(57)【要約】【課題】  組み込みソフトウェア実行装置からの制御量をアクチュエータ回路の印加電圧とすることによって、実際の機械を用いることなく、機構制御プログラムの開発を行えるような、機構制御プログラム設計支援装置、プログラムおよび記憶媒体を提供する。【解決手段】  制御プログラムを実行して機構装置を制御する組み込みソフトウェア実行装置３と、連動して前記機構装置の仮想機構モデルを動作させるシミュレーション装置２を有する機構制御プログラム設計支援装置において、前記シミュレーション装置２内部に構築されたアクチュエータの回路に加える電圧に応じて前記アクチュエータの挙動を解析するモデルを獲得する獲得機能と、前記アクチュエータの挙動に応じて前記機構装置の挙動を解析するモデルを獲得する獲得機能と、前記解析モデルに基づいて前記電圧に応じた前記機構装置の挙動を所定の微小時間間隔ごとに解析する解析機能を備える。【選択図】  図１
2005085177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御プログラムを実行して機構装置を制御する組み込みソフトウェア実行装置と、連動して前記機構装置の仮想機構モデルを動作させるシミュレーション装置を有する機構制御プログラム設計支援装置において、前記シミュレーション装置内部に構築されたアクチュエータの回路に加える電圧に応じて前記アクチュエータの挙動を解析するモデルを獲得するアクチュエータモデル獲得手段と、前記アクチュエータの挙動に応じて前記機構装置の挙動を解析するモデルを獲得する機構装置モデル獲得手段と、前記解析モデルに基づいて前記電圧に応じた前記機構装置の挙動を所定の微小時間間隔ごとに解析する機構装置解析手段を備えることを特徴とする機構制御プログラム設計支援装置。
【請求項２】
前記アクチュエータの印加電圧を、前記アクチュエータの物理モデルに基づいて速度を算出し、前記機構装置の挙動を解析するさいに、その計算途中で前記アクチュエータの瞬間速度の値を決定することを特徴とする請求項１記載の機構制御プログラム設計支援装置。
【請求項３】
前記アクチュエータの変化に応じて前記アクチュエータ回路内の抵抗要素等の特性値を変更する解析モデルを獲得する解析モデル獲得手段と、前記アクチュエータの変化に応じた前記解析モデルの挙動変化を所定の微小時間間隔ごとに解析する挙動変化解析手段を有することを特徴とする請求項２記載の機構制御プログラム設計支援装置。
【請求項４】
前記アクチュエータの挙動に応じて前記機構装置内で連結する部品同士の等価慣性、等価負荷、減速比に基づいて解析モデルの挙動を解析することを特徴とする請求項１記載の機構制御プログラム設計支援装置。
【請求項５】
予め定義された駆動機構の部品関係から、直接的・間接的を問わず駆動軸に連結する部品の慣性を、等価慣性として駆動軸に定義した解析モデルを獲得する等価慣性モデル獲得手段と、前記解析モデルの挙動変化を所定の微小時間間隔ごとに解析する等価慣性モデル挙動変化解析手段を有することを特徴とする請求項４記載の機構制御プログラム設計支援装置。
【請求項６】
予め定義された駆動機構の部品関係から、直接的・間接的を問わず駆動軸に掛かる負荷を、等価負荷として駆動軸に定義した解析モデルを獲得する等価負荷モデル獲得手段と、前記解析モデルの挙動変化を所定の微小時間間隔ごとに解析する解析モデル挙動変化解析手段を有することを特徴とする請求項４記載の機構制御プログラム設計支援装置。
【請求項７】
予め定義された駆動機構の部品関係から、駆動軸から見た部品間の減速比を持つ解析モデルを獲得する減速比モデル獲得手段と、前記解析モデルの挙動変化を所定の微小時間間隔ごとに解析する減速比モデル挙動変化解析手段を備えることを特徴とする請求項４記載の機構制御プログラム設計支援装置。
【請求項８】
前記シミュレーション装置が、前記機構装置の挙動を所定の微小時間間隔で解析することによって、前記組み込みソフトウェア実行装置と実時間で連動することを特徴とする請求項１記載の機構制御プログラム設計支援装置。
【請求項９】
