JPH05341847A - 位置決め制御用関数発生装置 - Google Patents
位置決め制御用関数発生装置Info
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- JPH05341847A JPH05341847A JP4149599A JP14959992A JPH05341847A JP H05341847 A JPH05341847 A JP H05341847A JP 4149599 A JP4149599 A JP 4149599A JP 14959992 A JP14959992 A JP 14959992A JP H05341847 A JPH05341847 A JP H05341847A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＤＳＰのような高価な演算専用プロセッサを
用いる必要がなく、比較的廉価に加減速間数演算を高精
度に高速に行えるようにすること。 【構成】 位置決め制御のための、直線加減速およびＳ
字加減速のための関数発生装置において、ＣＰＵ１は一
段または複数段の移動平均演算により位置決め用の制御
パターンを発生させる。また、移動平均演算時に端数処
理を行うことにより、高精度指令を行うことができる。
リングバッファメモリ３，４はこの複数段で移動平均演
算を行うために用いられる。すなわち、ステップ状の入
力パターンに対し、一段目の移動平均を行うと直線加減
速パターンに、二段目以上の移動平均ではＳ字パターン
となり、Ｓ字によるショックレスの加減速制御が行え
る。
用いる必要がなく、比較的廉価に加減速間数演算を高精
度に高速に行えるようにすること。 【構成】 位置決め制御のための、直線加減速およびＳ
字加減速のための関数発生装置において、ＣＰＵ１は一
段または複数段の移動平均演算により位置決め用の制御
パターンを発生させる。また、移動平均演算時に端数処
理を行うことにより、高精度指令を行うことができる。
リングバッファメモリ３，４はこの複数段で移動平均演
算を行うために用いられる。すなわち、ステップ状の入
力パターンに対し、一段目の移動平均を行うと直線加減
速パターンに、二段目以上の移動平均ではＳ字パターン
となり、Ｓ字によるショックレスの加減速制御が行え
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、モータの回転速度制
御および回転速度の加減速制御を行う位置決め制御用の
関数発生装置に関し、特に直線またはＳ字の加減速制御
を行うための位置決め制御用関数発生装置に関する。
御および回転速度の加減速制御を行う位置決め制御用の
関数発生装置に関し、特に直線またはＳ字の加減速制御
を行うための位置決め制御用関数発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】加減速制御を行う従来の位置決め装置の
一般的な例を図１に示す。この例は、主軸モータ５の回
転速度に比率同期速度で従軸モータ１０を回転させる位
置決めシステムである。主軸モータ５が回転すると、イ
ンクリメンタルエンコーダ６からその回転量に比例した
パルスが出力される。このパルスをＦ／Ｖ（周波数−電
圧）変換器２１で電圧に変換し、この電圧によりＣ−Ｒ
フィルタ２２、増幅器２３および電流増幅器９を介して
従軸モータ１０を回転させる。加減速制御はＣ−Ｒフィ
ルタ２２の時定数により行う。ＳＷは従軸モータ１０の
「起動／停止」を切り替えるスイッチであり、Ｆ／Ｖ変
換器２１に接続している。
一般的な例を図１に示す。この例は、主軸モータ５の回
転速度に比率同期速度で従軸モータ１０を回転させる位
置決めシステムである。主軸モータ５が回転すると、イ
ンクリメンタルエンコーダ６からその回転量に比例した
パルスが出力される。このパルスをＦ／Ｖ（周波数−電
圧）変換器２１で電圧に変換し、この電圧によりＣ−Ｒ
フィルタ２２、増幅器２３および電流増幅器９を介して
従軸モータ１０を回転させる。加減速制御はＣ−Ｒフィ
ルタ２２の時定数により行う。ＳＷは従軸モータ１０の
「起動／停止」を切り替えるスイッチであり、Ｆ／Ｖ変
換器２１に接続している。
【０００３】図２は特開平２−１２１００５号公報およ
び特開平２−１２１００６号公報に提案された従来の位
置決め装置の別の例を示す。この例において、上位計算
機４１は汎用のマイクロプロセッサであり、下位計算機
４２に指令コマンドを与え、下位計算機４２は指令コマ
ンドを実行する。下位計算機はＤＳＰ（Digital Signal
Processer）と称されるもので、このＤＳＰは１６ビッ
トの固定小数点の乗算または積和計算を１００ｎｓない
し２００ｎｓで実行でき、汎用のマイクロプロセッサに
比べて５ないし１０倍高速であり、ＤＣモータ４７の回
転角をエンコーダ４６を用いてカウンタ４５から取り込
みＤＳＰの内部でサーボ演算を行い、操作量をＤ／Ａコ
ンバータ５０に出力し、電流増幅器５１を介しＤＣモー
