JPH06301423A - 多軸の制御システム - Google Patents
多軸の制御システムInfo
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- JPH06301423A JPH06301423A JP8433293A JP8433293A JPH06301423A JP H06301423 A JPH06301423 A JP H06301423A JP 8433293 A JP8433293 A JP 8433293A JP 8433293 A JP8433293 A JP 8433293A JP H06301423 A JPH06301423 A JP H06301423A
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- shaft
- cam curve
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 主軸と従軸の追従関係を容易に変更でき、主
軸から従軸までの動力伝達経路を容易に長距離化でき、
しかも従軸を主軸に対してリアルタイムに追従させるこ
とが可能な多軸の制御システムを実現することを目的と
する。 【構成】 主軸の無次元位置と従軸の無次元位置の関係
を規定したカム曲線で主軸と従軸の追従関係を定める。
主軸の無次元位置の有次元化は、主軸の回転位置を計測
するカウンタにセットする最大カウントによって行う。
従軸の無次元位置の有次元化は、従軸の実際の回転量に
よって行う。そして、無次元化位置どうしを対応させた
カム曲線と、有次元化するためのデータを用いて主軸の
動きに追従するさせるための従軸の位置指令値を求め
る。
軸から従軸までの動力伝達経路を容易に長距離化でき、
しかも従軸を主軸に対してリアルタイムに追従させるこ
とが可能な多軸の制御システムを実現することを目的と
する。 【構成】 主軸の無次元位置と従軸の無次元位置の関係
を規定したカム曲線で主軸と従軸の追従関係を定める。
主軸の無次元位置の有次元化は、主軸の回転位置を計測
するカウンタにセットする最大カウントによって行う。
従軸の無次元位置の有次元化は、従軸の実際の回転量に
よって行う。そして、無次元化位置どうしを対応させた
カム曲線と、有次元化するためのデータを用いて主軸の
動きに追従するさせるための従軸の位置指令値を求め
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主軸の動きに追従して
従軸を動かす多軸の制御システムに関するものである。
従軸を動かす多軸の制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】主軸の動きに追従して従軸を動かす装置
は多くの生産機械に使われている。例えば、一定速度で
送られてくるチャートに対して一定時間毎にカッタを動
作させ、チャートに対して一定間隔おきにミシン目を付
ける機械に使われる。この機械では、チャート送り動作
に追従してカッタ動作を行っているため、チャート送り
ローラの駆動軸が主軸になり、カッタを動作させる軸が
従軸になる。このように主軸の動きに追従して従軸を動
かす装置としては、従来、カム機構があった。カム機構
の一例を図９に示す。図９において、１は主軸、２は従
軸である。３は主軸１を駆動するモータ、４は主軸１に
固定されたウォーム形状のカム、５はカム４に形成され
ていてウォーム形状をなすための溝である。６は従軸２
に固定された回転テーブル、７は回転テーブル６の周囲
に設けられていて溝５に係合しているローラである。こ
のような装置では、主軸１が回転すると、回転動力はカ
ム４とローラ７を介して従軸２に伝達され、回転テーブ
ル６が位置決めされる。しかし、カム機構で動力伝達す
る装置では、主軸と従軸の追従関係を変えたい場合は、
カムの設計と製造をしなおさなければならないため、追
従関係の変更が難しい。また、主軸１と従軸２の距離を
長くしたい場合は、主軸１を長くしなければならなくな
り、軸のねじれやたわみ等により動力の伝達効率が悪く
なる。このため、長距離化が難しいという問題点があっ
た。
は多くの生産機械に使われている。例えば、一定速度で
送られてくるチャートに対して一定時間毎にカッタを動
作させ、チャートに対して一定間隔おきにミシン目を付
ける機械に使われる。この機械では、チャート送り動作
に追従してカッタ動作を行っているため、チャート送り
ローラの駆動軸が主軸になり、カッタを動作させる軸が
従軸になる。このように主軸の動きに追従して従軸を動
かす装置としては、従来、カム機構があった。カム機構
の一例を図９に示す。図９において、１は主軸、２は従
軸である。３は主軸１を駆動するモータ、４は主軸１に
固定されたウォーム形状のカム、５はカム４に形成され
ていてウォーム形状をなすための溝である。６は従軸２
