专利名称：定位装置和虚拟传输方法
技术领域：
本发明涉及一种控制诸如伺服电机一类电机的定位装置，尤其一种仅用电机，而不使用任何机械装置(如联结轴、离合器、齿轮以及凸轮)进行同步控制的定位装置。
下面结合附图，举例描述现有技术。图24是描述定位控制器系统结构的总体结构图，其中，标号500表示一定位控制器，501a、501b、501c和501d表示伺服放大器，502a、502b、502c和502d表示伺服电动机，503代表一位置探测器，如一检测任一机器位置的编码器，504代表一对定位控制器500传入和传出信息(如变量)的顺序控制器，505代表对定位控制器500进行程序设计和监视的外围设备，506代表执行定位运算的CPU，507代表一存储操作定位控制器500所需的O/S的O/S ROM，508代表一存储应用程序的程序存储器，509代表一CPU506的工作存储器，510代表一存储定位所需参数和其他数据的变量存储器，511代表一顺序控制器504和定位控制器500之间的通信接口，512代表一外围设备505和定位控制器500之间的外围设备接口，513代表一将位置探测器503的输出输入定位控制器500的位置探测接口，514代表一伺服放大器501a、501b、501c与501d和定位控制器500之间的伺服放大器接口，515代表一对外部设备传入和传出的输入/输出接口。
图40给出一用日本专利公开出版号为HEI05073147的专利文献中实施例1中的软件模块(程序)把位置信息输出至图24中的伺服放大器501a至501d的程序模块的组合例子，其中，800代表产生并输出作为驱动伺服电动机基准的位置信息的驱动软件模块(本文中称为“虚拟驱动模块”)，801代表一使多个伺服电动机同步的联结轴软件模块(本文中称作“虚拟联结轴”)，即一个用来传送虚拟驱动模块800的输出信息的程序，802、803、804和805代表方框1至4，每一个方框代表一单轴软件包，806、808、811和813代表传输软件模块(本文中称作“虚拟传输模块”)，每一传输软件模块相当于带有软件的齿轮的机械传动装置，即传输虚拟联结轴信息的程序，809和814代表等效于离合器的虚拟传输模块，815代表等效于一减速齿轮的虚拟传输模块，807，810，812和816代表将指令输出至伺服电动机的输出软件模块(本文中称作“输出模块”)。
下面结合附图24描述其运行。定位控制器500对伺服放大器501a至501d给出位置指令值。伺服放大器501a至501d根据所述位置命令值控制伺服电机502a至502d。同时，还要求所述四个伺服电机502a至502d相互间同步运行。
假定图40中，输出模块807是把指令提供给伺服放大器501a的软件模块，输出模块810是把指令提供给伺服放大器501b的软件模块，输出模块812是把指令提供给伺服放大器501c的软件模块，输出模块816是把指令提供给伺服放大器501d的软件模块，则伺服电机502a至502d按照已经由虚拟驱动模块800产生的、机械上并不存在的虚拟联结轴的位置信息，相互间同步运行。
下面结合附图描述现有技术中的虚拟传输模块。
首先描述第一例现有技术例子。图25和26描述的一虚拟传输模块，相当于日本专利公开出版号为HEI05073147的专利文献中实施例9所限定的动力传送机构离合器(本文中称作“虚拟离合器模块”)。图25是存储于程序存储器中的虚拟离合器模块的存储图。图25中，550代表一模块号区，551代表存储有其他虚拟机械模块识别信息的连接信号区，所述其他虚拟机械模块存储着虚拟离合器模块执行运算处理时所需要的输入轴位置地址数据，552表示存储有虚拟离合器模块“No”信息的辅助输入轴连接信息区。570代表存储有由虚拟离合器模拟执行的运算表达式的区域，571表示虚拟离合器模块不使用的变量区。572和573存储参数或虚拟离合器模块的接通(ON)地址信息和断开(OFF)地址信息。这里，ON地址信息和OFF地址信息表示与输入轴位置地址数据相关的地址。
图26描绘的是虚拟离合器模块执行运算时需要保留数据的工作存储器图，其中，574和575分别表示前一输入轴位置地址数据值x(n-1)区和当前输入轴位置地址数据值x(n)区，576和577分别表示前一输出轴位置地址数据值y(n-1)区和当前输出轴位置地址数据值y(n)区，578表示虚拟离合器模块ON/OFF指令信息区。
下面结合图27描述虚拟离合器模块的实时中断处理操作。执行虚拟离合器模块时，在步骤S1570按照连接信息551读取输入轴位置地址数据，并存储到x(n)区575。随后，在步骤S1571，读取虚拟离合器模块的ON地址指令信息572，并与所述x(n)比较。如果x(n)较小，则此信息被判断为一离合器断开(OFF)区，操作跳至步骤S1574。反之，则执行步骤S1572，在这一步骤，读取OFF地址指令信息573，并与所述x(n)比较。如果x(n)较小，则此信息被判定为一离合器接通(ON)区，在步骤1573，将ON/OFF指令数据h＝1存入虚拟离合器模块ON/OFF指令区578，而处理跳到执行步骤S1575。如果比较结果该信息被判定为离合器断开(OFF)区域，则在步骤S1574存储ON/OFF指令数据h＝o，并跳到执行步骤S1575。
然后，在步骤S1575执行下述表达式，计算当前输出轴位置地址数据值y(n)y(n)＝x(n)-x(n-1)·h+y(n-1)这里，虚拟离合器模块ON/OFF指令数据h的值为1或2。因此，如果此值为1，则把差值x(n)-x(n-1)加到前一输出轴地址数据值y(n-1)上的结果就是虚拟离合器模块的输出。如果此值为0，则使用前一输出轴地址数据值y(n-1)，并使之保持不变，作为虚拟离合器模块的输出。
随后，在步骤S1576和S1577，当前输入轴位置地址数据值x(n)被传送到前一输入轴位置地址数据值x(n-1)，当前输出轴位置地址数据值y(n)被传送到第一输出轴位置地址数据值y(n-1)，准备作下一个运算处理。最后，在步骤S1578，由步骤S1575计算的当前输出轴位置地址数据值y(n)作为虚拟离合器模块的输出，并存入当前输出轴位置地址数据值区577，操作就此终止。实时执行图27流程图中的处理，输出连续位置地址数据。
图28描述的是一例虚拟离合器模块的操作。假定相对于输入轴位置地址数据x(n)来说，A1是离合器合上时的地址(581a)，B1是离合器断开时的地址，那么，从输入轴位置地址数据(580)配合A1时的那一点起，至同一输入轴位置地址数据(580)配合B1前的那一点，虚拟离合器模块ON/OFF指令h(582a)为1(ON)。在这两点之间，输出y(n)响应于输入轴位置地址数据的变化而变化。当虚拟离合器模块ON/OFF指令h(582a)为0(OFF)时，如果输入轴位置地址数据有变化，输入y(n)保持不变，并保持有效(583)。
例如当需要在图中N区间内重复一轮输出操作，并且假定A2和B2分别为下一轮中指令的离合器ON地址(581C)和离合器OFF地址(581d)时，算式A2＝A1+N和B2＝B1+N必须由一用户序列程序来完成，通过一轮中离合器OFF地址以后，由可编程控制器再次指令输入轴位置地址A2和B2，并随后重复这一操作。
