JP2722286B2 - Optimal acceleration / deceleration control method for servo motor - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】工作機械やロボット等の数値制御
装置で制御されるサーボモータの加減速制御方式に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servomotor acceleration / deceleration control system controlled by a numerical controller such as a machine tool or a robot.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図１は従来から実施されているサーボモ
ータの加減速制御のブロック図である。符号１は移動指
令ｒc を加減速制御する加減速制御部で、移動指令を直
線的に増大，減少させる直線形加減速制御部、指数関数
的に増減させる指数関数形加減速制御部が知られてい
る。また、符号２はローパスフイルタで、加減速制御部
の出力ｒから高周波成分を削除し急激な変化をなくした
移動指令としてサーボ系３に出力するものである。2. Description of the Related Art FIG. 1 is a block diagram of a conventional servomotor acceleration / deceleration control. Reference numeral 1 denotes an acceleration / deceleration control unit for controlling the acceleration / deceleration of the movement command rc. A linear acceleration / deceleration control unit for linearly increasing / decreasing the movement command and an exponential function acceleration / deceleration control unit for exponentially increasing / decreasing the movement command are known. ing. Reference numeral 2 denotes a low-pass filter that outputs a high-frequency component from the output r of the acceleration / deceleration control unit to the servo system 3 as a movement command in which a rapid change is eliminated.

【０００３】従来の形加減速制御においては、上記加減
速制御部１の時定数を指令速度（分配速度）に関係なく
一定として制御されている（特開昭５９−１６８５１３
号参照）。In the conventional shape acceleration / deceleration control, the time constant of the acceleration / deceleration control unit 1 is controlled to be constant irrespective of the command speed (distribution speed) (JP-A-59-168513).
No.).

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】直線形加減速制御で加
減速時間を一定とした場合、指令速度（分配周期毎の移
動指令）がｒc とすると、加減速制御部に入力される各
分配周期毎の移動指令（指令速度）はｒc となり矩形波
状に入力され、指令速度ｒc に関係せず、一定の加減速
時間（時定数）Ｔ１で加減速制御され、加減速制御部２
からは図２（ａ）に示すように出力（ｒ１〜ｒ４）さ
れ、この信号がフイルタ２に入力され図２（ｂ）に示す
ように高周波成分がカットされて、サーボ系３に出力さ
れサーボモータを駆動することになる。この場合、図３
に示すように、目標速度（指令速度）が小さくなるにつ
れて加速度が小さくなる。すなわちサーボモータの出力
トルクが小さくなる。When the acceleration / deceleration time is fixed in the linear acceleration / deceleration control and the command speed (movement command for each distribution cycle) is rc, each distribution cycle input to the acceleration / deceleration control unit is set. Each movement command (command speed) becomes rc and is input in the form of a rectangular wave, and regardless of the command speed rc, acceleration / deceleration is controlled with a constant acceleration / deceleration time (time constant) T1.
2 (a) are output (r1 to r4) as shown in FIG. 2 (a), and this signal is input to the filter 2 where high-frequency components are cut off as shown in FIG. The motor will be driven. In this case, FIG.
As shown in (2), the acceleration decreases as the target speed (command speed) decreases. That is, the output torque of the servomotor decreases.

【０００５】図３において、横軸はサーボモータの速
度、縦軸はサーボモータの加速度で、Ａｃはサーボモー
タのトルクカーブから動摩擦分を差し引いて計算した速
度−加速度曲線（以下この曲線を加速度曲線という）で
あり、ｒ１〜ｒ４はそれぞれ図２（ａ），（ｂ）に示す
加減速制御された移動指令（指令速度）に対応する速度
−加速度曲線である。さらに、ａ，ｂ，ｃの区間は、図
２（ｂ）のａ，ｂ，ｃの区間と対応するものである。In FIG. 3, the horizontal axis represents the speed of the servomotor, the vertical axis represents the acceleration of the servomotor, and Ac represents a speed-acceleration curve calculated by subtracting the dynamic friction from the torque curve of the servomotor (hereinafter this curve is referred to as the acceleration curve). And r1 to r4 are speed-acceleration curves corresponding to the movement commands (command speeds) under acceleration / deceleration control shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), respectively. Further, the sections a, b, and c correspond to the sections a, b, and c in FIG.

【０００６】この図３から明らかのように、移動指令
（指令速度）ｒc が小さくなるにつれて加速度は小さく
なり、サーボモータの使用可能トルクを有効に使用して
いないという欠点があり、サーボモータの使用可能トル
クを有効に使用すれば、目標速度にさらに短い時間で達
成させることができるにもかかわらず、一定の加減速時
間で加減速され、時間を要するという問題がある。As is apparent from FIG. 3, as the movement command (command speed) rc decreases, the acceleration decreases, and the available torque of the servomotor is not effectively used. If the possible torque is used effectively, the target speed can be achieved in a shorter time, but the acceleration / deceleration is performed at a constant acceleration / deceleration time, which takes time.

