專利名稱：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置，特別涉及一種適于使生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間(tact time)縮短的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置。
背景技術(shù)：
電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置為下述控制裝置，S卩，在生產(chǎn)工序中，控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，從而實(shí)施定位裝置中的定位控制，其中，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)配置在用于加工、組裝或部件安裝等的定位裝置的各軸上的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。作為該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置，廣泛使用可編程控制器(programmable logic controller)。因此,在本說明書中，將電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置稱為可編程控制器?？删幊炭刂破鲗?duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制的方式存在多種，作為本發(fā)明的對(duì)象的可編程控制器，其結(jié)構(gòu)為將作為位置指令脈沖的脈沖列信號(hào)向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出而進(jìn)行控制。該位置指令脈沖以下述步驟生成。即，可編程控制器將啟動(dòng)指令作為觸發(fā)，基于包含定位控制中的目標(biāo)位置及目標(biāo)速度的定位設(shè)定數(shù)據(jù)，運(yùn)算、生成由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的定位樣式(pattern)，將所生成的定位樣式變換為3種脈沖輸出模式(A相/B相、Cff/CCW.PULSE/SIGN)中的一種脈沖輸出模式下的位置指令脈沖，并進(jìn)行輸出。在這里，對(duì)于啟動(dòng)指令，具有在梯形圖程序的執(zhí)行過程中輸出啟動(dòng)指令的情況、以及從外部輸入啟動(dòng)指令的情況。專利文獻(xiàn)I :日本特開2003 - 88187號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平6-292399號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成為，響應(yīng)于位置指令脈沖的各周期中的上升沿及下降沿而實(shí)施電動(dòng)機(jī)控制，但現(xiàn)有的可編程控制器輸出的位置指令脈沖的各周期中的前半周期的信號(hào)電平，與輸出位置指令脈沖之前的初始狀態(tài)相同。即，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器針對(duì)位置指令脈沖的起始脈沖，在從前半周期向后半周期變化的定時(shí)(t iming ),啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制,從而該起始脈沖的前半周期的期間，成為等待電動(dòng)機(jī)控制的啟動(dòng)的脈沖輸出等待時(shí)間。因此，在現(xiàn)有的可編程控制器中，將啟動(dòng)指令作為觸發(fā)而生成定位樣式并輸出位置指令脈沖為止的“軌跡生成時(shí)間”和上述“脈沖輸出等待時(shí)間”相加后的期間，成為定位控制的啟動(dòng)時(shí)間，從而產(chǎn)生下述問題，即，定位控制的啟動(dòng)延遲與該脈沖輸出等待時(shí)間相對(duì)應(yīng)的量。以前，由于要求高速啟動(dòng)而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的啟動(dòng)待機(jī)時(shí)間即脈沖輸出等待時(shí)間成為問題的應(yīng)用并不多，但是，伴隨著近年來的電動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，需要高速啟動(dòng)的應(yīng)用不斷增加，而該脈沖輸出等待時(shí)間成為問題，因此，需要加緊進(jìn)行應(yīng)對(duì)。此外，對(duì)于電動(dòng)機(jī)控制的啟動(dòng)高速化，之前提出了各種方案(例如專利文獻(xiàn)1、2等)，但都是通過對(duì)硬件或軟件的變更、追加而進(jìn)行應(yīng)對(duì)的，導(dǎo)致成本上升等，并不優(yōu)選。
本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于得到一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置，其無需變更硬件及軟件的基本架構(gòu)就可以使定位控制的啟動(dòng)時(shí)間縮短。