JPH04266103A - Positioning device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To attain the effective operation of a positioning, servo system for the original point reset control by optionally selecting the optimum control in terms of both the precision and the time required. CONSTITUTION:A positioning device 16 of a positioning servo system of the mechanical load is provided with a function that decelerates a servo motor 10 together with actuation of an original point limit switch 13 with arrival of a moving load 11 in response to an original point reset command and then stops the motor 10 right after the switch 13 becomes inactive with passing of the load 11 respectively in regard to the original point reset control. The device 16 is also provided with another function that transmits a Z signal, in an inactive state of the switch 13 through a rotary encoder 14 interlocking the motor 10 and a function switch means that performs the manual selection of both functions.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】0001

【産業上の利用分野】本発明は、サーボモータにより位
置決め制御される機械的負荷の駆動系に対する位置決め
制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning control device for a mechanical load drive system whose positioning is controlled by a servo motor.

【０００２】0002

【従来の技術】従来のこの種の位置決め装置としては、
図５に示す機械的負荷の位置決め駆動系の構成図に示す
駆動系を対象に図３の動作タイムチャートに示す如き位
置決め制御を行うものが知られている。なお図５は前記
位置決め駆動系の一般的構成を示すものである。先ず図
５において、１０はサーボモータ、１１は位置決め対象
である機械的負荷、１２は該負荷移動用のボールネジ、
１３は原点リミットスイッチ（以後ＬＳとす）、１４は
前記サーボモータ１０に結合されたロータリーエンコー
ダ、１５はサーボアンプ、１６は該サーボアンプへの所
要制御信号を出力する位置決め制御装置である。[Prior Art] Conventional positioning devices of this type include:
It is known to perform positioning control as shown in the operation time chart of FIG. 3 for the drive system shown in the block diagram of the mechanical load positioning drive system shown in FIG. Note that FIG. 5 shows the general configuration of the positioning drive system. First, in FIG. 5, 10 is a servo motor, 11 is a mechanical load to be positioned, 12 is a ball screw for moving the load,
13 is a home limit switch (hereinafter referred to as LS), 14 is a rotary encoder coupled to the servo motor 10, 15 is a servo amplifier, and 16 is a positioning control device that outputs a required control signal to the servo amplifier.

【０００３】次に図３において、Ｓｏｒは原点復帰指令
信号、Ｓｏａは前記ＬＳの動作信号、Ｓｚは前記エンコ
ーダの出力するＺ信号であり前記サーボモータの１回転
につき１パルス出力されるものとしており、またＮは前
記サーボモータの回転速度である。図示の如く、前記信
号Ｓｏｒが印加（ＯＮ）されると共にサーボモータ１０
は前記負荷１１を原点方向へ移行させるように駆動加速
され、次に該負荷１１の移行が進み前記ＬＳ１３が動作
して前記信号Ｓｏａが出力（ＯＮ）されると共にサーボ
モータ１０は減速され、更に前記負荷１１の移行が進み
前記ＬＳ１３を通過して前記信号Ｓｏａが再度ＯＦＦと
なった状態にて前記信号Ｓｚが出力されると前記サーボ
モータ１０は停止操作される。Next, in FIG. 3, Sor is a home return command signal, Soa is an operation signal of the LS, and Sz is a Z signal output from the encoder, which is assumed to be outputted once per rotation of the servo motor. , and N is the rotation speed of the servo motor. As shown in the figure, when the signal Sor is applied (ON), the servo motor 10
is driven and accelerated to move the load 11 toward the origin, and then the load 11 continues to move, the LS 13 operates, the signal Soa is output (ON), and the servo motor 10 is decelerated. When the load 11 progresses and passes through the LS 13 and the signal Soa is turned OFF again, the signal Sz is output, and the servo motor 10 is stopped.