に固定された回転テーブル、７は回転テーブル６の周囲
に設けられていて溝５に係合しているローラである。こ
のような装置では、主軸１が回転すると、回転動力はカ
ム４とローラ７を介して従軸２に伝達され、回転テーブ
ル６が位置決めされる。しかし、カム機構で動力伝達す
る装置では、主軸と従軸の追従関係を変えたい場合は、
カムの設計と製造をしなおさなければならないため、追
従関係の変更が難しい。また、主軸１と従軸２の距離を
長くしたい場合は、主軸１を長くしなければならなくな
り、軸のねじれやたわみ等により動力の伝達効率が悪く
なる。このため、長距離化が難しいという問題点があっ
た。
【０００３】このような問題点を解決するための装置と
して、従来、主軸と従軸にそれぞれサーボモータを設
け、これらのモータの動作を共通のコントローラで制御
する電子化されたシステムがある。その一例を図１０に
示す。図１０において、１０は主軸、１１及び１２は従
軸である。１３は主軸１０を駆動するモータ、１４はモ
ータ１３が１回転する毎に１パルスを発生する回転セン
サ、１５及び１６は従軸１１及び１２をそれぞれ駆動す
るサーボモータ、１７及び１８はそれぞれモータ１５及
び１６の回転位置を位置決めするサーボドライバ、１９
は回転センサ１４が出力する回転検出信号を起動信号Ｄ
として各サーボドライバ１７と１８に位置指令信号Ｓ1
とＳ2を与えるコントローラである。２０は位置指令値
を与えるカム曲線が格納されたカム曲線記憶部である。
カム曲線は、例えばモータの位置指令値の経時的変化を
表わした曲線である。カム曲線記憶部８には位置指令値
と時間の値がテーブル形式に対応させて格納されてい
る。カム曲線記憶部８には複数種類のカム曲線のテーブ
ル値のほかに位置決め制御を行うためのプログラムが格
納されている。
して、従来、主軸と従軸にそれぞれサーボモータを設
け、これらのモータの動作を共通のコントローラで制御
する電子化されたシステムがある。その一例を図１０に
示す。図１０において、１０は主軸、１１及び１２は従
軸である。１３は主軸１０を駆動するモータ、１４はモ
ータ１３が１回転する毎に１パルスを発生する回転セン
サ、１５及び１６は従軸１１及び１２をそれぞれ駆動す
るサーボモータ、１７及び１８はそれぞれモータ１５及
び１６の回転位置を位置決めするサーボドライバ、１９
は回転センサ１４が出力する回転検出信号を起動信号Ｄ
として各サーボドライバ１７と１８に位置指令信号Ｓ1
とＳ2を与えるコントローラである。２０は位置指令値
を与えるカム曲線が格納されたカム曲線記憶部である。
カム曲線は、例えばモータの位置指令値の経時的変化を
表わした曲線である。カム曲線記憶部８には位置指令値
と時間の値がテーブル形式に対応させて格納されてい
る。カム曲線記憶部８には複数種類のカム曲線のテーブ
ル値のほかに位置決め制御を行うためのプログラムが格
納されている。
【０００４】このようなシステムの動作を説明する。図
１１は各信号のタイムチャートである。各従軸のモータ
１５，１６の回転量をあらかじめコントローラ２０に設
定しておき、コントローラ２０は起動信号Ｄの間隔から
システム全体の動作速度を知り、回転量と動作速度から
従軸の回転時間を決める。そして、決めた回転時間内に
入るカム曲線を選択し、選択したカム曲線のテーブル値
をサーボドライバへ与える。位置指令信号Ｓ1とＳ2のタ
イムチャートに示すように、起動信号Ｄの間隔に応じて
各種のカム曲線が使い分けられる。
１１は各信号のタイムチャートである。各従軸のモータ
１５，１６の回転量をあらかじめコントローラ２０に設
定しておき、コントローラ２０は起動信号Ｄの間隔から
システム全体の動作速度を知り、回転量と動作速度から
従軸の回転時間を決める。そして、決めた回転時間内に
入るカム曲線を選択し、選択したカム曲線のテーブル値
をサーボドライバへ与える。位置指令信号Ｓ1とＳ2のタ
イムチャートに示すように、起動信号Ｄの間隔に応じて
各種のカム曲線が使い分けられる。
【０００５】しかし、このシステムでは次の問題点があ
った。すなわち、従軸の回転時間は、今回の起動信号の
発生時点と前回の起動信号の発生時点の間隔をもとに定
めているため、従軸の主軸に対する同期は常に１ブロッ
ク動作分遅れる。ここで、ブロック動作は起動信号の発
生間隔の間において行う動作である。このため、システ
ムの動作速度が大きく変動する場合、例えば図１１の※
印に示す部分のように、従軸の動作に矛盾が生じ、従軸
は主軸に対して１ブロック動作分、反応を逃すことにも
なりうる。これによって、リアルタイムな追従ができな
いという問題点があった。
った。すなわち、従軸の回転時間は、今回の起動信号の
発生時点と前回の起動信号の発生時点の間隔をもとに定
めているため、従軸の主軸に対する同期は常に１ブロッ
ク動作分遅れる。ここで、ブロック動作は起動信号の発
生間隔の間において行う動作である。このため、システ
ムの動作速度が大きく変動する場合、例えば図１１の※
