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Patent Searching and Data


Title:
ACCELERATION/DECELERATION CONTROL DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/144805
Kind Code:
A1
Abstract:
A residual velocity operating unit (12) calculates a residual velocity (vz) corresponding to an increase of the case, in which the acceleration is reduced from a current command acceleration (an) to 0 in accordance with an acceleration reducing curve. A differential velocity operating unit (13) calculates the differential velocity (Vs = v0 - vn), i.e., the difference between a target velocity (v0) and a current velocity command (vn) for each command creation period. An acceleration reduction starting timing deciding unit (14) compares the residual velocity (vz) and the differential velocity (vs) thereby to decide whether or not the acceleration reduction is to be started. In case vz ≥ vs, the deciding unit (14) decides the start of the acceleration reduction thereby to start the reduction of the command acceleration (an) in accordance with the acceleration reducing curve created in a command creating unit (11).

Inventors:
MAEKAWA KIYOSHI (JP)
TAKEHANA YUKO (JP)
MIZOGAMI SATOSHI (JP)
HIRANO MASAHIKO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/059941
Publication Date:
December 03, 2009
Filing Date:
May 29, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MITSUBISHI ELECTRIC CORP (JP)
MAEKAWA KIYOSHI (JP)
TAKEHANA YUKO (JP)
MIZOGAMI SATOSHI (JP)
HIRANO MASAHIKO (JP)
International Classes:
G05D3/12; G05B19/416
Foreign References:
JP2000020118A2000-01-21
JPH05316780A1993-11-26
JPS63120313A1988-05-24
JPS579678A1982-01-19
JPH086627A1996-01-12
JPH068166A1994-01-18
JPH05127731A1993-05-25
JPH09198144A1997-07-31
JP2000148251A2000-05-26
Attorney, Agent or Firm:
SAKAI, HIROAKI (JP)
Hiroaki Sakai (JP)
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Claims:
 加速度指令曲線に従って目標速度に到達するように、加速度の指令値である指令加速度および速度の指令値である指令速度を生成する加減速制御装置において、
 前記指令加速度を与える加速度指令曲線を生成し、目標速度変更指令が加速中に入力された時に加速度減少曲線を生成する指令生成部と、
 前記指令生成部にて生成された加速度減少曲線に従って現在の指令加速度から加速度を0に減少させた時の速度増加量に対応する残速度を演算する残速度演算部と、
 前記目標速度と現在の指令速度の差に対応する差速度を算出する差速度演算部と、
 前記残速度が前記差速度以上となった時点に基づいて前記指令生成部に加速度減少曲線を生成させ、前記加速度減少曲線に従って前記指令加速度の減少を開始させる加速度減少開始タイミング決定部とを備えることを特徴とする加減速制御装置。
 加速中に減速停止する場合、前記指令生成部にて生成された加速度減少曲線に従って現在の指令加速度から加速度を0に減少させ、前記加速度が0になった時点で前記指令生成部にて生成された減速停止曲線に従って減速停止させるまでの移動距離に対応した残距離を算出する加速度連続残距離演算部と、
 目標位置と現在の指令位置の差に対応する差距離を算出する差距離演算部と、
 前記残距離が前記差距離以上となった時点および前記残速度が前記差速度以上となった時点のいずれか早い方の時点に基づいて、前記指令生成部に加速度減少曲線を生成させ、前記加速度減少曲線に従って前記指令加速度の減少を開始させる減速開始加速度減少開始タイミング決定部とを備えることを特徴とする請求項1に記載の加減速制御装置。
 前記指令生成部は、前記残速度が前記差速度以上となった時点の方が、前記残距離が前記差距離以上となった時点よりも早い場合、前記加速度減少曲線に従って前記指令加速度の加速度減少を開始した上で、前記残距離が前記差距離以上となった時点で減速停止曲線の生成を開始し、
 前記残距離が前記差距離以上となった時点の方が、前記残速度が前記差速度以上となった時点よりも早い場合、前記加速度減少曲線に従って前記加速度指令の加速度減少を開始した上で、前記加速度が0となった時点で減速停止曲線の生成を開始することを特徴とする請求項2に記載の加減速制御装置。
 前記加速度指令曲線には、加速区間および減速区間が設けられ、前記加速区間および前記減速区間には、加速度増加区間、等加速度区間および加速度減少区間の3区間がそれぞれ設けられ、前記加速度増加区間および前記加速度減少区間は、それぞれ互いに独立に設定可能であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の加減速制御装置。
 前記指令生成部は、前記加速度増加区間または前記等加速度区間において速度の増加方向に速度変更された場合、前記残速度が前記差速度以上となった時点で加速度減少曲線を生成して加速度減少を開始し、
 前記加速度減少区間において速度の増加方向に速度変更され、加速度が0の時点で目標速度を超過する場合、前記加速度が0の時点で目標速度までの加速曲線を生成し、
 前記加速度減少区間において速度の増加方向に速度変更され、加速度が0の時点で目標速度を超過しない場合、現在の加速度から上限加速度までの加速度増加曲線を生成し、前記残速度が前記差速度以上となった時点で、現在の加速度から加速度を0まで減少させる加速度減少曲線を生成し、
 前記加速度増加区間または等加速度区間において速度の減少方向に速度変更された場合、前記残速度が前記差速度以上となった時点で加速度減少曲線を生成して加速度減少を開始し、
 前記加速度減少区間において速度の減少方向に速度変更され、加速度が0の時点で目標速度を超過する場合、前記加速度が0の時点で目標速度までの減速曲線を生成することを特徴とする請求項4に記載の加減速制御装置。
Description:
加減速制御装置