【０００４】0004

【発明が解決しようとする課題】前記の如く従来の位置
決め装置によれば前記機械的負荷の原点復帰操作時の原
点位置決め制御誤差は、前記パルスエンコーダの出力す
るＺ信号換算で±１パルス以内の高精度のものとなるが
、同時に前記パルスエンコーダのＺ信号が有効に利用で
きるためには前記サーボモータが所定値まで減速されて
いることを要し、従って前記の原点復帰操作の完了まで
に比較的長い時間を要するものとなっている。一方前記
原点復帰に関して、前記の如き負荷駆動系の全てにおい
て高精度の原点復帰を要するものではなく、その復帰精
度を例えば前記Ｚ信号換算で±１００パルス以内程度に
緩めむしろ原点復帰操作の所要時間の短縮が望まれる場
合もある。上記に鑑み本発明は、前記の如き精粗両精度
の原点復帰操作と該両操作の手動切替えとを可能とした
位置決め装置の提供を目的とするものである。[Problems to be Solved by the Invention] According to the conventional positioning device as described above, the origin positioning control error during the origin return operation of the mechanical load is within ±1 pulse in terms of the Z signal output from the pulse encoder. Although it is highly accurate, at the same time, in order to effectively use the Z signal of the pulse encoder, the servo motor must be decelerated to a predetermined value. It is something that takes a long time. On the other hand, regarding the return to origin, it is not necessary to perform a return to origin with high precision in all of the load drive systems as described above, and rather, the return accuracy may be relaxed to within ±100 pulses in terms of the Z signal, or rather, the time required for the return to origin operation may be reduced. In some cases, it may be desirable to shorten the In view of the above, it is an object of the present invention to provide a positioning device capable of performing both fine and coarse precision return-to-origin operations as described above and manual switching between the two operations.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の位置決め装置は、位置決め対象となる機械
的負荷を駆動するサーボモータと、該サーボモータに結
合されたロータリーエンコーダと、前記負荷の移行経路
上その移動原点近辺に設けられた原点リミットスイッチ
等とから成る前記負荷の駆動系に対し、前記サーボモー
タをサーボアンプを介して駆動制御する位置決め装置で
あって、前記負荷の前記移動原点への復帰制御に関し、
原点復帰指令に従い移動中の前記負荷の到達により前記
リミットスイッチが動作すると共に前記サーボモータの
減速を行い、続いて前記負荷の通過により前記リミット
スイッチが不動作となるとそれ以後、直ちに前記サーボ
モータの停止を行う機能と、前記の如きリミットスイッ
チの不動作状態下で前記エンコーダがＺ信号を発すると
共に前記サーボモータの停止を行う機能とを有し、且つ
該両機能の手動選択を行う機能切替手段を設けるものと
する。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the positioning device of the present invention includes a servo motor for driving a mechanical load to be positioned, a rotary encoder coupled to the servo motor, and a rotary encoder connected to the servo motor. A positioning device for driving and controlling the servo motor via a servo amplifier for the drive system of the load, which includes an origin limit switch and the like provided on the transfer path of the load in the vicinity of its movement origin. Regarding return control to the movement origin,
Upon arrival of the moving load in accordance with the home return command, the limit switch operates and decelerates the servo motor.Subsequently, when the load passes and the limit switch becomes inoperable, the servo motor immediately decelerates. Function switching means having a function of stopping the servo motor and a function of causing the encoder to issue a Z signal and stopping the servo motor when the limit switch is inactive as described above, and for manually selecting both functions. shall be established.

【０００６】[0006]

【作用】本発明の位置決め装置における前記の如き精粗
両精度の原点位置決め操作間の差異は、前記サーボモー
タに対する減速操作後の停止指令印加時期の違いだけで
あり、該時期差は前記原点リミットスイッチの動作信号
と前記ロータリーエンコーダの出力するＺ信号とにより
前記位置決め装置内のシーケンス回路において規定され
るものであり、従って前記の如き時期差を有する前記精
粗両操作何れかの選択切替え操作も前記負荷の特性に応
じた手動選択信号を入力とする前記シーケンス回路にお
けるシーケンス処理により容易に行い得るものとなる。[Operation] The difference between the above-mentioned fine and coarse precision origin positioning operations in the positioning device of the present invention is only the difference in the timing of applying the stop command to the servo motor after the deceleration operation, and the timing difference is the origin point limit. The operation signal of the switch and the Z signal output from the rotary encoder are defined in the sequence circuit in the positioning device, and therefore, the selection switching operation between the fine and coarse operations having the above-mentioned timing difference is also possible. This can be easily carried out by sequence processing in the sequence circuit which inputs a manual selection signal according to the characteristics of the load.

