(57)【要約】【課題】  ２軸の位置検出器の出力を合成するような特別な装置を必要とせず、簡単で安価な構成で、しかも高精度に円弧軌跡を表示できる円弧軌跡表示システム及び円弧軌跡表示方法、円弧軌跡表示装置を提供する。  【解決手段】  円弧軌跡表示装置１４に、入力後円弧の位置指令より４５度相当の位置指令を検出する指令角度検出部２３と、指令角度検出部２３の４５度相当の指令位置が２軸間で理想の位置と一致しているかどうか検出する円弧ずれ検出部２４と、４５度相当の位置指令が理想とずれている場合その時間タイミングの位置指令と位置フィードバックを円弧分補正する位置補正部２５と、を備える。【選択図】図２
2010211554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２軸以上の電動機と、該電動機を駆動して位置制御を行う電動機制御装置、と該電動機制御装置に電動機を駆動する位置指令を出力するコントローラと、を備えた電動機制御システムと、
前記電動機制御装置とシリアル通信で接続され、
円弧動作時の位置指令と位置フィードバックを前記電動機制御装置より入力する位置入力部と、
位置指令と位置フィードバックで円弧指令における軌跡を表示する軌跡表示部と、を有する円弧軌跡表示装置からなる円弧軌跡表示システムにおいて、
前記円弧軌跡表示装置に、入力後円弧の位置指令より４５度相当の位置指令を検出する指令角度検出部と、
該指令角度検出部の４５度相当の指令位置が２軸間で理想の位置と一致しているかどうか検出する円弧ずれ検出部と、
４５度相当の位置指令が理想とずれている場合その時間タイミングの位置指令と位置フィードバックを円弧分補正する位置補正部と、を備えることを特徴とする円弧軌跡表示システム。
【請求項２】
前記コントローラに、位置指令と同時に指令タイミングを示すカウンタを指令するカウンタ指令部をさらに備え、
前記位置補正部が、４５度相当の位置指令が理想とずれている場合、ずれている時間に相当するカウンタ分の時間タイミングの位置指令と位置フィードバックを円弧分補正することを特徴とする請求項１記載の円弧軌跡表示システム。
【請求項３】
前記位置補正部は、位置指令が指令周期の倍数分ずれている場合、指令周期の倍数分の時間を位置指令と位置フィードバックについて円弧1周分補正することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の円弧軌跡表示システム。
【請求項４】
前記位置補正部は、位置フィードバックの代わりに位置偏差を用いて補正することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の円弧軌跡表示システム。
【請求項５】
前記指令角度検出部は、移動速度とサンプリング時間に応じて４５度以外の位置指令がサンプリング時間で変化する円弧の角度を検出することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の円弧軌跡表示システム。  
【請求項６】
請求項１〜請求項５の円弧軌跡表示システムに使用される円弧軌跡表示装置。
【請求項７】
２軸以上の電動機と、該電動機を駆動して位置制御を行う電動機制御装置、と該電動機制御装置に電動機を駆動する指令を与えるコントローラと、を備えた制御システムと、
前記電動機制御装置とシリアル通信で接続され、
円弧動作時の位置指令と位置フィードバックを前記電動機制御装置より入力する位置入力部と、
位置指令と位置フィードバックで円弧指令における軌跡を表示する軌跡表示部と、を有する円弧軌跡表示装置からなる円弧軌跡表示システムの円弧軌跡表示方法において、
位置指令と位置フィードバックを入力するステップと、
位置指令と位置フィードバックを入力後、円弧の位置指令より４５度相当の位置指令を検出するステップと、
４５度相当の位置指令が理想とずれている場合、その時間タイミングの位置指令と位置フィードバックを円弧分補正するステップと、
補正された円弧分の位置指令と位置フィードバックで円弧指令における軌跡を表示するステップとを備えることを特徴とする円弧軌跡表示システムの円弧軌跡表示方法。
【請求項８】
前記コントローラに前記電動機制御装置と通信で同期して、位置指令と同時に指令タイミングを示すカウンタを指令するステップを備え、