 本発明は加減速制御装置に関し、特に、 速中に目標速度変更指令が入力された場合 加速度指令曲線の生成方法に関する。

 ロボット制御などにおける加減速時の速 制御では、動きの滑らかさや棒体寿命など 観点から、S字曲線などの滑らかな曲線から 速度指令を求めることが行われている。ここ で、S字曲線などの多次元曲線からロボット 加減速中の速度指令を簡単かつ正確に求め ことができるようにするため、理想加減速 線をデータテーブルに記憶しておき、加減 時の速度差および加減速時間に応じてデー テーブルをスケーリングすることで、各時 での速度指令を求める方法がある(特許文献1 )。

特開平6-182682号公報

 しかしながら、上記従来の技術によれば データテーブルに記憶されている理想加減 曲線と速度差及び加減速時間から速度指令 生成されるため、加速中に目標速度変更指 が入力された時に速度変更を即座に反映さ ると、加速度が不連続になり、振動が励起 れることがあるという問題があった。

 本発明は、上記に鑑みてなされたもので って、加速中に目標速度変更指令が入力さ た場合においても、加速度の連続性を維持 つつ、速度変更を反映させることが可能な 減速制御装置を得ることを目的とする。

 上述した課題を解決し、目的を達成する めに、本発明の加減速制御装置は、加速度 令曲線に従って目標速度に到達するように 加速度の指令値である指令加速度および速 の指令値である指令速度を生成する加減速 御装置において、前記指令加速度を与える 速度指令曲線を生成し、目標速度変更指令 加速中に入力された時に加速度減少曲線を 成する指令生成部と、前記指令生成部にて 成された加速度減少曲線に従って現在の指 加速度から加速度を0に減少させた時の速度 増加量に対応する残速度を演算する残速度演 算部と、前記目標速度と現在の指令速度の差 に対応する差速度を算出する差速度演算部と 、前記残速度が前記差速度以上となった時点 に基づいて前記指令生成部に加速度減少曲線 を生成させ、前記加速度減少曲線に従って前 記指令加速度の減少を開始させる加速度減少 開始タイミング決定部とを備えることを特徴 とする。

 この発明によれば、加速中に目標速度変 指令が入力された場合においても、加速度 連続性を維持しつつ、速度変更を反映させ ことが可能という効果を奏する。

図1は、本発明に係る加減速制御装置の 実施例1の概略構成を示すブロック図である 図2は、図1の指令生成部にて生成され 加速度指令曲線の一例を示す図である。 図3は、図1の加減速制御装置における 速度減少開始決定処理を示すフローチャー である。 図4-1は、加速度増加区間または等加 度区間において速度の増加方向に速度変更 れた時の加速度指令曲線の生成方法を示す である。 図4-2は、加速度減少区間において速 の増加方向に速度変更され、加速度0の時点 目標速度を超過する時の加速度指令曲線の 成方法を示す図である。 図4-3は、加速度減少区間において速 の増加方向に速度変更され、加速度0の時点 目標速度を超過しない時の加速度指令曲線 生成方法を示す図である。 図5-1は、加速度増加区間または等加 度区間において速度の減少方向に速度変更 れた時の加速度指令曲線の生成方法を示す である。 図5-2は、加速度減少区間において速 の減少方向に速度変更された時の加速度指 曲線の生成方法を示す図である。 図6は、本発明に係る加減速制御装置の 実施例2の概略構成を示すブロック図である 図7は、図6の加減速制御装置における 速停止開始決定処理を示すフローチャート ある。 図8は、図6の加減速制御装置における 速停止開始決定方法を示す図である。

