WO1994012916A1

WO1994012916A1 - Acceleration/deceleration control method for servo motor

Info

Publication number: WO1994012916A1
Application number: PCT/JP1993/001709
Authority: WO
Inventors: Takashi Idei
Original assignee: Fanuc Ltd
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 1994-06-09
Also published as: JPH06168021A

Description

明細書

サ一ボモー夕の加減速制御方法

技術分野

本発明は、サーボモータの加減速制御方法の改良に関する。

背景技術

工作機械や産業用ロボットのサ一ボモー夕に適用される加減速制御方法としては、図 9 に示すように、現在速度（ V I ) から目標速度（ V 2 ) まで一定の加速度で加減速制御を行う直線形加減速制御と、図 1 0 に示すように、現在速度（ V I ) から目標速度（ V 2 ) まで加速度を徐々に減少させてゆく指数関数形加減速制御が公知でめる。

しかし、直線形加減速制御では加減速中における加速度が常に一定となるため、加速度零で維持されている現在速度から目標速度に向けて加減速制御を開始する時点 ( 図 9 の t O ) 、および、速度が目標に達して加速度零となる加減速制御の完了時点（図 9 の t 1 ) の各々において加速度、即ち、サーボモー夕に作用する駆動力が著しく変動し、サ一ボモ一夕や機械の各部に大きな衝撃を与えるといった問題がある。

—方、加減速時の加速度を最初に与えた大きい値から徐々に減少させてゆく指数関数形加減速制御によれば、加減速制御の完了時点（図 1 0 の t 1 ) における加速度の変化が比較的小さな値となるので、加減速完了時点で生じる衝撃をある程度緩和することができる力加減速制御開始時点（図 1 0 の t 0 ) で生じる衝擎は緩和することができず、また、加減速制御開始時点から加速度を徐々に減少させてゆく必要上、目標速度に到達するまでに必要とされる所要時間が長くなるといった弊害が生じ発明の開示

本発明の目的は、加減速に必要とされる所要時間を増大させることなくサーボモータや機械各部に生じる衝撃を確実に抑制することのできるサーボモー夕の加減速制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のサーボモータの加減速制御方法は、加速度の絶対値を徐々に増大させて行つて予め設定した最大の加速度絶対値に到達させてからこの最大の加速度絶対値に一定時間または瞬時保持した後、この加速度の絶対値を上記最大の加速度絶対値から徐々に減少して速度を指令速度にするようにしている。

また、本発明の別の態様によれば、加速度の絶対値をゼロから直線的に増大させて行って予め設定した最大の加速度絶対値に到達させてからこの最大の加速度絶対値を一定時間または瞬時保持し、その後にこの加速度の絶対値を上記最大加速度の絶対値から直線的に減少して行つてゼロに到達させることで速度を指令速度にしている。好ましくは、最大の加速度絶対値、加速度の絶対値をゼロから直線的に増大させて行って上記最大の加速度絶対値に到達させるまでの時間、及び加速度の絶対値を上記最大の加速度絶対値からゼロに到達させるまでの時間をサ一ボモータを制御する制御装置に設定入力することで目標の速度に加減速制御するようにしている。あるいは、これに代えて、最大の加速度絶対値、加速度の絶対値を直線的に増大させて行く場合の加速度増加率、及び上記最大の加速度絶対値から直線的に減少させて行く場合の加速度減少率を設定入力することで、目標の速度に加減速制御するようにしている。

さらに好ましくは、加減速制御によって引き上げられるまたは引き下げられる速度変化量に応じて加減速制御中最大加速度を維持すべき時間が算出され、この算出結果がゼロまたは正の値となった場合に限り、本発明による加減速制御を実行するようにしている。

本発明の方法によれば、以上の構成を備えることによつて、サーボモー夕に作用する駆動力の変化が滑らかになり、従来の直線形加減速制御や指数関数形加減速制御に比べてサーボモータおよび機械各部に作用する衝擎が緩和される。しかも、加減速制御の中間区域である加速度一定区間では予め設定された最大加速度を維持して加減速制御が行われるので、目標速度に到達するまでの加減速時間を短縮することができる。

図面の簡単な説明図 1 は工作機械や産業用ロボット等を制御する数値制御装置のサーボ制御系の要部を示す機能ブロック図、図 2 は本発明の方法を実施する一実施例の「加減速制御処理」の概略を示すフローチャート、