タ４７を回転駆動する。すなわち、下位計算機４２は上
位計算機４１から与えられている指令とカウンタ４５か
らの現在位置情報に基づいてソフトウエアにより構成さ
れたディジタルサーボ制御系に基づいて操作量を求め
る。このように、この従来構成では下位計算機４２に高
速演算を行うためのＤＳＰを使用し、Ｓ字加減速機能を
持つ位置決め用の関数演算を行っている。
び特開平２−１２１００６号公報に提案された従来の位
置決め装置の別の例を示す。この例において、上位計算
機４１は汎用のマイクロプロセッサであり、下位計算機
４２に指令コマンドを与え、下位計算機４２は指令コマ
ンドを実行する。下位計算機はＤＳＰ（Digital Signal
Processer）と称されるもので、このＤＳＰは１６ビッ
トの固定小数点の乗算または積和計算を１００ｎｓない
し２００ｎｓで実行でき、汎用のマイクロプロセッサに
比べて５ないし１０倍高速であり、ＤＣモータ４７の回
転角をエンコーダ４６を用いてカウンタ４５から取り込
みＤＳＰの内部でサーボ演算を行い、操作量をＤ／Ａコ
ンバータ５０に出力し、電流増幅器５１を介しＤＣモー
タ４７を回転駆動する。すなわち、下位計算機４２は上
位計算機４１から与えられている指令とカウンタ４５か
らの現在位置情報に基づいてソフトウエアにより構成さ
れたディジタルサーボ制御系に基づいて操作量を求め
る。このように、この従来構成では下位計算機４２に高
速演算を行うためのＤＳＰを使用し、Ｓ字加減速機能を
持つ位置決め用の関数演算を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の図１の従来構成
での速度指令電圧パターンを図３に示す。主軸モータ５
を一定速度で回転させておき、従軸モータ１０を間欠起
動する。図３の（１）はＦ／Ｖ変換器２１からの出力パ
ータン、図３の（２）はＣ−Ｒフィルタ２２からの出力
パターンの波形を示す。本図に示すように、Ｃ−Ｒフィ
ルタ２２による加減速制御では、指数関数加減速となる
ので、加速開始時および停止開始時のショックがあり、
また、時定数を大きくすると加減速時間が長くなるとい
う問題があった。
での速度指令電圧パターンを図３に示す。主軸モータ５
を一定速度で回転させておき、従軸モータ１０を間欠起
動する。図３の（１）はＦ／Ｖ変換器２１からの出力パ
ータン、図３の（２）はＣ−Ｒフィルタ２２からの出力
パターンの波形を示す。本図に示すように、Ｃ−Ｒフィ
ルタ２２による加減速制御では、指数関数加減速となる
ので、加速開始時および停止開始時のショックがあり、
また、時定数を大きくすると加減速時間が長くなるとい
う問題があった。
【０００５】一方、図２に示す従来例ではＤＳＰのよう
な演算専用プロセッサを使用するので、装置が極めて高
価となってしまうという問題があった。
な演算専用プロセッサを使用するので、装置が極めて高
価となってしまうという問題があった。
【０００６】本発明の目的は、上述の点に鑑み、比較的
廉価に加減速関数演算を高精度に高速に行うことができ
る位置決め制御用関数発生装置を提供することにある。
廉価に加減速関数演算を高精度に高速に行うことができ
る位置決め制御用関数発生装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、モータの回転速度制御および速度加減速
制御を行うための位置決め制御用関数発生装置におい
て、ステップ状の速度指令パターンを直線またはＳ字で
の加減速パターンに変換するための１段または複数段で
移動平均演算を行う移動平均演算手段を備えたことを特
徴とする。
め、本発明は、モータの回転速度制御および速度加減速
制御を行うための位置決め制御用関数発生装置におい
て、ステップ状の速度指令パターンを直線またはＳ字で
の加減速パターンに変換するための１段または複数段で
移動平均演算を行う移動平均演算手段を備えたことを特
徴とする。
【０００８】また、本発明はその一形態として、前記移
動平均演算手段の移動平均演算時に端数処理を行う端数
処理演算手段をさらに備えたことを特徴とする。
動平均演算手段の移動平均演算時に端数処理を行う端数
処理演算手段をさらに備えたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明では、ステップ状の速度指令演算値に対
し、１段あるいは複数段の移動平均演算手段により、速
度制御および加減速制御を行う位置決めのための関数演
算を行い、直線加減速およびＳ字加減速のための関数
（制御パターン）を発生する。
し、１段あるいは複数段の移動平均演算手段により、速
度制御および加減速制御を行う位置決めのための関数演
算を行い、直線加減速およびＳ字加減速のための関数
（制御パターン）を発生する。
【００１０】その移動平均演算は、サンプリングデータ
を格納しておくリングバッファメモリのバッファ数をｎ
（整数）とすると、下記式で求められる。
を格納しておくリングバッファメモリのバッファ数をｎ
