WO2022254639A1 - 動作制御装置及びプログラム - Google Patents

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WO2022254639A1
WO2022254639A1 PCT/JP2021/021095 JP2021021095W WO2022254639A1 WO 2022254639 A1 WO2022254639 A1 WO 2022254639A1 JP 2021021095 W JP2021021095 W JP 2021021095W WO 2022254639 A1 WO2022254639 A1 WO 2022254639A1
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WO
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drive signal
unit
speed
motion
control device
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Application number
PCT/JP2021/021095
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English (en)
French (fr)
Inventor
将隆 小池
宏之 河村
敬 出射
幸一郎 堀口
Original Assignee
ファナック株式会社
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Publication date
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Priority to PCT/JP2021/021095 priority patent/WO2022254639A1/ja
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50216—Synchronize speed and position of several axis, spindles

Definitions

  • the present disclosure relates to an operation control device and program.
  • the production system includes a conveyor device that conveys workpieces, at least one industrial machine arranged along the conveyor device, and an operation control device that controls the actions of the conveyor device and the industrial machine.
  • Industrial machines have tools for processing workpieces. Industrial machines use tools to process conveyed workpieces. Thereby, the industrial machine can process the workpiece into a desired shape.
  • the motion control device has, for example, a function of controlling a conveyor device and a function of controlling an industrial machine.
  • the motion control device causes the industrial machine to process the workpiece by sequentially operating both functions.
  • the motion control device operates the production system using two drive signals.
  • the operation control device When controlling a production system using two drive signals, the operation control device preferably synchronizes one drive signal with the other drive signal.
  • the motion control device preferably handles one drive signal and the other drive signal as one drive signal, for example.
  • production efficiency can be improved.
  • a CNC system that controls the movement of each axis by superimposing a CNC (Numerical Control Unit) side axis movement command and a PMC (Programmable Machine Controller) side axis movement command (for example, See Patent Document 1).
  • a device has been proposed that performs tapping by synchronizing the main axis and the servo axis (see, for example, Patent Document 2).
  • JP-A-7-230312 Japanese Patent No. 2713566
  • the drive using the other drive signal is performed after the end of the axis movement using the one drive signal. Therefore, it is difficult to appropriately operate the two-system drive signals by simply superimposing the two-system drive signals. Therefore, it is preferable if the drive signals of the two systems can be appropriately synthesized.
  • a synchronization error may occur due to a gain difference between the two axes.
  • the synchronization error can be reduced by matching the gain of the servo axis to the gain of the main axis. That is, the synchronization error can be reduced by setting the gain according to the gain on the smaller side.
  • the gain is set according to the gain on the smaller side, the machining accuracy can be secured, but the machining speed will decrease. Therefore, it is preferable if the machining speed can be improved while suppressing the occurrence of synchronization errors.
  • the present disclosure is an operation control device that controls the operation of a production system including industrial machines using at least two drive signals, and outputs a first drive signal that is a first drive signal.
  • a first drive signal output unit a second drive signal output unit that outputs a second drive signal that is a drive signal of a second system
  • a transfer characteristic acquisition unit that acquires a transfer characteristic of position control of the first system
  • a correction unit that corrects the output first drive signal to a corrected drive signal using the acquired transfer characteristic
  • a first operation that calculates the operating speed of the first system as the first operating speed from the corrected drive signal.
  • the present invention relates to an operation control device including a generation unit and an operation control unit that controls the operation of the second system using the first operation speed, the second operation speed, and the synthesized drive signal.
  • the present invention also provides a program that causes a computer to function as an operation control device that controls the operation of a production system including industrial machines using at least two drive signals, wherein the computer is a first drive signal.
  • a first drive signal output unit that outputs a first drive signal that is the drive signal of the second system, a second drive signal output unit that outputs a second drive signal that is the drive signal of the second system, and position control transmission of the first system a transfer characteristic acquisition unit that acquires characteristics; a correction unit that corrects the output first drive signal to a corrected drive signal using the acquired transfer characteristic; a first motion speed calculator that calculates the motion speed; a second motion speed calculator that calculates the motion speed of the second system from the second drive signal as the second motion speed; the calculated first motion speed; A combined drive signal generation unit that combines the correction drive signal and the second drive signal to generate a combined drive signal, the calculated first operation speed, the calculated second operation speed, and the second drive a combined drive signal generation unit that generates a combined drive signal using a signal; and
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a production system including a motion control device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an outline of operations in a production system including an operation control device of one embodiment
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an outline of operations in a production system including an operation control device of one embodiment
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an operation control device according to one embodiment
  • FIG. It is a block diagram which shows the structure of the operation control part of one Embodiment.
  • It is a schematic diagram showing a signal flow of the motion control device of one embodiment. It is a flow chart which shows the operation of the operation control device of one embodiment.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between time and position for a PLC axis according to an example; 4 is a graph showing the relationship between time and position for the NC axis according to the example.
  • FIG. 4 is a graph of time versus position for a shared axis, according to an embodiment;
  • FIG. FIG. 11 is a partially enlarged view of FIG. 10;
  • FIG. 10 is a graph showing a comparison between the position of the common axis with the positional deviation added and the position of the common axis with simple addition according to the embodiment;
  • FIG. FIG. 11 is a schematic diagram showing a shared axis controlled by a control device according to a modification;
  • a motion control device 1 and a program according to an embodiment of the present disclosure will be described below with reference to FIGS. 1 to 13.
  • the production system 100 is, for example, a system that processes workpieces W while transporting them.
  • the production system 100 includes a conveyor device 10, an industrial machine 20, and a motion control device 1, as shown in FIG.
  • the conveyor device 10 is a device that conveys the work W.
  • the conveyor device 10 conveys the work W by, for example, rotating a motor (not shown).
  • the conveyor device 10 conveys the work W in a predetermined direction.
  • the industrial machine 20 is, for example, a machine tool. Two industrial machines 20 are arranged along the direction in which the workpiece W is conveyed, as shown in FIG. The industrial machine 20 processes the workpiece W into a preset shape using, for example, a tool 21 (see FIG. 2).
  • the industrial machine 20 includes various machines such as machine tools, industrial robots, service robots, press machines, and injection molding machines.
  • the motion control device 1 is a device that controls the motion of the conveyor device 10 and the industrial machine 20 .
  • the motion control device 1 controls the motion of the production system 100 using, for example, at least two drive signals.
  • the motion control device 1 uses a PLC (Programmable Logic Controller) as the drive signal of the first system, for example, for simple operations such as simple processing and transportation, and for managing devices on the production system 100 .
  • the motion control device 1 uses a PLC for transporting the work W by the conveyor device 10 .
  • the motion control device 1 uses, for example, an NC (Numerical Control) drive signal for processing a complicated shape or a complicated motion as the second system drive signal.
  • the motion control device 1 uses NC for axial movement of the tool 21 of the industrial machine 20 .
  • the operation control device 1 controls the operation of the production system 100 by, for example, synthesizing (superimposing) the drive signal of the first system and the drive signal of the second system.
  • the motion control device 1 drives the tool axis C2 using a synthesized drive signal obtained by synthesizing two drive signals, and conveys the workpiece using one of the synthesized drive signals.
  • the motion control device 1 controls the tool 21 ( The workpiece W is machined by the tool axis C2).
  • the motion control device 1 moves the tool 21 to a machining position P1 that is a distance d from the reference position P0 of the tool 21 toward the workpiece W, thereby using the tool 21 to move the workpiece W. to start processing.
