JP4584191B2 - 位置決め制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータ駆動によってカム機構相当の動作を制御してワークの位置決め制御を行なう位置決め制御装置に関するものである。

サーボモータによってカム機構に相当する動作を制御してワークの位置決め制御を行なう装置として、電子カム制御装置（位置決め制御装置）がある。従来の位置決め制御装置は、例えばカムテーブル（電子カムの動作に関するデータテーブル）からカムの動作量を算出し、カムのストローク量とカム動作量に基づいてワークの位置決め量を算出することによってカム動作を行なっていた（例えば、特許文献１参照）。

例えば、Ｘ−ＹテーブルによってワークをＸ−Ｙ方向へ移動させて、ワークを所定の位置へと位置決めし、Ｚ軸方向へ移動するパンチ軸を上下させてワークの加工・成型を行なうパンチ機がある。このようなパンチ機では、Ｘ軸方向のワークの移動速度、Ｙ軸方向のワークの移動速度を制御してワークをパンチする位置へと位置決めした後（位置決め停止後）に、パンチ軸の移動速度を制御してワークの成型を行なう。この場合、Ｘ軸方向・Ｙ軸方向のワークの位置決め完了後に、Ｚ軸方向のパンチ軸を始動するようインタロックをとって同期（軸間同期）をとる必要があるが、ユーザプログラムによるインタロックではインタロック処理分の時間を要し、要求されるタクトタイムを満たせない場合があった。

特許文献２に記載の位置決め装置は、制御対象を駆動するモータと、制御対象を同期させて位置決めするモータを駆動制御するコントローラを備え、コントローラはモータを同期をとって駆動制御する基準となる位置情報を生成、出力する駆動ソフトウェアモジュールと、入力情報を演算して、その結果を伝達情報として出力する伝達ソフトウェアモジュールと、入力情報を演算して、その結果をモータの駆動制御指令として出力する出力ソフトウェアモジュールを有しており、これにより軸間同期をとっている。

特許第３２２０５８８号公報 特許第２６９７３９９号公報 実施例１

しかしながら、上記前者および後者の従来の技術では、複数のカムテーブルを結合させてカム動作を制御することができず、複雑なカム動作を容易に行なわせることができないといった問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複雑なカム動作を容易に行なわせることができる位置決め制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のカム機構を駆動制御して制御対象の位置決めを制御する位置決め制御装置において、前記各カム機構のカム角度とカムストローク比との関係に関する情報をカム情報としてカム機構毎に記憶する記憶部と、複数の前記カム情報を、１つのカム機構として動作するよう、結合するカム機構のカム情報毎にカム角度およびカムストローク位置を結合カム情報として作成するとともに、前記カム機構を駆動制御する制御指示情報を前記結合カム情報および外部入力される所定の基準パルスのパルス数に基づいて作成する指示情報作成部と、を備え、前記指示情報作成部は、結合する各カム情報内の基準パルスのパルス数の総和を前記結合カム情報のカム機構の１サイクルの動作に要する基準パルスのパルス数に設定し、前記指示情報作成部が作成する制御指示情報に基づいて前記カム機構を駆動制御することを特徴とする。

この発明によれば、複数のカム機構が１つのカム機構として動作するよう、複数のカム情報を結合し新たな１つのカム情報を作成するので、複数のカム情報を結合させてカム動作を制御することができ、複雑なカム動作を容易に行なわせることが可能になるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる位置決め制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる位置決め制御装置を備えた加工システムの構成を示す図である。加工システムは、ワーク（図示せず）にパンチ加工を行なうパンチ機９０、パンチ機９０がパンチ加工をする際の複数のカム機構を駆動制御して制御対象の位置決めを制御する位置決め制御装置１を備えている。

パンチ機９０は、ワークをＸ−Ｙ方向へ移動させるＸ−Ｙテーブル９１、Ｚ軸方向に移動してパンチ加工を行なうパンチ軸（工具）９２を有している。パンチ機９０は、Ｘ−Ｙテーブル９１によってワークをＸ−Ｙ方向へ移動させて、ワークを所定の位置（パンチする位置）へと位置決めし、Ｚ軸方向へ移動するパンチ軸９２を上下させてワークの加工・成型を行なう。なお、加工システムにおいて、パンチ機９０以外の加工装置（制御対象を位置決めして加工処理などを行う装置）と位置決め制御装置１を接続する構成としてもよい。

