JP2680219B2 - 位置決め制御装置 - Google Patents

位置決め制御装置

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JP2680219B2
JP2680219B2 JP4007490A JP749092A JP2680219B2 JP 2680219 B2 JP2680219 B2 JP 2680219B2 JP 4007490 A JP4007490 A JP 4007490A JP 749092 A JP749092 A JP 749092A JP 2680219 B2 JP2680219 B2 JP 2680219B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、工作機械等の主軸を
定位置停止させる位置決め制御装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来における位置決め制御装置
の構成を示すブロック図であり、図において、1はCP
U、ROM、バッファ等で構成された速度指令制御装
置、2は速度指令制御装置1より与えられる速度指令通
りにモータ4の速度制御を行うベクトル制御装置、3は
ベクトル制御装置2から与えられた指令値によってパワ
ートランジスタをスイッチングし、モータ4へ所定の電
流を供給する駆動回路、4はモータ、5はモータ4に取
り付けられ、該モータ4の速度に対応した周波数の正弦
波信号を出力する速度検出用パルス発生器(以下、速度
検出用PLGという)、6はモータ4にギヤ、ベルト等
を介して取り付けられた主軸、7は主軸6に取り付けら
れ、1回転にN個のパルスと1回転中のある所定箇所で
1個のパルス(以下、Z相パルスという)の2種類のパ
ルスを出力する位置検出用パルス発生器(以下、位置検
出用PLGという)である。
【0003】また、8は速度検出用PLG5の出力パル
スをカウントする速度検出カウンタ、9は位置検出用P
LG7の1回転中にN個出力されるパルスをカウントす
る位置フィードバックカウンタ(以下、位置FB.カウ
ンタという)、10は位置検出用PLG7の1回転中に
1個出力されるパルスのインターフェース用バッファ、
11はある固定の速度指令を与えるオリエント速度指令
値、12はオリエント速度指令値11よりも低い固定の
速度指令を与えるクリープ速度指令値、13は第1減速
点決定回路、14は第2減速点決定回路である。
【0004】また、図5は、図4に示したベクトル制御
装置2の構成を示すブロック図であり、図において、1
5は速度指令制御装置1より与えられた速度指令Wr*
と速度検出カウンタ8の出力Wrからトルク分電流指令
Iqs*を演算するトルク分電流演算部、16は速度検
出カウンタ8の出力Wrからモータ4に与える2次磁束
パターンを演算する2次磁束パターン演算部、17は2
次磁束パターン演算部16の出力をトルク分電流指令I
qs* の大きさに応じて可変させ、モータ4に2次磁
束を作らせるための励磁分電流指令Ids*を与える励
磁分電流演算部、18はトルク分電流指令Iqs*と励
磁分電流指令Ids*及び速度検出カウンタ8の出力W
rから1次電流指令I1*を演算する1次電流演算部で
ある。
【0005】次に動作について説明する。図6は、この
装置における処理動作の概略を示すフローチャートであ
り、まず、定位置停止指令がONか否か判断し(S6−
1)、速度指令制御装置1に定位置停止指令が与えられ
ない場合(OFF)には速度指令制御装置1は外部より
与えられる通常速度指令値を読み込み、これを速度指令
値Wr*としてベクトル制御装置2に与える(S6−
2)。ベクトル制御装置2は公知のベクトル制御を行
い、モータ4をこの指令に見合った速度で回転させるた
めの1次電流指令値I1*を作り、駆動回路3を通して
モータ4に電流を与え、モータ4の速度を制御する。
【0006】次に、速度指令制御装置1に定位置停止指
令が入力される場合(ON)は、速度指令制御装置1は
オリエント速度指令値11を読み込み、これを速度指令
Wr*としてベクトル制御装置2に与える(S6−
3)。ベクトル制御装置2はこの指令値に見合った速度
までモータ4を加速或いは減速(図7におけるN2の速
度)させる(S6−4)。そして、速度指令制御装置1
は速度検出用カウンタ8の値がこの速度指令値に見合っ
た値となり位置検出用PLG7のZ相パルスがバッファ
10を通して入力されると(S6−5)、その立ち下が
りエッジを見て位置FB.カウンタ9をプリセットする
(S6−6)。
【0007】次に、位置FB.カウンタ9の値は位置検
出用PLG7の出力パルスにより減算され、この値が第
1減速点決定回路13の値(以下、第1減速点という)
よりも小さくなる(S6−7)と、速度指令経路制御装
置1はこの関係を見てクリープ速度指令値12を読み込
み(S6−8)、この値をベクトル制御装置2に与え
る。そして、ベクトル制御装置2はこの指令値に見合っ
た速度までモータ4を減速(図7におけるN3の速度)
させる。
【0008】そして、位置FB.カウンタ9の値が第2
減速点決定回路14の値(以下、第2減速点という)よ
りも小さくなる(S6−9)と、速度指令制御装置1は
位置FB.カウンタ9の値をそのまま速度指令値として
読み込み(S6−10)、これをベクトル制御装置2へ
出力する。そして、最終的にこのカウンタの値が零とな
ったとき、モータ4を定位置停止させる。
【0009】ここで、ベクトル制御装置2の内部におけ
る動作について説明する。与えられた速度指令Wr*と