４５度相当の位置指令が理想とずれている場合、ずれている時間に相当するカウンタ分の時間タイミングの位置指令と位置フィードバックを円弧分補正するステップを備えることを特徴とする請求項７記載の円弧軌跡表示システムの円弧軌跡表示方法。
【請求項９】
前記時間タイミングの位置指令と位置フィードバックを円弧分補正するステップは、指令周期の倍数分ずれている場合、指令周期の倍数分の時間を位置指令と位置フィードバックについて円弧１周分補正することを特徴とする請求項７または８のいずれかに記載の円弧軌跡表示システムの円弧軌跡表示方法。
【請求項１０】
前記時間タイミングの位置指令と位置フィードバックを円弧分補正するステップで、前位置フィードバックの代わりに位置偏差を用いて補正することを特徴とする請求項７または８のいずれかに記載の円弧軌跡表示システムの円弧軌跡表示方法。
【請求項１１】
前記位置指令と位置フィードバックを入力後、円弧の位置指令より４５度相当の位置指令を検出するステップは、移動速度とサンプリング時間に応じて４５度以外の位置指令がサンプリング時間で変化する円弧の角度を検出することを特徴とする請求項７または８のいずれかに記載の円弧軌跡表示システムの円弧軌跡表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コントローラが２軸以上の電動機制御装置を駆動して円弧指令を行う電動機制御システムと、電動機制御装置より円弧軌跡を入力して表示する円弧軌跡表示装置からなる円弧軌跡表示システム及び円弧軌跡表示方法、円弧軌跡表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コントローラが２軸以上の電動機制御装置を駆動する制御システムでは、駆動後の軌跡をチェックし、サーボ調整等を行うために軌跡表示装置を用いて軌跡の表示を行うことがある。特に円弧指令ではＸ軸とＹ軸の軌跡を精度良く表示しないと正確な円弧とならず、サーボ調整等が正しく行えないこととなるため、高精度での表示が要求される。また同時に簡単で安価な構成で高精度の表示を行うことが要求されている。
従来の円弧軌跡の表示方法には、少なくとも２軸の動作を検出してその検出信号を合成し、この合成信号に基づき表示手段上に円弧補間軌跡として２軸の動作軌跡を表示しているものがある。（例えば、特許文献１参照）
図１５は従来の円弧軌跡の表示機能を有する数値制御装置の構成を示すブロック図である。図１５において、１０１と１０２はモータ制御回路、１０３と１０４はサーボモータ、１０５と１０６は位置検出器、１０７は２軸信号合成器、１０８はＣＲＴであり、２軸信号合成器１０７は位置検出器１０５と位置検出器１０６の出力を合成し、ＣＲＴ１０８は２軸信号合成器１０７の出力を表示する。
このように、従来の円弧軌跡の表示機能を有する数値制御装置は、２軸の検出信号を合成し、この合成信号に基づき円弧補間軌跡として２軸の動作軌跡を表示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２１７９０７号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の円弧軌跡の表示機能を有する数値制御装置は、２軸の検出信号を合成し、この合成信号に基づき円弧補間軌跡として２軸の動作軌跡を表示するので、２軸の位置検出器の出力を合成する２軸信号合成器が別途必要となるという問題があった。また、外部の円弧軌跡表示装置のような場合は、２軸信号合成器の出力を入力するインターフェースが必要となる問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、２軸の位置検出器の出力を合成するような特別な装置を必要とせず、簡単で安価な構成で、しかも高精度に円弧軌跡を表示できる円弧軌跡表示システム及び円弧軌跡表示方法、円弧軌跡表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、２軸以上の電動機と、該電動機を駆動して位置制御を行う電動機制御装置、と該電動機制御装置に電動機を駆動する位置指令を出力するコントローラと、を備えた電動機制御システムと、前記電動機制御装置とシリアル通信で接続され、円弧動作時の位置指令と位置フィードバックを前記電動機制御装置より入力する位置入力部と、位置指令と位置フィードバックで円弧指令における軌跡を表示する軌跡表示部と、を有する円弧軌跡表示装置からなる円弧軌跡表示システムにおいて、前記円弧軌跡表