【０００７】上記問題を解決する方法として、図４
（ａ）に示すように加速度一定になるように時定数（加
減速時間）を変える加減速制御も知られている。この場
合、フイルタ２の出力は図４（ｂ）に示すようになり、
速度−加速度曲線を求めると、図５に示すようになり、
最高動作速度でサーボモータの使用可能なトルクにより
加速度は制限されてしまうという欠点がある。As a method for solving the above problem, FIG.
Acceleration / deceleration control that changes a time constant (acceleration / deceleration time) so that acceleration is constant as shown in FIG. In this case, the output of the filter 2 is as shown in FIG.
When the speed-acceleration curve is obtained, it becomes as shown in FIG.
The disadvantage is that the acceleration is limited by the available torque of the servomotor at the maximum operating speed.

【０００８】このように、従来の加減速時間一定もしく
は加速度一定の加減速制御ではサーボモータの使用可能
トルクを有効に利用して加減速を行なっておらず、最適
（最短）の加減速を行なっていない。As described above, in the conventional acceleration / deceleration control with constant acceleration / deceleration time or constant acceleration, acceleration / deceleration is not performed by effectively using the available torque of the servo motor, but optimal (shortest) acceleration / deceleration is performed. Not.

【０００９】そこで本発明の目的は、サーボモータの使
用可能トルクを考慮し、加減速時間が最短となるような
加減速制御方式を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an acceleration / deceleration control method that minimizes the acceleration / deceleration time in consideration of the usable torque of a servomotor.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】移動指令に対して、加減
速制御処理して、さらにはフイルタ処理してサーボ系へ
の移動指令とするサーボモータの制御方式において、本
発明は、移動指令に対して上記加減速制御を含むサーボ
モータの応答の速度−加速度曲線が、上記サーボモータ
のトルクカーブから動摩擦分を差し引いて求めた速度−
加速度曲線に接するようになる上記加減速制御部の加速
度を求め、この加速度で上記加減速制御処理を行なうよ
うにした。また、移動指令による移動量が短く目標速度
まで達しない場合には、移動指令に対して上記加減速制
御を含むサーボモータの応答の速度−加速度曲線が、上
記サーボモータのトルクカーブから動摩擦分を差し引い
て求めた速度−加速度曲線の範囲内で近接するまで、上
記加減速制御部の加速度を増大させ、その加速度で加減
速制御処理を行なうようにした。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a servomotor control system which performs acceleration / deceleration control processing on a movement command and further performs filtering to make a movement command to a servo system. On the other hand, the speed-acceleration curve of the response of the servo motor including the acceleration / deceleration control is obtained by subtracting the dynamic friction from the torque curve of the servo motor-
The acceleration of the acceleration / deceleration control unit that comes into contact with the acceleration curve is obtained, and the acceleration / deceleration control processing is performed using this acceleration. If the movement amount by the movement command is short and does not reach the target speed, the speed-acceleration curve of the response of the servo motor including the acceleration / deceleration control to the movement command is obtained by calculating the dynamic friction component from the servo motor torque curve. The acceleration of the acceleration / deceleration control unit is increased until approaching within the range of the speed-acceleration curve obtained by subtraction, and the acceleration / deceleration control processing is performed with the acceleration.

【００１１】[0011]

【作用】モータは、該モータのトルクカーブから動摩擦
分を差し引いて求めた速度−加速度曲線の範囲内でその
トルクを出力できる。そのため、移動指令に対して上記
加減速制御を含むサーボモータの応答の速度−加速度曲
線を求め、該サーボモータの応答の速度−加速度曲線
が、モータのトルクカーブから動摩擦分を差し引いて求
めた速度−加速度曲線に接するようになる加減速制御部
の加速度を求め、この加速度で加減速制御を行なう。こ
れにより、モータの使用可能の最大トルクを利用して加
減速を行なうことができる。The motor can output its torque within the range of the speed-acceleration curve obtained by subtracting the amount of dynamic friction from the torque curve of the motor. Therefore, a speed-acceleration curve of the response of the servo motor including the above acceleration / deceleration control to the movement command is obtained, and the speed-acceleration curve of the response of the servo motor is obtained by subtracting the dynamic friction component from the motor torque curve. -The acceleration of the acceleration / deceleration control unit that comes into contact with the acceleration curve is obtained, and the acceleration / deceleration control is performed using this acceleration. As a result, acceleration and deceleration can be performed using the maximum usable torque of the motor.

【００１２】また、移動距離が短く、上述の方法で求め
た場合でも、目標速度まで達しない場合には、サーボモ
ータのトルクカーブから動摩擦分を差し引いて求めた速
度−加速度曲線の範囲内で近接するまで、上記加減速制
御部の加速度を増大させて加速度を決め、この加速度で
加減速制御を行なう。If the moving distance is short and the target speed is not reached even when the target speed is obtained by the above-mentioned method, the approaching speed is obtained within the range of the speed-acceleration curve obtained by subtracting the dynamic friction from the torque curve of the servomotor. Until the acceleration, the acceleration of the acceleration / deceleration control unit is increased to determine the acceleration, and the acceleration / deceleration control is performed using this acceleration.

【００１３】[0013]

【実施例】図１において、フィルタ２の伝達関数をＧ１
（ｓ）、サーボ系３の伝達関数をＧ２（ｓ）とし、この
フィルタ２、サーボ系３の合成伝達関数をＧ（ｓ）と
し、この伝達関数Ｇ（ｓ）が１次遅れである場合を考え
る。すなわち、 Ｇ（ｓ）＝Ｇ１（ｓ）・Ｇ２（ｓ）＝１／（Ｔｓ＋１） とする。このことは、フイルタ２が１次遅れ系で、サー
ボ系３がほとんど遅れがない系、若しくは、サーボ系３
が１次遅れ系で、フイルタ２を設けず移動指令ｒc を直
接サーボ系３に出力する場合である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG.
(S), the transfer function of the servo system 3 is G2 (s), the combined transfer function of the filter 2 and the servo system 3 is G (s), and the transfer function G (s) is a first-order delay. Think. That is, G (s) = G1 (s) · G2 (s) = 1 / (Ts + 1). This means that the filter 2 is a first-order delay system and the servo system 3 has almost no delay, or the servo system 3
Is a first-order delay system in which the filter 2 is not provided and the movement command rc is directly output to the servo system 3.

【００１４】また、加減速制御部１を直線形加減速制御
とし、加減速時間（時定数）をＴ１で、この加減速期間
中は、加速度αで加減速制御し移動指令ｒを出力し、そ
の後は目標速度ｖ0 で移動指令ｒを出力するものとす
る。すなわち、直線形加減速制御部１はＱ（Ｔ１／移動
指令周期）個のレジスタを有し、これらレジスタに記憶
する値を順次シフトしながら１番目のレジスタに分配さ
れた移動指令を格納し、各レジスタに記憶する値を加算
し、Ｑで除算して出力ｒを出力するものである（特開昭
５９−１６８５１３号参照）。The acceleration / deceleration control unit 1 is a linear acceleration / deceleration control, and the acceleration / deceleration time (time constant) is T1, and during this acceleration / deceleration period, acceleration / deceleration control is performed at an acceleration α, and a movement command r is output. Thereafter, the movement command r is output at the target speed v0. That is, the linear acceleration / deceleration control unit 1 has Q (T1 / movement command cycle) registers, stores the movement command distributed to the first register while sequentially shifting the values stored in these registers, The value stored in each register is added, the result is divided by Q, and an output r is output (see JP-A-59-168513).

【００１５】サーボモータの出力速度をｖとすると、フ
イルタ２をも含めた入出力関係（移動指令ｒc に対する
サーボモータの出力速度ｖの関係）は数式１になる。Assuming that the output speed of the servomotor is v, the input / output relationship including the filter 2 (the relationship of the output speed v of the servomotor to the movement command rc) is expressed by the following equation (1).

【００１６】[0016]

【数１】 まず、移動指令の開始時ｔ＝０から加減速時間Ｔ１完了
ｔ＝Ｔ１までの間（０≦ｔ≦Ｔ１）について解くと数式
１より、(Equation 1) First, when solving from the start time t = 0 of the movement command to the completion t = T1 of the acceleration / deceleration time T1 (0 ≦ t ≦ T1), according to Equation 1,

【００１７】[0017]

【数２】 ｒ＝α・ｔを代入し、(Equation 2) Substituting r = α · t,

【００１８】[0018]

【数３】 ｔ＝０として一般解を求めると、(Equation 3) When a general solution is obtained with t = 0,

【００１９】[0019]

【数４】 ｖ＝Ｃ1 ｅ^atとして上式に代入する。なお、Ｃ1 は係数
である。(Equation 4) v = is substituted in the above equation as C1 e ^at. C1 is a coefficient.

【００２０】[0020]

【数５】 上記数式５より、一般解は、(Equation 5) From the above equation 5, the general solution is

【００２１】[0021]

【数６】 次に、定数変化法により特解を求める。係数Ｃ1 を時間
ｔの関数と考えると、(Equation 6) Next, a specific solution is obtained by a constant change method. Considering the coefficient C1 as a function of time t,

【００２２】[0022]

【数７】 上記数式と一般解の数式６を数式３に代入すると、(Equation 7) Substituting the above equation and Equation 6 of the general solution into Equation 3,

【００２３】[0023]

【数８】 上記数式８より、(Equation 8) From the above equation 8,

【００２４】[0024]

【数９】 (Equation 9)

【００２５】[0025]

【数１０】 (Equation 10)

【００２６】[0026]

【数１１】 となり、特解は、[Equation 11] And the special solution is

【００２７】[0027]

【数１２】 となる。なお、ここでＣ2 は積分定数である。上記数式
１２及び数式６より(Equation 12) Becomes Here, C2 is an integration constant. From the above equations 12 and 6

【００２８】[0028]

【数１３】 なお、Ｃ＝Ｃ1 ＋Ｃ2 である。そして、ｔ＝０の時、ｖ
＝０であるので、数式１３より、Ｃ＝αＴとなり、数式
３の解は、(Equation 13) Note that C = C1 + C2. Then, when t = 0, v
= 0, C = αT from Equation 13, and the solution of Equation 3 is

【００２９】[0029]

【数１４】 となる。またモータの加速度Ａは数式１４を微分して、[Equation 14] Becomes Further, the acceleration A of the motor is obtained by differentiating the equation (14).

【００３０】[0030]

【数１５】 次に、速度と加速度の関係を求める。まず、数式１５よ
り、(Equation 15) Next, the relationship between speed and acceleration is determined. First, from Equation 15,

【００３１】[0031]

【数１６】 上記数式１６を数式１４に代入することによって次の数
式１７の速度と加速度の関係式が求められる。(Equation 16) By substituting Equation 16 into Equation 14, the following relational expression between velocity and acceleration in Equation 17 is obtained.

【００３２】[0032]

【数１７】 次にｔ≧Ｔ1 の範囲について解く。数式１にｒ＝ｖ0 を
代入し解くと、[Equation 17] Next, the range of t ≧ T1 is solved. Substituting r = v0 into Equation 1 and solving

【００３３】[0033]

【数１８】 上記数式１８を微分してモータの加速度Ａを求めると、(Equation 18) When the acceleration A of the motor is obtained by differentiating the above equation 18,

【００３４】[0034]

【数１９】 上記数式１８，１９より、ｔ≧Ｔ1 の範囲における速度
ｖと加速度Ａとの関係は[Equation 19] From the above equations 18 and 19, the relationship between the velocity v and the acceleration A in the range of t ≧ T1 is

【００３５】[0035]

【数２０】 となる。上記数式１７及び数式２０において、Ｔはフイ
ルタ２及びサーボ系３の伝達関数Ｇ（ｓ）の時定数であ
り、フィルタ，サーボ系が決まれば、一律的に決まる値
であるので、数式２０は目標速度ｖ0 が決まれば、速度
−加速度曲線は一律的に決まり、図６に直線Ｌで示され
るようになる。また、数式１７は加減速制御部の加速度
αによって変動し、数式１７のグラフは加速度αが大き
いほどモータの加速度Ａは大きく、大きなトルクを出力
することになる。図６のＬａは加速度αが小さいときの
数式１７の速度−加速度カーブで、Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄは
順次加速度αを大きくしたときの数式１７の速度−加速
度カーブを示すものである。この図６で示されるよう
に、目標速度がｖ0 のときには、数式２０で決まる速度
−加速度直線Ｌと数式１７で加速度αによって決まる速
度−加速度カーブのＬａ〜Ｌｄの１つで決定される速度
−加速度曲線が得られ、この速度−加速度曲線とモータ
のトルクカーブから動摩擦分を差し引いた加速度曲線Ａ
ｃが接するときが、モータが使用可能のトルクを最大限
に利用したものとなる。(Equation 20) Becomes In Equations 17 and 20, T is a time constant of the transfer function G (s) of the filter 2 and the servo system 3 and is a value that is determined uniformly if the filter and the servo system are determined. When the speed v0 is determined, the speed-acceleration curve is uniformly determined, and is represented by a straight line L in FIG. Expression 17 varies depending on the acceleration α of the acceleration / deceleration control unit, and the graph of Expression 17 indicates that as the acceleration α increases, the acceleration A of the motor increases and a large torque is output. 6 is a speed-acceleration curve of Expression 17 when the acceleration α is small, and Lb, Lc, and Ld are speed-acceleration curves of Expression 17 when the acceleration α is sequentially increased. As shown in FIG. 6, when the target speed is v0, the speed-acceleration straight line L determined by equation (20) and the speed determined by acceleration α in equation (17) -speed determined by one of La to Ld of the acceleration curve- An acceleration curve is obtained, and an acceleration curve A obtained by subtracting a dynamic friction component from the speed-acceleration curve and the motor torque curve.
When c is in contact, the motor makes full use of the available torque.

【００３６】図６では、カーブＬｃと直線Ｌの速度−加
速度曲線を得るときの加速度αが最適値となる。すなわ
ち、カーブＬａと直線Ｌ，カーブＬｂと直線Ｌでは、モ
ータが有する使用可能のトルクを十分に利用しておら
ず、カーブＬｄと直線Ｌではモータの使用可能のトルク
以上のトルクを利用しなければならず、モータは追従し
なくなる。しかし、カーブＬｃと直線Ｌでは、モータの
使用可能のトルクを最大限に利用できるもので、モータ
の追従遅れもなく、最適の加減速制御部の加速度αとな
る。そして、加速度αが決まれば、目標速度ｖ0 とこの
加速度αより加減速制御部１の加減速時間（レジスタの
数Ｑ）Ｔ１はｖ0 ／αとして求められる。In FIG. 6, the acceleration α for obtaining the speed-acceleration curve of the curve Lc and the straight line L is the optimum value. That is, the curve La and the straight line L and the curve Lb and the straight line L do not sufficiently use the usable torque of the motor, and the curve Ld and the straight line L must use a torque greater than the usable torque of the motor. The motor will not follow. However, in the curve Lc and the straight line L, the available torque of the motor can be used to the maximum, and there is no delay in following the motor, and the acceleration α of the optimal acceleration / deceleration control unit is obtained. When the acceleration α is determined, the acceleration / deceleration time (number Q of registers) T1 of the acceleration / deceleration control unit 1 is obtained as v0 / α from the target speed v0 and the acceleration α.

【００３７】また、上述のようにして加減速制御部１の
加速度α，加減速時間Ｔ１を求めても、移動指令におけ
る移動量が短い場合には、決定された加速度αで加速し
ても目標速度ｖ0 に到達しないまま減速される場合が生
じ、最適加速度にならない場合がある。このような場合
には、移動距離Ｓと決定された加速度αより、到達可能
最高速度ｖm を求め、この到達可能最高速度ｖm を目標
速度として、再度上述した方法で加速度αを求め、さら
に到達可能最高速度ｖm を求める上記処理を数回行なっ
て到達可能最高速度ｖm が目標速度ｖ0 に近付くように
する。例えば、図７（ａ）に示すような加速度αが求め
られ、この加速度αで加減速制御を行なったとき移動距
離が短く、図７（ｂ）に示すように目標速度まで達しな
いときには、この加速度αと移動距離Ｓより、到達可能
最高速度ｖm を次の数式２１で求める。Further, even if the acceleration α and the acceleration / deceleration time T1 of the acceleration / deceleration control unit 1 are obtained as described above, if the movement amount in the movement command is short, even if the acceleration is performed at the determined acceleration α, the target In some cases, the vehicle is decelerated without reaching the speed v0, and the optimum acceleration may not be achieved. In such a case, the maximum reachable speed vm is determined from the moving distance S and the determined acceleration α, and the maximum reachable speed vm is used as the target speed to determine the acceleration α again by the above-described method. The above processing for obtaining the maximum speed vm is performed several times so that the reachable maximum speed vm approaches the target speed v0. For example, an acceleration α as shown in FIG. 7A is obtained, and when the acceleration / deceleration control is performed at this acceleration α, the moving distance is short, and when the acceleration does not reach the target speed as shown in FIG. From the acceleration α and the moving distance S, the attainable maximum speed vm is obtained by the following equation (21).

【００３８】[0038]

【数２１】 そして、この到達可能最高速度ｖm が目標速度ｖ0 に達
しないときには、この到達可能最高速度ｖm を目標速度
とし上述の方法で、再度加速度αを求める。この場合、
図６に破線で示すような速度−加速度曲線が得られるこ
とになり加速度αは増大することになる。以下、上述し
た処理を数回行なって到達可能最高速度ｖm が目標速度
ｖ0 に近付くように加速度αを決める。(Equation 21) If the maximum reachable speed vm does not reach the target speed v0, the acceleration α is obtained again by the above-described method using the maximum reachable speed vm as the target speed. in this case,
A velocity-acceleration curve as shown by a broken line in FIG. 6 is obtained, and the acceleration α increases. The above process is repeated several times to determine the acceleration α so that the maximum achievable speed vm approaches the target speed v0.

【００３９】図８は移動指令を出力するサーボモータの
制御装置、例えば数値制御装置のプロセッサが移動指令
の分配周期毎実施する本発明を適用した加減速制御のフ
ローチャートである。FIG. 8 is a flow chart of the acceleration / deceleration control to which the present invention is applied, which is executed by a control device of a servomotor for outputting a movement command, for example, a processor of a numerical control device, every distribution cycle of the movement command.

【００４０】まず、数値制御装置に、使用するサーボモ
ータのトルクカーブから動摩擦分を差し引いた速度−加
速度曲線である加速度曲線Ａｃの式を予め設定記憶させ
ておく。例えば、図６に示す加速度曲線Ａｃの速度０か
ら速度ｖ1 までの直線式と速度ｖ1 から加速度０までの
直線式を設定記憶させておく。また、フイルタ２を含む
サーボ系の伝達関数Ｇ（ｓ）の時定数Ｔを求め、この時
定数Ｔとさらに加減速制御部１の加速度αをパラメータ
とする数式１７、及び上記時定数Ｔと目標速度ｖ0 で決
まる数式２０を設定記憶させておく。First, an equation of an acceleration curve Ac, which is a speed-acceleration curve obtained by subtracting a kinetic friction component from a torque curve of a servomotor to be used, is stored in advance in the numerical controller. For example, a linear equation from the velocity 0 to the velocity v1 and a linear equation from the velocity v1 to the acceleration 0 of the acceleration curve Ac shown in FIG. 6 are set and stored. Further, the time constant T of the transfer function G (s) of the servo system including the filter 2 is obtained, and the time constant T and the equation 17 using the acceleration α of the acceleration / deceleration control unit 1 as parameters. Equation 20 determined by the speed v0 is set and stored.

