指令值插值装置和伺服驱动器制造方法及图纸

提供能够以Jerk不会变大、且对指令的追随延迟少的方式对按时序输入的指令值进行插值的内插技术。伺服驱动器(20)的控制部(10)具有基于x(k‑2)至x(k+1)为止的4个指令值而依次生成用于计算第k(≥3)时间区间内的指令值的第k插值函数的功能，其中，作为第k插值函数，生成第k时间区间的开始时间、结束时间处的函数值分别与x(k)、x(k+1)一致、且第k时间区间的开始时间处的二阶导数值与第k‑1插值函数的第k‑1时间区间的结束时间处的二阶导数值一致的时间的5次式。

Command value interpolation device and servo driver

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】指令值插值装置和伺服驱动器
本专利技术涉及指令值插值装置和伺服驱动器。
技术介绍
为了能够更顺畅地控制数控机床，基于给定的多个指令值，生成用于对各指令值间的指令值进行插值(计算)的插值函数以使一阶导数和二阶导数连续，并使用所生成的各插值函数对指令值进行插值(例如参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-225825号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在已经存在成为插值对象的多个指令值的情况下，插值函数的生成所需要的指令值数没有特别限定。但是，在依次输入指令值的情况下，插值函数的生成所需要的指令值数越少，则越能够减少对由各指令值组成的指令的追随延迟。因此，在依次输入指令值的情况下，插值函数的生成所需要的指令值数少的情况为佳。并且，在依次输入指令值的情况下，也为了防止Jerk(加加速度)变大而期望各插值函数的二阶导数连续。本专利技术鉴于上述情况而进行，其目的在于，提供能够以Jerk不会变大、且对指令的追随延迟少的方式对按时序输入的指令值进行插值的内插技术。解决课题的手段为了实现上述目的，本专利技术的对以规定周期ts依次输入的指令值x(k)(k是表示第几个输入的指令值的整数值)进行插值的指令值插值装置具有下述结构，即具有：插值函数生成部件，针对“1”以上的各个k值，以k值的升序来生成第k时间区间的开始时间、结束时间处的函数值分别与指令值x(k)、指令值x(k+1)一致的第k插值函数；以及插值部件，以k值的升序来反复如下处理，即使用由所述插值函数生成部件生成的所述第k插值函数来计算所述第k时间区间内的多个指令值的处理，所述插值函数生成部件是基于指令值x(k-2)至指令值x(k+1)为止的4个指令值而生成所述第k(k≥3)插值函数的部件，并且也是生成如下的时间的5次式作为所述第k(k≥3)插值函数的部件，即所述第k时间区间的开始时间、结束时间处的函数值分别与指令值x(k)、指令值x(k+1)一致，且所述第k时间区间的开始时间处的二阶导数值与第k-1插值函数的第k-1时间区间的结束时间处的二阶导数值一致。即，本专利技术的指令值插值装置的插值函数生成部件在k≥3的情况下，基于指令值x(k-2)至指令值x(k+1)为止的4个指令值，作为用于计算第k指令区间内的指令值的第k插值函数，生成时间的5次式。并且，插值函数生成部件所生成的第k(≥3)插值函数是第k时间区间的开始时间、结束时间处的函数值分别与指令值x(k)、指令值x(k+1)一致，且第k时间区间的开始时间处的二阶导数值与第k-1插值函数的第k-1时间区间的结束时间处的二阶导数值一致的函数。因此，根据插值函数生成部件所生成的各插值函数，能够以Jerk(加加速度)变小的方式对指令值进行插值。并且，插值函数生成部件由少量(4个)的指令值生成各插值函数，因此根据本专利技术所涉及的指令值插值装置，还能够减少对由各指令值组成的指令的追随延迟。一次导数也连续的情况下，Jerk的抑制效果提高。因此，本专利技术的指令值插值装置中，也可以采用“所述插值函数生成部件生成如下的时间的5次式作为所述第k(≥3)插值函数，即所述第k时间区间的开始时间、结束时间处的函数值分别与指令值x(k)、指令值x(k+1)一致，且所述第k时间区间的结束时间处的一阶导数值、二阶导数值分别与所述第k-1插值函数的第k-1时间区间的开始时间处的一阶导数值、二阶导数值一致”的结构。另外，该结构能够通过例如预先使第k插值函数成为“将满足下述式的a1～a6分别设为0次～5次的系数的从第k时间区间的开始时间起算的经过时间t的5次式”而实现。[数1]本专利技术的指令值插值装置中，通常采用“所述插值函数生成部件在被输入了指令值x(k+1)时执行用于生成所述第k(≥1)插值函数的生成处理，所述插值部件在生成了所述第k插值函数时开始用于计算所述第k时间区间内的指令值的处理”的结构。但是，本专利技术的指令值插值装置中，也可以采用插值函数生成部件的第k插值函数的生成定时、或插值部件的“计算第k时间区间内的指令值的处理”的开始定时与上述不同的结构。此外，作为本专利技术的指令值插值装置的插值函数生成部件，能够采用第1、第2插值函数的具体的生成流程不同的各种部件。具体而言，作为插值函数生成部件，也可以采用例如“假定x(-1)、x(0)的值分别为‘3·x(1)-2·x(2)’、‘2·x(1)-x(2)’，通过所述(1)式而生成所述第1插值函数，假定x(0)的值为‘2·x(1)-x(2)’，通过所述(1)式而生成所述第2插值函数”。此外，作为插值函数生成部件，也可以采用“假定x(-1)、x(0)的值均为x(1)，通过所述(1)式而生成所述第1插值函数，假定x(0)的值为x(1)，通过所述(1)式而生成所述第2插值函数”。此外，为了即使未输入某一指令值也能够继续进行插值，本专利技术的指令值插值装置中，也可以采用“在应当输入指令值x(k+1)(k≥3)的输入定时未输入指令值x(k+1)的情况下，所述插值部件使用第k-1插值函数来计算第k时间区间内的指令值”的结构、或“在应当输入指令值x(k+1)(k≥3)的输入定时未输入指令值x(k+1)的情况下，所述插值函数生成部件使用第k-1插值函数来估计指令值x(k+1)，并使用所估计的指令值x(k+1)来生成第k插值函数”的结构。此外，本专利技术的基于以规定周期依次输入的指令值x(k)(k是表示第几个输入的指令值的整数值)而驱动伺服电机的伺服驱动器具有下述结构：其具有：电源电路，用于驱动所述伺服电机；插值函数生成手段，插值函数生成部件，在被输入了指令值x(k+1)(k≥1)时，生成第k时间区间的开始时间、结束时间处的函数值分别与指令值x(k)、指令值x(k+1)一致的第k插值函数；插值部件，使用由所述插值函数生成部件生成的所述第k插值函数，计算所述第k时间区间内的多个指令值；以及驱动控制部件，基于由所述插值部件计算出的各指令值，控制所述电源电路，所述插值函数生成部件是基于指令值x(k-2)至指令值x(k+1)为止的4个指令值而生成所述第k(≥3)插值函数的部件，并且也是生成如下的时间的5次式作为所述第k(≥3)插值函数的部件，即所述第k时间区间的开始时间、结束时间处的函数值分别与指令值x(k)、指令值x(k+1)一致，且所述第k时间区间的开始时间处的二阶导数值与第k-1插值函数的第k-1时间区间的结束时间处的二阶导数值一致。即，本专利技术的伺服驱动器与本专利技术的指令值插值装置同样地，具有基于指令值x(k-2)至指令值x(k+1)为止的4个指令值而生成用于计算第k(≥3)指令区间内的指令值的第k插值函数(时间的5次式)的插值函数生成部件。此外，该插值函数生成部件所生成的第k(≥3)插值函数是第k时间区间的开始时间、结束时间处的函数值分别与指令值x(k)、指令值x(k+1)一致，且第k时间区间的开始时间处的二阶导数值与第k-1插值函数的第k-1时间区间的结束时间处的二阶导数值一致的函数。因此，根据插值函数生成部件所生成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种指令值插值装置，对以规定周期t

