KR101630141B1

KR101630141B1 - 지령 생성 장치

Info

Publication number: KR101630141B1
Application number: KR1020157034811A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 마루시타; 기미유키 다카하시
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2016-06-13
Anticipated expiration: 2033-06-12
Also published as: CN105308526A; CN105308526B; WO2014199460A1; JPWO2014199460A1; KR20160003864A; JP5558638B1

Abstract

복잡한 연산을 필요로 하는 일 없이, 또한 위치 결정 제어에 있어서의 기계의 진동을 억제하고, 또한 동작시간을 단축하기 위해서, 지령 생성 장치(10)가 구비하는 지령 해석부(11) 및 기준 지령 생성부(12)는, 협동하여, 외부로부터 입력된 지령 파라미터에 의해 지령된 가속도 A보다 큰 가속도 A＇로 모터(1)를 가속하여, 지령 파라미터에 의해 지령된 이동거리만큼 모터(1)를 구동하게 하기 위한 기준 지령을 생성한다. 지령 생성 장치(10)가 구비하는 제진지령 생성부(13)는, 기준 지령 중 일부를 기계(2)의 진동 주기 Td에 따른 시간만큼 지연시킴으로써 모터(1)에 대한 동작 지령을 생성한다.

Description

지령 생성 장치{COMMAND GENERATION DEVICE}

본 발명은, 모터(motor)를 구동하게 하는 동작 지령을 생성하는 지령 생성 장치에 관한 것이다.

각종 산업용의 기계(예를 들면 전자 부품 실장기, 산업용 로보트(robot), 공작기계 등)의 위치 결정 제어를 위해서, 지령 생성 장치가 사용된다. 지령 생성 장치는, 기계에 접속된 모터를 동작시키는 동작 지령을 생성한다. 위치 결정 제어에 관해서는, 기계가 진동하는 일 없이, 또한, 기계가 정확하게 원하는 위치에 위치 결정 되는 것이 요구된다.

그렇지만, 기계가 암(arm) 모양의 형상을 가지고 있거나, 감속 기구 또는 강성이 낮은 샤프트(shaft)를 통해서 기계를 구동하는 등, 기계계의 강성이 낮은 경우에는, 기계의 선단의 동작과 모터의 동작 사이에 차이가 생긴다. 또한, 기계계의 정지시 등, 동작이 변화할 때에는, 기계계의 저강성에 기인한 진동이 생기는 경우가 있다.

기계가 진동하는 문제에 대해, 특허 문헌 1에는, 제진필터(filter)를 사용하는 기술이 개시되어 있다. 특허 문헌 1에 의하면, 지령 생성 장치는, 제진필터를 구비한다. 제진필터에는 구동 대상의 기계의 진동 주기가 미리 설정된다. 제진필터는, 기준 지령과 기준 지령을 진동 주기의 반주기만 지연 시킨 지령을 합성함으로써, 동작 지령을 생성한다. 특허 문헌 1에 의하면, 이 제진필터는, 기준 지령에 포함되는 주파수 성분 중, 구동 대상의 기계의 진동 주파수 성분(진동 주기의 역수)을 제거할 수 있으므로, 기계가 진동하는 일 없이 정확한 위치 결정 제어가 실현된다고 되어 있다.

또한, 특허 문헌 2에 기재된 지령 생성 장치는, 시간폭과 진폭이 정규화된 두 개의 기본 파형의 각각에 게인(gain)을 곱한다. 그리고, 지령 생성 장치는, 게인이 곱해진 두 개의 기본 파형 중 하나를 지연시켜 다른 기본 파형으로부터 감산하는 것에 의해서, 동작 지령을 생성한다. 이 지령 생성 장치는, 상기 하나의 기본 파형의 시간폭이 상기 다른 기본 파형의 시간폭보다도 작고, 또한, 두 개의 기본 파형을 각각 입력으로한 2차 전달 특성의 출력 파형에 대해서, 진폭과 위상이 서로 일치하도록, 지연 시간 및 각각의 게인을 연산한다. 특허 문헌 2에 의하면, 이와 같이 구성됨으로써 지령 동작시간을 증대시키지 않고 기계의 진동을 억제하는 지령의 생성이 가능해진다고 되어있다.