図２は、本発明の実施の形態１にかかる位置決め制御装置の構成を示すブロック図である。位置決め制御装置（電子カム制御装置）１は、基準パルス発生部２、電子カム制御部１０、駆動制御部３を備えている。

基準パルス発生部２は、電子カム制御部１０へ提供する基準パルスを発生させて電子カム制御部１０に送信する。電子カム制御部１０は、基準パルス発生部２が発生する基準パルスのパルス数に基づいて所定の指令情報（位置指令）を作成し、駆動制御部３へ送信する。

電子カム制御部１０は、カム形状データテーブル記憶部１１、ストローク量記憶部１２、位置指令作成部１３、カムパターン情報記憶部１４、カム結合情報記憶部１５、複合カム情報記憶部１６、スムージング領域定数記憶部１７を有している。

カム形状データテーブル記憶部１１は、カムのカム形状を示すデータテーブル（後述のカム形状データテーブル５０Ａやカム形状データテーブル５０Ｂ）をカム毎に記憶する。ストローク量記憶部１２は、カムに対する制御対象（Ｘ−Ｙテーブル９１、パンチ軸９２など）のストローク量設定値（従節のストローク量）をカム毎に記憶する。

位置指令作成部１３は、カム形状データテーブル記憶部１１内のカム形状データテーブル５０Ａ，５０Ｂ、ストローク量記憶部１２内のカムストローク量設定値、基準パルス発生部２からの基準パルスを用いて、駆動制御部３へ送信する位置指令情報（制御指示情報）を作成する。

位置指令作成部１３は、カム形状データテーブル５０Ａ，５０Ｂ内に含まれるカム分解能（カム機構の１サイクルの動作に要する基準パルスのパルス数）、カム角度に基づいて、基準パル数毎のカム角度を算出する。位置指令作成部１３は、カム形状データテーブル５０Ａ，５０Ｂ内に含まれるカム角度毎のストローク比、ストローク量記憶部１２内のカムストローク量設定値を用いて、基準パルス数毎（カム角度毎）のカムのストローク位置（ストローク比×ストローク量設定値）を計算し、カムパターン情報（後述のカムパターン情報５１）としてカムパターン情報記憶部１４に記憶させる。

位置指令作成部１３は、カム形状データテーブル５０Ａ，５０Ｂに対応するカムパターン情報５１をそれぞれ結合させて、複合カムのカム形状データテーブル（結合カム情報）（１つのカム機構として複数のカムを動作させるカムパターン）を作成する。位置指令作成部１３は、複合カムのカム形状データテーブル（複合カムパターン）を作成する際に、カム形状データテーブル５０Ａ，５０Ｂ内に含まれる各カムのカム分解能を用いて複合カムに対する各カムのカム角度、複合カムの分解能の配列（複合（結合）する各カムの分解能の合計値）、複合カムのストローク位置を算出する。位置指令作成部１３は、基準パルス発生部２から送信される基準パルスのパルス数と複合カムのカム形状データテーブルを用いて駆動制御部３への位置指令情報を作成する。

カムパターン情報記憶部１４は、位置指令作成部１３が算出したカムパターン情報５１をカム毎（カム形状データテーブル毎）に記憶する。カム結合情報記憶部１５は、複数のカム形状データテーブルを１つの複合カムパターンに結合するためのカム結合情報（後述のカム結合情報５２）を記憶する。ここでのカム結合情報５２は、位置決め制御装置１の使用者によって予め設定される情報である。

複合カム情報記憶部１６は、位置指令作成部１３が算出した複合カムの分解能の配列、複合カムのストローク位置を記憶する。スムージング領域定数記憶部１７は、移動平均法を用いてスムージング処理を実施する際のスムージング領域定数ｔｓを記憶する。

駆動制御部３は、位置指令作成部１３が作成した位置指令情報に基づいて、ワーク（図示せず）などの制御対象の位置を制御する。駆動制御部３は、ワークを移動させるモータ（図示せず）などを制御することによってワークの位置を制御する。

なお、ここでのカム形状データテーブル記憶部１１が特許請求の範囲に記載の記憶部に対応し、ここでの位置指令作成部１３が特許請求の範囲に記載の指示情報作成部に対応する。