（整数）とすると、下記式で求められる。
【００１１】
【数１】（移動平均）＝｛（前回までの加算値）−（最
も古いサンプリングデータ）＋（今回サンプリングデー
タ）｝÷ｎ ステップ状の入力パターンに対し、１段の移動平均演算
を行うと直線加減速パターンに、２段目以上の移動平均
ではＳ字パターンとなる。
も古いサンプリングデータ）＋（今回サンプリングデー
タ）｝÷ｎ ステップ状の入力パターンに対し、１段の移動平均演算
を行うと直線加減速パターンに、２段目以上の移動平均
ではＳ字パターンとなる。
【００１２】すなわち、リングバッファメモリのバッフ
ァ数をｎ１，ｎ２，…，ｎｉとすると、初段でのステッ
プ状指令の変化Ｖ０に対する最終段での出力変化値Ｖｉ
は
ァ数をｎ１，ｎ２，…，ｎｉとすると、初段でのステッ
プ状指令の変化Ｖ０に対する最終段での出力変化値Ｖｉ
は
【００１３】
【数２】Ｖｉ＝Ｖ０×（１／ｎ１）×（１／ｎ２）×…
×（１／ｎｉ） で求められるので、数値制御で行うオーバライドのよう
に動作中に初段の指令値をステップ状に変化させる場合
でも、Ｓ字によるショックレスの加減速制御が行える。
×（１／ｎｉ） で求められるので、数値制御で行うオーバライドのよう
に動作中に初段の指令値をステップ状に変化させる場合
でも、Ｓ字によるショックレスの加減速制御が行える。
【００１４】このように、本発明に係る移動平均演算は
単純な式で実行でき、複雑な方程式を解く必要がないの
で、ＤＳＰのような高価な演算専用プロセッサを使用し
なくともＳ字パターンのような加減速関数演算を高速に
行うことができる。
単純な式で実行でき、複雑な方程式を解く必要がないの
で、ＤＳＰのような高価な演算専用プロセッサを使用し
なくともＳ字パターンのような加減速関数演算を高速に
行うことができる。
【００１５】さらに、各段の移動平均演算時に、単数演
算を行うことにより、高精度な位置指令を行う加減速制
御用の関数演算が行える。
算を行うことにより、高精度な位置指令を行う加減速制
御用の関数演算が行える。
【００１６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１７】（第１実施例）オープンループシステムで
の本発明の装置の一実施例の構成を図４に示す。この第
１実施例は、一定速で回転している主軸モータ５に対
し、比率同期速度で従軸モータ１０を回転させる位置決
めシステムである。従軸モータ１０は、外部からの指令
により間欠運転を行うが、実際には所定位置に送られて
くる被切断物（図示しない）を一定長に切断する定尺切
断装置などに適用される。
の本発明の装置の一実施例の構成を図４に示す。この第
１実施例は、一定速で回転している主軸モータ５に対
し、比率同期速度で従軸モータ１０を回転させる位置決
めシステムである。従軸モータ１０は、外部からの指令
により間欠運転を行うが、実際には所定位置に送られて
くる被切断物（図示しない）を一定長に切断する定尺切
断装置などに適用される。
【００１８】マイクロコンピュータ１は、ＣＰＵ（中央
演算処理装置）１１，プログラム用のＲＯＭ１２および
作業領域用のＲＡＭ１３を有し，サンプリングパルス発
生器２からのＣＬＫ（クロック）信号入力毎に、インク
リメンタルエンコーダ６からのパルスを計数するパルス
カウンタ７の値を読み込むことにより、サンプリング時
間ｔでの主軸モータ５の回転量を測定する。マイクロコ
ンピュータ１は、次にサンプリングした測定データから
主軸モータ５の回転速度ｖｍを演算し、従軸モータ１０
を比率同期速度ｖｓで回転させるための設定をＤ／Ａ
（デジタル・アナログ）変換器８に対し行う。Ｄ／Ａ変
換器８はマイクロコンピュータ１からの設定データをア
ナログ値に変換し、電流増幅器９を介して従軸モータ１
０を指定速度で回転させる。また、ＳＷは従軸モータ１
０の「起動／停止」を制御するための制御用スイッチで
ある。
演算処理装置）１１，プログラム用のＲＯＭ１２および
作業領域用のＲＡＭ１３を有し，サンプリングパルス発
生器２からのＣＬＫ（クロック）信号入力毎に、インク
リメンタルエンコーダ６からのパルスを計数するパルス
カウンタ７の値を読み込むことにより、サンプリング時
間ｔでの主軸モータ５の回転量を測定する。マイクロコ
ンピュータ１は、次にサンプリングした測定データから
主軸モータ５の回転速度ｖｍを演算し、従軸モータ１０
を比率同期速度ｖｓで回転させるための設定をＤ／Ａ
（デジタル・アナログ）変換器８に対し行う。Ｄ／Ａ変
換器８はマイクロコンピュータ１からの設定データをア
ナログ値に変換し、電流増幅器９を介して従軸モータ１
０を指定速度で回転させる。また、ＳＷは従軸モータ１
０の「起動／停止」を制御するための制御用スイッチで
ある。
【００１９】以上の構成において、本実施例ではマイク
ロコンピュータ１は１対のリングバッファメモリ３、４
を使用して、速度指令に対する移動平均演算処理を以下
に述べるように２段で行っている。
ロコンピュータ１は１対のリングバッファメモリ３、４