同样，当需要使多个具有不同离合器ON地址和OFF地址(即不同输出y(n))的轴同步时，要进行一轮操作，运算过程必须由此用户序列程序执行，并再次对这些轴的数量作指令。
下面结合附图描述第二种现有技术。图29至33描述的是与日本专利公开出版号为HEI05073147的专利文献中限定的一种凸轮(下文中称为“虚拟凸轮模块”)等效的普通虚拟传输模块。图29描述的是这种虚拟凸轮模块，其中600表示输入轴，601表示辅助输入轴，602表示输出轴，620a代表行程设定值(Stroke set value)h1，620b表示行程最小极限位置设定值h2，604代表一含有功能(操作步骤)的“黑箱”(Black Box)。
图30描述的是一个凸轮几何数据表是如何存入程序存储器的存储器图，其中，605代表虚拟凸轮轴旋转一周过程中的位置地址，621代表相应于所述位置地址的凸轮的移动值。凸轮的移动值为位置值，其中，行程底死点被定义为0，行程顶死点被定义为1，在虚拟凸轮轴旋转一周期间，行程死点在0和1之间变化。虚拟凸轮轴旋转一周期间，位置地址在一周中以等角间距(例如2000个地址)旋转。
图31和32为代表包括在“黑箱”604中的功能操作步骤的流程图。
图33描述的是虚拟凸轮模块是如何存入程序存储器内的存储器图，其中，610代表模块号，611代表以输入轴位置地址为基准的连接信息。612代表参照辅助输入位置地址而操作的辅助输入轴连接信息。622代表的运算表达式用来寻找一输出至输出轴602的定位值，并存入了图31和32的流程图中标出的功能(操作步骤)。623表示存储了行程设定值620a和行程最小极限位置设定值620b的变量区。
下面描述操作状况。图29中的虚拟凸轮模块有一个输入轴600的位置地址(作为主输入)及一个辅助输入轴601的位置地址(作为辅助输入)。来自其他虚拟机械模块的位置地址送入此输入轴600内，作为虚拟凸轮轴的旋转位置信息，同样，位置程序中描述的操作的指令地址送入辅助输入轴601内，作为修正值(Offset Value)，用来补偿由输入轴600送入的虚拟凸轮轴的旋转位置信息。
根据这些输入，存储在前述变量区内的行程设定值620a和行程最小极限位置设定值620b，以及存储在图30中所示程序存储器内的凸轮几何数据表，虚拟凸轮模块计算往复凸轮运动的定位值，并把计算结果输出给输出轴602。往复凸轮运动的定位值输出被传送到连接在后面输出轴的输出模块，用来驱动伺服电机。
下面参照图31和图32的流程图，描述包括在“黑箱”里作为功能(操作步骤)的往复凸轮运动定位值输出的计算方法。图31中，首先输入输入轴的位置地址x和辅助输入轴的位置地址Z(S1620)，然后将其和转换成旋转一周的位置地址(S1621)。旋转一周的位置地址用一个余数表示，这一余数是将输入轴的位置地址和辅助输入轴的位置地址之和除以旋转一周值(360°)而得到。这样求得的值就是虚拟凸轮轴的旋转位置信息。随后，参照凸轮几何数据表，求得相应于旋转位置信息的凸轮的移动值(S1622)。这一操作步骤详见图32。
图32中，首先从图30中的凸轮几乎数据表中得到虚拟凸轮轴旋转一周的位置地址A1和A2，其中A1和A2满足关系A1≤A2＜A，A为虚拟凸轮轴的旋转位置信息(S1630)。然后，从图30的凸轮几何数据表中得到相应于旋转一周的位置地址A1和A2的凸轮的操作值，并定义为D1和D2(S1631)。根据旋转一周的位置地址A1与A2和凸轮的移动值D1和D2，用下式计算对应于虚拟凸轮轴旋转位置信息A的凸轮的移动值D(S1632)D＝D1+(D2-D1)×{(A-A1)/(A2-A1)}因为存储在凸轮几何数据表中的凸轮移动值相对于虚拟凸轮轴旋转一周的位置地址是一些离散值，所以上式是一个根据旋转一周位置地址的比例分配计算。
根据图32中所示操作步骤求得的、对应于虚拟凸轮轴的旋转位置信息的凸轮的移动值D和上述变量区中存储的行程设定值h1和行程最小极限位置设定值h2，由下面的表达式计算连续往复凸轮运动的定位值(图31中的S1623)(h1×D)+h2这是一个凸轮运动的最小极限位置h2和最大极限位置(h1+h2)之间的往复运动。求得的定位值输出给输出轴(S1624)，并传输给连接在下一输出轴的输出模块，用来驱动伺服电机。
下面描述第三例现有技术。图34至38描述的是与日本专利公开出版号为HEI05073147的专利文献中所限定的凸轮等效的普通虚拟传输模块(下文中称作“虚拟凸轮模块”)。图34描述的是这种虚拟凸轮模块，其中，600表示输入轴，601代表一辅助输入轴，602代表一输出轴，620a代表一行程设定值h1，620b代表一行程最小极限位置设定值h2，620c代表凸轮行程更新时的虚拟凸轮轴的更新地址h4，604代表含有一功能操作步骤的“黑箱”(black box)。
图35是描述如何将凸轮几何数据表存入程序存储器的存储器图。其中，605表示虚拟凸轮轴旋转一周的位置地址，621代表相应于所述位置地址的凸轮的移动值。
因为凸轮运动操作中行程的变化需在行程底死点处输入设定值，所以相应于行程底死点的虚拟凸轮轴旋转一周的位置地址被定义为凸轮运动行程更新处虚拟凸轮轴的更新地址620c(图35的例子中为180°)。
图36为代表“黑箱”604中所包括的功能(操作步骤)的流程图。
图37是描述虚拟凸轮模块是如何被存入程序存储器的存储器图，其中，610代表模块号，611代表参照输入轴位置地址而操作的连接信息。612代表参照辅助输入轴的位置地址而操作的辅助输入轴连接信息。630代表一用来求得输出至输出轴602、并存入图36的流程图所示功能(操作步骤)的定位值的运算表达式。632代表一存储了行程设定值620a、行程最小极限位置设定值620b以及对凸轮运动行程进行更新的虚拟凸轮轴的更新地址620c的变量区。
图38是工作存储器的存储器图，用来求得输出至输出轴602的定位值。632代表行程数据。
下面描述其操作。图34中所示的虚拟凸轮模块有一个作为主输入的输入轴600的位置地址，以及作为辅助输入的辅助输入轴601的位置地址。其他虚拟机械模块的位置地址送入此输入轴600，作为虚拟凸轮轴的旋转位置信息。同样，以定位程序的普通形式所描述的操作的指令地址作为修正值送入辅助输入轴601，被偿由输入轴600送入的虚拟凸轮轴的旋转位置信息。
根据这些输入和存储在上述变量区内的行程设定值620a、行程最小极限位置设定值620b、对凸轮运动的行程进行更新的虚拟凸轮轴的更新地址620c，以及存储在图34所示程序存储器9中的凸轮几何数据表，虚拟凸轮模块计算往复凸轮运动的定位值，并把计算结果输出到输出轴602。往复凸轮运动的定位值输出被传送到连接在下一输出轴的输出模块，用来驱动伺服电机。
下面结合图36所示的流程图，描述包括在作为功能(操作步骤)的“黑箱”中的往复凸轮运动的定位值输出的计算方法。
图36中，首先输入输入轴的位置地址x和辅助输入轴的位置地址Z(S1640)，然后，其和被转换成旋转一周的位置地址(S1641)。旋转一周的位置地址用一个余数表示，此余数是将输入轴的位置地址与辅助输入轴的位置地址之和除以旋转一圈的值(360°)而求得的。这样求得的值就是虚拟凸轮轴的旋转位置信息。