図 3 及び図 4 は同実施例の —加減速制御処理」の概略を示すフローチヤ一卜の続き、

図 5 は同実施例の「加減速制御処理」による加速度の変化を一例で示す図、

図 6 は同実施例の「加減速制御処理」による速度の変化を一例で示す図、

図 7 及び図 8 は本発明の方法を概略で説明する作用原理図、

図 9 は従来例である直線形加減速制御方法を示す図、及び、

図 1 0 は従来例である指数関数形加減速制御方法を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

本発明のサーボモータの加減速制御方法の概略を図 7、図 8 に示す。

まず、本発明による方法で制御されるサ一ボモ一夕の加速度について図 7 の横軸を時間 t、縦軸を加速度ひにとった直交座標でもって説明すると、加速度を現在（時刻 t 0 ) ゼロの状態から時間経過に伴い徐々にその値を直線的に増大して行って時刻 t 1 で最大加速度 a m ax に到達し、この時刻 t 1 から時刻 t 2 までは一定加速度とし、すなわち、最大加速度 a m ax を維持し、次ぎに時刻 t 2 から時刻 t 3 までは時間経過に伴い徐々にその値を直線的に減少して行ってついに時刻 t 3 で加速度ゼロに到達する。

このように、本発明のサ一ボモ一夕の加減速制御方法によると、通常の制御から加減速制御に切換えられた直後、及び加減速制御から通常の制御に切換えられる直前は極く小さい値の加速度が与えられ、しかも、途中の加減速制御期間では許容し得る最大の加速度（設定値 cr m a x ) が与えられるのが特徴である。

以下、この図 7 において時刻 t 0 から時刻 t 1 までの区間を加速度増加区間 A、時刻 t l から時刻 t 2 までの区間を加速度一定区間 B、時刻 t 2 から時刻 t 3 までの区間を加速度減少区間 C と呼び、この区間 A〜 Cからなる加減速制御区間について詳述すると、区間 Aは単位時間経過ごとに加速度が一定量（ ) づっ増加して行く右上がりの直線、区間 B は一定加速度（ a m ax ) を保持する時間軸に平行な直線、区間 Cは単位時間経過ごとに加速度が一定量（ァ）づっ減少して行く右下がりの直線となり、加速度曲線はこの座標において加減速制御全区間を通して全体的に台形状となる。

図 7 に示すように、時点 t 0 で加減速制御が開始され時点 t 3 で終了すると、この加減速制御により速度はこの台形状をなす加速度曲線の面積分だけ増加することになる。これは区間 Aの三角形の面積と、区間 Bの長方形の面積と、区間 Cの面積とを加えたものである。このうち、区間 A及び区間 C の三角形は、高さが最大加速度 ( ひ m ax ) で与えられていると、あとは斜辺の傾き、すなわち、加速度の変化率（ ?、ァ）か底辺の長さ、すなわち、区間 A及び区間 Cの時間かのいずれか一方が与えられれば特定されることになる。したがって、オペレー夕はこのような台形状の加速度曲線で加減速制御を行うには、最大加速度と区間 A及び区間 Cの経過時間、あるいは最大加速度と区間 A及び区間 Cでの加速度変化率を設定入力することになる。

図 7 に示した加減速制御区間における時間一加速度の関係を時間一速度の関係にして表したものを図 8 に示す c 図 7 において、時刻 t 0 から時刻 t 1 までの加速度増加区間 Aは、加速度ひ A が、

k = β t

( ただし、 t は時刻 t 0 からの経過時間、時刻 t 0 での加速度はゼロ、〉ひ）

の時間 t の一次関数で表されるから、この区間 Aでの速度 V A は、上記の式を時間 t で積分して、

V A = β t ² - V \

2

( ただし、 V I は時刻 t 0 での速度、すなわち初速度）の時間 t の 2次関数で表されることになる。

この加速度増加区間 Aでは、上記の式及び図 7、図 8 から明かなように、この区間 A に入った直後の加速度をこの区間 A に入る直前の加速度（ゼロ加速度）に等しくしている。したがって、加減速制御を開始するに際して速度の変動が滑らかに行われることとなる。

そして、図 7 に示されるように、サ一ボ乇一夕の加速度 α A が時刻 t 1 で最大加速度 ct max に到達すると、時刻 t 1 以後の加速度一定区間 Bでは、加速度 α B が、ひ B = a max となり、（ a: niax 〉 0 )

加速度は時間に関係なく一定となり、この区間 Bで速度は直線的に増加する。

区間 Aの終了間際では加速度 α A は設定の最大加速度 a max にかなり近づいた値となっており、さらに増加して行って区間 Aの終了時点、すなわち、区間 Bの開始時点の時刻 t 1 で加速度は設定最大加速度 ct max になるので、区間 Aから区間 B に移行するときに加速度の急激な変動は見られず、したがって、速度曲線は区間 Aから区間 B に滑らかに移行する。

同様に、時刻 t 2 から時刻 t 3 までの加速度減少区間 Cは、加速度 cr C が、

C = ーァ（ t 一 t a)