示装置に、入力後円弧の位置指令より４５度相当の位置指令を検出する指令角度検出部と、該指令角度検出部の４５度相当の指令位置が２軸間で理想の位置と一致しているかどうか検出する円弧ずれ検出部と、４５度相当の位置指令が理想とずれている場合その時間タイミングの位置指令と位置フィードバックを円弧分補正する位置補正部と、を備えるものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の円弧軌跡表示システムにおいて、前記コントローラに、位置指令と同時に指令タイミングを示すカウンタを指令するカウンタ指令部をさらに備え、前記位置補正部が、４５度相当の位置指令が理想とずれている場合、ずれている時間に相当するカウンタ分の時間タイミングの位置指令と位置フィードバックを円弧分補正するものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の円弧軌跡表示システムにおいて、前記位置補正部は、位置指令が指令周期の倍数分ずれている場合、指令周期の倍数分の時間を位置指令と位置フィードバックについて円弧1周分補正するものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の円弧軌跡表示システムにおいて、前記位置補正部は、位置フィードバックの代わりに位置偏差を用いて補正するものである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の円弧軌跡表示システムにおいて、前記指令角度検出部は、移動速度とサンプリング時間に応じて４５度以外の位置指令がサンプリング時間で変化する円弧の角度を検出するものである。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の円弧軌跡表示システムに使用される円弧軌跡表示装置である。
また、請求項７に記載の発明は、２軸以上の電動機と、該電動機を駆動して位置制御を行う電動機制御装置、と該電動機制御装置に電動機を駆動する指令を与えるコントローラと、を備えた制御システムと、前記電動機制御装置とシリアル通信で接続され、円弧動作時の位置指令と位置フィードバックを前記電動機制御装置より入力する位置入力部と、位置指令と位置フィードバックで円弧指令における軌跡を表示する軌跡表示部と、を有する円弧軌跡表示装置からなる円弧軌跡表示システムの円弧軌跡表示方法において、位置指令と位置フィードバックを入力するステップと、位置指令と位置フィードバックを入力後、円弧の位置指令より４５度相当の位置指令を検出するステップと、４５度相当の位置指令が理想とずれている場合、その時間タイミングの位置指令と位置フィードバックを円弧分補正するステップと、補正された円弧分の位置指令と位置フィードバックで円弧指令における軌跡を表示するステップとを備えるものである。
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の円弧軌跡表示システムの円弧軌跡表示方法において、前記コントローラに前記電動機制御装置と通信で同期して、位置指令と同時に指令タイミングを示すカウンタを指令するステップを備え、４５度相当の位置指令が理想とずれている場合、ずれている時間に相当するカウンタ分の時間タイミングの位置指令と位置フィードバックを円弧分補正するステップを備えるものである。
また、請求項９に記載の発明は、請求項７または８のいずれかに記載の円弧軌跡表示システムの円弧軌跡表示方法において、前記時間タイミングの位置指令と位置フィードバックを円弧分補正するステップは、指令周期の倍数分ずれている場合、指令周期の倍数分の時間を位置指令と位置フィードバックについて円弧１周分補正するものである。
また、請求項１０に記載の発明は、請求項７または８のいずれかに記載の円弧軌跡表示システムの円弧軌跡表示方法において、前記時間タイミングの位置指令と位置フィードバックを円弧分補正するステップで、前位置フィードバックの代わりに位置偏差を用いて補正するものである。
