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WO1997008597A1 - Unite de commande d'acceleration/deceleration a commande numerique par ordinateur et procede s'y rapportant - Google Patents

Unite de commande d'acceleration/deceleration a commande numerique par ordinateur et procede s'y rapportant Download PDF

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WO1997008597A1
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deceleration
speed
deceleration control
time constant
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Inventor
Kentaro Fujibayashi
Kunihiko Murakami
Original Assignee
Fanuc Ltd
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a CNC acceleration / deceleration control apparatus and method for controlling acceleration / deceleration of an operating speed of an industrial machine by CNC, such as movement control of a belt conveyor or the like.
  • An object of the present invention is to provide a CNC acceleration / deceleration control method which is excellent in controllability and responsiveness and which is easy to set up. It is here.
  • the command program for driving and controlling the servo motors that drive industrial machines such as belt conveyors must include one or more acceleration / deceleration start positions within one program, Also, the time constant of acceleration / deceleration started at each acceleration / deceleration start position and the target speed by the acceleration / deceleration are written.
  • the servo is controlled in accordance with this command program, and when it is detected that the current position of the servo motor is at one of the acceleration / deceleration start positions specified in the command program, the acceleration is increased.
  • the acceleration / deceleration control started at the acceleration / deceleration start position is ended.
  • the start position of acceleration and deceleration and the degree of acceleration / deceleration can be instructed in the instruction program, so that parameters and contacts are set in advance.
  • acceleration / deceleration within one block can be executed. Therefore, work efficiency is improved.
  • the change of the acceleration / deceleration start point, time constant, target speed, etc. can be easily done by rewriting the command program.
  • Fig. 1 is a block diagram showing the function of the acceleration / deceleration control device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an outline of CNC hardware used in the acceleration / deceleration control device according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a command program provided to the acceleration / deceleration control device according to the present invention.
  • FIG. 4 shows an example of the acceleration / deceleration control executed according to the present invention in a time-speed graph.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the processing on the program side for executing the acceleration / deceleration control according to the present invention.
  • the program storage means 1 stores a command program 1a for transporting the work 3 by the belt conveyor 2 as an industrial machine.
  • the belt conveyor 2 is driven by a support motor 4.
  • the current position confirmation means 5 confirms the current position of the servomotor 4, and the current speed confirmation means 6 recognizes the current speed of the servomotor 4.
  • the acceleration / deceleration control means 7 refers to the current position and current speed of the servomotor 4 to determine the acceleration / deceleration points within one block commanded by the command program 1a and the acceleration / deceleration points at each block. Executes acceleration / deceleration control based on the time constant (the time required to transition from one speed to the next target speed).
  • Processor 11 of CNC 10 controls the entire CNC according to the system program stored in ROM 12
  • EPROM or EEPROM is used for the ROM 12.
  • the RAM 13 uses an SRAM or the like, and temporarily stores calculation data, display data, states of input / output signals, and the like.
  • the non-volatile memory 14 uses CM0S backed up by a battery (not shown) and stores parameters to be retained even after the power is turned off, command programs, and the like. Is done.
  • the screen display device with manual input means (CRT ZM DI) 20 is located at the front of the CNC or at the same position as the machine operation panel, and is used for displaying data, displaying graphics, inputting data, and operating the CNC. .
  • the graphic control circuit 21 converts a digital signal such as numerical data and graphic data into a raster signal for display and sends it to the display device 22.
  • the display device 22 outputs these numerical values. And graphics.
  • a CRT or a liquid crystal display device is used.
  • the keyboard 23 consists of numeric keys, symbolic keys, character keys, and function keys, and is used to create and edit instruction programs and to operate CNC.
  • the software key — 24 is provided at the lower part of the display device 22, and its function is displayed on the display device. When the screen of the display device changes, the function of the software key changes in accordance with the displayed function.
  • the axis control circuit 15 receives an axis movement command from the processor 11 and outputs an axis movement command to the servo amplifier 16.
  • Servo amplifier 16 amplifies this movement command, and Drives a thermocouple coupled to machine 30.
  • the number of axis control circuits 15 and the number of servo amps 16 are provided corresponding to the number of axes of the servomotor.
  • the PMC (programmable machine controller) 18 receives an M (auxiliary) function signal from the processor 11 via a path 19. Then, these signals are processed by a sequence program, and output signals are output to control pneumatic devices, hydraulic devices, electromagnetic actuators, etc. in the industrial machine 30. In addition, it receives a button signal, a switch signal, a limit switch, and other signals from the machine operation panel in the industrial machine 30 and performs a sequence process. To transfer the necessary input signal to processor 11.
  • Figure 3 shows an example of a command program used for acceleration / deceleration control.
  • code G200 is a code for commanding the execution mode of the acceleration / deceleration control.
  • X is the target position.
  • Codes P 1, P 2,..., P ⁇ are codes for instructing coordinate positions at which acceleration / deceleration of the servomotor is started.
  • Codes Q 1, Q 2, ——, and Q n are codes for instructing a time constant for performing acceleration / deceleration at each coordinate position.
  • the codes Rl, R2, Rn are codes for commanding the target speed after acceleration / deceleration of the servomotor at each coordinate position.
  • Code G201 is a code for instructing the end of the acceleration / deceleration control execution mode.