前記シミュレーション装置内部に構築されたアクチュエータの回路に加える電圧に応じてアクチュエータの挙動を解析するモデルを獲得する獲得システムと、前記アクチュエータの挙動に応じて前記機構装置の挙動を解析するモデルを獲得する獲得システムと、前記解析モデルに基づいて前記電圧に応じた前記機構装置の挙動を所定の微小時間間隔ごとに計算する計算システムを備えることを特徴とする機構制御プログラム設計支援システム。
【請求項１０】
前記シミュレーション装置内部に構築されたアクチュエータの回路に加える電圧に応じてアクチュエータの挙動を解析するモデルを獲得する獲得プログラムと、前記アクチュエータの挙動に応じて前記機構装置の挙動を解析するモデルを獲得する獲得プログラムと、前記解析モデルに基づいて前記電圧に応じた前記機構装置の挙動を所定の微小時間間隔ごとに計算する計算プログラムを備えることを特徴とする機構制御プログラム設計支援プログラム。
【請求項１１】
請求項１０記載のプログラムが格納された機械読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組み込みソフトウェア実行装置からの制御信号に応じて仮想機構モデルをシミュレーション計算させるシミュレーション装置、システム、プログラムおよび記憶媒体に関し、とくに、印加電圧を入力とするアクチュエータを仮想機構モデル上で構築して動作させるシミュレーション装置、機構制御プログラム設計支援プログラムシステム、プログラムおよび記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
組み込みソフトウェア実行装置からの制御信号に応じて仮想機構モデルをシミュレーション計算させる機構制御プログラム開発支援システム、機構制御プログラム開発支援装置、および機構制御プログラム開発支援プログラム記憶媒体は従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
従来、機構制御のための制御プログラムを開発するさいには、試作品に組み込まれる組み込みソフトウェア実行装置（以下、電子制御装置という場合がある）により組み込みソフトウェア（以下、制御プログラムという場合がある）を実行して、実際の機械で評価する開発を行っている。
しかし、組み込みソフトウェアの構築・検証に上述の開発手法を用いた場合、実機が完成しないと検証を行うことができない。また、試作品が完成したとしても、試作段階では機構の設計変更を行うことは度々あり、その都度、組み込みソフトウェアの開発を中断して、設計変更後の試作品に応じた仕様変更や再コーディングを行わなければならない。
そのため、組み込みソフトウェアの開発には時間やコストがかかり非効率的である。また、大量生産される製品に対する組み込みソフトウェアは、機械のバラツキに対応できなくてはならない。実際の機械を用いた開発では、上記バラツキを考慮した所望の状態のメカを入手することは困難である。
そのため、組み込みソフトウェアがどの程度のバラツキまで対応できているかを知ることは困難である。このような問題を解決する有効な方法は、実際の機械の代わりに計算機上に仮想機構モデルを作成し、このモデルを電子制御装置により制御させることで、実機を用いることなく効率的に組込ソフトウェアの開発を行う方法である。
このような技術が実現されると、制御プログラムの先行開発が可能になる他、新しいアクチュエータやセンサを用いた新規の制御手法を、実機を作成することなく簡単に検証可能になる等の利点が得られる。
【特許文献１】特開２００１−１４７７０３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
組み込みソフトウェア実行装置検証のための、仮想機構モデルの制御シミュレーション技術については、上述した特許文献１に、機構制御プログラム開発支援システム、機構制御プログラム開発支援装置、および機構制御プログラム開発支援プログラム記憶媒体が開示されている。
そこでは、シミュレーション装置に目標速度指令電圧を与えて、アクチュエータの動作を規定し、この結果に基づいて、仮想機構モデルの動作シミュレーションを行っている。