また、請求項１１に記載の発明は、請求項７または８のいずれかに記載の円弧軌跡表示システムの円弧軌跡表示方法において、前記位置指令と位置フィードバックを入力後、円弧の位置指令より４５度相当の位置指令を検出するステップは、移動速度とサンプリング時間に応じて４５度以外の位置指令がサンプリング時間で変化する円弧の角度を検出するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、円弧移動指令でコントローラに同期して指令されていれば、外部の円弧軌跡表示装置でサンプリング時間が２軸以上の電動機制御装置間でずれていても、位置指令や位置フィードバックのデータ或いはその時間タイミング分を補正することにより、同期して入力したのと同様に高精度に円弧軌跡を表示することができる。また、円弧軌跡を補正するので、電動機制御装置と円弧軌跡表示装置とのデータのやり取りは電動機制御装置から電動機への位置指令の時間より長い時間でも良いので、電動機制御装置と円弧軌跡表示装置の接続はシリアル通信で良く、簡単で安価な構成で円弧補間軌跡を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の円弧軌跡表示システムの構成を示す概略ブロック図
【図２】本発明の円弧軌跡表示装置の構成を示す概略ブロック図
【図３】円弧の移動指令を示す図
【図４】４５度付近の１ｍｓ毎の理想的な位置指令を示す図
【図５】指令角度検出部の処理手順を示すフローチャート
【図６】ずれ時間とずれ位置の関係を示す図
【図７】円弧ずれ検出部の処理手順を示すフローチャート
【図８】位置補正部の処理手順を示すフローチャート
【図９】補正前位置指令と補正後位置指令を示す図
【図１０】４５度付近の０．２５ｍｓ毎の理想的な位置指令を示す図
【図１１】Ｘ軸とＹ軸のサンプリング時間のずれの補正を説明する第１の図
【図１２】Ｘ軸とＹ軸のサンプリング時間のずれの補正を説明する第２の図
【図１３】Ｘ軸とＹ軸のサンプリング時間のずれの補正を説明する第３の図
【図１４】Ｘ軸とＹ軸のサンプリング時間のずれの補正を説明する第４の図
【図１５】従来の円弧軌跡の表示機能を有する数値制御装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明の円弧軌跡表示システムの構成を示す概略ブロック図である。図において、１は電動機制御システムでその中の１１はコントローラ、１２、１３は電動機制御装置である。２、４は電動機（モータ）、３、５はエンコーダ等の位置検出器、１４は円弧軌跡表示装置である。
コントローラ１１は、電動機制御装置１２、１３へ通信等で同期して位置指令を出力する。例えば円弧の移動指令の場合は、コントローラ１１は各軸の位置指令を作成して電動機制御装置１２、１３へある時間毎に、補間位置指令を出力する。電動機制御装置１２、１３は、コントローラ１１の位置指令に基づいてモータ２、４を駆動する。位置検出器３、５は電動機２、４に結合され、電動機の位置を検出する。円弧軌跡表示装置１４は電動機制御装置１２、１３とシリアル通信で接続されており、所定のサンプリング時間毎の位置指令と位置フィードバックのデータを要求して受け取る。なお、コントローラ１１内にあるカウンタ指令部１１ａは実施例３で使用するため、実施例３で説明する。  
【００１０】
図２は、本発明の円弧軌跡表示装置１４の構成を示す概略ブロック図である。図において、２１は位置入力部、２２は位置記憶部、２３は指令角度検出部、２４は円弧ずれ検出部、２５は位置補正部、２６は軌跡表示部である。
位置入力部２１は、電動機制御装置１２、１３からシリアル通信であるサンプリング時間毎の位置指令と位置フィードバックのデータを要求して受け取る。位置記憶部２２は、位置入力部２１で入力したサンプリング時間毎の位置指令と位置フィードバックのデータを一時記憶する。指令角度検出部２３は、位置記憶部２２の各軸のサンプリング時間毎の
位置指令と位置フィードバックのデータより、各軸毎の円弧の４５度相当の指令位置を検出する。円弧ずれ検出部２４は、位置指令角度検出部２３の４５度相当の指令位置が２軸間で理想の位置と一致しているかどうか検出する。位置補正部２５は、円弧ずれ検出部２４でずれている場合その時間タイミング分の位置指令と位置フィードバックを、補正する。軌跡表示部２６は、位置補正部２５の出力である補正された各軸の位置指令と位置フィードバックより、円弧軌跡を表示する。なお、円弧軌跡を表示する場合は、指令と同様に位置フィードバックをプロットする或いは指令との差を拡大してプロットする等して軌跡を表示する。
本発明が従来と異なる点は、円弧軌跡表示装置１４に指令角度検出部２３、円弧ずれ検出部２４、位置補正部２５を備えた点である。
【００１１】
