JPH0239210A - 加減速制御方式 - Google Patents
加減速制御方式Info
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- JPH0239210A JPH0239210A JP63186893A JP18689388A JPH0239210A JP H0239210 A JPH0239210 A JP H0239210A JP 63186893 A JP63186893 A JP 63186893A JP 18689388 A JP18689388 A JP 18689388A JP H0239210 A JPH0239210 A JP H0239210A
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- Japan
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims abstract description 96
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000036461 convulsion Effects 0.000 description 14
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G05B2219/34—Director, elements to supervisory
- G05B2219/34042—Filter
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、NC工作機械やロボットの制御装置等に使用
されるサーボモータの加減速fIill 1方式に関す
る。
されるサーボモータの加減速fIill 1方式に関す
る。
従来の技術
NC工作機械やロボット等において、なめらかな起動、
停止を行わせ、かつ、機械に振動が生じないようにする
ため、補間後の各軸のサーボモータへの移動指令(速度
)を加減速フィルタに通し、該加減速フィルタの出力を
サーボ制御部に入力して加減速制御を行う方式、または
、補間前の指令速度を加減速フィルタに通し、該加減速
フィルタの出力に対し補間を行ってサーボ制御部に入力
する加減速制御方式が公知である。
停止を行わせ、かつ、機械に振動が生じないようにする
ため、補間後の各軸のサーボモータへの移動指令(速度
)を加減速フィルタに通し、該加減速フィルタの出力を
サーボ制御部に入力して加減速制御を行う方式、または
、補間前の指令速度を加減速フィルタに通し、該加減速
フィルタの出力に対し補間を行ってサーボ制御部に入力
する加減速制御方式が公知である。
また、特1m昭59−168513号公報に記載されて
いるように、加減速フィルタを2段にして加減速1iI
J御を行う方式も公知である。
いるように、加減速フィルタを2段にして加減速1iI
J御を行う方式も公知である。
発明が解決しようとする課題
指令速度(単位時間当りの移動量)を加減速フィルタに
通すことによって、指令速度の不連続性をなくし、指令
速度をなめらかにすることができる。しかし、この場合
、加速度には不連続性が残る。そこで、加減速フィルタ
を2段にし、再度加減速フィルタに通すことによって加
速度の不連続性を改善することができるが、しかし、加
加速度の不連続性が残り、この加加速度の不連続性によ
りNC工作機械やロボット等に振動が発生することがあ
る。
通すことによって、指令速度の不連続性をなくし、指令
速度をなめらかにすることができる。しかし、この場合
、加速度には不連続性が残る。そこで、加減速フィルタ
を2段にし、再度加減速フィルタに通すことによって加
速度の不連続性を改善することができるが、しかし、加
加速度の不連続性が残り、この加加速度の不連続性によ
りNC工作機械やロボット等に振動が発生することがあ
る。
そこで、本発明の目的は、加加速度の不連続性をも改善
し、機械やロボット等に振動が発生しない加減速制御方
式を提供することにある。
し、機械やロボット等に振動が発生しない加減速制御方
式を提供することにある。
課題を解決するための手段
本発明は、加減速フィルタを3段にすることによって上
記課題を解決した。
記課題を解決した。
作 用
第1段の加減速フィルタによって指令速度の不連続性を
除去し、第2段の加減速フィルタによって加速度の不連
続性を除去し、第3段の加減速フィルタによって加加速
度の不連続性を除去する。
除去し、第2段の加減速フィルタによって加速度の不連
続性を除去し、第3段の加減速フィルタによって加加速
度の不連続性を除去する。
これによって、機械やロボットはなめらかに移動させ、
