JP2649513B2 - 高精度位置決め装置 - Google Patents
高精度位置決め装置Info
- Publication number
- JP2649513B2 JP2649513B2 JP61162559A JP16255986A JP2649513B2 JP 2649513 B2 JP2649513 B2 JP 2649513B2 JP 61162559 A JP61162559 A JP 61162559A JP 16255986 A JP16255986 A JP 16255986A JP 2649513 B2 JP2649513 B2 JP 2649513B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- comparing means
- rotary encoder
- coincidence signal
- stop
- outputs
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ディジタルサーボ方式の高精度位置決め装
置に関する。
置に関する。
従来技術 この種のディジタルサーボ方式では、制御対象のモー
タにロータリエンコーダが直結されており、CPUなどの
制御回路から指令速度パターンに応じた所定の周波数の
パルスが送り指令値として可逆カウンタに入力される。
この可逆カウンタは、指令パルスを入力とし、上記ロー
タリエンコーダの出力パルスをフィードバック信号と
し、その偏差をD−A変換器を経て、上記モータの速度
サーボ増幅器に出力している。このようにして、速度サ
ーボ増幅器は、可逆カウンタのパルス数に比例した電圧
を速度信号として、モータを駆動していくことになる。
タにロータリエンコーダが直結されており、CPUなどの
制御回路から指令速度パターンに応じた所定の周波数の
パルスが送り指令値として可逆カウンタに入力される。
この可逆カウンタは、指令パルスを入力とし、上記ロー
タリエンコーダの出力パルスをフィードバック信号と
し、その偏差をD−A変換器を経て、上記モータの速度
サーボ増幅器に出力している。このようにして、速度サ
ーボ増幅器は、可逆カウンタのパルス数に比例した電圧
を速度信号として、モータを駆動していくことになる。
この間に、上記可逆カウンタの偏差が「0」になる
と、これに追従して速度信号も「0」となるため、モー
タは、目標の位置で、自動的に停止する。
と、これに追従して速度信号も「0」となるため、モー
タは、目標の位置で、自動的に停止する。
ところで、上記制御対象のモータの停止精度は、ロー
タリエンコーダおよび制御回路の1パルス分に相当して
いる。したがって、停止位置の高精度化は、ロータリエ
ンコーダの分解能を高めることにより達成できる。しか
し、ロータリエンコーダの分解能が高くなると、これに
対応してモータの1回転当たりのパルス数が増加するた
め、可逆カウンタの容量を大きくしないと、適切な対応
ができなくなる。また、これに応じてD−A変換器や速
度サーボ増幅器の分解能も高める必要があるため、制御
系やサーボ系自体の設計変更が必要となり、また各制御
要素が高価なものとなるため、組み込み対象との関係
で、実用化に限界がある。
タリエンコーダおよび制御回路の1パルス分に相当して
いる。したがって、停止位置の高精度化は、ロータリエ
ンコーダの分解能を高めることにより達成できる。しか
し、ロータリエンコーダの分解能が高くなると、これに
対応してモータの1回転当たりのパルス数が増加するた
め、可逆カウンタの容量を大きくしないと、適切な対応
ができなくなる。また、これに応じてD−A変換器や速
度サーボ増幅器の分解能も高める必要があるため、制御
系やサーボ系自体の設計変更が必要となり、また各制御
要素が高価なものとなるため、組み込み対象との関係
で、実用化に限界がある。
発明の目的 したがって、本発明の目的は、制御系の要素やフィー
ドバック系の構成要素について分解能を高くしないま
ま、制御対象の停止時の位置決め精度を高めることであ
る。
ドバック系の構成要素について分解能を高くしないま
ま、制御対象の停止時の位置決め精度を高めることであ
る。
発明の解決手段 そこで、本発明は、ロータリエンコーダの2相パルス
に着目し、その2相パルスの組み合わせ状態と、予め指
定したパルス位相とを比較し、これらの比較結果の一致
状態に応じて、制御対象の停止位置を決定するようにし
ている。
に着目し、その2相パルスの組み合わせ状態と、予め指
定したパルス位相とを比較し、これらの比較結果の一致
状態に応じて、制御対象の停止位置を決定するようにし
ている。
これの具体化のために、本発明は、第1の比較手段と
しての可逆カウンタとD−A変換器との間に停止制御器