【００４１】そして、数値制御装置のプロセッサは図８
に示す処理を所定周期（分配周期）毎実施する。まず、
動作プログラムの１ブロックの移動が完了したとき
「０」にセットされるフラグＦが「０」か否か判断し
（ステップＳ１）、始めは初期設定で「０」であるの
で、ステップＳ２に進み、動作プログラムから１ブロッ
クを読みだし、移動指令の移動距離Ｓ、及び指令速度ｖ
0 を読み取り、各周期毎の移動指令ｒc を求める。次
に、カウンタＣＮが「１」にセットし（ステップＳ
３）、読み取った指令速度ｖ0 によって決まる数式２０
の速度−加速度直線Ｌと加速度カーブＡｃとの交点
（ｖ，Ａ）＝（ｖt ，Ａt ）を求め（ステップＳ４）、
数式１７のｖ，Ａにｖt ，Ａtを代入して加速度αを求
める（ステップＳ５）。The processor of the numerical controller is shown in FIG.
Is performed at predetermined intervals (distribution intervals). First,
When the movement of one block of the operation program is completed, it is determined whether or not the flag F set to "0" is "0" (step S1). Since the initial setting is "0", the process proceeds to step S2. , One block is read from the operation program, and the movement distance S of the movement command and the command speed v are read.
Read "0" to determine the movement command rc for each cycle. Next, the counter CN is set to “1” (step S
3), Equation 20 determined by the read command speed v0
(V, A) = (vt, At) between the speed-acceleration straight line L and the acceleration curve Ac (step S4).
The acceleration α is obtained by substituting vt and At into v and A in Expression 17 (step S5).

【００４２】次にステップＳ２で読み取った移動距離Ｓ
とステップＳ５で求めた加速度αより数式２１の演算を
行なって到達可能最高速度ｖm を求め（ステップＳ
６）、該到達可能最高速度ｖm が指令速度（目標速度）
ｖ0 以上か否か判断し（ステップＳ７）、移動距離Ｓが
長く、到達可能最高速度ｖm が指令速度ｖ0 以上であれ
ば、ステップＳ９に移行し、指令速度ｖ0 をステップＳ
５で求めた加速度αで除して加減速時間（時定数）Ｔ
１、すなわち、レジスタＱの数を求め（ステップＳ
９）、移動指令ｒc を加減速制御し（ステップＳ１
０）、さらにフイルタ処理を行なって（ステップＳ１
１）得られる移動指令ｒ´をサーボ側に出力する（ステ
ップＳ１２）。Next, the moving distance S read in step S2
And the acceleration α obtained in step S5 to calculate the maximum achievable speed vm (step S5).
6), the attainable maximum speed vm is the command speed (target speed)
It is determined whether or not the command speed v0 is equal to or greater than the command speed v0 (step S7). If the moving distance S is long and the maximum reachable speed vm is equal to or greater than the command speed v0, the process proceeds to step S9.
Acceleration / deceleration time (time constant) T divided by acceleration α obtained in 5
1, that is, the number of registers Q is obtained (step S
9) The acceleration / deceleration of the movement command rc is controlled (step S1).
0), and further perform a filtering process (step S1).
1) The obtained movement command r 'is output to the servo side (step S12).

【００４３】そして、目標位置まで達したか否か判断し
（ステップＳ１３）、達してなければ、フラグＦを
「１」にセットし（ステップＳ１５）、当該周期の処理
を終了する。次の周期では、フラグＦが「１」であるの
でステップＳ１からステップＳ１０に移行して移動指令
ｒc の加減速処理、及びフイルタ処理を行ない、目標位
置に達するまで（ステップＳ１，Ｓ１０〜Ｓ１３，Ｓ１
５の処理を各周期毎行なう。そして、ステップＳ１３で
目標位置に達したことが検出されると、フラグＦを
「０」にセットする（ステップＳ１４）。その結果次の
周期では、ステップＳ１からステップＳ２に移行し、次
のブロックの移動指令を読み出し、前述したステップＳ
３以下の処理を実行する。Then, it is determined whether or not the target position has been reached (step S13). If not, the flag F is set to "1" (step S15), and the processing of the cycle ends. In the next cycle, since the flag F is "1", the process shifts from step S1 to step S10 to perform the acceleration / deceleration processing of the movement command rc and the filter processing until the target position is reached (steps S1, S10 to S13, S1
Step 5 is performed for each cycle. Then, when it is detected in step S13 that the target position has been reached, the flag F is set to "0" (step S14). As a result, in the next cycle, the process shifts from step S1 to step S2 to read the movement command of the next block,
The following processing is performed.

