中為了簡化而省略了加減速。

過去，要進行如上所述的控制之情況，只要按各個軸分別作成如第1圖所示之凸輪資料，然後進行凸輪控制就可實現。由於此時之凸輪曲線係為主軸的一周份的資料，所以作業者係先計算出軸1結束動作的角度然後才製作出軸2的凸輪資料。此時，必須預先假想裝置全體的速度，然後根據馬達的速度或加速度的性能來製作出不會對馬達造成過度的負荷之凸輪資料。而且，在為了提高裝置的作業效率而提高裝置全體的運轉速度之情況，凸輪資料也必須做更改。

因此，在本發明中，係進行軸1分別以角度A1及A2執行定位命令，軸2分別在對應的軸1的定位命令結束的時點執行定位命令之控制。定位命令係指定速度或加速度之命令，所以可簡單地且與裝置全體的運轉速度無關地實現能充分發揮馬達的性能之動作。亦即，即使在提高裝置全體的運轉速度之情況也不用變更程式，可實現一邊保持軸1在主軸的特定角度開始動作，軸2在軸1的動作結束後開始動作這樣的同步，一邊充分發揮馬達的性能之動作。

第2圖係顯示實施形態1之同步控制裝置之構成圖。

如第2圖所示，同步控制裝置具備有控制部100，此控制部100具有變化量資訊算出部1、動作命令執行控制部2、及動作命令執行部3。變化量資訊算出部1，係根據從用來檢測出主軸的角度之主編碼器(master encoder)200傳來的信號，計算出同步控制裝置所要使用的主軸的角度來作為變化量資訊之演算部。亦即，變化量資訊算出部1係進行也包含從主編碼器200到控制部100之通信延遲、及從控制部100到控制對象(亦即軸)端之通信暨控制延遲的補償之處理者，該等補償係從已知的延遲時間及主軸的旋轉速度來計算出在現在的週期下主軸應該在的角度之處理。關於此等處理都是習知的技術，故在此將其詳細的說明予以省略。

動作命令執行控制部2，係進行若主軸的角度滿足動作命令所定義的角度條件且信號條件為真，就判定為要開始對應的動作命令，並且根據動作命令的預定的結束條件而進行動作結束的判定之處理部。關於動作命令執行控制部2所保持的動作時序表(operation timing table)4將在實施形態2中進行說明。在圖示的例子中，動作時序表4係設在動作命令執行控制部2內，但亦可設在動作命令執行控制部2的外部。

動作命令執行部3，係執行經動作命令執行控制部2判定為要開始的動作命令，且若動作命令執行控制部2判定為動作結束就使該動作命令停止之動作命令的執行部，其指令值係輸出至進行控制對象(伺服軸)的控制之伺服放大器(servo amplifier)300。

接著，按照第3圖之流程圖來說明實施形態1之同步控制裝置的動作。第3圖係顯示以一定週期執行的軸控制之流程圖。

首先，變化量資訊算出部1進行主軸的角度計算(步驟ST1)。此處理係如上述，係包含從主編碼器200到控制部100之通信延遲、及從控制部100到軸端之通信暨控制延遲的補償之處理，該等補償係以從已知的延遲時間及主軸的旋轉速度來計算出在現在的控制週期下需設想之主軸的角度之方式進行。

接著，動作命令執行控制部2處理各軸的現在執行中的動作命令，亦即到此次的定週期處理為止已開始但尚未結束的動作命令，計算出要給伺服放大器300之指令值(步驟ST2)。判定執行中的動作命令是否結束也在此步驟ST2中進行。在沒有動作命令正執行中之情況，則不進行什麼處理。

然後，動作命令執行控制部2判定處在可接受動作命令開始的狀態之各軸的動作命令的開始條件(步驟ST3)。開始條件係由例如角度條件及信號條件所構成，若兩個條件都為真就開始執行該動作命令。動作命令執行部3處理經判定為要開始執行之動作命令而計算出要給伺服放大器300之指令值(步驟ST4)。此時的指令值係覆寫步驟ST2的指令值。

在上述的步驟ST2中，動作結束之判定係在產生出針對動作命令結束的位置之指令的時點進行。亦即，只要是如凸輪控制之類之對應於主軸的角度而決定輸出之命令，就在步驟ST1所計算出的主軸的角度到達凸輪資料的終端之情況，利用該終端部的凸輪資料來產生指令值，然後進行動作結束之判定。另外，如定位命令之類之比較命令的指令值與編碼值然後在充分小之情況使動作命令結束之命令，則並不實施與編碼值之比較而在輸出與命令的終端對應之指令值之時點使動作結束。這是因為：控制部100係在步驟ST1中根據比為了補償通信延遲而輸入至控制部100之主軸的角度資訊超前之角度來進行全體的控制，所以與編碼值之比較會產生通信延遲之遲滯時間，而成為阻礙裝置的運轉速度提高的原因之故。