  • FIG. 4 An example of speed change due to acceleration / deceleration control is shown on the horizontal axis as time t, This is explained using the graph in Fig. 4 where the vertical axis is the speed F of the servomotor.
  • the speed change in Fig. 4 is as follows. At the start of operation, acceleration is performed with a time constant Q 0 set in advance by this command program, and when the current speed of the servo motor reaches the preset speed, this acceleration is terminated, and Driving at a constant speed F0. These time constant Q 0 and speed F 0 are initial settings.
  • the data to be written in the command program as shown in FIG. 3 is X; P1, Q1, R1; P2, Q2, R 2; P 3 Q 3, R 3; P 4, Q 4, and R 4.
  • the current position and current speed of the service ⁇ are recognized internally based on the command value.
  • recognition may be performed based on a position feedback signal fed from a pulse coder or the like.
  • the processor 11 When the processor 11 reads the instruction program G200 at the preprocessing stage of preparing execution data for performing the movement command distribution processing, the processor G11 reads the next G201. All command values are read and stored in a predetermined area of the memory. That is, the value of the target position X is stored in the target position register R (X), and P (Pl, P2, Pn), Q
  • step S3 the remaining movement obtained by subtracting the amount of movement L from the start of the acceleration / deceleration control stored in the register evening to the present value from the value (X) stored in the target position register evening R (X) It is determined whether the amount is greater than the deceleration distance D (step S3). That is, it is determined whether or not it is at the position where the deceleration with the time constant Q 0 is to be started toward the current movement L force target position X (step S 3).
  • step S 3 since the position (P 4) where the deceleration is started with the time constant Q 0 toward the target position X has not been reached, the judgment of step S 3 is “YES”. Next, it is determined whether or not the current movement amount L exceeds the position P1 at which the first acceleration / deceleration control is performed in accordance with the command program (step S4). In the first cycle, it has not yet been exceeded, so the determination in step S4 is "YES”. Next, it is determined whether the current speed command value Fc has reached the preset initial speed F0. (Step S17). W
  • Step S 20 from the set speed F0) is divided by the set time constant Q0, and the increment of the movement amount in the distribution cycle (speed increment) (Step S20), set the flag B (Step S21), and add the increment ⁇ F to the register that stores the speed command value Fc (Step S21).
  • Step S 1 2). That is, in this period, the speed command value (the movement command amount in the distribution cycle) Fc is 0 + AF AF.
  • the value of the register that stores the moving amount L is increased by the current speed (moving command amount in the distribution cycle) Fc (step S13), and the updated moving amount: Check that L does not exceed the value stored in the target position register R (X) (Step S14), and then set the current speed command value Fc (0 movement command in the current distribution cycle). ) Is output as a movement command to the axis control circuit that drives and controls Servo-1 (Step S17), and the first process ends.
  • step S 19 Check that flag B is set. This is because the flag B has already been set in step S21 in the first cycle, so the current speed is increased by ⁇ F (step S12), and so on. Then, the process proceeds to steps S13, SI4, and SI7, and the processing of this cycle ends.
  • the flag B is reset (step S22), and the value of the register storing the movement amount L is increased by the current speed command value Fc (step S13), and Confirm that the updated travel distance L does not exceed the value stored in the target position register R (X) (Step S14), and then change the current speed command value Fc to the Sabomo chromatography evening and output as a movement command to the axis control circuit for controlling driving (Sutedzubu S 1 7) c of the current processing is terminated
  • Step S13 the value of the register that stores the movement amount L is increased by the current speed command value Fc (step S13), and the updated movement amount L becomes the target position register R (X ) Is not exceeded (step S14), and the current speed command value Fc is used as a movement command to the axis control circuit that drives and controls the servo motor.
  • Step S17 the value of the register that stores the movement amount L is increased by the current speed command value Fc (step S13), and the updated movement amount L becomes the target position register R (X ) Is not exceeded (step S14), and the current speed command value Fc is used as a movement command to the axis control circuit that drives and controls the servo motor.
  • Step S13 The value of the register that stores the moving amount L is increased by the current speed command value Fc (step S13), and the updated moving amount L is stored in the target position register R (X). After confirming that the value does not exceed the stored value (step S14), the current speed command value Fc is output as a movement command to the axis control circuit that drives and controls the servomotor. (Step S 17) This processing ends.
  • steps SI—S5, S8, S22, S13, S14, and S17 are continued for each cycle. So Then, when the value of the register that stores the movement amount L at step S14 exceeds the position of point P2 (the next deceleration start position), LP2 is no longer established.
  • step S8 When the movement amount L is at the point P2 and the deceleration with the command time constant Q2 is started, the steps S8 to S9 — S14, SI7 Perform processing and end.
  • the cycle during deceleration the cycle ends when the processing from step S8 to steps S9, S12, S12, S14, and SI7 is completed, and when the command speed R2 is reached.
  • step S8 the processing of steps S22, S13, S14, and S17 is performed, and the process ends.
  • step S13 the amount of movement L is memorized in step S13.
  • Step S7 N
  • step S23 after steps Sl and S2 is "YES". Become. This is because flag B has already been set in step S25.
  • a deceleration process is performed by adding a speed increment to the current speed, and thereafter, the processes of steps S13, S14, and S17 are performed, and the process of the current cycle is completed.
  • step SI—S3, S23, and S12 proceed to step SI—S3, S23, and S12, and in the next step S13, set the value of the register for storing the movement amount L to the current speed command value Fc.
