JP2003260636A - 制御装置の加減速制御方法 - Google Patents
制御装置の加減速制御方法Info
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- JP2003260636A JP2003260636A JP2002061974A JP2002061974A JP2003260636A JP 2003260636 A JP2003260636 A JP 2003260636A JP 2002061974 A JP2002061974 A JP 2002061974A JP 2002061974 A JP2002061974 A JP 2002061974A JP 2003260636 A JP2003260636 A JP 2003260636A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加減速性能を損なわずに機械振動を抑制でき
る加減速制御法の提供。 【解決手段】 指令された速度に対して予め設定された
加減速加速度によって機械の制御軸の加減速を行う制御
装置の制御方法において、指令された送り速度までの加
速に要する時間を求め（Ｓ１００）、その時間が制御装
置に予め設定された最小時間および最大時間の範囲内で
ある場合には（Ｓ１０１）、加減速時間が最大時間と等
しくなるように加減速加速度を下げて（Ｓ１０４）、加
速および減速を行うものである。
る加減速制御法の提供。 【解決手段】 指令された速度に対して予め設定された
加減速加速度によって機械の制御軸の加減速を行う制御
装置の制御方法において、指令された送り速度までの加
速に要する時間を求め（Ｓ１００）、その時間が制御装
置に予め設定された最小時間および最大時間の範囲内で
ある場合には（Ｓ１０１）、加減速時間が最大時間と等
しくなるように加減速加速度を下げて（Ｓ１０４）、加
速および減速を行うものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータ等によって
駆動される制御軸を有する機械の制御装置の加減速制御
方法に関するもので、特に低速時の機械振動の発生を防
ぎ、高速送りでの加減速時間が長くなることを防ぐこと
のできる加減速制御方法に関するものである。
駆動される制御軸を有する機械の制御装置の加減速制御
方法に関するもので、特に低速時の機械振動の発生を防
ぎ、高速送りでの加減速時間が長くなることを防ぐこと
のできる加減速制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来の加減速処理を行う制御装
置の構成図である。図３において、１は制御装置であ
り、２は制御装置１内の加減速処理部、３は制御装置１
内のサーボ制御装置、４は同じく運転プログラム記憶
部、５は同じくパラメータ記憶部、６はエンコーダを有
するモータ、７は外部の制御装置、８は制御対象の、例
えば、ボール・ネジ等を含む機械である。制御装置１で
は、運転プログラム記憶部４内のプログラム指令、又は
外部の制御装置７から指令される目標位置と指令速度、
及び制御装置のパラメータ記憶部５に設定されている加
減速加速度によって、加減速処理部２において目標位置
まで指令速度および設定加減速加速度にて移動するよう
な位置指令を作成してサーボ制御部３へ出力し、サーボ
制御部３によるサーボ制御の結果、モータ駆動電流が出
力され、モータ６が駆動されて機械８が移動する。
置の構成図である。図３において、１は制御装置であ
り、２は制御装置１内の加減速処理部、３は制御装置１
内のサーボ制御装置、４は同じく運転プログラム記憶
部、５は同じくパラメータ記憶部、６はエンコーダを有
するモータ、７は外部の制御装置、８は制御対象の、例
えば、ボール・ネジ等を含む機械である。制御装置１で
は、運転プログラム記憶部４内のプログラム指令、又は
外部の制御装置７から指令される目標位置と指令速度、
及び制御装置のパラメータ記憶部５に設定されている加
減速加速度によって、加減速処理部２において目標位置
まで指令速度および設定加減速加速度にて移動するよう
な位置指令を作成してサーボ制御部３へ出力し、サーボ
制御部３によるサーボ制御の結果、モータ駆動電流が出
力され、モータ６が駆動されて機械８が移動する。
【０００３】図４は従来の加減速処理において加減速時
に発生する機械振動の例を表すものである。図４（ａ）
は時刻０から時間Ｔ１（ｓｅｃ）の間速度０から定加速
