JPH04312372A - サーボモータ制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サーボモータを駆動し
て、Ｘ軸及びＹ軸を移動させながらＸＹテーブル上の位
置決めを行なう駆動モータシステムにおいて、サーボモ
ータの動作を制御するサーボモータ制御装置に関する。

【０００２】精密な位置決めが要求される作業は、例え
ば駆動モータシステムを用いてＸＹテーブル上のＸ軸及
びＹ軸を精巧に移動させながら行なうことができる。Ｘ
軸及びＹ軸の送り機構としては、例えばボールネジが用
いられる。ボールネジは、右回りあるいは左回りに回転
することによってボールネジの軸方向に移動するので、
ボールネジの回転をＸ軸あるいはＹ軸の直線的な移動に
置き換えることができる。

【０００３】Ｘ軸及びＹ軸による精密な位置決めを行な
うために、Ｘ軸及びＹ軸が移動した距離を検出する距離
検出部が設けられる。そして該距離検出部から出力され
るフィードバック信号を受けて、ボールネジを回転させ
るサーボモータの動作を制御するサーボモータ制御装置
が設けられ、Ｘ軸及びＹ軸による位置決めを補正する。

【０００４】

【従来の技術】図１は、従来の技術について説明する図
である。従来は、一般的に距離検出部にはロータリエン
コーダ１８が用いられた。ロータリエンコーダ１８は、
ボールネジなどの回転数を検出することにより、Ｘ軸あ
るいはＹ軸が移動した距離を算出し、これをフィードバ
ックパルスとしてサーボモータ制御装置１３に送出する
ものである。また、Ｘ軸あるいはＹ軸が移動すべき距離
を示す指令値を、サーボモータ制御装置１３に与えるも
のとしては、一例としてパソコン１７が用いられた。

【０００５】サーボモータ制御装置１３は、偏差カウン
タ１４とデジタル／アナログ変換器１５と電流制御器１
６とを具備してサーボモータ１９を駆動する。偏差カウ
ンタ１４は、サーボモータ１９の駆動によってＸ軸・Ｙ
軸が移動した距離を示すフィードバックパルスを減算パ
ルスとして、パソコン１７から送出される前記指令値か
ら該減算パルスを差し引いていくものであり、その結果
をたまりパルスとして出力する。たまりパルスは、デジ
タル／アナログ変換器１５によってサーボモータ１９を
駆動するための電流に変換され、この電流はサーボモー
タ１９が安定した駆動を行なう様に、電流制御器１６に
よって制御される。

【０００６】また、距離検出部にリニアスケールを用い
たものもあった。リニアスケールは、Ｘ軸及びＹ軸の位
置を検出して出力を行なうものである。この場合は、リ
ニアスケールからの出力信号をフィードバックパルスに
してサーボモータの制御を行なっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ロータリエンコーダを
距離検出部に装備する場合には、位置決め精度に限界が
あった。ロータリエンコーダによる位置決め精度は、ボ
ールネジなどの回転数を検出する分解能に左右される。 また、該分解能をいかに高くしても、ボールネジが機械
的動作をするためにとられる遊びに起因する誤差が生じ
る。さらに、作業環境が充分に整っていない状況下、例
えばＸＹテーブルが安定する様にテーブルの架台が充分
に厚くない状況下、動作環境温度が一定でない状況下で
は、目標とする位置決め精度が保証できないといった問
題点があった。

【０００８】一方、ロータリエンコーダによるこのよう
な位置決めに関する問題点を解消するためにリニアスケ
ールを距離検出部に装備する場合においても、ＸＹテー
ブルにそりや歪みなどがあるときや、偶発的にＸＹテー
ブルにかかる衝撃など過大な適用負荷慣性モーメントが
加えられたときには、ハンチング現象を引き起こしやす
いという問題点があった。図４は、ハンチング現象につ
いて説明する図である。この図において、軸２１をスケ
ール２０上“１００”の位置に移動する指令をサーボモ
ータ制御装置に与えていると仮定する。図４（ａ）は、
軸２１が“９９”の位置にある状態であり、図４（ｂ）
は、図４（ａ）の次の状態で、リニアスケールからのフ
ィードバック信号を受けたサーボモータ制御装置が軸２
１の位置がスケール２０上、より大きな値の位置になる
様にサーボモータを駆動した結果を示しているとする。 しかし、図４（ｂ）の軸２１は“１００”の位置にはな
く、“１０１”の位置にある。続いて、リニアスケール
はフィードバック信号を出力して軸２１の位置をサーボ
モータ制御装置に知らせるので、再びサーボモータ制御
装置はサーボモータを駆動する。そして、図４（ｂ）の
次の状態は、例えば図４（ａ）の状態になる。このよう
にして、図４（ａ）の状態と図４（ｂ）の状態を繰り返
して、位置決めの動作がいつまでも終了しないといった
ハンチング現象が起こる。そのため、リニアスケールに
よるフィードバック制御を行なう場合には、ＸＹテーブ
ルに必要以上の精度が要求されるという問題点があった
。

