前回後半に紹介した今世界中で大活躍しているソフトウエア・カムシステムはどうなるのでしょうか？

ソフトウエアカムの基本構成は図 4-7A に一例を示すように、ステッピングモータまたはステッピング駆動のサーボモータなどで送りねじなどの均等変換メカニズムを駆動するのが標準的です。

この構成は「一軸のロボット」と言われるものになっています。図 4-7B はそのブロック図を示します。

ステッピングモータの場合はセンサを使わずオープンコントロールにすることが多いのですが、一般的には駆動特性・応答特性などを自由に設定できるサーボモータによる駆動が多く使われています。

はじめに例として述べた図 4-1 のような場合には品種切換え信号一つで即座に次の品種のカム曲線が設定されることは当然です。もちろん品種によってドリルの直径を変えなければならないようなときはドリルの着脱・設定が必要ですが、メカニカルカムの交換を考えるといかに切換えが容易か想像できます。

つまり多品種生産のための品種切換えを容易にして、生産システムの柔軟性「フレキシビリティ」を持たせたシステムであることは十分理解されるでしょう。

上記図 4-8 に使われるカム曲線は、当然ベテラン作業員の動作から作った図 2-43 のタイミングチャートに一致するものでなければなりません。

しかし、このタイミングチャートのままではソフトウエアカムにはなりません。その理由は図 4-7A の動作内容を詳しく考えてみればわかります。

今、図 4-7A のシステムのパルス駆動のサーボモータ（またはステッピングモータ）を \(1\) パルス駆動すると送りねじによってツールが \(0.1mm\) 駆動されると仮定します。言うまでもなく、送りねじは均等変換メカニズムなので、この「\(1\) パルス当たり \(0.1mm\)」という設定はシステムの駆動範囲全体に亘って一定です。

図 4-9 は図 2-43 のタイミングチャートのドリルが低速で下降する部分と高速で上昇する部分とを取り出してその動作を示したものです。

ここでカム曲線は緑の斜めの線ですが、実駆動はパルス対応なので駆動パルスを \(\varDelta t\) ごとに与えることでツールは \(0.1mm\) ずつ進むことになり、理論上は赤で示した階段のようになります（実際は慣性があるのでかなり曲線に近くなります）。

駆動速度はこのパルスを与える時間間隔で決まるわけで、\(\varDelta t\) を大きくとれば低速駆動となり、\(\varDelta t\) を小さくとれば高速駆動となります。

これらの図で、\(1\) パルス当たりの駆動量 \(\varDelta s\) は常に一定で、我々は \(\varDelta t\) を変更することしかできません。

通常のカム曲線、あるいはタイミングチャートでは、「時間の進み方」はメカニカルカムの回転速度で決まりますが基本的に一定速度で、時間に対応するツールの移動量がいろいろに変化します。図 2-43 のタイミングチャートでも、\(X\) 軸側の時間 \(｛t｝\) は常に一定速度で進み、それに対応する \(Y\) 軸側のストローク \(｛s｝\) がいろいろに変化しているので関数的には \(s\) が \(t\) の関数として表される

となるのは当然です。

しかし図 4-9 ではツールの移動量 \(\varDelta s\) の方が一定で、その移動に要する時間値 \(\varDelta t\) がいろいろ変化していることになります。これは関数的にみると、\(t\) が \(s\) の関数で表される「逆関数」で

となっているのです。

従ってストローク \(s\) の進行に伴って次々と時間値 \(t\) を変化させなければなりません。

実はこの「変化する時間値の一覧表」がソフトウエアカムの実態なのです。

次回は最も単純な例として Sin カーブの動作特性を実現するソフトウエアカムについて解説します。