[发明专利]同步控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及同步控制装置，特别涉及以任意的齿轮比使主轴和从动轴进行同步动作的同步控制装置。

背景技术

可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller：以下称为“PLC”）例如由执行用户程序的运算单元、负责来自外部的开关或传感器的信号输入以及对外部的继电器或执行机构（actuator）的信号输出的IO（输入输出）单元这样的多个单元构成。在这些单元之间，在每个用户程序执行循环，一边经由PLC系统和/或现场网络进行数据的传递，一边由PLC执行控制动作。

作为机械、设备等的动作的控制，有时包含用于控制电机的运动的运动控制。作为这样的运动控制的典型例子，设想定位表格或进行机器人这样的力学构造的定位的应用。

在运动控制器中，同步动作和同步控制意味着主轴和从动轴在保持某种关系的前提下进行动作的方式，一般包含凸轮动作和齿轮动作。凸轮动作是指，在每个控制周期从凸轮表中检索与主轴的位置（相位）对应的从动轴的位置（位移），从而决定从动轴的指令位置的方式。齿轮动作是指，将对主轴的速度乘以齿轮比后的值作为从动轴的指令速度来决定从动轴的指令位置的方式。

在进行同步控制的位置控制系统中，在切换凸轮曲线的情况下，位置目标值（位置指令值）变得不连续，成为振动或冲击的原因。

针对这样的问题，例如在专利文献1以及专利文献2中记载了生成轨道（指令值的曲线）使得在凸轮曲线的连接区间的末端处位置和速度不会变得不连续。

[专利文献1]（日本）特开昭59-183413号公报

[专利文献2]（日本）特开平5-127731号公报

但是，在专利文献1以及专利文献2中，需要预先生成速度曲线，因此用户无法在任意的定时切换凸轮曲线。

此外，在专利文献1以及专利文献2中，需要生成微分值连续的高阶曲线，因而需要复杂的软件处理。因此，存在在低规格的CPU中无法实现控制周期内的实时计算的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够容易且及时切换曲线的同步控制装置。

为了解决上述课题，一种同步控制装置，在每个控制周期执行主轴和从动轴的同步控制，其包括：存储部件，存储第1凸轮曲线以及第2凸轮曲线；以及控制部，计算从动轴的位置指令值，并以算出的位置指令值来控制从动轴。控制部在凸轮曲线的切换前，在各个控制定时基于第1凸轮曲线上的值求对从动侧构件的位置指令值。控制部在凸轮曲线的切换后，在各个控制定时基于第2凸轮曲线上的值求位置指令值。控制部在凸轮曲线的切换期间中，在各个控制定时根据将基于第1凸轮曲线或者从动轴的位置的第1数据和基于第2凸轮曲线的第2数据进行加权平均后的值，求对从动侧构件的位置指令值。

优选的是，在加权平均中，权重能够与主轴位置联动地变化，在切换期间的开始定时中将第1数据的权重设定为比第2数据的权重大，在切换期间的结束定时中将第1数据的权重设定为比第2数据的权重小。

优选的是，第1数据是各个控制定时中的第1凸轮曲线上的值。

优选的是，第1数据是切换期间的开始定时中的第1凸轮曲线上的值。

优选的是，第1数据是各个控制定时中的从动轴的位置。

优选的是，第1数据是切换期间的开始定时中的从动轴的位置。

优选的是，第2数据是各个控制定时中的第2凸轮曲线上的值。

优选的是，第2数据是切换期间的结束定时中的第2凸轮曲线上的值。

优选的是，在加权平均中，将第1数据的权重设为（1-a），将第2数据的权重设为a时，权重a在切换期间的开始定时为0，在切换期间中随着时刻的经过而单调增加，在切换期间的结束定时成为1。

优选的是，权重a相对于时刻以线性函数变化。

优选的是，权重a相对于时刻以n次函数变化，其中，n是1以外的正实数。

优选的是，权重a相对于时刻以正弦函数变化。

优选的是，权重a相对于时刻以余弦函数变化。

根据本发明，能够缓和施加到从动轴的冲击，并且能够在同步开始位置可靠地开始同步控制。

附图说明

图1是表示PLC系统的概略结构的示意图。

图2是表示CPU单元的硬件结构的示意图。

图3是表示由CPU单元执行的软件结构的示意图。

图4是表示同步控制装置的结构的图。

图5是表示权重a的变化的图。