度Ａ１（ｍ／ｓｅｃ２）で速度Ｖ１（ｍ／ｓｅｃ）まで
達し、その後、定速運動を続ける制御例を示している。
図４（ａ）のように、制御装置に設定された加速度Ａ１
にて、指令速度Ｖ１まで加速した際の加減速に要する時
間はＴ１となるから、この時の制御対象となる機械の固
有振動の周期が（２×Ｔ１）（ｓｅｃ）付近にあると、
言い変えれば固有振動数が１／（２×Ｔ１）（Ｈｚ）付
近にあると、時間Ｔ１間に発生する加減速加速度による
トルクを、加振力として周波数１／（２×Ｔ１）（Ｈ
ｚ）付近の機械振動が図４（ｂ）のように発生する場合
がある。しかも一般に、このような振動は、加減速時間
が長くなる高速度までの加減速では発生せずに、加減速
時間が短い低速度までの加減速で発生しやすい傾向にあ
る。
に発生する機械振動の例を表すものである。図４（ａ）
は時刻０から時間Ｔ１（ｓｅｃ）の間速度０から定加速
度Ａ１（ｍ／ｓｅｃ２）で速度Ｖ１（ｍ／ｓｅｃ）まで
達し、その後、定速運動を続ける制御例を示している。
図４（ａ）のように、制御装置に設定された加速度Ａ１
にて、指令速度Ｖ１まで加速した際の加減速に要する時
間はＴ１となるから、この時の制御対象となる機械の固
有振動の周期が（２×Ｔ１）（ｓｅｃ）付近にあると、
言い変えれば固有振動数が１／（２×Ｔ１）（Ｈｚ）付
近にあると、時間Ｔ１間に発生する加減速加速度による
トルクを、加振力として周波数１／（２×Ｔ１）（Ｈ
ｚ）付近の機械振動が図４（ｂ）のように発生する場合
がある。しかも一般に、このような振動は、加減速時間
が長くなる高速度までの加減速では発生せずに、加減速
時間が短い低速度までの加減速で発生しやすい傾向にあ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、このような振動を抑制するためには、低速度
における加減速時間を短くするか若しくは長くして、加
減速による加振力の周波数が機械の固有振動数から外れ
るようにする必要があるが、制御装置に設定されている
加減速加速度は、一般にモータや機械の仕様等から制限
された最大値であり、加減速時間を更に短縮することは
困難であるため、図５（ａ）のような手法を採ってい
た。すなわち、図５において、時刻０から時間Ｔ２（Ｔ
２＞Ｔ１（図４）、）の間速度０から定加速度Ａ２（Ａ
２＜Ａ１（図４）、）で速度Ｖ１まで達し、その後、定
速運動を続ける制御例を示している。このように、加減
速加速度Ａ２を低く設定し代わりに加減速時間Ｔ２を長
くするようにして、図５（ｂ）に示すように、振動を抑
制するようにしていた。しかし、加減速加速度を低く設
定した場合、従来技術では、加減速加速度は指令速度に
関係なく一定値であったため、図６のように、高速送
り、例えば、最大速度Ｖｍａｘにおいては、加減速加速
度Ａ１の場合に比較して加減速加速度Ａ２の場合は、加
速時間および減速時間が長くなってしまい、結果として
低速度で発生する機械振動を抑制するために、高速度に
おける加減速性能を低下させてしまうという問題があっ
た。そこで、本発明は、指令速度に対する加減速時間が
機械振動が生じやすい値の場合には、加減速加速度を下
げて機械振動が生じにくい加減速時間として、加減速に
よる機械振動を抑制し、かつ高速送りでの加減速時間も
長くなることがない制御装置の加減速制御方法を提供す
ることを目的としている。
来例では、このような振動を抑制するためには、低速度
における加減速時間を短くするか若しくは長くして、加
減速による加振力の周波数が機械の固有振動数から外れ
るようにする必要があるが、制御装置に設定されている
加減速加速度は、一般にモータや機械の仕様等から制限
された最大値であり、加減速時間を更に短縮することは
困難であるため、図５（ａ）のような手法を採ってい
た。すなわち、図５において、時刻０から時間Ｔ２（Ｔ
２＞Ｔ１（図４）、）の間速度０から定加速度Ａ２（Ａ
２＜Ａ１（図４）、）で速度Ｖ１まで達し、その後、定
速運動を続ける制御例を示している。このように、加減
速加速度Ａ２を低く設定し代わりに加減速時間Ｔ２を長
くするようにして、図５（ｂ）に示すように、振動を抑
制するようにしていた。しかし、加減速加速度を低く設
定した場合、従来技術では、加減速加速度は指令速度に
関係なく一定値であったため、図６のように、高速送
り、例えば、最大速度Ｖｍａｘにおいては、加減速加速
度Ａ１の場合に比較して加減速加速度Ａ２の場合は、加
速時間および減速時間が長くなってしまい、結果として
低速度で発生する機械振動を抑制するために、高速度に