印に示す部分のように、従軸の動作に矛盾が生じ、従軸
は主軸に対して１ブロック動作分、反応を逃すことにも
なりうる。これによって、リアルタイムな追従ができな
いという問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
例の問題点を同時に解決するためになされたものであ
り、主軸と従軸の追従関係を容易に変更でき、主軸から
従軸までの動力伝達経路を容易に長距離化でき、しかも
従軸を主軸に対してリアルタイムに追従させることが可
能な多軸の制御システムを実現することを目的とする。
例の問題点を同時に解決するためになされたものであ
り、主軸と従軸の追従関係を容易に変更でき、主軸から
従軸までの動力伝達経路を容易に長距離化でき、しかも
従軸を主軸に対してリアルタイムに追従させることが可
能な多軸の制御システムを実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、主軸の動きに
追従して従軸を動かす多軸の制御システムにおいて、主
軸に連結されていて、主軸の回転量に比例した数のパル
スを出力するエンコーダと、このエンコーダの出力パル
スのパルス数をカウントし、カウントにより主軸の回転
位置を検出し、最大カウントまでカウントするとリセッ
トされるカウンタと、主軸の無次元位置と従軸の無次元
位置との関係を規定したカム曲線を格納しているカム曲
線記憶部と、主軸の無次元位置のフルスケール分に割り
当てる前記カウンタの最大カウントと、従軸の無次元位
置のフルスケール分に割り当てる従軸の回転量のデータ
がセットされたデータ設定器と、演算周期毎に、前記カ
ウンタのカウントと前記データ設定器にセットした最大
カウントの比から主軸の無次元位置を求め、求めた主軸
の無次元位置に対応する従軸の無次元位置を前記カム曲
線記憶部から読み出し、読み出した従軸の無次元位置を
前記データ設定器にセットした従軸の回転量により有次
元化し、有次元化した値から従軸の位置指令値を求める
演算部と、この演算部で求めた従軸の位置指令値が与え
られ、与えられた位置指令値をもとに従軸の駆動用モー
タの回転位置を制御するモータ制御部と、を具備したこ
とを特徴とする多軸の制御システムである。
追従して従軸を動かす多軸の制御システムにおいて、主
軸に連結されていて、主軸の回転量に比例した数のパル
スを出力するエンコーダと、このエンコーダの出力パル
スのパルス数をカウントし、カウントにより主軸の回転
位置を検出し、最大カウントまでカウントするとリセッ
トされるカウンタと、主軸の無次元位置と従軸の無次元
位置との関係を規定したカム曲線を格納しているカム曲
線記憶部と、主軸の無次元位置のフルスケール分に割り
当てる前記カウンタの最大カウントと、従軸の無次元位
置のフルスケール分に割り当てる従軸の回転量のデータ
がセットされたデータ設定器と、演算周期毎に、前記カ
ウンタのカウントと前記データ設定器にセットした最大
カウントの比から主軸の無次元位置を求め、求めた主軸
の無次元位置に対応する従軸の無次元位置を前記カム曲
線記憶部から読み出し、読み出した従軸の無次元位置を
前記データ設定器にセットした従軸の回転量により有次
元化し、有次元化した値から従軸の位置指令値を求める
演算部と、この演算部で求めた従軸の位置指令値が与え
られ、与えられた位置指令値をもとに従軸の駆動用モー
タの回転位置を制御するモータ制御部と、を具備したこ
とを特徴とする多軸の制御システムである。
【０００８】
【作用】このような本発明では、主軸の無次元位置と従
軸の無次元位置の関係を規定したカム曲線で主軸と従軸
の追従関係を定める。主軸の無次元位置の有次元化は、
主軸の回転位置を計測するカウンタにセットする最大カ
ウントによって行う。従軸の無次元位置の有次元化は、
従軸の実際の回転量によって行う。そして、無次元化位
置どうしを対応させたカム曲線と、有次元化するための
データを用いて主軸の動きに追従するさせるための従軸
の位置指令値を求める。
軸の無次元位置の関係を規定したカム曲線で主軸と従軸
の追従関係を定める。主軸の無次元位置の有次元化は、
主軸の回転位置を計測するカウンタにセットする最大カ
ウントによって行う。従軸の無次元位置の有次元化は、
従軸の実際の回転量によって行う。そして、無次元化位
置どうしを対応させたカム曲線と、有次元化するための
データを用いて主軸の動きに追従するさせるための従軸
の位置指令値を求める。
【０００９】
【実施例】以下、図面を用いて本発明を説明する。図１
は本発明の一実施例を示した構成図である。図１におい
て、３０は主軸、３１は従軸である。３２は主軸３０に
連結されていて主軸３０の回転量に比例したパルス数の
エンコーダパルスＰ1を出力するエンコーダ、３３は従
軸３１を駆動するモータ、３４はモータ３３の回転を検
出するエンコーダである。４０はモータ３３の回転をフ