  • the motion control device 1 causes the tool 21 to process the work W in accordance with the transport of the work W, thereby executing both transport and processing.
  • FIG. 1 controls the motion of the production system 100 including the industrial machine 20 using at least two drive signals. As shown in FIG.
  • the motion control device 1 includes a first system program storage unit 101, a first drive signal generation unit 102, a first drive signal output unit 103, a transfer characteristic acquisition unit 104, a correction unit 105 , a first operation speed calculation unit 106, a second system program storage unit 107, a second drive signal generation unit 108, a second drive signal output unit 109, a second operation speed calculation unit 110, and a selection acquisition unit 111 , a synthesis timing acquisition unit 112 , a synthesis timing determination unit 113 , a synthesis drive signal generation unit 114 , and an operation control unit 115 .
  • the first system program storage unit 101 is, for example, a secondary storage medium such as a hard disk.
  • the first system program storage unit 101 stores a program for generating a first system drive signal.
  • the first system program storage unit 101 stores, for example, a program for PLC control.
  • the first system program storage unit 101 stores a program for transporting the workpiece W by moving the shaft of the conveyor device 10 .
  • the first drive signal generator 102 is implemented by, for example, the operation of the CPU.
  • the first drive signal generator 102 generates a first drive signal, which is a drive signal of the first system.
  • the first drive signal generator 102 generates a drive signal for driving the shaft of the conveyor device 10 .
  • the first drive signal output unit 103 is implemented by, for example, the operation of the CPU.
  • the first drive signal output unit 103 outputs a first drive signal, which is a drive signal of the first system.
  • the transfer characteristic acquisition unit 104 is implemented by, for example, CPU operation.
  • a transfer characteristic acquisition unit 104 acquires the transfer characteristic of position control of the first system.
  • the transmission characteristic acquisition unit 104 acquires, for example, the transmission characteristic of the position control of the first drive signal from the transmission characteristic of the control device and the transport axis C1.
  • the transfer characteristic acquisition unit 104 uses P1(s) as the transfer function of the first system controlled object and G1(s) as the transfer function of the first system compensator, Obtain the transfer characteristic shown by Equation 1 below.
  • the correction unit 105 is implemented, for example, by the operation of the CPU.
  • the correction unit 105 corrects the output first drive signal to a corrected drive signal using the acquired transfer characteristic.
  • the correction unit 105 corrects the first drive signal to the output value of the transport axis C1 that is actually driven, for example, using the acquired transmission characteristics. That is, the correction unit 105 corrects the first drive signal according to the output characteristics of the first system with respect to the input first drive signal.
  • the second system program storage unit 107 is, for example, a secondary storage medium such as a hard disk.
  • the second system program storage unit 107 stores a program for generating a second system drive signal.
  • the second system program storage unit 107 stores, for example, programs for NC control.
  • the second system program storage unit 107 stores a program for machining the workpiece W by moving the axis of the tool 21 of the industrial machine 20 .
  • the second drive signal generator 108 is implemented by, for example, the operation of the CPU.
  • the second drive signal generator 108 generates a second drive signal, which is a drive signal of the second system.
  • the second drive signal generator 108 generates a drive signal for driving the axis of the tool 21 of the industrial machine 20 (tool axis S2).
  • the second drive signal output unit 109 is implemented by, for example, the operation of the CPU.
  • the second drive signal output unit 109 outputs a second drive signal that is a drive signal of the second system.
  • the second drive signal output section 109 outputs the second drive signal at a drive frequency longer than that of the first drive signal output section 103, for example.
  • the selection acquisition unit 111 is implemented, for example, by the operation of the CPU.
  • the selection acquisition unit 111 acquires the selection of whether or not to generate the combined drive signal. For example, when combining the first drive signal and the second drive signal, the selection acquisition unit 111 acquires a selection of “yes” for combining. On the other hand, when the first drive signal and the second drive signal are not synthesized, the selection acquisition unit 111 acquires a selection of “no synthesis”.
  • the synthesis timing acquisition unit 112 is implemented by, for example, the operation of the CPU.
  • the synthesis timing acquisition unit 112 acquires the timing for synthesizing the first drive signal and the second drive signal from the outside.
  • the synthesis timing acquisition unit 112 acquires the timing for synthesizing the first drive signal and the second drive signal when "yes" for synthesis is selected.
  • the synthesis timing acquisition unit 112 acquires, for example, a program block to be synthesized, a transport position, or the like as synthesis timing.
  • the combined timing acquisition unit 112 generates a first drive signal for conveying the work W mounting table to the position P1 and a second drive signal for driving the tool 21 to process the work W. is obtained as the synthesis timing.
  • the synthesis timing acquisition unit 112 acquires synthesis timing using an input device (not shown) such as a keyboard.
  • the synthesis timing determination unit 113 is implemented by, for example, the operation of the CPU. Synthesis timing determination section 113 determines synthesis timing of the first drive signal and the second drive signal. The synthesis timing determination unit 113 determines the timing acquired by the synthesis timing acquisition unit 112 as the synthesis timing.
  • the composite drive signal generation unit 114 is implemented by, for example, the operation of the CPU.
  • the combined drive signal generation unit 114 generates the combined drive signal when the selection to generate the combined drive signal is acquired.
  • the combined drive signal generator 114 combines the first drive signal and the second drive signal to generate a combined drive signal based on the determined combining timing.
  • the combined drive signal generator 114 combines the corrected drive signal and the second drive signal to generate a combined drive signal. For example, as shown in FIG. 5, the combined drive signal generation unit 114 combines the corrected drive signal, which is the output after correction of the position command of the first system, and the second drive signal, which is the position command of the second system. do.
  • the operation control unit 115 is implemented, for example, by the operation of the CPU.
  • the motion control unit 115 controls the motion of the second system using the first motion speed, the second motion speed, and the combined drive signal. Further, the operation control section 115 controls the operation of the first system using the first drive signal. For example, in FIG. 2, the operation control section 115 controls the operation of the conveyor device 10 based on the first drive signal. That is, the motion control section 115 controls the conveyance of the work W based on the first drive signal.
  • the motion controller 115 includes a first motion speed calculator 106, a first compensator 151, a second motion speed calculator 110, and a second compensator 152, as shown in FIGS. .
  • the first motion speed calculation unit 106 calculates the motion speed of the first system as the first motion speed from the correction drive signal.
  • the first operating speed calculator 106 calculates a speed feedforward value from, for example, the correction drive signal.
  • the first motion speed calculator 106 calculates a value represented by S ⁇ V1FF, for example, as shown in FIG.
  • the first operating speed calculator 106 outputs the calculated value as a first feedforward signal.
  • the first compensator 151 compensates the operating position of the conveyor device with respect to the first drive signal using the transfer function G1(s) based on the operating characteristics of the conveyor device 10 .
  • the first compensator 151 controls the operation of the conveyor device 10 with the compensated signal.
  • the second motion speed calculator 110 calculates the motion speed of the second system as the second motion speed from the second drive signal.
  • the second motion speed calculator 110 for example, calculates the second motion speed as a speed feedforward value from the second drive signal.
  • the second operating speed calculator 110 calculates a value represented by S ⁇ V2FF, as shown in FIG. 6, for example. Second operating speed calculator 110 outputs the calculated value as a second feedforward signal.