  • the determination result in step S14 is “ YES ”. Then, the amount of the updated movement amount L exceeding the value stored in the target position register R (X) (L—R (X)) is determined by the previous scan.
  • the processing of the cycle of is ended.
  • the current position and current speed of the servomotor are referenced, and the acceleration / deceleration points within one block commanded by the command program and the acceleration / deceleration points within each block are referred to.
  • Acceleration / deceleration is performed based on the time constant and acceleration / deceleration speed, so acceleration / deceleration within one block can be performed without setting parameters and contacts in advance. can do. Therefore, the workability is improved because the controllability and responsiveness are excellent and the setting is simple.
  • the acceleration / deceleration timing and the command program can be rewritten, which improves versatility.

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Description

明 細 書
C N Cの加減速制御装置及び方法
技 術 分 野
本発明は、 ベル ト コ ンベア等の移動制御など、 C N C に よっ て産業機械の動作速度の加減速を制御するための C N Cの加減速制御装置及びその方法に関する。
Figure imgf000003_0001
従来、 C N C (数値制御装置) によってベル ト コ ンペ ァ等の産業機械を制御する場合には、 目標位置と移動速 度とが指令された指令プロ グラム に基づいて、 サ一ポモ —夕の制御を実行する。 ただ し、 サ一ボモ一夕の動作中 は、 必ず しも一定速度ではな く、 必要に応 じて加減速を 行う。 このため、 従来は、 加減速地点に設けら れた接点 や、 オペ レータのボタ ン操作等によって加減速の夕イ ミ ング指令を行い、 この指令を う けた C N Cは、 予めパラ メ ータ設定さ れた移動速度ま で加減速を行う よ う に して いた。
しか し、 従来の方式では、 接点やポタ ン等の外部から の信号を受けてか ら加減速制御を制御するため、 制御開 始に遅れが生 じる と い う問題点があった。 また、 ハー ド ウ ェアの設定が必要なため、 その手間がかかり、 汎用性 もなかっ た。
発 明 の 開 示
本発明の目的は、 制御性お よび応答性に優れ、 かつセ ッテ ィ ン グが簡単な C N Cの加減速制御方式を提供する こ と に あ る。
上記目的を達成するため、 ベル ト コ ンベアな どの産業 機械を駆動するサ一ボモータ を駆動制御するための指令 プロ グラ ム には 1プロ ヅ ク 内での 1 または 2以上の加減 速開始位置、 及び各加減速開始位置で開始される加減速 の時定数とその加減速による目標速度が書き込ま れる。 この指令プロ グラム に したがってサ一ボ乇一夕 を制御 し て、 サーボモータの現在位置が前記指令プログラ ムに指 定さ れた 1 つの加減速開始位置にきたこ と を検出 した ら、 その加減速開始位置に対応する加減速時定数でもって加 減速制御を開始する。 やがてサ一ボ乇一夕の現在速度が 前記加減速開始位置に対応する 目標速度に達した ら、 こ の加減速開始位置で開始された加減速制御を終了する。
以上のよう に、 本発明では指令プログラ ム内で加減速 の開始位置及び加減速の程度を指令する こ とができるよ う に したので、 予めパラ メ ータや接点な どの設定を行う こ とな く、 1 ブロ ッ ク 内での加減速を実行する こ とがで き る。 よって、 作業効率の向上につながる。 ま た、 加減 速の開始時点、 時定数、 目標速度などの変更は指令プロ グラ ムの書き換えに よ って簡単にできる。
図 面 の 簡 単 な 説 明
図 1 は本発明によ る加減速制御装置の機能をプロ ッ ク 図で表 したものであ り、
図 2 は本発明によ る加減速制御装置において用 い られ る C N Cのハ ー ド ウ エアの概略をブロ ヅ ク図で示 したも のであ り、
図 3 は本発明によ る加減速制御装置に供される指令ブ ロ グラ ムの例を示す図であ り、