また、ここでは位置決め制御装置１が基準パルス発生部２、駆動制御部３を備える構成としたが、位置決め制御装置１と基準パルス発生部２、駆動制御部３を別々の構成としてもよい。この場合、外部装置である基準パルス発生部２から外部入力される基準パルスを用いて、位置指令作成部１３が位置指令情報を作成し駆動制御部３に出力する。

ここで、カム形状データテーブル記憶部１１が記憶するカム形状データテーブル５０Ａ，５０Ｂの構成について説明する。図３は、往復カムのカム形状データテーブルの構成の一例を示す図である。往復カムのカム形状データテーブル５０Ａは、カム形状データテーブルのテーブル番号を示すカム形状データテーブル番号ｉ（ｉは自然数）、カム分解能ｒ（ｉ）、カムの角度（０°〜３６０°）とカムの角度に対応するストローク比の関係を示す情報を有している。カム分解能ｒ（ｉ）は、カムの１サイクルに要するパルス数である。なお、カムの角度に対応する最終点（カムの角度が３６０°）のストローク比をｓ（ｉ）とする。往復カムのカム形状データテーブル５０Ａでは、ストローク比ｓ（ｉ）（最終点）は０となる。

図４は、送りカムのカム形状データテーブルの構成の一例を示す図である。送りカム（一方向送り動作を行なう場合）のカム形状データテーブル５０Ｂは、カム形状データテーブルのテーブル番号を示すカム形状データテーブル番号ｉ、カム分解能ｒ（ｉ）、カムの角度（０°〜３６０°）とカムの角度に対応するストローク比の関係を示す情報を有している。送りカムのカム形状データテーブル５０Ｂでは、ストローク比ｓ（ｉ）は１となる。

本実施の形態１では、図３や図４に示したカム形状データテーブル５０Ａ，５０Ｂをカム形状データテーブル記憶部１１が複数記憶している。また、ストローク量記憶部１２は、カム形状データテーブル５０Ａ，５０Ｂに対応するカムストローク量設定値を複数記憶する。なお、以下の説明ではカム形状データテーブル５０Ａやカム形状データテーブル５０Ｂをカム形状データテーブル５０という場合がある。なお、ここでのカム形状データテーブル５０Ａ，５０Ｂが特許請求の範囲に記載のカム情報に対応する。

つぎに、カムパターン情報記憶部１４が記憶するカムパターン情報５１の構成、カム結合情報記憶部１５が記憶するカム結合情報５２の構成について説明する。図５は、カムパターン情報の構成の一例を示す図である。カムパターン情報５１は、位置指令作成部１３が算出したストローク位置（ストローク比×ストローク量設定値）を含んで構成されている。ここでのカムパターン情報５１は、カム形状データテーブル番号ｉ、発生したパルスとストローク位置の関係（入力パルス数に応じたストローク位置）を示す情報を有している。なお、入力パルスｊに対応するストローク位置をＳ（ｊ）とする。例えば、入力パルス０のストローク位置はＳ（０）＝０に対応し、入力パルス（ｒ（ｉ）−１）のストローク位置はＳ（ｒ（ｉ）−１）に対応する。

図６は、カム結合情報の構成の一例を示す図である。カム結合情報５２は、複数のカム形状データテーブルを１つの複合カムパターン（複合カム）に結合するための情報であり、結合するカムの個数に関する情報、結合するカムの順番（使用順）に関する情報含んで構成されている。ここでは、カム結合情報５２の結合するカムの個数がＮ個（Ｎは自然数）であり、結合するカムの順番がＣ１、Ｃ２、・・・ＣＮである場合を示している。

つぎに、位置決め制御装置１のカムの結合処理の処理手順を説明する。図７は、カムの結合処理の処理手順を示すフローチャートである。位置指令作成部１３は、初期処理として、結合するカムの個数Ｎをカム結合情報記憶部１５内のカム結合情報５２から抽出する（ステップＳ１００）。

位置指令作成部１３は、結合するｉ番目までのカムの分解能合計をＲ（ｉ）、結合するｉ番目におけるカムのストローク量をＳ（ｉ）とし、Ｒ（０）、Ｓ（０）を０で初期化する（ステップＳ１１０）。