ここで位置の補正方法について詳細に説明する。位置指令はコントローラ１１より通信等で同期して指令されるので、電動機制御装置１２と１３は同期してモータを駆動する。  しかし円弧軌跡表示装置１４がシリアル通信等で繋がれていて、所定のサンプリング時間毎の位置指令と位置フィードバックのデータを要求して受け取る場合は、データの要求自体を電動機制御装置１２と１３に同時に要求できないので、データの開始タイミングにより多少時間的にずれている可能性がある。例として位置指令はコントローラ１１より通信等で同期して、０．２５ｍｓ毎に電動機制御装置１２、１３に指令され、制御されているとする。そして円弧軌跡表示装置１４は１ｍｓ毎のサンプリングで位置指令と位置フィードバックを要求したとする。円弧軌跡表示装置１４が電動機制御装置１２と１３に同時に位置指令と位置フィードバックを要求でき、そのタイミングで位置指令と位置フィードバックの作成を開始できれば、電動機制御装置１２と１３の位置のずれは０ｍｓとなる。ところが円弧軌跡表示装置１４が電動機制御装置１２と１３に同時に位置指令と位置フィードバックを要求できない、或いは位置指令と位置フィードバックの作成が同時に開始できない場合は、コントローラからの位置指令は制御周期０．２５ｍｓの倍数でずれる。そこで何らかの方法でこのずれを修正してやらないと、各軸の位置指令と位置フィードバックより円弧軌跡を表示しても、正確な円弧軌跡の表示にならない。そこで位置指令に着目して、低速度でも必ずＸ、Ｙ２軸の位置が変化する円弧の４５度相当を検出して、位置指令と位置フィードバックを補正する。この位置指令の変化は、移動速度が速ければ大きくなる。  
【００１２】
図３は、円弧の移動指令を示す図である。例として中心点の座標を（０、５０）、開始点の座標を（０、０）として、時計方向周りに移動させると、円１周の１／８で４５度となる。
電動機制御装置１２をＸ軸、電動機制御装置１３をＹ軸として図３の開始点の座標を（０、０）とし半径（Ｒ）５０ｍｍ、移動速度１０００ｍｍ／ｍｉｎ、位置指令と位置フィードバックを０．１μｍ単位で指令、検出し表示するようにしたときの開始点より４５度の理想的な位置指令を求め、図４に示す。図４は上記条件での４５度付近のサンプリング時間の１ｍｓ毎の理想的な位置指令を示す図である。図４のＮｏ．３に示すＸ軸、Ｙ軸の座標が４５度の理想的な位置で、Ｎｏ．２はその１ｍｓ前、Ｎｏ．４は１ｍｓ後の座標値である。
図４に示した理想的な位置は以下のように求める。
４５度相当の位置指令（理想的な位置指令）は、
Ｘ＝（-Ｒ）×ｓｉｎ４５＝−３５３５５．３
Ｙ＝Ｒ×（１−ｃｏｓ４５）＝１４６４４．７
円弧１周は２πＲ＝３１４１５９．３、１周時間＝２πＲ／速度＝１８．８５（ｓ）となるので、１ｍｓ前のＸの位置は、
Ｘ＝（−Ｒ）×ｓｉｎ（４５−１ｍｓ分）
＝（−Ｒ）×ｓｉｎ（１８．８５×４５／３６０−０．００１）×３６０／１８．８  ５
＝−３５３４３．６
同様の手順で１ｍｓ前のＹ座標、１ｍｓ後のＸ座標、Ｙ座標等を求める。
なお、位置補正部２５は、この理想的な位置指令の計算結果を予め記憶しておく必要がある。
【００１３】
次に具体的な位置指令の補正方法を説明する。Ｘ軸もＹ軸も同様に補正するので、Ｘ軸を例に説明する。
まず、指令角度検出部２３で入力された指令位置で４５度に最も近い指令位置を検出する。図５は指令角度検出部２３の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１で円弧指令、表示条件よりＸ、Ｙの４５度の理想的な指令位置を演算する。ステップＳ２で、入力された指令より４５度に最も近い指令位置を検出する。
次に円弧ずれ検出部２４で４５度相当の位置指令のずれを検出する。４５度でコントローラからの位置指令の周期０．２５ｍｓの倍数でずれると、０〜１ｍｓのずれは図６に示すようになる。図６はずれ時間とずれ位置の関係を示す図である。このずれ量は上述した理想的な位置指令の求め方と同様な計算で求められる。円弧ずれ検出部２４は、このずれ量を予め計算して記憶しておく必要がある。
図７は円弧ずれ検出部２４の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１１で指令位置が理想位置とずれているかどうかをチェックし、理想位置とずれている場合はステップＳ１２でずれ時間を算出する。このずれ時間の算出は図６の数値を使用して求める。