符号の説明

 11、21 指令生成部
 12、22 残速度演算部
 13、23 差速度演算部
 14、24 加速度減少開始タイミング決定部
 15、25 モータ制御部
 26 加速度連続残距離演算部
 27 差距離演算部
 28 減速開始加速度減少開始タイミング決定 部

 以下に、本発明に係る加減速制御装置の 施例を図面に基づいて詳細に説明する。な 、この実施例によりこの発明が限定される のではない。

 図1は、本発明に係る加減速制御装置の実 施例1の概略構成を示すブロック図である。  図1において、加減速制御装置には、指令生 部11、残速度演算部12、差速度演算部13およ 加速度減少開始タイミング決定部14が設けら れている。

 ここで、指令生成部11は、目標位置L0およ び目標速度v0に到達するように指令位置Ln、 令速度vnおよび指令加速度anを生成し、モー 制御部15に出力することができる。なお、 令位置Lnは位置の指令値、指令速度vnは速度 指令値、指令加速度anは加速度の指令値で る。また、指令生成部11は、S字曲線などの らかな曲線により構成される加速度指令曲 を生成し、その加速度指令曲線から指令加 度anを生成することができる。また、指令生 成部11は、目標速度変更指令(オーバーライド 変更指令)orが入力された場合、加速度減少開 始タイミング決定部14にて決定される加速度 少開始タイミングに基づいて加速度減少曲 を生成し、その加速度減少曲線に従って指 加速度anの減少を開始することができる。

 残速度演算部12は、指令生成部11にて生成 された指令加速度anに基づいて残速度vzを演 することができる。なお、残速度vzは、指令 生成部11にて生成された加速度減少曲線に従 て現在の指令加速度anから加速度を0に減少 せた時の速度増加量に対応させることがで る。

 差速度演算部13は、外部から与えられた 標速度v0と指令生成部11にて生成された指令 度vnに基づいて差速度vsを演算することがで きる。なお、差速度vsは、目標速度v0と現在 指令速度vnの差に対応させることができる。

 加速度減少開始タイミング決定部14は、 令生成部11にて生成された加速度減少曲線に 従って指令加速度anの減少を開始させる加速 減少開始タイミングを決定することができ 。なお、加速度減少開始タイミングとして 、残速度vzが差速度vs以上となった時点とす ることができる。

 図2は、図1の指令生成部にて生成される 速度指令曲線の一例を示す図である。図2に いて、指令加速度anを与える加速度指令曲 には、加速区間K1、等速区間K2および減速区 K3が設けられている。そして、加速区間K1に は、加速度増加区間R1、等加速度区間R2およ 加速度減少区間R3の3区間が設けられ、減速 間K3には、加速度減少区間R4、等加速度区間R 5および加速度増加区間R6の3区間が設けられ いる。なお、加速度増加区間R1、R6および加 度減少区間R3、R4は、それぞれ互いに独立に 設定することができる。

 また、加速度指令曲線のパラメータとし 、加速区間K1における加速度増加時間at、加 速区間K1における加速度減少時間bt、減速区 K3における加速度減少時間ct、減速区間K3に ける加速度増加時間dt、最大加速度ak、最小 速度ag、加速度増加が開始されてから加速 減少が開始されるまでの時間kt2、加速度減 が開始されてから加速度増加が開始される での時間gt2、加速が開始されてから減速が 始されるまでの時間tgsを用いることができ 。

 なお、加速度増加時間atは、加速度0から 大加速度akまで加速するのに要する時間、 速度減少時間btは、最大加速度akから加速度0 まで減速するのに要する時間、加速度減少時 間ctは、加速度0から最小加速度agまで減速す のに要する時間、加速度増加時間dtは、最 加速度agから加速度0まで加速するのに要す 時間である。

 ここで、加速度増加区間R1、R6における加 速度増加曲線および加速度減少区間R3、R4に ける加速度減少曲線は、いずれも三角関数 多項式などの滑らかな曲線で表現すること できる。例えば、このような加速度指令曲 としては、ユニバーサルカム曲線(例えば、 械設計1989年3月号 P64~92に記載)などを用い ことができる。

 図3は、図1の加減速制御装置における加 度減少開始決定処理を示すフローチャート ある。図3において、図1の指令生成部11は、 標位置L0および目標速度v0が入力されると、 図2に示すような加速度指令曲線を生成する とで、指令加速度anおよび指令速度vnを指令 成周期ごとに算出するとともに(ステップS11 )、加速度減少時間btを算出し(ステップS12)、 令加速度anおよび加速度減少時間btを残速度 演算部12に出力するとともに、指令速度vnを 速度演算部13に出力する。