しかし、一般にアクチュエータは目標速度指令電圧を受けたモータドライバ等の制御回路が出力するアクチュエータ印加電圧によって動作するものであり、その点で仮想機構モデルは不正確であるという問題点があった。
また、モータドライバの働きを含めた組み込みソフトウェアの開発をしたい場合、その組み込みソフトウェア実行装置から出力される制御量はアクチュエータ印加電圧となるので、上述した特許文献１では対応できない。
そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、そこで、組み込みソフトウェア実行装置からの制御量をアクチュエータ回路の印加電圧とすることによって、実際の機械を用いることなく、機構制御プログラムの開発を行えるような、機構制御プログラム設計支援装置、プログラムおよび記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、制御プログラムを実行して機構装置を制御する組み込みソフトウェア実行装置と、連動して前記機構装置の仮想機構モデルを動作させるシミュレーション装置を有する機構制御プログラム設計支援装置において、前記シミュレーション装置内部に構築されたアクチュエータの回路に加える電圧に応じて前記アクチュエータの挙動を解析するモデルを獲得するアクチュエータモデル獲得手段と、前記アクチュエータの挙動に応じて前記機構装置の挙動を解析するモデルを獲得する機構装置モデル獲得手段と、前記解析モデルに基づいて前記電圧に応じた前記機構装置の挙動を所定の微小時間間隔ごとに解析する機構装置解析手段を備えることを特徴とする。
また、請求項２記載の発明では、前記アクチュエータの印加電圧を、前記アクチュエータの物理モデルに基づいて速度を算出し、前記機構装置の挙動を解析するさいに、その計算途中で前記アクチュエータの瞬間速度の値を決定する請求項１記載の機構制御プログラム設計支援装置を特徴とする。
また、請求項３記載の発明では、前記アクチュエータの変化に応じて前記アクチュエータ回路内の抵抗要素等の特性値を変更する解析モデルを獲得する解析モデル獲得手段と、前記アクチュエータの変化に応じた前記解析モデルの挙動変化を所定の微小時間間隔ごとに解析する挙動変化解析手段を有することを特徴とする。
また、請求項４記載の発明では、前記アクチュエータの挙動に応じて前記機構装置内で連結する部品同士の等価慣性、等価負荷、減速比に基づいて解析モデルの挙動を解析する請求項１記載の機構制御プログラム設計支援装置を特徴とする。
また、請求項５記載の発明では、予め定義された駆動機構の部品関係から、直接的・間接的を問わず駆動軸に連結する部品の慣性を、等価慣性として駆動軸に定義した解析モデルを獲得する等価慣性モデル獲得手段と、前記解析モデルの挙動変化を所定の微小時間間隔ごとに解析する等価慣性モデル挙動変化解析手段を有することを特徴とする。
また、請求項６記載の発明では、予め定義された駆動機構の部品関係から、直接的・間接的を問わず駆動軸に掛かる負荷を、等価負荷として駆動軸に定義した解析モデルを獲得する等価負荷モデル獲得手段と、前記解析モデルの挙動変化を所定の微小時間間隔ごとに解析する解析モデル挙動変化解析手段を有することを特徴とする。
また、請求項７記載の発明では、予め定義された駆動機構の部品関係から、駆動軸から見た部品間の減速比を持つ解析モデルを獲得する減速比モデル獲得手段と、前記解析モデルの挙動変化を所定の微小時間間隔ごとに解析する減速比モデル挙動変化解析手段を備えることを特徴とする。
【０００５】
また、請求項８記載の発明では、前記シミュレーション装置が、前記機構装置の挙動を所定の微小時間間隔で解析することによって、前記組み込みソフトウェア実行装置と実時間で連動する請求項１記載の機構制御プログラム設計支援装置を特徴とする。
また、請求項９記載の発明では、前記シミュレーション装置内部に構築されたアクチュエータの回路に加える電圧に応じてアクチュエータの挙動を解析するモデルを獲得する獲得システムと、前記アクチュエータの挙動に応じて前記機構装置の挙動を解析するモデルを獲得する獲得システムと、前記解析モデルに基づいて前記電圧に応じた前記機構装置の挙動を所定の微小時間間隔ごとに計算する計算システムを備える機構制御プログラム設計支援システムを特徴とする。