モータ4の速度の差が小さいとき、即ち、主軸6が軽負
荷時には、モータ4の出力も小さくてすむため、モータ
4の音や振動を防止するために励磁分電流演算回路17
は2次磁束パターン16の出力をトルク分電流指令Iq
s*の大きさに応じて小さくしている。
【0010】そして、モータ4が加減速を行う場合或い
は主軸6に切削等で力が加わった場合には、モータ4の
定格出力を出すのに充分な2次磁束が作れるように励磁
分電流指令Ids*がトルク分電流指令Iqs*に応じ
て大きくなるが、モータ4の時定数及び励磁分電流演算
部17の時定数により2次磁束が除々に大きくなるた
め、加速/減速を始めた直後には2次磁束が不足し、所
定の出力が得られず加速/減速が若干遅くなる場合があ
る。
【0011】従って、定位置停止を行う場合、オリエン
ト速度より充分速い速度から行ったときはモータ4の2
次磁束が減速中に大きくなっているがオリエント速度付
近から行ったときは、2次磁束が不足したまま定位置停
止動作をすることになり、図7の1点鎖線で示すように
なる。
【0012】その他、この発明に関連する参考技術文献
として特開平3−70487号公報に開示されている
「サーボモータ駆動監視装置」がある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従来の位置決め制御装
置は以上のように構成されているので、主軸をスムーズ
に定位置停止させようとすればオリエント速度付近から
定位置停止動作を行って第1減速点を決定しなければな
らず、オリエント速度よりも充分速い速度から定位置停
止を行わせると、クリープ速度で回る時間が長くなり、
定位置停止するまでの時間が長くなってしまい、定位置
停止動作が適切に行われないという問題点があった。
【0014】また、第1減速点を充分に速い速度から定
位置停止動作を行うように決定すれば、オリエント速度
付近から定位置停止動作を行わせたときに主軸が一旦目
標位置を行き過ぎてから戻り、その結果、定位置停止動
作が適切に行われず、且つ、不要な時間がかかるという
問題点があった。
【0015】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、モータの速度に関係なく最短
で、且つ、スムーズな定位置停止動作を行うことのでき
る位置決め制御装置を得ることを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明に係る位置決め
制御装置は、定位置停止動作を行うときの2次磁束を通
常時と切り換えることにより大きくすることを特徴とす
る。
【0017】また、切換手段からの2次磁束を切り換え
る信号により前記ベクトル制御手段が定格出力を前記モ
ータへ与えるのに充分な励磁電流指令を出力し、目標停
止位置に位置決め完了しているか否かを確認した後、前
記励磁電流指令の値をトルク分電流指令の大きさに応じ
て小さくするように戻すことを特徴とする。
【0018】
【作用】この発明に係る位置決め制御装置は、定位置停
止動作中の2次磁束を充分に大きくしたので、モータの
速度に係わらず定位置停止動作をスムーズに、且つ、最
短の時間で行うことができる。
【0019】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は、この発明に係る位置決め制御装置の構成
を示すブロック図であり、図において、1はCPU、R
OM、バッファ等で構成された速度指令制御装置、2は
速度指令制御装置1より与えられる速度指令通りにモー
タ4の速度制御を行うベクトル制御装置、3はベクトル
制御装置2から与えられた指令値によってパワートラン
ジスタをスイッチングし、モータ4へ所定の電流を供給
する駆動回路、4はモータ、5はモータ4に取り付けら
れ、該モータ4の速度に対応した周波数の正弦波信号を
出力する速度検出用PLG、6はモータ4にギヤ、ベル
ト等を介して取り付けられた主軸、7は主軸6に取り付
けられ、1回転にN個のパルスと1回転中のある所定箇
所で1個のZ相パルスの2種類のパルスを出力する位置
検出用PLGである。
【0020】また、8は速度検出用PLG5の出力パル
スをカウントする速度検出カウンタ、9は位置検出用P
LG7の1回転中にN個出力されるパルスをカウントす
る位置FB.カウンタ、10は位置検出用PLG7の1
回転中に1個出力されるパルスのインターフェース用バ
ッファ、11はある固定の速度指令を与えるオリエント
速度指令値、12はオリエント速度指令値11よりも低
い固定の速度指令を与えるクリープ速度指令値、13は
第1減速点決定回路、14は第2減速点決定回路であ
る。また、19は2次磁束切り換え器である。
【0021】次に、動作について説明する。図2は、こ
の実施例の動作を示すフローチャートである。図2に示
したフローチャートにおいて、定位置停止指令がONか
否か判断し(S2−1)、速度指令制御装置1に定位置
停止指令が与えられない場合(OFF)には速度指令制
御装置1は外部より与えられる通常速度指令値を読み込
み、これを速度指令値Wr*としてベクトル制御装置2
に与える(S2−2)。ベクトル制御装置2は公知のベ
クトル制御を行い、モータ4をこの指令に見合った速度
で回転させるための1次電流指令値I1*を作り、駆動
回路3を通してモータ4に電流を与えモータ4の速度を
制御する。
【0022】次に、速度指令制御装置1に定位置停止指
令が入力される場合(ON)は、2次磁束切り換え器1
9よりベクトル制御装置2に2次磁束を切り換える信号
