JPS6014110A - サ−ボ制御系の絶対位置検出方式 - Google Patents

サ−ボ制御系の絶対位置検出方式

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JPS6014110A
JPS6014110A JP12252783A JP12252783A JPS6014110A JP S6014110 A JPS6014110 A JP S6014110A JP 12252783 A JP12252783 A JP 12252783A JP 12252783 A JP12252783 A JP 12252783A JP S6014110 A JPS6014110 A JP S6014110A
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JP12252783A
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Kenichi Toyoda
豊田 賢一
Shinsuke Sakakibara
伸介 榊原
Takayuki Ito
孝幸 伊藤
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Fanuc Corp
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Fanuc Corp
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
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    • G05B19/23Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
    • GPHYSICS
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    • G05B2219/30Nc systems
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    • G05B2219/41036Position error in memory, lookup table for correction actual position
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    • G05B2219/41092References, calibration positions for correction of value position counter

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、サーボモータの絶対位置をアブソリュートエ
ンコーダで検出するものにおいてアブソリュートエンコ
ーダの偏差を補正して正確な絶対位1γtを検出しうる
サーボ制御系の絶対位置検出方式に関する。
(従来波り 工業用ロボット等の可動部を高精度に位置決めするのに
サーボモータが広く利用され、係るサーボモータは、サ
ーボ制御されている。
サーボ制御をするには、サーボモータ(即ち0■動部)
の位置を検出する必要がある。このため、サーボモータ
の軸にパルスコーダが設けられており、サーボモータの
所定角回転毎に位1aハルスを出力し、この位置パルス
をカウンタで計数することによりてサーボモータの位置
を検出する様にしている。このパルスの計数による位置
検出は原点から出発する場合には正確であるが、何等か
の原因で絶対位置を失った場合には、サーボモータの絶
対位1aを検出する必要がある。この絶対位Dotを検
出するためバルスコーダと一体に又は別にアブソリュー
トエンコーダがサーボモータの軸に設けられている。ア
ブソリュートエンコーダは第1図四に示す様に、円板1
06a上に4つのトラックT1゜T2.T3.T4が設
けられ、各トラックには回転角に応じた符号が出力され
る様にスリットが設けられている。円板106aはサー
ボモータの軸と同軸に設けられ、サーボモータの回転と
共に回転し、第1図CB+の如く、固定位置に設けられ
た発光素子106b。
受光素子106Cにより円板106aの各トラックのパ
ターンが光学的に読取られる。このアブソリュートエン