また、請求項１０記載の発明では、前記シミュレーション装置内部に構築されたアクチュエータの回路に加える電圧に応じてアクチュエータの挙動を解析するモデルを獲得する獲得プログラムと、前記アクチュエータの挙動に応じて前記機構装置の挙動を解析するモデルを獲得する獲得プログラムと、前記解析モデルに基づいて前記電圧に応じた前記機構装置の挙動を所定の微小時間間隔ごとに計算する計算プログラムを備える機構制御プログラム設計支援プログラムを特徴とする。
また、請求項１１記載の発明では、請求項１０記載のプログラムが格納された機械読み取り可能な記憶媒体を特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、アクチュエータの印加電圧による駆動機構の挙動をシミュレーションによって解析することで、実機駆動機構の有無に関わらず、機構制御プログラムを含む組み込みソフトウェア実行装置の検証ができる。
本発明によれば、印加電圧に応じたアクチュエータの動作速度を算出して、アクチュエータの挙動に対する制御をすることで、機構制御プログラムを含む組み込みソフトウェア実行装置の検証ができる。
本発明によれば、アクチュエータ構成要素の変化によるアクチュエータの動作速度を算出して、機構制御プログラムの制御結果からアクチュエータ変化による影響を調べることで、機構制御プログラムを含む組み込みソフトウェア実行装置の検証ができる。
本発明によれば、前記機構装置内で連結する部品同士の等価慣性、等価負荷、減速比に基づく駆動機構を定義して、リアルタイムに組込ソフトウェア実行装置を動かすことで、機構制御プログラムを含む組み込みソフトウェア実行装置の検証ができる。
本発明によれば、前記機構装置内の駆動軸に等価慣性を定義して、リアルタイムに組み込みソフトウェア実行装置を動かすことで、機構制御プログラムを含む組み込みソフトウェア実行装置の検証ができる。
本発明によれば、前記機構装置内の駆動軸に等価負荷を定義して、リアルタイムに組み込みソフトウェア実行装置を動かすことで、機構制御プログラムを含む組み込みソフトウェア実行装置の検証ができる。
本発明によれば、前記機構装置内の駆動軸に減速比を定義して、リアルタイムに組み込みソフトウェア実行装置を動かすことで、機構制御プログラムを含む組み込みソフトウェア実行装置の検証ができる。
本発明によれば、リアルタイムに組み込みソフトウェア実行装置とシミュレーション装置を連動させることで、機構制御プログラムを含む組み込みソフトウェア実行装置の検証ができる。
本発明によれば、請求項１と同等の効果を持つシステムを構築することで、装置を必要としなくとも同等の効果を実現できる。
本発明によれば、請求項１と同等の効果を持つプログラムを作成することで、装置を必要としなくとも、例えば、コンピュータにインストールすることで同等の効果を実現できる。
本発明によれば、請求項１０のプログラムを記憶媒体に保存することで、プログラムを利用可能なコンピュータがある所で使うことができ、持ち運び可能となるので、簡便な利用ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は略図的に示すコンピュータによって構成される本発明による機構制御プログラム設計支援装置の概略図である。
この機構制御プログラム設計支援装置Ａは、入力装置１、シミュレーション装置２、組み込みソフトウェア実行装置３、出力装置４により構成されている。入力装置１は、アクチュエータや駆動機構部品等のパラメータ情報をシミュレーション装置２に入力する。
シミュレーション装置２は、アクチュエータと駆動機構それぞれの挙動を解析するモデルを得て、これら２つの解析モデルに基づいて、組み込みソフトウェア実行装置３からの制御信号である印加電圧に応じた仮想機構モデルの挙動を所定の微小時間間隔ごとに計算して、センシング時間の間隔に合わせて、組み込みソフトウェア実行装置３にセンサ信号を送る。