在步驟ST3中，角度條件係以在步驟ST1中計算出的主軸的角度與常數或變數之比較式來加以表現。比較演算子可利用例如“=”、“<”、“=<”、“>”、“>=”等之一般的演算子。但是，“=”並不是判定式子的兩邊是否相等，而是若在步驟ST1所計算出的主軸的角度初次達到相比較的常數或變數之週期中判定該等式在該週期為真。例如，將主軸的角度表示成Angle，若角度條件的比較式為“Angle=100”，且在前次的處理週期之步驟ST1的主軸的角度計算結果為98，在此次的處理週期之步驟ST1的主軸的角度計算結果為101，則判定前述角度條件的比較式“Angle=100”在此次的處理週期為真。其他的不等式則與一般使用的“小於”、“以下”、“大於”、“以上”相同，將步驟ST1的主軸的角度計算結果與常數或變數相比較而進行判定。為了設定範圍，亦可使用複數個不等式來設定條件式。

在步驟ST3中，信號條件係以控制部100的內部記憶體的值與常數或變數之比較式來加以表現。此處，內部記憶體的值不只包含以開啟/關斷(ON/OFF)之兩個值加以表現之器件(device)、可處理數值或文字列之器件、計時器(timer)等之內部器件，也包含來自開關(switch)、感測器(sensor)等之從外部輸入機器輸進來之信號狀態。比較演算子可利用例如“=”、“<”、“=<”、“>”、“>=”等之一般的演算子。信號條件亦可用複數個比較式的邏輯和或邏輯積來加以表現。此外，亦可將指定的軸的指定的動作命令的結束的時點指定作為信號條件。

在步驟ST3中亦可將角度條件及信號條件都予以省略，在此情況係使該等條件都為真。

與既有的凸輪控制一樣針對主軸設定有一周的長度，在主軸持續旋轉超過一周之時，主軸的角度便回到0，以此方式週期性地進行控制。

所執行的動作命令，係為凸輪命令或定位命令。但是，在本發明之凸輪命令中，並不使凸輪資料的凸輪長度與主軸的一周一致，而是執行動作達到凸輪長度之後該動作命令就結束。例如，在有第4圖所示之凸輪長度為w之凸輪資料C1，且如第5圖所示之在主軸的角度為A1之時以C1之凸輪資料進行控制之情況，在主軸的角度通過A1+w之前係執行該凸輪命令，在主軸的角度到達A1+w時該凸輪命令就結束。

在希望實現依循與主軸的速度連動的動作軌跡之動作命令的情況，例如希望追隨在輸送帶上輸送的工件而動作的情況、希望實現與在凸輪控制下動作的軸同步而動作的情況等，可執行凸輪命令。另一方面，在只希望使動作的開始時序一致的情況、在因為與其他機器的關係而希望與主軸的速度無關地以一定時間暨一定速度而動作的情況、希望儘可能地快速動作的情況，可執行定位命令。此外，亦可在因為要等待外部機器的動作結束而希望使軸的位置保持不變達到指定的時間之情況執行暫時等待命令，然後在該暫時等待命令結束的時點才執行適當的移動命令。

另外，亦可用時間條件取代角度條件來記述變化量資訊。在此情況，係取代主軸的角度而以主局的時間為基準，此時也是設定有一周的長度而週期性地進行控制。而且，設計成可在系統內自由變更基準時間的進展速度，來變更主軸的旋轉速度。

如以上所述，在實施形態1中，係根據主軸的角度條件及控制部100的內部記憶體的信號條件，來使凸輪命令或定位命令、暫時等待命令等之伺服軸的動作命令起動，藉此而可做到使動作時序與主軸同步而執行伺服軸的各種動作命令這樣的柔軟的同步控制。此控制具有可削減過去為了取得動作時序之同步而等待連鎖信號(interlock signal)之處理及伺服軸之定位結束所必須的等待時間，使裝置的運轉速度提高之效果。此外，在提高了裝置的運轉速度之情況，也有可削減凸輪資料的調整，可縮短調整時間之效果。

如以上所說明的，根據實施形態1之同步控制裝置，係以主軸的角度變化或從基準時點算起的經過時間作為變化量資訊，與此變化量資訊同步而控制動作命令的執行之同步控制裝置，具備有變化量資訊算出部、動作命令執行控制部及動作命令執行部來作為控制部，且該變化量資訊算出部係算出變化量資訊；該動作命令執行控制部係針對動作命令，定義出表示主軸的角度條件或從基準時點算起的時間條件之開始條件、及預定的信號條件，且若變化量資訊滿足開始條件且信號條件為真，就判定為要開始對應的動作命令，並且根據動作命令的預定的結束條件而進行動作結束之判定；該動作命令執行部係執行經動作命令執行控制部判定為要開始的動作命令，且若動作命令執行控制部判定為動作結束就使動作命令停止，因此不僅可使具有驅動裝置之裝置的作業效率提高，而且可使啟動及調整時間縮短。

實施形態2

實施形態2，係揭示有關在實施形態1的控制的實現上相當適合的資料結構及處理方式之例者。在實施形態2中，係針對保持於動作命令執行控制部2之按每個軸分別依動作進行順序而將動作命令儲存起來之動作時序表4進行說明。

第6圖係控制部100(CPU 1)的軸1的動作時序表的例子，第7圖係所實現的動作軌跡的例子。在角度0開始進行凸輪資料1之凸輪動作，在角度90開始執行伺服1之定位命令。在伺服1之定位命令結束後將軸的位置保持不變2秒之後，執行伺服2之定位命令。

