电子凸轮的控制方法及伺服电机控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种在同步控制区间和非同步控制区间的变位点，加速度等可以平滑地连接、不发生振动等的电子凸轮控制方法。这是一种使用伺服电机的电子凸轮的控制方法。具有进行以一定速度使控制对象物移动的控制的同步控制区间，以及具有进行使所述控制对象物从该同步控制区间的结束位置移动到下一个同步控制区间的开始位置的控制的非同步控制区间，所述非同步控制区间中的控制对电子凸轮的位置控制使用五次函数，对电子凸轮的速度控制使用四次函数，对电子凸轮的加速度控制使用三次函数，从而控制使所述非同步控制区间和所述同步控制区间切换的变化点附近的电子凸轮的动作平滑。

Control method of electronic cam and servo motor control system

The present invention provides an electronic cam control method which can smoothly connect and do not vibrate in a synchronous control interval and an asynchronous control interval, such as a variable locus, an acceleration, etc.. This is a control method of electronic cam using servo motor. Has to a certain speed synchronization control interval control object moving, and has made the control object from the synchronization interval end position to move to the next synchronization interval start non synchronous control interval position control, non synchronous control of electronic cam interval the position control function of the use of five times, the electronic cam speed control using the four functions, the use of cubic function to control the electronic cam acceleration, smooth action to control the electronic cam near the change point of non synchronous control interval and the synchronization control of the switching interval.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子凸轮的控制方法及伺服电机控制系统。
技术介绍
包装机械等各种产业机械使用伺服电机等可控制速度的电机作为驱动源。包装机械包括连续抽出带状的包装薄膜并供给到包装机本体的薄膜供给部件；每隔规定间隔对包装机本体供给被包装物的被包装物供给部件；以及包装机本体。包装机本体被适当加工(例如，筒状制袋、袋成型)为可以用供给的包装薄膜包裹包装物的形态，同时将被包装物收纳到该加工好的包装薄膜内。然后，以收纳到包装薄膜中的状态运送被包装物，在该运送途中，通过将包装薄膜的适当位置进行封闭(seal)、切割从而制造出各个包装体。对于沿行进方向的薄膜侧缘(纵封闭、中央封闭)和与行进方向正交的方向(横封闭、末端封闭)进行对于通常包装薄膜的封闭处理。各封闭部位分别使用不同类型的封闭装置进行封闭处理。而且，在包装机械的情况下，例如，作为在薄膜供给部件中连续抽出带状的薄膜的处理，或由被包装物供给部件运送被包装物的同时对包装机本体供给的处理，或包装机中的各封闭装置的驱动源，分别使用伺服电机或其它的电机。用于对包装薄膜向与行进方向正交的方向进行封闭的末端封闭装置包括上下一对的末端封闭器(内置加热器)，使该末端封闭器以规定的轨迹移动，由末端封闭器的前端的封闭面之间从上下以规定的压力夹住包装薄膜，从而使包装薄膜的接触部位熔融，并热封闭。末端封闭器的封闭面的移动轨迹如大致区别，则有圆形、以大致矩形为代表的非圆形的两种。采用前者的圆形的轨迹的称为转动式，在上下一对旋转轴上分别安装末端封闭器。而且，将旋转轴向一定方向旋转，则末端封闭器也旋转移动。此时，末端封闭器的封闭面形成圆弧状，同时该圆弧的曲率半径与圆形的轨迹曲率半径大致一致。由此，从封闭器面的行进方向侧缓慢线接触，作为结果，形成相当于封闭面的宽度的末端封闭部位。采用大致矩形等非圆形的轨迹的末端封闭装置有方形运动(box motion)式和曲柄运动式。两种方法都以由上下一对末端封闭器夹住薄膜的状态水平移动，从而封闭面与包装薄膜的末端封闭部位接触的时间延长。该方式由于可以延长对于薄膜的加热时间，所以适用于包装薄膜难以熔融、软化，难以热封闭的薄膜材料的情况。另外，在末端封闭装置中，在末端封闭器的封闭面上内置切割器，通过将包装薄膜向横向末端封闭同时切断，从而从包装薄膜的前端依次将收纳了被包装物的包装体一一分离制造。进而，末端封闭装置在末端封闭器每一次旋转(一次公转)移动时，将包装薄膜的规定部位(前后的被包装物之间的薄膜部位)向横向封闭。