然后，判断虚拟凸轮轴的旋转位置信息是否超过凸轮运动行程被更新的虚拟凸轮轴的更新地址620c(S162)。如果此信息超过了此地址，则由外部设备设定的变量区中的行程设定值620a被更新成工作存储器10中的行程数据602。如果此信息未超过此地址，则不更新此行程数据632。
随后，参照凸轮几何数据表，求得相应于虚拟凸轮轴旋转位置信息的凸轮移动值(S1 644)。此过程已在图32中作过描述。
根据已确定的相应于虚拟凸轮轴旋转位置信息的凸轮移动值D、工作存储器10中的行程数据F、以及存储在上述变量区中的行程最小极限位置设定值h2，可以用下式来计算连续往复凸轮运动的定位值(图36中的S1645)(F×D)+h2这是一个在凸轮运动的最小极限位置(F+h2)之间进行的往复运动，并且每一行程对这一行程进行一次更新，即使在凸轮操作期间。求得的定位值为输出轴(S1646)，并被传送到连接在下一输出轴的输出模块，用来驱动伺服电机。
下面结合附图描述第四例现有技术。图39描述的是这例现有技术的操作状态。图中，762表示一凸轮形状，763a、763b和763c代表极限输出波形，764a代表点1，764b代表点2，764c代表点3，764d代表点4，与此类似，764e代表点n-1，764f代表点n，765a表示从凸轮的实际当前值(current value)处的行程最小极限值至点1的区间0，765b表示从凸轮的实际当前值点1处至点2的区间1，765c代表从凸轮的实际当前值处的点2至点3的区间2，765d代表从凸轮的实际当前值处的点3至点4的区间3，与此类似，765e代表从凸轮的实际当前值处的点n-1至点n的区间n-1，765f代表从凸轮的实际当前值处的点n至行程最大极限值的区间n，766a、766b、766c、766d、766e、766f、766g、766h、766i、766j、766k以及766l代表凸轮形状上的极限输出ON/OFF点，表示响应于凸轮的实际当前值，将ON信息和OFF信息输出至外界的极限输出状态。
即；在极限输出波形1的点766a至点766b以及点766k至点766l的范围内，在极限输出波形2的点766c至点766d以及点766i至点766j的范围内，以及在极限输出波形3的点766e至点766f以及点766g至点766h的范围内，极限输出为ON状态。
上述操作可以应用于装料机。例如，可以假定瓶子、包装物等的上推(竖直)操作受装料机上的凸轮形状的控制，装料机喷嘴开始时降低到瓶子、包装物等的位置，喷嘴按照装料量而抬高。如果在竖直轴的某一位置处提供一使装料喷嘴下降的极限转换输出信号，则因为这一极限转换输出是在竖直轴的实际当前值(凸轮的行程)处提供的，所以给出输出信号的时间是竖直轴上升时(例如，图39中极限输出波形1的点766a处)以及竖直轴下降时(例如，图39中极限输出波形1的点766k)。本例的装料机中，当竖直轴下降，并且比如在用户序列程序的控制下竖直轴下降期间必须采取措施给出极限转换输出禁止指令时，不必提供极限转换输出信号。同样，当被装容器形状改变时，必须改变凸轮形状。因为竖直轴的操作范围(行程范围)发生了相应变化，所以也必须改变极限输出波形的设置。
如上所述结构的普通的第一种定位装置的虚拟离合器模块存在一个问题，当连续重复控制单一一轮定位操作并相对于输入轴位置地址数据来指令离合器的ON/OFF地址时，必须在用户序列程序的控制下，重新实时计算下一轮的离合器ON/OFF指令地址并再次发出指令。
具有上述结构的普通第一种定位装置的虚拟离合器模块存在的另一个问题是，当连续重复对多个轴作单一一轮同步控制时，必须在用户序列程序的控制下，对所同步的这许多轴实时计算下一轮运行的离合器ON/OFF指令地址并再次作出指令。
本发明的第一个目的在于，通过提供一种定位装置来解决这些问题，所提供的定位装置能够连续并重复地进行单一一轮定位操作，而无需用户实时作接通(on)运行以及对离合器的ON/OFF指令地址重新作出指令。
日本专利公开出版号为HEI05073147的专利文献中所设计的第二种普通定位装置的虚拟凸轮模块，能够使虚拟凸轮模块的操作与虚拟驱动模块输出的位置信息同步，但所存在的问题是，第一虚拟凸轮模块和第二虚拟凸轮模块不能以单一的连贯运动操作方式进行圆周运动。因此，因为机械加工(如金属锪孔加工)需要作的圆周运动是由普通定位程序形式中所描述的圆插入法(circnlar inferpo-lation)进行的，所以改变圆孤半径必须使电机停转一次，随后改变定位程序中的半径指定(radius designation)，并重新启动定位程序。
本发明的第二个目的在于通过提供一种定位装置来克服这些缺点，这种定位装置能够使第一虚拟凸轮模块和第二虚拟凸轮模块以一种单一连贯运动操作方式进行圆周运动，允许在行程底死点处改变行程(半经指定)，从而在不使电机停转的情况下也可以改变圆周运动的半径。
日本专利公开出版号为HEI05073147的专利文献中所述的第三种普通定位装置的虚拟凸轮模块结构，使得在例如金属加工锪孔量逐渐增加时，仅在凸轮运动操作期间的行程底死点处改变行程，从而因为线性运动是按照行程的增量/减量进行的，并且圆周运动量随后在行程变化时进行的，所以第一虚拟凸轮模块和第二虚拟凸轮模块不能以一种单一连贯运动操作方式实现光滑的连续螺旋运动。
本发明的第三个目的在于通过提供一种定位装置来解决这些问题，这种定位装置使第一虚拟凸轮模块和第二虚拟凸轮模块以一种单一的连贯运动操作方式进行螺旋运动。
日本专利公开出版号为HEI05073147的专利文献中所描述的第二种普通定位装置的虚拟凸轮模块的结构，很难在装置操作期间改变凸轮的几何尺寸。
本发明的第四个目的在于通过提供一种定位装置来解决这一问题，这种定位装置使得在装置操作期间能够容易地改变凸轮的运动形状。
日本专利公开出版号为HEI05073147的专利文献中描述的第二种普通定位装置的虚拟凸轮模块存在一个问题，即在按照例如金属加工之类的凸轮形状所给定长度的金属板，由于加工和切割而发生长度方向的变形，而使凸轮的启动位置相对于金属板发生移动时，凸轮运动必须从相对于金属板的启动位置重新启动，即，操作必须进行到凸轮形状单一一轮的中点，随后再从凸轮形状的单一一轮的起点重新启动。然而，这是很难做到的。
本发明的第五个目的在于通过一种定位装置来解决这一问题，这种定位装置可以方便地使操作进行到凸轮形状单一一轮的中途，随后从此单一一轮凸轮形状的起点开始启动。
上述设计的第四种普通定位装置的虚拟凸轮模块存在一个问题，即当需要改变单一—轮凸轮往复运动中的极限转换输出时，需要花费时间和精力。
本发明的第六个目的在于通过提供一种定位装置来解决这一问题，这种定位装置能够在单一一轮凸轮往复运动中恰当地改变极限转换输出。
上述设计的第四种普通定位装置的虚拟凸轮模块存在一个问题，即，当改变凸轮形状的行程时，必须改变极限转换输出，而这需要花费时间和精力。
本发明的第七个目的在于提供一种定位装置，这种定位装置在改变凸轮形状和行程时，无需改变极限转换输出波形。