특개평 5－108165호 공보 특개 2011－60044호 공보

그렇지만, 특허 문헌 1의 기재의 기술에 의하면, 동작 지령은 진동 주기의 반주기분만큼 지연된 기준 지령을 포함하기 때문에, 기계의 선단의 위치 결정이 완료되기까지 걸리는 시간(동작시간)이 길어진다.

또한, 특허 문헌 2에 기재된 기술에 의하면, 두 개의 기본 파형의 각각에 대해 2차 전달 특성의 출력을 연산할 필요가 있기 때문에, 동작 지령을 생성하기 위한 계산 시간이 길어진다. 그 결과, 위치 결정 제어가 기동되고 나서 동작 지령이 출력될 때까지의 시간이 길어진다. 또한, 특허 문헌 2에 기재된 기술에 의하면, 연산된 2차 전달 특성의 출력을 기억하는 대용량의 메모리를 지령 생성 장치에 구비할 필요가 있다.

본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 복잡한 연산을 필요로 하는 일 없이, 또한, 위치 결정 제어에 있어서의 기계의 진동을 억제하고, 또한 동작시간을 단축할 수 있는 지령 생성 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하여, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 지령성 장치는, 제1 가속도를 나타내는 가속도 정보와 이동거리를 나타내는 이동거리 정보를 포함한 지령 파라미터가 입력되어, 상기 제1 가속도보다도 큰 제2 가속도로 모터를 가속하여 상기 이동거리만큼 모터를 구동 하게 하기 위한 기준 지령으로서, 미리 정해진 형상의 기준 지령을 생성하는 제1 생성부와 상기 기준 지령 중 일부를 기계의 진동 주기에 따른 시간만큼 지연시키는 것에 의해서 모터에 대한 동작 지령을 생성하는 제2 생성부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 지령 생성 장치는, 지령 파라미터(parameter)에 의해서 나타내지는 가속도보다 큰 가속도를 가지는 기준 지령의 일부를 기계의 진동 주기에 따른 시간만큼 지연시킴으로써 동작 지령을 생성하므로, 복잡한 연산을 필요로 하는 일 없이, 또한, 위치 결정 제어에 있어서의 기계의 진동을 억제하고, 동작시간을 단축할 수 있다.

도 1은, 지령 생성 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는, 실시 형태의 기준 지령을 설명하는 도면이다.
도 3은, 제진지령 생성부의 구체적인 구성예를 나타내는 도면이다.
도 4는, 지령 해석부의 동작을 설명하는 순서도(flowchart)이다.
도 5는, 동작 지령을 설명하는 도면이다.

이하에, 본 발명에 따른 지령 생성 장치의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 덧붙여 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시 형태.

도 1은, 본 발명의 실시 형태의 지령 생성 장치의 구성을 나타내는 도면이다.

지령 생성 장치(10)는, 제진파라미터 및 지령 파라미터가 외부로부터 입력된다. 지령 생성 장치(10)는, 입력된 제진파라미터 및 지령 파라미터에 기초하여 동작 지령을 생성하고, 생성한 동작 지령을 구동 제어부(3)에 입력한다.

구동 제어부(3)는, 예를 들면 서보 앰프(servo amplifier)로서, 모터(1)의 구동 전류를 발생시킨다. 모터(1)는, 구동 제어부(3)로부터의 구동 전류에 의해서 구동되어 기계(2)를 구동하는 토크(torque)를 발생한다. 모터(1)는, 모터(1)의 현재 상태치(현재 위치 또는 현재 속도)를 검출하는 인코더(encoder)(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 인코더에 의해서 검출된 현재 상태치는 구동 제어부(3)에 입력된다. 구동 제어부(3)는, 현재 상태치가 나타내는 모터(1)의 위치 또는 속도가 동작 지령에 의해서 지령된 위치 또는 속도에 추종하도록, 모터(1)에 공급하는 구동 전류를 제어한다.

제진파라미터는, 모터(1)가 구동하는 기계(2)의 진동 주기 Td 및 진동 주기 Td의 진동의 감쇠량 G(0＜G＜1. 0)를 포함한다. 감쇠량 G는, 기계(2)에 있어서의 진동 주기 Td의 진동의 감쇠 속도가 클수록 작은 값이 설정되는 파라미터이다.

