JPH02170206A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は制御装置に係わり、位置検出系にバックラッシ
ュを有する位置制御系において機器の現在位置にバック
ラッシュ補正を行う制御装置に関する。

（従来の技術） 機器の位置検出系にバックラッシュを有する制御対象機
器の一例を第５図及び第６図を参照して説明する。

第５図は高速炉機器に関するもので、原子炉容器内筒１
の内部に燃料棒、制御棒等の炉心構成要素で構成される
炉心２、炉心の計測器類等の炉内干渉物３、燃料交換装
置４、燃料交換装置アーム４ａ、グリッパ５、炉内中継
装置６があり、これらは冷却材である金属ナトリウム（
図示されず）に覆われている。燃料交換装置４の上部は
固定プラグ７に偏心して取り付けられている回転プラグ
８に据え付けられており、回転プラグ８の旋回と、回転
プラグ８内でも燃料交換装置４の旋回の２つの自由度に
て、グリッパ５は移動することが可能である。回転プラ
グ８及び燃料交換装置４の駆動は回転プラグ駆動モータ
９ａ及び燃料交換アーム駆動モータ９ｂによって行われ
、回転角は回転プラグ位置検出器１０ａ及び燃料交換装
置アーム検出器１０ｂによって行われる。また、高速炉
機器は、定期的に炉心内２の炉心構成要素を交換する必
要があり、グリッパ５により、使用済みの炉心構成要素
を抜取り炉内中継装置６に渡すと、炉内中継装置６が原
子炉容器内筒１の外部の新炉心構成要素（図示されず）
と交換する。炉内中継装置６で使用済み炉心構成要素が
新炉心構成要素に交換されると、燃料交換装置４の先端
グリッパ５は、新炉心構成要素を、炉内中継装置６の位
置から、使用済みの炉心構成要素を抜き取った場所に再
び装荷するという作業を行う。

第６図に高速炉機器の内燃料交換装置４の駆動系の構成
を示す。燃料交換装置駆動モータ９ｂの回転力は駆動用
ギアボックス１１によって減速されて駆動用ピニオンギ
ア１２に伝達され燃料交換装置４に取り付けられた駆動
用人ギア１３を回転させる。

燃料交換装置４の回転角度は、燃料交換装置位置検出用
ビニオンギア１４から位置検出器用ギアボックス１５を
介して燃料交換装置の位置検出器ｉｏｂへ伝達される。

尚、検出器にはエンコーダ、シンクロ発振器等が用いら
れ、回転角度に応じたディジタル値が出力される。

次に、上記のような機器に対する従来の制御装置につい
て第７図を参照して説明する。第７図は。

従来の制御装置のブロック図を示しており、燃料交換装
置４の駆動部の回転角を検出する位置検出手段１６（例
えば燃料交換装置位置検出器ｔａｂ等）と、燃料交換装
置４の目標回転角を記憶する位置記憶手段１７、位置検
出手段１６と目標位置記憶手段１７からの信号を比較し
て燃料交換装置４の回転運動を制御する位置制御手段１
８と、燃料交換装置４駆動用モータを駆動する駆動部を
有する被制御系１９が構成されている。尚、目標位置記
憶手段１７には、交換する炉心構成要素の位置に燃料交
換装置４を位置決めするための目標回転角があらかじめ
セットされている。

第８図に従来の制御装置の処理フローチャートを示す。

位置検出手段】６により定周期で回転角を検出しく１０
５）　、あらかじめ位置記憶手段に記憶された目標位置
と比較して回転角が目標位置と等しくなったならば、停
止指令を行い、位置決めする。

尚、目標位置記憶手段１７と、位置決め制御手段１８と
、被制御系１９は計算機あるいはマイクロコントローラ
により実現される。

（発明が解決しようとする課題） 従来の制御装置において、位置制御手段１８は位置検出
手段１６からの回転角と、目標記憶手段１７からの目標
回転角とを比較し、燃料交換装置４が目標位置に対して
許容誤差内で位置決めできるように回転運動の開始及び
回転停止制御を行う。ところで、このようなギアを介し
て回転数の変換、回転力の伝達を行う機械系においては
、各ギアの円滑な噛み合いを確保するために設けられた
バックラッシュ量による位置検出器と実際の回転角との
間に生じる誤差（測定誤差）は避けられない。従来の制
御系では、回転運動中は、駆動系及び測定系の各ギアが
常に片方の歯面に接触するように回転速度を制御しても
このバックラッシュ量の影響を除去することが不可能な
ため、バックラッシュ量以下の回転位置決め精度を確保
することが不可能であった。その結果高い位置決め精度
が要求される制御系では、グリッパ５が目標とする炉心
構成要素の確実な抜取り、装荷を行うことが不可能であ
った。