( ただし、 t a は時刻 t 0 から時刻 t 3 までの経過時間、すなわち、加減速制御を開始してから終了するまでの時間、ァ〉 0 )

の時間 t の一次関数で表されるから、この区間 Cでの速度 V C は、上記の式を時間 t で積分することで、

V C = - 一 Ύ ( t - t a V 2

2

( ただし、 V 2 は目標とする速度で与えられる。

区間 B から区間 C に移行すると、加速度は前の区間 B での加速度ひ m a x から時間経過とともに徐々に減少して行くので、区間 Bから区間 C に移行するときに加速度の急激な変化は見られず、したがって、速度曲線は区間 B から区間 C に滑らかに移行する

そして、区間 Cの終了時刻 t 3 、換言すれば加減速制御終了時点に近づくにつれ、加速度の値は徐々にゼロに近づいていってついに終了時刻 t 3 でゼロになるので、加減速制御区間（区間 A〜区間 C ) からそれ以後の目標速度 V 2 の定速区間への移行に際して加速度の急激な変化は見られず、区間 Cの速度曲線は目標速度の直線に滑らかに引き継がれる。

以上述べたように、加速度曲線は、加減速制御区間に入る前の定速区間、加減速制御が行われる区間、加減速制御区間を抜けた後の定速区間の、すべての区間を通じて途中に断絶のない、直線を何本も前後に連ねた折れ線として表されるので、サ一ボモータの運転中、いかなる時点でも加速度が急激に変動するということがない。したがって、定速区間から加減速制御区間に移行する際でも、加減速制御区間から定速区間に移行する際にも速度の変動は極めて滑らかに行われ、そのため、サ一ボモー夕や機械各部に無理な衝撃を与えるということがない。以下、図 1 から図 6 を参照して本発明の一実施例を説明する。図 1 は本発明によるサーボモー夕の加減速制御方法を適用して工作機械や産業用ロボッ卜等を制御する数値制御装置のサーボ制御系の要部を示す機能ブロック図である。数値制御装置は、送り等に関する N C指令の移動デ —夕により工作機械や産業用ロボット等の各軸のサ一ボモータ M l， M 2 , · · ' を協調動作させて該移動デー夕で示される位置に工具，テーブルやハンドを直線補間または円弧補間等で移動させるパルス分配機能、および、各分配周期における補間開始前に N C指令による送り速度に基いて各軸の加減速制御のための速度指令を算出するための加減速制御機能とを備え、 N C指令による移動デ一夕および加減速制御機能により算出された速度指令とにより、各分配周期毎に、各軸のサ一ボモ一夕 M l , M 2 , · · · 'を駆動制御するサ一ボ制御回路に単位時間当りの移動指令、即ち、速度指令を出力するようになつている。

パルス分配機能と加減速制御機能との関係に関しては従来の数値制御装置の場合と同様であるが、加減速制御機能によって直線形加減速制御や指数関数形加減速制御を行う代りに、図 7 に示されるように加速度を台形状に変化させる加減速制御を行うようにした点が従来のものとは異なる。

パルス分配で加減速制御を行う数値制御装置による加減速制御では、加減速制御のための速度指令の値が 1 分配周期毎に算出および出力されるので、図 7 における加速度増加区間 Aおよび加速度減少区間 Cでは、加速度は図 7 に示したような直線的な変化ではなく、図 5 に示されるように 1 分配周期毎にステップ状に変化することとなる。

そこで、次に、パルス分配によってステップ状に加減速制御を行う数値制御装置に対して図 7 に示したような加減速制御を適用するための原理について説明する。ここでは、一例として、図 7 における加速度増加区間 Aおよび加速度減少区間 C に対応する時間と、最大加速度 ct m a x の値とをオペレー夕が与えることにより、加速度零から最大加速度 a m ax までの加速度の変化率 /?およびァを C P U に計算させるようにしている。

なお、この数値制御装置による加減速制御では、時間は分配周期の数でもって与えられ、加速度は 1 分配局期分の経過時間における速度の変化値として与えられる _c 以下の実施例では、加減速制御開始時の加速度の変化卑 β { β > 0 ) および加減速制御完了時の加速度の変化率ーァ（ァ〉 0 ) の双方の絶対値が等しくなる = ァ）ようにして加減速制御を行うようしたものについて説明する。

まず、数値制御装置は、加速度増加区間 Α に対応する時間を 1 分配周期を基準とした処理回数 n ( n : 整数）でもって設定すると、図 5 に示すように、加速度をゼロの初期値から出発し n 個の等ステブを次々昇って時点 t 1 で最大加速度ひ m a -、. ：::.到達するよ- う働く。すなわち、加速度はこの区間 A においては 1 分配周期ごと

ct m ax Ζ π

毎増加して行って、区間 Αの終了時点で最大加速度 a ma x に到達する。

このような加速度増加区間 Aにおいて、速度は、加速度を時間積分した値に初期速度（時点 t 0 での速度 V 1 ) を加えたものであるから、開始時点 t 0 から i 個の分配パルス、（ i n ) が発せられたときの速度 V Aiは、

V Ai = ∑ a max n + V 1

= ( a max / n ) ( 1 + 2 + 3 + + + V 1

となる。

上の式より、 i = n、すなわち、時点 t 0 から n個の分配パルスが発せられたとき（時点 t 1 ) の速度 V A は.