  • the second compensator 152 uses a transfer function G2(s) based on the operating characteristics of the conveyor system 10 and the industrial machine 20 to calculate Compensate for the operating position of industrial machinery. Second compensator 152 controls the operation of industrial machine 20 with the compensated signal.
  • the motion control unit 115 controls the machining motion of the tool 21 using the first motion speed, the second motion speed, and the composite drive signal.
  • the motion control unit 115 controls the motion of the second system using, for example, the position indicated by the second drive signal and the motion speed obtained by adding the first motion speed and the second motion speed. For example, as shown in FIG.
  • the operating speed and the operating speed calculated by the second operating speed calculator 110 are combined to obtain the actual command of the second system.
  • the motion control unit 115 controls the transfer function (W(s )) to control the operation of the second system. Further, the operation control unit 115 performs feedback control using the transfer function (W(s)) and feedback control using the output value.
  • the operation control section 115 controls the operation of the production system 100 based on the first drive signal, the second drive signal, and the combined drive signal.
  • the selection acquisition unit 111 does not select to synthesize the first drive signal and the second drive signal
  • the operation control unit 115 does not synthesize the first drive signal and the second drive signal, and and the operation of the second system.
  • the selection acquisition unit 111 acquires the selection of whether or not to combine the first drive signal and the second drive signal.
  • the combining timing acquisition unit 112 determines whether or not to combine (step S1). When combining is to be executed (step S1: YES), the combining timing acquiring unit 112 acquires combining timing. Then, the process proceeds to step S2. On the other hand, if the combination is not executed (step S1: NO), the combination timing acquisition unit 112 generates the first drive signal and the second drive signal for the first drive signal generation unit 102 and the second drive signal generation unit 108, respectively. Let Then, the process proceeds to step S7.
  • step S2 the synthesis timing acquisition unit 112 acquires the timing of synthesis.
  • Synthesis timing acquisition section 112 sends the acquired synthesis timing to synthesis timing determination section 113 .
  • the synthesis timing determination unit 113 determines synthesis timing for synthesizing the first drive signal and the second drive signal based on the obtained synthesis timing.
  • the first drive signal output unit 103 and the second drive signal output unit 109 respectively generate a first drive signal and a second drive signal (step S3), and synthesize the generated first drive signal and second drive signal. It is sent to the drive signal generator 114 . Also, the first drive signal output section 103 and the second drive signal output section 109 send the generated first drive signal and second drive signal to the operation control section 115, respectively.
  • the transfer characteristic acquisition unit 104 acquires the transfer characteristic of the first system (step S4).
  • the correction unit 105 uses the acquired transfer characteristics to correct the first drive signal and generate a corrected drive signal (step S5).
  • the composite drive signal generation unit 114 generates a composite drive signal using the correction drive signal and the second drive signal based on the composite timing determined by the composite timing determination unit 113 (step S6).
  • the operation control unit 115 operates the conveyor device 10 and the industrial machine 20.
  • the first operating speed calculator 106 calculates the first operating speed using the generated correction drive signal.
  • the second motion speed calculator 110 calculates the second motion speed using the second drive signal.
  • the motion controller 115 controls the conveyor device 10 and the industrial machine 20 using the first motion speed, the second motion speed, and the second drive signal. It should be noted that when the combined drive signal is not generated, the operation control section 115 controls the conveyor device 10 using the first drive signal. Further, when the combined drive signal is not generated, the motion control section 115 controls the industrial machine 20 using the second drive signal.
  • Each configuration included in the motion control device 1 can be implemented by hardware, software, or a combination thereof.
  • “implemented by software” means implemented by a computer reading and executing a program.
  • Non-transitory computer readable media include various types of tangible storage media.
  • Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (e.g., flexible discs, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (e.g., magneto-optical discs), CD-ROMs (Read Only Memory), CD- R, CD-R/W, semiconductor memory (eg, mask ROM, PROM (programmable ROM), EPROM (erasable PROM), flash ROM, RAM (random access memory)).
  • the display program may also be supplied to the computer on various types of transitory computer readable medium. Examples of transitory computer-readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. Transitory computer-readable media can deliver the program to the computer via wired channels, such as wires and optical fibers, or wireless channels.
  • the motion control device 1 moves the PLC axis (first system) at a constant speed with respect to time changes.
  • the motion control device 1 moves the NC axis (second system) faster than the first system from 0.5 seconds to about 1.75 seconds after the start, in the same direction as the movement direction of the first system at a constant speed.
  • the motion control device 1 uses a common axis (combined drive signal) for the case where the drive signal for the PLC axis and the drive signal for the NC axis are simply added and the case where the positional deviation of the PLC axis is taken into account.
  • the second system that is operated was operated.
  • FIGS. 8 and 9 although there is a difference between the position command and the position FB near the speed change point, the difference does not increase when the operation is stable.
  • the four graphs appear to overlap in FIG. 10, the four graphs are different in FIG. values.
  • the difference between the position feedback of the PLC axis and the NC axis was calculated from the position feedback of the shared axis when simply adding. Also, the difference between the position feedback of the PLC axis and the NC axis was calculated from the position feedback of the common axis when the position deviation was taken into account. Then, the two were compared. As a result, the difference (between about 1 second and 1.5 seconds) when simply added was +773 ⁇ m. On the other hand, the difference (between about 1 second and 1.5 seconds) when considering the positional deviation was -11.2 ⁇ m. Therefore, it was found that the positional deviation of the shared axis was improved more when the positional deviation was taken into consideration than when it was simply added.
  • An operation control device 1 that controls the operation of a production system 100 including an industrial machine 20 using at least two drive signals, and outputs a first drive signal that is a first drive signal.
  • a correction unit 105 that corrects the output first drive signal to a corrected drive signal using the acquired transfer characteristic, and a first operating speed that calculates the operating speed of the first system from the corrected drive signal as the first operating speed.
  • a calculating unit 106 a second operating speed calculating unit 110 that calculates the operating speed of the second system from the second driving signal as the second operating speed; and an operation control unit 115 that controls the operation of the second system using the first operation speed, the second operation speed, and the synthesized drive signal. Since the drive signal (position command) corrected taking into account the transfer characteristics of the first system is combined with the second drive signal, it is possible to suppress the occurrence of synchronization errors regardless of the gains of the two systems. . Moreover, since the gains of the two systems are not affected, the machining speed and machining accuracy can be improved.
  • the motion control device 1 further includes a selection acquisition section 111 that acquires a selection as to whether or not to generate a combined drive signal. When the selection is obtained, generate a composite drive signal. As a result, the options for control can be increased, and versatility can be improved.
  • the motion control unit 115 controls the motion of the second system using the position indicated by the second drive signal and the motion speed obtained by adding the first motion speed and the second motion speed. As a result, it is possible to perform control according to the response characteristics of the first system and the second system, so that it is possible to suitably perform control in consideration of the position transfer characteristics of the industrial machine 20 and the conveyor device 10 .
  • the operation of the synthesis timing acquisition unit 112 is not limited to acquiring synthesis timings input to an input device (not shown) such as a keyboard.
  • the synthesis timing acquisition unit 112 may acquire the synthesis timing set from another program or the like.
  • the first drive signal and the second drive signal were explained as the PLC that conveys the work W and the NC that drives the tool 21, but are not limited to this.
  • the first drive signal may be, for example, an NC that conveys the work W, or a PLC that performs simple machining on the work W.
  • the operation control device 1 that controls the operation using two systems of drive signals has been described, but the present invention is not limited to this.