덧붙여 동작 지령은, 모터(1)의 위치 또는 속도를 지령하는 것이어도 괜찮고, 기계(2)의 위치 결정 대상의 부위의 위치 또는 속도를 지령하는 것이어도 괜찮다. 여기에서는, 동작 지령은 모터(1)의 속도를 지령하는 것으로 설명한다. 동작 지령이 기계(2)의 위치 결정 대상의 부위의 위치 또는 속도를 지령하는 것인 경우에는, 예를 들면, 기계(2) 중 위치 결정 대상의 부위에 위치 또는 속도를 검출하는 센서(sensor)가 배설되어 구동 제어부(3)는, 당해 센서에 의한 검출치를 현재 상태치로서 사용하도록 해도 괜찮다. 또한, 동작 지령이 모터(1)의 위치 결정 대상의 부위의 위치 또는 속도를 지령하는 것으로서, 구동 제어부(3)는, 상기 센서에 의한 검출치에 기초하여 모터(1)의 현재 위치 또는 현재 속도를 연산하도록 해도 괜찮다.

지령 생성 장치(10)에 있어서는, 비교적 단순한 형상의 파형을 가지는 기준 지령이 지령 파라미터에 기초하여 생성되고, 그 후, 진동의 저감이 고려된 동작 지령으로 기준 지령이 가공된다. 기준 지령은, 동작 지령과 동일하게, 모터(1)의 위치 또는 속도를 지령하는 것이어도 괜찮고, 기계(2)의 위치 결정 대상의 부위의 위치 또는 속도를 지령하는 것이어도 괜찮다. 여기에서는 일례로서, 기준 지령은, 모터(1)의 속도를 지령하는 것으로 한다. 기준 지령을 시간으로 적분하여 얻을 수 있는 값은 이동거리에 상당한다. 기준 지령은, 1 이상의 수치 정보를 변수로 한 지령 패턴(pattern)을 이용하여 생성된다. 지령 파라미터는, 지령 패턴이 구비하는 변수에 대입되는 구체적 수치 또는 구체적 수치를 도출하기 위해서 필요한 정보이다.

또한, 지령 패턴은, 일정한 양의 가속도로 가속되고, 그 가속도의 부호를 반대로 하여 얻는 음의 가속도로 가속되는 패턴으로서, 사다리꼴 또는 삼각형의 형상을 가진다. 또한, 지령 패턴은, 예를 들면, 가속도와 가속 시간과 등속도 시간을 변수로서 가진다. 등속도 시간은, 사다리꼴의 기준 지령 중 속도가 일정하게 유지되는 부분의 시간(등속 구간의 시간)을 말한다. 또한, 가속 시간은, 사다리꼴 또는 삼각형의 기준 지령 중 양의 가속도로 가속하고 있는 시간(가속 구간의 시간)을 말한다. 덧붙여 여기에서는, 가속 구간의 시간과 음의 가속도로 가속하고 있는 시간(감속 구간의 시간)은, 동일한 것으로서 설명한다. 기준 지령의 파형은, 지령 패턴의 변수에 구체적 수치가 대입되어 생성되므로, 여기에서는, 삼각형의 형상의 파형(즉 가속 구간과 감속 구간을 이 차례로 가지는 파형), 또는 사다리꼴의 형상의 파형(즉 가속 구간과 등속 구간과 감속 구간을 이 차례로 가지는 파형)의 어딘가에 해당한다.

지령 파라미터는, 예를 들면, 이동거리 S, 이동 속도 V, 및 가속 시간 Ta를 포함한다. 이동거리 S는, 모터(1)의 이동거리를 나타내는 이동거리 정보이다. 지령 파라미터에 포함되는 이동 속도 V 및 가속 시간 Ta는, 제1 가속도(후술 하는 가속도 A)를 나타내는 정보(가속도 정보)로서 이용된다. 덧붙여 지령 파라미터는, 가속도 A 그 자체를 가속도 정보로서 포함하고 있어도 괜찮다. 또한, 이동거리 정보는, 이동거리 S를 도출하기 위한 정보이면 이동거리 S 그 자체가 아니어도 괜찮다.

여기서, 본 발명의 실시 형태와 비교되는 기술(이후, 비교예)에 대해 설명한다. 비교예에 의하면, 외부로부터 입력되는 지령 파라미터를 이용하여 직접적으로 기준 지령이 도출된다.