振動の発生を防止する。
振動の発生を防止する。
実施例
第2図は、直線形加減速制御をデジタル処理で行う従来
から公知の加減速フィルタFのブロック図で、該加減速
フィルタFはn−1個の遅延ユニットz −1を有して
いる。但し、nは加速又は減速を開始してから、加速又
は減速を終了するまでの加減速時間τをナンプリング周
期Tで割ったもの、即ち、n−τ/Tである。また、符
号10は加算手段、11は乗算手段で、加算手段10の
出力に1/nを乗するものである。
から公知の加減速フィルタFのブロック図で、該加減速
フィルタFはn−1個の遅延ユニットz −1を有して
いる。但し、nは加速又は減速を開始してから、加速又
は減速を終了するまでの加減速時間τをナンプリング周
期Tで割ったもの、即ち、n−τ/Tである。また、符
号10は加算手段、11は乗算手段で、加算手段10の
出力に1/nを乗するものである。
該加減速フィルタFには指令速度(単位時間当りの移動
m)がサンプリング周期T毎に入力され、該指令速度は
、サンプリング周期T毎順次次のイ延ユニットz −1
にシフトされ、かつ、入力指令速度と各遅延ユニットZ
−1の出力をナンブリング周mT毎に加算手段10で加
算し、ざらに、該加算手段10の出力に乗算手段11で
1/nが乗算されて、加減速フィルタFの出力P′とし
て出力されるようになっている。
m)がサンプリング周期T毎に入力され、該指令速度は
、サンプリング周期T毎順次次のイ延ユニットz −1
にシフトされ、かつ、入力指令速度と各遅延ユニットZ
−1の出力をナンブリング周mT毎に加算手段10で加
算し、ざらに、該加算手段10の出力に乗算手段11で
1/nが乗算されて、加減速フィルタFの出力P′とし
て出力されるようになっている。
即ち、加算フィルタFの出力P′は次式によって示され
る。
る。
P’ = (P+XI +X2 +−Xn−1> /n
・・・・・・(1) なお、XI 、X2・・・・・・Xn1.ti!i!延
ユニッ上ユニツトる値である。
・・・・・・(1) なお、XI 、X2・・・・・・Xn1.ti!i!延
ユニッ上ユニツトる値である。
第1図は、このような加減速フィルタFをシリーズに接
続し、3段の加減速フィルタF1.F2゜F3を構成し
た本発明の加減速制御方式を実施づる1つの軸の一実施
例のブロック図である。paは補間後の指令速度であり
、第1段の加減速フィルタF1に入力され、該第1段の
加減速フィルタF1の出力Pbは第2段の加減速フィル
タF2に入力され、その出力Pcは第3段の加減速フィ
ルタF3に入力され、該第3段の加減速フィルタF3の
出力Pdは、当該加減速制御を行うサーボモータのサー
ボ制御部に入力されるようになっている。
続し、3段の加減速フィルタF1.F2゜F3を構成し
た本発明の加減速制御方式を実施づる1つの軸の一実施
例のブロック図である。paは補間後の指令速度であり
、第1段の加減速フィルタF1に入力され、該第1段の
加減速フィルタF1の出力Pbは第2段の加減速フィル
タF2に入力され、その出力Pcは第3段の加減速フィ
ルタF3に入力され、該第3段の加減速フィルタF3の
出力Pdは、当該加減速制御を行うサーボモータのサー
ボ制御部に入力されるようになっている。
次に、本実施例の動作を第3図のタイミングチャートと
共に説明する。
共に説明する。
例えば、指令速度Paを100.ナンブリング周期Tを
B m5ac、第1段から第3段の加減速フィルタF1
〜F3の加減速時間をすべて同一τとして4 Q m5
Ocとすると、n = 40/8 = 5で4個の遅延
ユニットz−1で各加減速フィルタF1〜F3が構成さ
れているとする。そして、各遅延ユニットZ−1の初期
値×1〜×4は0であるとする。
B m5ac、第1段から第3段の加減速フィルタF1
〜F3の加減速時間をすべて同一τとして4 Q m5
Ocとすると、n = 40/8 = 5で4個の遅延
ユニットz−1で各加減速フィルタF1〜F3が構成さ
れているとする。そして、各遅延ユニットZ−1の初期
値×1〜×4は0であるとする。
第1回目のサンプリング時では、pa=ioo。
×1〜X4 =Oであるので、第1の加減速フィルタF
1の出力Pbは Pb=10015=20 第2回目はPa=100.xi =100.X2〜X4
=Oであるので、 Pb=20015=40 以下、第3回目のサンプリング時にはpb=60、第4
回目、第5回目の各サンプリング周期ではpb=so、
pb=iooとなり、以後、指令速度pa=iooが入
力される間、出力pbはrlooJを出力し、指令速度
paが10」となると以後のサンプリング時より順次8
0,60゜40.20.O・・・となる。即ち、第3図
に示すように、指令速度Pa=100の矩形状入力があ