が与えられ、励磁分電流演算部17で定格出力をモータ
4へ与えるのに充分な励磁分電流指令Ids*が計算さ
れ出力される(S2−3)。また、速度指令制御装置1
はオリエント速度指令値11を読み込み、これを速度指
令Wr*としてベクトル制御装置2に与える(S2−
4)。ベクトル制御装置2はこの指令値に見合った速度
までモータ4を加速或いは減速(図3におけるN2の速
度)させる(S2−5)。そして、速度指令制御装置1
は速度検出用カウンタ8の値がこの速度指令値に見合っ
た値となり位置検出用PLG7のZ相パルスがバッファ
10を通して入力されると(S2−6)、その立ち下が
りエッジを見て位置FB.カウンタ9をプリセットする
(S2−7)。
【0023】次に、位置FB.カウンタ9の値は位置検
出用PLG7の出力パルスにより減算され、この値が第
1減速点決定回路13の値よりも小さくなる(S2−
8)と、速度指令経路制御装置1はこの関係を見てクリ
ープ速度指令値12を読み込み(S2−9)、この値を
ベクトル制御装置2に与える。そして、ベクトル制御装
置2はこの指令値に見合った速度までモータ4を減速
(図3におけるN3の速度)させる。
【0024】そして、位置FB.カウンタ9の値が第2
減速点決定回路14の値よりも小さくなる(S2−1
0)と、速度指令制御装置1は位置FB.カウンタ9の
値をそのまま速度指令値として読み込み(S2−1
1)、その後、目標停止位置に位置決め完了しているか
否かを判断し(S2−12)、位置決めが完了していな
いことを確認してから励磁分電流指令Ids*をトルク
分電流指令Iqs*の大きさに応じて小さくするように
戻す(S2−13)ことにより、どの速度から定位置停
止させてもスムーズ、且つ、最短の時間で定位置停止を
行うことができ、更に定位置停止後のモータ4の音や振
動を小さくすることができる。
【0025】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば位置決
め停止動作中の2次磁束を充分に大きくしたので、いず
れの速度から定位置停止を行ってもスムーズ、且つ、最
短の時間で停止動作を実行できる。また、定位置停止後
のモータ音や振動は、従来通りに小さくすることが可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る位置決め制御装置の構成を示す
ブロック図である。
【図2】図1に示した位置決め制御装置の動作を示すフ
ローチャートである。
【図3】図1に示した位置決め制御装置の定位置停止時
におけるモータの動きを示すグラフである。
【図4】従来における位置決め制御装置の構成を示すブ
ロック図である。
【図5】図4に示したベクトル制御装置の構成を示すブ
ロック図である。
【図6】図4に示した位置決め制御装置の動作を示すフ
ローチャートである。
【図7】従来における位置決め制御装置の定位置停止時
におけるモータの動きを示すグラフである。
【符号の説明】
1 速度指令制御装置 2 ベクトル制御装置 3 駆動装置 4 モータ 5 速度検出用PLG 6 主軸 7 位置検出用PLG 8 速度検出カウンタ 9 位置FB.カウンタ 10 インタフェース用バッファ 11 オリエント速度指令値 12 クリープ速度指令値 13 第1減速点決定回路 14 第2減速点決定回路 15 トルク分電流演算部 16 2次磁束パターン演算部 17 励磁分電流演算部 18 1次電流演算部 19 2次磁束切り換え器

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータに対し機械的に取り付けられた回
    転軸と、前記回転軸の位置を検出する位置検出手段とを
    有し、所定の決められた角度に前記モータを定位置停止
    動作させる位置決め制御装置において、定位置停止動作
    の期間のみ2次磁束を所定の決められた値に切り換える
    切換手段を具備したことを特徴とする位置決め制御装
    置。
  2. 【請求項2】 モータに対し機械的に取り付けられた回
    転軸と、前記回転軸の位置を検出する位置検出手段と、
    速度指令を出力する速度指令制御手段と、前記速度指令
    制御手段から出力された速度指令に基づいて前記モータ
    の速度制御を行うベクトル制御手段と、定位置停止動作
    の期間のみ2次磁束を所定の決められた値に切り換える
    切換手段とを有し、所定の決められた角度に前記モータ
    を定位置停止動作させる位置決め制御装置において、前
    記切換手段からの2次磁束を切り換える信号により前記
    ベクトル制御手段が定格出力を前記モータへ与えるのに
    充分な励磁電流指令を出力し、目標停止位置に位置決め
    完了しているか否かを確認した後、前記励磁電流指令の
    値をトルク分電流指令の大きさに応じて小さくするよう
    に戻すことを特徴とする位置決め制御装置。
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JPH05197431A JPH05197431A (ja) 1993-08-06
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JP5071426B2 (ja) * 2009-03-30 2012-11-14 三菱電機株式会社 交流回転機の制御装置

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