JPH078160B2 - モータの制御装置 - Google Patents
モータの制御装置Info
- Publication number
- JPH078160B2 JPH078160B2 JP63226119A JP22611988A JPH078160B2 JP H078160 B2 JPH078160 B2 JP H078160B2 JP 63226119 A JP63226119 A JP 63226119A JP 22611988 A JP22611988 A JP 22611988A JP H078160 B2 JPH078160 B2 JP H078160B2
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- Japan
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- time
- cam curve
- motor
- dimensionless
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はダイレクト・ドライブ・モータ（以下、DDモー
タとする）を制御する装置の改良に関するものである。
タとする）を制御する装置の改良に関するものである。
［従来の技術］ 従来、ロボットアームの関節駆動に用いるモータでは、
アームを始点から終点まで移動させる場合は、モータに
台形速度曲線または三角速度曲線で表わされる速度指令
信号を与えていた。
アームを始点から終点まで移動させる場合は、モータに
台形速度曲線または三角速度曲線で表わされる速度指令
信号を与えていた。
しかし、台形速度曲線や三角速度曲線を用いて速度制御
をすると、モータの加速度が不連続になるため、高速回
転時にアームが振動するという問題点があった。
をすると、モータの加速度が不連続になるため、高速回
転時にアームが振動するという問題点があった。
これを防止するために、スプライン曲線で表わされた速
度曲線を用いてモータを滑らかに回転させるものがあ
る。
度曲線を用いてモータを滑らかに回転させるものがあ
る。
［発明が解決しようとする課題］ このようにすると、速度パターンはアルゴリズムにより
固定され、また速度演算が複雑になってリアルタイム処
理には向かないという問題点があった。
固定され、また速度演算が複雑になってリアルタイム処
理には向かないという問題点があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであり、モータを滑らかに回転させることができ、短
時間で指令値を算出でき、しかも指令値の曲線パターン
に自由度があるモータの制御装置を実現することを目的
とする。
のであり、モータを滑らかに回転させることができ、短
時間で指令値を算出でき、しかも指令値の曲線パターン
に自由度があるモータの制御装置を実現することを目的
とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、 ダイレクト・ドライブ・モータを制御するモータの制御
装置において、 モータの回転変位と時間をそれぞれ無次元化した無次元
変位と無次元時間のデータを対応させたカム曲線テーブ
ルが複数種類用意されたカム曲線メモリと、 モータの制御に必要なデータが書込まれたメモリと、 このメモリに書込まれたデータを逐次取出して実行し、
モータの動作指令を行う場合は、目標位置に達するまで
のモータの全回転量であるストロークｈ、目標位置に達
するまでのモータの全回転時間である移動時間tn及びカ
ム曲線テーブルの種類のデータを後述するカム曲線指令
部に与えるインタプリタと、 このインタプリタから与えられたカム曲線テーブルの種
類のデータに応じて前記カム曲線メモリ中のカム曲線テ
ーブルを選択し、現時点までにモータが回転した時間で
ある移動実時間Rtを指令値を求める毎に更新し、更新し
た移動実時間Rtを前記移動時間tnで割って無次元時間Ｔ
を求め、この無次元時間Ｔに対応する無次元変位Ｓを前
記選択したカム曲線テーブルから求め、対応する無次元
変位のデータがカム曲線テーブルにないときはカム曲線
テーブルに用意された無次元変位のデータを用いて内挿
演算を行って無次元変位Ｓを求め、求めた無次元変位Ｓ