を介在させ、この停止制御器中の第2の比較手段で、設
定値とロータリエンコーダからの2相の信号の位相を比
較している。そして、停止制御器中の停止制御手段は、
可逆カウンタの計数値が「0」であり、しかも上記第2
の比較手段の比較結果が一致しているときにのみ、停止
のための制御信号を後段の制御系に送る。この結果、こ
のような制御系では、カウント値の1偏差に対応する停
止域が2相のパルス出力の組み合わせの数の分だけ分割
されるため、制御系やサーボ系が高精度化のものとして
構成されていなくても、停止時の位置決め精度が高めら
れることになる。
しての可逆カウンタとD−A変換器との間に停止制御器
を介在させ、この停止制御器中の第2の比較手段で、設
定値とロータリエンコーダからの2相の信号の位相を比
較している。そして、停止制御器中の停止制御手段は、
可逆カウンタの計数値が「0」であり、しかも上記第2
の比較手段の比較結果が一致しているときにのみ、停止
のための制御信号を後段の制御系に送る。この結果、こ
のような制御系では、カウント値の1偏差に対応する停
止域が2相のパルス出力の組み合わせの数の分だけ分割
されるため、制御系やサーボ系が高精度化のものとして
構成されていなくても、停止時の位置決め精度が高めら
れることになる。
なお、可逆カウンタのカウント値が「0」以外であれ
ば、上記停止制御器は、可逆カウンタの位置偏差をその
まま次段のD−A変換器に送り込んでいる。したがっ
て、停止時以外の制御は、従来のディジタルサーボ方式
と同様に動作する。
ば、上記停止制御器は、可逆カウンタの位置偏差をその
まま次段のD−A変換器に送り込んでいる。したがっ
て、停止時以外の制御は、従来のディジタルサーボ方式
と同様に動作する。
発明の構成 第1図は、本発明のディジタルサーボ方式の高精度位
置決め装置1を示している。この高精度位置決め装置1
は、指令値Aを1つの入力とする第1の比較手段として
の可逆カウンタ2、本発明の特徴的な部分としての停止
制御器3、D−A変換器4、および速度サーボ増幅器5
および制御対象の回転部材としてモータ6を順次直列に
備えている。
置決め装置1を示している。この高精度位置決め装置1
は、指令値Aを1つの入力とする第1の比較手段として
の可逆カウンタ2、本発明の特徴的な部分としての停止
制御器3、D−A変換器4、および速度サーボ増幅器5
および制御対象の回転部材としてモータ6を順次直列に
備えている。
そして、上記モータ6に速度サーボ系の速度検出器7
およびディジタルフィードバック系のロータリエンコー
ダ8がそれぞれ機械的に連結されている。この速度検出
器7は、タコジェネレータなどであり、速度サーボ増幅
器5の入力側の加え合わせ点9に接続されている。ま
た、ロータリエンコーダ8は、モータ6の回転方向を検
出するために、例えば90度の位相差で2相のパルス出力
B1、B2を発生し、これを上記停止制御器3およびエンコ
ーダインターフェイス10を経て、上記可逆カウンタ2の
他方の入力端に送り込む。
およびディジタルフィードバック系のロータリエンコー
ダ8がそれぞれ機械的に連結されている。この速度検出
器7は、タコジェネレータなどであり、速度サーボ増幅
器5の入力側の加え合わせ点9に接続されている。ま
た、ロータリエンコーダ8は、モータ6の回転方向を検
出するために、例えば90度の位相差で2相のパルス出力
B1、B2を発生し、これを上記停止制御器3およびエンコ
ーダインターフェイス10を経て、上記可逆カウンタ2の
他方の入力端に送り込む。
次に第2図は、上記停止制御器3の内部の構成を示し
ている。この停止制御器3は、停止制御手段としてのデ
ータセレクタ11および第2の比較手段としてのマグニチ
ュードコンパレータ12のほか、ゼロ検出回路13を備えて
いる。
ている。この停止制御器3は、停止制御手段としてのデ
ータセレクタ11および第2の比較手段としてのマグニチ
ュードコンパレータ12のほか、ゼロ検出回路13を備えて
いる。
上記データセレクタ11は、ROMなどによって構成され
ており、停止時の制御信号Gとして、予め複数例えば3
つの「0」パターン、「+1」パターンおよび「−1」
パターンなどを記憶しており、上記マグニチュードコン
パレータ12の比較結果に応じて、上記パターンのうちい
ずれか1つを選択的に出力する。また、上記ゼロ検出回
路13は、可逆カウンタ2と、データセレクタ11との間に
介在し、モータ6の停止すべき位置、すなわちカウント
値「0」を検出している。また、マグニチュードコンパ
レータ12は、CPUなどで構成されており、予め入力され
た設定値Hと、ロータリエンコーダ8からのパルス出力
B1、B2との大小関係を比較し、その結果に応じて、デー
タセレクタ11の選択動作を指定するために設けられてい
る。なお、マグニチュードコンパレータ12の入力側のエ