次に位置補正部２５でずれた位置の補正を行う。図８は位置補正部２５の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ２１で位置指令、位置フィードバックを補正する。具体的には、ずれ時間分の位置を位置指令、位置フィードバックから差し引く。
【００１４】
ここでずれ時間分の位置の補正は図６で求めたずれ時間を使用して、図４に示したサンプリング時間ごとの理想的な位置指令から補正量を算出して行う。例えば、４５度相当の位置指令が−３５３５８．３で、＋０．２５ｍｓ（位置指令の１周期）ずれていた場合は、次のサンプリング時間で（１ｍｓ）の理想的な位置指令との差にずれ時間分を乗算した値である１１．９μｍ×０．２５（位置指令の１周期）を差し引くようにする。位置フィードバックも同様に次の位置フィードバックとの差にずれ時間分を乗算した値を差し引くようにする。円弧軌跡で円１周分を表示する場合は、この処理を円１周分行う。具体的には＋０．２５ｍｓずれていた場合は、位置指令は図９に示すように位置補正を行う。ここで図９は補正前位置指令と補正後位置指令を示す図である。結果として補正後の位置指令は理想的な位置指令と一致しているのが分かる。なお、４５度付近では図６からずれ量を直接求めることもできるが、図６はずれ時間を求めるために４５度付近の値しか持たないため、４５度付近以外のずれ量は上記したように理想的な位置指令から演算で求める必要がある。
もう一つの例として４５度相当の位置指令が−３５３６４．２、つまり＋０．７５ｍｓ（位置指令の３周期）ずれていた場合は、理想的な位置指令との差にずれ時間分を乗算した値１１．９μｍ×０．７５（位置指令の３周期）を差し引く位置補正を行い、−３５３５５．３となる。
ここで位置指令がずれていた場合について説明する。例として円弧の指令半径をｒ、円弧の指令 Ｘ軸をｒｓｉｎθとし、Ｙ軸をｒｃｏｓθとすると、Ｘ軸とＹ軸で位相θつまり時間タイミングがずれていなければ半径は  
ｒ＝√（（ｒｓｉθ）2＋（ｒｃｏｓθ）2）         （１）
となり常に円弧となる。ところがＹ軸が位相α分ずれてｒｃｏｎ（θ＋α）とすると半径は同様に
ｒ＋Δｒ＝√（（ｒｓｉｎθ）2＋（ｒｃｏｓ（θ＋α））2）  （２）
となり、半径ｒの円弧とはならない。Δｒはθにより変化する関数となるので、Δｒ分がずれてしまうからである。  
この位相つまり時間タイミング分を補正することにより、正確な円弧軌跡を表示することができる。
指令角度の検出は４５度で説明したが必ずしも４５度でなくても良く、２軸の位置指令が変化する指令角度であれば良い。また円弧軌跡なので２軸で説明したが、３軸以上であっても考え方は同様で、補正をすることにより理想的な位置指令が得られる。
このようにして円弧軌跡表示装置でサンプリング時間が２軸の電動機制御装置でずれていても、位置指令や位置フィードバックの時間タイミング分を補正することにより、同期して入力したのと同様に円弧軌跡を表示することができる。
【実施例２】
【００１５】
次に実施例２について説明する。
実施例２の円弧軌跡表示システムの構成を示す概略ブロック図は図１であり、動作は実施例１と同様である。また実施例２の円弧軌跡表示装置１４の構成を示す概略ブロック図は図２であり、動作は実施例１と同様である。
実施例２では、軌跡表示装置用のデータのサンプリング時間が０．２５ｍｓと、位置指令と同一の場合を示す。この場合、サンプリング時間は位置指令と同一であるので、サンプリング時間の長さによるずれは生じないが、タイミングにより、ＸとＹのどちらかの値が理想的な位置指令に対し、ずれる可能性があり、これを検出して補正する。
ここで位置の補正方法について詳細に説明する。位置指令はコントローラ１１より通信等で同期して指令されるので、電動機制御装置１２と１３は同期してモータを駆動する。しかし円弧軌跡表示装置１４がシリアル通信等で繋がれていて、所定のサンプリング時間毎の位置指令と位置フィードバックのデータを要求して受け取る場合は、データの要求自体を電動機制御装置１２と１３に同時に要求できないので、データの開始タイミングにより多少時間的にずれている可能性がある。例として位置指令はコントローラ１１より通信等で同期して、０．２５ｍｓ毎に電動機制御装置１２、１３に指令され、制御されているとする。そして円弧軌跡表示装置１４は０．２５ｍｓ毎のサンプリングで位置指令と位置フィードバックを要求したとする。