点間移動、ブレンド移動、輪郭移動。
多くの作業において、直交ロボット、XYテーブル、ガントリーシステムといった多軸リニアシステムは、直線移動によって迅速な点間移動を実現します。しかし、塗布や切断といった一部の用途では、単純な直線や円弧では表現できない円形経路や複雑な形状をシステムが追従する必要があります。幸いなことに、最新のコントローラは、2軸、3軸、あるいはそれ以上の軸を持つ多軸システムにおいて、複雑な動作軌道を決定し実行するための処理能力と演算速度を備えています。
点から点への移動
点間移動の基本原理は、経路に関係なく指定された点に到達することです。最も単純な形式では、点間移動は各軸を独立して動かし、目標位置に到達します。たとえば、点(0,0)から点(200, 500)までミリメートル単位で移動する場合、X軸が200mm移動し、その位置に到達したらY軸が500mm移動します。2つのセグメントを独立して動かす方法は、通常、ある点から別の点へ移動する最も遅い方法であるため、この形式の点間移動はほとんど使用されません。
点から点への移動のもう1つの方法は、同じ移動プロファイルで軸を同時に移動させることです。上記の例((0,0)から(200, 500)への移動)では、Y軸の移動が完了する前にX軸の移動が完了するため、移動経路は2本の連結した線で構成されます。
ブレンドモーション
多軸リニアシステムにおける点対点移動のバリエーションとして、ブレンド移動があります。ブレンド移動を実現するには、コントローラが2つの軸の移動プロファイルを重ね合わせ、ブレンドします。一方の軸の移動が終了すると、もう一方の軸は前の軸が完全に停止するのを待たずに移動を開始します。ユーザーが指定する「ブレンド係数」によって、2番目の軸が移動を開始する位置、時間、または速度値が定義されます。
ブレンドモーションは、動作方向が変わる際に鋭角ではなく、丸みを帯びた曲線を描きます。ディスペンシングや切断などの用途では、追跡対象の部品やアイテムの角が丸みを帯びている場合、ブレンドモーションが必要となることがあります。また、動作の角に丸み(曲線)が必要ない場合でも、ブレンドモーションは軸の動きを維持できるため、動作方向が急激に変わる際に停止と再開に必要な減速・加速時間を回避できるという利点があります。
線形補間
多軸システムでより一般的な動作方式は、軸間の動きを協調させる線形補間です。線形補間では、コントローラが各軸に適した動作プロファイルを決定し、すべての軸が同時に目標位置に到達するようにします。その結果、始点と終点の間には直線(最短経路)が描かれます。線形補間は、2軸システムと3軸システムの両方で使用できます。
円形補間
円軌道、つまり弧に沿った動きの場合、多軸リニアシステムでは円弧補間を使用できます。このタイプの動きは、直線補間とほぼ同じように機能しますが、中心点、半径、方向、または中心点、開始角度、方向、終了角度など、追従する円または弧のパラメータに関する知識が必要です。円弧補間は2つの軸(通常はX軸とY軸)で行われますが、Z軸の動きを追加すると、結果として螺旋補間になります。
輪郭に沿った動き
輪郭追従は、多軸システムが終点に到達するために特定の経路をたどる必要があるものの、その軌跡が複雑すぎて直線や円弧の連続では定義できない場合に使用されます。輪郭追従動作を実現するには、制御プログラミング時に一連の点と移動時間を指定し、モーションコントローラが線形補間と円弧補間を用いて、これらの点を通る連続的な経路を生成します。
輪郭運動の一種であるPVT運動(位置、速度、時間)は、各点における目標速度(位置と時間に加えて)を指定することで、急激な速度変化を回避し、点間の軌跡を滑らかにします。
投稿日時:2020年1月6日