為了簡化說明，假設係從第3圖之步驟ST1所計算出的主軸的角度到達0之最初的處理週期開始，利用第6圖之動作時序表4使軸1開始動作。由於在最初的處理週期中動作命令並不在執行中，所以並非在步驟ST2中之處理。接著在步驟ST3判定動作編號1之動作命令的開始條件。此處，由於角度條件及信號條件都滿足，所以使動作編號1之動作命令起動。最後在步驟ST4根據凸輪資料1而產生出指令值。若凸輪資料係以位址(address)及行程(stroke)加以定義的話，則計算出從凸輪命令開始的角度(在此情況為0)到步驟ST1中算出的主軸的角度之轉動的角度，然後以之作為位址而從凸輪資料導出行程來作為指令值。

若假設凸輪資料1的凸輪長度為w，則在步驟ST1中算出的角度超過w之前的處理，係在步驟ST2中產生以凸輪資料1為根據之指令值，然後由於並非可接受下一個動作命令之狀態所以在步驟ST3及步驟ST4中並不進行任何處理。

在步驟ST1所計算出的角度超過w後之最初的處理週期中，係在步驟ST2進行動作結束之處理，然後變為可接受下一個動作命令之狀態。接著，在步驟ST3利用動作時序表來進行下一個動作命令(亦即動作編號2之動作命令)的開始條件之判定。此處，若w<90，則在此處理週期中之判定為假，所以並不執行動作命令。此次的處理週期中計算出的主軸的角度因為並未超過動作編號2之角度條件，所以並不進入下一個動作命令的開始條件之判定而結束步驟ST3。步驟ST4也因為動作命令並未開始而不進行任何處理。

在到步驟ST1所計算出的角度超過動作編號2之角度條件(亦即90)之前的處理中，步驟ST2並不做任何處理，步驟ST3則是作出動作編號2的開始條件為假之判定，步驟ST4也是不做任何處理。

在步驟ST1所計算出的角度到達動作編號2之角度條件(亦即90)後之最初的處理中，步驟ST3係作出動作編號2的開始條件為真之判定，而使動作命令起動。步驟ST4則是處理以伺服1為根據之定位命令而產生出指令值。

在步驟ST2中判定為動作編號2之定位命令結束之前，係在步驟ST2中產生指令值，且因為並不是可接受下一個動作命令之狀態所以步驟ST3及步驟ST4都不進行任何處理。

在步驟ST2中判定為動作編號2之定位命令結束之處理週期中，步驟ST3係利用動作時序表4來進行下一個動作命令(動作編號3之動作命令)的開始條件之判定。由於若步驟ST1所計算出的主軸的角度尚未到達180則角度條件為真，且信號條件(CPU 1之軸1的動作編號2的動作命令)已結束，所以動作編號3之開始條件會為真，而執行動作命令。步驟ST4則是根據在2秒期間保持軸的位置不變之命令而產生指令值。與上述的處理一樣，到動作編號3的動作命令結束之前，步驟ST2係產生指令值，步驟ST3及步驟ST4都不進行任何處理。

在步驟ST2中判定為動作編號3之暫時等待命令已結束之處理週期中，步驟ST3係利用動作時序表來進行下一個動作命令(動作編號4之動作命令)的開始條件之判定。由於若步驟 ST1所計算出的主軸的角度尚未到達270則角度條件為真，且信號條件(CPU 1之軸1的動作編號3的動作命令)已結束，所以動作編號4之開始條件會為真，而執行動作命令。步驟ST4則是處理以伺服2為根據之定位命令而產生指令值。然後與到此為止之說明一樣，到動作命令4結束之前，在步驟ST2中產生指令值，在步驟ST3及步驟ST4中不進行任何處理。

最後，在步驟ST2中判定為動作編號4之暫時等待命令已結束之處理週期中，步驟ST3係由於動作時序表只定義到動作編號4，所以回到最初的動作命令(動作編號1之動作命令)而進行開始條件之判定。

之後，配合主軸的一週期而執行動作命令。

此處，在動作編號2中若進入到開始條件判定之處理週期超過了主軸的角度首次超過90之處理週期，則可不進行動作而進入下一個動作編號、或在輸出警告後進行動作。

在動作編號3、4中也一樣，若在進入到開始條件判定之處理週期中，主軸的角度分別超過180、270，則可不進行動作而進入下一個動作編號、或在輸出警告後進行動作。

第6圖中，動作編號3、4雖然分別在信號條件都明確記載動作結束，但不明確記載信號條件(一直為真)之記述方法也可進行同樣的控制。另外，只要可忽視動作開始延遲的情況之警告或動作命令之不執行，則動作編號3、4即使採用不明確記載角度條件(一直為真)之記述方法也可進行同樣的控制。

如以上所說明的，根據實施形態2之同步控制裝置，具備有：將主軸一周份或從基準時點開始的一周份的開始條件及動作命令按執行順序排列而成的動作時序表，且動作命令執行控制部係在執行任一個動作命令時或變化量資訊超過開始條件的值時，就進入到下一個要執行的動作命令之判定，若過了動作時序表的執行順序的最後，則進入到動作時序表的最初的執行順序之判定，所以各軸的動作命令會按動作時序表中記述的順序執行，因此具有無需記述及處理不必要的條件判定，可簡化程式的記述及減低處理負荷之效果。

實施形態3

若考慮到在使用到複數個控制部100之設備中的同步控制，則在參照到其他的控制部100所管理的記憶體時會發生通信延遲。另一方面，在與主軸同步之控制中，為了補償在主軸的主編碼器200與控制部100之間、控制部100與軸端之間之通信延遲，而產生在要輸入至控制部100之輸入信號之前輸入之指令。因此，若參照到動作結束之其他的控制部100所管理的記憶體而開始動作命令，就會有由於進行記憶體參照所造成的通信延遲而使得控制部間的同步產生偏差之問題。