图1是按照本发明一种实施例的定位装置的系统结构图，图2是本发明一种实施例的定位装置中的虚拟传输模块的程序存储器图，图3是本发明一种实施例的定位装置中的虚拟离合器模块的工作存储器图，
图4是描述本发明一种实施例的定位装置中虚拟离合器模块操作的流程图，图5是描述本发明一种实施例的定位装置中虚拟离合器模块操作的流程图，图6是描述本发明一种实施例的定位装置中一例虚拟离合器模块的操作图，图7是描述本发明有关实施例连续往复运行的虚拟凸轮模块的方框图，图8是描述如何将本发明有关实施例中虚拟凸轮模块的凸轮几何数据表存入一存储器的存储器图，图9描述的是将本发明一种有关实施例中的虚拟凸轮模块的凸轮几何数据表绘成图的情况，图10描述的是本发明一种有关实施例中虚拟凸轮模块所包括的功能的流程图，图11描述的是本发明一种有关实施例中虚拟凸轮模块所包括的功能的流程图，图12描述的是如何将本发明一种有关实施例的虚拟凸轮模块存入一程序存储器的存储器图，图13是描述本发明一种实施例定位装置的虚拟凸轮模块的方框图，图14是描述的是如何将本发明一种实施例的定位装置虚拟凸轮模块的凸轮几何数据表存入一存储器的存储器图，图15描述的是本发明一种实施例定位模块的虚拟凸轮模块所包括的功能的流程图，图16是将本发明一种实施例定位装置的虚拟凸轮模块的凸轮几何数据表绘制成图的情况，图17是本发明一种实施例定位装置的虚拟凸轮模块的操作图，
图18描述的是本发明一种实施例定位装置的虚拟凸轮模块的方框图，图19描述的是本发明一种实施例定位装置的虚拟凸轮模块功能的流程图，图20描述的是本发明一种实施例定位装置的虚拟凸轮模块所包括的功能的流程图，图21是描述的是一例本发明实施例的定位装置的操作图，这种定位装置具有一极限转换输出功能，图22描述的是如何将极限转换输出信息存入本发明一种实施例定位装置的存储器图，图23描述的是本发明一种实施例定位装置中进行极限转换输出信息处理操作的流程图，图24是普通定位装置的系统结构图，图25是第一例现有技术定位装置中虚拟凸轮模块的程序存储器图，图26是第一例现有技术定位装置中虚拟离合器模块的工作存储器图，图27是描述第一例现有技术定位装置中虚拟离合器模块操作的流程图，图28描述的是第一例现有技术定位装置中虚拟离合器轮模块操作例的运行图，图29是第二例现有技术凸轮连续往复运动的虚拟凸轮模块的方框图，图30描述的是如何将第二例现有技术中虚拟凸轮模块的凸轮几何数据表存入一存储器的存储器图，图31是第二例现有技术中虚拟凸轮模块所包括的功能的流程图，
图32是第二例现有技术中虚拟凸轮模块所包括的功能的流程图，图33描述的是如何将第二例现有技术中虚拟凸轮模块存入一存储器的存储器图，图34描述的是第三例现有技术中的装置运行期间改变凸轮运动行程时，虚拟凸轮模块的方框图，图35描述的是如何将第三例现有技术中虚拟凸轮模块的凸轮几何数据表存入一存储器的存储器图，图36描述的是第三例现有技术中虚拟凸轮模块所包括的功能的流程图，图37描述的是如何将第三例现有技术中虚拟凸轮模块存入一存储器的存储器图，图38是第三例现有技术中虚拟凸轮模块用来寻找输出定位值的工作存储器的存储器图，图39描述的是具有极限转换输出功能的普通定位装置的一例操作图，图40是输出位置信息的普通程序模块的组合例方框图。
图1是定位控制器系统结构的总体结构图，其中，标号1表示定位控制器，2a、2b、2c和2d表示伺服放大器，3a、3b、3c和3d表示伺服电机，4代表检测任一机器位置的位置探测器(如一编码器)，5表示对定位控制器送入和传出信息(如变量)的序列控制器，6代表对定位控制器1进行编程和监控的外围设备，7代表一执行定位运算的CPU，8代表一对定位控制器1的操作存储O/S的O/S ROM，9代表一存储应用程序的程序存储器，10代表一CPU7的工作存储器，11a代表一存储定位所需的参数等的变量存储器，11b代表存储数据(如凸轮数据)的数据存储器，12代表序列控制器5和定位控制器1之间的通信接口，13代表外围设备6和定位控制器1之间的外围设备接口，14代表一将位置探测器4的输出送入定位控制器1的位置探测接口，15代表一伺服放大器2a、2b、2c和2d与定位控制器1之间的伺服放大器接口，16代表一将信号传入和送出外部设备的输入/输出接口。
实施例1下面结合图2至6，描述虚拟凸轮模块的一个实施例，此虚拟传输模块与一离合器等效(下文中，此离合器称作“虚拟离合器模块”)。实际上尽管此虚拟离合器模块并不独立地操作，而是与其他虚拟机械模块组合起来一起使用的，但为了简化起见，这里将描述虚拟离合器模块独立操作的情况，它与其他模块组合起来使用的情况对本领域的普通技术人员来说是十分清楚的。
图2是程序存储器9中存储的虚拟离合器模块的存储器图。图2中，550代表一模块号区；551代表一存储了另一虚拟机械模块的识别信息的连接信息区，所述另一虚拟机械模块存储了虚拟离合器模块执行运算所需的输入轴位置地址数据，552代表一存储了虚拟离合器模块“(NO)”信息的辅助输入轴连接信息。553代表一存储了由虚离合器模块执行的运算表达式的区域，554a代表一存储虚拟离合器模块ON/OFF指令信息的变量存储地址区，554b和554c分别代表存储虚拟离合器模块的ON地址指令信息和OFF地址指令信息的变量存储地址区，555代表一存储输入轴旋转一周脉冲数N的参数区。
图3描述的是存储虚拟离合器模块执行其运算处理所需数据的工作存储器10的图，其中，556和557分别代表前一输入轴位置的地址数据值x(n)和当前输入轴位置地址数据值x(n)，558和559代表旋转一周中的前一输出轴地址数据值和当前输出轴地址数据值xa(n)，561代表前一虚拟离合器模块状态值h0区，562代表一虚拟离合器模块ON/OFF指令信息h1区，563和564分别代表虚拟离合器模块ON地址指令信息h2区和OFF地址指令信息h3区。
图4和图5代表虚拟离合器模块的操作流程图，或实时中断处理操作部分的流程图。
下面结合图4描述其操作状况。当执行虚拟离合器模块时，在步骤S1551，按照连接信息551读取输入轴位置地址数据，并将此数据存入x(n)557。随后，在步骤S1552，读取输入轴旋转一周的脉冲数555，并按表达式100求得输入轴旋转一周期间的地址xa(n)输入轴旋转一周期间的地址xa(n)＝x(n)％N……表达式100式中，N＝输入轴旋转一周的脉冲数％＝余数算子(remainder oper-ator)。
然后，在步骤S1553，读出存储了虚拟离合器模块ON/OFF指令信息的变量存储地址区554a和存储了虚拟离合器模块ON地址指令信息以及OFF地址指令信息的变量存储地址区554b，554c，并读取相应的变量存储地址，定义为变量h1，h2和h3。然后，在步骤S1554，读取前一虚拟离合器模块状态值561，并定义为变量h0。