そこで本発明では、上記の問題を解決するため、位置検
出手段からの回転角信号を回転方向に応じたバックラッ
シュ量で補正することにより、回転位置決め精度に対す
るバックラッシュの影響を除去し、高精度の回転位置決
めが可能な制御装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、第１図に示すよ
うに１回転運動開始直後に運動方向を判断する運動方向
検出手段２０と、検出した運動方向を記憶する運動方向
記憶手段２１と各運動方向におけるバックラッシュ量を
あらかじめ記憶しておくバックラッシュ記憶手段２２と
、バックラッシュ補正を行うバックラッシュ補正手段２
３とを設け、被制御系の運動位置を常に補正する機能を
有している。

第３図では、運動方向検出手段２０によって検出された
運動方向と、バックラッシュ記憶手段２２に記憶されて
いるバックラッシュ量をもとに目標位置記憶手段１７か
らの目標位置信号を補正して位置検出手段１６からのバ
ックラッシュ誤差を含む回転角データで位置決め制御を
行う機能を有している。

（作　　用） このように構成された制御装置では、回転角度あるいは
回転目標がバックラッシュ量によって補正されるため、
高精度の位置決めが可能となり、位置決め精度の向上が
計れる。

（実　施　例） 以下１本発明の一実施例について、第７図の制御対象機
器を例に、第１図、第２図を参照して説明する。

第１図は１本発明の一実施例である制御装置のブロック
図を示している。尚、同図に於て、第７図の一部分及び
相当する部分は、同一符号を付して説明を省略する。

また、第２図に本発明による制御装置の処理の流れを示
すフローチャートを示す。

制御対象機器である燃料交換袋！４の回転角は位置検出
器用ギアボックス１５に伝達し、燃料交換装置位置検出
器ｌＯｂの軸を回転させディジタル値に変換する。変換
されたディジタル値は位置検出手段１６によって定周期
で検出しく１０１）、運動方向検出手段２０において、
最新の回転角と前周期で検出された回転角を比較して回
転方向を判定しく１０２）、運動方向記憶手段２１に記
憶する（１０３）。これにより１回転速度が極めて低く
回転方向を検出不可能な場合でもバックラッシュの補正
が可能となる。尚、目標位置記憶手段１７、位置決め制
御手段１８．被制御系１９、運動方向検出手段２０１Ｍ
動方向記憶手段２１．バックラッシュ記憶手段２２及び
バックラッシュ補正手段２３は、計算機あるいはマイク
ロコントローラによって実現される。

バックラッシュ補正手段２３は回転角記憶手段２１に記
憶された回転方向からバックラッシュ記憶手段２２にあ
らかじめ入力されている回転方向に対応したバックラッ
シュ補正量を以下に示す処理により選び出しく１０４）
、次回からの回転角検出（１０５）からバックラッシュ
量を補正する（１０６）。

本発明では、例えば右回転時のギアの歯面片当り状態を
基準とし、検出される回転角を実際の回転角度になるよ
うに調整する。これによりバックラッシュ量は逆方向回
転（左回転）時のみ補正すれば良いことになる。すなわ
ち、燃料交換装置４が右方向に回転した場合はバックラ
ッシュ補正としてＯを加算、すなわち検出した回転角を
そのまま使用する。逆方向に回転した場合は、あらかじ
めバックラッシュ補正手段２３に記憶しておいたバック
ラッシュ補正量を加算して補正する。実施例における補
正方法を下式に示す。

右回転時　　：θ。＝θ＋０ 逆（左）回転時：００＝θ＋β 但し、θは位置検出器によって検出された回転角度 βはバックラッシュ補正量 θ。はバックラッシュ補正後の回転 角度 尚、バックラッシュ補正量は工作精度が良ければ設定値
で十分に近似できるが、更に高い精度を求めるならば、
ギアの歯面一方向に当てた状態から逆方向の歯面に当た
るまでの回転角を実測することで求められる。

位置決め制御手段１８は、バックラッシュ補正手段２３
により補正された回転角と目標位置記憶手段１７からの
目標位置データと比較しく１０７）、回転角が目標位置
等しくなると、燃料交換装置４の停止を行う（１０８）
、回転中は、同一回転方向において各ギアがつねに片方
の歯面に当たるように制御されているため、バックラッ
シュ補正によって位置決めに悪影響を及ぼすバックラッ
シュの影響を除去することが可能である。

上記実施例により測定系の持つバックラッシュ量が位置
決めに及ぼす影響を除去することが可能となり、高精度
の位置決めが可能となる。

上記実施例では回転角をバックラッシュ量で補正して目
標位置までの回転運動を制御するが、目標位置をバック
ラッシュ量で補正して回転運動を制御すれば、回転角を
毎回補正する必要がなく、処理時間の短い制御が可能で
ある。