【０００７】[0007]

【実施例】以下本発明の実施例を図面に従って説明する
。図１は位置決め装置のフローチャート、図２は前記位
置決め制御における粗操作時の動作タイムチャート、図
４は前記位置決め装置のブロック回路図である。なお図
５は位置決め駆動系の一般的構成図として前記各実施例
に対しても適用される。先ず図２に関し前記図３記載の
従来方式時の動作タイムチャートとの対比において説明
する。該両図において、サーボモータ１０の駆動制御に
関し、原点復帰指令信号Ｓｏｒの印加から原点リミット
スイッチ（ＬＳ）１３の動作信号ＳｏａのＯＦＦ→ＯＮ
変化時の減速開始までは全く同様に進行するが、図２の
場合には続いて発生する前記信号ＳｏａのＯＮ→ＯＦＦ
変化時に停止制御され、該停止制御に関しロータリーエ
ンコーダ１４のＺ信号Ｓｚは使用されない。従って図２
の場合のサーボモータ停止位置は、図３の場合に比し、
該図３の信号ＳｏａＯＦＦ時から信号Ｓｚ発生時までの
期間における図示低速での移行距離だけ手前の位置とな
り、該両停止位置間偏差だけ図２の場合は図３の場合に
比し粗なる位置決め制御となる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart of the positioning device, FIG. 2 is an operation time chart during rough operation in the positioning control, and FIG. 4 is a block circuit diagram of the positioning device. Note that FIG. 5 is a general configuration diagram of the positioning drive system and is also applied to each of the above embodiments. First, FIG. 2 will be explained in comparison with the operation time chart for the conventional system shown in FIG. 3. In both figures, regarding the drive control of the servo motor 10, the operation signal Soa of the origin limit switch (LS) 13 is turned from OFF to ON from the application of the origin return command signal Sor.
The process proceeds in exactly the same way until the start of deceleration at the time of change, but in the case of FIG.
Stop control is performed at the time of change, and the Z signal Sz of the rotary encoder 14 is not used for this stop control. Therefore, Figure 2
The servo motor stop position in the case of , compared to the case of Fig. 3, is
In the period from when the signal SoaOFF to when the signal Sz is generated in FIG. 3, the position is closer by the transition distance at the low speed shown in the diagram, and the positioning in the case of FIG. 2 is rougher than in the case of FIG. 3 by the deviation between the two stop positions. Becomes control.

【０００８】次に図１は、図２と図３とに示す前記精粗
両位置決め制御を切替操作により何れも適用可能となす
本発明の位置決め装置のフローチャートを示すものであ
り、図示の如く信号Ｓｏｒ印加による原点復帰スタート
からステップ４での原点ＬＳ，従って信号ＳｏａのＯＦ
Ｆ状態の判定動作までは共通の経路をたどり、ステップ
５以降は前記図２と図３とに示す制御内容に従って制御
経路が２経路に分離してサーボモータの停止ステップ７
に至る。なおステップ５に示すパラメータの１は前記図
２に示す粗の位置決め制御選択状態を示す。Next, FIG. 1 shows a flowchart of a positioning apparatus according to the present invention which can apply both the fine and coarse positioning controls shown in FIGS. 2 and 3 by switching operations. From the start of return to the origin by applying Sor, the origin LS in step 4, and therefore the OF of the signal Soa
A common path is followed until the F state determination operation, and from step 5 onwards, the control path is separated into two paths according to the control details shown in FIGS. 2 and 3, and the servo motor stops step 7.
leading to. Note that the parameter 1 shown in step 5 indicates the coarse positioning control selection state shown in FIG. 2 above.

【０００９】更に図４のブロック回路図において、１は
前記精粗制御状態の選択を含めた諸設定を行う設定器、
２は諸状態の表示器、３は演算制御回路、４は記憶回路
、５はサーボアンプ制御回路、６は諸信号の送受信回路
、７は共通バス、１５はサーボアンプ、１６は前記各要
素１〜７を総合した位置決め制御装置である。Furthermore, in the block circuit diagram of FIG. 4, reference numeral 1 denotes a setting device for making various settings including selection of the fine/coarse control state;
2 is a display for various states, 3 is an arithmetic control circuit, 4 is a memory circuit, 5 is a servo amplifier control circuit, 6 is a transmission/reception circuit for various signals, 7 is a common bus, 15 is a servo amplifier, 16 is each of the above elements 1 This is a positioning control device that integrates 7 to 7.