つぎに、位置指令作成部１３は、カムの結合準備として、結合するカムパターン情報５１を算出するため、カウンタｉを１に初期化（ｉ＝１）するとともに（ステップＳ１２０）、以下のステップＳ１３０〜Ｓ１８０の処理をＮ回（結合するカムの個数分）実行する。

まず、位置指令作成部１３は、結合するカムのカム形状番号Ｃ（ｉ）を、カム結合情報記憶部１５内のカム結合情報５２からカムｊのカム形状番号（ｊ＝Ｃ（ｉ））として抽出する（ステップＳ１３０）。ここでの位置指令作成部１３は、ｉ＝１であるので、結合するカム形状番号Ｃ（１）を、カム結合情報５２から抽出する。

位置指令作成部１３は、カムｊに対応するカム形状データテーブル５０をカム形状データテーブル記憶部１１内から抽出するとともに、抽出したカム形状データテーブル５０内からストローク比を抽出する。そして、ストローク量記憶部１２内のカムストローク量設定値を用いて、ストローク量設定値×ストローク比を計算し、カムｊのカムパターン情報５１を算出する（ステップＳ１４０）。位置指令作成部１３は、算出したカムｊのカムパターン情報５１をカムパターン情報記憶部１４に記憶させておく。

位置指令作成部１３は、複合カム全体のカム分解能が各カムパターンの分解能の総和となるよう、各カムパターンの分解能を順番に加算していく。位置指令作成部１３は、複合カムの分解能の配列として、現時点での複合カムの分解能に、カムｊの分解能を加算する。すなわち、（ｉ−１）番目までの分解能の配列（合計値）にｉ番目のカムの分解能を加算することによって、ｉ番目までの分解能の配列を算出する。具体的には、位置指令作成部１３は、Ｒ（ｉ）＝Ｒ（ｉ−１）＋ｒ（ｊ）によって、複合カムの分解能の配列を算出する（ステップＳ１５０）。ここでの位置指令作成部１３は、ｉ＝１であるのでＲ（１）＝Ｒ（０）＋ｒ（ｊ）によってＲ（１）を算出する。なお、Ｒ（０）は０である。

さらに、位置指令作成部１３は、複合カム全体のストローク量が各カムパターンのストローク量の総和となるよう、各カムパターンのストローク量を順番に加算していく。位置指令作成部１３は、複合カムのストローク位置として、複合カムの現時点でのストローク位置にカムｊの最終ストローク位置（カムｊのストローク量設定値）を加算する。すなわち、（ｉ−１）番目までのストローク位置にｉ番目のカムのストローク位置を加算することによって、ｉ番目におけるストローク位置を算出する。

具体的には、位置指令作成部１３は、Ｓ（ｉ）＝Ｓ（ｉ−１）＋ｓ（ｊ）×（ストローク量設定値）によって、複合カムのストローク位置を算出する（ステップＳ１６０）。ここでの位置指令作成部１３は、ｉ＝１であるので、Ｓ（１）＝Ｓ（０）＋ｓ（ｊ）×（ストローク量設定値）によってＳ（１）を算出する。なお、Ｓ（０）は０である。位置指令作成部１３は、算出した複合カムの分解能の配列、複合カムのストローク位置を、複合カム情報記憶部１６に記憶させる。

位置指令作成部１３は、カウンタ値ｉを１だけインクリメント（ｉ＝ｉ＋１）する（ステップＳ１７０）。位置指令作成部１３は、ｉがＮ＋１より小さいか否か（ｉ≧Ｎ＋１）を判断することによって、結合する個数分（Ｎ）のカムに対し、カムパターン情報５１などの算出が完了したか否かを判断する（ステップＳ１８０）。

位置指令作成部１３は、ｉがＮ＋１より小さいとき（ステップＳ１８０、Ｎｏ）、ステップＳ１３０の処理に戻り、ステップＳ１３０〜Ｓ１８０の処理を繰り返す。一方、位置指令作成部１３は、ｉがＮ＋１以上のとき（ステップＳ１８０、Ｙｅｓ）、結合に用いる個々のカムパターン情報５１の算出を終了する。

つぎに、位置指令作成部１３は、算出した各分解能Ｒ（ｉ），各ストローク量Ｓ（ｉ）を用いて、カム（カムパターン情報５１）の結合処理（複合カムのカムパターン情報の生成）を行う。