にストロークｈを乗じて実変位ｓを求め、この実変位ｓ
を指令値とするカム曲線指令部と、 このカム曲線指令部が求めた指令値をもとに、モータの
回転位置が指令値に一致するように制御する位置決めサ
ーボドライバと、 を具備したことを特徴とするモータの制御装置である。
装置において、 モータの回転変位と時間をそれぞれ無次元化した無次元
変位と無次元時間のデータを対応させたカム曲線テーブ
ルが複数種類用意されたカム曲線メモリと、 モータの制御に必要なデータが書込まれたメモリと、 このメモリに書込まれたデータを逐次取出して実行し、
モータの動作指令を行う場合は、目標位置に達するまで
のモータの全回転量であるストロークｈ、目標位置に達
するまでのモータの全回転時間である移動時間tn及びカ
ム曲線テーブルの種類のデータを後述するカム曲線指令
部に与えるインタプリタと、 このインタプリタから与えられたカム曲線テーブルの種
類のデータに応じて前記カム曲線メモリ中のカム曲線テ
ーブルを選択し、現時点までにモータが回転した時間で
ある移動実時間Rtを指令値を求める毎に更新し、更新し
た移動実時間Rtを前記移動時間tnで割って無次元時間Ｔ
を求め、この無次元時間Ｔに対応する無次元変位Ｓを前
記選択したカム曲線テーブルから求め、対応する無次元
変位のデータがカム曲線テーブルにないときはカム曲線
テーブルに用意された無次元変位のデータを用いて内挿
演算を行って無次元変位Ｓを求め、求めた無次元変位Ｓ
にストロークｈを乗じて実変位ｓを求め、この実変位ｓ
を指令値とするカム曲線指令部と、 このカム曲線指令部が求めた指令値をもとに、モータの
回転位置が指令値に一致するように制御する位置決めサ
ーボドライバと、 を具備したことを特徴とするモータの制御装置である。
［実施例］ 以下、図面を用いて本発明を説明する。
第１図は本発明にかかるモータの制御装置の一実施例の
構成図である。
構成図である。
図で、10はモータの駆動対象物の移動距離（ストロー
ク）及び移動時間と後述するカム曲線テーブルの種類の
データが入力されるキーボード、20はキーボード10の入
力を受けこの入力に応じたNCコマンドを出力するデータ
入力部、30はデータ入力部20からのNCコマンドが格納さ
れる不揮発性のメモリである。
ク）及び移動時間と後述するカム曲線テーブルの種類の
データが入力されるキーボード、20はキーボード10の入
力を受けこの入力に応じたNCコマンドを出力するデータ
入力部、30はデータ入力部20からのNCコマンドが格納さ
れる不揮発性のメモリである。
40はメモリ30からNCコマンドを逐次取出して実行するイ
ンタプリタである。
ンタプリタである。
50は複数種類のカム曲線テーブル501〜50nが設けられた
カム曲線メモリである。ここで、カム曲線テーブルはモ
ータの回転変位と時間を無次元化したデータを対応させ
たテーブルである。
カム曲線メモリである。ここで、カム曲線テーブルはモ
ータの回転変位と時間を無次元化したデータを対応させ
たテーブルである。
60はカム曲線指令部であり、インタプリタ40から与えら
れたカム曲線の種類のデータからカム曲線テーブル501
〜50nの中の１つを選択し、選択したカム曲線テーブル
を参照しながら、インタプリタ40から与えられたストロ
ークと移動時間を満足する指令値を算出する。
れたカム曲線の種類のデータからカム曲線テーブル501
〜50nの中の１つを選択し、選択したカム曲線テーブル
を参照しながら、インタプリタ40から与えられたストロ
ークと移動時間を満足する指令値を算出する。
70はカム曲線指令部60が算出した指令値をもとに、モー
タ回転位置が指令値に一致するようにDDモータ80を制御
する位置決めサーボドライバである。
タ回転位置が指令値に一致するようにDDモータ80を制御
する位置決めサーボドライバである。
このように構成した装置の動作を説明する。
キーボード10によりデータ入力部20を介してNCコマンド
がメモリ30に書き込まれる。インタプリタ40はメモリ30
からNCコマンドを逐次取出して実行する。
がメモリ30に書き込まれる。インタプリタ40はメモリ30
からNCコマンドを逐次取出して実行する。
モータの動作指令を行う場合は、インタプリタ40はカム
曲線指令部50に対してストロークｈ、移動時間tn及びカ