コーダは、円周の1/4を1/16(4ビツト)に分割
し、スリットの形状により各分割位置に対し異なる符号
を与えている。即ち、第2回置の如く円板106aの円
周の1/4は31〜all+の16分割され、各分割位
置はスリットによシ、例えばalは’ oooo ”、
”+01’l: ” 1101u、a8.は’JOO1
”の如く符号が与えられている。
(従来技術の問題点) 一方、円板106a上のスリットパターンはフォトエソ
アング等の化学的又は機械的に作製されるから、第2図
(Blの如く、スリットの端部と理想的な分割点との間
に一定量の偏差△aが生じることになる。
又、発光素子106b、受光素子106Cについても受
光窓が4つあり、それぞれの相対的検出位置がこのため
、理想的な分割点と円板106a上のスリットによる分
割点との間に偏差が生じ、正確な絶対位置検出ができな
いという欠点があった。
(発明の目的) 本発明の目的は、係るアブソリュートエンコーダの偏差
を補正して正確な絶対位置検出が可能なサーボ制御系の
絶対位置検出方式を提供するにある。
(発明の概要) 本発明では、アブソリュートエンコーダの所定分割点を
基準とした各分割点の理想位置と実際位置との偏差を検
出して予しめメモリに格納しておき、アブソリュートエ
ンコーダの検出出力を偏差で補正して絶対位置を得る様
にしている。
即ち、所定の分割点を基準として各分割点の理想位置を
演算するとともに、アブソリュートエンコーダからの検
出出力により分割点の実際の位1aを測定し、理想位置
と測定した位置との偏差をめ、偏差を以降の検出出力の
補正値として用いることによりアブソリュートエンコー
ダの誤差を補正する様にしている。
(実施例) 第3図は、本発明に係るサーボ制御を説明するだめの全
体ブロック図であり、NC(数−値制御)装置llによ
り工業用ロボット等の1作軸を位置制御する例のもので
ある。
第3図において、101は数値制御(NC)指令データ
が穿孔さ゛れている紙テープであり、加工のだめの位置
決め情報やM、’S、T機能情報等のNC指令データを
蓄積したもの、102は数値制御(NC)装置Ktであ
り、紙データ101から後述するデータリーダをしてN
Cデータを読取らせると共に、読取られたN Cデータ
を解読し、たとえばM、S。
T機能命令等であれば図示しない強電盤を介して機械側
へ送出し、又移動指令Z Cであれば後段のパルス分配
器に出力する。NC装股102は、制御プログラムに従
って演算処即を実行するグロ七ツサ102aと、所定の
制御プログラムを記憶するプログラムメモリ102bと
、データを記憶するデータメモリ102cと、操作のた
めの操作盤102dと、データリーダ/パンチャ102
eと、表示装置102fと、大川カポ−) 102gと
、現在位置カウンタ102bと、絶対位置検出回路10
2iと、これらを接続するアドレス・データバス102
j とで構成される。
103はパルス分配器であり、移動指令Zcに基いて公
知のパルス分配演算を実行して指令速度に応じた周波数
の分配パルスPsを発生するものである。104は分配
パルス列Psのパルス速度を該パルス列の発生時に直線
的に加速し、又該パルス列の終了時に直接的に減速して
パルス列Piを発生ずる公知の加減速回路、105は動
作軸を駆動するモータ、106はモータ105が所定量
回転する毎に1個のフィードバックパルスFPを発生し
、且つ絶対位置aiを検出するアブソリュートエンコー
ダ、107は誤差演算記憶部であり、たとえば+tJ逆
カウンタにより構成され、加減速回路104から発生し
た入力ハルスPiO数とフィードバックパルスFPO差
Erを記憶する。尚、この誤差演算記憶部107は図示
の如(PiとFPの差Erを演算する演算回路107a
と1行を記憶する誤差レジスタ107bとで構成しても
よい。即ち、誤差演算記憶部107はモータ105が正
方向に回転する様指令され、それに従って回転している
ものとすれは、入力パルスPiが発生する毎に該パルス
Piをカウントアツプし、又フィードバックパルスFP
が発生する毎にその内容をカウントダウンし、入カパル
ス数とフィードバックパルス数の差Erを誤差レジスタ
107I)に記憶する。108は誤差レジスタ107b
の内容に比例した°アナリグ屯圧を発生ずるデジタルア
ナログ(D A )変換器、109は速度制御回路であ
る。尚・107.108でモータの位置制御回路を構成
する。
次に・第5図実施例411成の動作について説明する。