組み込みソフトウェア実行装置３は、この信号に応じた制御量を機構制御プログラムが計算して制御信号をシミュレーション装置２に送る。出力装置４は、制御信号やセンサ信号あるいは仮想機構モデルの状態量を出力する。
以上が、概略的に特徴とすることである。シミュレーション装置２は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等により構成され、アクチュエータモデルと駆動機構モデルを解析する各種手段を実現する。
図２は本発明の機構制御プログラム設計支援装置の計算手順の一例を示すフローチャートである。まず、機構制御プログラムの検証を開始すると、目標値に対する制御量を制御プログラムが算出（Ｓ１）して、制御信号である印加電圧を出力（Ｓ２）する。
次に、印加電圧に応じたアクチュエータの挙動を算出（Ｓ３）して、そのアクチュエータの挙動によって動作する駆動機構の挙動を算出（Ｓ４）する。さらに、センシングする駆動機構の挙動をセンサ信号に換算・出力（Ｓ５）する。
この出力を制御プログラムへフィードバックし、この一連の手順を繰り返すことによって、制御プログラムを実行する組み込みソフトウェア実行装置の検証ができる。
【０００８】
図３は本発明が対象とする制御プログラム設計支援方法の一例として対象物である画像読み取り装置の機械構造の一例を示す概略斜視図である。本発明が対象とする制御プログラム設計支援方法の一例として、画像読み取り装置のモータ印加電圧に応じた第１キャリッジ速度変動を解析して設計を支援する方法について説明する。
この機械構造Ｂとその動作について説明する。モータ５から、タイミングベルトである１９を介して、減速（駆動軸）プーリ６を回転させる。減速プーリ６は、シャフト２０によって、ワイヤプーリ７、１８と共に固定されている。
したがって、減速プーリ６の回転と共に、ワイヤプーリ７、１８は回転する。ここで、ワイヤプーリ７、１８に掛け回されたワイヤ２１、２２について説明する。ワイヤ２１は両端を２１ａ、２１ｂで固定され、ワイヤ２２は両端を２２ａ、２２ｂで固定されている。
ワイヤ２１、２２の張力は、プーリ８、１５と９、１６によって、その力方向を変えられて、第１キャリッジ１３を引いて動かす。第２キャリッジ１４に軸を固定されているプーリ１１、１２、２３、２４は、ワイヤ２１、２２の張力によって回転移動をする。
プーリ１１と２３はそれぞれプーリ１２と２４に隣接して、それらは同一の回転軸によって固定されている。そして、プーリ１１、１２、２３、２４の移動に合わせて、第２キャリッジ１４も移動する。
【０００９】
図４は図３の実施の形態の手順を示すフローチャートである。まず、機構制御プログラムの検証を開始すると、制御プログラムが、モータ回転角速度の目標値と現在の回転角速度を比較して、モータに印加する電圧値を算出（Ｓ１１）して、印加電圧を出力（Ｓ１２）する。
次に、印加電圧に応じたモータ回転角速度を算出（Ｓ１３）して、その回転角速度によって第１キャリッジ速度を算出（Ｓ１４）する。さらに、モータ回転角速度をセンサ信号に変換・出力（Ｓ１５）して、これを再び制御プログラムへフィードバックする。
目標値に対する制御量を制御プログラムが算出するステップ（Ｓ１１）について説明する。機構制御プログラムは、外部コントローラーから開始の信号を受け取ると、画像読み取り装置にスキャン動作を行わせるために、モータを回転させる命令を出す。さらに、予め決められたスキャン動作での速度を目標速度として、現在速度と比較して制御量を算出する。
制御信号である印加電圧を出力するステップ（Ｓ１２）について説明する。算出された制御量を基にして、組み込みソフトウェア実行装置から制御信号（印加電圧）が出力される。
このとき、出力された制御信号を必要に応じて加工してもよい。具体的には、シミュレーション装置を壊さないために印加電圧を減幅したり、計算負荷を低減させるためにローパスフィルタを通したりする。
【００１０】
図５はモータ印加電圧からモータ回転角速度を求めるフローチャートである。モータ回路の印加電圧からモータ軸の回転角速度を求めるステップ（Ｓ１３）について説明する。