ると、第1の加減速フィルタF1は第3図に示されるよ
うに加減速制御された出力Pbを出すことになる。
1の出力Pbは Pb=10015=20 第2回目はPa=100.xi =100.X2〜X4
=Oであるので、 Pb=20015=40 以下、第3回目のサンプリング時にはpb=60、第4
回目、第5回目の各サンプリング周期ではpb=so、
pb=iooとなり、以後、指令速度pa=iooが入
力される間、出力pbはrlooJを出力し、指令速度
paが10」となると以後のサンプリング時より順次8
0,60゜40.20.O・・・となる。即ち、第3図
に示すように、指令速度Pa=100の矩形状入力があ
ると、第1の加減速フィルタF1は第3図に示されるよ
うに加減速制御された出力Pbを出すことになる。
第1表は上記例における加速時における指令速度Paと
第1の加減速フィルタF1の出力Pbの関係を表にした
ものである。
第1の加減速フィルタF1の出力Pbの関係を表にした
ものである。
第1表
1丁 100 10015=202T
100 20015=403T 10
0 30015=604T 100
40015=805T 100 5001
5=1006丁 100 50015=
100上記第1表で明らかのように、加速度はOから2
0に立上った後加速時間(τ=5T)中、一定(20)
であり、また、減速時においても、第1加減速フイルタ
pbの出力は100から80,60.40.20.Oと
変化するので、減速開始時に加速度は−20になった後
、この減速時間(τ−5T)中、加速度は一定(−20
>となり、第3図に示すように、不連続の加速度が生じ
ることとなる。また、加加速度も第1表及び第3図に示
すように、加減速開始時及び終了時に加加速度が生じ、
不連続な加加速度となっている。
100 20015=403T 10
0 30015=604T 100
40015=805T 100 5001
5=1006丁 100 50015=
100上記第1表で明らかのように、加速度はOから2
0に立上った後加速時間(τ=5T)中、一定(20)
であり、また、減速時においても、第1加減速フイルタ
pbの出力は100から80,60.40.20.Oと
変化するので、減速開始時に加速度は−20になった後
、この減速時間(τ−5T)中、加速度は一定(−20
>となり、第3図に示すように、不連続の加速度が生じ
ることとなる。また、加加速度も第1表及び第3図に示
すように、加減速開始時及び終了時に加加速度が生じ、
不連続な加加速度となっている。
そこで、第1段の加減速フィルタF1の出力Pbを第2
段の加減速フィルタF2に入力する。このときの第2段
の加減速フィルタF2への入力Pbと出力PCとの関係
は、上記例に従って述べると第2表のようになり、第3
図に示すような速度指令出力Pc及びその加速度、加加
速度となる。
段の加減速フィルタF2に入力する。このときの第2段
の加減速フィルタF2への入力Pbと出力PCとの関係
は、上記例に従って述べると第2表のようになり、第3
図に示すような速度指令出力Pc及びその加速度、加加
速度となる。
この第2表及び第3図から明らかのように、加速度の不
連続性は改善されているが、加加速度に関しては依然と
して不連続である。
連続性は改善されているが、加加速度に関しては依然と
して不連続である。
この第2段の加減速フィルタF2の出力Pcを第3段の
加減速フィルタF3に入力すると、該第3段の加減速フ
ィルタF3の出力Pd及びその加速度、加加速度は第3
図に示す状態となる。また、上記例で加速時の状態を見
ると、第3表のようになる。
加減速フィルタF3に入力すると、該第3段の加減速フ
ィルタF3の出力Pd及びその加速度、加加速度は第3
図に示す状態となる。また、上記例で加速時の状態を見
ると、第3表のようになる。
第2表
第3表
2015= 4
6015=12
12015=24
20015=40
30015=60
38015=76
44015=88
48015=96
50015=100
50015=100
50015=100
1■
2■
3丁
4丁
5丁
6丁
1丁
8丁
9■
10丁
11丁
2T
3T
4T
5T
415=0.8
1615=3.2
4015= 8
8015=16
14015=28
21215=42.4
28815=57.6
36015=72
42015=84
46015=92
48415=96.8
49B15=99.2
50015=100
50015=100
50015=100
0.8 0.8
2.416
4.8 2.4
14.4 24
15.2 0,8
14.4 −0 8
12 −2.4
4、8 −3.2
2、4 −2.4
0.8−16
0 −0.8
