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JP2000315106A - プログラマブルコントローラ - Google Patents

プログラマブルコントローラ

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Publication number
JP2000315106A
JP2000315106A JP11126059A JP12605999A JP2000315106A JP 2000315106 A JP2000315106 A JP 2000315106A JP 11126059 A JP11126059 A JP 11126059A JP 12605999 A JP12605999 A JP 12605999A JP 2000315106 A JP2000315106 A JP 2000315106A
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JP
Japan
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speed
programmable controller
user
pattern
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JP11126059A
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English (en)
Inventor
Yoichi Hashimoto
洋一 橋本
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ユーザ操作による速度指令パターンの作成・
加工が可能なプログラマブルコントローラを提供する。 【解決手段】 移動量・速度・加速時間および減速時間
を入力して所望の速度パターンを算出し、サーボモータ
１７に出力する速度パターン作成部１２ａ〜１２ｎを有
する速度パターン発生器１２を備えたプログラマブルコ
ントローラにおいて、前記速度パターン発生器１２が複
数の前記速度パターン作成部１２ａ〜１２ｎを有し、か
つ当該複数の速度パターン作成部１２ａ〜１２ｎのうち
任意の１つ以上の速度パターン作成部を同時に実行する
ことによって所望の速度パターンを発生させる。その
際、前記速度パターン発生器１２が算出した速度パター
ンをユーザ操作部１４に出力し、ユーザが該ユーザ操作
部１４でその速度パターンを自由に加工することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーボモータへの
速度指令を作成するプログラマブルコントローラに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、プログラマブルコントローラによ
る速度パターンの作成は、図４のコントローラのブロッ
ク図に示すように、移動量、速度、加速時間、減速時間
を与える移動指令４１（加工プログラム）に基づいて、
加減速パターン（台形波パターン、非対称パターン等）
を自動的に作成する速度パターン作成部４２において、
例えば、台形波の加減速パターンを作成し、図５に示す
ような、加速時間、指定速度、減速時間、台形面積が表
す移動量、を含む速度指令４３を出力して、サーボ制御
部４４に与え、サーボモーター４５を速度指令４３によ
り制御するものである。又、図６に示すような、主軸
（メイン軸）の動きに同期させて、従属軸（スレーブ
軸）を駆動するという主従関係にある２軸（主従軸数は
問わない）間の同期制御の場合も、同期関係を保持しな
がら主軸と従属軸それぞれに与えられる速度指令は、図
５のような１軸（非同期制御）の速度指令の場合と同じ
で、上位からの指令に従って自動的に発生させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例において、速度パターン作成機能は、移動指令（又
は加工プログラム）を解析して、それに基づいて自動的
に速度パターンを発生させるので、速度パターンの発生
は移動指令に指定された同期／非同期のタイミングに固
定されていて、ユーザーが自由なタイミングで起動／停
止を行うことが不可能であった。また、速度パターン作
成機能によって速度パターンが作成されると、演算結果
は直接サーボモータへ出力されるため、途中でこの速度
パターンを加工して速度指令としてサーボモータへ出力
することが不可能であった。従って、上記の問題点から
コントローラが提供している速度パターン以外は実現で
きないという問題があった。そこで、本発明は、速度パ
ターン発生器を一つの関数として提供し、演算結果をサ
ーボモータへの指令として出力せずユーザーに開放する
ことによって、ユーザーが任意の速度パターンを実現で
きる環境を提供することが可能なプログラマブルコント