おける加減速性能を低下させてしまうという問題があっ
た。そこで、本発明は、指令速度に対する加減速時間が
機械振動が生じやすい値の場合には、加減速加速度を下
げて機械振動が生じにくい加減速時間として、加減速に
よる機械振動を抑制し、かつ高速送りでの加減速時間も
長くなることがない制御装置の加減速制御方法を提供す
ることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、指令された速度に対して
予め設定された加減速加速度によって機械の制御軸の加
減速を行う制御装置の制御方法において、指令された送
り速度までの加速に要する時間を求め、その時間が制御
装置に予め設定された最小時間および最大時間の範囲内
である場合には、加減速時間が前記最大時間と等しくな
るように加減速加速度を下げて加速および減速を行うこ
とを特徴としている。また、請求項２に記載の発明は、
前記最小時間および最大時間の範囲内は、機械の固有振
動数から求められる時間１／２ｆ（ｓｅｃ）を中心とし
て、機械振動が起こらない範囲の加減速時間の最小値、
最大値を設定することを特徴としている。
め、請求項１に記載の発明は、指令された速度に対して
予め設定された加減速加速度によって機械の制御軸の加
減速を行う制御装置の制御方法において、指令された送
り速度までの加速に要する時間を求め、その時間が制御
装置に予め設定された最小時間および最大時間の範囲内
である場合には、加減速時間が前記最大時間と等しくな
るように加減速加速度を下げて加速および減速を行うこ
とを特徴としている。また、請求項２に記載の発明は、
前記最小時間および最大時間の範囲内は、機械の固有振
動数から求められる時間１／２ｆ（ｓｅｃ）を中心とし
て、機械振動が起こらない範囲の加減速時間の最小値、
最大値を設定することを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に
係る制御装置の加減速加速度演算フローである。図２は
図１に示す加減速処理の指令速度と加速速度波形を示す
図である。図３に示す制御装置のブロック図は従来技術
と本実施例とで共通に使用するブロック図である。すな
わち、制御装置１では、運転プログラム記憶部４内のプ
ログラム指令、又は外部の制御装置７から指令される目
標位置と指令速度、及び制御装置のパラメータ記憶部５
に設定されている加減速加速度によって、加減速処理部
２において目標位置まで指令速度および設定加減速加速
度にて移動するような位置指令を作成してサーボ制御部
３へ出力し、サーボ制御部３によるサーボ制御の結果、
モータ駆動電流が出力され、モータ６が駆動されて機械
８が移動する。以下、図１を参照して本実施の形態の演
算処理について説明する。先ず、図３の加減速処理部２
で使用する加速度は以下の通りに求められる。最初に指
令された指令速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）と設定されている加
減速加速度Ａ１（ｍ／ｓｅｃ2）により加減速した場合
の加減速時間Ｔ（ｓｅｃ）を求める。Ｔは次の（１）式
より求める（Ｓ１００）。 加減速時間Ｔ（ｓｅｃ）＝Ｖ／Ａ１ …（１） 次に、加減速時間Ｔ（ｓｅｃ）が、予め設定された最小
時間Ｔｓ（ｓｅｃ）から最大時間ＴL（ｓｅｃ）の範囲
内の値か、を判断して（Ｓ１０１）、Ｔｓ＜Ｔ＜ＴLで
範囲外の場合は、加減速加速度は設定値のＡ１（ｍ／ｓ
ｅｃ2）とする（Ｓ１０２）。又、加減速時間Ｔ（ｓｅ
ｃ）が、Ｔｓ＜Ｔ＜ＴLで範囲内の場合は、加減速加速
度Ａ´は次の（２）式より求める（Ｓ１０３）。 加減速加速度Ａ´＝Ｖ／ＴL …（２） こうして求めた加減速加速度Ａ´を用いて、加減速処理
部２において加減速処理を行う（Ｓ１０４）。こうして
追従的な加減速制御を行った結果、図２に示すように、
加速度をＡ１としたときの加減速時間Ｔが最小時間Ｔｓ
（ｓｅｃ）から最大時間ＴＬ（ｓｅｃ）の範囲内となる
速度Ｖ１の場合は、（２）式によって求めた加減速加速
度Ａ´によって加減速が行われ、加減速時間が最小時間
Ｔｓ（ｓｅｃ）から最大時間ＴＬ（ｓｅｃ）の範囲外と
なる速度Ｖ２及びＶｍａｘの場合は、本来制御装置に設
定されている加減速加速度Ａ１により加減速が行われる
ことになる。なお、最小時間Ｔｓ（ｓｅｃ）および最大
時間ＴＬ（ｓｅｃ）は、機械の固有振動数ｆ（Ｈｚ）か
ら求められる時間、（１／２×ｆ）（ｓｅｃ）を中心と
して機械振動が起こらない範囲の加減速時間の最小値・
最大値を演算または実測にて設定することとする。