ム曲線テーブルの種類のデータを与え、タイマ（図示せ
ず）を用いて時間τ毎にサンプリングする。ここで、ス
トロークｈは目標位置に達するまでのモータの全回転量
であり、移動時間tnは目標位置に達するまでのモータの
全回転時間である。
曲線指令部50に対してストロークｈ、移動時間tn及びカ
ム曲線テーブルの種類のデータを与え、タイマ（図示せ
ず）を用いて時間τ毎にサンプリングする。ここで、ス
トロークｈは目標位置に達するまでのモータの全回転量
であり、移動時間tnは目標位置に達するまでのモータの
全回転時間である。
カム曲線は第２図に示すように、一定時間ΔＴ毎にモー
タの回転変位と時間をそれぞれ無次元化した無次元変位
Ｓと無次元時間Ｔの関係を表したグラフである。カム曲
線テーブルは第３図に示すように、時間ΔＴ毎にとった
無次元変位Ｓの値と、テーブルのピッチの逆数1/ΔＴ
と、無次元最大速度Vmと、無次元最大加速度Amが記憶さ
れている。
タの回転変位と時間をそれぞれ無次元化した無次元変位
Ｓと無次元時間Ｔの関係を表したグラフである。カム曲
線テーブルは第３図に示すように、時間ΔＴ毎にとった
無次元変位Ｓの値と、テーブルのピッチの逆数1/ΔＴ
と、無次元最大速度Vmと、無次元最大加速度Amが記憶さ
れている。
カム曲線指令部60は前述したタイマにより時間τ毎に起
動される。カム曲線指令部60の動作を第４図のフローチ
ャートで説明する。
動される。カム曲線指令部60の動作を第４図のフローチ
ャートで説明する。
第４図において、まず、処理A1で、移動実時間Rtを更新
する。すなわち、移動実時間Rt＋τを新たな移動実時間
Rtにする。移動実時間Rtは現時点までにモータが回転し
た時間である。更新を行うのは、時間τ毎にカム曲線指
令部60が起動される度に前回の起動時に比べてモータの
回転時間がτだけ増えているからである。
する。すなわち、移動実時間Rt＋τを新たな移動実時間
Rtにする。移動実時間Rtは現時点までにモータが回転し
た時間である。更新を行うのは、時間τ毎にカム曲線指
令部60が起動される度に前回の起動時に比べてモータの
回転時間がτだけ増えているからである。
その後、処理A2で、更新した移動実時間Rtを無次元時間
Ｔに変換する。この変換はＴ＝Rt/tnにより行う。無次
元時間Ｔは移動実時間Rtに比例して増加し、移動実時間
Rtが移動時間tnに達したときにＴ＝１になる。
Ｔに変換する。この変換はＴ＝Rt/tnにより行う。無次
元時間Ｔは移動実時間Rtに比例して増加し、移動実時間
Rtが移動時間tnに達したときにＴ＝１になる。
次に、処理A3で、無次元時間Ｔからカム曲線テーブルに
おけるインデックスΔTnを求める。この演算はΔTn＝In
t（T/ΔＴ）により行う。ここで、Int（T/ΔＴ）は、除
算値T/ΔＴの小数部分を切り捨てて整数部分だけを残す
演算である。例えば、T/ΔＴ＝5.35の場合は、Int（T/
ΔＴ）＝５となる。インデックスΔTnは、カム曲線テー
ブルに用意された無次元変位のデータの中で何番目のデ
ータであるかを意味する。Int（T/ΔＴ）をとることに
よって、演算で求めた無次元時間Ｔの値以下で、無次元
時間Ｔの値に最も近い無次元時間のデータが何番目のデ
ータであるかが判明する。演算で求めた無次元時間Ｔの
値は様々な値をとりうる連続的な値であるのに対し、カ
ム曲線テーブルに用意された無次元時間のデータは離散
的な値であるため、このような処理を施す。
おけるインデックスΔTnを求める。この演算はΔTn＝In
t（T/ΔＴ）により行う。ここで、Int（T/ΔＴ）は、除
算値T/ΔＴの小数部分を切り捨てて整数部分だけを残す
演算である。例えば、T/ΔＴ＝5.35の場合は、Int（T/
ΔＴ）＝５となる。インデックスΔTnは、カム曲線テー
ブルに用意された無次元変位のデータの中で何番目のデ
ータであるかを意味する。Int（T/ΔＴ）をとることに
よって、演算で求めた無次元時間Ｔの値以下で、無次元
時間Ｔの値に最も近い無次元時間のデータが何番目のデ
ータであるかが判明する。演算で求めた無次元時間Ｔの
値は様々な値をとりうる連続的な値であるのに対し、カ
ム曲線テーブルに用意された無次元時間のデータは離散
的な値であるため、このような処理を施す。
次に、処理A4で、カム曲線テーブルに用意されたデータ