비교예에 의하면, 우선, 다음의 식(1)에 의해 가속도 A(제1 가속도)가 연산된다.

A=V/Ta (1)

그리고, 기준 지령의 형상에 삼각형이 적용되어, 이동 속도 V 및 가속 시간 Ta가 적용되었을 경우의 이동거리 Sa가 다음의 식(2)에 의해 연산된다.

Sa=A×Ta² (2)

그리고, S와 Sa가 비교되어 S＞Sa의 관계가 성립하는 경우에는, 기준 지령의 형상이 사다리꼴로 결정된다. 그리고, 기준 지령의 형상이 사다리꼴인 경우의 등속 시간 Tc가 다음의 식(3)에 의해 연산된다.

Tc=S/V－Ta (3)

S≤Sa의 관계가 성립하는 경우에는, 기준 지령의 형상이 삼각형으로 결정된다. 기준 지령의 형상이 삼각형인 경우에, 이동거리 S를 이동하기 위한 가속 시간 Tb 및 이동 속도 Vb가 다음의 식(4), (5)에 의해 연산된다.

Tb=sqrt(S/A) (4)

Vb=A×Tb (5)

덧붙여 이동 속도 Vb≤이동 속도 V의 관계가 성립한다. 즉, 기준 지령의 형상이 삼각형인 경우에는, 모터(1)의 속도가 이동 속도 V에 도달하기 전에 감속이 개시된다.

비교예에 의하면, 식(1)에 의해서 연산된 가속도 A, 식(3)에 의해서 연산된 등속 시간 Tc, 및 식(4)에 의해서 연산된 가속 시간 Tb가 지령 패턴의 변수에 대입된다.

본 발명의 실시 형태의 지령 생성 장치(10)는, 지령 해석부(11), 기준 지령 생성부(12) 및 제진지령 생성부(13)를 갖추고 있다.

지령 해석부(11)는, 기준 지령의 가속도가 비교예에 의한 가속도 A(제1 가속도)보다 큰 제2 가속도가 되도록 지령 파라미터를 수정한다. 그리고, 지령 해석부(11)는, 수정한 지령 파라미터를 기준 지령 생성부(12)로 입력한다. 예를 들면, 지령 해석부(11)는, 지령 파라미터에 기술된 가속 시간 Ta를 보다 작은 값으로 수정한다. 여기에서는, 지령 해석부(11)는, 일례로서 가속 시간 Ta에 제진파라미터에 포함되는 감쇠량 G를 곱한 값을 수정 후의 가속 시간(가속 시간 Ta＇)으로 한다. 즉, 제2 가속도는, 가속도 A를 감쇠량 G으로 나누어 얻은 값 A＇와 동일하다.

기준 지령 생성부(12)는, 미리 지령 패턴을 기억하고 있다. 기준 지령 생성부(12)는, 지령 해석부(11)에 의해서 수정된 지령 파라미터를 이용하여 식(1)~(5)에 나타낸 연산과 동등의 연산을 실시함으로써, 지령 패턴의 변수에 대입하는 구체적 수치를 산출한다. 그리고, 기준 지령 생성부(12)는, 산출한 구체적 수치를 지령 패턴의 변수에 대입함으로써, 기준 지령을 생성한다.

즉, 지령 해석부(11) 및 기준 지령 생성부(12)는, 협동하여, 외부로부터 입력된 지령 파라미터가 나타내는 제1 가속도 보다 큰 제2 가속도로 모터(1)를 가속하는 기준 지령을 생성하는 제1 생성부로서 기능한다.

도 2는, 기준 지령 생성부(12)에 의해서 생성되는 기준 지령(실시 형태의 기준 지령)을 설명하는 도면이다. 도시하듯이, 실시 형태의 기준 지령은, 비교 예의 기준 지령보다 가속 시간이 단축되어 있다. 그 결과, 실시 형태의 기준 지령에 의한 가속도는, 비교 예의 기준 지령에 의한 가속도보다 커져 있다. 이들 2개의 기준 지령은, 적분치(즉 면적)가 이동거리 S와 동일해지도록 생성되기 때문에, 실시 형태의 기준 지령은, 비교 예의 기준 지령보다 지령의 종료시간이 단축된다.