図 4 は本発明によ る実行さ れる加減速制御の例を時間 —速度のグラ フで示 したものであ り、 そ して、
図 5 は本発明によ る加減速制御を実行するためのプロ グラム側の処理を示すフ ロ ーチヤ一 トである。
発明 を 実施 す る た め の最良 の 形態 まず、 本発明によ る加減速制御の概要を図 1 のブロ ッ ク図を用 いて説明する。
プロ グラム格納手段 1 には、 産業機械と してのベル ト コ ンベア 2 でワ ー ク 3 を搬送するための指令プログラム 1 aが格納さ れて い る。 ベル ト コ ンベア 2 は、 サ一ポモ ータ 4 によって駆動さ れる。 現在位置確認手段 5 は、 サ —ボモータ 4 の現在位置を確認し、 現在速度確認手段 6 は、 サーボモータ 4 の現在速度を認識する。 加減速制御 手段 7 は、 サ一ボモータ 4 の現在位置および現在速度を 参照 して、 指令プロ グラム 1 aで指令された 1 ブロ ッ ク 内での加減速点と、 その各加減速点での時定数 ( ある速 度から次の目標速度ま でに移行する に要する時間) に基 づいて加減速制御を実行する。
次に、 加減速制御を実行する C N Cのハ ー ド ウエアの 構成の概略を、 図 2 のブロ ッ ク図によ り 説明する。
C N C 1 0 のプロ セ ッサ 1 1 は、 R O M 1 2 に格納さ れたシ ス テ ムプロ グラ ム に従って C N C全体を制御する この R O M 1 2 には、 E P R O Mあるいは E E P R O M が使用 される。 R A M 1 3 には、 S R A M等が使用され、 一時的な計算データ、 表示データ、 入出力信号の状態等 が格納される。 不揮発性メ モ リ 1 4 には、 図示されてい ないバ ッ テ リ によってバッ クアップされた C M 0 Sが使 用さ れ、 電源切断後も保持すべきパラメ 一夕、 指令プロ グラ ム等が記憶される。
手動入力手段付き画面表示装置 ( C R T ZM D I ) 2 0 は、 C N Cの前面あるいは機械操作盤と同 じ位置に配 置され、 デ一夕および図形の表示、 データ入力、 C N C の運転に使用 さ れる。 グラ フ ィ ッ ク制御回路 2 1 は、 数 値データおよび図形データ等のディ ジ夕ル信号を表示用 のラス 夕信号に変換 し、 表示装置 2 2 に送り、 表示装置 2 2 はこれらの数値お よび図形を表示する。 表示装置 2 2 には、 C R Tある いは液晶表示装置が使用される。 キ —ボー ド 2 3 は、 数値キ一、 シンボ リ ッ クキー、 文字キ —および機能キーか ら構成され、 指示プロ グラ ムの作成、 編集お よび C N Cの運転に使用される。 ソフ ト ウエアキ — 2 4 は、 表示装置 2 2の下部に設けられ、 その機能は 表示装置に表示される。 表示装置の画面が変化すれば、 表示される機能に対応 して、 ソフ ト ウェアキーの機能も 変化する。
軸制御回路 1 5 は、 プロセ ッサ 1 1からの軸の移動指 令を受けて、 軸の移動指令をサーポアンプ 1 6 に出力す る。 サーボア ンブ 1 6 はこの移動指令を増幅し、 産業機 械 3 0 に結合されたサーポモー夕 を駆動する。 なお、 軸 制御回路 1 5およびサーボアンブ 1 6 は、 サーポモー夕 の軸数に対応 した数だけ設けられる。
P M C (プロ グラ マブル ' マシン . コ ン ト ローラ ) 1 8 は、 プロセ ヅサ 1 1 からパス 1 9絰由で M (補助) 機 能信号等を受け取る。 そ して、 これらの信号をシーケン ス ' プロ グラムで処理 して、 出力信号を出力 し、 産業機 械 3 0 内の空圧機器、 油圧機器、 電磁ァクチユエイ タ等 を制御する。 ま た、 産業機械 3 0 内の機械操作盤のボタ ン信号、 ス ィ ッ チ信号および リ ミ ッ トスイ ッチ等の信号 を受けて、 シー ケ ン ス処理を行い、 パス 1 9 を経由 して プロセ ッサ 1 1 に必要な入力信号を転送する。
次に加減速制御の具体的な処理について説明する。 加減速制御で用 いる指令プロ グラムの一例を図 3 に示 す。 この指令プロ グラ ム において、 コー ド G 2 0 0は、 加減速制御の実行モー ド を指令するコー ドである。 Xは 目標位置である。 コー ド P 1 、 P 2 、 、 P π は、 サ ーボモータの加減速を開始する座標位置を指令するコー ドである。 コー ド Q 1 、 Q 2 、 ——、 Q n は、 各座標位 置での加減速を行う ための時定数を指令するコー ドであ る。 コー ド R l 、 R 2 、 、 R n は、 各座標位置での サ―ボモータの加減速後の目標速度を指令するコー ドで あ る。 コー ド G 2 0 1 は、 加減速制御の実行モー ドの終 了を指令するコー ドである。
加減速制御による速度変化の一例を、 横軸を時間 t、 縱軸をサーポモータの速度 F と した図 4 のグラフ を使用 して説明する。 この図 4 の速度変化は以下のとお り であ る。 動作開始と き にはこの指令プロ グラムで予め設定さ れた時定数 Q 0 で加速を行い、 サーボモータの現在速度 が予め設定された速度 に到達する と この加速を終了 して、 以後サ一ボモ一夕 を定速度 F 0 で駆動する。 これ ら時定数 Q 0 及び速度 F 0 は初期設定値である。