因此，在實施形態3中，為了將特定的控制部100的動作命令結束指定成為動作開始時點而進行同步，所參照的特定的控制部100係計算出動作命令結束時之主軸的角度，然後其他的控制部100參照該計算出的角度。

亦即，要執行動作命令之各控制部，係計算動作命令結束時之主軸的角度，讓其他的控制部參照該計算出的角度，各控制部藉此而能夠不延遲地在指定的動作命令的結束時點開始動作命令。藉由使唯一決定的主軸的角度成為動作開始時點，則即使在使用複數個控制部之情況，也可實現將動作命令結束指定成為動作命令的開始時點之同步控制。

以結束角度為「動作命令的開始角度+動作命令的動作進行角度」之式子，來計算出動作命令開始的時點。動作命令的動作進行角度在凸輪命令之情況係為所執行之凸輪資料的凸輪長度。在定位命令及暫時等待命令之情況，可藉由將各命令的執行時間乘以動作開始時的主軸的旋轉速度來加以計算出。

在使特定的控制部的動作命令結束成為動作開始時點之情況，係接收由作為參照對象之特定的控制部利用上述的式子計算出之該動作命令的結束角度、及該動作命令是否已開始執行之資料，而在步驟ST3依據通過該結束角度之時點而使信號條件之動作結束為真。在無法得到執行開始的資料之情況則判定作為信號條件之動作結束為假。

為了配合與特定的控制部之同步時序，暫時等待命令、定位命令等之以一定時間進行動作之命令，可在主軸的角度通過以上述的式子計算出的結束角度之處理週期中使動作命令結束，然後進入到下一個動作命令。

如以上所說明的，根據實施形態3之同步控制裝置，具備有複數個控制部，且若任意的控制部係以與之不同的特定的控制部的動作命令之結束作為自己的信號條件，則特定的控制部係算出動作命令的結束時點，任意的控制部係根據特定的控制部之動作命令的結束時點而進行自己的動作命令之開始判定，所以具有可藉由以變化量資訊來共有定位命令或時間固定命令的結束時點，而使控制部間的同步精度提高之效果。

實施形態4

在動作命令方面，亦可追加速度命令、轉矩命令、齒輪命令等。此等命令係軸在一個方向持續旋轉之動作，直到指定的結束時點或直到停止指令輸進來才停止之命令。

速度命令、轉矩命令係以指定的速度或加速度、轉矩來控制馬達之命令，與主軸的速度無關地動作之齒輪命令係指定與主軸的齒輪比而以與主軸的速度成比例之速度使軸動作之命令。齒輪命令中，可為了抑制動作命令開始時或結束時之過度的加速度而導入平滑化(smoothing)動作。

如上所述之動作命令，係與實施形態1至3中說明過之動作命令不同，並未在動作命令開始時定義結束條件，所以要藉由停止命令之執行來使動作命令結束。此等動作命令係在命令開始後就成為可接受下一個動作命令之狀態，會判定下一個動作命令的動作開始條件。在接續而來之命令方面，有例如停止命令或指令值之變更命令、定位命令等。

此外，亦可在動作命令中指定結束條件。結束條件為例如信號輸入或指定時間、結束角度等。在指定有此等結束條件之情況，從動作命令開始後到滿足結束條件為止就不需要成為可接受下一個動作命令之狀態。

如以上所說明的，根據實施形態4之同步控制裝置，動作命令係為本身並沒有結束條件，而由其他的動作命令使之停止之命令，所以具有即使是速度命令、轉矩命令、齒輪命令等之使馬達一直旋轉的控制也能應付，而使控制可應用的範圍擴大之效果。

實施形態5

要實現如第8圖所示之利用內部記憶體D0的值來變更要執行的動作命令之條件分支(conditional branch)，可進行如第9圖所示之動作命令的群組化，將此形態當作是實施形態5而說明如下。

未群組化的動作命令，係在動作命令執行結束或主軸的角度通過開始條件的角度條件之情況進入到下一個動作命令。另一方面，群組化的動作命令，則是若開始條件並不為真就進行群組內的下一個動作命令的開始條件之判定。然後在只要是執行了群組內的一個動作命令之情況、或是主軸的角度通過群組內的所有的開始條件之情況，才進入到群組外的下一個動作命令。其中，若主軸的角度連群組內的一個開始條件都未通過，則所有的動作命令的信號條件都為假，若群組內的動作命令一個都未執行，則在下一個處理週期中也進行此群組內的動作命令之判定。

例如，在設定有如第9圖所示的動作時序表4之情況，係在主編碼器的角度為0°時執行動作編號1所記載的動作命令1，然後在動作命令1執行完後馬上按照D0之值來執行動作編號2、3、4所分別記載的動作命令2、3、4的任一個，若信號條件為假則什麼都不執行。在任一個命令執行結束後、或信號條件為假之情況，係進入到動作命令1的開始條件之判定。在角度條件、信號條件都沒記載之情況係一直視為真而執行該命令。在沒有記載角度條件之情況，該動作命令的動作開始判定係只執行一次。以及，信號條件為假之情況，係不開始動作命令而進入到下一個動作命令。