从而，需要进行控制，以使一对末端封闭器配合实施包装薄膜的末端封闭的规定部位到达末端封闭装置的设置位置的定时来夹住包装薄膜。换言之，在控制使包装薄膜以一定速度运送的情况下，在包装同一制品时，由于包装间距(包装薄膜的末端封闭部位的间隔)也相等，因此末端封闭器之间需要以一定的时间(运送速度×包装间距)间隔进行夹住薄膜的动作。另一方面，在末端封闭器夹住包装薄膜的期间，需要使包装薄膜的运送速度和末端封闭器的封闭面的移动速度相等。而且，在多数情况下，在使末端封闭器一次旋转(一次公转)的全期间中的末端封闭器的封闭面的移动速度为一定时，不能由一对末端封闭器夹住要求的末端封闭部位。因此，通常末端封闭器的封闭面之间夹住包装薄膜的期间控制为末端封闭器的封闭面与包装薄膜的传送速度同步，以与传送速度同一速度移动，在封闭面离开包装薄膜期间，适当控制封闭面的移动速度，接着在封闭面之间夹住包装薄膜时，与包装薄膜中的正确的末端封闭部位接触，并可以热封闭。最近使用伺服电机作为末端封闭装置用的驱动源，通过使用伺服电机的电子凸轮控制，使末端封闭器进行如上述的动作(速度变化)。这里，将与薄膜的传送速度同步的期间称作同步控制区间，将与薄膜的传送速度不同步的期间称作非同步控制区间。在同步控制区间中，电子凸轮控制根据薄膜的传送速度而被唯一地指定。具体来说，在转动式的情况下，伺服电机的转速为等速，在方形运动式或曲柄运动式的情况下，通过规定的模式对伺服电机的转速进行增减速控制。如上所述，同步控制区间中的伺服电机的转速根据包装薄膜的传送速度而被唯一地指定，根据实施末端封闭的包装间距(包装间隔)和包装薄膜的传送速度，一次的同步控制区间的时间和一次的非同步控制区间的时间分别被唯一地求解。从而，如单纯地考虑，则通过将在非同步控制区间中末端封闭器要移动的距离(电机的转角)除以分配给该非同步控制区间的时间，从而可以通过使非同步控制区间等速运动而使末端封闭器的封闭面在要求的定时位于下一个同步控制区间开始位置。作为使用该伺服电机的电子凸轮控制，现有专利文献1中公开的技术。该专利文献1中公开的控制方法是使用对于横向切割薄膜的旋转切割装置或横向封闭薄膜的封闭装置的伺服电机的电子凸轮控制的一例，其目的在于，对于电子凸轮的位置和速度，使从非同步控制区间向同步控制区间的变化点附近的控制平滑。具体来说，专利文献1中公开的技术由于是应用于转动式的技术，因此电子凸轮的速度被控制成在同步控制区间为直线(等速)，在非同步控制区间为三次曲线。特开2000-198094号公报在上述专利文献1中公开的专利技术中，对于电子凸轮的加速度，不能使从非同步控制区间到同步控制区间的变化点附近的控制平滑。这样，如果加速度波形在非同步控制区间和同步控制区间之间不连续，则恐怕在此产生振动。特别，随着一单位时间的制造个数增加，高速动作的要求提高，在从非同步控制区间切换为同步控制区间的变化点附近容易引起振动，成为高速控制的障碍。进而，在脱机(offline)生成电子凸轮控制用的凸轮表的方法中，关于脱机中的同步曲线的同步开始位置、同步范围、同步比率的变更、或为了防止机械干涉而通过特定点等的变更指示，不能实时生成非同步凸轮曲线并进行，需要再次生成凸轮表，效率性降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电子凸轮的控制方法以及伺服电机控制系统，在同步控制区间和非同步控制区间的变位点，电子凸轮的加速度等可以平滑地连接，不发生振动等。本专利技术的电子凸轮的控制方法是使用了伺服电机的电子凸轮的控制方法，具有进行用于使控制对象物对于主轴位置在相同的时期移动到相同的位置的控制的同步控制区间；以及进行用于使所述控制对象物从该同步控制区间的结束位置移动到下一个同步控制区间的开始位置的控制的非同步控制区间。而且，所述非同步控制区间中的控制，通过对电子凸轮的位置控制使用五次函数，对电子凸轮的速度控制使用四次函数，对电子凸轮的加速度控制使用三次函数，可以平滑地控制所述非同步控制区间和所述同步控制区间被切换的变化点附近的电子凸轮的动作。此外，优选可以作为各函数的输入参数而随时接受作为非同步控制区间的结束位置信息的主轴位置、凸轮位置、凸轮速度、凸轮加速度的值。进而，优选作为所述非同步控制区间的开始位置信息，对于每个控制循环，将上一次的控制循环中求出的主轴位置、凸轮位置、凸轮速度、凸轮加速度的值作为各函数的输入参数。进而，优选求所述五次函数，使其通过作为所述非同步控制区间的途中特定通过点而设定的对于主轴位置的凸轮位置，并求所述三次函数，以使该途中特定通过点的凸轮加速度为0。另一方面，本专利技术的伺服电机控制系统是具有进行用于使控制对象物对于主轴位置在相同的时期移动到相同的位置的控制的同步控制区间，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子凸轮的控制方法，该电子凸轮使用伺服电机，其特征在于，具有：进行使作为控制对象物的从动轴对于主轴位置同步动作的控制的同步控制区间；以及进行用于使所述控制对象物从该同步控制区间的结束位置移动到下一个同步控制区间的开始位置为止的控制的非同步控制区间，所述非同步控制区间中的控制，通过对电子凸轮的位置控制使用五次函数、对电子凸轮的速度控制使用四次函数、对电子凸轮的加速度控制使用三次函数，可以平滑地控制所述非同步控制区间和所述同步控制区间被切换的变化点附近 的电子凸轮的动作。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：前田浩之，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]