(57)【要約】【課題】  簡易的な直線補間を実現することができるモーションコントロールシステムを提供する。【解決手段】  機械の動作を指示するプログラム（１）と、前記プログラムに基づいて位置決めコマンドを生成するコントローラ（２）と、前記位置決めコマンドに基づいてモータを制御する多軸のサーボアンプ（３、４、５）と、を備えるモーションコントロールシステムにおいて、前記プログラムは移動時間と移動距離と加減速度から軸ごとの移動速度を計算する移動速度計算部（１０１）を備え、前記コントローラは、前記移動距離と前記移動速度から位置決めコマンドを生成する位置決めコマンド生成部（２０１）を備え、前記サーボアンプは、前記位置決めコマンドから位置指令を生成してモータを制御するモータ制御部（３０１、４０１、５０１）を備えた。【選択図】  図２
2008310652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械の動作を指示するプログラムと、前記プログラムに基づいて位置決めコマンドを生成するコントローラと、前記位置決めコマンドに基づいてモータを制御する多軸のサーボアンプと、を備えるモーションコントロールシステムにおいて、
前記プログラムは移動時間と移動距離と加減速度から軸ごとの移動速度を計算する移動速度計算部を備え、
前記コントローラは、前記移動距離と前記移動速度から位置決めコマンドを生成する位置決めコマンド生成部を備え、
前記サーボアンプは、前記位置決めコマンドから位置指令を生成してモータを制御する、
モータ制御部を備えることを特徴とするモーションコントロールシステム。
【請求項２】
前記位置決めコマンドは、シリアル通信を通して順次各軸に与えられ、同時タイミングで各軸のサーボアンプが動作をスタートすることを特徴とする請求項１記載のモーションコントロールシステム。
【請求項３】
前記移動速度は、式（１）によって計算されることを特徴とする請求項１記載のモーションコントロールシステム。
【数１】
2008310652.tif 000004
ただし、Ｆｎは移動速度、Ｓｎは移動距離、ｔは移動時間、Ａｎは加速度、Ｂｎは減速度である。
【請求項４】
機械の動作を指示するプログラムと、前記プログラムに基づいて位置決めコマンドを生成するコントローラと、前記位置決めコマンドに基づいてモータを制御する多軸のサーボアンプと、を備えるモーションコントロールシステムの制御方法において、
前記プログラムが移動時間と移動距離と加減速度から各軸ごとの移動速度を計算するステップと、
前記コントローラが、前記移動距離と前記移動速度から位置決めコマンドを生成するステップと、
前記多軸サーボアンプが、前記位置決めコマンドから位置指令を生成してモータを制御するステップと、
を備えることを特徴とするモーションコントロールシステムの制御方法。
【請求項５】
前記位置決めコマンドは、シリアル通信を通して順次各軸に与えられ、同時タイミングで各軸のサーボアンプが動作をスタートすることを特徴とする請求項４記載のモーションコントロールシステムの制御方法。
【請求項６】
前記移動速度は、式（１）によって計算されることを特徴とする請求項４記載のモーションコントロールシステムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直線補間を簡易的に指令するモーションコントロールシステムとその制御方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来のモーションコントロールシステムは、コントローラに直線補間機能を搭載していない場合、ユーザプログラム部で単位時間当たりの移動量を単位時間毎に計算してコントローラ部に指令することにより直線補間を実現している。
図４において、１１１はユーザプログラム部であり、直線補間を実現するに当たり単位時間当たりの移動量を単位時間毎に計算してコントローラ部に補間送りを指令する。１１２はコントローラでありユーザプログラムから指令された単位時間当たりの移動量からサーボアンプ補間送りコマンドを作成しサーボアンプに指令する。このように、従来のモーションコントロールシステムは、直線補間を実現するために単位時間当たりの計算を単位時間毎にユーザプログラムで行う必要があり、ユーザプログラムの処理時間を多く消費していた。