を用いて次式で与えられる内挿演算により無次元変位Ｓ
を求める。
を用いて次式で与えられる内挿演算により無次元変位Ｓ
を求める。
Ｓ＝｛Ｓ（ΔTn+1）−Ｓ（ΔTn）｝・｛（T/ΔＴ）−ΔTn｝＋Ｓ（ΔTn） …
（１） Ｓ（ΔTn）：インデックスΔTnにおけるＳの値 Ｓ（ΔTn+1）：インデックスΔTn+1におけるＳの値 第５図は（１）式による内挿演算のしかたを説明するた
めのグラフである。
（１） Ｓ（ΔTn）：インデックスΔTnにおけるＳの値 Ｓ（ΔTn+1）：インデックスΔTn+1におけるＳの値 第５図は（１）式による内挿演算のしかたを説明するた
めのグラフである。
第５図では除算値T/ΔＴが小数部分を含んだ値である場
合について示している。求めようとしているＳの値は、
ΔTn番目の無次元変位の値Ｓ（ΔTn）とΔTn+1番目の無
次元変位の値Ｓ（ΔTn+1）との間にある。除算値T/ΔＴ
の小数部分はT/ΔＴ−ΔTnになる。無次元変位Ｓ（ΔT
n）とＳ（ΔTn+1）とのデータ番号は１番異なる。この
ことから、Ｓ（ΔTn+1）−Ｓ（ΔTn）にT/ΔＴ−ΔTnを
乗じることにより、ＳとＳ（ΔTn）の差が求められる。
この差にＳ（ΔTn）を加えることにより無次元変位Ｓが
求められる。
合について示している。求めようとしているＳの値は、
ΔTn番目の無次元変位の値Ｓ（ΔTn）とΔTn+1番目の無
次元変位の値Ｓ（ΔTn+1）との間にある。除算値T/ΔＴ
の小数部分はT/ΔＴ−ΔTnになる。無次元変位Ｓ（ΔT
n）とＳ（ΔTn+1）とのデータ番号は１番異なる。この
ことから、Ｓ（ΔTn+1）−Ｓ（ΔTn）にT/ΔＴ−ΔTnを
乗じることにより、ＳとＳ（ΔTn）の差が求められる。
この差にＳ（ΔTn）を加えることにより無次元変位Ｓが
求められる。
その後、処理A5で、Ｓ×ｈ＝ｓにより実変位ｓを求め
る。
る。
そして、処理A6で、実変位ｓを位置決めサーボドライバ
70に指令値として与える。
70に指令値として与える。
次に、処理A7で、Ｔ≧１になったらカム曲線指令部60の
処理を終了し、ならない場合は再びA1からの処理を繰返
す。
処理を終了し、ならない場合は再びA1からの処理を繰返
す。
このような手順でモータの回転位置を制御する。
［効果］ 本発明によれば次の効果が得られる。
複数種類のカム曲線テーブルを記憶しておき、これら
は選択可能になっているため、目的に応じた速度と加速
度になるようにモータを制御できる。
は選択可能になっているため、目的に応じた速度と加速
度になるようにモータを制御できる。
カム曲線テーブルは無次元化されているため、任意の
ストロークと移動時間の組合せにも対応可能である。
ストロークと移動時間の組合せにも対応可能である。
カム曲線テーブルは予め用意されているため、短時間
で指令値を算出できる。
で指令値を算出できる。
第１図は本発明にかかるモータの制御装置の一実施例の
構成図、第２図〜第５図は第１図の装置の動作説明図で
ある。 10……キーボード、20……データ入力部、30……メモ
リ、40……インタプリタ、50……カム曲線メモリ、501
〜50n……カム曲線テーブル、60……カム曲線指令部、7
0……位置決めサーボドライバ、80……DDモータ。
構成図、第２図〜第５図は第１図の装置の動作説明図で
ある。 10……キーボード、20……データ入力部、30……メモ
リ、40……インタプリタ、50……カム曲線メモリ、501
〜50n……カム曲線テーブル、60……カム曲線指令部、7
0……位置決めサーボドライバ、80……DDモータ。
Claims (1)
- 【請求項１】ダイレクト・ドライブ・モータを制御する
モータの制御装置において、 モータの回転変位と時間をそれぞれ無次元化した無次元
変位と無次元時間のデータを対応させたカム曲線テーブ
ルが複数種類用意されたカム曲線メモリと、 モータの制御に必要なデータが書込まれたメモリと、 このメモリに書込まれたデータを逐次取出して実行し、
モータの動作指令を行う場合は、目標位置に達するまで
のモータの全回転量であるストロークｈ、目標位置に達
するまでのモータの全回転時間である移動時間tn及びカ
ム曲線テーブルの種類のデータを後述するカム曲線指令
部に与えるインタプリタと、 このインタプリタから与えられたカム曲線テーブルの種