 そして、残速度演算部12は、図2の加速度 少区間K3の加速度減少曲線に従って現在の 令加速度anから加速度を0に減少させた場合 速度の増加量に対応した残速度vzを算出し( テップS13)、加速度減少開始タイミング決定 14に出力する。

 例えば、指令生成部11にて生成される指令 速度anが図2の加速度指令曲線で与えられ、 速度減少曲線aがユニバーサルカム曲線で表 されるものとすると、加速度減少曲線aは以 下の(1)式で与えることができる。
 a=ak*cos(π*t/2/bt)                  (1)
 ただし、tは加速度減少開始からの経過時間 である。

 ここで、(1)式の加速度減少曲線aと相似形 の曲線で現在の指令加速度anから加速度を0ま で減少させる場合、加速度が0になるまでの 間がbt*an/akであるので、加速度が0になるま の速度の増加量である残速度vzは、以下の(2) 式にて算出することができる。

 vz=2*bt*an*an/ak/π                  (2)
 なお、曲線間の相似とは、曲線が横方向ま は縦方向に縮小または拡大した関係にある とを言う。

 次に、差速度演算部13は、目標速度v0と指 令生成周期ごとの現在の指令速度vnとの差で る差速度vs=v0-vnを演算し(ステップS14)、加速 度減少開始タイミング決定部14に出力する。

 次に、加速度減少開始タイミング決定部1 4は、残速度vzと差速度vsを指令生成周期ごと 比較することで、加速度減少を開始するか うかを判別し(ステップS15)、加速度減少開 を指示する加速度減少開始信号を指令生成 11に出力する。ここで、加速度減少開始タイ ミング決定部14は、vz≧vsが成り立つ場合に、 加速度減少の開始を決定し、指令生成部11に 生成された加速度減少曲線に従って指令加 度anの減少を開始させることができる。

 なお、目標速度v0が、加減速に関するパ メータ(図2のat、bt、ct、dt、kt2、gt2)を算出し た時と同一であれば、加速開始後に加速度増 加時間atだけ経過するまでは指令加速度anが 加し、加速度増加時間atが経過してから加速 度減少を開始するまでは等加速度で指令加速 度anの生成が行われ、加速開始からおよそkt2 け経過した時点で指令加速度anは減少を開 する。

 また、モータ制御部15での制御が速度制 の場合(制御対象の速度を制御する場合)、減 速停止位置の監視は行われず、例えば、図示 しない上位の制御装置から減速開始指令が入 力された時点で減速を開始することができる 。

 次に、目標速度変更指令orが動作中に入 された場合(目標速度v0が動作中に変更され 場合すなわちオーバーライドが変更された 合)の指令加速度anの生成方法について説明 る。

 目標速度変更指令orが動作中に入力され 場合、指令生成部11は、現在の指令加速度an 、図2の加速区間K1か等速区間K2か減速区間K3 かを判別する。

 そして、現在の指令加速度anが減速区間K3 にある場合、目標速度変更指令orは次回生成 れる指令加速度anから反映させ、今回生成 れる指令加速度anでは無視する。現在の指令 加速度anが等速区間K2にある場合、図2に示す 速度指令曲線と相似形となる加速度指令曲 にて、現在の指令速度vnから目標速度変更 令orにて変更された目標速度v0までの指令加 度vnを生成する。

 現在の指令加速度anが加速区間K1にある場 合、速度変更が増加方向であるか、それとも 減少方向であるか、さらには加速区間K1のど であるか(加速度増加区間R1、等加速度区間R 2、加速度減少区間R3のどこであるか)に応じ 場合分けして、指令加速度anを生成する。

 速度が増加する方向に目標速度変更指令o rが実施された場合、現在の指令加速度anが加 速度増加区間R1もしくは等加速度区間R2にあ ば、現在の指令加速度anをそのまま継続する 。そして、残速度vzが差速度vs以上となった 点で加速度減少曲線を生成して加速度減少 開始する。ここで、差速度vsを算出する際の 目標速度は、目標速度変更指令orにより変更 れた目標速度v0である。

 一方、現在の指令加速度anが加速度減少 間R3にある場合において、現在の指令加速度 anから新規に加速度減少曲線を生成すると、 速度0の時点で目標速度v0を超過する場合、 在の加速度減少曲線をそのまま継続して使 する。そして、加速度0の時点に達すると、 図2の加速区間K1の加速度指令曲線と相似形に なるように、目標速度v0までの加速曲線を再 生成する。