円弧軌跡表示装置１４が電動機制御装置１２と１３に同時に位置指令と位置フィードバックを要求でき、そのタイミングで位置指令と位置フィードバックの作成を開始できれば、電動機制御装置１２と１３の位置のずれは０ｍｓとなる。ところが円弧軌跡表示装置１４が電動機制御装置１２と１３に同時に位置指令と位置フィードバックを要求できない、或いは位置指令と位置フィードバックの作成が同時に開始できない場合は、コントローラからの位置指令は制御周期０．２５ｍｓの倍数でずれる。そこで何らかの方法でこのずれを修正してやらないと、各軸の位置指令と位置フィードバックより円弧軌跡を表示しても、正確な円弧軌跡の表示にならない。そこで位置指令に着目して、低速度でも必ずＸ、Ｙ２軸の位置が変化する円弧の４５度相当を検出して、位置指令と位置フィードバックの時間を補正する。  
【００１６】
電動機制御装置１２をＸ軸、電動機制御装置１３をＹ軸として図３の開始点の座標を（０、０）とし半径（Ｒ）５０ｍｍ、移動速度１０００ｍｍ／ｍｉｎ、位置指令と位置フィードバックを０．１μｍ単位で指令、検出するようにしたときの開始点より４５度の理想的な位置指令を求め、図１０に示す。図１０は上記条件での４５度付近の０．２５ｍｓ毎の理想的な位置指令を示す図である。図１０のＮｏ．３に示すＸ軸、Ｙ軸の座標が４５度の理想的な位置で、Ｎｏ．２はその０．２５ｍｓ前、Ｎｏ．４は０．２５ｍｓ後の座標値である。位置補正部２５は、この理想的な位置指令の計算結果を予め記憶しておく必要がある。
【００１７】
次に具体的な位置指令の補正方法を説明する。
まず、指令角度検出部２３で入力された指令位置で４５度に最も近い指令位置を検出する。これは実施例１と同様である。
次に円弧ずれ検出部２４で４５度相当の位置指令のずれを検出する。円弧ずれ検出部２４のフローチャートは実施例１と同様の図７であるが、ステップＳ１１ではＸ軸の４５度相当の位置指令に対して同じサンプリング時間のＹ軸の位置指令が一致しているかどうかを確認することで指令位置が理想位置とずれているかどうかをチェックし、理想位置とずれている場合はステップＳ１２でずれ時間を算出する。ずれ時間の算出は図１０に示した数値を拡張したものを使用して求める。
次に位置補正部２５でずれた位置の補正を行う。位置指令部２５のフローチャートは実施例１と同様の図８であるが、実施例２の場合はステップ２１の補正は、位置指令、位置フィードバックをずれた時間分ずらして補正する。
ここでＸ軸の４５度相当の位置指令とＹ軸の４５度相当の位置指令がＹ軸から見て＋０．２５ｍｓ（１サンプリング時間）ずれていた場合は、Ｘ軸の指令位置と位置フィードバックを−０．２５ｍｓ（１サンプリング時間）分ずらして補正する。具体的には＋０．２５ｍｓずれていた場合は、位置指令は図１１に示すようにタイミング補正を行う。
ここで図１１はＸ軸とＹ軸のサンプリング時間のずれの補正を説明する第１の図であり、Ｘ軸の位置がＹ軸から見て１サンプリング時間ずれた場合を示している。
結果として補正後の位置指令は理想的な位置指令と一致しているのが分かる。
もう一つの例としてＸ軸の４５度相当の位置指令とＹ軸の４５度相当の位置指令がｙ軸から見て＋０．７５ｍｓ（３サンプリング時間）ずれていた場合は、Ｘ軸の指令位置と位置フィードバックを−０．７５ｍｓ（３サンプリング時間）分ずらして補正する。具体的には＋０．７５ｍｓずれていた場合は、位置指令は図１２に示すようにタイミング補正を行う。
結果として補正後の位置指令は理想的な位置指令と一致しているのが分かる。
指令角度の検出は４５度で説明したが必ずしも４５度でなくても良く、２軸の位置指令が変化する指令角度であれば良い。また円弧軌跡なので２軸で説明したが、３軸以上であっても考え方は同様で、補正をすることにより理想的な位置指令が得られる。
このようにして円弧軌跡表示装置でサンプル時間が２軸の電動機制御装置間でずれていても、位置指令や位置フィードバックの時間を合わせることにより、同期して入力したのと同様に円弧軌跡を表示することができる。
【実施例３】
【００１８】
次に実施例３について説明する。
実施例３の円弧軌跡表示システムの構成を示す概略ブロック図は図１であり、動作は実施例２と同様である。
また実施例３の円弧軌跡表示装置１４の構成を示す概略ブロック図は図２であり、動作は実施例２と同様である。