このステップ（Ｓ１３）では、図５に示すようにさらに細かいステップに分けられる。それらは、印加電圧をビット情報に変換するステップ（Ｓ１３１）と回路部分のステップ（Ｓ１３２）と駆動部分のステップ（Ｓ１３３）である。この３つのステップについて説明する。
まず、印加電圧をビット情報に変換するステップ（Ｓ１３１）について説明する。このステップでは、シミュレーション装置に入力された電圧の計測値をデジタル情報に変換する。ところで、以降で利用するモータの回路と運動の方程式で用いる記号を次に列挙する。
2005085177.tif 000003
【００１１】
ここで、モータ等価慣性モーメントの求め方について説明する。図６は図３の画像読み取り装置を駆動機構でモデル化して示す概略図である。ここでは、図３の画像読み取り装置を図６に示す駆動機構でモデル化する。駆動機構の全エネルギーの関係から、モータ出力（動力）はすべての軸にかかる動力の合計に等しいので、数１の式が成り立つ。
【００１２】
【数１】
2005085177.tif 000004
数１の式は数２の式に展開できる。
【００１３】
【数２】
2005085177.tif 000005
ベルトとワイヤが伸び縮みしたり、プーリに対して滑ったりすることがないと仮定すると、モータとプーリ（キャリッジ）の角速度（速度）比について、数３の式が成り立つ。
【００１４】
【数３】
2005085177.tif 000006
数２の式と数３の式から、モータ等価慣性モーメントは数４の式になる。
【００１５】
【数４】
2005085177.tif 000007
こうして、機構の各慣性モーメントからモータの等価慣性モーメントを求める。次に、モータ印加電圧値からモータ回路内を流れる電流を求めるステップ（Ｓ１３２）について説明する。電流は、モータの回路方程式である数５の式を解くことで求める。
【００１６】
【数５】
2005085177.tif 000008
最後に、モータ回路内を流れる電流からモータ回転角速度を求めるステップ（Ｓ１３３）について説明する。モータ回転角速度は、モータの運動方程式である数６の式を解くことで求める。
【００１７】
【数６】
2005085177.tif 000009
ここで、モータ等価負荷トルクＴＬは、第１キャリッジの定常速度時に各駆動機構にかかる負荷をモータに全て換算した値としている。ところで、モータ回転角速度をフィードバックして制御する場合、この段階で組み込みソフトウェア実行装置と同期をとってセンサ信号を出力してもよい。
つまり、モータの挙動から駆動機構の挙動を求めるステップ（Ｓ４）の前に、組み込みソフトウェア実行装置にセンサ信号を出力するステップ（Ｓ５）を行う。こうすることで、制御プログラムとより早い時間間隔で信号の交換ができる。
モータの挙動から駆動機構の挙動を求めるステップ（Ｓ４）について説明する。ここでも、図６の駆動機構モデルを用いて説明する。ベルトとワイヤが伸び縮みしたり、プーリに対して滑ったりすることがないと仮定すると、数３の式よりモータの回転角速度に対する第１キャリッジ速度は数７の式で示される。
【００１８】
【数７】
2005085177.tif 000010
このときの
2005085177.tif 000011
を減速比と呼ぶ。
センシングする駆動機構の挙動をセンサ信号に変換・出力するステップ（Ｓ１５）について説明する。本実施の形態では、モータ回転角速度を２相のパルス信号に変換し、センサ信号として組込ソフトウェア実行装置にフィードバックしている。
【００１９】
図６の各部の符号は以下を表している。
Ｊ１：モータ５の慣性モーメント（Ｎ・ｍ）、Ｊ２：減速プーリ６の慣性モーメント（Ｎ・ｍ）、Ｊ３：ワイヤプーリ７の慣性モーメント（Ｎ・ｍ）、Ｊ４：プーリ８の慣性モーメント（Ｎ・ｍ）、Ｊ５：プーリ９の慣性モーメント（Ｎ・ｍ）、Ｊ６：プーリ１０の慣性モーメント（Ｎ・ｍ）、Ｊ７：プーリ１１の慣性モーメント（Ｎ・ｍ）、Ｊ８：プーリ１２の慣性モーメント（Ｎ・ｍ）、Ｍ：第１キャリッジの質量（ｋｇ）、Ｍ２：第２キャリッジの質量（ｋｇ）、Ｒ１：モータ５の半径（ｍ）、Ｒ２：減速プーリ６の半径（ｍ）、Ｒ３：ワイヤプーリ７の半径（ｍ）、Ｒ４：プーリ８の半径（ｍ）、Ｒ５：プーリ９の半径（ｍ）、Ｒ６：プーリ１０の半径（ｍ）、Ｒ７：プーリ１１の半径（ｍ）、Ｒ８：プーリ１２の半径（ｍ）、ｘ９：第１キャリッジの変位（ｍ）、ｘ１０：第２キャリッジの変位（ｍ）、θ１：モータ５が回転した角度（ｒａｄ）、θ２：減速プーリ６が回転した角度（ｒａｄ）、θ３：ワイヤプーリ７が回転した角度（ｒａｄ）、θ４：プーリ８が回転した角度（ｒａｄ）、θ５：プーリ９が回転した角度（ｒａｄ）、θ６：プーリ１０が回転した角度（ｒａｄ）、θ７：プーリ１１が回転した角度（ｒａｄ）、θ８：プーリ１２が回転した角度（ｒａｄ）