 また、現在の指令加速度anが加速度減少 間R3にある場合において、現在の指令加速度 anから新規に加速度減少曲線を生成しても、 速度が0の地点で目標速度v0を超過しない場 、現在の指令加速度anから上限加速度(あら じめ制御対象毎に定められている加速度の 限値)まで、図2の加速区間K1の加速度増加曲 線と相似形となるように加速度増加曲線を生 成する。そして、上限加速度に達したら、等 加速度の指令加速度を生成する。そして、加 速度増加区間R1または等加速度区間R2で残速 vzが差速度vs以上となった時点で、現在の指 加速度anから加速度を0まで減少させる加速 減少曲線を生成する。

 図4-1は、加速度増加区間または等加速度 間において速度の増加方向に速度変更され 時の加速度指令曲線の生成方法を示す図で る。なお、A1は加速度指令曲線、A2、A3は加 度減少曲線を示し、B1は加速度指令曲線A1に 対応した速度曲線、B2、B3は加速度減少曲線A2 、A3に対応した速度曲線を示す。

 図4-1において、時刻t1に目標速度変更指 orが入力され、現在の指令加速度anが加速度 令曲線A1の加速度増加区間R1もしくは等加速 度区間R2にある場合、指令生成部11は、現在 指令加速度anをそのまま継続する。

 一方、残速度演算部12は、指令生成部11に て生成された加速度減少曲線A2に従って現在 指令加速度anから加速度を0に減少させた時 速度増加量である残速度vzを算出する。ま 、差速度演算部13は、目標速度v0と現在の指 速度vnの差である差速度vsを算出する。そし て、加速度減少開始タイミング決定部14は、 速度vzと差速度vsとを比較し、時刻t2におい vz≧vsが成り立つものとすると、加速度減少 曲線A3を生成させ加速度減少を開始させる。

 図4-2は、加速度減少区間において速度の 加方向に速度変更され、加速度0の時点で目 標速度を超過する時の加速度指令曲線の生成 方法を示す図である。なお、A11は加速度指令 曲線、A12は加速曲線を示し、B11は加速度指令 曲線A11に対応した速度曲線、B12は加速曲線A12 に対応した速度曲線を示す。

 図4-2において、時刻t11に目標速度変更指 orが入力され、現在の指令加速度anが加速度 指令曲線A11の加速度減少区間R1にある場合、 令生成部11は、現在の指令加速度anから新規 に加速度減少曲線を生成すると、加速度0の 点で目標速度v0を超過する場合には、現在の 加速度指令曲線A11の加速度減少曲線をそのま ま使用することで、指令加速度anを生成する そして、指令生成部11は、加速度指令曲線A1 1上の指令加速度anが加速度0の時点t12に達す と、図2の加速区間K1の加速度指令曲線と相 形になるように、目標速度v0までの加速曲線 A12を再度生成し、その加速曲線A12に従って指 令加速度anを生成する。

 図4-3は、加速度減少区間において速度の 加方向に速度変更され、加速度0の時点で目 標速度を超過しない時の加速度指令曲線の生 成方法を示す図である。なお、A21は加速度指 令曲線、A22は加速度増加曲線、A22´は等加速 曲線、A22´´は加速度減少曲線を示し、B21は 加速度指令曲線A21に対応した速度曲線、B22は 加速度増加曲線A22に対応した速度曲線、B22´ 等加速度曲線A22´に対応した速度曲線、B22´ ´は加速度減少曲線A22´´に対応した速度曲線 を示す。

 図4-3において、時刻t21に目標速度変更指 orが入力され、現在の指令加速度anが加速度 指令曲線A21の加速度減少区間R1にある場合、 令生成部11は、現在の指令加速度anから新規 に加速度減少曲線を生成すると、加速度0の 点で目標速度v0を超過しない場合には、現在 の指令加速度anから上限加速度amまで、図2の 速区間K1の加速度増加曲線と相似形となる うに加速度増加曲線A22を生成し、その加速 増加曲線A22に従って指令加速度anを生成する 。そして、上限加速度amに達したら、等加速 曲線A22´を生成し、その等加速度曲線A22´に 従って指令加速度anを生成する。そして、加 度増加曲線A22または等加速度曲線A22´で残 度vzが差速度vs以上となった時点t22で、現在 指令加速度anから加速度を0まで減少させる 速度減少曲線A22´´を生成する。

 次に、速度が減少する方向に目標速度変 指令orが実施された場合、現在の指令加速 anが加速度増加区間R1もしくは等加速度区間R 2にある場合は、現在の指令加速度anをそのま ま継続する。そして、残速度vzが差速度vs以 となった時点で加速度減少曲線を生成して 速度減少を開始する。

 一方、速度が減少する方向に目標速度変 指令orが実施された場合、既に加速度減少 間R3にあれば、現在の加速度減少曲線をその まま継続して使用する。そして、加速度が0 なった時点で目標速度v0を超過していれば、 図2の減速区間K3の加速度指令曲線と相似形に なるように、その時点の速度から目標速度v0 での減速曲線を生成する。