この第3表及び第3図から明らかのように、加加速度の
不連続性は除去され、加速度、加加速度は連続的となり
、出力Pdもなめらかに変化する。
不連続性は除去され、加速度、加加速度は連続的となり
、出力Pdもなめらかに変化する。
そして、この第3段の加減速フィルタF3の出力Pdを
指令速度としてサーボ制御部に入力すれば、加速度、加
加速度は不連続性がなく、指令速度Pdもなめらかに変
化するから、サーボモータはなめらかに駆動され、機械
やロボットに振動が生じることはない。
指令速度としてサーボ制御部に入力すれば、加速度、加
加速度は不連続性がなく、指令速度Pdもなめらかに変
化するから、サーボモータはなめらかに駆動され、機械
やロボットに振動が生じることはない。
第4図は、上記3段の加減速フィルタで構成される加減
速制御をマイクロプロセッサで処理するときの第2の実
施例を示すフローチャートである。
速制御をマイクロプロセッサで処理するときの第2の実
施例を示すフローチャートである。
マイクロプロセッサに接続されたメモリ内に第1の加減
速フィルタの遅延ユニットZ−1に対応するレジスタ8
1〜BL−1,第2の加減速フィルタの遅延ユニットz
lに対応するレジスタ01〜C11−1,13の加減速
フィルタの亙延ユニットZ−1に対応するレジスタD1
〜[) n−1を設ける。
速フィルタの遅延ユニットZ−1に対応するレジスタ8
1〜BL−1,第2の加減速フィルタの遅延ユニットz
lに対応するレジスタ01〜C11−1,13の加減速
フィルタの亙延ユニットZ−1に対応するレジスタD1
〜[) n−1を設ける。
なお、l、m、nの値は第1.第2.第3の各加減速フ
ィルタの加減速時間τ1.τ2.τ3を第4図の処理を
行う周期Tで除した値(L=rl/T、m−r2/T、
n=r3/T)である。
ィルタの加減速時間τ1.τ2.τ3を第4図の処理を
行う周期Tで除した値(L=rl/T、m−r2/T、
n=r3/T)である。
マイクロプロセッサは所定周期T毎に第4図に示す処理
を実行しており、速度指令paがあると、該指令値pa
とレジスタ81〜3 L−1に記憶する値を加算し、し
て除して第1段の加減速フィルタF1の出力に対応する
値Pbを求める(ステップ81)。次に、求められた出
力Pbの値と第2段のレジスタ01〜Cl11−1の値
を加算し、mで除し、第2段の加減速フィルタF2の出
力に対応する値pcを求める(ステップS2)。そして
、このpcと第3段のレジスタD1〜[) n−1の値
を加C)し、nで除し、第3段の加減速フィルタF3の
出力に対応する値Pdを求め(ステップS3)、加減速
制御出力としてこの値Pdをサーボ制御部へ出力する(
ステップ84)。次に、レジスタB L−2〜B1の値
をレジスタB1.−1〜B2へ各々シフトしくステップ
55−1〜S 5− (L−2))、レジスタB1に速
度指令値paを格納する(ステップ86)。
を実行しており、速度指令paがあると、該指令値pa
とレジスタ81〜3 L−1に記憶する値を加算し、し
て除して第1段の加減速フィルタF1の出力に対応する
値Pbを求める(ステップ81)。次に、求められた出
力Pbの値と第2段のレジスタ01〜Cl11−1の値
を加算し、mで除し、第2段の加減速フィルタF2の出
力に対応する値pcを求める(ステップS2)。そして
、このpcと第3段のレジスタD1〜[) n−1の値
を加C)し、nで除し、第3段の加減速フィルタF3の
出力に対応する値Pdを求め(ステップS3)、加減速
制御出力としてこの値Pdをサーボ制御部へ出力する(
ステップ84)。次に、レジスタB L−2〜B1の値
をレジスタB1.−1〜B2へ各々シフトしくステップ
55−1〜S 5− (L−2))、レジスタB1に速
度指令値paを格納する(ステップ86)。
以下同様に、レジスタCm−2〜C1の値を各々レジス
タCm−1〜C2ヘシフトしくステップ$7−1〜S
7− (m−2))、レジスタC1に第1段の加減速フ
ィルタの出力としての値pbを格納しくステップS8)
、レジスタ[] n−2〜D1の値を各々レジスタ[)
n−1〜D2ヘシフトしくステップ891〜S 9−
(n−2))、レジスタD1に第2段の加減速フィル
タの出力としての値pcを格納して(ステップ510)
、当該処理周期の処理を終了する。上記処理を所定周期
毎行うことによって、該処理によって出力される指令速
度Pdは第3図に示すように加速度、加加速度に不連続
性のないなめらかな指令を得ることができる。
タCm−1〜C2ヘシフトしくステップ$7−1〜S
7− (m−2))、レジスタC1に第1段の加減速フ
ィルタの出力としての値pbを格納しくステップS8)
、レジスタ[] n−2〜D1の値を各々レジスタ[)
n−1〜D2ヘシフトしくステップ891〜S 9−