V A = ( max / n ) { n ( n + 1 ) 2 } + V 1

= ( a max/ 2 ) - ( n 十 1 ) + V 1

となる。

加速度一定区間 B では、速度が V A から 1 分配周期ごとに α max ごと増加して行くから、区間 Bの関始から数えて j 個の分配周期が発せられた時点での速度は V B jは.

V B j = j · a max 十 V A

で表される。

なお、この区間 Bで発せられる分配周期の総数を N とすると（この N の値の求め方については後述する）、区間 Bの終了した時点 t. 2 での速度 V B は

V B = Ν · ひ max V A

となる。

次に、加速度減少区間 Cでは、加速度増加区間 A と同様に、区間 Cの開始時点 t 2 から n回の分配周期で時点 t 3 に到達する。図 5 に示されるように、この区間 Cでの第 k回目の分配周期（ k ≤ n ) での加速度ひ Ckは

ひ Ck = a max 一 ( a max/ n ) · k

= a max { 1 - ( k / n ) }

となる。

このような加速度減少区間 C においては、速度は、上記式で表される加速度を時間積分した値に初期速度（時点 t 2 での速度 V B ) を加えたものであるから、開始時点 t 2 から k回目の分配周期（ k ≤ n ) での速度 V Ckは、

k = k

V Ck = ∑ 「 m ax { 1 - k n ] } 十 V B

k =l

= a max [ { 1 一 ( 1 / n

十 { 1 — ( 2 / n ) }

+ . . . 卞 { 1 一（ k n ) } ] + V B

= a max [ k - ( 1 / n ) + 2 十

+ k ) 二一 V B

となる。

ところで、加速度減少区間 Cの終了時点 t 3 において、速度は目標速度 V 2 に到達するのであるから、上記式で k = n とおいた V Ck、すなわち、 V C は V 2 に等しくならなければならない。したがって、

max L n - { 1 / n ) ( 1 十 2 + · · · + η ) ] + V Β

= max ( η - 1 ) / 2 + V Β

= V 2

となる。

以上、上記 V A の式、 V B の式、 V 2 の式をまとめると、

V 2 = max ( n - 1 ) 2 + V B

= a max ( n - 1 ) 2 + N · a max + V A = a max ( n - 1 ) . 2 + N · a max

十 ( a max/ 2 ) ( n + 1 ) + V 1 であるから、

N - a max = V 2 - max ( n - 1 ) / 2

一 a max ( n + 1 ) / 2 - V 1 二- V 2 - n a max - V I ここで、 V 2 — V I を Δ ν とおくと、

Ν = [ A V - n - a max] / a niax

となる。ここで、 Δ ν ( = V 2 - V I ) と ct raax は加速度増加 · 減少時間 n と共に与えられているから、したがつて N は求めることができる。

図 2 〜図 4 は斯る処理を実施するために採用した「加減速制御処理」の概略を示すフローチャートであり、パルス分配機能および加減速制御機能を実現する数値制御装置のマイクロプロセッサ（以下、単に C P U という）により、分配周期毎に繰り返し実行される。

分配周期における「加減速制御処理」を開始した C P U は、まず、前処理完了フラグ F 1 が数値制御装置のメモリにセヅトされているか否か、即ち、新たに読込まれた 1 ブロヅク分の N C指令に関する前処理が完了しているか否かを判別する（ステップ S 1 ) 。そして、前処理が完了しているブロックがあれば C P U はステップ S 2 の処理へと移行して新たに読込まれた 1 ブロックで指令された目標速度に向けて加減速制御を開始する一方、前処理が完了していなければステヅブ S 1 2 の処理へと移行して現在実行中のブロック、即ち、前処理が完了したブロックに対して、その前処理完了時点で開始された加減速制御を継続して行うこととなる。