又，第9圖中雖然是單純地設有「群組化開始」、「群組化中」、「群組化結束」，但亦可將各群組予以編號、或將各群組形成為巢狀構造等而形成複雜的條件分支。

如以上所說明的，根據實施形態5之同步控制裝置，將任意的動作命令予以群組化，且動作命令執行控制部係若群組內的任一個動作命令滿足條件就判定滿足條件的動作命令的開始，所以具有能夠使要執行的動作命令的條件分支成為可能，使控制可應用的範圍擴大之效果。

實施形態6

在動作命令方面，亦可追加動作時序表4之變更或動作編號之變更。在因為裝置的不良或所要製作的製品的變更等而想要大幅變更所要執行的動作命令之情況，係變更至指定的動作時序表4。再者，係用於希望指定接下來要執行的動作編號而變更動作順序之情況。

藉由形成為如此之構成，而與其他的動作命令一樣，在開始條件為真之情況執行命令，然後變更至指定的動作時序表4，或變更至指定的動作編號。

如以上所說明的，根據實施形態6之同步控制裝置，在動作命令方面，包含有變更到其他的動作時序表之變更、或現在的動作時序表中之動作命令的執行順序之變更，所以具有使控制邏輯的範圍擴大之效果。

實施形態7

亦可利用動作時序表4來記述輸出器件或內部記憶體的值之變更。與主軸的角度或軸的動作結束等同步，而選擇想要進行變更之輸出器件或內部記憶體，來製作出動作時序表4。開始條件之記述係與伺服軸相同。所要執行的命令，係為器件的開啟/關斷或脈衝輸出、記憶體的值變更等。

第10圖係處理的流程圖。增加到伺服軸的處理中之步驟ST10之內部記憶體的變更處理(包含輸出器件的變更處理)，係在動作命令的開始條件判定之前進行。其他的步驟ST1至ST4之處理皆與第3圖相同，在此將其說明予以省略。

如以上所說明的，根據實施形態7之同步控制裝置，動作時序表係包含有作為同步控制對象之輸出器件或進行同步控制之際所要使用的值(亦即內部記憶體的值)之變更，所以可與主軸的角度或伺服軸的動作結束同步而進行輸出器件或內部記憶體的值之變更處理，因此具有使也包含外部機器或內部處理之同步控制成為可能之效果。

實施形態8

亦可不按各器件或記憶體進行區分而全部以表(table)來記述利用主軸的角度而定義有時序之輸出器件或內部記憶體的值之變更命令，將此形態當作是實施形態8而說明如下。

第11圖係匯集有實施形態8的器件命令之動作時序表4的一例。如第11圖所示，動作命令係按角度條件之增加順序而排列。信號條件與以上所述的各實施形態一樣，器件項目中指定要變更的器件，命令項目中指定變更內容。

利用如上述構成之動作時序表4，動作命令執行控制部2從在前次的處理週期中之主軸的角度開始到在此次的處理週期中之主軸的角度為止只針對對應的動作命令進行條件判定，然後執行命令。

如以上所說明的，根據實施形態8之同步控制裝置，由於用一個動作時序表來保持輸出器件或內部記憶體的值之變更命令，所以從在前次的處理週期中之主軸的角度開始到在此次的處理週期中之主軸的角度為止只針對對應的動作命令進行條件判定，就可將執行處理之動作命令抑制在最小限度，具有減低處理負荷之效果。

實施形態9

亦可利用以圖形化方式表現的編輯器(editor)(圖形化編輯部)來實現資料的輸入及動作確認，將此形態當作是實施形態9而說明如下。

第12圖係實施形態9之同步控制裝置的構成圖，係對於第2圖所示之同步控制裝置的構成再追加作為編輯器之圖形化編輯部400者。此圖形化編輯部400係具有以圖形化方式顯示動作命令執行控制部2的執行控制狀態，以及接受針對顯示的內容而進行之動作命令或內部記憶體的值的變更之編輯輸入之功能。

第13圖係顯示圖形化編輯部400中的顯示畫面之說明圖。橫軸表示主軸的一週期份的角度，各圖表分別表現伺服軸的位置、器件的開啟/關斷、儲存的值。

圖形化編輯部400，係以裝置全體的運轉速度，亦即主軸的假設速度作為其輸入。在第13圖中係表示成運轉速度。圖形化編輯部400根據輸入的運轉速度及動作時序表4而使伺服軸及器件的狀態顯示出來。

伺服軸顯示的是與主軸的角度對應之位置。圖表的顏色及線種係依照各軸的命令執行狀態而變更。例如，命令等待執行的狀態以灰色、凸輪動作中的狀態以黑色、定位命令中的狀態以綠色、暫時等待命令中的狀態以橘色等，以可用視覺加以區別之方式來表現執行中的命令的種別。動作開始時點為動作命令結束之命令，係以可視覺地分辨其對應關係之方式利用箭號等之線段來加以表現。

開啟/關斷等之有兩個值之器件的狀態，也如第13圖中之Y0軸般以圖表加以表現。保持整數值等的值之器件的狀態，則是如第13圖中之D0軸般表現儲存之值。

圖形化編輯部400具有不僅可讓人確認作成的程式而且可讓人調整之功能。可舉出的有例如，以滑鼠對記述有命令之線段進行拖放操作而可變更角度條件之功能、選擇記述有命令之線段而叫出對應的命令的編輯畫面之功能、指定畫面上的位置而追加各種命令之功能、選擇兩個命令而使其中一個的動作開始條件成為另一個的動作結束條件之功能等。而且，不管用哪一個功能使程式變更之情況，都自動地使表現更新。