を使用して、速度指令に対する移動平均演算処理を以下
に述べるように２段で行っている。
【００２０】すなわち、本実施例の装置は、主軸モータ
５の回転速度ｖｍに対し、従軸モータ１０を回転速度ｖ
ｓで回転させる。なお、ｖｍとｖｓの関係は、比例定数
をｋ１とすると、次式（１）で表される。
５の回転速度ｖｍに対し、従軸モータ１０を回転速度ｖ
ｓで回転させる。なお、ｖｍとｖｓの関係は、比例定数
をｋ１とすると、次式（１）で表される。
【００２１】
【数３】 ｖｓ＝ｋ１＋ｖｍ …（１） 主軸モータ５の回転速度ｖｍは、比例定数をｋ２とする
と、サンプリング時間ｔでのインクリメンタルエンコー
ダ６からのパルス数ｐにより、次式（２）のにように求
められる。
と、サンプリング時間ｔでのインクリメンタルエンコー
ダ６からのパルス数ｐにより、次式（２）のにように求
められる。
【００２２】
【数４】 ｖｍ＝ｋ２×（ｐ÷ｔ） …（２） 上記比例定数ｋ２は、主軸モータ５の１回転あたりのイ
ンクリメンタルエンコーダ６の出力パルス数などから求
められる。
ンクリメンタルエンコーダ６の出力パルス数などから求
められる。
【００２３】次に、従軸モータ１０の起動制御用のスイ
ッチＳＷがＯＦＦ（開）→ＯＮ（閉）→ＯＦＦ（開）と
切り替わった時の、従軸モータ１０への速度指令データ
の推移を図５を参照して説明する。
ッチＳＷがＯＦＦ（開）→ＯＮ（閉）→ＯＦＦ（開）と
切り替わった時の、従軸モータ１０への速度指令データ
の推移を図５を参照して説明する。
【００２４】最初に、スイッチＳＷがＯＦＦで、２つの
リングバッファ３および４のデータは全て“０”となっ
ているものとする。なお、マイクロコンピュータ１は、
スイッチＳＷからの入力信号（以下、ＳＷ入力と称す
る）がＯＦＦならば、単位時間ｔでのパルスカウンタ７
の増分を強制的に“０”としている。すなわち、以下の
演算において、主軸モータ５の回転速度ｖｍを“０”と
している。
リングバッファ３および４のデータは全て“０”となっ
ているものとする。なお、マイクロコンピュータ１は、
スイッチＳＷからの入力信号（以下、ＳＷ入力と称す
る）がＯＦＦならば、単位時間ｔでのパルスカウンタ７
の増分を強制的に“０”としている。すなわち、以下の
演算において、主軸モータ５の回転速度ｖｍを“０”と
している。
【００２５】主軸モータ５が一定速ｖｍで回転している
ならば、マイクロコンピュータ１はＳＷ入力がＯＮの間
のみ、パルスカウンタ７の増分を検出するため、主軸モ
ータ５の回転速度ｖｍを図５の（１）に示すように検出
する。第１のリングバッファメモリ３による一段目の移
動平均演算を後述の図６の手順に従って行うと、主軸モ
ータ５の回転速度ｖｍ′は図５の（２）に示すように直
線での加減速となる。さらに、第２のリングバッファメ
モリ４による二段目の移動平均演算を後述の図６の手順
に従って行うと、主軸モータ５の回転速度ｖｍ″は図５
の（３）に示すように曲線状（Ｓ字と称する）での加減
速となる。従軸モータ１０への速度指令は、このｖｍ″
のデータに対して上記（１）式での演算を行って出力す
るので、従軸モータ１０の回転は図５の（３）に相当の
波形となり、ショックレスの加減速が実現できる。
ならば、マイクロコンピュータ１はＳＷ入力がＯＮの間
のみ、パルスカウンタ７の増分を検出するため、主軸モ
ータ５の回転速度ｖｍを図５の（１）に示すように検出
する。第１のリングバッファメモリ３による一段目の移
動平均演算を後述の図６の手順に従って行うと、主軸モ
ータ５の回転速度ｖｍ′は図５の（２）に示すように直
線での加減速となる。さらに、第２のリングバッファメ
モリ４による二段目の移動平均演算を後述の図６の手順
に従って行うと、主軸モータ５の回転速度ｖｍ″は図５
の（３）に示すように曲線状（Ｓ字と称する）での加減
速となる。従軸モータ１０への速度指令は、このｖｍ″
のデータに対して上記（１）式での演算を行って出力す
るので、従軸モータ１０の回転は図５の（３）に相当の
波形となり、ショックレスの加減速が実現できる。
【００２６】次に、複数のリングバッファメモリを用い
た本発明による移動平均演算の手順を、図６のフローチ
ャートを参照して説明する。なお、Ｐ１，Ｐ２…のＰは
プログラムステップを意味する。この演算はサンプリン
グパルス発生器２からのＣＬＫ信号の入力毎に行う。最
初に、Ｐ１でサンプル割り込みが開始されると、Ｐ２で
リングバッファポインタの読み込みを行う。このリング
バッファポインタは、最も古いサンプリングデータの格
納アドレスを示している。Ｐ３で、リングバッファメモ
リのデータの合計値から最も古いデータを引き、次のＰ
４でその結果に今回のサンプリングデータを加算する。
Ｐ５ではその合計値をリングバッファのバッファ数ｎで
割って、平均値を求め、この平均値を主軸モータ５の回
転速度ｖｍ′（１段目の場合）またはｖｍ″（２段目の
場合）とする。すなわち、その演算式は次式（３），
（４）のようになる。
た本発明による移動平均演算の手順を、図６のフローチ