新たに読込まれた 1 ブロック分の移動データに関する前処理が完了している場合、 C P U は、まず、前処理完了フラグ F 1 をリセヅ卜して新たな 1 ブロックに対する加減速制御が開始されたことを記憶すると共に（ステツプ S 2 ) 、台形状の加減速制御を禁止する通常処理実行フラグ F 2 をリセットし（ステヅブ S 3 ) 、新たに読込まれた N C指令で指令された指令速度と前ブロックで指令されていた指令速度との差 Δ νを求め、この速度差 Δ Vの値が零であるか否かを判別する（ステップ S 4 ) = ここで、新たに読込まれた N C指令で指令された指令速度と前ブロックで指令されていた指令速度との差 Δ ν が零であった場合には加減速制御を行う必要がないので

C P U は、加減速制御実行フラグ F 3 をリセットし（ステツプ S 1 3 ) 、直前の速度指令値、即ち、前ブロックで指令された速度指令値を記憶したレジス夕 R ( V ) に格納されている速度指令 Vの値をそのまま出力して（ステツプ S 1 1 ) 、当該分配周期における「加減速制御処理」を終了する。この場合、当該分配周期における「加減速制御処理」において前処理完了フラグ F 1 および加減速制御実行フラグ F 3 がリ 5セットされる結果、次周期以降の分配周期における「加減速制御処理」ではステヅブ S 1 , ステップ S 1 2，ステップ S 1 9，ステヅブ S 1 1 の処理のみが繰り返し実行され、加速度零の等速度制御が行われることとなる。

一方、前ブロックの速度指令と当該ブロックの速度指令との間に差があってステップ S 4の判別結果が偽となつた場合には、 C P U は、まず、加減速制御が必要であることを示す加減速制御実行フラグ F 3 をセットし（ステツプ S 5 ) 、最大加速度 α m ax (設定値）および加速度増加区間 A と加速度減少区間 C に対応する時間を特定するために決められた分配周期数の値 n (設定値）を数値制御装置のメモリから読込んで、加減速制御中設定最大加速度 ct m ax を維持する時間（すなわち、加速度一定区間 B ) に対応する分配周期数 N を求める計算を実行すると共に（ステップ S 6 ) 、この値 Nが零以上であるか否かを判別する（ステップ S 7 ) 。ここで、加速度一定区間 B に対応する分配周期数の値 Nが零またはそれ以上であるということは、加減速制御中、設定最大加速度ひ m ax が維持されるべき期間を設定することができるということである。したがって、加減速制御は分配周期 n回の加速度増大区間、 N回の加速度 —定区間及び n回の加速度減少区間からなる台形状（ N 〉 0 ) または三角形状（ N = 0 ) 加速度曲線によることとなる。

これに対し、分配周期数の値 Nが零を下回っている場合には、加減速制御において設定最大加速度 cr m ax が維持される期間を設けることができないということを意味するから、本発明による台形状または三角形状の加速度曲線に基づいた加減速制御を行うことはできない。

そこで、加速度一定区間 B に対応する分配周期数の値 Nが零を下回った場合、 C P Uは通常処理実行フラグ F 2 をセットし（ステップ S 8 ) 、従来から実施されてい. る直線形加減速制御や指数関数形加減速制御を実施して分配周期当りの移動指令、即ち、速度指令 V.を算出し ( ステップ S 9 ) 、速度指令値を記憶するレジス夕 R ( V ) にこの時点における速度指令 Vの値を記憶した後 ( ステップ S 1 0 ) 、該速度指令値 Vを出力して（ステップ S 1 1 ) 、当該分配周期における「加減速制御処理」を終了する。この場合、当該分配周期における「加減速制御処理」において前処理完了フラグ F 1 がリセヅ卜され、かつ、通常処理実行フラグ F 2 がセッ卜される結果、次周期以降の分配周期における「加減速制御処理」ではステップ S l，ステップ S 1 2, ステヅブ S 9 〜ステツプ S 1 1の処理のみが繰り返し実行され、従来と同様の直線形加減速制御や指数関数形加減速制御が実施されることとなる。

また、前述したステップ S 7の判別結果が真となった場合、即ち、加速度一定区間 Bに対応する分配周期数の値 Nが零以上であって台形状の加減速制御が可能である場合には、 C P Uは、次いで、前ブロックの速度指令と当該ブロックの速度指令との間の差 Δ νの値が正であるか負であるか、即ち、加速のための加減速制御を行うベきであるのか減速のための加減速制御を行うべきであるのかを判別する（ステップ S 1 4 ) 。そして、 Δ Vの値が正であって加速のための加減速制御を行う必要があれば、 C P Uは最大加速度記憶レジス夕 R ( a max ) に最大加速度 a m ax の値（但し、 a m ax 〉 0 ) を格納する一方（ステップ S 1 5 ) 、 Δ νの値が負であって減速のための加減速制御を行う必要があれば、最大加速度記憶レジス夕 R ( a max ) に最大加速度 a max の値を符号を反転して格納する（ステップ S 1 6 ) 。