位置指令作成部１３は、カウンタｉを１で初期化する（ステップＳ１９０）。位置指令作成部１３は、カム番号Ｃｉのカムパターン情報５１に対して、分解能の比に応じたカム角度を算出する。位置指令作成部１３は、各カム角度（カム形状データテーブル５０内の各カム角度）Ｄに対して、複合カムにおけるカム角度を算出する。具体的には、位置指令作成部１３が、３６０°×（Ｒ（ｉ−１）／Ｒ（Ｎ））＋Ｄ×（ｒ（ｉ）／Ｒ（Ｎ））の式を用いて、複合カムにおける各カム角度を算出する。

また、位置指令作成部１３は、カム番号Ｃｉのカムパターン情報５１に対して、カム角度毎（パルス毎）のストローク量Ｓを算出する。具体的には、位置指令作成部１３は、Ｓ（ｉ−１）＋Ｓの式を用いてカム角度毎のストローク量Ｓを算出する（ステップＳ２００）。

位置指令作成部１３は、カウンタ値ｉを１だけインクリメント（ｉ＝ｉ＋１）する（ステップＳ２１０）。位置指令作成部１３は、ｉがＮ＋１より小さいか否か（ｉ≧Ｎ＋１）を判断することによって、結合する個数分（Ｎ）のカムに対し、カムパターン情報５１の結合が完了したか否かを判断する（ステップＳ２２０）。

位置指令作成部１３は、ｉがＮ＋１より小さいとき（ステップＳ２２０、Ｎｏ）、ステップＳ２００の処理に戻り、ステップＳ２００〜Ｓ２２０の処理を繰り返す。一方、位置指令作成部１３は、ｉがＮ＋１以上のとき（ステップＳ２２０、Ｙｅｓ）、各カムパターン情報５１の結合を終了する。

ここで、算出した各分解能Ｒ（ｉ），各ストローク量Ｓ（ｉ）を用いたカムパターン（カムパターン情報５１）の結合処理の一例を概念的に説明する。図８は、カムパターンの結合処理の一例を説明するための図であり、複合カムパターンの生成処理（カムパターンの結合処理）を概念的に示している。ここでは、カムパターンの結合処理の一例として、カム形状データテーブルＸ１とストローク量設定値Ｙ１に対応するカム、カム形状データテーブルＸ２とストローク量設定値Ｙ２に対応するカム、カム形状データテーブルＸ３とストローク量設定値Ｙ３に対応するカムの３つのカムを結合する場合について説明する。

なお、ここでのカム形状データテーブルＸ１〜Ｘ３が図３，４に示したカム形状データテーブル５０Ａやカム形状データテーブル５０Ｂに対応する。カム形状データテーブルＸ１〜Ｘ３は、カム形状データテーブル記憶部１１が記憶し、ストローク量設定値Ｙ１〜Ｙ３はストローク量記憶部１２が記憶している。

位置指令作成部１３は、カム形状データテーブルＸ１とストローク量設定値Ｙ１を用いて、カムパターンＺ１を作成する。また、位置指令作成部１３は、カム形状データテーブルＸ２とストローク量設定値Ｙ２を用いて、カムパターンＺ２を作成する。また、位置指令作成部１３は、カム形状データテーブルＸ３とストローク量設定値Ｙ３を用いて、カムパターンＺ３を作成する。ここでのカムパターンＺ１〜Ｚ３が、図５に示したカムパターン情報５１に対応する。

つぎに、位置指令作成部１３は、カムパターンＺ１〜Ｚ３、カム結合情報（カム結合情報５２）を結合（連結）して、複合カムパターンＣを作成する。ここでの複合カムパターンＣが後述の複合カムパターン８１に対応する。なお、ここでは３個のカムパターンを結合する場合について説明したが、２個または４個以上のカムパターンを結合することとしてもよい。

つぎに、位置指令作成部１３は、カムの結合部分についてストローク量の変化量の連続性がなかった場合に、移動平均法を用いてスムージング処理を実施する。位置指令作成部１３は、まずカウンタ値ｉを１で初期化し（ステップＳ２３０）、スムージング領域定数ｔｓを、スムージング領域定数記憶部１７から取得する（ステップＳ２４０）。