ィードバック制御するサーボドライバ、５０はサーボド
ライバに与える指令値を発生する指令値発生部、７０は
指令値算出に用いるデータを指令値発生部５０に与える
シーケンサ、８０はカム曲線を生成し、生成したカム曲
線のテーブル値をＲＳ２３２Ｃ等の通信線８１を介して
指令値発生部５０に転送するカム曲線生成部である。
は本発明の一実施例を示した構成図である。図１におい
て、３０は主軸、３１は従軸である。３２は主軸３０に
連結されていて主軸３０の回転量に比例したパルス数の
エンコーダパルスＰ1を出力するエンコーダ、３３は従
軸３１を駆動するモータ、３４はモータ３３の回転を検
出するエンコーダである。４０はモータ３３の回転をフ
ィードバック制御するサーボドライバ、５０はサーボド
ライバに与える指令値を発生する指令値発生部、７０は
指令値算出に用いるデータを指令値発生部５０に与える
シーケンサ、８０はカム曲線を生成し、生成したカム曲
線のテーブル値をＲＳ２３２Ｃ等の通信線８１を介して
指令値発生部５０に転送するカム曲線生成部である。
【００１０】指令値発生部５０において、５１は位置指
令値の算出や、指令値の発生を制御するＣＰＵ、５２は
指令値を算出するためのプログラムが格納されたＲＯ
Ｍ、５３は演算に必要なデータや変数が格納されたＲＡ
Ｍ、５４はエンコーダパルスＰ 1のパルス数をカウント
するカウンタである。５５はカム曲線を記憶したカム曲
線記憶部である。カム曲線記憶部５５に記憶されるカム
曲線は、主軸の無次元位置と従軸の無次元位置の関係を
規定したカム曲線である。図２にカム曲線の一例を示
す。カム曲線記憶部５５には、主軸の無次元位置の値と
従軸の無次元位置の値がテーブル形式に対応させて格納
されている。このようなカム曲線がカム曲線１からカム
曲線ｎまで複数種類用意されている。５６はデータ設定
器であり、カム曲線記憶部５５に格納された無次元のカ
ム曲線を有次元化するためのデータが格納されている。
このデータは、主軸の無次元位置の０〜１の範囲と、従
軸の無次元位置の０〜１の範囲に割り当てるデータであ
る。データ設定器５６への設定データは、シーケンサ７
０からＤＩ／ＤＯインタフェイス（データ入力／データ
出力インタフェイス）５７を介して与えられる。５８は
カム曲線生成部８０で生成されたカム曲線のテーブル値
が一時格納されるカム曲線用バッファである。一時格納
されたテーブル値はカム曲線記憶部５５に格納される。
５９は通信線８１をカム曲線用バッファ５８に接続する
通信用インタフェイスである。６０はＣＰＵ５１で求め
た位置指令値をＣＰＵ５１の制御のもとに出力する指令
値出力回路、６１は指令値出力回路６０が出力した位置
指令値とエンコーダ２４の位置検出値の偏差をとる減算
器、６２は減算器６１でとった偏差をもとにモータの回
転位置をフィードバック制御するための制御信号を出力
する位置制御部である。
令値の算出や、指令値の発生を制御するＣＰＵ、５２は
指令値を算出するためのプログラムが格納されたＲＯ
Ｍ、５３は演算に必要なデータや変数が格納されたＲＡ
Ｍ、５４はエンコーダパルスＰ 1のパルス数をカウント
するカウンタである。５５はカム曲線を記憶したカム曲
線記憶部である。カム曲線記憶部５５に記憶されるカム
曲線は、主軸の無次元位置と従軸の無次元位置の関係を
規定したカム曲線である。図２にカム曲線の一例を示
す。カム曲線記憶部５５には、主軸の無次元位置の値と
従軸の無次元位置の値がテーブル形式に対応させて格納
されている。このようなカム曲線がカム曲線１からカム
曲線ｎまで複数種類用意されている。５６はデータ設定
器であり、カム曲線記憶部５５に格納された無次元のカ
ム曲線を有次元化するためのデータが格納されている。
このデータは、主軸の無次元位置の０〜１の範囲と、従
軸の無次元位置の０〜１の範囲に割り当てるデータであ
る。データ設定器５６への設定データは、シーケンサ７
０からＤＩ／ＤＯインタフェイス（データ入力／データ
出力インタフェイス）５７を介して与えられる。５８は
カム曲線生成部８０で生成されたカム曲線のテーブル値
が一時格納されるカム曲線用バッファである。一時格納
されたテーブル値はカム曲線記憶部５５に格納される。
５９は通信線８１をカム曲線用バッファ５８に接続する
通信用インタフェイスである。６０はＣＰＵ５１で求め
た位置指令値をＣＰＵ５１の制御のもとに出力する指令
値出力回路、６１は指令値出力回路６０が出力した位置
指令値とエンコーダ２４の位置検出値の偏差をとる減算
器、６２は減算器６１でとった偏差をもとにモータの回
転位置をフィードバック制御するための制御信号を出力
する位置制御部である。
【００１１】カム曲線生成部８０はパソコン等の汎用コ
ンピュータのＣＡＤ機能を利用して、表示画面上でカム
曲線が通る点をプロットし、任意形状のカム曲線を生成
するものである。カム曲線生成部８０の具体的構成は、
例えば本出願人による特願平３−６５０８３号の出願明