 図5-1は、加速度増加区間または等加速度 間において速度の減少方向に速度変更され 時の加速度指令曲線の生成方法を示す図で る。なお、A31は加速度指令曲線、A32、A33は 速度減少曲線を示し、B31は加速度指令曲線A 31に対応した速度曲線、B32、B33は加速度減少 線A32、A33に対応した速度曲線を示す。

 図5-1において、時刻t31に目標速度変更指 orが入力され、現在の指令加速度anが加速度 指令曲線A31の加速度増加区間R1もしくは等加 度区間R2にある場合、指令生成部11は、現在 の指令加速度anをそのまま継続する。

 一方、残速度演算部12は、指令生成部11に て生成された加速度減少曲線A32に従って現在 の指令加速度anから加速度を0に減少させた時 の速度増加量である残速度vzを算出する。ま 、差速度演算部13は、目標速度v0と現在の指 令速度vnの差である差速度vsを算出する。そ て、加速度減少開始タイミング決定部14は、 残速度vzと差速度vsとを比較し、時刻t32にお てvz≧vsが成り立つものとすると、加速度減 曲線A33を生成して加速度減少を開始する。

 図5-2は、加速度減少区間において速度の 少方向に速度変更された時の加速度指令曲 の生成方法を示す図である。なお、A41は加 度指令曲線、A42は減速曲線を示し、B41は加 度指令曲線A41に対応した速度曲線、B42は減 曲線A42に対応した速度曲線を示す。

 図5-2において、時刻t41に目標速度変更指 orが入力され、現在の指令加速度anが加速度 指令曲線A41の加速度減少区間R1にある場合、 令生成部11は、現在の指令加速度anから新規 に加速度減少曲線を生成すると、加速度0の 点で目標速度v0を超過する場合には、現在の 加速度指令曲線A41の加速度減少曲線をそのま ま使用することで、指令加速度anを生成する そして、指令生成部11は、加速度指令曲線A4 1上の指令加速度anが加速度0の時点t42に達す と、図2の減速区間K3の加速度指令曲線と相 形になるように、その時点の速度から目標 度v0までの減速曲線A42を再度生成し、その減 速曲線A42に従って指令加速度anを生成する。

 このように、上述した実施例1によれば、 残速度vzが差速度vs以上となった時点に基づ て加速度減少曲線を生成することで、現在 加速度指令曲線との連続性を保ちつつ、目 速度変更指令orにて変更された目標速度v0を 現する加速度減少曲線を生成することがで る。このため、加速中に目標速度変更指令o rが入力された場合においても、加速度の連 性を保ちつつ滑らかな動作を実現すること でき、振動が励起されることを防止できる 果がある。

 なお、上述した実施例1では、加速度指令 曲線としてユニバーサルカム曲線を用いる方 法について説明したが、加速区間および減速 区間が加速度増加区間、等加速度区間および 加速度減少区間の3区間にそれぞれ分けられ ならば、多項式などで表現される他の形状 加速度指令曲線として用いるようにしても い。

 また、指令生成部11、残速度演算部12、差 速度演算部13および加速度減少開始タイミン 決定部14の機能は、これらの各部で行われ 処理を遂行させる命令が記述されたプログ ムをコンピュータに実行させることにより 現することができる。ここで、指令生成部11 、残速度演算部12、差速度演算部13および加 度減少開始タイミング決定部14で行われる処 理を遂行させる命令が記述されたプログラム をコンピュータに実行させる場合、スタンド アロン型コンピュータで実行させるようにし てもよく、ネットワークに接続された複数の コンピュータに分散処理させるようにしても よい。

 図6は、本発明に係る加減速制御装置の実 施例2の概略構成を示すブロック図である。 6において、加減速制御装置には、指令生成 21、残速度演算部22、差速度演算部23、加速 減少開始タイミング決定部24、加速度連続 距離演算部26、差距離演算部27および減速開 加速度減少開始タイミング決定部28が設け れている。なお、指令生成部21、残速度演算 部22、差速度演算部23および加速度減少開始 イミング決定部24は、図1の指令生成部11、残 速度演算部12、差速度演算部13および加速度 少開始タイミング決定部14と同様の動作を行 うことができる。

 ここで、加速度連続残距離演算部26は、 速中に減速停止する場合、指令生成部21にて 生成された指令加速度anに基づいて残距離Lz 算出することができる。なお、残距離Lzは、 指令生成部21にて生成された加速度減少曲線 従って現在の指令加速度vnから加速度を0に 少させ、加速度が0になった時点で指令生成 部21にて生成された減速停止曲線に従って減 停止させるまでの移動距離に対応させるこ ができる。