随后，在步骤S1555，按照表达式101，求得当前输出轴位置地址数据值y(n)，并把当前输入轴位置地址数据值x(n)转换到前一输入轴位置地址数据值x(n-1)，当前输出轴位置地址数据值y(n)转换到前一输出轴位置地址数据值y(n-1)，当前虚拟离合器模块状态值转换到前一值h0，为在步骤S1556的下一个运算步骤作好准备。最后，在步骤S1557，把步骤S1555计算的当前输出轴位置地址数据值y(n)存入当前输出轴位置地址数据值区559，作为虚拟离合器模块的输出，操作就此终止。实时执行图4流程图的处理，输出连续的位置地址数据。
y(n)＝g(n)+g(n-1)……表达式101g(n)＝G(x，xa，h0，h1，h2，h3)……表达式102式中，x＝输入轴位置地址数据xa＝输入轴旋转一周的地址h0＝前一虚拟离合器模块的状态值h1＝虚拟离合器模块ON/OFF指令信息h2＝虚拟离合器模块ON指令地址h3＝虚拟离合器模块OFF指令地址这里，表达式102代表用来计算由此虚拟离合器模块进行处理而作为输出发送的、单位时间里行程的函数，其操作由图5的流程图给出。
虚拟离合器模块ON/OFF指令信息h1由步骤S1560作出判断。如果这是OFF指令，则程序的执行跳到步骤S1566。如果这是ON指令，则在步骤S1561判断前一虚拟离合器模块状态值h0是ON还是OFF。如果是ON，则操作跳至步骤S1564。如果是OFF，则在步骤S1562判断当前输入轴旋转一周的地址值xa(n)是否超过虚拟离合器模块ON指令地址h2。如果超过了此值，则在步骤S1563，单位时间内当前行程g(n)＝xa(n)-h2+1，并且当前虚拟离合器模块状态值被置为ON。如果值xa(n)还未超过，则处理运行跳至步骤S1565，其中，g(n)＝0，即虚拟离合器模块被转换成OFF(切断)状态。在步骤S1564，虚拟离合器模块为ON(连通)状态，并且g(n)＝x(n)-x(n-1)。
随后，当提供OFF指令给虚拟离合器模块时，则在步骤S1566判断前一虚拟离合器模块状态值h0处于ON还是处于OFF状态。如果是ON状态，则在步骤S1567判断当前输入轴旋转一周期间的地址值xa(n)是否超过虚拟离合器模块OFF指令地址h3。如果超过了，则单位时间内的当前行程g(n)＝h3-xa(n)，当前虚拟离合器模块状态值在步骤S1568被置为OFF状态。如果xa(n)没有超过此值，则处理过程跳至步骤S1564，流程图终止。
图6描述的是这例虚拟离合器模块的操作状况。假设N是相对于输入轴位置地址数据x(n)(580)的输出操作的一轮间隔，输入轴旋转一周的地址xa(n)重复0至N-1的波形(584)。如果假定A0(581e)是离合器处于ON状态的地址，B0(581f)是离合器处于OFF状态的地址(0≤A0，B0＜N)，则从输入轴(584)旋转一周期间的地址与A0匹配的那一点起至这一地址与B0匹配之前的那一点，虚拟离合器模块ON/OFF指令h1(582h)为1(ON)，这一间隔内的输出y(n)响应于输入轴(584)旋转一周的地址(即输入轴位置地址数据)的变化而变化。当虚拟离合器模块ON/OFF指令h1(582b)为0(OFF)时，即使输入轴位置地址数据改变，输出y(n)也保持不变，并保持有效。
当要求在如图所示的间隔N重复此输出操作，按照输入轴位置地址数据的变化，自动重复进行控制，而无需离合器ON地址和OFF地址处于操作状态以及在用户序列程序的控制下重新发出指令。实施例2下面结合图7至12描述虚拟传输模块的另一个实施例。图7描述的是与一凸轮等效的虚拟传输模块(下文中称作“虚拟凸轮模块”)，其中，600表示一输入轴。601代表一辅助输入轴，602代表一输出轴，603代表一行程设定值h，604代表一含有功能(操作步骤)的“黑箱”。
图8描述的是凸轮几何数据表是如何被存入程序存储器9中去的存储器图，其中，605代表虚拟凸轮轴旋转一周的位置地址，606和607代表相应于那些位置地址的凸轮移动值。此凸轮移动值表示相应于凸轮位置的值，其中行程底死点被定义为-1，行程顶死点被定义为1，其值在虚拟凸轮轴旋转一周中在-1和1之间变化。虚拟凸轮轴旋转一周的位置地址在一周旋转中角距相等(例如2000个地址)。
图9是描述相应于位置地址的凸轮移动值的图，这些位置地址在图8的凸轮几何数据表中用606和607标记，其中608表示用606标记的凸轮移动值被设定为一正弦曲线，609表示用607标记的凸轮移动值被设定为一余弦曲线。
图10和图11代表“黑箱”604所包括的功能的流程图。
图12描述的是虚拟凸轮模块是如何被存入程序存储器9的存储图，其中610代表一模块号，611代表有关输入轴位置地址的连接信息。612代表有关辅助输入轴位置地址的辅助输入轴连接信息。613代表一用来求得输出到输出轴602的运算表达式以及输入到图10和11的流程图中存储的功能(操作步骤)的定位值。614代表一存储行程设定值(圆弧半径)的变量区。
下面描述其操作状况。图7中的虚拟凸轮模块有一个作为主输入的输入轴600的位置地址及作为辅助输入的辅助输入轴601的位置地址。来自另一虚拟机械模块的位置地址作为虚拟凸轮轴的旋转位置信息送入输入轴600。同样，普通形式的定位程序中描述的操作指令地址作为一修正值送入辅助输入轴601，补偿从输入轴600送入的虚拟凸轮轴的旋转位置信息。
根据这些输入值，存储在前述变量区中的行程设定值603和存储在图8所示程序存储器9中的凸轮几何数据表，虚拟凸轮模块计算往复凸轮运动的定位值，并把计算结果输出到输出轴602。往复凸轮运动的定位值输出被传送到连接在下一输出轴的输出模块，用来驱动伺服电机。
下面结合图10和图11的流程描述作为功能(操作步骤)包括在“黑箱”中的往复凸轮运动的定位值输出的计算方法。图10中，首先输入输入轴的位置地址x和辅助输入轴的位置地址Z(S1600)，其和随后被转换成旋转一周的位置地址(S1601)。旋转一周的位置地址用一个余数表示，此余数是将输入轴的位置地址与辅助输入轴的位置地址之和除以旋转一周值(360°)而得到的。如此求得的值就是虚拟凸轮轴的旋转位置信息。随后，参照凸轮几何数据表，求得相应于旋转位置信息的凸轮移动值(S1602)。这一过程详见图11所示。
图11中，虚拟凸轮轴旋转一周的位置地址A1和A2关于虚拟凸轮轴的旋转位置信息A满足下述关系A1≤A＜A2，并被首先从图8中的凸轮几何数据表中取出(S1610)。然后，从图8的凸轮几何数据表中得到相应于旋转一周位置地址A1和A2的凸轮移动值，并被定义为D1和D2(S1611)。根据旋转一周的位置地址A1和A2和凸轮移动值D1和D2，用下述表达式计算相应于虚拟凸轮轴的旋转位置信息A的凸轮移动值D(S1612)D＝D1+(D2-D1)×{(A-A1)/A2-A1)}因为存储在凸轮几何数据表中的凸轮移动值相对于虚拟凸轮轴旋转一同的位置地址为离散值，所以这一表达式为基于旋转一周位置地址的比例分配计算。
根据相应于图11所示操作步骤求得的虚拟凸轮轴旋转位置信息的凸轮移动值D和存储在前述变量区内的行程没定值h，用下述表达式计算连续往复凸轮运动的定位值(图10中的S1603)(h×D)这一定位值对应于最小极限位置-h和最大极限位置h之间的凸轮往复运动。求得的这一定位值被输出到输出轴(S1604)，并被传送到连接在下一输出轴的输出模块，用来驱动伺服电机。