クスクリューシブオアゲート14は、パルス出力B1、B2の
実際の位相の順番を揃えるために設けられている。
ており、停止時の制御信号Gとして、予め複数例えば3
つの「0」パターン、「+1」パターンおよび「−1」
パターンなどを記憶しており、上記マグニチュードコン
パレータ12の比較結果に応じて、上記パターンのうちい
ずれか1つを選択的に出力する。また、上記ゼロ検出回
路13は、可逆カウンタ2と、データセレクタ11との間に
介在し、モータ6の停止すべき位置、すなわちカウント
値「0」を検出している。また、マグニチュードコンパ
レータ12は、CPUなどで構成されており、予め入力され
た設定値Hと、ロータリエンコーダ8からのパルス出力
B1、B2との大小関係を比較し、その結果に応じて、デー
タセレクタ11の選択動作を指定するために設けられてい
る。なお、マグニチュードコンパレータ12の入力側のエ
クスクリューシブオアゲート14は、パルス出力B1、B2の
実際の位相の順番を揃えるために設けられている。
発明の作用 最初に、オペレータによってマグニチュードコンパレ
ータ12の一方の入力端に、上記ロータリエンコーダ8か
らの複数のパルス出力の位相関係を予め規定した設定値
Hとして、例えば「1、0=2」の定義が入力される。
またオペレータは、パルス出力B1、B2の4通りの組み合
わせについて後記の表に示すような大きさの数値Bを設
定するとともに、データセレクタ11に制御信号Gとして
「0」パターン、「−1」パターン、および「+1」パ
ターンをそれぞれ記憶させる。
ータ12の一方の入力端に、上記ロータリエンコーダ8か
らの複数のパルス出力の位相関係を予め規定した設定値
Hとして、例えば「1、0=2」の定義が入力される。
またオペレータは、パルス出力B1、B2の4通りの組み合
わせについて後記の表に示すような大きさの数値Bを設
定するとともに、データセレクタ11に制御信号Gとして
「0」パターン、「−1」パターン、および「+1」パ
ターンをそれぞれ記憶させる。
さて、最初に制御系に、制御回路側から指令値Aが可
逆カウンタ2の一方の入力端に与えられる。この初期の
状態では、そのカウント値Cが「0」でないため、その
カウント値Cの値は、そのまま停止制御器3を通過し、
D−A変換器4によりアナログ量の指令信号Dとなっ
て、速度サーボ増幅器5に送り込まれる。そこで、速度
サーボ増幅器5は、指令信号Dに比例する駆動信号Eを
発生し、これによって制御対象のモータ6の回転速度を
決定し、それを回転させる。このモータ6の回転速度
は、速度検出器7によって検出され、速度フィードバッ
ク信号Fとして加え合わせ点9に負帰還される。一方、
モータ6の回転量は、ロータリエンコーダ8によって、
第3図に示すようなパルス出力B1、B2のパルス数として
検出され、そのうちパルス出力B1は、エンコーダインタ
ーフェイス10を経て、可逆カウンタ2の他方の入力端に
減算値として帰還される。このようにして、可逆カウン
タ2のカウント値Cは、設定値Aと実際の回転量との差
に対応する偏差値となるため、それ以降に、モータ6
は、その偏差値に比例した状態で制御されることにな
る。
逆カウンタ2の一方の入力端に与えられる。この初期の
状態では、そのカウント値Cが「0」でないため、その
カウント値Cの値は、そのまま停止制御器3を通過し、
D−A変換器4によりアナログ量の指令信号Dとなっ
て、速度サーボ増幅器5に送り込まれる。そこで、速度
サーボ増幅器5は、指令信号Dに比例する駆動信号Eを
発生し、これによって制御対象のモータ6の回転速度を
決定し、それを回転させる。このモータ6の回転速度
は、速度検出器7によって検出され、速度フィードバッ
ク信号Fとして加え合わせ点9に負帰還される。一方、
モータ6の回転量は、ロータリエンコーダ8によって、
第3図に示すようなパルス出力B1、B2のパルス数として
検出され、そのうちパルス出力B1は、エンコーダインタ
ーフェイス10を経て、可逆カウンタ2の他方の入力端に
減算値として帰還される。このようにして、可逆カウン
タ2のカウント値Cは、設定値Aと実際の回転量との差
に対応する偏差値となるため、それ以降に、モータ6
は、その偏差値に比例した状態で制御されることにな
る。
ところで、可逆カウンタ2のカウント値Cが「0」と
なったとき、モータ6は、第3図に示す停止域にあり、
その停止域で不位置決めの状態になる。この状態のと
き、ゼロ検出器13は、「0」のカウント値Cを一致信号
として検出し、データセレクタ11に、停止制御のために
1つの条件を与える。
なったとき、モータ6は、第3図に示す停止域にあり、
その停止域で不位置決めの状態になる。この状態のと
き、ゼロ検出器13は、「0」のカウント値Cを一致信号