  • the operation control device 1 may control the operation using three or more drive signals.
  • the motion control device 1 may control the motions of the tools 21 of the industrial machines 20 using three or more drive signals, with the motions of the respective tools 21 of the industrial machines 20 being one system.
  • the first system is PLC and the second system is NC, but the present invention is not limited to this.
  • the first system may be NC, the second system may be PLC, or other drive signals may be used.
  • the synthesized drive signal generation unit 114 when the first drive signal and the second drive signal are not synthesized, the synthesized drive signal generation unit 114 operates only the first drive signal and the second drive signal without generating the synthesized drive signal. You may output to the control part 115. FIG.
  • the production system 100 may have a configuration (shared shaft 200) common to the first system and the second system, as shown in FIG. That is, the production system 100 may include a shared axis 200 that is operable with either the first drive signal, the second drive signal, or the composite drive signal.
  • the selection acquisition unit 111 selects either one of the first drive signal and the second drive signal as the signal for operating the shared axis 200 when no synthesized drive signal is generated (when the selection of “no synthesis” is acquired).
  • the selection acquisition unit 111 selects the shared axis by either the first drive signal or the second drive signal based on the input from the outside, the command value included in the first drive signal, or the command value included in the second drive signal. 200 may be selected to operate. Then, each of the first drive signal output section 103 and the second drive signal output section 109 may independently output the first drive signal or the second drive signal to the shared shaft 200 .
  • the combining timing determining unit 113 combines the first driving signal and the second driving signal based on the acquired combining timing, but the present invention is not limited to this.
  • the motion control device 1 does not have to include the synthesis timing acquisition section 112 and the synthesis timing determination section 113 .
  • each of the first drive signal output section 103 and the second drive signal output section 109 may output the first drive signal and the second drive signal whose synthesis timing is considered in advance.
  • the synthesized drive signal generation section 114 may generate a synthesized signal by superimposing the output first drive signal and second drive signal as they are.
  • motion control device 20 industrial machine 21 tool 100 production system 103 first drive signal output unit 104 transfer characteristic acquisition unit 105 correction unit 106 first operation speed calculation unit 109 second drive signal output unit 110 second operation speed calculation unit 111 selection Acquisition unit 113 Synthesis timing determination unit 114 Synthesis driving signal generation unit 115 Motion control unit W Work

Abstract

同期誤差の発生を抑制しつつ、加工速度の向上を図ることが可能な２系統の駆動信号を適切に合成可能な動作制御装置及びプログラムを提供する。　第１系統の駆動信号である第１駆動信号を出力する第１駆動信号出力部と、第２系統の駆動信号である第２駆動信号を出力する第２駆動信号出力部と、第１系統の位置制御の伝達特性を取得する伝達特性取得部と、取得した伝達特性を用いて、出力された第１駆動信号を補正駆動信号に補正する補正部と、補正駆動信号から第１系統の動作速度を第１動作速度として算出する第１動作速度算出部と、第２駆動信号から第２系統の動作速度を第２動作速度として算出する第２動作速度算出部と、補正駆動信号と、第２駆動信号とを合成して合成駆動信号を生成する合成駆動信号生成部と、第１動作速度、第２動作速度、及び合成駆動信号を用いて、第２系統の動作を制御する動作制御部と、を備える。

Description

動作制御装置及びプログラム
　本開示は、動作制御装置及びプログラムに関する。
　従来より、ワークを加工する生産システムが知られている。生産システムは、ワークを搬送するコンベア装置と、コンベア装置に沿って配設される少なくとも１つの産業機械と、コンベア装置及び産業機械の動作を制御する動作制御装置を備えている。
　産業機械は、ワークを加工する工具を有する。産業機械は、工具を用いて、搬送されるワークを加工する。これにより、産業機械は、ワークを所望の形状に加工することができる。
　動作制御装置は、例えば、コンベア装置を制御する機能と、産業機械を制御する機能とのそれぞれを有する。動作制御装置は、両者の機能を順次動作させることで、産業機械にワークを加工させる。すなわち、動作制御装置は、２系統の駆動信号を用いて生産システムを動作させる。