ャートを参照して説明する。なお、Ｐ１，Ｐ２…のＰは
プログラムステップを意味する。この演算はサンプリン
グパルス発生器２からのＣＬＫ信号の入力毎に行う。最
初に、Ｐ１でサンプル割り込みが開始されると、Ｐ２で
リングバッファポインタの読み込みを行う。このリング
バッファポインタは、最も古いサンプリングデータの格
納アドレスを示している。Ｐ３で、リングバッファメモ
リのデータの合計値から最も古いデータを引き、次のＰ
４でその結果に今回のサンプリングデータを加算する。
Ｐ５ではその合計値をリングバッファのバッファ数ｎで
割って、平均値を求め、この平均値を主軸モータ５の回
転速度ｖｍ′（１段目の場合）またはｖｍ″（２段目の
場合）とする。すなわち、その演算式は次式（３），
（４）のようになる。
【００２７】
【数５】 ＳＵＭｉ＝ＳＵＭi-1 −ＯＬＤ＋ＮＥＷ …（３）
【００２８】
【数６】 ｖｍ″＝ＳＵＭｉ÷ｎ …（４） ＳＵＭｉはリングバッファの合計の今回値、ＳＵＭi-1
は前回までのリングバッファ合計値、ＯＬＤは最も古い
サンプリングデータ、ＮＥＷは今回のサンプリングデー
タである。
は前回までのリングバッファ合計値、ＯＬＤは最も古い
サンプリングデータ、ＮＥＷは今回のサンプリングデー
タである。
【００２９】次のＰ６では、最も古いサンプリングデー
タＯＬＤを今回のサンプリングデータ値ＮＥＷで書換
え、Ｐ７でリングバッファポインタのカウントアップを
行う。Ｐ８では、リングバッファポインタの値がリング
バッファのバッファ数ｎをオーバしたか否かのチェック
を行い、オーバした場合には、Ｐ９でそのポインタにバ
ッファ先頭アドレスを設定する。オーバしない場合はＰ
８からＰ１０へ飛ぶ。Ｐ１０ではリングバッファポイン
タの書き込みを行っているが、この時点でのポインタは
リングバッファ内の最も古いデータのポインタを示して
いる。Ｐ１１ではこの割り込み処理を終了する。
タＯＬＤを今回のサンプリングデータ値ＮＥＷで書換
え、Ｐ７でリングバッファポインタのカウントアップを
行う。Ｐ８では、リングバッファポインタの値がリング
バッファのバッファ数ｎをオーバしたか否かのチェック
を行い、オーバした場合には、Ｐ９でそのポインタにバ
ッファ先頭アドレスを設定する。オーバしない場合はＰ
８からＰ１０へ飛ぶ。Ｐ１０ではリングバッファポイン
タの書き込みを行っているが、この時点でのポインタは
リングバッファ内の最も古いデータのポインタを示して
いる。Ｐ１１ではこの割り込み処理を終了する。
【００３０】実際の数値での演算結果を図７に示す。こ
の例ではリングバッファメモリ３，４のバッファ数ｎを
１段目、２段目とも１０個としている。
の例ではリングバッファメモリ３，４のバッファ数ｎを
１段目、２段目とも１０個としている。
【００３１】（第２実施例）図８は位置決めを行うシス
テムでの本発明の装置の実施例の構成を示す。この第２
実施例の構成では、データ設定器３１によりモータ１０
の移動量データ、移動速度データが数値データとしてマ
イクロコンピュータ１に設定される。マイクロコンピュ
ータ１は、複数ｎ個のリングバッファメモリ３４〜３
６、およびこれと同数ｎ個の単数データ格納メモリ３７
〜３９を用いて、上記数値データに基づいて単位時間ｔ
での指令パルス増分値を演算する。この演算は、サンプ
リングパルス発生器２からのＣＬＫ信号の入力毎に行わ
れ、この演算結果を単位時間ｔ毎に偏差カウンタ３２に
指令値として出力する。偏差カウンタ３２は、この指令
パルス増分値（指令値）による指令位置データと、モー
タ１０の回転量に比例したパルスを出力するインクリメ
ンタルエンコーダ３３からの帰還パルスによるモータ１
０の現在位置データとの差分による値をＤ／Ａ変換器８
に出力する。この出力値はＤ／Ａ変換器８でアナログ値
に変換され、さらに電流増幅器９を介してモータ１０を
回転させる。モータ１０の回転速度は、単位時間ｔでの
指令パルス増分値により決まる。
テムでの本発明の装置の実施例の構成を示す。この第２
実施例の構成では、データ設定器３１によりモータ１０
の移動量データ、移動速度データが数値データとしてマ
イクロコンピュータ１に設定される。マイクロコンピュ
ータ１は、複数ｎ個のリングバッファメモリ３４〜３
６、およびこれと同数ｎ個の単数データ格納メモリ３７
〜３９を用いて、上記数値データに基づいて単位時間ｔ
での指令パルス増分値を演算する。この演算は、サンプ
リングパルス発生器２からのＣＬＫ信号の入力毎に行わ
れ、この演算結果を単位時間ｔ毎に偏差カウンタ３２に
指令値として出力する。偏差カウンタ３２は、この指令
パルス増分値（指令値）による指令位置データと、モー
タ１０の回転量に比例したパルスを出力するインクリメ
ンタルエンコーダ３３からの帰還パルスによるモータ１
０の現在位置データとの差分による値をＤ／Ａ変換器８
に出力する。この出力値はＤ／Ａ変換器８でアナログ値
に変換され、さらに電流増幅器９を介してモータ１０を
回転させる。モータ１０の回転速度は、単位時間ｔでの
指令パルス増分値により決まる。