位置指令作成部１３は、カムデータの結合点の前後のスムージング区間においてストローク位置の変化量を平均化することでスムージング処理後のストローク値（ポイント）Ｔを算出する（ステップＳ２５０）。

具体的には、カムデータの結合点Ｒ（ｉ）±ｔｓの間（結合部分を含む所定領域）の分解能ｊにおいて、Ｔ＝（Ｓ（ｊ＋ｔｓ）−Ｓ（ｊ−ｔｓ−１））／（２ｔｓ＋１）＋Ｓ（ｊ−１）を計算し、ストローク値Ｔを算出する。

位置指令作成部１３は、カムデータの結合点Ｒ（ｉ）±ｔｓの間の分解能ｊにおいて、スムージング処理後のストローク値Ｔを複合カムパターン代入し（Ｓ（ｊ）＝Ｔ））、カムパターンを更新する（ステップＳ２６０）。

位置指令作成部１３は、カウンタ値ｉを１だけインクリメント（ｉ＝ｉ＋１）する（ステップＳ２７０）。位置指令作成部１３は、ｉがＮより小さいか否か（ｉ≧Ｎ）を判断することによって、結合する個数分（Ｎ）のカムに対し、スムージング処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ２８０）。

位置指令作成部１３は、ｉがＮより小さいとき（ステップＳ２８０、Ｎｏ）、ステップＳ２４０の処理に戻り、ステップＳ２４０〜Ｓ２８０の処理を繰り返す。一方、位置指令作成部１３は、ｉがＮ以上のとき（ステップＳ２８０、Ｙｅｓ）、各カムパターンのスムージング処理を終了する。

ここでカムパターンの結合処理（複合カムパターンの生成処理）を具体的に説明する。図９は、カムパターンの結合処理の具体例を説明するための図である。ここでは、カムパターンの結合処理の一例として、カム形状データテーブル６１に対応するカム、カム形状データテーブル６２に対応するカム、カム形状データテーブル６３に対応するカムの３つのカムを結合する場合について説明する。なお、ここでのカム形状データテーブル６１〜６３が図３や図４に示したカム形状データテーブル５０Ａやカム形状データテーブル５０Ｂに対応する。

カム形状データテーブル６１は、カム形状データテーブル番号「１」のデータテーブルであり、ストローク量設定値「１０」である。また、カム形状データテーブル６２は、カム形状データテーブル番号「４」のデータテーブルであり、ストローク量設定値「−１５」である。また、カム形状データテーブル６３は、カム形状データテーブル番号「１５」のデータテーブルであり、ストローク量設定値「３０」である。

カム形状データテーブル６１は、カム分解能「１３１０７２」であり、カムの角度が０°と３６０°の時にストローク比「０」、カムの角度が９０°と１８０°の時にストローク比「１」である。

また、カム形状データテーブル６２は、カム分解能「８１９２０」であり、カムの角度が０°の時にストローク比「０」、カムの角度が１２０°と３６０°の時にストローク比「１」である。

また、カム形状データテーブル６３は、カム分解能「１９６６０８」であり、カムの角度が０°の時にストローク比「０」、カムの角度が９０°の時にストローク比「０．７５」、カムの角度が３６０°の時にストローク比「１」である。

位置決め制御装置１が図７で説明したステップＳ１００〜Ｓ１８０の処理を実行することによって、カムパターン７１〜７３を得ることができる。カムパターン７１〜７３は、それぞれカム形状データテーブル６１〜６３に基づいて作成されるカムパターンである。なお、ここでのカムパターン７１〜７３は、図５に示したカムパターン情報５１に対応する。

位置決め制御装置１が、得られたカムパターン７１〜７３に対して、図７のステップＳ１９０〜Ｓ２８０の処理を実行することによって、結合後の複合カムパターン８１を得ることができる。このとき、位置決め制御装置１は、カム結合情報５２を用いて結合後の複合カムパターン８１を得る。

この後、電子カム制御部１０は、基準パルス発生部２が発生する基準パルス、作成した結合後の複合カムパターン８１を用いて位置指令情報を作成し、作成した位置指令情報を駆動制御部３に送信する。駆動制御部３は、電子カム制御部１０からの位置指令情報に基づいて、Ｘ−Ｙテーブル９１やパンチ軸９２の位置を制御し、パンチ機９０に被加工物を加工させる。