サーボモー夕 を初期設定速度 F 0 で動作 して加減速制 御実行コー ド G 2 0 0 で指令された第 1 の指令位置 P 1 に く る と、 その位置 P 1 から時定数 Q 1 で加速し、 そ し て現在速度が R 1 に到達する と この加速を終了 して、 以 後サ一ポ-モー夕 を定速度 R 1 で駆動する。 こ う して、 第 2 の指令位置 P 2 に く る と、 その位置 P 2 から時定数 Q 2 で減速し、 そ して現在速度が R 2 に到達する と この 減速を終了 して、 以後サ一ボモーダを定速度 R 2 で駆動 する。 以後同様に して、 第 4 の指令位置 P 4 に く る と、 その位置 P 4 か ら時定数 Q 4 で減速 し、 そ して現在速度 が R 4 に到達する と この減速を終了 して、 以後サ一ボモ 一夕を定速度 R 4 で駆動する。
それか ら、 初期設定時定数 Q 0 で減速すれば目標位置 X に停止する こ とのでき る位置から、 時定数' Q 0 で減速 して目標位置 Xで停止する。
図 4のよ う な加減速制御を実行させるためには、 図 3 に示 したよ う な指令プロ グラム に書き込むデータは、 X ; P 1 、 Q 1 、 R 1 ; P 2 、 Q 2 、 R 2 ; P 3 Q 3 , R 3 ; P 4 、 Q 4 、 R 4 である。
なお、 加減速制御において、 サ一ポ乇一夕の現在位置 や現在速度は、 指令値に基づいて内部的に認識される。 あるいは、 パルス コーダ等からフ ィ ー ドノ ヅ ク される位 置フ ィ ー ドバ ッ ク信号に基づいて認識でき るよ う に して も よ い。
つぎに、 図 4 に示すよ う な加減速制御を、 C N Cのプ 口 セ ヅサ 1 1 が図 3 に示 したよう な指令プログラ ムに し たがって実行する処理手順を、 図 5 のフ ロ ーチャー ト に よ って説明する。 プロ セ ッサ 1 1 は図 5 のフ ローチヤ一 卜 に沿った処理を 1 分配周期ごと実行する。
プロセ ッサ 1 1 は、 移動指令の分配処理を行な うため の実行データ を作成する前処理の段階で、 指令プログラ ムの G 2 0 0 を読む と、 次の G 2 0 1 を読みむまで、 す ベての指令値を読み込み、 それらをメ モ リ の所定領域に 格納する。 すなわち、 目標位置 Xの値を目標位置レジス 夕 R ( X ) に格納 し、 P ( P l 、 P 2 、 P n ) 、 Q
( Q 1 、 Q 2 、 —— Q n ) 、 R ( R 1 、 R 2 、 R n の値をそれぞれメ モ リ R ( P ) 、 R ( q ) 、 R ( r ) の 所定の領域に記憶する。 さ ら に、 フラグ Aをセッ ト ( 二 1 ) し、 フラ グ B を リ セ ッ ト ( = 0 ) し、 加減速制御モ ー ド開始からの移動量 L を記憶する レジス夕の値を リ セ ッ ト ( 二 0 ) してお く。 なお、 この前処理によって時定 数 Qは分配周期の数に変換されて記憶され、 目標速度 R は 1 分配周期 における移動量に変換されて記憶さ れる。 m inoeM
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8 分配周期の処理では通常の処理が行われた後本処理が 開始さ れる。 プロセ ッサ 1 1 はまずフラグ Aがセッ 卜 さ れて い るかどうかを判断する (ステヅプ S 1 ) 。 フラグ Aがセ ッ 卜 さ れてなければ、 本処理は加減速制御の処理 ではな い と して、 本処理を終了する。 一方、 フラグ Aが セ ッ ト されて いれば、 加減速制御の処理を開始すべく、 まず、 レ ジスタ に記憶する現在の速度指令値 F c と予め 設定さ れて いる時定数 Q 0 から減速距離 D ( D = Q 0 X F c / 2 ) を算出する (ステップ S 2 ) 。 そ して、 目標 位置レ ジス夕 R ( X ) に格納されて いる値 ( X ) から レ ジス夕 に格納されて いる加減速制御乇一 ド開始から現在 までの移動量 L を引 いた残移動量が減速距離 D よ り も大 き いかどうかを判断する (ステップ S 3 ) 。 すなわち、 現在の移動量 L力 目標位置 Xに向かって時定数 Q 0 の 減速 を開始すべき位置 に き て い るか どう かを判断する ( ステ ップ S 3 ) 。
最初の周期では、 目標位置 Xに向かって時定数 Q 0 で 減速開始する位置 ( P 4 ) にまで達してないので、 ステ ッブ S 3 の判断は 「 Y E S 」 となる。 次に、 現在移動量 Lが指令プロ グラム に したがって最初の加減速制御を行 う位置 P 1 を越えて いるかどうか判断する (ステ ップ S 4 ) 。 最初の周期ではま だ越えて いないのでステ ップ S 4 の判断は 「 Y E S 」 とな り、 次に、 現在速度指令値 F c が予め設定されて いる初期速度 F 0 に到達 している かど ό か判断する ( ステ ップ S 1 7 ) 。 W