為了解決上述課題，實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明提供一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置，其具有程序存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)記載有定位控制的控制程序、以及定位設(shè)定數(shù)據(jù)，該定位設(shè)定數(shù)據(jù)包含定位控制中的目標(biāo)位置、目標(biāo)速度；順序執(zhí)行單元，其在執(zhí)行所述控制程序的過程中按照定位控制的順序，訪問所述程序存儲(chǔ)器，并輸出定位設(shè)定數(shù)據(jù)；定位樣式生成單元，其將由所述順序執(zhí)行單元生成的啟動(dòng)指令作為觸發(fā)、或者將外部輸入的啟動(dòng)指令作為觸發(fā)而執(zhí)行下述動(dòng)作，g卩，基于從所述順序執(zhí)行單元輸入的定位設(shè)定數(shù)據(jù)，運(yùn)算、生成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的定位樣式；以及位置指令脈沖生成單元，其根據(jù)由所述定位樣式生成單元生成的定位樣式，生成向所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出的位置指令脈沖，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置的特征在于，在裝置內(nèi)，預(yù)先設(shè)定向所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出的位置指令脈沖的初始相位信息，所述位置指令脈沖生成單元以提前所述初始相位信息示出的相位的方式生成所述位置指令脈沖。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，無需對(duì)當(dāng)前的硬件及軟件的基本架構(gòu)進(jìn)行變更，保持與現(xiàn)有架構(gòu)相同，而僅在程序存儲(chǔ)器中設(shè)定用于指定0° 180°的范圍內(nèi)的任意初始相位的初始相位信息，就可以使針對(duì)定位裝置各軸的定位控制的啟動(dòng)時(shí)間縮短。由此，如果在生產(chǎn)工序中使用本發(fā)明所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置，則可以實(shí)現(xiàn)使應(yīng)用裝置中的生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間縮短這一效果。


圖I是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是說明使位置指令脈沖的初始相位提前的動(dòng)作的一個(gè)例子的時(shí)序圖。圖3是說明使位置指令脈沖的初始相位提前的動(dòng)作的另一個(gè)例子的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式下面，基于附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置的實(shí)施例。此外，本發(fā)明并不由本實(shí)施例所限定。圖I是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖I中，在本實(shí)施例所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置即可編程控制器I中，作為對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器2進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)，具有順序控制部3和定位控制部4。順序控制部3具有程序存儲(chǔ)器5和順序執(zhí)行單元6。另外，定位控制部4具有定位樣式生成單元7和位置指令脈沖生成單元8。首先，對(duì)順序控制部3的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在程序存儲(chǔ)器5中通常存儲(chǔ)有控制程序(梯形圖程序)，其記載有定位控制；以及設(shè)定數(shù)據(jù)，其包含有定位控制中的目標(biāo)位置、目標(biāo)速度，但在本實(shí)施例中，為了易于理解，還存儲(chǔ)有向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器2輸出的位置指令脈沖的初始相位信息。此外，由于該初始相位信息如后述，在位置指令脈沖生成單元8中使用，所以也可以以位置指令脈沖生成單元8能夠取出的方式，預(yù)先設(shè)定在定位控制部4內(nèi)。順序執(zhí)行單元6從程序存儲(chǔ)器5讀出梯形圖程序并執(zhí)行。在其執(zhí)行過程中，將啟動(dòng)指令a向定位樣式生成單元7輸出，并且將從程序存儲(chǔ)器5中按照位置控制的順序讀出的定位設(shè)定數(shù)據(jù)b向定位樣式生成單元7輸出。定位設(shè)定數(shù)據(jù)b中含有位置指令脈沖的初始相位信息。下面，說明定位控制部4的結(jié)構(gòu)。有時(shí)從外部向定位樣式生成單元7中輸入啟動(dòng)指令C。在此情況下，定位樣式生成單元7選擇來自順序執(zhí)行單元6的啟動(dòng)指令a和外部啟動(dòng)指令c中的某一個(gè)。定位樣式生成單元7將啟動(dòng)指令a或外部啟動(dòng)指令c作為觸發(fā)，基于從順序執(zhí)行單元6輸入的定位設(shè)定數(shù)據(jù)b，運(yùn)算、生成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器2驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)9的定位樣式，并將該生成的定位樣式d向位置指令脈沖生成單元8輸出。在定位樣式d中含有從定位設(shè)定數(shù)據(jù)b中提取出的位置指令脈沖的初始相位信息。位置指令脈沖生成單元8通常根據(jù)由定位樣式生成單元7生成的定位樣式，生成與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器2的規(guī)格對(duì)應(yīng)的脈沖輸出模式下的位置指令脈沖,并向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器2輸出。作為脈沖輸出模式，存在A相/B相模式(90度相位差脈沖方式)、CW/CCW模式(雙脈沖方式)、TOLSE/SIGN模式(共通脈沖方式)。