JP4099503B2 - 回転軸の定位置停止制御装置 - Google Patents
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Description
「速度指令」=「PG」×「回転軸の位置偏差」 (1)
この式(1)により表される速度指令は下に凸な指数関数曲線を時間に対して描く。
「速度指令」=min(「PG」×「回転軸の位置偏差」、「速度指令上限値」)(2)
これにより、区間Z2と区間Z3との間において速度指令の連続性が確保される。
すなわち3番目の発明においては、速度制御から位置制御への切換えの直前の加速度は回転軸の加減速能力の限界値に極めて近い値であるので、より最適な定位置停止制御を行うことができる。
すなわち4番目の発明においては、速度または加速度の変化が円滑になるので、速度または加速度が変化するときに回転軸に機械的ショックが掛かるのをさらに抑制することができる。
すなわち5番目の発明においては、上位制御装置によって他の停止位置指令が作成された場合にも、定位置停止制御装置をこのことに対応させて動作させられる。
図1は本発明に基づく回転軸の定位置停止制御装置の構成図である。本発明の定位置停止制御装置10は回転軸61を備えたモータ60に対して図示されるように接続されている。モータ60は工作機械、例えばCNCで使用されるサーボモータなどである。図1に示されるように、モータ60の回転軸61には、回転軸61の加速度を検出する加速度検出手段31と、回転軸61の速度を検出する速度検出手段32と、回転軸61上の機械的原点の固定側基準点に対する位置を検出する位置検出手段33とが設けられている。なお、加速度検出手段31、速度検出手段32および位置検出手段33は互いに関連付けられており、例えば速度検出手段32により検出された回転軸61の速度に基づいて、回転軸61の加速度または回転軸61の位置を算出または推定するようにしてもよい。
20 停止位置指令作成手段
21 総移動指令作成手段
22 移動指令作成手段
23 移動指令平滑化手段
25 位置ループ制御手段
30 切換手段
31 加速度検出手段
32 速度検出手段
33 位置検出手段
35 速度ループ制御手段
41 加速度指令作成手段
45 上位制御装置
46 記憶部
60 モータ
61 回転軸
A1、A2 区間(速度制御)
A3 区間(位置制御)
A31、A32 小区間
M1 移動指令
PG ポジションゲイン
Q1 加速度指令
S1 総移動指令初期値
S2 総移動指令
V 速度指令
V0 上位制御装置からの速度指令
V1 所定の速度指令
Claims (4)
- 回転軸の定位置停止制御装置において、
上位制御装置により作成された所定の第一の速度を有する第一の速度指令と該第一の速度指令の前記第一の速度よりも小さい所定の第二の速度を有する第二の速度指令とのうちの一方の速度指令に応じて前記回転軸を速度制御する速度ループ制御手段と、
制御周期毎に移動指令を作成する移動指令作成手段と、
該移動指令作成手段により作成された移動指令に応じて回転軸を制御周期毎に位置制御する位置ループ制御手段と、
前記速度ループ制御手段の前記上位制御装置により作成された前記第一の速度指令による前記回転軸の速度制御と、前記速度ループ制御手段の前記第二の速度指令による前記回転軸の速度制御と、前記位置ループ制御手段による前記回転軸の位置制御とを切換える切換手段と、
加減速中の前記回転軸の加速度を検出する加速度検出手段と、を具備し、
前記回転軸が停止するときには、前記切換手段は、前記速度ループ制御手段の速度制御を前記上位制御装置により作成された前記第一の速度指令による前記回転軸の速度制御から前記第二の速度指令による前記回転軸の速度制御へと切換え、
前記回転軸の速度が前記第二の速度に達すると、前記切換手段は、前記速度ループ制御手段の前記第二の速度指令による前記回転軸の速度制御から前記位置ループ制御手段による前記回転軸の位置制御へと切換えるようになっており、
前記切換手段によって前記速度ループ制御手段の前記第二の速度指令による前記回転軸の速度制御から前記位置ループ制御手段による前記回転軸の位置制御へと切換えられた後の所定時間において前記移動指令作成手段により作成される前記移動指令は、前記切換手段によって前記速度制御から前記位置制御への切換えられる前の所定時間において前記加速度検出手段により検出された加速度を有することを特徴とする定位置停止制御装置。 - さらに、前記移動指令作成手段により作成された前記移動指令の速度波形が正弦曲線を描くように平滑化する移動指令平滑化手段を具備し、該移動指令平滑化手段により平滑化された移動指令が前記位置ループ制御手段に供給されるようにした、請求項1に記載の定位置停止制御装置。
- さらに、前記移動指令作成手段により作成された前記移動指令の加速度波形のステップ状に変化する部分が部分的に線形変化を含むように平滑化する移動指令平滑化手段を具備し、該移動指令平滑化手段により平滑化された移動指令が前記位置ループ制御手段に供給されるようにした、請求項1に記載の定位置停止制御装置。
- さらに、前記回転軸の停止位置指令を作成する停止位置指令作成手段を具備し、
前記移動指令作成手段は、前記停止位置指令作成手段により作成された前記停止位置指令に基づいて前記移動指令を作成するようになっており、
前記上位制御装置はさらに他の停止位置指令を作成するようになっており、
前記停止位置指令作成手段により停止位置指令が作成された後で前記上位制御装置によって前記他の停止位置指令が作成された場合には、位置ループ制御手段は、前記停止位置指令と前記他の停止位置指令との間の偏差が現在位置から変更前停止位置までの移動指令の総和に加算された新たな移動指令に基づいて位置制御を行うことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の定位置停止制御装置。
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