　２系統の駆動信号を用いて生産システムを制御する場合、動作制御装置は、一方の駆動信号と他方の駆動信号とを同期させるのが好ましい。動作制御装置は、例えば、一方の駆動信号と他方の駆動信号とを１つの駆動信号として扱うことが好ましい。これにより、生産効率を向上することができる。このような装置として、ＣＮＣ（数値制御装置）側軸移動指令と、ＰＭＣ（プログラマブルマシンコントローラ）側軸移動指令とを重畳して、各軸を移動制御するＣＮＣシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、主軸とサーボ軸とを同期させてタップ加工を行う装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平７－２３０３１２号公報 特許第２７１３５６６号公報
　特許文献１に記載のＣＮＣシステムでは、ＣＮＣ側軸移動指令と、ＰＭＣ側軸移動指令とを重畳する。これにより、特許文献１に記載のＣＮＣシステムでは、ＣＮＣ制御とＰＭＣ制御とを共に動作させることができる。
　ところで、順次動作される２系統の駆動信号が用いられる場合、他方の駆動信号を用いる駆動は、一方の駆動信号を用いる軸移動の終了の後に実行される。そのため、単に２系統の駆動信号を重畳するだけでは、２系統の駆動信号を適切に動作させることが難しい。そこで、２系統の駆動信号を適切に合成することができれば好適である。
　また、特許文献２に記載のように、２つの軸を同期させる場合、２つの軸の間のゲインの差に起因する同期誤差が発生する場合がある。この場合、サーボ軸のゲインを主軸のゲインに合わせることにより、同期誤差を小さくすることができる。すなわち、小さい側のゲインに合わせてゲインを設定することにより、同期誤差を小さくすることができる。一方で、小さい側のゲインに合わせてゲインを設定すると、加工精度は担保できるが、加工速度が低下する。そこで、同期誤差の発生を抑制しつつ、加工速度の向上を図ることができれば好適である。
（１）本開示は、少なくとも２系統の駆動信号を用いて、産業機械を含む生産システムの動作を制御する動作制御装置であって、第１系統の駆動信号である第１駆動信号を出力する第１駆動信号出力部と、第２系統の駆動信号である第２駆動信号を出力する第２駆動信号出力部と、前記第１系統の位置制御の伝達特性を取得する伝達特性取得部と、取得した伝達特性を用いて、出力された前記第１駆動信号を補正駆動信号に補正する補正部と、前記補正駆動信号から前記第１系統の動作速度を第１動作速度として算出する第１動作速度算出部と、前記第２駆動信号から前記第２系統の動作速度を第２動作速度として算出する第２動作速度算出部と、前記補正駆動信号と、前記第２駆動信号とを合成して合成駆動信号を生成する合成駆動信号生成部と、算出された前記第１動作速度、算出された前記第２動作速度、及び前記第２駆動信号を用いて、合成駆動信号を生成する合成駆動信号生成部と、前記第１動作速度、前記第２動作速度、及び前記合成駆動信号を用いて、前記第２系統の動作を制御する動作制御部と、を備える動作制御装置に関する。
（２）また、本発明は、少なくとも２系統の駆動信号を用いて、産業機械を含む生産システムの動作を制御する動作制御装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、前記コンピュータを、第１系統の駆動信号である第１駆動信号を出力する第１駆動信号出力部、第２系統の駆動信号である第２駆動信号を出力する第２駆動信号出力部、前記第１系統の位置制御の伝達特性を取得する伝達特性取得部、取得した伝達特性を用いて、出力された前記第１駆動信号を補正駆動信号に補正する補正部、前記補正駆動信号から前記第１系統の動作速度を第１動作速度として算出する第１動作速度算出部、前記第２駆動信号から前記第２系統の動作速度を第２動作速度として算出する第２動作速度算出部、算出された前記第１動作速度、前記補正駆動信号と、前記第２駆動信号とを合成して合成駆動信号を生成する合成駆動信号生成部、算出された前記第１動作速度、算出された前記第２動作速度、及び前記第２駆動信号を用いて、合成駆動信号を生成する合成駆動信号生成部と、前記第１動作速度、前記第２動作速度、及び前記合成駆動信号を用いて、前記第２系統の動作を制御する動作制御部、として機能させるプログラムに関する。
　本開示によれば、同期誤差の発生を抑制しつつ、加工速度の向上を図ることが可能な動作制御装置及びプログラムを提供することができる。
本開示の一実施形態に係る動作制御装置を含む生産システムを示す概略構成図である。 一実施形態の動作制御装置を含む生産システムにおける動作の概要を示す概念図である。 一実施形態の動作制御装置を含む生産システムにおける動作の概要を示す概念図である。 一実施形態の動作制御装置の構成を示すブロック図である。 一実施形態の動作制御部の構成を示すブロック図である。 一実施形態の動作制御装置の信号の流れを示す概略図である。 一実施形態の動作制御装置の動作を示すフローチャートである。 実施例に係るＰＬＣ軸について時間と位置との関係を示すグラフである。 実施例に係るＮＣ軸について時間と位置との関係を示すグラフである。 実施例に係る共用軸について時間と位置との関係を示すグラフである。 図１０の一部拡大図である。 実施例に係る位置偏差を加味した共用軸の位置と、単純加算した共用軸との位置との比較を示すグラフである。 変形例に係る制御装置によって制御される共用軸を示す概略図である。
　以下、本開示の一実施形態に係る動作制御装置１及びプログラムについて、図１から図１３を参照して説明する。
　まず、各実施形態に係る動作制御装置１及びプログラムを説明するのに先立って、動作制御装置１を含む生産システム１００の概要について説明する。
　生産システム１００は、例えば、ワークＷを搬送しつつ加工するシステムである。生産システム１００は、図１に示すように、コンベア装置１０と、産業機械２０と、動作制御装置１と、を備える。
　コンベア装置１０は、ワークＷを搬送する装置である。コンベア装置１０は、例えば、モータ（図示せず）を回転させてワークＷを搬送する。コンベア装置１０は、所定の方向に向けてワークＷを搬送する。
　産業機械２０は、例えば、工作機械である。産業機械２０は、図１に示すように、ワークＷの搬送方向に沿って２つ配設される。産業機械２０は、例えば、工具２１（図２参照）を用いて、予め設定された形状にワークＷを加工する。なお、産業機械２０とは、例えば、工作機械、産業用ロボット、サービス用ロボット、鍛圧機械及び射出成形機といった様々な機械を含む。
　動作制御装置１は、コンベア装置１０及び産業機械２０の動作を制御する装置である。動作制御装置１は、例えば、少なくとも２系統の駆動信号を用いて生産システム１００の動作を制御する。動作制御装置１は、例えば、第１系統の駆動信号として、簡単な加工や搬送等の簡易な動作、生産システム１００上の機器の管理にＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）を用いる。具体的には、動作制御装置１は、コンベア装置１０によるワークＷの搬送にＰＬＣを用いる。また、動作制御装置１は、例えば、第２系統の駆動信号として、複雑な形状の加工や複雑な動作にＮＣ（数値制御）の駆動信号を用いる。具体的には、動作制御装置１は、産業機械２０の工具２１の軸移動にＮＣを用いる。
　ここで、動作制御装置１は、例えば、第１系統の駆動信号と、第２系統の駆動信号とを合成（重畳）して生産システム１００の動作を制御する。特に、動作制御装置１は、２つの駆動信号を合成した合成駆動信号を用いて工具軸Ｃ２を駆動するとともに、合成される一方の駆動信号を用いてワークを搬送する。動作制御装置１は、例えば、図２及び図３に示すように、ＰＬＣによって搬送台Ｔ（搬送軸Ｃ１）に載置されたワークＷの搬送（軸制御）をさせながら、ＮＣによって工具２１（工具軸Ｃ２）にワークＷを加工させる。すなわち、動作制御装置１は、時刻ｔ０において、工具２１の基準位置Ｐ０に対して、距離ｄだけワークＷ側に移動した加工位置Ｐ１に工具２１を移動させることで、工具２１を用いてワークＷの加工を開始させる。次いで、動作制御装置１は、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３において、ワークＷの搬送に合わせて、工具２１にワークＷを加工させることで搬送と加工との両者を実行する。
　次に、本開示の一実施形態に係る動作制御装置１及びプログラムについて、図４から図６を参照して説明する。