次いで、 C P Uは、加減速制御開始後の分配周期の数を数えるカウン夕 i に初期値 1 をセットし（ステップ S 1 7 ) 、最大加速度ひ max を加速度増加区間 Aに対応する分配周期数 nで除した、分配周期毎の加速度の増加率 max/ n にカウンタ i の値を乗じて当該分配周期における加速度ひの値を求め、直前の速度指令値を記憶したレジス夕 R ( V ) に該加速度ひの値を加算して当該分配周期で出力すべき速度指令の値 Vを算出してレジス夕 R ( V ) に更新記憶し（ステップ S 1 8 ) 、速度指令値 V を出力して（ステップ S l l ) 、当該分配周期における「加減速制御処理— を終了する。

次の分配周期では、前処理完了フラグ： F 1 および通常処理実行フラグ F 2が既にリセヅ卜されており、かつ、加減速制御実行フラグ F 3がセッ卜されているので、 C P Uは、ステップ S l，ステップ S 1 2, ステップ S 1 9 の判別処理を実行した後、ステップ S 2 0の処理へと移行することとなる。ステップ S 2 0へと移行した C P Uは加減速制御開始後の分配周期数を数えるカウン夕 i の値を 1 インクリメントした後、該カウン夕 i の値が加速度増加区間 A に対応する分配周期数 nの値よりも小さいか否か、即ち、当該分配周期が加速度増加区間 Aのものであるか否かを判別し（ステップ S 2 1 ) 、加速度增加区間 Aのものであれば、直前の分配周期と同様、ステップ S 1 8の処理により、当該分配周期における加速度ひの値を求め、直前の速度指令値を記憶したレジスタ R ( V ) に該加速度 αの値を加算して当該分配周期で出力すべき速度指令の値 Vを算出して更新記憶し、速度指令値 Vを出力して当該分配周期における「加減速制御処理」を終了する（ステップ S 1 1 ) 。

以下、 C P U は、カウンタ i の値が加速度増加区間 A に対応する分配周期数 nの値を越えるまでの間、分配周期毎に、ステップ S l，ステップ S 1 2，ステップ S 1 9 〜ステップ S 2 1 , ステップ S 1 8，ステップ S 1 1 の処理を繰り返し実行し、レジスタ R ( V ) に各分配周期毎の加速度ひの値を積算的に記憶して加速度ひを積分することによりその時点で出力すべき速度指令値 Vを求め、加速度増加区間 Aの加減速制御を行うこととなる。

このような処理を繰り返し実行する間に、カウン夕 i の値が加速度増加区間 Aに対応する分配周期数 nの値を越えてステップ S 2 1 の判別結果が偽となり、加速度 α の値が最大加速度 a max に到達することによって加速度増加区間 Aの加減速制御が完了すると、 C P Uは、加速度増加区間 Aに対応する分配周期数 n と加速度一定区間 B に対応する分配周期数 N とを加算した値よりもカウン夕 iの値が小さいか否か、即ち、当該分配周期が加速度一定区間 Bのものであるか否かを判別する（ステップ S 2 2 ) 。そして、当該分配周期が加速度一定区間 Bのものであれば、 C P Uは、直前の速度指令値を記憶したレジス夕 R ( V ) に最大加速度 cr max の値を加算して当該分配周期で出力すべき速度指令の値 Vを算出して更新記憶し（ステップ S 2 3 ) 、速度指令値 Vを出力して当該分配周期における「加減速制御処理」を終了する（ステップ S 1 1 ) 。

以下、 C P Uは、カウンタ i の値が、加速度増加区間 Aに対応する分配周期数 n と加速度一定区間 B に対応する分配周期数 N とを加算した値を越えるまでの間、分配周期毎に、ステップ S 1 , ステップ S 1 2，ステップ S 1 9 〜ステップ S 2 3 , ステップ S 1 1 の処理を繰り返し実行し、レジスタ！？（ V ) に加速度 α =最大加速度 α m a の値を積算的に記憶して加速度 α を積分することによりその時点で出力すべき速度指令値 Vを求め、加速度一定区間 Βの加減速制御を行うこととなる。