如以上所說明的，根據實施形態9之同步控制裝置，係以主軸的角度變化或從基準時點算起的經過時間作為變化量資訊，與此變化量資訊同步而控制動作命令的執行之同步控制裝置，具備有動作命令執行控制部及圖形化編輯部，且該動作命令執行控制部係以如下方式進行控制：將變化量資訊及自己具有的預定的信號值，與對應於動作命令而設置之命令執行條件、或表示控制中要使用的任意的器件的值之內部記憶體的值的變更執行條件相比對，並在該變化量資訊及該預定的信號值都滿足命令執行條件或變更執行條件之情況，執行動作命令或內部記憶體的值之變更；該圖形化編輯部係以圖形化的方式顯示動作命令執行控制部的執行控制狀態，以及接受對於顯示的內容所做之動作命令或內部記憶體的值的變更之編輯輸入，所以具有以圖形化的方式表現軸及器件的狀態，同步狀態就會變得容易理解，以及可在圖形上進行編輯，程式的調整及編輯就會變容易之效果。

實施形態10.

如速度命令、轉矩命令、齒輪命令等之使馬達在一個方向持續轉動之命令，亦可用圖表(graph)來表現開啟/關斷或速度，而不是變位。第14圖利用速度來表現者，圖表的縱軸為速度。

如以上所說明的，根據實施形態10之同步控制裝置，係在要給作為控制對象之伺服軸的動作命令為使馬達在一個方向持續轉動之命令的情況，以相對於變化量之速度或開啟/關斷狀態來做圖形化顯示，所以具有即使是以變位來表現的話難以理解之命令也會使軸的動作狀態變得容易理解，調整及編輯會變容易之效果。

實施形態11

亦可構成為可使表現時間之軸顯示出來之形態。圖形化編輯部400所做的顯示上之橫軸雖然是對應於主軸的角度，但亦可將角度顯示變更為時間顯示，或追加用來表示時間或角度的輔助軸來進行表現。

如以上所說明的，根據實施形態11之同步控制裝置，在變化量資訊方面，係顯示主軸的角度變化及從基準時點算起的經過時間之中的任一方或雙方，所以具有不僅可表現主軸的角度而且可表現時間，因而會使得以時間計測動作時序之命令的調整及編輯變容易之效果。

實施形態12.

亦可進行程式上有的主軸及器件的顯示之開啟/關斷、更換、群組化。在圖形化編輯部400中，為了在要表現的圖表變多之情況使調整及編輯變容易，而要求要有可適切地表現想要看清楚的部份之功能。因此，實施形態12係在圖形化編輯部400中實現例如：可選擇伺服軸或器件而切換圖表顯示的開啟/關斷之功能、藉由圖表之拖放而更換顯示的上下順序之功能、將複數個圖表予以群組化，然後再一起進行顯示的開啟/關斷或順序的變換之功能等。

如以上所說明的，根據實施形態12之同步控制裝置，圖形化編輯部係設成可進行作為控制對象之伺服軸或任意的器件之中的至少一方的顯示的開啟/關斷、更換、或群組化之中的至少任一者而加以顯示之形態，所以具有因為可變更圖表的顯示的開啟/關斷及顯示順序而可適切地表現程式的狀態，使調整及編輯變容易之效果。

實施形態13.

圖形化編輯部400亦可不是用圖表(graph)而是用線(line)來進行伺服軸及器件之表現。以圖表來表現雖然較容易憑藉視覺來理解軸及器件的變位，但卻有無法在畫面上表現很多數目之課題。因此，以線來表現，並以線的顏色及線種來區別動作命令的狀態及位置。例如在實施形態9中說明過的，按動作種別來改變顏色或線種之功能、按伺服軸的位置來改變顏色或線種之功能、及按移動中及停止時的伺服軸的位置來改變顏色或線種之功能。或是，依據器件的開啟/關斷來改變顏色或線種之功能，及依據器件中儲存的值來改變顏色或線種之功能。

第15圖係按各個命令種別加以區分之情況，係將第13圖中之CPU1_軸1、CPU1_軸2、CPU2_軸1之圖表顯示改成為線顯示者。此處，例如，線顯示中之A係表示正方向之定位且以紅色顯示，B係表示負方向之定位且以藍色顯示，C係表示凸輪動作且以綠色顯示，D係表示停止中且以白色顯示。

第16圖則是按主軸的各個位置加以區分之情況，係將線上的顏色以漸層(gradation)表現者，其中，a表示正方向(黑)，b表示負方向(白)，c表示原點位置(黃)。

如以上所說明的，根據實施形態13之同步控制裝置，係將圖表化顯示改成為以線狀且按線的位置之不同而使顯示變化，所以具有可藉由用線來表現伺服軸及器件而使畫面上可表現的數目增加，使程式全體的調整及編輯變容易之效果。