　本実施形態に係る動作制御装置１は、少なくとも２系統の駆動信号を用いて、産業機械２０を含む生産システム１００の動作を制御する。動作制御装置１は、図４に示すように、第１系統プログラム格納部１０１と、第１駆動信号生成部１０２と、第１駆動信号出力部１０３と、伝達特性取得部１０４と、補正部１０５と、第１動作速度算出部１０６と、第２系統プログラム格納部１０７と、第２駆動信号生成部１０８と、第２駆動信号出力部１０９と、第２動作速度算出部１１０と、選択取得部１１１と、合成タイミング取得部１１２と、合成タイミング決定部１１３と、合成駆動信号生成部１１４と、動作制御部１１５と、を備える。
　第１系統プログラム格納部１０１は、例えば、ハードディスク等の二次記憶媒体である。第１系統プログラム格納部１０１は、第１系統の駆動信号を生成するためのプログラムを格納する。本実施形態において、第１系統プログラム格納部１０１は、例えば、ＰＬＣ制御用のプログラムを格納する。具体的には、第１系統プログラム格納部１０１は、コンベア装置１０の軸を移動させて、ワークＷを搬送するプログラムを格納する。
　第１駆動信号生成部１０２は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。第１駆動信号生成部１０２は、第１系統の駆動信号である第１駆動信号を生成する。本実施形態において、第１駆動信号生成部１０２は、コンベア装置１０の軸を駆動する駆動信号を生成する。
　第１駆動信号出力部１０３は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。第１駆動信号出力部１０３は、第１系統の駆動信号である第１駆動信号を出力する。
　伝達特性取得部１０４は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。伝達特性取得部１０４は、第１系統の位置制御の伝達特性を取得する。伝達特性取得部１０４は、例えば、第１駆動信号の位置制御の伝達特性を、制御装置と搬送軸Ｃ１の伝達特性から取得する。本実施形態において、伝達特性取得部１０４は、図５に示すように、Ｐ１（ｓ）を第１系統の制御対象の伝達関数、Ｇ１（ｓ）を第１系統の補償器の伝達関数として、以下の数１によって示される伝達特性を取得する。
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　補正部１０５は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。補正部１０５は、取得した伝達特性を用いて、出力された第１駆動信号を補正駆動信号に補正する。補正部１０５は、例えば、取得した伝達特性を用いて、実際に駆動される搬送軸Ｃ１の出力値に第１駆動信号を補正する。すなわち、補正部１０５は、入力される第１駆動信号に対する第１系統の出力特性に応じて第１駆動信号を補正する。
　第２系統プログラム格納部１０７は、例えば、ハードディスク等の二次記憶媒体である。第２系統プログラム格納部１０７は、第２系統の駆動信号を生成するためのプログラムを格納する。本実施形態において、第２系統プログラム格納部１０７は、例えば、ＮＣ制御用のプログラムを格納する。具体的には、第２系統プログラム格納部１０７は、産業機械２０の工具２１の軸を移動させて、ワークＷを加工するプログラムを格納する。
　第２駆動信号生成部１０８は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。第２駆動信号生成部１０８は、第２系統の駆動信号である第２駆動信号を生成する。本実施形態において、第２駆動信号生成部１０８は、産業機械２０の工具２１の軸（工具軸Ｓ２）を駆動する駆動信号を生成する。
　第２駆動信号出力部１０９は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。第２駆動信号出力部１０９は、第２系統の駆動信号である第２駆動信号を出力する。第２駆動信号出力部１０９は、例えば、第１駆動信号出力部１０３よりも長い駆動周波数で第２駆動信号を出力する。
　選択取得部１１１は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。選択取得部１１１は、合成駆動信号の生成の有無の選択を取得する。選択取得部１１１は、例えば、第１駆動信号及び第２駆動信号を合成する場合、合成「有り」とする選択を取得する。一方、選択取得部１１１は、第１駆動信号及び第２駆動信号を合成しない場合、合成「無し」とする選択を取得する。
　合成タイミング取得部１１２は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。合成タイミング取得部１１２は、第１駆動信号及び第２駆動信号の合成するタイミングを外部から取得する。合成タイミング取得部１１２は、合成「有り」が選択された場合に、第１駆動信号及び第２駆動信号の合成するタイミングを取得する。合成タイミング取得部１１２は、例えば、合成するプログラムブロック又は搬送位置等を合成タイミングとして取得する。具体的には、合成タイミング取得部１１２は、図２において、ワークＷの載置台が位置Ｐ１に搬送される第１駆動信号と、工具２１を駆動してワークＷを加工する第２駆動信号とを合成タイミングとして取得する。合成タイミング取得部１１２は、キーボード等の入力装置（図示せず）を用いて合成タイミングを取得する。
　合成タイミング決定部１１３は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。合成タイミング決定部１１３は、第１駆動信号及び第２駆動信号の合成タイミングを決定する。合成タイミング決定部１１３は、合成タイミング取得部１１２によって取得されたタイミングを合成タイミングとして決定する。
　合成駆動信号生成部１１４は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。合成駆動信号生成部１１４は、合成駆動信号を生成する選択が取得された場合に、合成駆動信号を生成する。また、合成駆動信号生成部１１４は、決定された合成タイミングに基づいて、第１駆動信号及び第２駆動信号を合成して合成駆動信号を生成する。合成駆動信号生成部１１４は、補正駆動信号と、第２駆動信号とを合成して合成駆動信号を生成する。合成駆動信号生成部１１４は、例えば、図５に示すように、第１系統の位置指令の補正後の出力である補正駆動信号と、第２系統の位置指令である第２駆動信号とを合成する。
　動作制御部１１５は、例えば、ＣＰＵが動作することにより実現される。動作制御部１１５は、第１動作速度、第２動作速度、及び合成駆動信号を用いて、第２系統の動作を制御する。また、動作制御部１１５は、第１駆動信号を用いて第１系統の動作を制御する。動作制御部１１５は、例えば、図２において、第１駆動信号に基づいてコンベア装置１０の動作を制御する。すなわち、動作制御部１１５は、第１駆動信号に基づいてワークＷの搬送を制御する。動作制御部１１５は、図５及び図６に示すように、第１動作速度算出部１０６と、第１補償器１５１と、第２動作速度算出部１１０と、第２補償器１５２と、を備える。
　第１動作速度算出部１０６は、補正駆動信号から第１系統の動作速度を第１動作速度として算出する。第１動作速度算出部１０６は、例えば、補正駆動信号から、速度フィードフォワードの値を算出する。第１動作速度算出部１０６は、例えば、図６に示すように、Ｓ・Ｖ１ＦＦで示される値を算出する。第１動作速度算出部１０６は、算出した値を第１フィードフォワード信号として出力する。
　第１補償器１５１は、コンベア装置１０の動作特性に基づいて、伝達関数Ｇ１（ｓ）を用いて第１駆動信号に対するコンベア装置の動作位置を補償する。第１補償器１５１は、補償された信号でコンベア装置１０の動作を制御する。
　第２動作速度算出部１１０は、第２駆動信号から前記第２系統の動作速度を第２動作速度として算出する。第２動作速度算出部１１０は、例えば、第２駆動信号から、速度フィードフォワードの値として第２動作速度を算出する。第２動作速度算出部１１０は、例えば、図６に示すように、Ｓ・Ｖ２ＦＦで示される値を算出する。第２動作速度算出部１１０は、算出した値を第２フィードフォワード信号として出力する。
　第２補償器１５２は、コンベア装置１０及び産業機械２０の動作特性に基づいて、伝達関数Ｇ２（ｓ）を用いて、第１フィードフォワード信号、第２フィードフォワード信号、及び合成駆動信号の和に対する産業機械の動作位置を補償する。第２補償器１５２は、補償された信号で産業機械２０の動作を制御する。