このような処理を繰り返し実行する間に、カウン夕 i の値が、加速度増加区間 A に対応する分配周期数 n と加速度一定区間 B に対応する分配周期数 N とを加算した値を越えてステップ S 2 2の判別結果が偽となり、加速度 —定区間 Bの加減速制御が完了すると、 C P Uは、加速度増加区間 A に対応する分配周期数 n と加速度一定区間 B に対応する分配周期数 Nおよび加速度減少区間 C に対応する分配周期数 n とを加算した値よりもカウン夕 i の値が小さいか否か、即ち、当該分配周期が加速度減少区間 Cのものであるか否かを判別する（ステップ S 2 4 ) そして、当該分配周期が加速度減少区間 Cのものであれば、 C P Uは、加速度増加区間 A に対応する分配周期数 nの値と加速度一定区間 B に対応する分配周期数 Nの値とを加算した値をカウン夕 i の現在値から減じて加速度減少制御開始後の分配周期数の値を求め、更に、当該分配周期数の値に分配周期毎の加速度の減少率ひ m ax / n の値を乗じて得た値を最大加速度 a m ax から減じて当該分配周期における加速度ひの値を求め、直前の速度指令値を記憶したレジスタ R ( V ) に該加速度 αの値を加算して当該分配周期で出力すべき速度指令の値 Vを算出してレジスタ R ( V ) に更新記憶し（ステップ S 2 5 ) 、速度指令値 Vを出力して（ステップ S I 1 ) 、当該分配周期における「加減速制御処理」を終了する。

以下、 C P Uは、カウンタ i の値が、加速度増加区間 Aに対応する分配周期数 n と加速度一定区間 B に対応する分配周期数 Nおよび加速度減少区間 C に対応する分配周期数 n とを加算した値を越えるまでの間、分配周期每に、ステップ S l，ステップ S 1 2，ステップ S 1 9 〜ステップ S 2 2，ステップ S 2 4 〜ステップ S 2 5，ステツブ S 1 1 の処理を繰り返し実行し、レジス夕 R ( V に各分配周期毎の加速度 αの値を積算的に記憶して加速度なを積分することによりその時点で出力すべき速度指令値 Vを求め、加速度減少区間 Cの加減速制御を行うこととなる。

このような処理を繰り返し実行する間に、カウンタ i の値が、加速度増加区間 Aに対応する分配周期数 n と加速度一定区間 B に対応する分配周期数 Nおよび加速度減少区間 C に対応する分配周期数 n とを加算した値を越えてステップ S 2 4の判別結果が偽となると、加速度ひの値が零となると共に指令速度 Vが目標速度と一致する：以下、 1ブロック分の N C指令が新たに読込まれて 1 ブロヅク分の前処理が完了することにより再び前処 il完了フラグ F 1 がセットされるまでの間、 C P Uは、分配周期毎に、ステップ S I , ステヅブ S I 2，ステップ S 1 9 〜ステップ S 2 2，ステップ S 2 4，ステップ S I 1 の処理を繰り返し実行し、レジス夕 R ( V ) に現時点で記憶されている指令速度 V、即ち、目標速度を分配周期毎に出力してサ一ボモ一夕の速度を目標速度に維持する（ステヅ S 1 1 ) 。そして、次ブロック分の前処理が完了して前処理完了フラグ F 1 がセヅトされる毎に、 C P Uは前記と同様にして「加減速制御処理」を繰り返し実行し、サーボモータの速度を現在の指令速度から次ブロックで指令される指令速度へと滑らかに加速して変化させる。

加減速制御を実行する間に出力される速度指令 Vの値は分配周期毎に変化するため、厳密にいえば図 6 に示すようなステップ状の関数となる力 ^s'、分配周期の刻みが十分に小さいので、実質上、図 6 に一点鎖線で示すような連続関数と同値である。

図 5 からも明らかなように、加速度増加区間 Aおよび加速度減少区間 C に対応する分配周期数 nの値を一定として最大加速度 a max の値を大きく設定すれば最大加速度ひ max および加速度変化率 a m ax n とも大きな値となってサーボモー夕は滑らかではあるが急激に加速され、また、分配周期数 nの値を一定として最大加速度ひ max の値を小さく設定すれば最大加速度 a max および加速度変化率ひ max/ n とも小さな値となってサ一ボモータは緩慢に加速される e —方、最大加速度 a max の値を一定として加速度増加区間 Aおよび加速度減少区間 C に対応する分配周期数 nの値を大きく設定すれば加速度変化率 max/ n が小さな値ごなつて加速度増加区間 Aおよび加速度減少区間 C においてサ―ボモータに作用する駆動力が緩慢に変化し、また、最大加速度 a max の値を一定として加速度増加区間 Aおよび加速度減少区間 C に対応する分配周期数 nの値を小さく設定すれば加速度変化率 max/ n が大きな値とつなて加速度増加区間 Aおよび加速度減少区間 C においてサーボモー夕に作用する駆動力は滑らかではあるが急激に変化する _c

なお、上記実施例では加速度増加区間 Aの加速度変化率（ >5 ) 、加速度減少区間 Cの加速度変化率（一ァ）を = ァ = ひ max/' n

とおいて、 n と ct max を入力して区間 A及び区間 Cの加速度の変化率（ ?、ァ）を決定した。しかし、これに代えて、最大加速度 a max 及び区間 A及び区間 Cの加速度変化率（ ?、 r ) を入力することにより、区間 A及び区間 Cの経過時間（分配周期の数 n ) を求めるようにしてもよい。

Claims

請求の範囲 .