細書に記載されている。なお、カム曲線記憶部５５にＲ
ＡＭとＲＯＭを設け、カム曲線生成部８０で生成した任
意形状のカム曲線をＲＡＭに格納し、規格化されたカム
曲線をＲＯＭに格納してもよい。
ンピュータのＣＡＤ機能を利用して、表示画面上でカム
曲線が通る点をプロットし、任意形状のカム曲線を生成
するものである。カム曲線生成部８０の具体的構成は、
例えば本出願人による特願平３−６５０８３号の出願明
細書に記載されている。なお、カム曲線記憶部５５にＲ
ＡＭとＲＯＭを設け、カム曲線生成部８０で生成した任
意形状のカム曲線をＲＡＭに格納し、規格化されたカム
曲線をＲＯＭに格納してもよい。
【００１２】サーボドライバ４０において、４１はエン
コーダ３４の検出信号から速度検出信号を得るＦ／Ｖ変
換器、４２は位置制御部６２の出力によって与えられる
速度指令値とＦ／Ｖ変換器４１から与えられる速度検出
値の偏差をとる減算器、４３は減算器４２でとった偏差
をもとにモータの回転速度をフィードバック制御するた
めの制御信号を出力する速度制御部である。４４はモー
タ３３のコイルに流れる電流を検出する電流検出回路、
４５は速度制御部４３の出力と電流検出回路４４の出力
の偏差をとる減算器、４６は減算器４５でとった偏差を
もとにモータ３３のコイルに流れる電流を制御すること
によってトルク制御をする電流制御部、４７は電流制御
部４７の出力を受けてモータ３３のコイルに励磁電流を
流す駆動回路である。
コーダ３４の検出信号から速度検出信号を得るＦ／Ｖ変
換器、４２は位置制御部６２の出力によって与えられる
速度指令値とＦ／Ｖ変換器４１から与えられる速度検出
値の偏差をとる減算器、４３は減算器４２でとった偏差
をもとにモータの回転速度をフィードバック制御するた
めの制御信号を出力する速度制御部である。４４はモー
タ３３のコイルに流れる電流を検出する電流検出回路、
４５は速度制御部４３の出力と電流検出回路４４の出力
の偏差をとる減算器、４６は減算器４５でとった偏差を
もとにモータ３３のコイルに流れる電流を制御すること
によってトルク制御をする電流制御部、４７は電流制御
部４７の出力を受けてモータ３３のコイルに励磁電流を
流す駆動回路である。
【００１３】図３は図１のシステムの要部構成図であ
る。図３で図１と同一のものは同一符号を付ける。以
下、図において同様とする。５１１はＣＰＵ５１内に設
けられていて位置指令値を求める演算を行う指令値算出
手段である。位置制御に先立って、カム曲線記憶部５５
にはカム曲線が記憶されている。また、データ設定器５
６には最大カウントＣmaxと回転量ＳCがセットされてい
る。最大カウントＣmaxは、カウンタ５４の最大カウン
トで、カム曲線にある主軸の無次元位置の０〜１の範囲
に割り当てる値である。カウンタ５４は、エンコーダパ
ルスＰ1を受ける毎にカウントアップし、最大カウント
Ｃmaxまでカウントするとリセットされ、カウントが０
になる。カウンタ５４のカウントは主軸の検出回転位置
に相当する。回転量ＳCは、従軸の実際の回転量で、カ
ム曲線にある従軸の無次元位置の０〜１の範囲に割り当
てる値である。
る。図３で図１と同一のものは同一符号を付ける。以
下、図において同様とする。５１１はＣＰＵ５１内に設
けられていて位置指令値を求める演算を行う指令値算出
手段である。位置制御に先立って、カム曲線記憶部５５
にはカム曲線が記憶されている。また、データ設定器５
６には最大カウントＣmaxと回転量ＳCがセットされてい
る。最大カウントＣmaxは、カウンタ５４の最大カウン
トで、カム曲線にある主軸の無次元位置の０〜１の範囲
に割り当てる値である。カウンタ５４は、エンコーダパ
ルスＰ1を受ける毎にカウントアップし、最大カウント
Ｃmaxまでカウントするとリセットされ、カウントが０
になる。カウンタ５４のカウントは主軸の検出回転位置
に相当する。回転量ＳCは、従軸の実際の回転量で、カ
ム曲線にある従軸の無次元位置の０〜１の範囲に割り当
てる値である。
【００１４】指令値算出手段５１１は演算周期毎に次の
演算を行って従軸の位置指令値を求める。主軸の無次元
位置ｔiは次式から求められる。 ｔi＝Ｃi／Ｃmax Ｃi：今回の演算周期におけるカウンタ５４のカウント カム曲線から主軸の無次元位置ｔiに対応した従軸の無
次元位置ｓ（ｔi）を求める。前回の演算周期における
従軸の無次元位置ｓ（ｔi-1）と今回の演算周期におけ
る従軸の無次元位置ｓ（ｔi）の差をもとに、次式から
今回の演算周期における従軸の位置指令値Ｐoutiを求め
る。 Ｐouti＝ＳC｛ｓ（ｔi）−ｓ（ｔi-1）｝
演算を行って従軸の位置指令値を求める。主軸の無次元
位置ｔiは次式から求められる。 ｔi＝Ｃi／Ｃmax Ｃi：今回の演算周期におけるカウンタ５４のカウント カム曲線から主軸の無次元位置ｔiに対応した従軸の無
次元位置ｓ（ｔi）を求める。前回の演算周期における
従軸の無次元位置ｓ（ｔi-1）と今回の演算周期におけ