このように、複合カムに対する各カムのカム角度を算出しているので、複合カムパターン８１を用いて複合カムが１つのカム機構として動作するよう、基準パルス数に基づいた位置指令を行なうことが可能となる。

なお、実施の形態１では、各カム形状データテーブル６１〜６３をカムパターンの最終点のストロークデータである下死点または上死点で結合することとしたが、下死点または上死点以外のポイントで結合することとしてもよい。この場合、位置指令作成部１３は、各カムのカム形状データテーブル６１〜６３に対し、結合ポイントとなるカム角度、このカム角度に対応するカム分解能、ストローク量を算出し、算出した情報を用いてカムパターン情報５１を作成しておく。そして、作成した複数のカムパターン情報５１やカム結合情報５２を用いて複合カムパターンを作成する。このとき、算出した結合ポイントとなるカム角度、このカム角度に対応するカム分解能を用いて、複合カムに対する各カムのカム角度等を設定する。

このように実施の形態１によれば、複数のカム（カム機構）が１つのカム機構として動作するよう複数のカム形状データテーブル５０（カムパターン情報５１）を結合（連結）して複合カムパターン８１を作成するので、複数のカム形状データテーブルを結合させてカム動作を制御することができ、従来実現できなかったカムテーブルによって複雑なカム動作を容易に行なわせることが可能となる。

また、カム形状データテーブル５０同士を、カムパターン情報５１の最終点のストロークデータである下死点または上死点以外のポイントで結合することができるので、従来実現できなかったカムテーブルによって複雑なカム動作を容易に行なわせることが可能となる。

また、カムパーターン情報間の結合部分でカムのストローク量の変化量に連続性がない場合には、結合部分を含む所定領域にスムージング処理を行って複合カムパターンを作成するので、カムパーターン情報間の結合部分でカムのストローク量の変化量に連続性がない場合であっても、カムのストローク量に連続性を有した複合カムパターンを作成することが可能となる。

実施の形態２．
実施の形態２では、カム結合情報５２の一部（例えば結合に用いるカムテーブル番号など）やストローク量設定値を変更して、実施の形態１で作成した複合カムパターンを変更する。

すなわち、位置決め制御装置１は、実施の形態１と同様にカム形状データテーブル５０、このカム形状データテーブル５０に対応するストローク量設定値を用いて、それぞれのカムに応じたカムパターン（カムパターン情報５１）を作成する。そして、複合カム全体のカム分解能が各カムパターンの分解能の総和となり、複合カム全体のストローク量が各カムパターンのストローク量の総和となるよう、複合カムパターンを作成する。

位置決め制御装置１の使用者によって、複合カムパターンを変更する情報が位置決め制御装置１に入力されると、位置指令作成部１３は、複合カムパターンの変更として分解能や最終ストローク位置に変更があるか否かを判断する。

複合カムパターンの変更として分解能および最終ストローク位置に変更がない場合、位置指令作成部１３は、スムージング処理（図７に示したステップＳ２３０〜Ｓ２８０の処理）を実行することによって、複合カムパターンの変更を行なう。

一方、複合カムパターンの変更として分解能または最終ストローク位置に変更がある場合、位置指令作成部１３は、変更のあったポイントに対して図７に示したステップＳ１００〜Ｓ２８０の処理を実行し、複合カムパターンの変更を行なう。

カムパターン（複合カムパターン）の変更として、例えば図１に示すパンチ機９０のＹ軸方向の速度を変更する場合について説明する。図１０は、変更前のカムパターンを示す図であり、図１１は変更後のカムパターンを示す図である。

図１０に示すカムパターンＰ１に対して、図１１に示すカムパターンＰ２ではＹ軸方向の速度が変更されている。このような場合であっても、カムパターンの変更として最終ストローク位置に変更がないので、位置指令作成部１３はスムージング処理（図７に示したステップＳ２３０〜Ｓ２８０の処理）を実行することによって、カムパターンの変更を容易に行なうことが可能となる。

なお、新たなカム形状データテーブルを追加する場合には、カム形状データテーブル記憶部１１に新たなカム形状データテーブルを記憶させ、位置指令作成部１３に新たなカム形状データテーブルに対応するカムパターン情報を作成させる。そして、必要に応じて新たなカムパターン情報を用い、複合カムパターンを作成する。