(n−2))、レジスタD1に第2段の加減速フィル
タの出力としての値pcを格納して(ステップ510)
、当該処理周期の処理を終了する。上記処理を所定周期
毎行うことによって、該処理によって出力される指令速
度Pdは第3図に示すように加速度、加加速度に不連続
性のないなめらかな指令を得ることができる。
発明の効果
本発明は、加減速フィルタを3段にすることによって、
速度指令、その加速度、加加速度に不連続性を除去した
ので、本発明の加減速制御方式で駆動されるNC工作機
械やロボット等はなめらかに駆動され、撮動が低減され
る。
速度指令、その加速度、加加速度に不連続性を除去した
ので、本発明の加減速制御方式で駆動されるNC工作機
械やロボット等はなめらかに駆動され、撮動が低減され
る。
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は直線
形加減速フィルタのブロック図、第3図は本発明の実施
例における第1〜第3段の加減速フィルタの出力の説明
図、第4図は本発明の第2の実施例におけるマイクロプ
ロセッサが行う70−ヂヤートである。 F、Fl〜F3・・・加減速フィルタ、z−1・・・遅
延ユニット、10・・・加算手段、11・・・乗算手段
。
形加減速フィルタのブロック図、第3図は本発明の実施
例における第1〜第3段の加減速フィルタの出力の説明
図、第4図は本発明の第2の実施例におけるマイクロプ
ロセッサが行う70−ヂヤートである。 F、Fl〜F3・・・加減速フィルタ、z−1・・・遅
延ユニット、10・・・加算手段、11・・・乗算手段
。
Claims (1)
- 移動指令を加減速フィルタを介してサーボ制御部に入力
しサーボモータの加減速を制御する加減速制御方式にお
いて、上記加減速フィルタを3段にして加減速制御を行
うことを特徴とする加減速制御方式。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63186893A JP2808119B2 (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 加減速制御方式 |
PCT/JP1989/000738 WO1990001187A1 (en) | 1988-07-28 | 1989-07-24 | Apparatus for controlling acceleration and deceleration for servo control |
US07/474,751 US5057756A (en) | 1988-07-24 | 1989-07-24 | Acceleration/deceleration control apparatus for servo control |
EP19890908522 EP0378708A4 (en) | 1988-07-28 | 1989-07-24 | Apparatus for controlling acceleration and deceleration for servo control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63186893A JP2808119B2 (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 加減速制御方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0239210A true JPH0239210A (ja) | 1990-02-08 |
JP2808119B2 JP2808119B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=16196529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63186893A Expired - Fee Related JP2808119B2 (ja) | 1988-07-24 | 1988-07-28 | 加減速制御方式 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5057756A (ja) |
EP (1) | EP0378708A4 (ja) |
JP (1) | JP2808119B2 (ja) |
WO (1) | WO1990001187A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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