【００１０】0010

【発明の効果】本発明によれば、機械的負荷の位置決め
サーボ系における位置決め装置において、その原点復帰
制御に関連し、原点復帰指令に従い移動中の前記負荷の
到達により原点リミットスイッチが動作すると共にサー
ボモータの減速を行い、続いて前記負荷の通過により前
記リミットスイッチが不動作となるとそれ以後、直ちに
前記サーボモータの停止を行う機能と、前記の如きリミ
ットスイッチの不動作状態下で前記サーボモータに連動
するロータリーエンコーダがＺ信号を発すると共に前記
サーボモータの停止を行う機能とを与え、且つ該両機能
の手動選択を行う機能切替手段を設けることにより、前
記サーボ系に求められる原点復帰精度の程度と復帰動作
所要時間とに応じて、該所要時間は長くなるが高精度の
場合と該所要時間は短いが粗い精度になる場合とを任意
に選択可能となり、前記サーボ系の性格に応じた効率的
な運転を行うことができる。According to the present invention, in a positioning device in a positioning servo system for a mechanical load, in connection with the home return control, the home limit switch is activated by the arrival of the load that is moving in accordance with the home return command. A function that decelerates the servo motor and then immediately stops the servo motor when the limit switch becomes inoperable due to the passage of the load; A rotary encoder interlocked with the servo motor emits a Z signal and a function to stop the servo motor, and by providing a function switching means for manually selecting both functions, it is possible to achieve the home return accuracy required of the servo system. Depending on the degree of return operation and the time required for the return operation, it is possible to arbitrarily select between a case where the required time is long but high accuracy and a case where the required time is short but coarse accuracy is achieved, depending on the characteristics of the servo system. Able to drive efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図１】位置決め装置のフローチャート[Figure 1] Flowchart of positioning device

【図２】位置決
め動作タイムチャート（粗操作）[Figure 2] Positioning operation time chart (rough operation)

【図３】位置決め動作
タイムチャート（精操作）[Figure 3] Positioning operation time chart (precision operation)

【図４】位置決め装置ブロッ
ク回路図[Figure 4] Positioning device block circuit diagram

【図５】位置決め駆動系構成図[Figure 5] Positioning drive system configuration diagram

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１　　　　設定器 ２　　　　表示器 ３　　　　演算制御回路 ４　　　　記憶回路 ５　　　　サーボアンプ制御回路 ６　　　　送受信回路 ７　　　　共通バス １０　　　　サーボモータ １１　　　　位置決め対象（機械的負荷）１２　　　　
ボールネジ １３　　　　原点リミットスイッチ（ＬＳ）１４　　　
　ロータリーエンコーダ １５　　　　サーボアンプ １６　　　　位置決め制御装置1 Setting device 2 Display 3 Arithmetic control circuit 4 Memory circuit 5 Servo amplifier control circuit 6 Transmission/reception circuit 7 Common bus 10 Servo motor 11 Positioning target (mechanical load) 12
Ball screw 13 Origin limit switch (LS) 14
Rotary encoder 15 Servo amplifier 16 Positioning control device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】位置決め対象となる機械的負荷を駆動する
サーボモータと、該サーボモータに結合されたロータリ
ーエンコーダと、前記負荷の移行経路上その移動原点近
辺に設けられた原点リミットスイッチ等とから成る前記
負荷の駆動系に対し、前記サーボモータをサーボアンプ
を介して駆動制御する位置決め装置であって、前記負荷
の前記移動原点への復帰制御に関し、原点復帰指令に従
い移動中の前記負荷の到達により前記リミットスイッチ
が動作すると共に前記サーボモータの減速を行い、続い
て前記負荷の通過により前記リミットスイッチが不動作
となるとそれ以後、直ちに前記サーボモータの停止を行
う機能と、前記の如きリミットスイッチの不動作状態下
で前記エンコーダがＺ信号を発すると共に前記サーボモ
ータの停止を行う機能とを有し、且つ該両機能の手動選
択を行う機能切替手段を設けたことを特徴とする位置決
め装置。[Claim 1] A servo motor that drives a mechanical load to be positioned, a rotary encoder coupled to the servo motor, and an origin limit switch, etc. provided on the transfer path of the load near its movement origin. A positioning device that controls drive of the servo motor via a servo amplifier for the drive system of the load, the positioning device is configured to control the return of the load to the movement origin, and to control the load when the load reaches the origin during movement according to a return-to-origin command. When the limit switch operates, the servo motor is decelerated, and when the limit switch becomes inoperable due to the passage of the load, the servo motor is immediately stopped. A positioning device characterized in that the encoder has a function of emitting a Z signal and stopping the servo motor under a non-operating state, and is provided with a function switching means for manually selecting both functions.