ローラを提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、移動量・速度・加速時間お
よび減速時間を入力して所望の速度パターンを算出し、
サーボモータに出力する速度パターン作成部を有する速
度パターン発生器を備えたプログラマブルコントローラ
において、前記速度パターン発生器が、複数の前記速度
パターン作成部を有し、かつ、当該複数の速度パターン
作成部のうち任意の１つ以上の速度パターン作成部を同
時に実行することによって所望の速度パターンを発生さ
せることを特徴としている。また、請求項２記載の発明
は、前記プログラマブルコントローラがユーザ操作部を
備え、前記速度パターン発生器が算出した速度パターン
を当該ユーザ操作部に出力し、該ユーザ操作部からサー
ボモータに出力することを特徴としている。そして、請
求項３記載の発明は、前記ユーザ操作部はユーザが自由
なタイミングで起動および停止することができることを
特徴としている。さらに、請求項４記載の発明は、前記
速度パターン作成部が任意の形状の台形波形を格納し、
これらの台形波形の代数和により幾何学的に重ね合わせ
た合成パターンとして所望の速度パターンを発生させる
ことを特徴としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に
係るプログラマブルコントローラのプログラム実行処理
のブロック図である。図２は図１に示す速度パターン発
生部の出力例を示す図である。図３は図１に示すコント
ローラの速度指令を示す図である。図１において、１０
は本発明によるプログラマブルコントローラ、１１はユ
ーザが移動指令を速度パターン発生部１２へ入力するた
めの移動指令部、１２は速度パターン発生部で、いろい
ろな速度パターン作成部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ〜１２
ｎを有し、算出された演算結果を演算結果部へ出力す
る。１３はその演算結果を収納する演算結果部である。
１４は本発明により設けられたユーザ操作部で、演算結
果部１３の結果を用いて速度パターン発生部１２内のい
ろいろな速度パターン作成部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ〜
１２ｎの台形形状を重ね合わせることにより所望の速度
パターンを簡単に作成することができる。１５はユーザ
操作部１４の出力を受けてサーボモータへ与える速度指
令を作成する速度指令部である。１６はサーボ制御部、
１７はサーボモータである。 図１に示すプログラマブ
ルコントローラのプログラム実行処理は、ユーザが移動
指令１１を速度パターン発生部１２へ入力すると、速度
パターン発生部１２はその移動指令に応じた速度パター
ンを算出して、演算結果部１３へ出力する。ユーザは速
度パターン発生部１２からの演算結果部１３の演算結果
をユーザ操作部１４により自由に加工して、サーボモー
タ１７への所望の速度指令を速度指令１５に出力して、
これをサーボ制御部１６に与える。この場合の速度パタ
ーン発生部１２ａ〜１２ｎは複数存在して、ユーザの所
望のタイミングで起動／停止が可能になっている。図２
に示す速度パターン発生部の出力例では、速度・加速時
間・減速時間がユーザーが指定する値であって、台形Ａ
ＢＣＤの面積はユーザーが指定した移動量を表す。
【０００６】つぎに動作について説明する。ユーザはサ
ーボモータ１７をある移動量だけ動作させる場合、サー
ボモータ１７の速度波形を考えると図２に示すような台
形を基本とする多角形となる。この多角形の面積を移動
量と考えると、任意の形状の台形を加算、あるいは減算
することでこの面積と多角形の形状を実現する台形の組
合わせが決定される。ユーザは決定した台形の組合わせ
に基づいて、この多角形を実現するためのタイミングを
計りながら、複数の速度パターン発生部１２ａ〜１２ｎ
へ移動指令１１を入力して、おのおのから演算結果を得
る。これら複数の速度パターン発生部１２ａ〜１２ｎか
らの演算結果１３（台形）の代数和を時々刻々の速度指
令１５として、サーボ制御部１６へ出力することで所望
の速度波形を実現することが可能になる。移動指令１１
の入力については、従来方式では加工プログラムがＣＰ
Ｕモジュールからコントローラに与えられる形式である
が、この場合は、移動指令１１としてユーザからコント
ローラの速度パターン発生部１２に直接入力することが
可能となる。また、速度パターン発生部１２の演算結果
である演算結果部１３の値（台形）の代数和波形に対す
る加工が、ユーザ操作部１４において可能である。ユー
ザ操作部１４はユーザが表示装置（図示していない）上
に表示される演算結果の多角形波形を見ながら対話形式
でマウス等を用いて重ね合わせ等の加工ができるように
なっている。
【０００７】具体的に、図３の速度指令の例を参照し
て、ＡＢＥＧＪＩＨＦＣＤという多角形状の速度波形を
実現する場合を説明する。 先ず、図３に示すように図２に示した台形と同じ、Ａ
ＢＣＤの速度パターン作成を実行し、このパターンを出