る従軸の無次元位置ｓ（ｔi）の差をもとに、次式から
今回の演算周期における従軸の位置指令値Ｐoutiを求め
る。 Ｐouti＝ＳC｛ｓ（ｔi）−ｓ（ｔi-1）｝
【００１５】図４は位置指令値の算出手順を示したフロ
ーチャートである。図４に示す処理は演算周期毎に行わ
れる。図４において、カウンタ５４のカウントＣiが入
力されると、判断Ａ１で今回の演算周期におけるカウン
トＣiと前回の演算周期におけるカウントＣi-1とを比較
する。比較の結果Ｃi≧Ｃi-1である場合は、カウンタ５
４はリセットされていない。この場合は前述したのと同
様にして位置指令値を求める。比較の結果Ｃi＜Ｃi-1で
ある場合は、前回の演算周期と今回の演算周期の間にカ
ウンタ５４がリセットされている。この場合は、前回の
演算周期におけるカウント入力時点からカウンタのリセ
ット時点までに発生したエンコーダパルスのパルス数を
算出する。このパルス数は、前回の演算周期におけるカ
ウント入力時点からカウンタのリセット時点までの間に
主軸が回転した量に相当する。この回転量Ｐout1は次式
により算出する。 Ｐout1＝ＳC｛ｓ（１）−ｓ（ｔi-1）｝ 次に、ＣmaxとＳCをリフレッシュする。そして、新たな
設定値からリセットされない場合と同様にして主軸の無
次元位置ｔiと従軸の無次元位置ｓ（ｔi）を求める。そ
の後、次式により従軸の位置指令値Ｐoutiを算出する。 Ｐouti＝ＳC｛ｓ（ｔi）−ｓ（０）｝＋Ｐout1 上式の右辺第１項は、カウンタのリセット時点から今回
の演算周期におけるカウント入力時点までの間の従軸の
回転位置の変化量である。リセット時を基準に変化量を
求めたのはリセットによりＣmaxとＳCの値がリフレッシ
ュされるためである。このようにして求めた位置指令値
を従軸を駆動するために出力する。
ーチャートである。図４に示す処理は演算周期毎に行わ
れる。図４において、カウンタ５４のカウントＣiが入
力されると、判断Ａ１で今回の演算周期におけるカウン
トＣiと前回の演算周期におけるカウントＣi-1とを比較
する。比較の結果Ｃi≧Ｃi-1である場合は、カウンタ５
４はリセットされていない。この場合は前述したのと同
様にして位置指令値を求める。比較の結果Ｃi＜Ｃi-1で
ある場合は、前回の演算周期と今回の演算周期の間にカ
ウンタ５４がリセットされている。この場合は、前回の
演算周期におけるカウント入力時点からカウンタのリセ
ット時点までに発生したエンコーダパルスのパルス数を
算出する。このパルス数は、前回の演算周期におけるカ
ウント入力時点からカウンタのリセット時点までの間に
主軸が回転した量に相当する。この回転量Ｐout1は次式
により算出する。 Ｐout1＝ＳC｛ｓ（１）−ｓ（ｔi-1）｝ 次に、ＣmaxとＳCをリフレッシュする。そして、新たな
設定値からリセットされない場合と同様にして主軸の無
次元位置ｔiと従軸の無次元位置ｓ（ｔi）を求める。そ
の後、次式により従軸の位置指令値Ｐoutiを算出する。 Ｐouti＝ＳC｛ｓ（ｔi）−ｓ（０）｝＋Ｐout1 上式の右辺第１項は、カウンタのリセット時点から今回
の演算周期におけるカウント入力時点までの間の従軸の
回転位置の変化量である。リセット時を基準に変化量を
求めたのはリセットによりＣmaxとＳCの値がリフレッシ
ュされるためである。このようにして求めた位置指令値
を従軸を駆動するために出力する。
【００１６】なお、カム曲線は複数種類のカム曲線を無
次元位置の０〜１の範囲につなぎ合わせたものであって
もよい。このようなカム曲線の例を図５に示す。図５の
カム曲線では、Ｍ1，Ｍ2，Ｍ3の範囲ではそれぞれ異な
る種類のカム曲線が使われている。複数種類のカム曲線
をつなぎ合わせることにより、従軸の動きをきめ細かく
制御でき、従軸の追従性をカム機構により近づけること
ができる。
次元位置の０〜１の範囲につなぎ合わせたものであって
もよい。このようなカム曲線の例を図５に示す。図５の
カム曲線では、Ｍ1，Ｍ2，Ｍ3の範囲ではそれぞれ異な
る種類のカム曲線が使われている。複数種類のカム曲線
をつなぎ合わせることにより、従軸の動きをきめ細かく
制御でき、従軸の追従性をカム機構により近づけること
ができる。
【００１７】また、カム曲線は減少部分をもったもので
あってもよい。このようなカム曲線の例を図６に示す。
図６で、従軸の０〜１の範囲が回転量ＰCに相当する。
このカム曲線を使うと従軸は、図７に示すようにＰCだ
け正転し、その後ＰCだけ逆転してもとの位置に戻る動
きをする。減少部分をもったカム曲線を使うことによ
り、主軸が正転のみを行っても、従軸には正転と逆転の
両方を行わせることができる。
あってもよい。このようなカム曲線の例を図６に示す。
図６で、従軸の０〜１の範囲が回転量ＰCに相当する。
このカム曲線を使うと従軸は、図７に示すようにＰCだ
け正転し、その後ＰCだけ逆転してもとの位置に戻る動
きをする。減少部分をもったカム曲線を使うことによ