として検出し、データセレクタ11に、停止制御のために
1つの条件を与える。
一方、マグニチュードコンパレータ12は、パルス出力
B1、B2の組み合わせに基づく大きさの数値Bと設定値H
とを比較し、その比較結果に応じて、一致時に一致信号
をデータセレクタ11に他の1つの選択条件として出力し
ている。
B1、B2の組み合わせに基づく大きさの数値Bと設定値H
とを比較し、その比較結果に応じて、一致時に一致信号
をデータセレクタ11に他の1つの選択条件として出力し
ている。
そこで、データセレクタ11は、(H−B)>0のと
き、制御信号Gから「+1」パターンを出力し、また
(H−B)<0のとき、「−1」パターンを出力し、さ
らに一致信号の発生時つまり(H−B)=0のときに
「0」パターンを高精度位置決め停止のための制御出力
として出力する。
き、制御信号Gから「+1」パターンを出力し、また
(H−B)<0のとき、「−1」パターンを出力し、さ
らに一致信号の発生時つまり(H−B)=0のときに
「0」パターンを高精度位置決め停止のための制御出力
として出力する。
この結果、第3図に示すように、制御対象のモータ6
の停止域すなわちカウント値C=0の範囲が4分割さ
れ、その分割後の停止範囲(「0」のパターンの制御出
力の発生範囲)で、モータ6の停止位置が決定される。
このため、この制御系でのモータ6の位置決め精度は、
従来のものに比較して4倍に高められていることにな
る。しかも、この実際の停止位置は、設定値Hの数値設
定によって、カウント値C=0の1/4の範囲で自由に設
定できる。
の停止域すなわちカウント値C=0の範囲が4分割さ
れ、その分割後の停止範囲(「0」のパターンの制御出
力の発生範囲)で、モータ6の停止位置が決定される。
このため、この制御系でのモータ6の位置決め精度は、
従来のものに比較して4倍に高められていることにな
る。しかも、この実際の停止位置は、設定値Hの数値設
定によって、カウント値C=0の1/4の範囲で自由に設
定できる。
なお、既に述べたように、上記エクスクリューシブオ
アゲート14は、数値Bの設定との関係で、「0→1→3
→2」の変化を「0→1→2→3」の関係に直すために
設けられており、必要に応じて省略することもできる。
アゲート14は、数値Bの設定との関係で、「0→1→3
→2」の変化を「0→1→2→3」の関係に直すために
設けられており、必要に応じて省略することもできる。
発明の変形例 上記実施例は、ロータリエンコーダ8からの2相パル
スの出力B1、B2を利用しているが、この異なる位相のパ
ルス出力の数は、2相に限らず、3以上であってもよ
い。このように位相の数が多くなれば、それだけ停止域
の分割数が多くなるため、高い精度の停止位置が確保で
きる。また、上記データセレクタ11は、一般的な回路要
素として、ROMなどによって構成されるが、上記実施例
のように2相のパルス出力B1、B2に対しては、単なるエ
クスクリューシブオアゲートとパターン発生回路などの
組み合わせによっても実現できる。
スの出力B1、B2を利用しているが、この異なる位相のパ
ルス出力の数は、2相に限らず、3以上であってもよ
い。このように位相の数が多くなれば、それだけ停止域
の分割数が多くなるため、高い精度の停止位置が確保で
きる。また、上記データセレクタ11は、一般的な回路要
素として、ROMなどによって構成されるが、上記実施例
のように2相のパルス出力B1、B2に対しては、単なるエ
クスクリューシブオアゲートとパターン発生回路などの
組み合わせによっても実現できる。
発明の効果 本発明では、ディジタル制御系や、フィードバック系
の制御要素の精度を高めることなく、制御対象の位置決
め精度が停止域の分割数に応じて高められ、またこのよ
うな効果が従来の制御系に停止制御器を追加するのみで
実用化できるため、高精度の位置決め精度が安価に、し
かも従来装置の一部改良のみで具体化できる。
の制御要素の精度を高めることなく、制御対象の位置決
め精度が停止域の分割数に応じて高められ、またこのよ
うな効果が従来の制御系に停止制御器を追加するのみで
実用化できるため、高精度の位置決め精度が安価に、し
かも従来装置の一部改良のみで具体化できる。
第1図は本発明の高精度位置決め装置のブロック線図、
第2図は停止制御器のブロック線図、第3図は動作時の
波形図である。 1……高精度位置決め装置、2……可逆カウンタ、3…
…停止制御器、4……D−A変換器、5……速度サーボ
増幅器、6……モータ、8……ロータリエンコーダ、11
……データセレクタ、12……マグニチュードコンパレー
タ、13……ゼロ検出回路。
第2図は停止制御器のブロック線図、第3図は動作時の
波形図である。 1……高精度位置決め装置、2……可逆カウンタ、3…
…停止制御器、4……D−A変換器、5……速度サーボ