9 最初の周期を含め、 設定速度 F 0 をめざ して加速して いる周期おいてはステ ップ S 1 7の判断は 「 N 0」 とな る。 次にフラ グ Bが 1 にセ ヅ ト されているかどうかを判 断する ( ステ ップ S 1 9 ) 。 最初の周期ではフ ラグ Bが 5 リ セ ッ ト ( = 0 ) さ れた伏態で開始されるので、 ステツ プ S 1 9 の判断は 「 N O」 とな り、 その結果、 目標速度 ( =設定速度 F 0 ) か ら現在速度指令値 F c (図 4の場 合は 0 ) を引 いた値を設定時定数 Q 0 で割って、 分配周 期にお ける移動量の増分 (速度増分) を求める (ス0 テ ツブ S 2 0 ) , そ して、 フラグ Bをセッ ト し (ステ ツ ブ S 2 1 ) 、 速度指令値 F c を記憶する レ ジスタ に増分 △ F を加算する ( ステ ップ S 1 2 ) 。 すなわち、 この周 期では速度指令値 ( 当該分配周期における移動指令量) F c は 0 + A F = A F と なる。 そ して、 移動量 Lを記憶5 する レ ジスタの値を今回の速度 (当該分配周期における 移動指令量) F c 分だけ増加 し (ステップ S 1 3 ) 、 そ の更新さ れた移動量: Lが目標位置レ ジスタ R ( X ) に格 納 してある値を越えな い こ と を確認 (ステ ップ S 14 ) してから、 現在速度指令値 F c (今回分配周期における 0 移動指令量) をサーボ乇一夕 を駆動制御する軸制御回路 に移動指令と して出力 して ( ステップ S 1 7 ) 第 1回目 の処理を終了する。
次の (第 2 回の ) 周期で、 まだ、 現在速度指令値 F c が設定速度 F 0 に到達 して いなければ、 処理はステッブ 5 S I — S 4、 S 1 8 と進む。 そ して、 ステップ S 1 9 で フ ラ グ Bがセ ッ ト さ れて いる こ と を確認する。 これは第 1 回目の周期にお いて ステ ップ S 2 1ですでにフラグ B がセ ッ 卜 されて いるから、 現在の速度を Δ Fだけ増加 し ( ステ ップ S 1 2 ) 、 以下同様にステヅブ S 1 3、 S I 4、 S I 7 と進んで今回周期の処理を終了する。
第 3 Θ目以降の処理周期を次々続けて、 その都度速度 指令を Δ : Fづっ増加させてつ いに現在速度指令値 F c が 設定速度 F 0 に到達する と ( F c = F 0 ) 、 ステ ップ S 1 一 S 4 の後のステ ップ S 1 8で 「 Y E S 」 の判断がさ れる。 すると、 フラグ Bをリセッ ト し (ステヅブ S 2 2 ) 、 移動量 L を記憶する レ ジ ス タ の値を今回の速度指令値 F c 分だ け増加 し ( ステ ップ S 1 3 ) 、 その更新された 移動量 Lが目標位置 レ ジ ス タ R ( X ) に格納 して ある値 を越えな いこ と を確認 ( ステ ップ S 1 4 ) してから、 現 在速度指令値 F c をサーボモ ー夕 を駆動制御する軸制御 回路に移動指令 と して出力 して ( ステヅブ S 1 7 ) 今回 の処理を終了する c
現在速度指令値 F c を設定速度 F 0 に保持しつつ、 指 令プロ グラムで指令さ れた最初の減速開始点 P 1 に到達 した ら、 L く P 1 は成立しな く なって、 ステップ S 1 — S 3の後のステ ップ S 4で 「 N 0」 の判断がされる。 す る と、 指標 i を 1 に し て ( ステヅブ S 4 ) 、 移動量 が ま だ次の減速開始点 P 1 ( = P 2 ) に到達 してない こ と を確認 し ( ステ ップ S 5 : Y ) 、 さ ら に、 現在速度指 令値 F c が減速後の指令速度がメ モ リ R に記憶されてい る指令速度 R l ( i = l ) にまだ到達 してない こ とを確 認 し ( ス テ ッ プ S 8 : N ) て か ら、 フ ラ グ B がセ ッ ト ( = 1 ) されて いるかどうか判断する (ステップ S 9 ) 。 と こ ろで、 前の加減速処理が終了 し定速になった時点で はすでに過去の処理周期にお けるステップ S 2 2でリ セ ッ ト ( = 0 ) さ れて い る ので、 ステ ップ S 9 の判断は 「 N 〇 j とな る。
そ こで、 メ モ リ R ( r ) に格納されている指令速度 R i ( = R 1 ) から現在速度指令値 F c ( = F 0 ) を引 いた値を レ ジ ス タ Q に格納さ れて い る指令時定数 Q i ( = Q 1 ) で割っ て、 分配周期ごと の速度指令の増分 (移動指令の増分) を求める (ステップ S 1 0 ) 。 それか ら、 フ ラ グ B をセ 'ン ト し (ステ ヅブ S 1 1 ) 、 現 在速度指令値 F c を記憶する レジス夕 にその速度増分 を足 し ( ステ ップ S 1 2 ) 、 移動量 L を記憶する レ ジスタ の値を今回の速度指令値 F c 分だけ増加 し (ステ ップ S 1 3 ) 、 その更新さ れた移動量 Lが目標位置レ ジ ス タ R ( X ) に格納 して ある値を越えな い こ と を確認 (ステ ップ S 1 4 ) してか ら、 現在速度指令値 F c をサ ーボモータ を駆動制御する軸制御回路に移動指令と して 出力 して (ステ ップ S 1 7 ) 今回の処理を終了する。
移動量 Lが点 P 1 をすぎて時定数 Q 1 での加速過程に ある と き ( A F 〉 0 ) は、 ステップ S l — S 5、 及びス テ ヅブ S 8 の後のス テ ップ S 9 の処理で 「 Y E S 」 の判 断がされる。 こ れはすでに過去の周期におけるステップ S 1 1 でフラ グ Bがセ ッ ト されているからである。 その 結果、 現在速度指令値 F c に速度増分 (過去の周期 におけるステ ップ S 1 0で求めてある) を足し ( ステツ ブ S 1 2 ) 、