【００４４】また、ステップＳ７で、ステップＳ６で求
めた到達可能最高速度ｖm が目標速度ｖ0 より小さい場
合、すなわち、移動距離Ｓが短く、ステップＳ５で求め
た加速度αでは、目標速度に達しない場合には、カウン
タＣＮが設定値Ｎに達しているか否か判断し（ステップ
Ｓ８）、達していなければ、カウンタＣＮに「１」を加
算し（ステップＳ１６）、ステップＳ６で求めた到達可
能最高速度ｖm を目標速度とし（ステップＳ１７）、ス
テップＳ４に戻り、再びステップＳ４以下の処理を行な
って加速度α，到達可能最高速度ｖmを求め、この到達
可能最高速度ｖm が指令された目標速度ｖ0 に達する
か、もしくは、カウンタＣＮが設定値Ｎになるまで、ス
テップＳ４〜Ｓ８，Ｓ１６，Ｓ１７の処理を繰り返す。
そして、ステップＳ７で指令速度ｖ0 以上になったこと
が検出されるか、ステップＳ８でカウンタＣＮが設定値
Ｎに達したことが検出されると、ステップＳ９に移行
し、前述したように、求められた加速度αで指令速度ｖ
0 を除して加減速時間Ｔ１を求め、移動指令ｒc に対し
加減速処理，フイルタ処理を行なってサーボ側に移動指
令として出力する。In step S7, when the maximum reachable speed vm obtained in step S6 is smaller than the target speed v0, that is, when the moving distance S is short, and the acceleration α obtained in step S5 does not reach the target speed. It is determined whether or not the counter CN has reached the set value N (step S8). If not, "1" is added to the counter CN (step S16), and the maximum achievable speed obtained in step S6 is reached. vm is set as the target speed (step S17), the process returns to step S4, and the processing after step S4 is performed again to obtain the acceleration α and the reachable maximum speed vm. The reachable maximum speed vm reaches the instructed target speed v0. Alternatively, the processes of steps S4 to S8, S16, and S17 are repeated until the counter CN reaches the set value N.
Then, when it is detected in step S7 that the speed has become equal to or higher than the command speed v0, or when it is detected in step S8 that the counter CN has reached the set value N, the process proceeds to step S9, and as described above, the calculation is performed. Command speed v at given acceleration α
By subtracting 0, the acceleration / deceleration time T1 is obtained, acceleration / deceleration processing and filter processing are performed on the movement command rc, and the movement command rc is output to the servo side as a movement command.

【００４５】以上のようにして、モータの使用可能トル
クを最大限に利用し、加減速時間を最小にする。それに
より、サイクルタイムを大幅に短縮することができる。As described above, the available torque of the motor is maximized and the acceleration / deceleration time is minimized. Thus, the cycle time can be significantly reduced.

【００４６】上記実施例では、フイルタ２を含めたサー
ボ系の伝達関数を１次遅れで近似した例を説明したが、
２次，３次とＮ次遅れの伝達関数で近似される場合で
も、図６に示すように、加速度曲線Ａｃに、近似された
制御系における速度−加速度曲線が接する加速度αを求
めるようにすればよい。さらに、上記実施例では、加減
速制御部を直線形加減速制御で構成した例を説明した
が、指数関数形加減速でもよく、この場合でも、制御系
における速度−加速度曲線を求め、この曲線が加速度曲
線Ａｃに接するときの加速度（時定数）を求めるように
すればよい。In the above embodiment, an example in which the transfer function of the servo system including the filter 2 is approximated by a first-order delay has been described.
Even in the case of being approximated by transfer functions of second, third and Nth order delay, as shown in FIG. 6, the acceleration α at which the speed-acceleration curve in the approximated control system is in contact with the acceleration curve Ac is obtained. I just need. Further, in the above-described embodiment, an example in which the acceleration / deceleration control unit is configured by linear acceleration / deceleration control has been described. However, exponential function acceleration / deceleration may be used. In this case, a speed-acceleration curve in the control system is obtained and this curve is obtained. It is sufficient to determine the acceleration (time constant) when the tangent to the acceleration curve Ac.

【００４７】[0047]

【発明の効果】本発明においては、目標速度（指令速
度）に合わせ、使用するサーボモータの使用可能トルク
を最大に使用できるように加減速制御部の加速度（時定
数）を自動調整するようにしたので、加減速時間が大幅
に減少し、その結果サイクルタイムを大幅に短縮するこ
とができる。According to the present invention, the acceleration (time constant) of the acceleration / deceleration control unit is automatically adjusted according to the target speed (command speed) so that the usable torque of the servomotor to be used can be maximized. Therefore, the acceleration / deceleration time is greatly reduced, and as a result, the cycle time can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】サーボモータの加減速制御のブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram of acceleration / deceleration control of a servomotor.