図５は特許文献１に開示された従来の補間送りのフローチャートである。図５においてステップＳ１で、単軸独立に最短時間位置決めできるように計算し、ステップＳ２で全軸について加速時間と減速時間の最大値を求め各軸に設定し、ステップＳ３で加速時間と減速時間を固定し最短時間での位置決めができるように計算し、ステップＳ４で全軸について最高速度で移動する時間の最大値をもとめ各軸に設定し、ステップＳ５で加速時間、減速時間、最高速度で移動する時間を固定し、位置決めを計算し、ステップＳ６で加速度、減速度について能力があるかどうかを調べ、その比率の最小値を求め各軸の加速度、減速度をその比率分増加して設定し、ステップＳ７で加速時間、減速時間を固定し、最短時間で位置決めできるように計算し、ステップＳ８で全軸について、最高速度で移動する時間の最大値を求め、全軸に設定し、ステップＳ９で加速時間、減速時間、最高速度で移動する時間を固定し、位置決めを計算するというものである。
【特許文献１】特開平１１−０２４４９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のモーションコントロールシステムは、直線補間機能を搭載していないコントローラで直線補間を実現しようとした場合、ユーザプログラム内部で単位時間当たりの移動量を単位時間毎に計算して実現するので、ユーザプログラムの処理時間が多くかかるという問題があった。また、複数軸の移動完了タイミングが同じになるような直線補間を実現する場合でも、複雑なアルゴリズムの直線補間をユーザプログラムで開発する必要があり、開発工数が多くかかるという問題があった。
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、移動時間を複数軸で統一し、異なる移動距離から各軸の移動速度を計算するとともに、位置決めコマンドとして移動距離と移動速度を各軸に指令することで、各軸の移動完了タイミングが同じになるような簡易的な直線補間を実現することができるモーションコントロールシステムとその制御方法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】
【０００４】
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、機械の動作を指示するプログラムと、前記プログラムに基づいて位置決めコマンドを生成するコントローラと、前記位置決めコマンドに基づいてモータを制御する多軸のサーボアンプと、を備えるモーションコントロールシステムにおいて、
前記プログラムは移動時間と移動距離と加減速度から軸ごとの移動速度を計算する移動速度計算部を備え、前記コントローラは、前記移動距離と前記移動速度から位置決めコマンドを生成する位置決めコマンド生成部を備え、前記サーボアンプは、前記位置決めコマンドから位置指令を生成してモータを制御する、モータ制御部を備えることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のモーションコントロールシステムにおいて、前記位置決めコマンドは、シリアル通信を通して順次各軸に与えられ、同時タイミングで各軸のサーボアンプが動作をスタートすることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１記載のモーションコントロールシステムにおいて、前記移動速度は、式（１）によって計算されることを特徴とする。
【０００５】
【数１】
2008310652.tif 000003
ただし、Ｆｎは移動速度、Ｓｎは移動距離、ｔは移動時間、Ａｎは加速度、Ｂｎは減速度である。
請求項４に記載の発明は、機械の動作を指示するプログラムと、前記プログラムに基づいて位置決めコマンドを生成するコントローラと、前記位置決めコマンドに基づいてモータを制御する多軸のサーボアンプと、を備えるモーションコントロールシステムの制御方法において、前記プログラムが移動時間と移動距離と加減速度から軸ごとの移動速度を計算するステップと、前記コントローラが、前記移動距離と前記移動速度から位置決めコマンドを生成するステップと、前記サーボアンプが、前記位置決めコマンドから位置指令を生成してモータを制御するステップと、を備えることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項４記載のモーションコントロールシステムの制御方法において、前記位置決めコマンドは、シリアル通信を通して順次各軸に与えられ、同時タイミングで各軸のサーボアンプが動作をスタートすることを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、請求項４記載のモーションコントロールシステムの制御方法において、前記移動速度は、式（１）によって計算されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、移動時間と移動量から移動速度を計算することができ、簡易的な直線補間を簡単に実現することができるモーションコントロールシステムとその制御方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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】