제진지령 생성부(제2 생성부)(13)는, 기준 지령과 제진파라미터가 입력된다. 제진지령 생성부(13)는, 기준 지령 중 일부를 진동 주기 Td에 따른 시간만큼 지연하게 함으로써 동작 지령을 생성한다. 덧붙여 지연케 하는 시간은 예를 들면 진동 주기 Td의 반주기 분의 시간의 홀수배이다. 이것에 의해, 기계(2)에 발생하는 진동 주기 Td의 진동을 억제하는 동작 지령이 생성된다. 여기에서는, 동작시간을 가능한 한 작게 하기 위해서, 지연하게 할 수 있는 시간은 진동 주기 Td의 반주기 분의 시간인 것으로 한다.

도 3은, 제진지령 생성부(13)의 구체적인 구성예를 나타내는 도면이다. 제진지령 생성부(13)는, 제 1 게인 곱셈부(131), 제 2 게인 곱셈부(132), 지연부(133), 및 가산부(134)를 구비하고 있다.

제 1 게인 곱셈부(131) 및 제 2 게인 곱셈부(132)는, 제진파라미터 중 감쇠량 G와 기준 지령이 입력된다. 제 1 게인 곱셈부(131)는, 기준 지령에 감쇠량 G를 곱해, 곱셈으로 얻은 지령(제1 지령)을 분할 후 제 1 지령으로 출력한다. 제 2 게인 곱셈부(132)는, 기준 지령에 (1－G)를 곱해, 곱셈으로 얻은 지령(제2 지령)을 지연부(133)로 입력한다.

지연부(133)는, 제진파라미터 중 진동 주기 Td가 입력된다. 지연부(133)는, 제 2 게인 곱셈부(132)에 의해서 입력된 지령을 진동 주기 Td의 반주기 분의 시간(즉 Td/2)만큼 지연시켜, 분할 후 제 2 지령으로서 출력한다.

가산부(134)는, 분할 후 제 1 지령과 분할 후 제 2 지령을 가산(합성)하고, 가산에 의해 얻어지는 지령을 동작 지령으로서 출력한다.

도 4는, 지령 해석부(11)의 동작을 설명하는 순서도이다. 우선, 지령 해석부(11)는, 외부의 지령 파라미터의 입력을 접수한다(단계(step) S1). 그리고, 지령 해석부(11)는, 가속 시간 Ta에 감쇠량 G를 곱하여 얻은 가속 시간 Ta＇가 Td/2보다 작은지 아닌지를 판정한다(단계 S2).

가속 시간 Ta＇가 Td/2보다 작은 경우에는(단계 S2, Yes), 지령 해석부(11)는, 식(1)에 기초하여 가속도 A를 연산하고, 가속도 A를 감쇠량 G로 나누어 제 2 가속도인 가속도 A＇를 연산하여, 가속도 A＇가 허용 가속도 설정치 Amax 보다 작은지 아닌지를 판정한다(단계 S3). 허용 가속도 설정치 Amax는, 허용되는 최대의 가속도로서, 예를 들면 지령 해석부(11)에 미리 설정된다. 허용 가속도 설정치 Amax는, 지령 파라미터에 기술되어 지령 해석부(11)에 입력되어도 괜찮다. 허용 가속도 설정치 Amax는, 임의의 설정치이다. 예를 들면, 허용 가속도 설정치 Amax는, 기계(2)가 견딜만한 가속도 또는 모터(1)의 사양에 의해서 정해져 있는 허용 가속도 중의 작은 쪽의 값으로 설정돼도 괜찮다.

가속도 A＇가 허용 가속도 설정치 Amax 보다 작은 경우(단계 S3, Yes), 지령 해석부(11)는, 지령 파라미터에 포함되는 정보 중 가속 시간 Ta를, 가속 시간 Ta＇로 수정한다(단계 S4). 그리고, 지령 해석부(11)는, 수정된 지령 파라미터를 출력하여(단계 S5), 동작을 종료한다.

가속 시간 Ta＇가 Td/2보다 큰 경우(단계 S2, No) 또는 가속도 A＇가 허용 가속도 설정치 Amax 보다 큰 경우(단계 S3, No), 지령 해석부(11)는, 단계 S5의 처리를 실행한다.