第３図に、このような処理を考慮した制御装置のブロッ
ク図を示す。第１図と同一部分あるいは相当する部分は
、同一符号を付して説明して省略する。

第１図に示す実施例と異なる部分は、目標位置バックラ
ッシュ補正手段２３ａによって補正するデータが位置検
出手段１６からの回転各検出値ではなく、目標位置記憶
手段からの目標位置値である。

第４図に本実施例の処理の流れを示すフローチャートを
示す、尚１図中の括弧は、各処理に対応する第３図のブ
ロックを示す６ 位置検出手段１６によって定周期で検出された回転角（
１０１）から、回転方向検出手段２０により回転方向を
判定しく１０２）、回転方向記憶手段２１に記憶する（
１０３）、バックラッシュ補正手段２３は、回転方向記
憶手段２１に記憶された回転方向から、バックラッシュ
記憶手段２２にあらかじめ記憶されているバックラッシ
ュ量を選び出しく１０４）、目標位置記憶手段１７にあ
らかじめ記憶されている回転目標を右回転時ギアの歯面
が片方に接触している状態を基準として右回転時には、
目標位置をそのままの値を使用し、逆回転時には、目標
位置からバックラッシュ量を減算する（１０９）。

位置検出手段１６によって検出された回転角（ｔＯＳ）
と補正された目標位置は、位置決め制御手段１８によっ
て比較され、回転角と補正された目標位置が等しくなれ
ば（１０７）、停止指令を行うＢｏａ）。

位置検出手段１６より検出された位置検出値の有するバ
ックラッシュ量は、目標位置値がバックラッシュ補正（
減算）されたことで位置決め精度に対し影響しなくなり
、第１図に示す実施例と同等の効果が得られる。

〔発明の効果〕

７本発明により、測定系にバックラッシュを有する被制
御系の位置決め精度は、バックラッシュ量を考慮した回
転角度の補正により、位置決め精度の悪化を除去するこ
とが可能となり、高精度の位置決めが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である制御装置のブロック図
、第２図はその処理の流れを示すフローチャート、第３
図は本発明による他の実施例を示すブロック図、第４図
はその処理の流れを示すフローチャート、第５図および
第６図は制御対象機器の説明図、第７図は従来の制御装
置のブロック図、第８図はその処理の流れを示すフロー
チャートを示す。 １・・・原子炉容器内筒　　２・・炉心３・・・炉内干
渉物　　　　４・・・燃料交換装置４ａ・・・燃料交換
装置アーム ５・・・グリッパ　　　　　６・・・炉内中継装置７・
・・固定プラグ　　　　８・・回転プラグ９ａ・・・回
転プラグ駆動上−タ ９ｂ・・・燃料交換装置駆動モータ １０ａ・・・回転プラグ位置検出器 １０ｂ・・・燃料交換装置位置検出器 １１・・・駆動用ギアボックス １２・・・駆動用ピニオンギア １３・・・駆動用人ギア １４・・・燃料交換装置位置検出用ビニオンギア１５・
・・位置検出用ギアボックス １６・・・位置検出手段　　　１７・・・目標位置記憶
手段１８・・・位置決め制御手段　１９・・・被制御系
２０・・・運動方向検出手段　２１・・・運動方向記憶
手段２２・・・バックラッシュ記憶手段 ２３・・・バックラッシュ補正手段 ２３・・・目標位置バックラッシュ補正手段代理人　弁
理士　則　近　憲　佑 同　　第子丸　健 第 図 第 図 第 図 第　５ 図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）位置検出部にバックラッシュを有する走行駆動装
   置において、各運動方向における機器の補正すべきバッ
   クラッシュ量をあらかじめ記憶しておくバックラッシュ
   記憶手段と機器の位置を検出する位置検出手段と、前記
   位置検出手段からの位置信号をもとに機器の運動方向を
   検出する運動方向検出手段と、前記運動方向検出手段か
   らの運動方向を記憶する運動方向記憶手段と、前記位置
   検出手段からの位置検出手段を、前記運動方向記憶手段
   からの信号をもとに補正するバックラッシュ補正手段と
   、機器の運動停止目標を記憶する目標位置記憶手段と、
   前記目標位置記憶手段からの信号と、前記バックラッシ
   ュ補正手段からのバックラッシュを補正した位置信号を
   もとに機器の運動停止および位置決め制御を制御する位
   置決め制御手段と、前記位置決め制御手段からの信号を
   もとに位置決め制御が行われる被制御系を有し、機器バ
   ックラッシュの影響を除去し高精度の位置決め制御を行
   うことを特徴とする制御装置。
2. （２）運動方向検出は前記位置検出手段からの位置信号
   をもとに機器現在位置の時間変化から運動方向を算出す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の制御装
   置。
3. （３）バックラッシュ補正は前記バックラッシュ記憶手
   段に記憶された各運動方向におけるバックラッシュを前
   記位置検出手段からの位置信号に加算して機器の運動位
   置を補正することを特徴とする特許請求の範囲第一項に
   記載の制御装置。