類のデータに応じて前記カム曲線メモリ中のカム曲線テ
ーブルを選択し、現時点までにモータが回転した時間で
ある移動実時間Rtを指令値を求める毎に更新し、更新し
た移動実時間Rtを前記移動時間tnで割って無次元時間Ｔ
を求め、この無次元時間Ｔに対応する無次元変位Ｓを前
記選択したカム曲線テーブルから求め、対応する無次元
変位のデータがカム曲線テーブルにないときはカム曲線
テーブルに用意された無次元変位のデータを用いて内挿
演算を行って無次元変位Ｓを求め、求めた無次元変位Ｓ
にストロークｈを乗じて実変位ｓを求め、この実変位ｓ
を指令値とするカム曲線指令部と、 このカム曲線指令部が求めた指令値をもとに、モータの
回転位置が指令値に一致するように制御する位置決めサ
ーボドライバと、 を具備したことを特徴とするモータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63226119A JPH078160B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | モータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63226119A JPH078160B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | モータの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274185A JPH0274185A (ja) | 1990-03-14 |
| JPH078160B2 true JPH078160B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=16840137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63226119A Expired - Fee Related JPH078160B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | モータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH078160B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07120208B2 (ja) * | 1990-06-01 | 1995-12-20 | 横河電機株式会社 | 軸の制御システム |
| DE4112165B4 (de) * | 1991-04-13 | 2005-04-07 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Anordnung zur manuellen Steuerung eines oder mehrerer Motoren |
| JP3296419B2 (ja) | 1998-03-12 | 2002-07-02 | 株式会社安川電機 | サーボシステムの制御装置および制御方法 |
| JP4987214B2 (ja) * | 2001-04-27 | 2012-07-25 | シチズンホールディングス株式会社 | 自動旋盤及びその制御方法及びその制御装置 |
| JP2008296315A (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Nodakku Kk | 水中掘削装置 |
-
1988
- 1988-09-09 JP JP63226119A patent/JPH078160B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 日本機械学会誌８６巻７７３号Ｐ．４５〜５０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0274185A (ja) | 1990-03-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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