り、主軸が正転のみを行っても、従軸には正転と逆転の
両方を行わせることができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。 主軸の無次元化位置と従軸の無次元化位置を対応させ
たカム曲線を用いて従軸の位置指令値を求めているた
め、図１０の従来例のような従軸の回転時間を求める必
要はない。すなわち、本発明では、カム曲線は時間軸を
設けることなく主軸と従軸の位置どうしを直接対応させ
たものになっている。これによって、主軸に対して従軸
をリアルタイムに追従させることができ、カム機構と同
等な追従性が得られる。 図９の従来例では、主軸と従軸の距離を長くしたい場
合は、主軸を長くしなければならないため、長距離化が
難しかった。これに対して本発明では、図８に示すよう
にエンコーダパルスによって主軸の動きが伝えられた
め、エンコーダ信号線３５を長くすることによって、容
易に主軸から従軸までの間を長距離化できる。 主軸と従軸の追従関係は電子化されたカム曲線によっ
て規定されている。カム曲線はテーブル値を書き替える
ことによって容易に変更できる。このため、カム機構に
比べて主軸と従軸の追従関係を容易に変更できる。
たカム曲線を用いて従軸の位置指令値を求めているた
め、図１０の従来例のような従軸の回転時間を求める必
要はない。すなわち、本発明では、カム曲線は時間軸を
設けることなく主軸と従軸の位置どうしを直接対応させ
たものになっている。これによって、主軸に対して従軸
をリアルタイムに追従させることができ、カム機構と同
等な追従性が得られる。 図９の従来例では、主軸と従軸の距離を長くしたい場
合は、主軸を長くしなければならないため、長距離化が
難しかった。これに対して本発明では、図８に示すよう
にエンコーダパルスによって主軸の動きが伝えられた
め、エンコーダ信号線３５を長くすることによって、容
易に主軸から従軸までの間を長距離化できる。 主軸と従軸の追従関係は電子化されたカム曲線によっ
て規定されている。カム曲線はテーブル値を書き替える
ことによって容易に変更できる。このため、カム機構に
比べて主軸と従軸の追従関係を容易に変更できる。
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】本発明にかかるシステムで用いるカム曲線の一
例を示した図である。
例を示した図である。
【図３】図１のシステムの要部構成図である。
【図４】図１のシステムの動作手順を示したフローチャ
ートである。
ートである。
【図５】本発明にかかるシステムで用いるカム曲線の他
の例を示した図である。
の例を示した図である。
【図６】本発明にかかるシステムで用いるカム曲線の他
の例を示した図である。
の例を示した図である。
【図７】図６のカム曲線に従って動く従軸の回転位置を
示した図である。
示した図である。
【図８】図１のシステムにおける伝達経路の説明図であ
る。
る。
【図９】従来におけるカム機構の構成例を示した図であ
る。
る。
【図１０】従来における多軸の制御システムの構成例を
示した図である。
示した図である。
【図１１】図１０のシステムにおける信号のタイムチャ
ートである。
ートである。
３０ 主軸 ３１ 従軸 ３２，３４ エンコーダ ３３ モータ ４０ サーボドライバ ５０ 指令値発生部 ５１ ＣＰＵ ５１１ 指令値算出手段 ５４ カウンタ ５５ カム曲線記憶部 ５６ データ設定器 ６２ 位置制御部
Claims (1)
- 【請求項１】 主軸の動きに追従して従軸を動かす多軸
の制御システムにおいて、 主軸に連結されていて、主軸の回転量に比例した数のパ
ルスを出力するエンコーダと、 このエンコーダの出力パルスのパルス数をカウントし、
カウントにより主軸の回転位置を検出し、最大カウント
までカウントするとリセットされるカウンタと、 主軸の無次元位置と従軸の無次元位置との関係を規定し
たカム曲線を格納しているカム曲線記憶部と、 主軸の無次元位置のフルスケール分に割り当てる前記カ
ウンタの最大カウントと、従軸の無次元位置のフルスケ
ール分に割り当てる従軸の回転量のデータがセットされ
たデータ設定器と、 演算周期毎に、前記カウンタのカウントと前記データ設
定器にセットした最大カウントの比から主軸の無次元位
置を求め、求めた主軸の無次元位置に対応する従軸の無
次元位置を前記カム曲線記憶部から読み出し、読み出し
た従軸の無次元位置を前記データ設定器にセットした従
軸の回転量により有次元化し、有次元化した値から従軸
の位置指令値を求める演算部と、 この演算部で求めた従軸の位置指令値が与えられ、与え
られた位置指令値をもとに従軸の駆動用モータの回転位
置を制御するモータ制御部と、を具備したことを特徴と