凸轮几何数据表储存图9中用608标记的、用于计算往复凸轮运动定位值的第一虚拟凸轮模块的正弦曲线，以及图9中用609标记的、用于第二虚拟凸轮模块的90°相位差余弦曲线。所以，相对于例如以水平方向操作的所述输出轴而言，如果与第一虚拟凸轮模块相连的输出模块是以水平方向操作的输出轴，与第二虚拟凸轮模块相连的输出模块是以垂直方向操作的输出轴，则如图9所示，第一虚拟凸轮模块的定位值为0，第二虚拟凸轮模块在位置地址0°处为正最大，第一虚拟凸轮模块的定位值在位置地址90°处为正最大，第二虚拟凸轮模块为0°，这些模块分别按照正弦和余弦曲线以水平方向和垂直方向作往复运动，从而第一虚拟凸轮模块和第二虚拟凸轮模块的连贯运动构成了圆周运动。实施例3根据相应于图11所示实施例2中求得的虚拟凸轮轴旋转位置信息的凸轮移动值D以及储存在前述变量区内的行程设定值h，用下式计算连续往复凸轮运动的定位值(图10中S1603)(h×D)因此，第一虚拟凸轮模块和第二虚拟凸轮模块实时输入图12中用614标识的增量行程设定值或减量行程设定值(圆弧半径指定)h，并实时在圆周运动期间进行运算处理，光滑地进行连续螺旋运动。实施例4下面结合图13至15描述虚拟凸轮模块的另一个实施例。图13描述的是虚拟凸轮模块，其中，650表示一输入轴，651代表一输出轴，652代表一采用的凸轮几何数据表号，653表示一含有功能(操作步骤)的“黑箱”。
图14描述的是如何将凸轮几何数据表存入程序存储器的存储器图，其中654代表虚拟凸轮轴旋转一周的位置地址，655和656代表相应于位置地址的凸轮移动值。虚拟凸轮轴旋转一周的位置地址在旋转一周中的角距相等。
图15是代表“黑箱”653中的功能(操作步骤)的流程图。
下面描述其操作状况。图13所示的虚拟凸轮模块具有作为输入的输入轴650的位置地址。来自驱动软件模块的位置地址送入输入轴650，作为虚拟凸轮轴的旋转位置信息。根据这一输入以及存储在图14所示程序存储器9内的凸轮几何何数据表，虚拟凸轮模块计算凸轮运动的定位值，并将计算结果输出到输出轴651。凸轮运动的定位值输出被传送到连接于下一输出轴的输出模块，用来驱动伺服电机。
下面参见图15中的流程图，描述包括在作为功能的“黑箱”653中的、凸轮运动定位值输出的计算方法。图15中，首先输入输入轴650的位置地址x(S1650)，并将此位置地址转换成虚拟凸轮轴旋转一周的地址(S1651)。虚拟凸轮轴旋转一周的位置地址用一余数表示，这一余数是将输入轴的位置地址除以旋转一周值得到的。应该理解的是，虚拟凸轮轴的旋转一周值与凸轮几何数据表的一圈等效。由此求得的值就是虚拟凸轮轴的旋转位置信息。然后判断虚拟凸轮轴的旋转位置信息是否已经达到凸轮几何数据表转换位置(S1652)。存储在前述程序存储器内的凸轮几何数据表转换位置，其值为0至-1(虚拟凸轮轴的旋转一周值)。随后，当虚拟凸轮轴旋转一周的位置地址以增加(或减小)方向上超过了凸轮几何数据表转换位置时，使用的凸轮几何数据表号652被转换到一指定值(S1653)，然后，参考所使用的凸轮几何数据表号652指定的凸轮几何数据表，求得相应于旋转位置信息的凸轮移动值(S1654)。
本实施例中只运用了两个凸轮几何数据表，实际上可以使用三个或更多个表。实施例5下面结合图16至20描述虚拟凸轮模块的另一种实施例。图16描述了一例图示凸轮几何数据表，其中，横轴表示输入轴的位置地址，纵轴表示输出轴的位置地址。
图17描述的是本实施例的操作状况。此图描述了当执行一圈凸轮几何数据表时，操作是如何从凸轮几何数据表的一圈的起点重新启动的。
图18表示此虚拟凸轮模块，其中657代表一输入轴，658表示一输出轴，659代表一虚拟凸轮轴旋转一周的当前值复位信号，660代表一含有功能(操作步骤)的“黑箱”。
图19和图20是代表“黑箱”660所包含功能(操作步骤)的流程图。
下面描述其操作状况。图18中的虚拟凸轮模块具有作为输入的输入轴657的位置地址。驱动软件模块的位置地址送入输入轴657，作为虚拟凸轮轴的旋转位置信息。根据这一输入以及存储在图14所示实施例4中程序存储器中的凸轮几何数据表，虚拟凸轮模块计算凸轮运动的定位值，并把此计算结果输出至输出轴658。此凸轮运动的定位值输出被传送到连接至下一输出轴的输出模块，用来驱动伺服电极。
下面结合图19和图20中的流程图，描述包括在“黑箱”660中作为其功能的、凸轮运动定位值输出的计算方法。图19中，首先输入输入轴657的位置地址x(S1656)，并将此位置地址转换成虚拟凸轮轴旋转一周的地址(S1656)。虚拟凸轮轴的旋转一周位置地址用一余数表示，此余数是将输入轴的位置地址除以旋转一周值而得到的。这样求得的值就是虚拟凸轮轴的旋转位置信息。然后，参照凸轮几何数据表，求得相应于旋转位置信息的凸轮移动值(S1657)。
图20描述了在凸轮几何数据表完成一周旋转以前，基准操作(reference operation)是如何从凸轮几何数据表一圈的起点重新起动的。首先，判断是否已经送入了图18中虚拟凸轮轴旋转一周的当前值复位信号659(S1658)。如果已经送入了此信号，则虚拟凸轮轴旋转一周的当前值被复位至0(S1659)。应该注意的是，此操作从保持不变的输出轴位置地址重新开始。如上所述，虚拟凸轮旋转一周的当前值行进到a以后，凸轮几何数据表的基准点(reference)从凸轮几何数据表的一圈的起点重新启动，进行如图17所示的恢复凸轮运动的操作。应该理解的是，旋转一周的当前值复位信号659既可以从图1中的输入/输出接口送入，也可以从图1的序列控制器5送入。实施例6下面描述虚拟传输模块的另一个实施例。图21表示此实施例的操作状况。图中，750表示一凸轮形状，751a、751b和751c代表极限输出波形，752a代表点1，即输出波形1的极限输出ON点，752b代表点2，即输出波形1的极限输出OFF点，752c代表点3，即输出波形2的极限输出ON点，752d代表点4，即输出波形2的极限输出OFF点，与此类似，752e代表点n-1，即输出波形3的极限输出ON点，752f代表点n，即输出波形3的极限输出OFF点，753a表示从凸轮一圈的开始至点1的间隔0，753b表示从凸轮一圈的点1至点2的间隔1，753c代表从凸轮一圈的点2至点3的间隔2，753d代表从凸轮一圈的点3至点4的间隔3，与此类似，753e表示从凸轮一圈的点n-1至点n的间隔n-1，753f表示从凸轮一圈的点n至凸轮一圈终点的间隔n，表示ON信号和OFF信号响应于凸轮一圈而被输出到外界的极限输出状态。
图22描述如何存储极限转换输出信息的存储图。754表示一用来判定是否使用极限输出处理的使用/不使用设定值区，755代表一操作模式设定区，用来按照伺服放大器反馈的实际当前值，或者按照指定凸轮一圈中任一点的凸轮轴旋转一周当前值，判定是否提供了一极限转换输出，756代表一极限转换输出ON/OFF点地址设定区，其中，存储器757存储虚拟凸轮轴旋转一周当前值的启动地址0，存储器759存储凸轮旋转一周所需要的脉冲数，即虚拟凸轮旋转一周当前值的最终地址值定为+1。对于存储器758，虚拟凸轮轴旋转一周当前值被设定在存储器757和759的值范围内。760代表ON/OFF方式设定值区，用来判定极限转换输出在每一间隔内是处于接通状态还是断开状态，并存储相应于存储器756中设定地址的每一间隔的ON/OFF方式，存储器761存储虚拟凸轮轴旋转一周的脉冲数，此脉冲用来设定凸轮运行一周所需的脉冲数。