在本實(shí)施例中，位置指令脈沖生成單元8輸出A相/B相模式下的位置指令脈沖“A相脈沖列信號(hào)Pa、B相脈沖列信號(hào)Pb”。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器2響應(yīng)于A相/B相的脈沖列信號(hào)Pa、Pb的上升沿及下降沿而實(shí)施電動(dòng)機(jī)控制。在生產(chǎn)工序中，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器2驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)9是配置在定位裝置的各軸上的伺服電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等，該定位裝置在加工、組裝或部件安裝等中使用。在這里，該實(shí)施例所涉及的位置指令脈沖生成單元8在現(xiàn)有的電路結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用來自定位樣式生成單元7的定位樣式、以及其所包含的位置指令脈沖的初始相位信息，以使A相/B相的脈沖列信號(hào)Pa、Pb的初始相位從現(xiàn)有技術(shù)中的相位“0° ”以初始相位信息指示的相位“0° 180°范圍內(nèi)的任意相位”提前的方式生成A相/B相的脈沖列信號(hào)Pa、Pb (例如，參照?qǐng)D2、圖3)。下面，參照?qǐng)D2和圖3，說明本實(shí)施例所涉及的使位置指令脈沖的初始相位提前的動(dòng)作。圖2和圖3各自是說明使位置指令脈沖的初始相位提前的動(dòng)作的一個(gè)例子的時(shí)序圖。特別地，圖2表示位置指令脈沖的起始脈沖的周期較短的情況下的動(dòng)作，圖3表示位置指令脈沖的起始脈沖的周期較長的情況(例如S字加減速時(shí)或達(dá)到指令速度為止的加速時(shí)間較長的情況)下的動(dòng)作。此外，圖2和圖3示出脈沖輸出模式為A相/B相模式的情況下的動(dòng)作，但脈沖輸出模式為CW/CCW模式或PULSE/SIGN模式的情況也是相同的。在圖2 (I)、圖3 (I)中，示出在A相/B相模式中使初始相位提前0°的情況、SP現(xiàn)有技術(shù)的動(dòng)作。在圖2 (2)、圖3 (2)中，示出在A相/B相模式中使初始相位提前180°的情況、即使初始相位提前與位置指令脈沖的半個(gè)周期相對(duì)應(yīng)的量的情況下的動(dòng)作。如圖2和圖3所示，位置指令脈沖生成單元8以A相脈沖列信號(hào)Pa形成超前相、B相脈沖列信號(hào)Pb形成與A相脈沖列信號(hào)Pa相比延遲90 °的相位關(guān)系，將A相/B相的脈沖列信號(hào)Pa、Pb輸出。并且，在位置指令脈沖生成單元8開始脈沖輸出之前的A相/B相的脈沖列信號(hào)Pa、Pb的信號(hào)線的初始狀態(tài)，在本實(shí)施例中為低電平。即，有時(shí)該初始狀態(tài)為高電平。在程序存儲(chǔ)器5中設(shè)定的位置指令脈沖的初始相位信息所示的初始相位為0°的情況下，位置指令脈沖生成單元8按照現(xiàn)有技術(shù)的方式生成A相/B相的脈沖列信號(hào)Pa、Pb。即，現(xiàn)有技術(shù)的A相/B相的脈沖列信號(hào)Pa、Pb的各周期為，前半周期為與初始狀態(tài)相同的低電平，后半周期為高電平。這樣，最初輸入至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器2中的超前相的A相脈沖列信號(hào)Pa的起始脈沖的前半周期持續(xù)與初始狀態(tài)相同的低電平，然后上升至高電平，因此，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器2針對(duì)A相脈沖列信號(hào)Pa的起始脈沖的I個(gè)周期，在從前半周期向后半周期變化的定時(shí)，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制，在前半周期的期間，等待電動(dòng)機(jī)控制的啟動(dòng)。由此，如圖2 (I)所示，現(xiàn)有技術(shù)中的定位控制的啟動(dòng)時(shí)間Tl為，軌跡生成時(shí)間11加上輸出脈沖等待時(shí)間12后的時(shí)間。軌跡生成時(shí)間11是以啟動(dòng)指令作為觸發(fā)而運(yùn)算生成定位樣式并輸出A相脈沖列信號(hào)Pa為止的時(shí)間。輸出脈沖等待時(shí)間12是A相脈沖列信號(hào)Pa的起始脈沖的I個(gè)周期13的前半周期的時(shí)間。在圖3 (I)中也相同地，現(xiàn)有技術(shù)中的定位控制的啟動(dòng)時(shí)間T3為，軌跡生成時(shí)間11加上輸出脈沖等待時(shí)間14后的時(shí)間，但由于A相脈沖列信號(hào)Pa的起始脈沖的I個(gè)周期15比圖2的情況更長，所以輸出脈沖等待時(shí)間14也比輸出脈沖等待時(shí)間12更長，啟動(dòng)時(shí)間T3比啟動(dòng)時(shí)間Tl更長。下面，在程序存儲(chǔ)器5中設(shè)定的位置指令脈沖的初始相位信息所示的初始相位例如為180°的情況下，位置指令脈沖生成單元8以使A相/B相的脈沖列信號(hào)Pa、Pb的初始相位與現(xiàn)有技術(shù)相比超前180°的形態(tài)，生成A相/B相的脈沖列信號(hào)Pa、Pb。在上述形態(tài)下，明顯地相當(dāng)于以將現(xiàn)有技術(shù)中的A相/B相的脈沖列信號(hào)Pa、Pb進(jìn)行邏輯反轉(zhuǎn)后的形態(tài)生成，因此，如果位置指令脈沖生成單元8開始進(jìn)行脈沖輸出，則超前相的A相脈沖列信號(hào)Pa的起始脈沖如圖2 (2)和圖3 (2)所示，形成下述波形，S卩，在軌跡生成時(shí)間11結(jié)束時(shí)，從初始狀態(tài)的低電平上升至高電平，開始前半周期，經(jīng)過該前半周期的期間后，下降至低電平而開始后半周期。