て図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に
係る制御装置の加減速加速度演算フローである。図２は
図１に示す加減速処理の指令速度と加速速度波形を示す
図である。図３に示す制御装置のブロック図は従来技術
と本実施例とで共通に使用するブロック図である。すな
わち、制御装置１では、運転プログラム記憶部４内のプ
ログラム指令、又は外部の制御装置７から指令される目
標位置と指令速度、及び制御装置のパラメータ記憶部５
に設定されている加減速加速度によって、加減速処理部
２において目標位置まで指令速度および設定加減速加速
度にて移動するような位置指令を作成してサーボ制御部
３へ出力し、サーボ制御部３によるサーボ制御の結果、
モータ駆動電流が出力され、モータ６が駆動されて機械
８が移動する。以下、図１を参照して本実施の形態の演
算処理について説明する。先ず、図３の加減速処理部２
で使用する加速度は以下の通りに求められる。最初に指
令された指令速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）と設定されている加
減速加速度Ａ１（ｍ／ｓｅｃ2）により加減速した場合
の加減速時間Ｔ（ｓｅｃ）を求める。Ｔは次の（１）式
より求める（Ｓ１００）。 加減速時間Ｔ（ｓｅｃ）＝Ｖ／Ａ１ …（１） 次に、加減速時間Ｔ（ｓｅｃ）が、予め設定された最小
時間Ｔｓ（ｓｅｃ）から最大時間ＴL（ｓｅｃ）の範囲
内の値か、を判断して（Ｓ１０１）、Ｔｓ＜Ｔ＜ＴLで
範囲外の場合は、加減速加速度は設定値のＡ１（ｍ／ｓ
ｅｃ2）とする（Ｓ１０２）。又、加減速時間Ｔ（ｓｅ
ｃ）が、Ｔｓ＜Ｔ＜ＴLで範囲内の場合は、加減速加速
度Ａ´は次の（２）式より求める（Ｓ１０３）。 加減速加速度Ａ´＝Ｖ／ＴL …（２） こうして求めた加減速加速度Ａ´を用いて、加減速処理
部２において加減速処理を行う（Ｓ１０４）。こうして
追従的な加減速制御を行った結果、図２に示すように、
加速度をＡ１としたときの加減速時間Ｔが最小時間Ｔｓ
（ｓｅｃ）から最大時間ＴＬ（ｓｅｃ）の範囲内となる
速度Ｖ１の場合は、（２）式によって求めた加減速加速
度Ａ´によって加減速が行われ、加減速時間が最小時間
Ｔｓ（ｓｅｃ）から最大時間ＴＬ（ｓｅｃ）の範囲外と
なる速度Ｖ２及びＶｍａｘの場合は、本来制御装置に設
定されている加減速加速度Ａ１により加減速が行われる
ことになる。なお、最小時間Ｔｓ（ｓｅｃ）および最大
時間ＴＬ（ｓｅｃ）は、機械の固有振動数ｆ（Ｈｚ）か
ら求められる時間、（１／２×ｆ）（ｓｅｃ）を中心と
して機械振動が起こらない範囲の加減速時間の最小値・
最大値を演算または実測にて設定することとする。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
指令された速度に対して予め設定された加減速加速度に
よって機械の制御軸の加減速を行う制御装置の制御方法
において、指令された送り速度までの加速に要する時間
を求め、その時間が制御装置に予め設定された機械の固
有振動数から求められる時間１／２ｆ（ｓｅｃ）を中心
として機械振動が起こらない範囲の加減速時間の最小
値、最大値を設定した最小時間および最大時間の範囲内
の場合は、加減速時間が最大時間と等しくなるように加
減速加速度を下げて加減速をおこなうようにしたので、
指令速度に対する加減速時間が機械振動が生じやすい値
の場合には、加減速加速度を下げて機械振動が生じにく
い加減速時間とするため、加減速による機械振動が抑制
され、かつ高速送りでの加減速時間が長くなることもな
いため、機械の加減速性能を損なうこともない。
指令された速度に対して予め設定された加減速加速度に
よって機械の制御軸の加減速を行う制御装置の制御方法
において、指令された送り速度までの加速に要する時間
を求め、その時間が制御装置に予め設定された機械の固
有振動数から求められる時間１／２ｆ（ｓｅｃ）を中心
として機械振動が起こらない範囲の加減速時間の最小
値、最大値を設定した最小時間および最大時間の範囲内
の場合は、加減速時間が最大時間と等しくなるように加
減速加速度を下げて加減速をおこなうようにしたので、
指令速度に対する加減速時間が機械振動が生じやすい値
の場合には、加減速加速度を下げて機械振動が生じにく
い加減速時間とするため、加減速による機械振動が抑制
され、かつ高速送りでの加減速時間が長くなることもな
いため、機械の加減速性能を損なうこともない。