 差距離演算部27は、外部から与えられた 標位置L0と指令生成部21にて生成された指令 置Lnに基づいて差距離Lsを演算することがで きる。なお、差距離Lsは、目標位置Lnと現在 指令位置Lnの差に対応させることができる。

 減速開始加速度減少開始タイミング決定 28は、指令生成部21にて生成された加速度減 少曲線に従って指令加速度anの減少を開始さ る加速度減少開始タイミングを決定するこ ができる。なお、加速度減少開始タイミン としては、残距離Lzが差距離Ls以上となった 時点および残速度vzが差速度vs以上となった 点のいずれか早い方の時点とすることがで る。

 そして、この加減速制御装置では、モー 制御として位置制御が行われ、減速停止し ときの位置がちょうど目標位置となるよう モータ制御を行うことができる。ここで、 速中に減速停止を開始すると、加速度が不 続になり振動を励起する場合がある。この め、加速中は現在の指令加速度anを0まで減 させ、加速度が0になった地点で減速停止曲 線を生成しても、減速停止位置が目標位置v0 超過しないかどうかを判別する(残距離判別 )。そして、残距離判別の条件を満たした時 と、実施例1で述べた残速度判別(残速度vzが 速度vs以上となるかどうか)の条件を満たし 時点のいずれか早い方の時点で加速度減少 開始する。なお、残速度判別に関しては、 施例1と同様の方法を用いることができる。

 図7は、図6の加減速制御装置における減 停止開始決定処理を示すフローチャートで る。図7において、図6の指令生成部21は、目 位置L0および目標速度v0が入力されると、図 2に示すような加速度指令曲線を生成するこ で、指令加速度an、指令速度vnおよび指令位 Lnを指令生成周期ごとに算出するとともに( テップS21)、加速度減少時間btを算出し(ステ ップS22)、指令加速度anおよび加速度減少時間 btを残速度演算部22および加速度連続残距離 算部26に出力し、指令速度vnを差速度演算部2 3に出力し、指令位置Lnを差距離演算部27に出 する。

 そして、残速度演算部22は、図2の加速度 少区間K3の加速度減少曲線に従って現在の 令加速度anから加速度を0に減少させた場合 速度の増加量に対応した残速度vzを算出し( テップS23)、加速度減少開始タイミング決定 24に出力する。

 次に、差速度演算部23は、目標速度v0と指 令生成周期ごとの現在の指令速度vnとの差で る差速度vs=v0-vnを演算し(ステップS24)、加速 度減少開始タイミング決定部24に出力する。

 一方、加速度連続残距離演算部26は、現 の指令加速度anから加速度0までの加速度減 曲線を生成させた時に加速度0となる地点ま の移動距離Lz1と、加速度0となる地点までの 速度増加量vz1を算出する。なお、この速度増 加量vz1は、残速度演算部22にて算出される残 度vzと同一であるため、残速度演算部22にて 算出された残速度vzをそのまま使用するよう してもよい。さらに、加速度連続残距離演 部26は、加速度0になった地点(現在の指令速 度がvnであるとすると、速度がvn+vz1となる地 )から速度0まで減速停止させる場合の移動 離Lz2を算出する(ステップS25)。なお、この減 速停止曲線は、図2の減速区間K3の加速度指令 曲線と相似形とすることができる。

 そして、これらの移動距離Lz1、Lz2を用い ことで、現在の指令加速度anから加速度を0 減少させ、さらに減速停止する場合に速度0 となるまでの移動距離である残距離Lz=Lz1+Lz2 算出し(ステップS26)、減速開始加速度減少開 始タイミング決定部28に出力する。なお、等 速度区間では既に加速度が0であるため、常 にLz1=0となる。

 次に、差距離演算部27は、目標位置L0と指 令生成周期ごとの現在の指令位置Lnとの差で る差距離Ls=L0-Lnを演算し(ステップS27)、減速 開始加速度減少開始タイミング決定部28に出 する。

 そして、加速度減少開始タイミング決定 24は、残速度vzと差速度vsを指令生成周期ご に比較することで、加速度減少を開始する どうかの残速度判別を行い(ステップS28)、 速度減少開始を指示する加速度減少開始信 を指令生成部21に出力する。ここで、加速度 減少開始タイミング決定部24は、vz≧vsが成り 立つ場合に、加速度減少の開始を決定し、指 令生成部21にて生成された加速度減少曲線に って指令加速度anの減少を開始させること できる。