도 5는, 지령 생성 장치(10)에 의해서 생성되는 동작 지령을 설명하는 도면이다. 상단의 그래프(graph)는, 비교 예의 기준 지령에 기초하여 생성되는 동작 지령이고, 하단의 그래프는, 실시 형태의 기준 지령에 기초하여 생성되는 동작 지령을 각각 나타내고 있다. 또한, 각각의 그래프에는, 참고를 위해서, 각각의 기준 지령에 기초하여 생성되는 분할 후 제 1 지령 및 분할 후 제 2 지령이 나타내져 있다. 가는 실선은 기준 지령을, 일점 쇄선은 분할 후 제 1 지령을, 2점 쇄선은 분할 후 제 2 지령을, 굵은 실선은 동작 지령을, 각각 나타내고 있다. 실시 형태에 의하면, 비교예에 비해 가속 시간이 단축된 결과, 비교예에 비해 동작시간이 단축되어 있다.

덧붙여 가속 시간 Ta가 가속 시간 Ta＇로 수정되면, 기준 지령의 가속도 A가 가속도 A의 (1/G) 배의 값의 가속도 A＇로 수정된다. 그리고, 제진지령 생성부(13)의 내부 처리에 의해서 생성되는 분할 후 제 1 지령의 가속도는 A가 되어, 분할 후 제 2 지령의 가속도는 (A＇－A)된다. 여기서, 만일 가속 시간 Ta＇가 Td/2보다 큰 경우(단계 S2, No)에 있어서도 가속 시간 Ta가 가속 시간 Ta＇로 수정되는 경우에는, 분할 후 제 1 지령에 의한 가속 타이밍(timing)과 분할 후 제 2 지령에 의한 가속 타이밍이 겹치는 기간이 발생한다. 2개의 가속 타이밍이 겹친 기간에 있어서는, 동작 지령의 가속도는, 가속도 A 보다 큰 가속도 A＇가 된다. 실시 형태에서는, 가속 시간 Ta＇가 Td/2보다도 작은 경우에 가속 시간 Ta가 가속 시간 Ta＇로 수정되어 가속 시간 Ta＇가 Td/2보다도 큰 경우에 가속 시간 Ta가 수정되지 않게 하고 있으므로, 분할 후 제 1 지령에 의한 가속 타이밍과 분할 후 제 2 지령에 의한 가속 타이밍이 겹치는 기간이 발생하는 경우에는 가속 시간 Ta가 수정되지 않게 된다.

가속 시간 Ta＇가 Td/2보다도 큰 경우(단계 S2, No), 분할 후 제 1 지령의 가속도는(A×G)되고, 분할 후 제 2 지령의 가속도는｛A×(1－G)｝가 된다. 따라서, 분할 후 제 1 지령에 의한 가속 타이밍과 분할 후 제 2 지령에 의한 가속 타이밍이 겹치는 기간이 발생했을 경우, 그 기간에 있어서의 동작 지령의 가속도는, 가속도 A에 일치한다. 즉, 가속 시간 Ta＇가 Td/2보다도 큰 경우라도, 크지 않은 경우라도, 동작 지령은 가속도 A를 넘는 일이 없다.

상술한 바와 같이, 동작 지령에 의한 최대 가속도는 가속도 A를 넘는 일이 없다. 따라서, 실시 형태에 의하면, 유저(user)가 하등의 이유에 기초하여 제 1 가속도를 설정했을 경우라도, 모터(1)의 가속도가 그 제1 가속도를 넘는 일 없이 모터(1)를 구동하는 것이 가능해진다.

또한, 실시 형태에 의하면, 제 2 가속도인 가속도 A＇가 허용 가속도 설정치 Amax 보다도 작은 경우(단계 S3, Yes), 가속 시간 Ta가 수정되고, 가속도 A＇가 허용 가속도 설정치 Amax 보다 큰 경우에(단계 S3, No), 가속 시간 Ta는 수정되지 않는다. 이것에 의해, 동작 지령의 가속도가 허용 가속도 설정치 Amax를 가능한 한 넘지 않게 하는 것이 가능해진다.