実施例２と異なる部分は、コントローラ１１に位置指令と同時に指令タイミングを示すカウンタを指令するカウンタ指令部１１ａを備え、円弧軌跡表示装置１４でサンプリング時間が２軸の電動機制御装置１２、１３でずれていても、位置指令や位置フィードバックの時間をコントローラからの指令タイミングに相当するカウンタを用いて合わせることにより、同期して入力したのと同様に円弧軌跡を表示することができる部分である。
【００１９】
電動機制御装置１２をＸ軸、電動機制御装置１３をＹ軸として図３の開始点の座標を（０、０）とし半径（Ｒ）５０ｍｍ、移動速度１０００ｍｍ／ｍｉｎ、位置指令と位置フィードバックを０．１μｍ単位で指令、検出するとしたときの開始点より４５度の理想的な位置指令を求め、図１０に示す。図１０は上記条件での４５度付近の０．２５ｍｓ毎の理想的な位置指令を示す図である。図１０のＮｏ．３に示すＸ軸、Ｙ軸の座標が４５度の理想的な位置で、Ｎｏ．２はその０．２５ｍｓ前、Ｎｏ．４は０．２５ｍｓ後の座標値である。位置補正部２５は、この理想的な位置指令の計算結果を予め記憶しておく必要がある。
【００２０】
次に具体的な位置指令の補正方法を説明する。
まず、指令角度検出部２３で入力された指令位置で４５度に最も近い指令位置を検出する。これは実施例２と同様である。
次に円弧ずれ検出部２４で４５度相当の位置指令のずれを検出する。円弧ずれ検出部２４のフローチャートは実施例２と同様の図７であるが、ステップＳ１１ではＸ軸の４５度相当の位置指令のカウンタに対して同じサンプル時間のＹ軸のカウンタが一致しているかどうかを確認することで指令位置が理想位置とずれているかどうかをチェックし、理想位置とずれている場合はステップＳ１２でずれ時間の算出としてカウンタのずれ量を代用する。
次に位置補正部２５でずれた位置の補正を行う。位置指令部のフローチャートは実施例２と同様の図８であるが、実施例３の場合はステップ２１の補正は、位置指令、位置フィードバックをずれたカウンタ分ずらして補正する。
Ｘ軸の４５度相当の位置指令とＹ軸の４５度相当の位置指令がＹ軸から見て＋０．２５ｍｓ（１サンプリング時間）ずれていた場合は、位置指令とともに入力したコントローラからの指令タイミングカウンタも＋１ずれている。そこでＸ軸の指令位置と位置フィードバックを−０．２５ｍｓ（１サンプリング時間）分つまりカウンタの１つ分をずらして補正する。具体的には指令タイミングカウンタが＋１ずれていた場合は、位置指令は図１３に示すようにタイミング補正を行う。
結果として補正後の位置指令は理想的な位置指令と一致しているのが分かる。
もう一つの例としてＸ軸の４５度相当の位置指令とＹ軸の４５度相当の位置指令がＹ軸から見て＋０．７５ｍｓ（３サンプリング時間）ずれていた場合は、位置指令とともに入力したコントローラからの指令タイミングカウンタも＋３ずれている。  
そこでＸ軸の指令位置と位置フィードバックを−０．７５ｍｓ（３サンプリング時間）分つまりカウンタの３つ分をずらして補正する。具体的には指令タイミングカウンタが＋３ずれていた場合は、位置指令は図１４に示すようにタイミング補正を行う。
結果として補正後の位置指令は理想的な位置指令と一致しているのが分かる。
指令角度の検出は４５度で説明したが必ずしも４５度でなくても良く、２軸の位置指令が変化する指令角度であれば良い。また円弧軌跡なので２軸で説明したが、３軸以上であっても考え方は同様で、補正をすることにより理想的な位置指令が得られる
このようにして円弧軌跡表示装置でサンプル時間が２軸の電動機制御装置でずれていても、位置指令や位置フィードバックの時間を合わせることにより、同期して入力したのと同様に円弧軌跡を表示することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１      制御装置システム
２、４  電動機
３、５  位置検出器
１１    コントローラ
１１ａ  カウンタ指令部
１２、１３  電動機制御装置
１４    円弧軌跡表示装置
２１    位置入力部
２２    位置記憶部
２３    指令角度検出部
２４    円弧ずれ検出部
２５    位置補正部
２６    軌跡表示部
１０１、１０２  モータ制御回路
１０３、１０４  サーボモータ
１０５、１０６  位置検出器
１０７  ２軸信号合成器
１０８        ＣＲＴ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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