【０００９】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
、環境的に十分管理されていなくとも、高精度な位置決
めが行なえると共に、ハンチング現象の起こらない駆動
モータシステムを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
目的は、前記特許請求の範囲に記載した手段により達成
される。すなわち、本発明は、サーボモータを駆動して
、Ｘ軸及びＹ軸を移動させながらＸＹテーブル上の位置
決めを行なう駆動モータシステムにおいて、Ｘ軸及びＹ
軸が移動すべき距離を示す指令値を受けると共に、サー
ボモータの駆動によってＸ軸及びＹ軸が移動した距離を
示す信号を前記指令値から順次減算していくための減算
パルスとして受けて、Ｘ軸及びＹ軸が移動すべき残りの
距離を示すたまりパルスを出力する偏差カウンタと、該
たまりパルスに基づいて、サーボモータを駆動するため
の電流を出力するデジタル／アナログ変換器と、該電流
を制御する電流制御器とを擁するサーボモータ制御装置
であって、リニアスケール（６）から受けるフィードバ
ック信号をパルス信号に変換するパルス変換回路（２）
と、該パルス信号に変換したリニアスケール（６）から
のフィードバックパルスと、ロータリエンコーダ（５）
から受けるフィードバックパルスとを比較する比較回路
（３）と、前記ロータリエンコーダ（５）から受けるフ
ィードバックパルスに、前記比較回路（３）からの出力
を加算する加算回路（４）とを具備して、該加算回路（
４）からの出力パルスを前記指令値から順次減算してい
くための減算パルスとして前記偏差カウンタへ出力する
サーボモータ制御装置である。

【００１１】

【作用】本発明において、高密度の位置決めを実現する
ために、ロータリエンコーダとリニアスケールの両方を
距離検出部に装備する。そして、その両方の出力をフィ
ードバック信号として併用することによりサーボモータ
の駆動制御を行なう。

【００１２】リニアスケールを単独で距離検出部に装備
した場合では、ハンチング現象を引き起こしていたが、
本発明では、ロータリエンコーダからのフィードバック
信号を合わせて使用しているために、ハンチング現象が
起こる可能性は非常に低くなっている。以下本発明の作
用を、実施例に基づいて詳細に説明する。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の原理説明図である。距離検
出部にはロータリエンコーダ５とリニアスケール６の両
方を装備し、サーボモータ制御装置１は、ロータリエン
コーダ５とリニアスケール６の両者のフィードバック信
号を受けてサーボモータを制御する。リニアスケール６
からのフィードバック信号はパルス変換回路２によりパ
ルス化してロータリエンコーダ５からのフィードバック
パルスと共に比較回路３に入力するが、これは、サーボ
モータの回転中、常時行なう。

【００１４】比較回路３により比較結果は、ロータリエ
ンコーダ５からのフィードバックパルスに加算するが、
この機能を加算回路４に持たせる。そして、加算回路４
の出力を減算パルスとして偏差カウンタに送出する。従
来の技術の項目において説明した様に、偏差カウンタは
指令値から減算パルスを差し引いていくものであり、そ
の結果をたまりパルスとして出力する。たまりパルスは
、デジタル／アナログ変換器によって電流に変換され、
この電流は電流制御器によって制御される。

【００１５】図２は、本発明の実施例を示す図である。 図２で示す駆動モータシステムでは、ロータリエンコー
ダとリニアスケールを用いた併用制御を行なっている。 すなわち、サーボモータ制御装置７はロータリエンコー
ダのフィードバックとリニアスケールフィードバックユ
ニット１０が出力するリニアスケールのフィードバック
との両方を受けてサーボモータを駆動していく。そうす
ることによって、パソコン８からの指令値に応じたＸＹ
テーブル９のＸ軸１１及びＹ軸１２の位置決めを高精度
に行なうことが可能となる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
駆動モータシステムにおいてハンチング現象を起こさず
に高精度な位置決めを行なうことができるという利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の実施例を示す図である。

【図３】従来の技術について説明する図である。

【図４】ハンチング現像について説明する図である。

【符号の説明】

１　　　　サーボモータ制御装置 ２　　　　パルス変換回路 ３　　　　比較回路 ４　　　　加算回路 ５　　　　ロータリエンコーダ ６　　　　リニアスケール ７　　　　サーボモータ制御装置 ８　　　　パソコン ９　　　　ＸＹテーブル １０　　　　リニアスケールフィードバックユニット１
１　　　　Ｘ軸 １２　　　　Ｙ軸 １３　　　　サーボモータ制御装置 １４　　　　偏差カウンタ １５　　　　デジタル／アナログ変換器１６　　　　電
流制御器 １７　　　　パソコン １８　　　　ロータリエンコーダ １９　　　　サーボモータ ２０　　　　スケール ２１　　　　軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　サーボモータを駆動して、Ｘ軸及びＹ
   軸を移動させながらＸＹテーブル上の位置決めを行なう
   駆動モータシステムにおいて、Ｘ軸及びＹ軸が移動すべ
   き距離を示す指令値を受けると共に、サーボモータの駆
   動によってＸ軸及びＹ軸が移動した距離を示す信号を前
   記指令値から順次減算していくための減算パルスとして
   受けて、Ｘ軸及びＹ軸が移動すべき残りの距離を示すた
   まりパルスを出力する偏差カウンタと、該たまりパルス
   に基づいて、サーボモータを駆動するための電流を出力
   するデジタル／アナログ変換器と、該電流を制御する電
   流制御器とを擁するサーボモータ制御装置であって、リ
   ニアスケール（６）から受けるフィードバック信号をパ
   ルス信号に変換するパルス変換回路（２）と、該パルス
   信号に変換したリニアスケール（６）からのフィードバ
   ックパルスと、ロータリエンコーダ（５）から受けるフ
   ィードバックパルスとを比較する比較回路（３）と、前
   記ロータリエンコーダ（５）から受けるフィードバック
   パルスに、前記比較回路（３）からの出力を加算する加
   算回路（４）とを具備して、該加算回路（４）からの出
   力パルスを前記指令値から順次減算していくための減算
   パルスとして前記偏差カウンタへ出力することを特徴と
   するサーボモータ制御装置。