【０００８】
図１は、本発明のモーションコントロールシステムの構成を示すブロック図である。図１において、１はプログラム、２はコントローラ、３、４、５はサーボアンプ、６、７、８はモータ、９、１０、１１は位置検出器である。プログラム１は移動時間と移動距離と加減速度から軸ごとの移動速度を計算する移動速度計算部１０１を備え、コントローラ２は、移動距離と移動速度から位置決めコマンドを生成する位置決めコマンド生成部２０１を備え、サーボアンプ３、４、５は、それぞれ、位置決めコマンドから位置指令を生成してモータを制御するモータ制御部３０１、４０１、５０１を備えている。
図２は本発明のモーションコントロールシステムの内部を示したブロック図である。図２において、１はプログラム、２はコントローラ、３，４，５はサーボアンプ、６，７，８はモータ、９、１０、１１は位置検出器である。ユーザプログラム１の入力パラメータは移動時間ｔ、移動距離Ｓｎ、加速度Ａｎ、減速度Ｂｎである。ｎは１以上の軸数番号である。またコントローラ２は、ユーザプログラム１で計算した移動速度Ｆｎと移動距離Ｓｎからサーボパック用の位置決めコマンドを作成している。
本発明が従来技術と異なる部分は、ユーザプログラムの計算部に式（１）を備えた部分である。
式（１）の根拠を説明する。加速時間Ｔａｃ（ｓ）、定速時間Ｔｃｎ（ｓ）、減速時間Ｔｄｃとすると、移動距離は式（２）になる。
Ｓｎ＝（１／２）・（Ｔａｃ＋Ｔｄｃ）・Ｆｎ＋Ｔｃｎ・Ｆｎ                （２）
移動時間ｔは加速時間Ｔａｃと定速時間Ｔｃｎと減速時間Ｔｄｃの和であるから式（３）
が成立する。
ｔ＝Ｔａｃ＋Ｔｃｎ＋Ｔｄｃ                                            （３）
また、Ｔａｃ＝Ｆｎ／Ａｎ、Ｔｄｃ＝Ｆｎ／Ｂｎであり、Ｔｃｎ＝ｔ−（Ｔａｃ＋Ｔｄｃ）であるので、これらを式（２）に代入すると式（４）の２次方程式が得られる。
Ｆｎ２−２・Ｔ・Ｆｎ／（１／Ａｎ＋１／Ｂｎ）＋２・Ｓｎ／（１／Ａｎ＋１／Ｂｎ）
（４）
式（１）は式（４）を解くことで得られる。
【０００９】
図３は本発明のモーションコントロールシステムの動作を示す。軸毎に異なる移動量、軸毎に異なる加速度、減速度であっても、各軸の移動が同時に終了する位置決めを実現することができ、簡易的な直線補間を実現できる。
【００１０】
図６は本発明のモーションコントロールシステムの制御方法を示すフローチャートである。図６においてステップＳＴ１でプログラムが移動時間と移動距離と加減速度から軸ごとの移動速度を計算し、ステップＳＴ２でコントローラが移動距離と移動速度から位置決めコマンドを生成し、ステップＳＴ３でサーボアンプが位置決めコマンドから位置指令を生成してモータを制御する。
【００１１】
以上説明したように、従来技術ではユーザプログラムの中で、単位時間当たりの移動距離を計算して単位時間毎にコントローラ部へ指令して直線補間を行っていたが、本発明では１度だけユーザプログラム部からコントローラ部に対して位置決め指令を行うことで簡易的な直線補間が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１のモーションコントロールシステムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施例１のモーションコントロールシステムの内部を示すブロック図
【図３】本発明の動作を示す速度波形図
【図４】従来のモーションコントロールシステムの構成を示すブロック図
【図５】従来の補間送りのフローチャート
【図６】本発明の方法を示すフローチャート
【符号の説明】
【００１３】
１  プログラム
２  コントローラ
・  サーボアンプ
・  モータ
９、１０、１１  位置検出器
１０１  移動速度計算部
１０２  位置決めコマンド生成部
１０３  モータ制御部
【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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