덧붙여 지령 생성 장치(10)가 구비하는 각각의 구성요소(지령 해석부(11), 기준 지령 생성부(12), 제진지령 생성부(13), 및, 제진지령 생성부(13)를 구성하는 제 1 게인 곱셈부(131), 제 2 게인 곱셈부(132), 지연부(133), 및 가산부(134)) 중 일부 또는 전부는, 전용의 하드웨어(hardware)로 실현되어도 괜찮고, 소프트 웨어(software)로 실현되어도 괜찮다. 소프트 웨어로 실현된다는 것은, 연산 장치 및 기억장치(메모리)를 구비하는 컴퓨터(computer)에 있어서, 구성요소에 대응하는 프로그램 모듈(module)(programmodule)을 기억장치에 격납해 두고, 당해 기억장치에 격납되어 있는 프로그램 모듈(module)를 연산 장치가 실행하는 것에 의해서 당해 구성요소의 기능을 실현하는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 지령 해석부(11) 및 기준 지령 생성부(12)는, 협동하여, 외부로부터 입력된 지령 파라미터에 의해 지령된 가속도 A보다 큰 가속도 A＇로 모터(1)를 가속하여, 지령 파라미터에 의해 지령된 이동거리만큼 모터(1)를 구동하게 하기 위한 기준 지령을 생성한다. 그리고, 제진지령 생성부(13)는, 기준 지령 중 일부를 기계(2)의 진동 주기 Td에 따른 시간만큼 지연시킴으로써 모터(1)에 대한 동작 지령을 생성한다. 본 발명의 실시 형태에 의하면, 지령 파라미터에 따른 가속도 A 보다 큰 가속도 A＇를 가지는 기준 지령에 기초하여 동작 지령이 생성되므로, 가속도 A를 가지는 기준 지령에 기초하여 동작 지령이 생성되는 경우에 비해 가감속에 걸리는 시간이 단축되므로, 결과적으로 동작시간이 단축된다. 또한, 단계 S2~단계 S4에 대해 설명한 것처럼, 기준 지령의 가속도를 크게 하기 위한 연산은, 2차 전달 특성의 출력을 연산할 경우 등에 비교하여 간단하다. 따라서, 연산에 의한 기동 시간의 지연을 억제하는 것과 함께, 중간 데이터를 기억하는 메모리의 필요 사이즈를 삭감하는 것이 가능해진다. 즉, 본 발명의 실시 형태의 지령 생성 장치(10)는, 복잡한 연산을 필요로 하는 일 없이, 또한 위치 결정 제어에 있어서의 기계의 진동을 억제하며, 또한, 동작시간을 단축할 수 있다.

덧붙여 이상의 설명에 있어서는, 기준 지령의 형상은, 가속 구간과 감속 구간을 이 차례로 포함하는 형상, 또는 가속 구간과 등속 구간과 감속 구간을 이 차례로 포함하는 형상인 것으로서 설명했지만, 기준 지령의 형상은 이것들로 한정되지 않는다. 또한, 기준 지령의 가감속 구간에 있어서의 가속도는 고정인 것으로 설명했지만, S자 함수에 따라서 가속도가 변화하도록 해도 괜찮다. 가감속 구간에 있어서의 가속도가 소정의 함수에 의해 정의되는 경우에는, 기준 지령 생성부(12)는, 가속도의 평균치가 제1 가속도 보다도 큰 제2 가속도에 일치하는 기준 지령을 생성하는 등 해도 괜찮다. 또한, 지령 생성 장치(10)는, 기준 지령 생성부(12)와 제진지령 생성부(13) 사이, 또는 제진지령 생성부(13)와 구동 제어부(3) 사이에, 임의의 필터(예를 들면 일차 지연 필터, 평활화 필터등)가 삽입되어 구성되어도 괜찮다.

또한, 제진지령 생성부(13)는, 기계(2)의 진동의 감쇠 속도가 빠를수록 작은 값이 되는 파라미터인 감쇠량 G(0.5＜G＜1)가 입력되어 기준 지령을, 제1 지령(분할 후 제 1 지령)과 제2 지령의 비가 G대 (1－G)가 되도록 제1 지령과 제2 지령을 분할한다. 그리고, 제진지령 생성부(13)는, 제2 지령을 기계(2)의 진동 주기 Td에 따른 시간만큼 지연 시키고, 지연된 제2 지령(분할 후 제 2 지령)을 제1 지령과 합성한다. 그리고, 제2 가속도인 가속도 A＇는, 제1 가속도인 가속도 A를 감쇠량 G로 나누어 얻을 수 있는 값과 동일하다. 따라서, 분할 후 제 1 지령과 분할 후 제 2 지령이 가속 구간이 겹치지 않는 경우에 있어서, 외부로부터 입력된 지령 파라미터가 나타내는 가속도 A에 동작 지령의 가속도를 일치시킬 수 있다.