S卩，在將位置指令脈沖的初始相位指定為180°的情況下，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器2可以在超前相的A相脈沖列信號(hào)Pa的起始脈沖的前半周期的開始定時(shí)下，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制，定位控制的啟動(dòng)時(shí)間T2成為與軌跡生成時(shí)間11相同的時(shí)間，不包含圖2 (I)、圖3 (I)所示的輸出脈沖等待時(shí)間12、14。如上所示，與初始相位為0°的情況相比得到了大幅縮短。特別地，如圖3所示，在A相脈沖列信號(hào)Pa的起始脈沖的周期較長的情況下，得到明顯的縮短效果O在此情況下，A相脈沖列信號(hào)Pa的起始脈沖的I個(gè)周期在位置指令脈沖的初始相位為O。的情況下和180°的情況下，在圖2所示的形態(tài)中都是相同的周期13，在圖3所示的形態(tài)中也是相同的周期15。在這里，可知圖2 (I)、圖3 (I)示出的初始相位為0°的情況下的輸出脈沖等待時(shí)間12、14的時(shí)間長度為初始相位調(diào)整幅度，可以將位置指令脈沖的初始相位調(diào)整為從0°至最大180°為止的范圍內(nèi)的任意相位。如上所示，根據(jù)本實(shí)施例，無需對(duì)可編程控制器的硬件及軟件的基本架構(gòu)進(jìn)行變更，保持與現(xiàn)有技術(shù)相同，僅在程序存儲(chǔ)器中設(shè)定用于指定0° 180°的范圍內(nèi)的任意初始相位的初始相位信息，就可以縮短由可編程控制器對(duì)定位裝置的各軸進(jìn)行的定位控制的啟動(dòng)時(shí)間。由此，如果在生產(chǎn)工序中使用本實(shí)施例所涉及的可編程控制器，則可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用裝置中的生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的縮短。工業(yè)實(shí)用性如上所示，本發(fā)明所涉及的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置作為實(shí)現(xiàn)縮短定位控制的啟動(dòng)時(shí)間的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置有效，特別地，適于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的縮短化。標(biāo)號(hào)的說明
I可編程控制器(電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置)
2電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器
3順序控制部
4定位控制部
5程序存儲(chǔ)器
6順序執(zhí)行單元
7定位樣式生成單元
8位置指令脈沖生成單元
9電動(dòng)機(jī)
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置，其具有程序存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)記載有定位控制的控制程序、以及定位設(shè)定數(shù)據(jù)，該定位設(shè)定數(shù)據(jù)包含定位控制中的目標(biāo)位置、目標(biāo)速度；順序執(zhí)行單元，其在執(zhí)行所述控制程序的過程中按照定位控制的順序，訪問所述程序存儲(chǔ)器，并輸出定位設(shè)定數(shù)據(jù)；定位樣式生成單元，其將由所述順序執(zhí)行單元生成的啟動(dòng)指令作為觸發(fā)、或者將外部輸入的啟動(dòng)指令作為觸發(fā)而執(zhí)行下述動(dòng)作，即，基于從所述順序執(zhí)行單元輸入的定位設(shè)定數(shù)據(jù)，運(yùn)算、生成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的定位樣式；以及位置指令脈沖生成單元，其根據(jù)由所述定位樣式生成單元生成的定位樣式，生成向所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出的位置指令脈沖，該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置的特征在于，在裝置內(nèi)，預(yù)先設(shè)定向所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出的位置指令脈沖的初始相位信息，所述位置指令脈沖生成單元以提前所述初始相位信息示出的相位的方式生成所述位置指令脈沖。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制裝置，其特征在于，所述初始相位信息是向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出的位置指令脈沖的起始脈沖的半個(gè)周期期間內(nèi)的任意相位。
全文摘要
位置指令脈沖生成單元以使初始相位按照預(yù)先在裝置內(nèi)設(shè)定的初始相位信息所示的相位提前的方式生成向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出的位置指令脈沖。初始相位信息為位置指令脈沖的起始脈沖的半個(gè)周期的期間內(nèi)的任意相位。
文檔編號(hào)H02P29/00GK102948070SQ20108006747
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2010年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月16日
發(fā)明者柿本康一, 奧山卓美 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社