實施形態14

圖形化編輯部400亦可用圖表(graph)來表現子程式(subprogram)之叫出。利用於希望使演算處理及外部輸入信號之檢查等與主軸的角度及伺服軸的動作同步而進行之情況。第17圖係圖表顯示的例子。其中，SPRG1係利用例如確認輸入信號之命令來在特定的時序將來自外部感測器之輸入值予以取入之處理。另外，SPRG2係在一定期間內監視內部記憶體的狀態之程式處理。亦即，SPRG1係僅進行一次之處理，SPRG2係在一定期間內重複進行處理之處理。

該等時序都與器件的命令一樣可利用圖形化編輯部400加以編輯。

如以上所說明的，根據實施形態14之同步控制裝置，圖形化編輯部係設成可進行表示對於動作命令執行控制部所執行的程式之子程式的叫出之顯示，所以具有可圖形化表現及編輯演算處理的程式的執行時序，使調整及編輯變容易之效果。

實施形態15

圖形化編輯部400亦可構成為可設定輸入信號及內部記憶體的值，且能夠圖形化表現以該等狀態為根據的動作之形態。在圖形化編輯部400，準備可用來指定輸入信號及內部記憶體的值之輸入畫面，且追加以圖形化表現在輸入後的狀態下的程式執行狀態(如例如第13圖所示之顯示)之功能、及設計成可針對群組化的動作命令選擇要在圖形化畫面上執行的動作命令之功能。

如以上所說明的，根據實施形態15之同步控制裝置，圖形化編輯部係設成可接受用來設定動作命令執行控制部進行控制所需的輸入信號及內部記憶體的值之設定輸入，以及可接受針對群組化的動作命令而選擇要執行的動作命令之選擇輸入，並使相對於該等輸入之動作命令執行控制部的控制結果顯示出來之形態，所以具有可圖形化表現例如隨著條件分支而變化之動作圖樣(pattern)，而使調整及編輯變容易之效果。

實施形態16

亦可在圖形化編輯部400，輸入讓輸入信號及內部記憶體的值在指定的角度或時間變更之腳本(scenario)，然後按照輸入的腳本而圖形化表現跨越複數個週期之動作圖樣。此處，腳本係模擬來自外部機器或其他的控制部100的輸入者，係為例如以下之構成。

=90 Then X0=ON 在角度90外部輸入X0轉為ON =120 Then X0=OFF 在角度120外部輸入X0轉為OFF Y0=ON+300msec Then X1=ON 輸出Y0轉為ON的300msec後X1轉為ON Y0=OFF+10msec Then X1=OFF 輸出Y0轉為OFF的10msec後X1轉為OFF Time=0 Then D0=1000 在模擬時間0將1000代入D0 Time=3000msec Then D0=1500 在模擬時間3000將1500代入D0 Time=Loop(3)+200msec Then D0=500 在第三迴圈的模擬時間200將500代入D0

動作命令執行控制部2，係按照如此的腳本而進行模擬，並利用圖形化編輯部400使結果顯示出來。

如以上所說明的，根據實施形態16之同步控制裝置，圖形化編輯部係設成可輸入用來讓動作命令執行控制部進行控制所需的輸入信號及內部記憶體的值之中的至少一方的值按照指定的變化量而變更之腳本，並使按照輸入的腳本而動作之動作命令執行控制部的模擬結果以圖形化方式顯示出來，所以具有藉由顯示出按照腳本之情況的動作模型(pattern)，而可確認程式的模擬結果，使調整及編輯變容易之效果。

實施形態17

亦可在對主軸的動作時序表4的整合性進行確認，且於並不整合之情況，在圖形化編輯部400將對此情況之警告以文字表現在圖形化畫面上。亦即，在並不考慮是否為可接受動作命令的狀態，而比較伺服軸的動作命令的開始時點與結束時點，且在其他的動作命令的動作結束前有正在進行動作開始的動作命令之情況，在圖形化編輯部400使對於要開始的動作命令之警告顯示出來。整合性之確認亦可在動作命令執行控制部2進行。

在圖形化編輯部400之警告的顯示，可為例如以文字來表現動作命令重複之區間，或變更該區間的動作命令的線段的顏色或線種、變更該區間的背景色之表現。

如以上所說明的，根據實施形態17之同步控制裝置，係檢查複數個動作命令的整合性，且在並不整合之情況使警告在圖形化編輯部產生，所以具有可在動作時序不完備之情況顯示出警告，而使調整及編輯變容易之效果。

實施形態18

實施形態17係進行動作時序表4的整合性的確認，且在有動作命令重複之區間存在之情況顯示出警告，但亦可利用圖形化編輯部400來提示應調整哪一個動作時序才好。

以其他的動作命令的結束來作為動作命令的開始時序之動作命令的結束時序，係與參照來源的動作命令的開始時序相關。因此，在複數個動作命令相關聯之情況，將難以理解究竟要調整何處的動作命令的開始時序才能保持動作時序表4的整合性。

所以，利用圖形化編輯部400將有動作命令重複之區間中存在的動作命令予以抽出，並確認與重複的動作命令的動作開始時序的決定有關之動作命令並使之顯示出來。整合性之確認亦可在動作命令控制執行部2進行。

如以上所說明的，根據實施形態18之同步控制裝置，係檢查複數個動作命令的整合性，且在有任一個動作命令重複之區間存在的情況，利用圖形化編輯部來提示應調整哪一個動作命令的動作時序，所以具有可確認與重複的動作命令的動作開始時序的決定有關之動作命令並使之顯示出來，讓要調整時序之動作命令的確認變容易，而使調整及編輯變容易之效果。