【００３２】本実施例の装置でのモータ１０の加減速制
御動作について、図９を参照して説明する。最初に、マ
イクロコンピュータ１は移動量データをパルス量Ｐに、
移動速度データを周波数ｆに変換する。ステップ状の指
令では単位時間ｔでの指令パルス量ｐは次式（５）で求
められる。
御動作について、図９を参照して説明する。最初に、マ
イクロコンピュータ１は移動量データをパルス量Ｐに、
移動速度データを周波数ｆに変換する。ステップ状の指
令では単位時間ｔでの指令パルス量ｐは次式（５）で求
められる。
【００３３】
【数７】ｐ＝ｆ×ｔ …（５） マイクロコンピュータ１は最初に図９の（１）に示すよ
うに単位時間ｔ毎にステップ状の指令パルス増分値ｐを
出力する。なお、最後の指令パルス量ｐｅは、移動パル
ス量ｐを単位時間でのパルス増分ｐで割った余りであ
る。
うに単位時間ｔ毎にステップ状の指令パルス増分値ｐを
出力する。なお、最後の指令パルス量ｐｅは、移動パル
ス量ｐを単位時間でのパルス増分ｐで割った余りであ
る。
【００３４】このステップ状指令データ（ｐ）を、第１
手段のリングバッファ３４と端数データ格納メモリ３７
とにより一段目の移動平均演算を後述の図１０の手順に
従って行うと、図９の（２）に示すような直線での加減
速パターンとなる。さらに、第２手段のリングバッファ
３５と端数データ格納メモリ３８とにより二段目の移動
平均演算を後述の図１０の手順に従って行うと、図９の
（３）に示すＳ字での加減速パターンとなる。以降、ｎ
段目まで移動平均演算を行う毎に、出力曲線はより滑ら
かになり、加速度変化の少ないショックレスの加減速パ
ターンとなる。
手段のリングバッファ３４と端数データ格納メモリ３７
とにより一段目の移動平均演算を後述の図１０の手順に
従って行うと、図９の（２）に示すような直線での加減
速パターンとなる。さらに、第２手段のリングバッファ
３５と端数データ格納メモリ３８とにより二段目の移動
平均演算を後述の図１０の手順に従って行うと、図９の
（３）に示すＳ字での加減速パターンとなる。以降、ｎ
段目まで移動平均演算を行う毎に、出力曲線はより滑ら
かになり、加速度変化の少ないショックレスの加減速パ
ターンとなる。
【００３５】ところで、本実施例の位置決めでは、偏差
カウンタ３２への指令パルス量の合計値は、正確に管理
される必要がある。そのための端数演算処理を含めた本
発明による移動平均演算の手順を図１０を参照して説明
する。なお、Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３…のＰはプログラ
ムステップを意味する。まず、Ｐ２２，Ｐ２３では前述
の図６でのＰ２〜Ｐ５の処理と同様に、リングバッファ
メモリの合計値（ＳＵＭ）から平均値（ＳＵＭ／ｎ）を
求める。Ｐ２４でその平均演算での余り（端数）を前回
までの端数データ（すなわち、端数データの加算値）に
加える。Ｐ２５で端数データの合計値が、バッファ数ｎ
以上ならばＰ２６で平均演算値（出力値）に１を加え、
さらに端数データ合計値からｎを引く。バッファ数ｎ以
下ならばＰ２７へ飛ぶ。その後のＰ２７〜Ｐ３１の処理
は図６のＰ６〜１０の場合と同じである。
カウンタ３２への指令パルス量の合計値は、正確に管理
される必要がある。そのための端数演算処理を含めた本
発明による移動平均演算の手順を図１０を参照して説明
する。なお、Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３…のＰはプログラ
ムステップを意味する。まず、Ｐ２２，Ｐ２３では前述
の図６でのＰ２〜Ｐ５の処理と同様に、リングバッファ
メモリの合計値（ＳＵＭ）から平均値（ＳＵＭ／ｎ）を
求める。Ｐ２４でその平均演算での余り（端数）を前回
までの端数データ（すなわち、端数データの加算値）に
加える。Ｐ２５で端数データの合計値が、バッファ数ｎ
以上ならばＰ２６で平均演算値（出力値）に１を加え、
さらに端数データ合計値からｎを引く。バッファ数ｎ以
下ならばＰ２７へ飛ぶ。その後のＰ２７〜Ｐ３１の処理
は図６のＰ６〜１０の場合と同じである。
【００３６】図１１に図１０の手順に基づいた実際の数
値による演算結果を示す。ここで、一段目入力値はステ
ップ状の指令パルス量を、ＳＵＭではリングバッファメ
モリの合計値を、端数値では端数演算処理後の端数値デ
ータを、出力値では端数処理を含んだ移動平均演算の出
力値を示している。なお、リングバッファメモリのバッ
ファ数は一段目、二段目とも１０個である。
値による演算結果を示す。ここで、一段目入力値はステ
ップ状の指令パルス量を、ＳＵＭではリングバッファメ
モリの合計値を、端数値では端数演算処理後の端数値デ
ータを、出力値では端数処理を含んだ移動平均演算の出
力値を示している。なお、リングバッファメモリのバッ
ファ数は一段目、二段目とも１０個である。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が得られる。
次のような効果が得られる。