【図２】加減速時間一定の直線形加減速処理後の移動指
令及びフィルタ処理を行なった後の移動指令の説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram of a movement command after a linear acceleration / deceleration process with a constant acceleration / deceleration time and a movement command after a filtering process is performed.

【図３】モータの加速度曲線と、加減速時間一定の直線
形加減速制御における速度−加速度曲線との関係を説明
する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a motor acceleration curve and a speed-acceleration curve in linear acceleration / deceleration control with a constant acceleration / deceleration time.

【図４】加速度一定の直線形加減速処理後の移動指令及
びフィルタ処理を行なった後の移動指令の説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram of a movement command after a linear acceleration / deceleration process with a constant acceleration and a movement command after a filtering process is performed.

【図５】モータの加速度曲線と、加速度一定の直線形加
減速制御における速度−加速度曲線との関係を説明する
説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a motor acceleration curve and a speed-acceleration curve in linear acceleration / deceleration control with constant acceleration.

【図６】本発明の実施例における加減速制御部の加速度
の求め方を説明する説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a method of obtaining an acceleration by an acceleration / deceleration control unit according to the embodiment of the present invention.

【図７】移動距離が短いときの到達速度を説明する説明
図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an arrival speed when a moving distance is short.

【図８】本発明の一実施例における所定周期毎のサーボ
系への移動指令出力処理のフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart of a movement command output process to a servo system at predetermined intervals in one embodiment of the present invention.

【符号の説明】 １ 加減速制御部 ２ フイルタ ３ サーボ系 Ａｃ モータのトルクカーブから動摩擦分を差し引いた
速度−加速度曲線（加速度曲線）[Description of Signs] 1 Acceleration / deceleration control unit 2 Filter 3 Servo system Ac Speed-acceleration curve (acceleration curve) obtained by subtracting dynamic friction from torque curve of motor

フロントページの続き (72)発明者 有田 創一 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社 商品開発研 究所 内Continuing from the front page (72) Inventor Souichi Arita 3580 Kobaba, Oshino-son, Oshino-mura, Minamitsuru-gun, Yamanashi Prefecture FANUC CORPORATION Product Development Laboratory

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 移動指令に対して、加減速制御処理して
サーボ系への移動指令とするサーボモータの制御方式に
おいて、移動指令に対して上記加減速制御を含むサーボ
モータの応答の速度−加速度曲線が、上記サーボモータ
のトルクカーブから動摩擦分を差し引いて求めた速度−
加速度曲線に接するようになる上記加減速制御部の加速
度を求め、この加速度で上記加減速制御処理を行なうよ
うにしたサーボモータの最適加減速制御方式。In a servomotor control method in which a movement command is subjected to acceleration / deceleration control processing to make a movement command to a servo system, a speed of response of the servomotor including the acceleration / deceleration control to the movement command is calculated by: The acceleration curve is the speed obtained by subtracting the kinetic friction from the torque curve of the servo motor.
An optimal acceleration / deceleration control method for a servomotor, wherein an acceleration of the acceleration / deceleration control unit that comes into contact with an acceleration curve is obtained, and the acceleration / deceleration control process is performed with the acceleration. 【請求項２】 移動指令に対して、加減速制御処理しさ
らにフイルタ処理してサーボ系への移動指令とするサー
ボモータの制御方式において、移動指令に対して上記加
減速制御を含むサーボモータの応答の速度−加速度曲線
が、上記サーボモータのトルクカーブから動摩擦分を差
し引いて求めた速度−加速度曲線に接するようになる上
記加減速制御部の加速度を求め、この加速度で上記加減
速制御処理を行なうようにしたサーボモータの最適加減
速制御方式。2. A servo motor control method according to claim 1, wherein said movement command is subjected to acceleration / deceleration control processing, and further filtered to obtain a movement command to a servo system. The acceleration of the acceleration / deceleration control unit that makes the speed-acceleration curve of the response come into contact with the speed-acceleration curve obtained by subtracting the dynamic friction component from the torque curve of the servomotor is obtained. Optimal acceleration / deceleration control method for servo motors. 【請求項３】 移動指令による移動量が短く目標速度ま
で達しない場合には、移動指令に対して上記加減速制御
を含むサーボモータの応答の速度−加速度曲線が、上記
サーボモータのトルクカーブから動摩擦分を差し引いて
求めた速度−加速度曲線の範囲内で近接するまで、上記
加減速制御部の加速度を増大させる請求項１若しくは請
求項２記載のサーボモータの最適加減速制御方式。3. When the movement amount by the movement command is short and does not reach the target speed, the speed-acceleration curve of the response of the servo motor including the acceleration / deceleration control to the movement command is calculated from the torque curve of the servo motor. 3. The optimal acceleration / deceleration control method for a servo motor according to claim 1, wherein the acceleration of the acceleration / deceleration control unit is increased until the acceleration / deceleration control unit approaches within a range of a speed-acceleration curve obtained by subtracting a dynamic friction component.