このように実施の形態２によれば、カムパターンの変更として分解能および最終ストローク位置に変更がない場合はスムージング処理を実行することによって、カムパターンの変更を行なうことができ、カムパターンの変更として分解能または最終ストローク位置に変更がある場合は変更のあったポイントに対してカムパターンの変更を行なえばよいので、カムパターンの変更を容易に行なうことが可能となる。

また、複合カムパターン８１の一部を変更する場合であっても、変更するカム形状データテーブル記憶部１１に対して、ユーザプログラムによってカム形状データテーブルそのものを設定（変更）する必要がなく、カムの形状データの計算・データ格納をユーザプログラムによって実行する必要がなくなる。したがって、簡易なユーザプログラムによって容易にカムパターンの変更を行なうことが可能となる。

以上のように、本発明にかかる位置決め制御装置は、カム機構の動作制御に適している。

実施の形態１にかかる位置決め制御装置を備えた加工システムの構成を示す図である。 実施の形態１にかかる位置決め制御装置の構成を示すブロック図である。 往復カムのカム形状データテーブルの構成の一例を示す図である。 送りカムのカム形状データテーブルの構成の一例を示す図である。 カムパターン情報の構成の一例を示す図である。 カム結合情報の構成の一例を示す図である。 カムの結合処理の処理手順を示すフローチャートである。 カムパターンの結合処理の一例を概念的に説明するための図である。 カムパターンの結合処理の具体例を説明するための図である。 変更前のカムパターンを示す図である。 変更後のカムパターンを示す図である。

符号の説明

１ 位置決め制御装置
２ 基準パルス発生部
３ 駆動制御部
１０ 電子カム制御部
１１ カム形状データテーブル記憶部
１２ ストローク量記憶部
１３ 位置指令作成部
１４ カムパターン情報記憶部
１５ カム結合情報記憶部
１６ 複合カム情報記憶部
１７ スムージング領域定数記憶部
５０Ａ，５０Ｂ，６１〜６３ カム形状データテーブル
５１ カムパターン情報
５２ カム結合情報
７１〜７３ カムパターン
８１ 複合カムパターン
９０ パンチ機
９１ Ｘ−Ｙテーブル
９２ パンチ軸

Claims (5)

1. 複数のカム機構を駆動制御して制御対象の位置決めを制御する位置決め制御装置において、
   前記各カム機構のカム角度とカムストローク比との関係に関する情報をカム情報としてカム機構毎に記憶する記憶部と、
   複数の前記カム情報を、１つのカム機構として動作するよう、結合するカム機構のカム情報毎にカム角度およびカムストローク位置を結合カム情報として作成するとともに、前記カム機構を駆動制御する制御指示情報を前記結合カム情報および外部入力される所定の基準パルスのパルス数に基づいて作成する指示情報作成部と、
   を備え、
   前記指示情報作成部は、結合する各カム情報内の基準パルスのパルス数の総和を前記結合カム情報のカム機構の１サイクルの動作に要する基準パルスのパルス数に設定し、
   前記指示情報作成部が作成する制御指示情報に基づいて前記カム機構を駆動制御することを特徴とする位置決め制御装置。
2. 前記各カム情報は当該カム情報に対応するカム機構の１サイクルの動作に要する基準パルスのパルス数に関する情報を含み、
   前記指示情報作成部は、前記カム機構毎に設定されるカムのストローク量および前記カム情報に基づいて、前記基準パルスのパルス数に応じた前記カム機構毎のカムのストローク位置を算出し、当該ストローク位置を用いて前記結合カム情報を作成することを特徴とする請求項１に記載の位置決め制御装置。
3. 前記指示情報作成部は、結合する各カム情報に対応するカムのストローク量の総和を前記結合カム情報のカムのストローク量に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の位置決め制御装置。
4. 前記指示情報作成部は、前記結合するカム情報間の結合部分でカムのストローク量の変化量に連続性がない場合には、前記結合部分を含む所定領域のスムージング処理を行って前記結合カム情報を作成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の位置決め制御装置。
5. 前記指示情報作成部は、作成した前記結合カム情報を変更する際には、前記基準パルスのパルス数に応じた前記カム機構毎のカムのストローク位置を変更して前記結合カム情報を変更することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の位置決め制御装置。

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