移動量 L を記憶する レ ジス夕 の値を今回の速度指令値 F c 分だけ増加 し ( ステ ップ S 1 3 ) 、 その更新された 移動量 Lが目標位置レ ジス夕 R ( X ) に格納してある値 を越えな いこ と を確認 ( ステ ップ S 1 4 ) してから、 現 在速度指令値 F c をサーボモ一夕 を駆動制御する軸制御 回路に移動指令と して出力 して (ステップ S 1 7 ) 今回 の処理を終了する。
時定数 Q 1 での加速処理を続けて、 その結果、 現在速 度指令値 F c がメ モ リ R ( r ) に格納されている指令値 R i ( = R 1 ) になる と ( F c = R 1 ) 、 ステ ップ S I 一 S 5 の後のステ ップ S 8の処理で 「 Y E S 」 の判断が さ れる c そこで、 フ ラ グ B を リセッ ト し (ステ ップ S 2 2 ) 、 移動量 Lを記憶する レ ジス夕の値を今回の速度指 令値 F c 分だけ増加 し (ステ ップ S 1 3 ) 、 その更新さ れた移動量 Lが目標位置レ ジス夕 R ( X ) に格納 してあ る値を越えな いこ と を確認 ( ステップ S 1 4 ) してから, 現在速度指令値 F c をサ一ボ乇一夕 を駆動制御する軸制 御回路に移動指令と して出力 して (ステ ップ S 1 7 ) 今 回の処理を終了する。
こ う して、 各周期 ごと にステップ S I — S 5、 S 8、 S 2 2、 S 1 3、 S 1 4、 S 1 7の処理を続ける。 そ し て、 ステ ップ S 1 4 での移動量 L を記憶する レジス夕の 値が点 P 2 の位置 (次の減速開始位置) を越え始める と、 もはや L P 2 が成立 しな く なるので、 つぎの周期では ステ ヅ プ S 1 一 S 4 を終わっ たあ と のステ ップ S 5 で 「 N O」 の判断がさ れる。 そ こで、 現在 1である指標 i を さ ら に 1増加 して ( ステ ップ S 6 ) i = 2 と し、 それ が指標の最大数 n ( 図 4の場合は n = 4 ) に到達 してな い こ と確認 して ( ス テ ップ S 7 : N ) 、 ステップ S 5 に も どって移動量 Lが点 P 3 ( i + l = 3 ) に到達して い るかどう か判断する。 移動量 Lが点 P 2 を越えて もまで 点 P 3 に到達 してな い と きは、 L≤ P 3 が成立するので ステップ S 5の判断は 「 Y E S」 となる。
移動量 Lが点 P 2 にあって、 指令の時定数 Q 2 での減 速を開始する と きの周期では、 ステ.ヅ ブ S 8からステ ツ ブ S 9 — S 1 4、 S I 7の処理を行って終了する。 一方、 減速途中の周期ではステップ S 8からステップ S 9、 S 1 2 — S 1 4、 S I 7 の処理を行って終了 し、 ま た、 指 令速度 R 2 に到達 して いる と きの周期ではステヅプ S 8 からステ ップ S 2 2、 S 1 3、 S 1 4、 S 1 7の処理を 行って終了する。
ある周期で、 ステ ップ S 1 3で移動量 Lを記憶する レ ジス夕の値が P 3 を越える と、 次の周期ではステップ S 1 一 S 4のあ とのス テ ップ S 5で L ≤ P 2 ではない ( N ) と判断 し、 そ こで、 指標 i を 1増加 して 2 ( i = 2 ) に して ( ステ ップ S 7 ) 、 その値が最大値 n ( P点の数、 図 4の例で 4 ) に到達 して いないこ と を確認して (ステ ヅ プ S 7 : N ) ステ ッ プ S 5 に戻 り、 今度は L ≤ P 3 か どう か判断する ( ステ ップ S 5 ) 。 しか し、 移動量 L は 点 P 3 を越えて いるので、 このステップ S 5 の判断はま た N と なるので、 指標 i を さ ら に 1 増加 して 3 ( i = 3 ) に して ( ステ ップ S 7 ) 、 その値が最大値 n に到達して いない こ と を確認 して ( ステ ップ S 7 : N ) 、 ステップ S 5 に戻 り、 今度は: L ≤ P 4 かどうか判断する。 移動量 L は点 P 3 を越えて いるがま だ点 P 4 には到達 していな いので、 ステ ヅブ S 5 の判断は Γ γ E S j とな り (その と きの指標 i の値は 3 ) 、 時定数 Q 3、 目標速度 R 3 を 用 いて前述 した以下ステ ップ S 8以降の 理が行われる。
ステ ップ S 1 - S 5 のあ とのステ ップ S 6で指標 i の 値が最大値 n になる と、 指標 i は n と して ( i = n ) と して時定数 Q n ( = Q 4 ) 、 目標速度 R n ( = R 4 ) を 用 いて以下ステ ップ S 8以降の処理をする。