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置の加減速加
速度演算フローの図である。
速度演算フローの図である。
【図２】図１に示す加減速処理による指令速度と加速速
度波形を示す図である。
度波形を示す図である。
【図３】本実施の形態および従来の制御装置の構成図で
ある。
ある。
【図４】従来の加減速処理による加速速度波形と機械振
動の例を示す図である。
動の例を示す図である。
【図５】従来の加減速処理による機械振動抑制例を示す
図である。
図である。
【図６】従来の加減速処理による指令速度と加速速度波
形を示す図である。
形を示す図である。
１ 制御装置
２ 加減速処理部
３ サーボ制御部
４ 運転プログラム記憶部
５ パラメータ記憶部
６ 外部の制御装置
７ エンコーダを有するモータ
８ 機械
Claims (2)
- 【請求項１】 指令された速度に対して予め設定された
加減速加速度によって機械の制御軸の加減速を行う制御
装置の加減速制御方法において、 指令された送り速度までの加速に要する時間を求め、そ
の時間が制御装置に予め設定された最小時間および最大
時間の範囲内である場合には、加減速時間が前記最大時
間と等しくなるように加減速加速度を下げて加速および
減速を行うことを特徴とする制御装置の加減速制御方
法。 - 【請求項２】 前記最小時間および最大時間の範囲内
は、機械の固有振動数から求められる時間１／２ｆ（ｓ
ｅｃ）を中心として機械共振が起こらない範囲の加減速
時間の最小値、最大値を設定することを特徴とする請求
項１に記載の制御装置の加減速制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002061974A JP2003260636A (ja) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | 制御装置の加減速制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002061974A JP2003260636A (ja) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | 制御装置の加減速制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003260636A true JP2003260636A (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=28670497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002061974A Pending JP2003260636A (ja) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | 制御装置の加減速制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003260636A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014061577A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Via Mechanics Ltd | 加工機の制御方法及びプログラム、並びに穴明け加工装置 |
| JP2014155970A (ja) * | 2013-02-14 | 2014-08-28 | Okuma Corp | 工作機械における移動体の移動制御装置及び移動制御方法 |
-
2002
- 2002-03-07 JP JP2002061974A patent/JP2003260636A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014061577A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Via Mechanics Ltd | 加工機の制御方法及びプログラム、並びに穴明け加工装置 |
| JP2014155970A (ja) * | 2013-02-14 | 2014-08-28 | Okuma Corp | 工作機械における移動体の移動制御装置及び移動制御方法 |
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