【００３８】（１）移動平均演算の基本処理は（３）
式、（４）式で示されるように単純であり、複雑な方程
式を解く必要がないので、ＤＳＰ等の演算専用のプロセ
ッサを使用しなくても加減速関数演算を高速に行うこと
ができる。
式、（４）式で示されるように単純であり、複雑な方程
式を解く必要がないので、ＤＳＰ等の演算専用のプロセ
ッサを使用しなくても加減速関数演算を高速に行うこと
ができる。
【００３９】（２）リングバッファメモリのバッファ数
をｎ１，ｎ２，…，ｎｉとすると、初段でのステップ状
指令の変化Ｖ０に対する最終段での出力変化値Ｖｉは
をｎ１，ｎ２，…，ｎｉとすると、初段でのステップ状
指令の変化Ｖ０に対する最終段での出力変化値Ｖｉは
【００４０】
【数８】Ｖｉ＝Ｖ０×（１／ｎ１）×（１／ｎ２）×…
×（１／ｎｉ） で求められるので、数値制御で行うオーバライドのよう
に動作中に初段の指令値をステップ状に変化させる場合
でも、Ｓ字によるショックレスの加減速制御が行える。
×（１／ｎｉ） で求められるので、数値制御で行うオーバライドのよう
に動作中に初段の指令値をステップ状に変化させる場合
でも、Ｓ字によるショックレスの加減速制御が行える。
【００４１】（３）さらに、各段の移動平均演算時に、
端数演算を行うことにより、高精度な位置指令を行う加
減速制御用の関数演算が行える。
端数演算を行うことにより、高精度な位置指令を行う加
減速制御用の関数演算が行える。
【図１】従来の位置決め装置の構成例を示すブロック図
である。
である。
【図２】従来の位置決め装置の他の構成例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】図１の従来例での速度指令電圧パターンを示す
波形図である。
波形図である。
【図４】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図５】図４の従軸モータへの速度指令データの推移を
示す波形図である。
示す波形図である。
【図６】本発明の一実施例の移動平均演算の手順を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図７】図６の手順による実際の数値での演算結果を示
す図である。
す図である。
【図８】本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図９】図８の実施例による出力の推移を示す波形図で
ある。
ある。
【図１０】本発明の他の実施例の端数演算処理を含めた
移動平均演算の手順を示すフローチャートである。
移動平均演算の手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１０の手順による実際の数値での演算結果
を示す図である。
を示す図である。
１ マイクロコンピュータ ２ サンプリングパルス発生器 ３ リングバッファメモリ１ ４ リングバッファメモリ２ ５ 主軸モータ ６ インクリメンタルエンコーダ ７ パルスカウンタ ８ Ｄ／Ａ変換器 ９ 電流アンプ １０ 従軸モータ １１ ＣＰＵ １２ ＲＯＭ １３ ＲＡＭ ３１ データ設定器 ３２ 偏差カウンタ ３３ インクリメンタルエンコーダ ３４〜３６ リングバッファメモリ ３７〜３９ 端数データ格納メモリ
Claims (2)
- 【請求項１】 モータの回転速度制御および速度加減速
制御を行うための位置決め制御用関数発生装置におい
て、 ステップ状の速度指令パターンを直線またはＳ字での加
減速パターンに変換するための１段または複数段で移動
平均演算を行う移動平均演算手段を備えたことを特徴と
する位置決め制御用関数発生装置。 - 【請求項２】 前記移動平均演算手段の移動平均演算時
に端数処理を行う端数処理演算手段をさらに備えたこと
を特徴とする請求項１に記載の位置決め制御用関数発生
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4149599A JPH05341847A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 位置決め制御用関数発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4149599A JPH05341847A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 位置決め制御用関数発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05341847A true JPH05341847A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15478729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4149599A Pending JPH05341847A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 位置決め制御用関数発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05341847A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4314917A1 (de) * | 1992-05-07 | 1993-11-11 | Fayette Tubular Tech Corp | Sammler für Klimaanlagen und Verfahren zu seiner Herstellung |