増幅器、6……モータ、8……ロータリエンコーダ、11
……データセレクタ、12……マグニチュードコンパレー
タ、13……ゼロ検出回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−100818(JP,A) 特開 昭61−120968(JP,A) 特開 昭59−208614(JP,A) 特開 昭56−121108(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】回転部材に設けられ位相のずれた複数のパ
ルス出力を発生するロータリエンコーダと、指令値と上
記ロータリエンコーダのパルス出力の値とを比較して、
それらの一致時に一致信号を発生する第1の比較手段と
を備え、上記第1の比較手段の一致信号により上記回転
部材の停止制御をする位置決め装置において、 予め上記ロータリエンコーダからの複数のパルス出力の
位相関係を規定した設定値と上記ロータリエンコーダか
らの複数のパルス出力の位相とを比較する第2の比較手
段と、 上記第1の比較手段が上記一致信号を出力するまでは上
記第1の比較手段の出力をそのまま次段に送ると共に、
上記第2の比較手段の出力が入力するようになされてお
り、上記第1の比較手段が上記一致信号を出力し、か
つ、上記第2の比較手段が上記設定値と上記ロータリエ
ンコーダからの複数のパルス出力の位相とが一致した一
致信号を出力したとき、上記回転部材を停止させるため
の制御出力を出力する停止制御手段とを備え、 上記第1の比較手段の一致信号と上記第2の比較手段の
一致信号とにより上記回転部材を停止させることを特徴
とする高精度位置決め装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61162559A JP2649513B2 (ja) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 高精度位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61162559A JP2649513B2 (ja) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 高精度位置決め装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6318413A JPS6318413A (ja) | 1988-01-26 |
JP2649513B2 true JP2649513B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=15756888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61162559A Expired - Lifetime JP2649513B2 (ja) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 高精度位置決め装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2649513B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6848511B2 (ja) * | 2017-02-21 | 2021-03-24 | オムロン株式会社 | モータ制御装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59208614A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-27 | Hitachi Ltd | エンコ−ダモ−トルの位置情報制御方法 |
US4599547A (en) * | 1984-10-23 | 1986-07-08 | Ncr Canada Ltd-Ncr Canada Ltee | Fine-coarse positioning control system with easy adjustment |
JPH0619368B2 (ja) * | 1984-11-19 | 1994-03-16 | 松下電器産業株式会社 | 回転方向パルスの発生回路 |
-
1986
- 1986-07-09 JP JP61162559A patent/JP2649513B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6318413A (ja) | 1988-01-26 |
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