こ う して、 ステ ップ S 1 4 で更新 した移動量 L を記憶 する レ ジスタの値力 s、 目標位置レジスタ R ( X ) に格納 してお いた値か ら 目標位置までの減速距離 D を引 いた値 を越える と、 R ( X ) — L ≥ Dが成立しな く な り、 その 次の周期ではステ ップ S 1、 S 2 につづ く ステップ S 3 で 「 N 0 」 と判断さ れる。 それから、 フラグ Bがセヅ ト されて いるかどうか判断する (ステ ップ S 2 3 ) 。 フラ グ B は過去の周期におけるステップ S 8 につづ く ステ ヅ ブ S 2 2 にお いて リ セ ッ ト ( = 0 ) されて いるから、 初 めてステ ップ S 3か らステ ップ S 2 3 に移った と きは、 このステ ップ S 2 3 で 「 N O」 と判断さ れる。 その結果、 現在速度指令値 F c ( 図 4では R 4 ) にマイ ナス 1 をか けたものを設定時定数 Q 0 で割って、 1分配周期ごとの 速度増分 ( マイ ナスの値) を求める (ステ ップ S 2 4 ) 。 それから、 フ ラ グ B をセッ ト ( = 1 ) して (ステ ップ S 2 5 ) 、 現在速度指令値 F e に速度増分 を加 えて減速処理を し ( ステ ップ S 1 2 ) 、 以下、 ステップ S 1 3、 S 1 4、 S 1 7の処理を して今回周期の処理を 終える。
以後の、 目標位置にむけて設定時定数 Q 0 で減速過程 にある と きの処理周期では、 ステ ヅブ S l、 S 2のあ と のステ ップ S 2 3の判断が 「 Y E S 」 となる。 これはす でにス テ ップ S 2 5 でフラ グ Bがセ ヅ 卜 されて いるため である。 その結果、 現在速度に速度増分 を加えて減 速処理 し、 以下、 ステ ップ S 1 3、 S 1 4、 S 1 7の処 理を して今回周期の処理を終える。
こ う してステ ップ S I — S 3、 S 2 3、 S 1 2 と進み、 次のステ ップ S 1 3 で移動量 L を記億する レジスタの値 を今回の速度指令値 F c 分だけ増加 した と き、 その更新 された移動量 Lが目標位置レジス夕 R ( X ) に格納 して ある値に到達するかその値を越えるかする と、 ステップ S 1 4での判断結果は 「 Y E S 」 となる。 そう する と、 この、 更新された移動量 Lが目標位置レジス夕 R ( X ) に格納さ れた値を越えた分 ( L — R ( X ) ) を、 先のス テ ツブ S 1 2 で計算さ れた現在速度指令値 F c から差 し 引 いて ( すなわち、 F c ― ( L - R ( X ) の計算を して) 現在速度指令値 F c を修正 し、 フラ グ A及び B を リセ ッ ト し ( = 0 ) 、 移動量 L を記憶する レジスタ Lの値をゼ 口 に してから、 その修正された現在速度指令.値 F c を出 力 して最後の周期の処理を終える。
以上説明 したよう に、 本発明ではサ一ボモー夕の現在 位置及び現在速度を参照 して、 指令プロ グラムで指令さ れた 1 ブロ ッ ク内での加減速点と、 その各加減速点での 時定数及び加減速速度に基づいて、 加減速を実行するよ う に したので、 予めパラ メ ータや接点などの設定を行う こ とな く、 1 ブロ ッ ク 内での加減速を実行する こ とがで き る。 よって、 制御性および応答性に優れ、 かつセッテ イ ングが簡単なため、 作業効率が向上する。 また、 加減 速のタ イ ミ ングも指令プロ グラムも書き換える こ とがで き るので、 汎用性も向上する。

Claims

請 求 の 範 囲
. 1 ブロ ッ ク内での加減速開始位置と、 該加減速開始 位置で開始さ れる加減速制御の時定数と、 その加減速 によ る 目標速度とが含ま れて いる指令プログラムを格 納するプロ グラム格納手段と、
産業機械を駆動制御するサ一ポモ一夕の現在位置を 認識する現在位置認識手
段と、
前記サーボモータ の現在速度を認識する現在速度認 識手段と、
前記サーボモータ の現在速度及び現在速度を参照 し て、 前記指令プロ グラム に基づ く 加減速制御を実行す る加減速制御手段と、
からなる、 C N Cの加減速制御装置。
2 . 前記の産業機械はベル ト コ ンベアである、 請求の範 囲第 1 項記載の C N Cの加減速制御装置。
3 . 前記産業機械の動作の開始に伴って加速される と き の時定数と、 その時定数でもづて加速されたあ との指 令プロ グラ ム に指令さ れた第 1 の加減速点までの速度 とは、 C N C に予め設定されている、 請求の範囲第 1 項記載の C N Cの加減速制御装置。
4 . 移動目標位置、 1 ま たは 2以上の加減速開始位置、 及び各加減速開始位置で開始される加減速制御の時定 数とその加減速制御での目標速度を 1ブロ ッ ク に含む 指令プロ グラ ム に したがってサ一ボモータを制御 して. 前記サーポモータの現在位置が前記指令プロ グラム に指定された 1 つの加減速開始位置にきたこ と を検出 した ら、 その加減速開始位置に対応する加減速時定数 でも っ て加減速制御 し、
加減速制御を して いる前記サ一ポモ一夕の現在速度 が、 前記加減速開始位置に対応する目標速度に達した こ と を検出 した ら、 前記加減速開.始位置で開始された 加減速制御を終了するよ う に した、
C Cの加減速制御方法。
5 . 前記加減速制御は、 所定時間ごと に現在速度に等 し い速度変化分を増加 してゆ く かまたは減少してゆ く、 請求の範囲第 4項記載の C N Cの加減速制御方法。
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