| WO1999040493A1 (fr) * | 1998-02-05 | 1999-08-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Procede permettant de regler le mouvement d'avance d'une machine a commande numerique et machine a commande numerique |
| US7215089B2 (en) | 2004-01-30 | 2007-05-08 | Fanuc Ltd | Threading/tapping control apparatus |
| US8024061B2 (en) | 2004-10-22 | 2011-09-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and device to generate position profile in motion controller |
| JP2017228318A (ja) * | 2017-09-21 | 2017-12-28 | Ntn株式会社 | リンク作動装置の制御装置 |
-
1992
- 1992-06-09 JP JP4149599A patent/JPH05341847A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4314917A1 (de) * | 1992-05-07 | 1993-11-11 | Fayette Tubular Tech Corp | Sammler für Klimaanlagen und Verfahren zu seiner Herstellung |
| DE4314917C2 (de) * | 1992-05-07 | 1999-03-25 | Fayette Tubular Tech Corp | Sammler für Klimaanlagen |
| WO1999040493A1 (fr) * | 1998-02-05 | 1999-08-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Procede permettant de regler le mouvement d'avance d'une machine a commande numerique et machine a commande numerique |
| GB2347763A (en) * | 1998-02-05 | 2000-09-13 | Mitsubishi Electric Corp | Method for controlling feeding motion of numerical controlled machine and numerically controlled machine |
| US6353301B1 (en) | 1998-02-05 | 2002-03-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Handle feeding control method in a numerical control apparatus, and a numerical control apparatus |
| US7215089B2 (en) | 2004-01-30 | 2007-05-08 | Fanuc Ltd | Threading/tapping control apparatus |
| US8024061B2 (en) | 2004-10-22 | 2011-09-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and device to generate position profile in motion controller |
| JP2017228318A (ja) * | 2017-09-21 | 2017-12-28 | Ntn株式会社 | リンク作動装置の制御装置 |
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