　また、動作制御部１１５は、第１動作速度、第２動作速度、及び合成駆動信号を用いて、工具２１の加工動作を制御する。動作制御部１１５は、例えば、第２駆動信号によって示される位置と、第１動作速度及び第２動作速度を合算した動作速度を用いて第２系統の動作を制御する。動作制御部１１５は、例えば、図６に示すように、合成駆動信号と、位置ループ比例ゲインによって得られる第２系統の速度特性Ｖ２（ｓ）と、第１動作速度算出部１０６によって算出された動作速度と、第２動作速度算出部１１０によって算出された動作速度とを合成して、第２系統の実際の指令とする。また、動作制御部１１５は、実際の位置指令に対して、補償器の伝達関数（Ｇ２（ｓ））及び制御対象の伝達関数（Ｐ２（ｓ））による第２系統の伝達関数（Ｗ（ｓ））を通して、第２系統の動作を制御する。また、動作制御部１１５は、伝達関数（Ｗ（ｓ））を用いてフィードバック制御及び出力値を用いたフィードバック制御を実施する。これにより、動作制御部１１５は、第１駆動信号、第２駆動信号、及び合成駆動信号に基づいて、生産システム１００の動作を制御する。ここで、動作制御部１１５は、選択取得部１１１により第１駆動信号及び第２駆動信号の合成の選択がなされない場合、第１駆動信号及び第２駆動信号を合成せずに、第１系統及び第２系統の動作を制御する。
　次に、本実施形態の数値制御装置の動作の流れについて、図７のフローチャートを参照して説明する。
　まず、選択取得部１１１は、第１駆動信号及び第２駆動信号の合成の有無の選択を取得する。合成タイミング取得部１１２は、合成の有無を判断する（ステップＳ１）。合成が実行される場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、合成タイミング取得部１１２は、合成タイミングを取得する。そして、処理は、ステップＳ２に進む。一方、合成が実行されない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、合成タイミング取得部１１２は、第１駆動信号生成部１０２及び第２駆動信号生成部１０８のそれぞれに第１駆動信号及び第２駆動信号を生成させる。そして、処理は、ステップＳ７に進む。
　ステップＳ２において、合成タイミング取得部１１２は、合成するタイミングを取得する。合成タイミング取得部１１２は、取得した合成するタイミングを合成タイミング決定部１１３に送る。
　次いで、合成タイミング決定部１１３は、取得した合成するタイミングに基づいて、第１駆動信号及び第２駆動信号を合成する合成タイミングを決定する。第１駆動信号出力部１０３及び第２駆動信号出力部１０９のそれぞれは、第１駆動信号及び第２駆動信号を生成し（ステップＳ３）、生成された第１駆動信号及び第２駆動信号を合成駆動信号生成部１１４に送る。また、第１駆動信号出力部１０３及び第２駆動信号出力部１０９のそれぞれは、生成した第１駆動信号及び第２駆動信号を動作制御部１１５に送る。
　次いで、伝達特性取得部１０４は、第１系統の伝達特性を取得する（ステップＳ４）。次いで、補正部１０５は、取得した伝達特性を用いて、第１駆動信号を補正して補正駆動信号を生成する（ステップＳ５）。
　次いで、合成駆動信号生成部１１４は、合成タイミング決定部１１３が決定した合成タイミングに基づいて、補正駆動信号及び第２駆動信号を用いて合成駆動信号を生成する（ステップＳ６）。
　ステップＳ７において、動作制御部１１５は、コンベア装置１０及び産業機械２０を動作させる。ここで、第１動作速度算出部１０６は、生成された補正駆動信号を用いて第１動作速度を算出する。また、第２動作速度算出部１１０は、第２駆動信号を用いて、第２動作速度を算出する。動作制御部１１５は、第１動作速度、第２動作速度、及び第２駆動信号を用いて、コンベア装置１０及び産業機械２０を制御する。なお、合成駆動信号が生成されていない場合、動作制御部１１５は、第１駆動信号を用いてコンベア装置１０を制御する。また、合成駆動信号が生成されていない場合、動作制御部１１５は、第２駆動信号を用いて産業機械２０を制御する。
　次に、本開示のプログラムについて説明する。
　動作制御装置１に含まれる各構成は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせによりそれぞれ実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
　プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(random access memory）)を含む。また、表示プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
［実施例］
　次に、本実施形態の実施例を説明する。図８～図１０に示すように、動作制御装置１は、時刻の変化に対して、ＰＬＣ軸（第１系統）を等速度で移動させた。動作制御装置１は、開始後の時刻０．５秒から約１．７５秒までＮＣ軸（第２系統）を第１系統よりも早く、第１系統の動作方向と同方向に等速度で移動させた。そして、動作制御装置１は、ＰＬＣ軸の駆動信号と、ＮＣ軸の駆動信号とを単純に加算する場合と、ＰＬＣ軸の位置偏差を加味した場合とで、共用軸（合成駆動信号を用いて動作される第２系統）を動作させた。なお、図８及び図９において、位置指令と、位置ＦＢとは、速度変化地点付近で差が出るものの、動作が安定している場面では、その差が拡大せずに動作する。図１０では、４つのグラフが重なっているように見えるが、安定している時間（例えば、約１から１．５秒の間）の一部を抽出した図１１では、４つのグラフはそれぞれ異なった値を示している。
　図１１に示すように、共用軸の動作について、第１駆動信号及び第２駆動信号を単純に加算した場合の位置指令に基づいて、第１駆動信号及び第２駆動信号を単純に加算した場合の位置フィードバック（ＦＢ）を得ることができた。また、共用軸の動作について、ＰＬＣ軸の位置偏差を加味した場合の位置指令に基づいて、位置偏差を加味した場合の位置フィードバックを得ることができた。
　そして、図１２に示すように、単純に加算した場合の共用軸の位置フィードバックから、ＰＬＣ軸及びＮＣ軸の位置フィードバックの差分を算出した。また、位置偏差を加味した場合の共用軸の位置フィードバックから、ＰＬＣ軸及びＮＣ軸の位置フィードバックの差分を算出した。そして、両者を比較した。その結果、単純に加算した場合の差分（約１秒から１．５秒の間）は、＋７７３μｍであった。一方、位置偏差を加味した場合の差分（約１秒から１．５秒の間）は、－１１．２μｍであった。したがって、単純に加算した場合に比べ、位置偏差を加味して合成した場合の方が、共用軸の位置偏差が改善されることがわかった。
　以上、一実施形態に係る動作制御装置１及びプログラムによれば、以下の効果を奏する。
（１）少なくとも２系統の駆動信号を用いて、産業機械２０を含む生産システム１００の動作を制御する動作制御装置１であって、第１系統の駆動信号である第１駆動信号を出力する第１駆動信号出力部１０３と、第２系統の駆動信号である第２駆動信号を出力する第２駆動信号出力部１０９と、第１系統の位置制御の伝達特性を取得する伝達特性取得部１０４と、取得した伝達特性を用いて、出力された第１駆動信号を補正駆動信号に補正する補正部１０５と、補正駆動信号から第１系統の動作速度を第１動作速度として算出する第１動作速度算出部１０６と、第２駆動信号から第２系統の動作速度を第２動作速度として算出する第２動作速度算出部１１０と、補正駆動信号と、第２駆動信号とを合成して合成駆動信号を生成する合成駆動信号生成部１１４と、第１動作速度、第２動作速度、及び合成駆動信号を用いて、第２系統の動作を制御する動作制御部１１５と、を備える。第１系統の伝達特性を加味して補正された駆動信号（位置指令）を第２駆動信号と合成するので、２つの系統のそれぞれのゲインにかかわらず、同期誤差の発生を抑制することができる。また、２つの系統のゲインに影響されないので、加工速度及び加工精度の向上を図ることができる。
（２）動作制御装置１は、合成駆動信号を生成するか否かの選択を取得する選択取得部１１１をさらに備え、合成駆動信号生成部１１４は、選択取得部１１１が合成駆動信号を生成する選択を取得した場合に、合成駆動信号を生成する。これにより、制御の選択肢を増やすことができるので、汎用性を向上することができる。
（３）動作制御部１１５は、第２駆動信号によって示される位置と、第１動作速度及び第２動作速度を合算した動作速度と、を用いて、第２系統の動作を制御する。これにより、第１系統及び第２系統の応答特性に応じた制御をすることができるので、産業機械２０及びコンベア装置１０の位置伝達特性を加味した制御を好適に実施することができる。
　以上、本開示の動作制御装置１及びプログラムの好ましい一実施形態につき説明したが、本開示は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
　例えば、上記実施形態において、合成タイミング取得部１１２の動作は、キーボード等の入力装置（図示せず）に入力された合成タイミングを取得することに限定されない。合成タイミング取得部１１２は、他のプログラム等から設定された合成タイミングを取得するようにしてもよい。