1 . 加速度の絶対値を徐々に増大させて行って予め設定した最大の加速度絶対値に到達させてからこの最大の加速度絶対値に一定時間または瞬時保持した後、この加速度の絶対値を上記最大の加速度絶対値から徐々に減少して速度を指令速度にするようにしたサ一ボモー夕の加減速制御方法。

2 . 加速度ゼロで維持されている現在の状態からその加速度を徐々に增大させて行って予め設定した最大加速度に到達させ、その最大加速度を一定時間または瞬時保持した後、その最大加速度を徐々に減少させて行ってゼロの値にすることで速度を指令速度にするサ一ポモータの加速制御方法。

3 . 加速度ゼロで維持されている現在の状態からその加速度を徐々に減少させて行って予め設定した最大の絶対値を有する負の加速度に到達させ、その負の加速度を一定時間または瞬時保持した後、その加速度を徐々に増大させて行ってゼロの値にすることで速度を指令速度にするサーボモ一夕の減速制御方法。

4 . 加速度の絶対値をゼロから直線的に増大させて行つて予め設定した最大の加速度絶対値に到達させてからこの最大の加速度絶対値を一定時間または瞬時保持し、その後にこの加速度の絶対値を上記最大加速度の絶対値から直線的に減少して行ってゼロに到達させることで速度を指令速度にするサーボモー夕の加減速制御方法。

5 . 上記最大の加速度絶対値、加速度の絶対値をゼロから直線的に増大させて行って上記最大の加速度絶対値に到達させるまでの時間、及び加速度の絶対値を上記最大の加速度絶対値からゼロに到達させるまでの時間をサーボモ一夕制御する制御装置に設定入力することで、目標の速度に加減速制御するようにした請求の範囲第 4項記載のサーボモー夕の加減速制御方法。

6 . 上記最大の加速度絶対値、加速度の絶対値を直線的に増大させて行く場合の加速度増加率、及び上記最大の加速度絶対値から直線的に減少させて行く場合の加速度減少率をサ一ボモ一夕制御する制御装置に設定入力することで、目標の速度に加減速制御するようにした請求の範囲第 4項記載のサ一ボモータの加減速制御方法。

7 . 上記の設定入力はパルス分配で数値制御を行う数値制御装置に対して行われ、

この数値制御装置による加減速制御では加速度の絶対値をゼロから直線的に増大させて行って上記最大の加速度絶対値に到達させるまでの時間、及び加速度の絶対値を上記最大の加速度絶対値からゼロに到達させるまでの時間、及び最大の加速度絶対値を保持する時間が上記パルス分配の分配周期に対応した整数で与えられる請求の範囲第 5項または第 5 項記載のサ一ボモー夕の加減速制御力法。

8 . ( a ) 加減速制御によって引き上げられるまたは引き下げられる速度変化量、上記最大の加速度絶対値、加速度の絶対値をゼロから直線的に增大させて行って上記最大の加速度絶対値に到達させるまでの時間、及び加速度の絶対値を上記最大の加速度絶対値からゼロに到達させるまでの時間を数値制御装置に入力する工程、

( b ) 上記工程（ a ) で入力されたデ一夕をもとに加減速制御中最大加速度を保持すべき時間を算出するェ程、

( c ) 上記工程（ b ) で算出された値がゼロまたは正の値か負の値かを判別する 2

6ェ程、及び、

( d ) 上記工程（ c ) での判別の結果がゼロまたは正の値のときは、請求の範囲第 4項記載の加減速制御を上記数値制御装置に実行させ、また、上記工程（ c ) での判別の結果が負のときは、直線加減速制御かまたは指数関数形加減速制御を実行させる工程

からなるサ一ボ乇一夕の加減速制御方法。

9 . ( a ) 加減速制御によって引き上げられるまたは引き下げられる速度変化量、上記最大の加速度絶対値、加速度の絶対値をゼロから直線的に増大させて行って上記最大の加速度絶対値に到達さ.せるまでの時間、及び加速度の絶対値を上記最大の加速度絶対値からゼロに到達させるまでの時間を数値制御装置に入力する工程、

( c ) 上記工程（ b ) で算出された値がゼロまたは正の値か負の値かを判別するェ程、及び、

( d ) 上記工程（ c ) での判別の結果がゼロまたは正の値のときは、請求の範囲第 4項記載の加減速制御を上記数値制御装置に実行させ、また、上記工程（ c ) での判別の結果が負のときは、通常の直線加減速制御かまたは指数関数形加減速制御を実行させる工程、

からなるサーボモー夕の加減速制御方法。