下面结合图23中的流程图描述其操作状况。在给定时间间隔内，以实时中断方式重复此处理序列。在步骤S1750，输入轴的位置信息除以虚拟轴旋转一周脉冲计数区761中设置的值，计算其余数，作为虚拟凸轮轴旋转一周的当前值。在步骤S1751，读取极限转换输出使用/不使用区754，来判断极限转换输出是否已被设置成使用或不使用。如果已被设置成使用，就执行下一步骤S1752。如果已被设置成不使用，就终止处理。在步骤S1752，读取操作模式区755，判断操作是否采取凸轮轴旋转一周的当前值模式。如果采取这种模式，执行程序继续进行到下一处理步骤S1753。如果操作不是采取凸轮轴旋转一周的当前值模式，则终止处理。
在步骤S1753，根据在步骤S1750读取的凸轮轴旋转一周的当前值，读取ON/OFF点区756，计算相应的当前间隔号。在步骤S1754，输出波形为757，此波形相应于在步骤S1753从ON/OFF波形汲取计算的间隔号。在步骤S1755，在步骤S1755汲取的ON/OFF波形被传送到输出装置，然后这一流程图终止。
如上所述，本发明提供了一种定位装置，这种定位装置使虚拟离合器模块的ON指令地址和OFF指令地址能够受相应于一轮定位操作的一圈地址的指令控制，即受输入轴旋转一圈的地址的指令控制，从而可以容易地进行一圈定位操作的连续、重复控制，而无需在用户序列程序的控制下，在下一圈中使离合器ON地址和OFF地址再次受指令控制。
本发明提供了一种定位装置，这种定位装置使虚拟离合器模块的ON指令地址和OFF指令地址受相应于一圈定位操作的一圈地址的指令控制，即受输入轴旋转一圈的地址控制，从而可以容易地实现多个同步运行轴的一圈定位操作的连续、重复控制，而无需在用户序列程序的控制下，对下一圈的同步轴数的离合器ON地址和OFF地址再作指令控制。
本发明提供了一种使第一虚拟凸轮模块和第二虚拟凸轮模块以一单一的连贯运动操作进行圆周运动的定位装置，从而无需停止马达运转而改变半径指定。
本发明提供了一种使第一虚拟凸轮模块和第二虚拟凸轮模块以一单一连贯运动操作进行光滑连续螺旋运动的定位装置。
本发明提供了一种定位装置，这种定位装置可在其操作期间容易地改变凸轮运动的方式，从而每次伺服电机在运行期间改变其操作方式时，无需停转，从而节约了时间。
本发明提供了一种使一圈凸轮方式在已经部分完成后的起点，恢复一圈凸轮方式的定位装置，从而相对于工件来说，可以容易地补偿一圈凸轮的某一位置，使凸轮运动与工件适配。
本发明提供了一种凸轮往复运动一圈期间，恰当地变更极限转换输出的定位装置，从而在凸轮的一圈运行期间，独立于凸轮形状和行程以给定的方式改变极限转换输出，方便地以与凸轮轴的操作同步的方式对外界进行控制。
本发明综合了每一件本发明提出外国优先权的专利申请的内容，在本说明书及后文的权利要求中引述供参考。
尽管至此至少对一种实施例作了某种程度的描述，但是应该理解的是，本发明所公开的最佳实施例仅为一例非限定性实施例，还可以对本发明这些实施例作大量元件结构的变异，而这些变异均不偏离后文权利要求书中的发明精神和范围。
权利要求
1.一种驱动装置，其特征在于，它包含多个电机；多个驱动部分，分别对应于所述电机，用来驱动相应的电机；用来进行运算处理的运算操作装置；一响应于输入信息的虚拟驱动软件模块，所述输入信息指示旋转的位置，并与所述运算操作装置联合一起操作，产生并输出基准位置信息；以及多个传输软件模块组，每一模块组分别对应所述驱动部分，每一模块组包含一预定个数的传输软件模块，用来根据所述基准位置信息和由所述运算操作装置执行的所述预定个数的传输软件模块，进行预定操作，并将所述预定操作的结果输出到相应的驱动部分；从而所述驱动装置使多个受控目标受多个电机控制而相互同步受到驱动；其中至少一个传输软件模块含有一将输入信息转换成表示一圈旋转中旋转位置的旋转一圈地址的转换装置，所述一圈旋转等于一输入信息的预定量；一按照使预置第一地址与旋转一圈地址的当前值重合的旋转一圈地址的变更速率，启动变更输出值的操作，并在预置第二地址与旋转一周地址的当前值重合时中断此操作的传输装置。
2.一种驱动装置，其特征在于，它包含多个电机；多个驱动部分，分别与所述电机对应，用来驱动相应电机；一提供运算处理的运算操作装置；一响应于表示旋转位置的输入信息，并与所述运算操作装置联合一起操作的虚拟驱动软件模块，用来产生并输出基准位置信息；多个分别对应于所述驱动部分的传输软件模块组，每一传输软件模块组含有预定个数的传输软件模块，用来根据所述基准位置信息和由运算操作装置执行的预定个数的传输软件模块进行预定操作，并将预定操作的结果输出到相应的驱动部分；从而驱动装置使多个受控目标由多个电机相互间同步地受到驱动；其中，至少一个传输软件模块包含具有某一表值的第一表，存储的表值适用于多个输入信息中表示旋转位置预定变化速率的每一个变化速率；一第一软件模块，用来从所述第一表获得相应于输入信息当前值的表值，并根据所述获得的表值输出信息；具有表值的第二表，存储的表值用于每一个指示旋转位置输入信息中预定变化速率，所述旋转位置相对于所述第一表中的相应旋转位置偏移90°；一第二软件模块，用来从所述第二表获得相应于旋转一周地址当前值的表值，并根据所述获得的表值输出信息。
3.如权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述第一和第二软件模块输出基于第一表值和第二表值的信息分别乘上时间变化常数而得到的结果。
4.一种驱动装置，其特征在于，它包含多个电机；多个驱动部分，分别对应于所述电机，用来驱动相应电机；一用来提供运算处理的运算操作装置；一响应于指示旋转位置的输入信息、并与所述运算操作装置联合一起操作的虚拟驱动软件模块，用来产生并输出基准位置信息；多个分别对应于所述驱动部分的传输软件模块组，每一传输软件模块组包含预定个数的传输软件模块，用来根据所述基准位置信息和由所述运算操作装置执行的所述预定个数的传输软件模块进行预定操作，并将预定操作的结果输出至相应的驱动部分；从而驱动装置使多个受控目标由多个电机相互间同步地受到驱动；其中，至少一个传输软件模块(i)含有第一和第二表；每一表存储的表值用作指示旋转位置的输入信息的预定变化速度，(ii)从第一表获得相应于输入信息当前值的表值，并基于获得的表值输出信息；以及(iii)在预定值与输入信息当前值重合时，从第二表获取相应于输入信息当前值的表值，并基于获得的表值输出信息。