　また、上記実施形態において、第１駆動信号及び第２駆動信号のそれぞれは、ワークＷを搬送するＰＬＣ及び工具２１を駆動するＮＣとして説明されたがこれに制限されない。第１駆動信号は、例えば、ワークＷを搬送するＮＣ、簡単な加工をワークＷに施すＰＬＣであってもよい。
　また、上記実施形態において、２系統の駆動信号を用いて動作を制御する動作制御装置１を説明したが、これに制限されない。動作制御装置１は、３系統以上の駆動信号を用いて動作を制御してもよい。例えば、動作制御装置１は、複数の産業機械２０のそれぞれの工具２１の動作を１系統として、３系統以上の駆動信号を用いて動作を制御してもよい。また、上記実施形態において、第１系統をＰＬＣ、第２系統をＮＣとして説明したが、これに制限されない。第１系統をＮＣ、第２系統をＰＬＣとしてもよく、他の駆動信号であってもよい。
　また、上記実施形態において、合成駆動信号生成部１１４は、第１駆動信号及び第２駆動信号を合成しない場合、合成駆動信号を生成せずに、第１駆動信号及び第２駆動信号のみを動作制御部１１５に出力してもよい。
　また、上記実施形態において、第１系統がＰＬＣ、第２系統がＮＣとして説明されたが、これに制限されない。生産システム１００は、図１３に示すように、第１系統及び第２系統に共通の構成（共用軸２００）を備えていてもよい。すなわち、生産システム１００は、第１駆動信号、第２駆動信号、又は合成駆動信号のいずれでも動作可能な共用軸２００を備えていてもよい。選択取得部１１１は、合成駆動信号が生成されない場合（合成「無し」の選択を取得した場合）に、共用軸２００を動作させる信号として、第１駆動信号及び第２駆動信号のいずれか一方とする選択を取得してもよい。選択取得部１１１は、外部からの入力、第１駆動信号に含まれる指令値、又は第２駆動信号に含まれる指令値に基づいて、第１駆動信号及び第２駆動信号のいずれかで共用軸２００を動作させるように選択してよい。そして、第１駆動信号出力部１０３及び第２駆動信号出力部１０９のそれぞれは、共用軸２００に対して独立して第１駆動信号又は第２駆動信号を出力してよい。
　また、上記実施形態において、合成タイミング決定部１１３は、取得された合成タイミングに基づいて第１駆動信号及び第２駆動信号を合成するとしたが、これに制限されない。動作制御装置１は、合成タイミング取得部１１２及び合成タイミング決定部１１３を備えなくてもよい。この場合、第１駆動信号出力部１０３及び第２駆動信号出力部１０９のそれぞれは、予め合成タイミングが考慮された第１駆動信号及び第２駆動信号を出力してよい。合成駆動信号生成部１１４は、出力された第１駆動信号及び第２駆動信号をそのまま重畳することで合成信号を生成してよい。
　１　動作制御装置
　２０　産業機械
　２１　工具
　１００　生産システム
　１０３　第１駆動信号出力部
　１０４　伝達特性取得部
　１０５　補正部
　１０６　第１動作速度算出部
　１０９　第２駆動信号出力部
　１１０　第２動作速度算出部
　１１１　選択取得部
　１１３　合成タイミング決定部
　１１４　合成駆動信号生成部
　１１５　動作制御部
　Ｗ　ワーク

Claims (4)

  1. 　少なくとも２系統の駆動信号を用いて、産業機械を含む生産システムの動作を制御する動作制御装置であって、
    　第１系統の駆動信号である第１駆動信号を出力する第１駆動信号出力部と、
    　第２系統の駆動信号である第２駆動信号を出力する第２駆動信号出力部と、
    　前記第１系統の位置制御の伝達特性を取得する伝達特性取得部と、
    　取得した伝達特性を用いて、出力された前記第１駆動信号を補正駆動信号に補正する補正部と、
    　前記補正駆動信号から前記第１系統の動作速度を第１動作速度として算出する第１動作速度算出部と、
    　前記第２駆動信号から前記第２系統の動作速度を第２動作速度として算出する第２動作速度算出部と、
    　前記補正駆動信号と、前記第２駆動信号とを合成して合成駆動信号を生成する合成駆動信号生成部と、
    　前記第１動作速度、前記第２動作速度、及び前記合成駆動信号を用いて、前記第２系統の動作を制御する動作制御部と、
    を備える動作制御装置。
  2. 　前記合成駆動信号を生成するか否かの選択を取得する選択取得部をさらに備え、
    　前記合成駆動信号生成部は、前記選択取得部が前記合成駆動信号を生成する選択を取得した場合に、前記合成駆動信号を生成する請求項１に記載の動作制御装置。
  3. 　前記動作制御部は、前記第２駆動信号によって示される位置と、前記第１動作速度及び前記第２動作速度を合算した合算動作速度とを用いて、前記第２系統の動作を制御する請求項１又は２に記載の動作制御装置。
  4. 　少なくとも２系統の駆動信号を用いて、産業機械を含む生産システムの動作を制御する動作制御装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
    　前記コンピュータを、
    　第１系統の駆動信号である第１駆動信号を出力する第１駆動信号出力部、
    　第２系統の駆動信号である第２駆動信号を出力する第２駆動信号出力部、
    　前記第１系統の位置制御の伝達特性を取得する伝達特性取得部、
    　取得した伝達特性を用いて、出力された前記第１駆動信号を補正駆動信号に補正する補正部、
    　前記補正駆動信号から前記第１系統の動作速度を第１動作速度として算出する第１動作速度算出部、
    　前記第２駆動信号から前記第２系統の動作速度を第２動作速度として算出する第２動作速度算出部、
    　前記補正駆動信号と、前記第２駆動信号とを合成して合成駆動信号を生成する合成駆動信号生成部、
    　前記第１動作速度、前記第２動作速度、及び前記合成駆動信号を用いて、前記第２系統の動作を制御する動作制御部、
    として機能させるプログラム。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06328317A (ja) * 1993-05-20 1994-11-29 Fanuc Ltd 差速タップ加工方法
JP2003131712A (ja) * 2001-10-22 2003-05-09 Nissan Motor Co Ltd 多軸同期制御装置
JP2004288164A (ja) * 2003-03-04 2004-10-14 Fanuc Ltd 同期制御装置
JP2005216135A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Fanuc Ltd ねじ切り・ねじ立て加工用制御装置
JP2007042068A (ja) * 2005-07-08 2007-02-15 Fanuc Ltd サーボ制御装置
CN104865894A (zh) * 2015-03-20 2015-08-26 西安交通大学 基于统计模型的动梁式龙门机床双驱进给误差补偿方法及模型
JP2016004435A (ja) * 2014-06-17 2016-01-12 ファナック株式会社 同期制御中に位置制御のゲインを切換える機能を有する数値制御装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2713566B2 (ja) 1986-10-02 1998-02-16 三菱電機株式会社 タップ加工の数値制御装置
JPH07230312A (ja) 1994-02-18 1995-08-29 Fanuc Ltd Ｃｎｃシステム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06328317A (ja) * 1993-05-20 1994-11-29 Fanuc Ltd 差速タップ加工方法
JP2003131712A (ja) * 2001-10-22 2003-05-09 Nissan Motor Co Ltd 多軸同期制御装置
JP2004288164A (ja) * 2003-03-04 2004-10-14 Fanuc Ltd 同期制御装置
JP2005216135A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Fanuc Ltd ねじ切り・ねじ立て加工用制御装置
JP2007042068A (ja) * 2005-07-08 2007-02-15 Fanuc Ltd サーボ制御装置
JP2016004435A (ja) * 2014-06-17 2016-01-12 ファナック株式会社 同期制御中に位置制御のゲインを切換える機能を有する数値制御装置
CN104865894A (zh) * 2015-03-20 2015-08-26 西安交通大学 基于统计模型的动梁式龙门机床双驱进给误差补偿方法及模型

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