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171109 JP 2017-2163171.一种指令值插值装置，对以规定周期ts依次输入的指令值x(k)进行插值，k是表示第几个输入的指令值的整数值，其特征在于，具有：
插值函数生成部件，针对“1”以上的各个k值，以k值的升序来生成第k时间区间的开始时间、结束时间处的函数值分别与指令值x(k)、指令值x(k+1)一致的第k插值函数；以及
插值部件，以k值的升序来反复如下处理，即使用由所述插值函数生成部件生成的所述第k插值函数来计算所述第k时间区间内的多个指令值的处理，
所述插值函数生成部件是基于指令值x(k-2)至指令值x(k+1)为止的4个指令值而生成所述第k插值函数的部件，并且也是生成如下的时间的5次式作为所述第k插值函数的部件，即所述第k时间区间的开始时间、结束时间处的函数值分别与指令值x(k)、指令值x(k+1)一致，且所述第k时间区间的开始时间处的二阶导数值与第k-1插值函数的第k-1时间区间的结束时间处的二阶导数值一致，其中，k≥3。


2.根据权利要求1所述的指令值插值装置，其特征在于，
所述插值函数生成部件生成如下的时间的5次式作为所述第k插值函数，即所述第k时间区间的开始时间、结束时间处的函数值分别与指令值x(k)、指令值x(k+1)一致，且所述第k时间区间的结束时间处的一阶导数值、二阶导数值分别与所述第k-1插值函数的第k-1时间区间的开始时间处的一阶导数值、二阶导数值一致，其中，k≥3。


3.根据权利要求2所述的指令值插值装置，其特征在于，
所述第k插值函数是将满足下述式的a1～a6分别设为0次～5次的系数的从第k时间区间的开始时间起算的经过时间t的5次式，其中，k≥3，
[数1]





4.根据权利要求1至3中任一项所述的指令值插值装置，其特征在于，
所述插值函数生成部件在被输入了指令值x(k+1)时，执行用于生成所述第k插值函数的生成处理，其中，k≥1，
所述插值部件在生成了所述第k插值函数时，开始用于计算所述第k时间区间内的指令值的处理。


5.根据权利要求3所述的指令值插值装置，其特征在于，
所述插值函数生成部件，
假定x...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠木守，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP