JPH05307819A

JPH05307819A - ライブラリ装置

Info

Publication number: JPH05307819A
Application number: JP4109926A
Authority: JP
Inventors: Hideyasu Watanabe; 秀康渡辺
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-04-28
Filing date: 1992-04-28
Publication date: 1993-11-19

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は特にセルドラムを用いたライブラリ
装置に関し、セルドラムの慣性モーメントが正確に分か
らない場合の目標位置に到達する時間を短くでき、セル
ドラムに振動が生ずることを防ぐことができることを目
的とする。【構成】減速用トルク設定手段１は、減速用トルクの
値を設定する。回転手段制御部２は、減速用トルク設定
手段１が設定する減速用トルクの値に応じて、回転手段
３を制御し、回転手段３がセルドラム４を回転させる。
回転速度計５は、回転手段３の回転速度に対応した信号
を発生する。速度誤差算出手段６は、回転速度計５の出
力信号から、回転手段３の減速時における基準速度と回
転手段３の回転速度との差を算出する。補正トルク算出
手段７は、速度誤差算出手段６の出力データから補正す
べきトルクの値を算出して、回転手段制御部２に補正す
べきトルクの値を入力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はライブラリ装置に係り、
特にセルドラムを用いたライブラリ装置に関する。

【０００２】一般にコンピュータの周辺機器としてライ
ブラリ装置が知られている。このライブラリ装置は、コ
ンピュータの外部記憶装置としてデータを記録しておく
媒体（磁気テープ等）をカートリッジ化して装置内に収
納し、必要に応じて所定のカートリッジを搬送機構を用
いて取り出してデータの記録再生処理を行う構成であ
る。セルドラムを用いたライブラリ装置においては、セ
ルドラムに数多くの収納棚が有り、この棚にカートリッ
ジを収納している。カートリッジの出し入れ等の際、セ
ルドラムを回転させて目標位置に止める位置制御を行
う。

【０００３】このセルドラムの位置制御の際に、セルド
ラムを目標位置に、より早く、振動せずに移動できるこ
とが必要とされている。

【０００４】

【従来の技術】従来のライブラリ装置の一例を、回転手
段にモータを用いる装置を例に説明する。セルドラムを
回転させるモータの発生トルクＴ_Mは、Ｔ_M＝（Ｊ・α
ω）／Ｇ＋Ｔ_C＝Ｋ_T・Ｉで表せる。ここで、Ｊは慣性
モーメント、αωは角加速度、Ｇはギア比Ｔ_Cは摩擦
トルク、Ｋ_Tはトルク定数、Ｉはモータ電流を示す。上
記の関係式から、一般的に、モータにより物体を回転運
動させ、ある目標位置に停止させるという位置制御の場
合、その物体の慣性モーメントＪ、及び機構部の摩擦の
値を把握する必要がある。

【０００５】セルドラムを用いた装置では、加速時、減
速時には、慣性モーメントＪと摩擦に応じた駆動電流、
定速時には摩擦に応じた駆動電流をモータに流してモー
タのトルク制御を行っている。即ち、マサツ、慣性モー
メントＪによる動的トルクを上回るように、必要なトル
クを与えている。

【０００６】セルドラムを用いたライブラリ装置では、
例えば、カートリッジの数を管理してカートリッジの収
納数量に応じたセルドラムの重量から慣性モーメントＪ
を算出する等の方法で、慣性モーメントＪを算出してい
る。従来のセルドラムを用いたライブラリ装置では、セ
ルドラムをある目標位置に停止させるときには、減速時
にこの算出した慣性モーメントＪと摩擦に応じた一定の
減速電流をモータに流してモータのトルク制御をしてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、セルドラム
を用いたライブラリ装置ではカートリッジの重量に幅が
あり、慣性モーメントを正確に算出できない場合があ
る。例えば、カートリッジ磁気テープライブラリ装置に
おいては、カートリッジの形式（長時間タイプ、短時間
タイプ）で重量に差が有り、カートリッジの数を管理し
ても正確な慣性モーメントを算出できないことがある。

【０００８】従来のセルドラムを用いたライブラリ装置
では、このように算出したセルドラムの慣性モーメント
が正確でない場合、減速時に、慣性モーメントの不正確
な算出値を基に、一定の減速電流をモータに流してモー
タのトルク制御をするため、目標位置を行き過ぎたり、
目標の手前で止まったりして、目標位置に到達するのに
時間がかかり、また、目標位置に停止するまで、この目
標位置を中心としてセルドラムが振動したりするという
問題があった。

【０００９】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、セルドラムの慣性モーメントが正確に分からない場
合の目標位置に到達する時間を短くすることができ、目
標位置を中心としてセルドラムに振動が生じることを防
ぐことができるライブラリ装置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】図１は本発明のライブラ
リ装置の原理構成図を示す。同図中、減速用トルク設定
手段１は、減速用トルクの値を設定する。回転手段制御
部２は、減速用トルク設定手段１が設定する減速用トル
クの値に応じて、回転手段３を制御し、回転手段３がセ
ルドラム４を回転させる。

【００１１】回転速度計５は、回転手段３の回転速度に
対応した信号を発生する。速度誤差算出手段６は、回転
速度計５の出力信号から、回転手段３の減速時における
基準速度と回転手段３の回転速度との差を算出する。補
正トルク算出手段７は、速度誤差算出手段６の出力デー
タから補正すべきトルクの値を算出して、回転手段制御
部２に補正すべきトルクの値を入力する。

【００１２】

【作用】本発明では、回転手段３の減速時に、回転手段
３の回転速度が基準速度に一致するように、回転手段３
のトルクを補正するため、ほぼ、所定の基準速度で減速
ができる。

【００１３】

【実施例】図２は本発明の一実施例であるカートリッジ
磁気テープライブラリ装置の外観図を示す。同図（Ａ）
は正面側から見た外観図、（Ｂ）は背面側から見た外観
図を示す。また、図３は本発明の一実施例であるカート
リッジ磁気テープライブラリ装置の断面図を示す。同図
（Ａ）は正面側から見た断面図、同図（Ｂ）は上面から
見た断面図を示す。図２、図３において、図１と同一構
成部には同一符号を付す。

【００１４】図２（Ａ）において、３１はカートリッジ
投入部、３２はカートリッジ排出部、３３は操作パネル
を示す。図２（Ｂ）において、４はセルドラム、３５は
カートリッジ直接投入排出扉、３４はカートリッジ直接
投入排出用操作パネルを示す。

【００１５】図３において、３６はアクセッサで、アク
セスステーション３０のカートリッジ投入部３１、カー
トリッジ排出部３２と、セルドラム４の棚と、磁気テー
プドライブ装置３７の間でカートリッジ１４を移動させ
る。３７は磁気テープドライブ装置で、アクセッサ３６
により装着されたカートリッジ磁気テープの読み書きを
行う。３８はアクセッサ３７、アクセスステーション３
０、セルドラム４を制御するロボット制御部である。３
９は、外部から本装置を制御するための制御装置であ
る。

【００１６】作業者がカートリッジ１４をカートリッジ
投入部３１に投入して、操作パネル３３で指示すると、
カートリッジ１４はアクセッサ３６により、セルドラム
４の所定の棚に格納される。また、操作パネル３３で指
示することで、希望するカートリッジ１４を、アクセッ
サ３６により、格納されているセルドラム４の棚から、
カートリッジ排出部３２へ排出させることができる。

【００１７】また、一度に大量のカートリッジ１４を投
入、或いは排出する場合は、装置背面のカートリッジ直
接投入排出用操作パネル３４を操作し、カートリッジ直
接投入排出扉３５を開いて、１列３５巻の投入、排出を
行うことができる。

【００１８】本装置は、制御装置３９を介して外部から
受けた指令により、セルドラム４に格納されているカー
トリッジ１４のうち、指定のものを、磁気テープドライ
ブ装置３７に装着する。指定のカートリッジ１４が磁気
テープドライブ装置に装着された後、外部の指令によっ
てカートリッジ１４の読み書きが行われる。

【００１９】図４は本発明の一実施例の説明図を示す。
同図中、図１、図２、及び図３と同一構成部分には同一
符号を付す。４はセルドラムでカートリッジ１４を収納
する棚が円周方向に９列、各列には３５段で、合計３１
５巻分有る。３は回転手段であるモータで、ギア１７を
介してセルドラム４を回転させる。ギア１７のギア比は
約１５０：１である。５は回転速度計である５００スリ
ットの２相タコメータで、フォトセンサとスリットの組
み合わせで構成される。タコメータ５のスリットを有す
る円盤は、モータ３の軸に直結されており、モータ３の
１回転につき、５００個のタコメータパルスを出力す
る。

【００２０】１１は制御回路で、回転手段制御部２、速
度誤差算出手段６、補正トルク算出手段７、及び減速用
トルク設定手段１を具備する。制御回路１１はタコメー
タ５の出力するタコメータパルスからモータ３の速度を
検出し、モータ３の速度を制御する。また、タコメータ
パルスを用いてセルドラム４の移動距離を検出して、モ
ータ３の回転制御によりセルドラム４の位置制御を行
う。

【００２１】また、１５はセルポジションスリットで、
フォトセンサ１６によりセルドラム４がアクセッサ３６
がアクセスできる位置にあるかどうかを判定するための
ものである。

【００２２】図５は制御回路１１のハードウェア構成図
を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付
す。回転制御手段２は、中央処理装置（ＣＰＵ）２１、
Ｄ／Ａコンバータ２２、アンプ２３、スイッチング回路
２４、及びパワーアンプ２５から構成される。ＣＰＵ２
１は、パワーアンプ２５よりモータ３に供給する電流に
相当するデジタルデータを出力する。Ｄ／Ａコンバータ
２２は、ＣＰＵ２１が出力するデジタルデータをアナロ
グ信号に変換する。アンプ２３は、Ｄ／Ａコンバータ２
２の出力信号を増幅して出力する。

【００２３】スイッチング回路２４はパワーアンプ２５
の消費電力を低減するため、アンプ２３の出力信号に応
じてパワーアンプ２５をスイッチングしている。パワー
アンプ２５はスイッチング回路２４によりスイッチング
され、ＣＰＵ２１の出力するデジタルデータに対応する
電流をモータ３に供給する。

【００２４】回転速度計であるタコメータ５は、９０°
位相の異なる２相タコメータで、それぞれ、モータ３の
１回転につき５００個のパルスを出力する。この２相タ
コメータ５により、モータ３の回転方向を検出できる。
２７はタコパルス周期測定タイマで、タコメータ５が出
力するタコメータパルスの周期を測定する。２６はタコ
パルスカウンタで、タコメータ５が出力するタコメータ
パルスから、１／４周期のクウォータ・タコパルス（以
下ＱＴＰと記す）を生成し、このＱＴＰをカウントす
る。

【００２５】以下に、本実施例におけるセルドラム４の
制御方法について説明する。セルドラム４はモータ３に
より、約１５０：１のギア１７を介して駆動される。セ
ルドラム４を移動して位置制御を行う場合は、ＣＰＵ２
１は、タコパルスカウンタ２６にセルドラム４の移動距
離に応じた残留ＱＴＰ数を設定し、設定した残留ＱＴＰ
数がＱＴＰによる減算で０になるように、モータ３を駆
動する。

【００２６】モータ３の速度制御は、ＣＰＵ２１が、タ
コパルス周期測定タイマ２７が測定したタコパルスの周
期からモータ３の回転速度を測定し、所定の回転速度に
なるようにモータ電流のデータを出力して、モータ３の
電流を調整することで行う。

【００２７】図６はモータ３の制御のようすを示す。同
図（Ａ）は、セルドラム４を移動して位置制御を行う場
合の、モータ３の時間に対する回転速度のようすを示
す。また、同図（Ｂ）は、この際のモータ３の電流を示
している。同図に示すように、セルドラム４を静止した
状態から定常速度まで加速する場合は、モータ３の回転
速度が所定の値に達するまで、モータ３に慣性モーメン
トＪと摩擦に応じた所定の電流を流し加速する。次に、
モータ３の回転速度が所定の値に達した後は、摩擦に応
じた電流を流す。

【００２８】セルドラム４を所定の位置に止めるために
モータ３を減速する場合は、セルドラムの重量に対応し
た慣性モーメントＪと摩擦に応じた、所定の減速電流Ｉ
_D0を流す。従来のライブラリ装置では、減速電流Ｉ_D0を
一定の値として減速を行っていた。算出した慣性モーメ
ントが正確であれば、減速電流Ｉ_D0を一定の値として
も、減速は、図６（Ａ）の実線のように所定の基準速度
で行われる。

【００２９】図７は本実施例のＣＰＵ２１が実行する減
速ルーチンのフローチャートを示す。セルドラム４を所
定の位置に止めるときの、モータ３の減速制御は、この
減速ルーチンが行う。以下に減速ルーチンについて説明
する。減速ルーチンでは、図６に示すように減速予定時
間ｔ_s（５００ｍｓ）を等分した一定時間間隔（本実施
例では１０等分した５０ｍｓ）でモータ３の回転速度を
測定して、モータ３の回転速度が、各測定時刻ｔ_k（こ
の例では、ｋ＝１〜１０）における基準速度ｖ _rkに一致
するように、モータ３の減速電流を調整する。

【００３０】同図において、減速用トルク設定手段１
は、ステップ１０１である。また、速度誤差算出手段６
は、ステップ１０４、ステップ１０５、及びステップ１
０６からなる。また、補正トルク算出手段７は、ステッ
プ１０７である。

【００３１】セルドラム４を移動して位置制御を行う場
合、タコパルスカウンタ２６に設定されたセルドラム４
の移動距離に応じた残留ＱＴＰ数が、ＱＴＰによる減算
で所定の値、例えば５０００に達したならば、減速ルー
チンをスタートさせて、モータ３の減速を開始する。

【００３２】先ず、ステップ１０１では、開始時におけ
る慣性モーメントＪと摩擦に応じた減速電流Ｉ_D0を求め
る。次に、ステップ１０２では、回転手段制御部２が、
モータ３に減速電流Ｉ_D0を流す。ステップ１０３では、
モータ３が速度０となった後で逆回転を始めたかどうか
を判断する。モータ３が逆回転を始めたときは、このル
ーチンを終了し、逆回転を始めていないときは、ステッ
プ１０４へ進む。

【００３３】ステップ１０４、ステップ１０５、及びス
テップ１０６からなる速度誤差算出手段６では、タコメ
ータパルスの周期を測定して、減速予定時間ｔ_sの各測
定時刻ｔ_kにおける基準速度ｖ_rkと実際のモータ３の回
転速度との速度誤差に対応する、各測定時刻ｔ_kにおけ
る基準周期ｎ_rkとタコメータパルスの周期ｎ_kとの周期
誤差を算出している。

【００３４】ステップ１０４では、タコメータパルスの
周期を一定の時間間隔で測定するため、減速予定時間ｔ
_sを１０等分した５０ｍｓの時間間隔を作っている。次
に、ステップ１０５では、タコパルス周期測定タイマ２
７が測定した、時刻ｔ_kにおけるタコメータパルスの周
期ｎ_kを読み取る（この例では、ｋは１〜１０の整
数）。次に、ステップ１０６では、ステップ１０５で読
み取ったタコメータパルスの周期ｎ_kと、基準周期ｎ_rk
を比較して、その差ｎ_rk−ｎ_kの絶対値を、周期誤差Ｓ
ＶＥＲＲとして算出し、またｎ_rk−ｎ_kの符号を、ＳＶ
ＳＧＮとして求める。

【００３５】次に、ステップ１０７の補正トルク算出手
段７では、ステップ１０４〜ステップ１０６で算出した
周期誤差ＳＶＥＲＲに応じた減速補正電流Ｉ_D1を算出す
る。このことは、結果として、基準速度との速度誤差に
対応した減速補正電流Ｉ_D1の値を算出することとなる。

【００３６】本発明の発明者は、モータ３の減速時の回
転速度を基準速度に近づけるための、減速補正電流の最
適な値は、ＳＶＥＲＲ・Ｊ（Ｊは慣性モーメント）に符
号ＳＶＳＧＮを付けた値であることを確認しているの
で、本発明では、このことを利用している。ステップ１
０７では、ステップ１０６で算出した周期誤差ＳＶＥＲ
Ｒから、減速補正電流Ｉ_D1の絶対値をＳＶＥＲＲ・Ｊと
して求め、その符号ＳＶＳＧＮをこの値に付けた、減速
補正電流Ｉ_D1を算出する。

【００３７】モータ３の回転速度が基準速度より小さい
場合は、ｎ_rk−ｎ_k＜０で、Ｉ_D1は負の値となり、回転
速度を大きくする補正となる。また、モータ３の回転速
度が基準速度より大きい場合は、ｎ_rk−ｎ_k＞０で、Ｉ
_D1は正の値となり、回転速度を小さくする補正となる。

【００３８】次に、ステップ１０８では、回転手段制御
部２がモータ３に、補正されたＩ_D0＋Ｉ_D1の電流を流
す。減速電流がＩ_D0＋Ｉ_D1に補正されるため、モータ３
の回転速度は、時刻ｔ_kにおける基準速度ｖ_rkに近づく
ように補正される。

【００３９】次に、ステップ１０９では、モータ３が速
度０となった後に、回転方向が逆転したかどうかを判断
している。モータ３が速度０となった後に、回転方向が
逆転した場合には、このルーチンを終了する。モータ３
の回転方向が逆転していない場合には、ステップ１１０
に進む。次に、ステップ１１０では、タコメータパルス
の周期ｎ_kを規定の回数（この例では、１０回）測定し
たかどうかを判断している。規定回数測定を行っていな
い場合には、次の測定を行うために、ステップ１０３へ
進む。規定回数の測定を終了した場合には、このルーチ
ンを終了する。