5.一种驱动装置，其特征在于，它包含多个电机；多个驱动部分，分别对应于所述电机，用来驱动相应电机；一提供运算处理的运算操作装置；一响应于指示旋转位置的输入信息、并与所述运算操作装置联合一起操作的虚拟驱动软件模块，用来产生并输出基准位置信息；以及多个分别对应于所述驱动部分的传输软件模块组，每一传输软件模块组含有预定个数的传输软件模块，用来基于所述基准位置信息和由所述运算操作装置执行的所述预定个数的传输软件模块进行预定操作，并将所述预定操作的结果输出至相应的驱动部分；从而所述驱动装置使多个受控目标由所述多个电机相互间同步地受到驱动；其中，至少一个传输软件模块(i)包含第一和第二表，每一表存储的表值用于每一指示旋转位置的输入信息预定变化速度，(ii)从第一表获取相应于输入信息当前值的表值，并基于获取的表值输出信息，以及(iii)在预定值与输入信息当前值重复时，获取相应于通过将预定值与所述表的输入信息当前值相加或相减而得到的值的表值，并基于获取的表值输出信息。
6.如权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，任何一个传输软件模块包含一将输入信息转换成一表示旋转一圈的旋转位置的旋转一周地址的转换装置，所述旋转一周与输入信息的预定增量相等；以及一具有在存储区的输出信息发生装置，所述存储区用于存储预定对数的信息，并基于存储区的内容产生预定个数的输出信息，每一对信息含有在输出被反转时的旋转一周的地址以及对于每一预定个数的周期除以所述时间而得的1或0状态的信息；以及指示旋转位置的输入信息是转换装置的一输出。
7.如权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述任何一个传输软件模块包含一将输入信息转换成表示旋转一圈旋转位置的旋转一圈地址的转换装置，所述旋转一圈与输入信息的预定增量相等；以及一具有存储区的输出信息发生装置，所述存储区用来存储预定对数的信息，并根据存储区的内容产生预定个数的输出信息，每一对信息含有在输出被反转时的旋转一周的地址以及用以指示每一预定个数的周期除以所述时间而得的1或0状态的信息；以及指示旋转位置的输入信息为转换装置的一输出。
8.如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述任何一个传输软件模块包含将输入信息转换成表示旋转一圈旋转位置的旋转一圈地址的转换装置，所述旋转一圈与输入信息的预定增量相等；一具有存储区的输出信息发生装置，所述存储区用来存储预定对数的信息，并根据存储区的内容产生预定个数的输出信息，每一对信息含有输出被反转时的旋转一周的地址以及用以表示一预定个数的周期除以所述时间而得的1或0状态的信息；以及指示旋转位置的输入信息为转换装置的一输出。
9.如权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，所述每个传输软件模块包含将输入信息转换成表示旋转一圈旋转位置的旋转一周地址的转换装置，所述旋转一圈与输入信息的预定增量相等；以及一具有存储区的输出信息发生装置，所述存储区用来存储预定对数的信息，并根据存储区的内容产生一预定输出，每一对信息含有在输出被反转时的旋转一周的地址以及用以表示一预定个数的周期除以所述时间而得的1或0状态的信息；以及指示旋转位置的输入信息为所述转换装置的输出。
10.一种用多个驱动部分同步地驱动多个电机的方法，多个驱动部分分别对应于驱动所述电机，根据位置信息控制受控目标，其特征在于，所述方法包含输入表示每一电机旋转位置的信息；确定每一电机的基准位置信息；根据所述基准位置信息进行预定操作，并执行下述步骤将输入信息转换成表示旋转一圈旋转位置的旋转一圈地址，所述旋转一圈与输入信息的预定量相等；以及在预置第一地址与旋转一周地址的当前值相重合时，按照旋转一周地址的变化速率，启动改变输出值的操作，并在预置第二地址与旋转一周地址的当前值重合时，中断其操作。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基准位置信息设定步骤包含设定输入轴旋转一周的脉冲数，而将所述位置信息转换成输入轴旋转一周的地址。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述启动步骤包含离合器的啮合，所述中断步骤包含离合器的解脱。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述离合器的所述ON指令地址和OFF指令地址受多个连贯旋转中的旋转一圈地址的指令控制。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述凸轮形状的旋转一圈被部分完成，从而使凸轮旋转一圈中的位置可以相对于一工件被重复补偿。
15.一种用多个驱动部分同步驱动多个电机的方法，多个驱动部分，分别用来驱动所述电机，根据位置信息控制一受控目标，其特征在于，所述方法包含输入表示每一电机旋转位置的信息；确定每个电机的基准位置信息；根据所述基准位置信息进行预定操作，并执行下述步骤将输入信息转换成表示旋转一圈旋转位置的旋转一周地址，所述旋转一圈与输入信息的预定量相等；以及对表示旋转位置的输入信息的多个预定变化速度的每个变化速率存储第一组值；获取相应于输入信息当前值的所述第一组值中的一个值，并基于所述获取的第一组值输出信息；对指示旋转位置的输入信息的每一预定变化速率存储第二组值，所述旋转位置相对于所述第一值组中的相应旋转位置偏移90°；以及从所述第二组值中获取相应于旋转一圈地址当前值的值，并基于所获取的第二组值输出信息。
16.一种用多个驱动部分同步驱动多个电机的方法，驱动部分分别用于驱动所述电机，根据位置信息控制一受控目标，其特征在于，所述方法包含将值存储入凸轮几何表中；输入的位置信息包括用于指示每一输入轴和辅助输入轴旋转位置的信息；计算所述输入轴和辅助输入轴的旋转信息；根据凸轮几何数据表，计算凸轮的移动值；根据行程值和凸轮移动值计算位置值；以及将定位值输出至一输出轴。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，它还包括，基于旋转位置信息恢复第一和第二地址；获取相应于所述地址的凸轮移动值；根据所述地址和所述获得的相应于所述地址的凸轮移动值，计算相应于所述旋转位置值的凸轮移动值。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述存储步骤包含将值存储在用各个标号识别的多个几何表中，根据所述几何数据表是否必须被转换的判定，从所述多个几何数据表中选出一个数据表；以及根据所述选择的凸轮几何表，计算所述凸轮移动值。
全文摘要
一种同步控制多个电机(如伺服电机)、并无需任何机械装置(如联结轴、离合器、齿轮和凸轮)、仅用电机进行同步控制的定位装置和方法。控制器具有虚拟驱动能力，基于存储值提供虚拟凸轮和虚拟离合器能力，能够相对于输入轴位置地址数据的变化，无需实时重新计算指令地址而连续、重复进行一圈定位操作。
文档编号G05B19/416GK1120186SQ95100740
公开日1996年4月10日 申请日期1995年1月28日 优先权日1994年1月28日
发明者岡田美佐子, 西村真, 松本英彦, 富田祐子, 工藤保晴 申请人:三菱电机株式会社, 三菱电机工程株式会社