또한, 기준 지령의 형상은, 가속 구간과 감속 구간을 이 차례로 포함하는 형상, 또는 가속 구간과 등속 구간과 감속 구간을 이 차례로 포함하는 형상으로서, 기준 지령 생성부(12)는, 가속 구간의 시간이 기계(2)의 진동 주기 Td에 따른 시간보다 큰 경우에는, 모터(1)를 가속도 A＇로 가속하는 기준 지령이 아니라 모터(1)를 가속도 A로 가속하는 기준 지령을 생성한다. 이것에 의해, 분할 후 제 1 지령과 분할 후 제 2 지령이 가속 구간이 겹치는 우려가 있는 경우에는 가속도를 크게 하지 않으므로, 동작 지령의 가속도의 최대치가 가속도 A를 넘는 것을 막을 수 있다.

또한, 기준 지령 생성부(12)는, 제2 가속도가 허용 가속도 설정치 Amax 보다 큰 경우에는, 모터(1)를 가속도 A＇로 가속하는 기준 지령이 아니라 모터(1)를 가속도 A로 가속하는 기준 지령을 생성한다. 이것에 의해, 동작 지령의 최대치가 허용 가속도 설정치 Amax를 넘는 것을 막을 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 지령 생성 장치는, 모터를 구동하게 하는 동작 지령을 생성하는 지령 생성 장치에 적용하기에 매우 적합하다.

1 모터, 2 기계,
3 구동 제어부, 10 지령 생성 장치,
11 지령 해석부, 112 기준 지령 생성부,
13 제진지령 생성부, 131 제 1 게인 곱셈부,
132 제 2 게인 곱셈부, 133 지연부,
134 가산부.

Claims

제1 가속도를 나타내는 가속도 정보와 이동거리를 나타내는 이동거리 정보를 포함하는 지령 파라미터가 입력되어, 상기 제1 가속도보다 큰 제2 가속도로 모터를 가속하여 상기 이동거리만큼 모터를 구동하게 하기 위한 기준 지령으로서, 미리 정해진 형상의 기준 지령을 생성하는 제1 생성부와,
상기 기준 지령 중 일부를 기계의 진동 주기의 반주기 분의 시간의 홀수배의 지연 시간만큼 지연시킴으로써 모터에 대한 동작 지령을 생성하는 제2 생성부를 구비하고,
상기 제 1 생성부는
상기 기준 지령의 가속 구간의 시간과 상기 지연 시간을 비교하여,
상기 가속 구간의 시간이 상기 지연 시간 보다 작은 경우에 상기 제 2 가속도로 상기 모터를 가속하게 하는 기준 지령을 생성하고,
상기 가속 구간의 시간이 상기 지연 시간보다 큰 경우에 상기 제 1 가속도로 상기 모터를 가속하게 하는 기준 지령을 생성하는 것을 특징으로 하는 지령 생성 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 생성부는,
파라미터 G가 설정되고
상기 기준 지령을, 제1 지령과 제2 지령의 비가 G대 (1－G)가 되도록 분할하고,
상기 제2 지령을 상기 지연 시간만큼 지연시키고,
상기 제1 지령과 상기 지연된 제2 지령을 합성하여 상기 동작 지령을 생성하는 것을 특징으로 하는 지령 생성 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 가속도의 크기는, 상기 제1 가속도의 (1/G) 배의 크기와 동일한 것을 특징으로 하는 지령 생성 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 지연 시간은, 상기 진동 주기의 반주기 분의 시간인 것을 특징으로 하는 지령 생성 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 생성부는, 상기 제2 가속도와 허용 가속도 설정치를 비교하고,
상기 제2 가속도가 상기 허용 가속도 설정치보다 작은 경우에 상기 제2 가속도로 상기 모터를 가속하게 하는 기준 지령을 생성하고,
상기 제2 가속도가 상기 허용 가속도 설정치보다 큰 경우에 상기 제1 가속도로 상기 모터를 가속하게 하는 기준 지령을 생성하는 것을 특징으로 하는 지령 생성 장치.
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