【００４０】図６（Ａ）の減速時の減速状態を示す一点
鎖線は、減速時の減速電流の補正を行わない場合で、実
際の慣性モーメントＪが算出して求めていた値よりも小
さかった等により、減速時の速度が基準速度よりも小さ
くなった場合を示している。この場合、セルドラム４は
所定の位置よりも手前に止まることとなり、その後、位
置の補正が必要となる。このため、セルドラム４を所定
位置に止めるまでの時間が余計にかかり、また、目標位
置を中心としてセルドラム４に振動が生ずる場合があ
る。

【００４１】このようにモータ３の回転速度が基準速度
からずれる場合でも、本実施例の減速ルーチンでは、図
６（Ｂ）のＩ_D0＋Ｉ_D1の線のように減速電流を基準速度
との差に応じて補正するため、図６（Ａ）の実線のよう
に、ほぼ、所定の基準速度で減速が行える。このため、
セルドラム４が所定の位置の手前で止まったり、行き過
ぎたりすることを防ぐことができ、セルドラム４を所定
位置に止めるための余計な時間がかからず、また、目標
位置を中心としてセルドラム４に振動が生ずることもな
い。

【００４２】上記のように、本実施例によれば、減速時
にモータ３の回転速度が基準速度と一致するようにモー
タ３の減速電流を補正するため、セルドラム４の慣性モ
ーメントＪが正確に分からない場合の目標位置に到達す
る時間を短くすることができ、また、目標位置を中心と
してセルドラム４に振動が生じることを防ぐことができ
る。

【００４３】なお、減速ルーチンの減速予定時間ｔ_s、
モータ３の速度を測定する時間間隔、速度の測定回数
は、本実施例の値に限られず、実施例に応じた適切な値
とすることができる。

【００４４】また、本実施例では、速度を直接求めず、
タコメータパルスの周期から間接的に、基準速度との差
に対応する補正電流を求めているが、速度を直接求め
て、基準速度との差に対応する補正電流を求めることも
可能である。

【００４５】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、減速時
に、回転手段の回転速度が基準速度と一致するように回
転手段のトルクを補正するため、セルドラムの慣性モー
メントが正確に分からない場合の目標位置に到達する時
間を短くすることができ、また、目標位置を中心として
セルドラムに振動が生じることを防ぐことができる等の
特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の一実施例の外観図である。

【図３】本発明の一実施例の断面図である。

【図４】本発明の一実施例の説明図である。

【図５】制御回路のハードウェア構成図である。

【図６】モータの制御のようすを示す図である。

【図７】減速ルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

１減速用トルク設定手段２回転手段制御部３回転手段４セルドラム５回転速度計６速度誤差算出手段７補正トルク算出手段１１制御回路１３スリット１４カートリッジ１５スリット１６フォトセンサ１７ギア２１中央処理装置（ＣＰＵ）２２Ｄ／Ａコンバータ２３アンプ２４スイッチング回路２５パワーアンプ２６タコパルスカウンタ２７タコパルス周期測定タイマ３１カートリッジ投入部３２カートリッジ排出部３３操作パネル３４カートリッジ直接投入排出用操作パネル３５カートリッジ直接投入排出扉３６アクセッサ３７磁気テープドライブ装置３８ロボット制御部３９制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減速用トルク設定手段（１）が設定する
減速用トルクの値に応じて回転手段制御部（２）が回転
手段（３）を制御し、該回転手段（３）がセルドラム
（４）を回転させるライブラリ装置において、該回転手段（３）の回転速度に対応した信号を発生する
回転速度計（５）と、回転速度計（５）の出力信号から、該回転手段（３）の
減速時における基準速度と該回転手段（３）の回転速度
との差を算出する速度誤差算出手段（６）と、該速度誤差算出手段（６）の出力データから補正すべき
トルクの値を算出して、該回転手段制御部（２）に該補
正すべきトルクの値を入力する補正トルク算出手段
（７）とを有することを特徴とするライブラリ装置。
【請求項２】前記回転手段（３）は、モータであるこ
とを特徴とする請求項１記載のライブラリ装置。
【請求項３】前記回転速度計（５）は、前記回転手段
（３）の回転速度に対応して単位時間当たりのパルス数
が変化する信号を出力することを特徴とする請求項１又
は２記載のライブラリ装置。
【請求項４】前記速度誤差算出手段（６）は、前記回
転速度計（５）の出力信号から、前記回転手段（３）の
減速時における基準速度と該回転手段（３）の回転速度
との差を、所定の時間間隔で算出することを特徴とする
請求項１乃至３のいずれかに記載のライブラリ装置。