力１とする。 次に、時刻ｔ１のタイミングで、台形ＥＧＨＦの速
度パターン作成を実行し、この出力は減速方向なので、
この出力を出力１から減じ、これを出力２とする。 時刻ｔ２のタイミングで台形ＧＨＩＪの速度パター
ン作成を実行し、この出力は加速方向なので、この出力
を出力２に加えて、出力３とする。 このような出力１から出力３までをサーボ制御部１６へ
の速度指令とすることで、実線で示すＡＢＥＧＪＩＨＦ
ＣＤという形状の速度波形を指令することが可能にな
り、ユーザ操作による自由な速度指令の実行が可能にな
る。こうしたユーザ操作による自由な速度指令の実行
は、同期／非同期を問わず可能であって、同期制御の簡
単な１例として、図２の台形ＡＢＣＤに示すような、加
速、定速、減速で１工程の切削を行う主軸に対して、同
期する従属軸が台形ＡＢＣＤをマイナス側（図２の０線
から下側へ）へそのまま倒立反転させた速度指令で動作
させるような同期制御を行なわれている場合に、ユーザ
が主軸の速度指令を図３に示した出力３のように、例え
ば、加速時間ＡＢで工具端を工作物に接近させ、ＥＧＪ
ＩＨＦ間の加減速により２段階２工程の切削を行って、
減速時間ＣＤにより復帰させるように書換えた場合は、
従属軸の速度指令も主軸の速度指令ＡＢＥＧＪＩＨＦＣ
Ｄの倒立台形に書換えられる。（又、主軸と従属軸の台
形速度指令を別々に書換えることも、タイミングの移動
等もケースによっては可能である）。このように、プロ
グラマブルコントローラ（あるいは、モーションコント
ローラ）は、ＣＰＵモジュール等の上位装置からの指令
に依らずに、速度指令の作成・書換実行が可能となり、
複数ブロックのモーションプログラム先読み予測制御の
場合の加速度補正等も、上位装置によるプログラム変更
を待たずに実行できることになるので、分散システムと
して効率的に機能することによって、生産性を向上させ
るサイクルタイムの向上を図ることができる
【０００８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プログラマブルコントローラ（あるいは、プログラマブ
ルコントローラ）が提供する速度パターン発生器の出力
をユーザが自由に加工することで、サーボモータへの任
意の速度指令を出力することが可能となるので、ユーザ
はマシンのタクトタイムを向上させる効果がある。ま
た、本発明の速度パターン発生器はモーションプログラ
ムの自動加減速等の移動命令に指令方法が似ているの
で、使用上での整合性が良く生産コストの低下が期待で
きる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るプログラマブルコン
トローラのプログラム実行処理のブロック図である。
【図２】図１に示す速度パターン発生部の出力例を示す
図である。
【図３】図２に示すコントローラの速度指令を示す図で
ある。
【図４】従来のプログラマブルコントローラのブロック
図である。
【図５】従来の速度指令の出力例を示す図である。
【図６】従来の同期制御の説明図である。
【符号の説明】 １１ 移動指令 １２ 速度パターン発生器 １２ａ〜１２ｎ 速度パターン発生部 １３ 演算結果部 １４ ユーザ操作部 １５ 速度指令部 １６ サーボ制御部 １７ サーボモータ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 移動量・速度・加速時間および減速時間
    を入力して所望の速度パターンを算出し、サーボモータ
    に出力する速度パターン作成部を有する速度パターン発
    生器を備えたプログラマブルコントローラにおいて、 前記速度パターン発生器が、複数の前記速度パターン作
    成部を有し、かつ、当該複数の速度パターン作成部のう
    ち任意の１つ以上の速度パターン作成部を同時に実行す
    ることによって所望の速度パターンを発生させることを
    特徴とするプログラマブルコントローラ。
  2. 【請求項２】 前記プログラマブルコントローラがユー
    ザ操作部を備え、前記速度パターン発生器が算出した速
    度パターンを当該ユーザ操作部に出力し、該ユーザ操作
    部からサーボモータに出力することを特徴とする請求項
    １記載のプログラマブルコントローラ。
  3. 【請求項３】 前記ユーザ操作部はユーザが自由なタイ
    ミングで起動および停止することができることを特徴と
    する請求項２記載のプログラマブルコントローラ。
  4. 【請求項４】 前記速度パターン作成部は任意の形状の
    台形波形を格納し、これらの台形波形の代数和により幾
    何学的に重ね合わせた合成パターンとして所望の速度パ
    ターンを発生させることを特徴とする請求項１記載のプ
    ログラマブルコントローラ。
JP11126059A 1999-05-06 1999-05-06 プログラマブルコントローラ Pending JP2000315106A (ja)

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