 また、減速開始加速度減少開始タイミン 決定部28は、残距離Lzと差距離Lsを指令生成 期ごとに比較することで、加速度減少を開 するかどうかの残距離判別を行い(ステップ S28)、加速度減少開始を指示する加速度減少 始信号を指令生成部21に出力する。ここで、 減速開始加速度減少タイミング決定部28は、L z≧Lsが成り立つ場合に、加速度減少の開始を 決定し、指令生成部21にて生成された加速度 少曲線に従って指令加速度anの減少を開始 せることができる。

 そして、指令生成部21は、加速度減少開 タイミング決定部24もしくは減速開始加速度 減少開始タイミング決定部28から加速度減少 始信号が送信されると、加速度減少を開始 る。

 ここで、加速度減少開始タイミング決定 24からの加速度減少開始信号の方が早く送 された場合、指令生成部21は、加速度減少曲 線に従って加速度減少を開始するとともに、 減速開始加速度減少開始タイミング決定部28 の処理は継続させ、Lz≧Lsとなった時点で減 速停止曲線の生成を開始する。

 一方、減速開始加速度減少開始タイミン 決定部28からの加速度減少開始信号の方が く送信された場合、指令生成部21は、加速度 減少曲線に従って加速度減少を開始するとと もに、加速度0となった時点で減速停止曲線 生成を開始する。

 図8は、図6の加減速制御装置における減 停止開始決定方法を示す図である。なお、A5 1は加速度指令曲線、A52は加速度減少曲線、A5 3は減速停止曲線を示し、B51は加速度指令曲 A51に対応した速度曲線、B52は加速度減少曲 A52に対応した速度曲線、B53は減速停止曲線A5 3に対応した速度曲線、C51は加速度指令曲線A5 1に対応した移動距離曲線、C52は加速度減少 線A52に対応した移動距離曲線、C53は減速停 曲線A53に対応した移動距離曲線を示す。

 図8において、時刻t51に目標速度変更指令 orが入力されると、残速度演算部22は、指令 成部21にて生成された加速度減少曲線A52に従 って現在の指令加速度anから加速度を0に減少 させた時の速度増加量である残速度vzを算出 る。また、差速度演算部23は、目標速度v0と 現在の指令速度vnの差である差速度vsを算出 る。そして、加速度減少開始タイミング決 部24は、残速度vzと差速度vsとを比較し、vz≧ vsが成り立った時点で加速度減少開始信号を 令生成部21に送信する。

 また、時刻t51に目標速度変更指令orが入 されると、加速度連続残距離演算部26は、現 在の指令加速度anから加速度0までの加速度減 少曲線を生成させた時に加速度0となる地点 での移動距離Lz1と、加速度0となる地点まで 速度増加量vz1を算出するとともに、加速度0 になった地点から速度0まで減速停止させる 合の移動距離Lz2を算出することで、残距離Lz =Lz1+Lz2を算出する。また、差速度演算部23は 目標位置L0と現在の指令位置Lnの差である差 離Lsを算出する。そして、減速開始加速度 少開始タイミング決定部28は、残距離Lzと差 離Lsとを比較し、Lz≧Lsが成り立った時点で 速度減少開始信号を指令生成部21に送信す 。

 そして、指令生成部21は、加速度減少開 タイミング決定部24もしくは減速開始加速度 減少開始タイミング決定部28から加速度減少 始信号が送信されると、加速度減少を開始 る。

 このように、上述した実施例2によれば、 残距離Lzが差距離L以上となった時点に基づい て加速度減少を開始することで、動作中に速 度変更を実施した場合に加速中に減速停止す る必要が生じた場合においても、加速度を連 続にし、メカニカルシステムの振動が励起さ れることを防止できる効果がある。

 なお、指令生成部21、残速度演算部22、差 速度演算部23、加速度減少開始タイミング決 部24、加速度連続残距離演算部26、差距離演 算部27および減速開始加速度減少開始タイミ グ決定部28の機能は、これらの各部で行わ る処理を遂行させる命令が記述されたプロ ラムをコンピュータに実行させることによ 実現することができる。ここで、指令生成 21、残速度演算部22、差速度演算部23、加速 減少開始タイミング決定部24、加速度連続残 距離演算部26、差距離演算部27および減速開 加速度減少開始タイミング決定部28で行われ る処理を遂行させる命令が記述されたプログ ラムをコンピュータに実行させる場合、スタ ンドアロン型コンピュータで実行させるよう にしてもよく、ネットワークに接続された複 数のコンピュータに分散処理させるようにし てもよい。

 以上のように本発明に係る加減速制御装 は、実装機、半導体製造装置、射出成形機 ロボット、工作機械、包装機械、印刷機械 輸送機械などのメカニカルシステムの位置 しくは速度を制御する方法に適している。