【００２０】
図７はモータ回転角速度からパルス信号を求めるフローチャートである。このステップ（Ｓ１５）では、図７に示すようにさらに細かいステップに分けられる。それらは、モータ回転角速度を毎秒のエンコーダパルス数に換算するステップ（Ｓ１５１）とＡ相、Ｂ相のパルス信号を出力するステップ（Ｓ１５２）である。
この２つのステップについて説明する。まず、モータ回転角速度を毎秒のパルス数に換算するステップ（Ｓ１５１）について説明する。毎秒のパルス数
2005085177.tif 000012
（ｐｕｌｓｅ／ｓ）
は、数８の式で示される。
【００２１】
【数８】
2005085177.tif 000013
ただし、
2005085177.tif 000014
はモータ１回転に対してエンコーダが出力するパルス数（ｐｕｌｓｅ／ｒ）である。また、
2005085177.tif 000015
の逆数はパルス周期である。
次に、Ａ相、Ｂ相のパルス信号を出力するステップ（Ｓ１５２）について説明する。
ステップ（Ｓ１５２）で求めたパルス周期でＡ相パルス信号を出力する。Ｂ相パルス信号は、Ａ相パルス信号に対してモータ回転角速度の正転時には１／４周期遅らせ、逆転時には１／４周期進める。こうして生成した２相のパルス信号を出力する。
なお、組み込みソフトウェア実行装置が２相のパルス信号をモータ回転角速度に換算する場合について説明する。まず、パルス信号を一定時間間隔でカウントして毎秒のパルス数
2005085177.tif 000016
を算出する。次に、数８の式を変形した数９の式を用いてモータ回転角速度
2005085177.tif 000017
を算出する。
【００２２】
【数９】
2005085177.tif 000018
こうして、シミュレーション装置内にある画像読み取り装置の仮想機構モデルの挙動から第１キャリッジ速度変動を出力することで、組み込みソフトウェア実行装置における駆動機構制御プログラムの検証ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】略図的に示すコンピュータによって構成される本発明による機構制御プログラム設計支援装置の概略図である。
【図２】本発明の機構制御プログラム設計支援装置の計算手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明が対象とする制御プログラム設計支援方法の一例として対象物である画像読み取り装置の機械構造の一例を示す概略斜視図である。
【図４】図３の実施の形態の手順を示すフローチャートである。
【図５】モータ印加電圧からモータ回転角速度を求めるフローチャートである。
【図６】図３の画像読み取り装置を駆動機構でモデル化して示す概略図である。
【図７】モータ回転角速度からパルス信号を求めるフローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１  入力装置
２  シミュレーション装置
３  組み込みソフトウェア実行装置
４  出力装置
Ａ  機構制御プログラム設計支援装置
Ｂ  画像読み取り装置の機械構造
【図１】
2005085177.tif 000019
【図２】
2005085177.tif 000020
【図３】
2005085177.tif 000021
【図４】
2005085177.tif 000022
【図５】
2005085177.tif 000023
【図６】
2005085177.tif 000024
【図７】
2005085177.tif 000025