實施形態19

實施形態18係利用圖形化編輯部400使可調整時序之動作命令顯示出來，但亦可再追加動作時序的調整功能。例如，定位命令或時間固定命令係若運轉速度升高，從主軸的角度所見之命令結束時序就會延遲。因此，若運轉速度升高太多，動作時序表4的整合性就會有破壞掉之可能性，就有必要調整該動作命令的開始時序。

因此，實施形態19係在圖形化編輯部400以能夠保持動作時序表4的整合性之條件來求出最高的運轉速度及實現該運轉速度之動作命令的開始時序，並進行提示。此可從與動作命令的結束時序的決定有關之動作命令的抽出、可調整的動作開始時序的範圍之抽出、定位命令或時間固定命令的執行時間來計算出。

亦可輸入伺服軸的最高速度或最高加速度，然後從所執行的凸輪命令的凸輪資料來計算出不會超過最高速度或最高加速度之運轉速度，而一併提示出給定有運轉速度的最高速度及限制之凸輪命令。整合性之確認亦可在動作命令控制執行部2進行。

如以上所說明的，根據實施形態19之同步控制裝置，圖形化編輯部係設成可在動作命令執行控制部以之作為控制對象之伺服軸的動作命令的開始時序受到其他的動作命令的結束時序之影響，且無法得到各動作命令的整合性之情況，使在可取得整合性之範圍內的最大的運轉速度及實現該運轉速度的動作命令的開始時序顯示出來，所以具有可藉由依據所輸入之動作時序表而提示出給定有最高的運轉速度及實現該運轉速度的動作時序或限制之凸輪命令，來使調整及編輯變容易之效果。

實施形態20

亦可在圖形化編輯部400上進行使實機動作的情況之動作圖樣與程式之比較並將之顯示出來。在實施形態20中，係利用動作命令執行控制部2來監視使實機自動運轉之情況之伺服軸的指令值或回授信號(表示從伺服放大器300回授至控制部100之馬達的現在位置等之伺服軸的運轉狀況之信號)、及內部記憶體的值，並使之以圖形化的方式表現在圖形化編輯部400上。然後進行從監視的內部記憶體的值來進行動作程式的模擬所得到的結果之軸或輸出的動作、與實際的指令值或回授信號之並排或重疊顯示以及資料儲存。

如以上所說明的，根據實施形態20之同步控制裝置，圖形化編輯部係設成可顯示動作命令執行控制部模擬執行命令所得到的結果、與從實際的控制對象得到的值，所以具有可藉由以比較的方式表現模擬程式的執行的結果與實機的動作，來使調整及編輯變容易之效果。

實施形態21

亦可從定位命令來製作出凸輪資料。根據假想的運轉速度及定位命令的參數，而在圖形化編輯部400製作出以指定的假想的線來描繪出在主軸動作時與伺服軸執行定位命令時相同的軌跡之凸輪資料。或者，指定開始動作之主軸的角度及結束動作之主軸的角度及行程(stroke)，而製作出以不會產生急遽的負荷之通過該兩點之曲線來描繪軌跡之凸輪資料。然後，控制部100利用該凸輪資料來進行凸輪控制而執行動作命令。另外，在變更假想的運轉速度等之要變更用以實現已經執行過定位命令時之軌跡的凸輪資料的情況，也同時要變更凸輪資料。

如以上所說明的，根據實施形態21之同步控制裝置，圖形化編輯部係設成可從假想的運轉速度及定位命令來作成凸輪資料，動作命令執行控制部則設成根據凸輪資料來進行執行控制，所以具有可藉由如定位命令般之指定速度或加速度來作成凸輪資料、或作成將兩點予以平滑地連結起來之凸輪資料，而使能夠充分發揮伺服的性能之凸輪資料的作成變得容易，使調整及編輯變容易之效果。

實施形態22

亦可設定假想運轉速度及平滑化時間(smoothing time)、或平滑化的滑移量，然後從執行針對選擇的凸輪資料而設定的平滑化之情況的動作模型來作成凸輪資料。停止的從動軸未經平滑化而連結至高速旋轉的主軸之情況，放大器或馬達會過負荷。因此，本實施形態係構成為在圖形化編輯部400根據假想運轉速度及平滑化參數而修正凸輪資料，即使未設定、進行平滑化也可在動作命令執行控制部2進行同等的控制之形態。

如以上所說明的，根據實施形態22之同步控制裝置，圖形化編輯部係設成可根據假想的運轉速度、及預先設定的平滑化時間或平滑化的滑移量，而從進行以假想的運轉速度設定的平滑化之情況的動作模型來作成凸輪資料，動作命令執行控制部則是設成根據該凸輪資料來進行控制，所以具有可得到實現設定的平滑化之凸輪資料，無需在連結至運轉中的主軸之際實施平滑化，因而使程式的記述變容易，同時減低控制的計算負荷之效果。

本發明可在其發明的範圍內做各實施形態之自由的組合、或各實施形態之任意的構成元件之變形、或在各實施形態中之任意的構成元件之省略。

(產業上之可利用性)

如以上所述，本發明之同步控制裝置，係以主軸的角度變化或從基準時點算起的經過時間作為變化量資訊，與變化量資訊同步而控制動作命令的執行者，可適用於控制具有驅動裝置的產業用機械或製造裝置、製造生產線之產業用控制器。