する多軸の制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8433293A JPH06301423A (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | 多軸の制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8433293A JPH06301423A (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | 多軸の制御システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06301423A true JPH06301423A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=13827563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8433293A Pending JPH06301423A (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | 多軸の制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06301423A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009116880A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Robert Bosch Gmbh | 機械部材の運動経過を制御する方法及び装置 |
| US20130033218A1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-02-07 | Omron Corporation | Synchronous control apparatus |
| JP5143318B1 (ja) * | 2012-05-24 | 2013-02-13 | 三菱電機株式会社 | 電子カム制御装置および電子カム曲線生成方法 |
| DE10296186B4 (de) * | 2001-12-28 | 2019-01-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Automatisierungssystem zur Bewegungsführung bzw. Verfahren zur Bewegungsführung zumindest eines bewegbaren Maschinenelementes |
-
1993
- 1993-04-12 JP JP8433293A patent/JPH06301423A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10296186B4 (de) * | 2001-12-28 | 2019-01-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Automatisierungssystem zur Bewegungsführung bzw. Verfahren zur Bewegungsführung zumindest eines bewegbaren Maschinenelementes |
| JP2009116880A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Robert Bosch Gmbh | 機械部材の運動経過を制御する方法及び装置 |
| US20130033218A1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-02-07 | Omron Corporation | Synchronous control apparatus |
| US8901870B2 (en) * | 2011-08-03 | 2014-12-02 | Omron Corporation | Synchronous control apparatus |
| JP5143318B1 (ja) * | 2012-05-24 | 2013-02-13 | 三菱電機株式会社 | 電子カム制御装置および電子カム曲線生成方法 |
| WO2013175615A1 (ja) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | 三菱電機株式会社 | 電子カム制御装置および電子カム曲線生成方法 |
| CN103562811A (zh) * | 2012-05-24 | 2014-02-05 | 三菱电机株式会社 | 电子凸轮控制装置以及电子凸轮曲线生成方法 |
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