先ず、加工に先立ち、紙チーブ101のNCデータをチ
ーブリーダパンチャ102eが読取り、バス102」を
介しデータメモリ102c IfC紙テープ101のN
Cデータを格納する。つぎに操作盤102dのfψ作に
よりスタート指令がバス102jを介してプロセッサ1
02aに入力されると、プロセッサ102aはプログラ
ムメモリ102bの加工制御グミグラムを順次読出し、
実行する。即ち、データメモリ102CのNCデータを
読出すとともに、必要なパラメータ(N Cハラメータ
、送り込み速度、加工電圧等)を読出し、図示しないテ
ーブルX、Y方向に移動させるためのX軸移動指令Xc
、Y軸移動指令Ycを作成し、図示しない入出力ポート
を介しデーゾル駆前部へ送り、テーブルを位置決めする
。尚、第3図において図示していないが入出カポ〜) 
102gからサーボモータ105までのルートに存在す
る構成がY軸、Y軸にも設けられている。更に同様に2
軸移動指令Z Cを作成し、又、M、S、T機能命令な
図示しない入出力ポートを介し機械側に送り出す。この
移動指令Zcはバス102Jを介して入出力ポート10
2gに出力される。さて、入出カポ−)102gから移
動指令パルス分配器103に与えられると、パルス分配
器105は移動指令ZclC基いてパルス分配演算を実
行して分配パルスP sを出力する。加減速回路104
はこの分配パルスPsを入力され、そのパルス速度を加
減速して指令パルス列Piを誤差演算部107に入力す
る。これにより誤差レジスタ107bの内容は零でなく
なるから、DA変換器108から電圧が出力され、速度
制御回路109によりモータ105が駆動され、動作軸
が駆動される。モータ105が所定坩回転すればパルス
分配器106からフィードバックパルスF#EQ生し誤
差演算記憶部107に入力され、誤差レジスタ107b
にtri tW 令パルスPiの数とフィードバックパ
ルスF I)の数との差Erが記憶されることになる。
そして、以後誤差E、rが零となるようにモータ105
がザーボ制御され、動作軸は目標位置に駆動される。
この様に、ザーボ位置決めにおいては、パルヌフーダ1
06からのフィードバックパルスFPを計数して現在位
Iffをカウンタ102hで把握し、しかも位IW制御
に利用している。
一方、カウンタ102hの現在位置が、サーボモータ1
05の実際の現在位置と相違する場合には、アブソリュ
ートパルスコーダ106からの検出絶対位置aiを利用
して絶対位置(実現在位置)を得る必要がある。
第4図は第3図構成の絶対位置検出回路1021の詳細
ブロック図であり、図中、EDCはエツジ検出回路であ
り、アブソリュートパルスコーダ106からの出力符号
aiの変化点、即ち分割点を検出するもの、1%EGは
レジスタであり、出力府号旧をエツジ検出回路EDCの
検出出力EDSに応じ記憶するものである。SWはスイ
ッチであり、I)CCは符号判別回路であり、レジスタ
FLEGに格納された検出符号が81であることを検出
するもの、AI、U 1は分割点演算回路であり、符号
判別回路DCCの検出に応じ、alのエツジを基準とし
て理想分割位置ai。
を演算するもの、CUTはカウンタであり、サーボモー
タ105へ与えられる送りパルスPLSを計数するもの
、ALU2は偏差演算回路であり、カウンタCUTの値
と分割点演算回路ALU 1の出力から偏差Δaiを演
算するものである。符号判別回路DCC。
カウンタCUT、演算回路ALU1 、ALU2により
て偏差検出回路を構成する。
次に、第4図構成の動作を第2図を用いて説明する。
・ 先づ、スイッチSWを符号判別回路DCC側に接続
する。次にNClO2のプロセッサ102aは、バス1
02j入出カポ−) 102gを介しパルス分配器10
3に1パルス送り指令を与え、前述と同様にサーボモー
タ105を1パルス送りする。この様にしてサーボモー
タ105が回転すると、パルヌコーダ106から検出符
号atが出力され、検出回路1021に入力される。検
出符号aiの名エツジ(分割点)はエツジ横11へ回路
Ef)Cで検出され、検出符号aiはレジスタ比EC)
に格納され、さらに符号判別回路DCCに与えられる。
この様にしてサーボモータ105が回転し続け、符号出
力aiがal に変化すると、符号判別回路DCCは、
これを判別し、送りパルスPLSを計数するカウンタC
(JTをリセットする。
これとともに分割点検出回路ALUIにより各分割位置
旧(+−2〜16)の分割点の理想エツジ位置aio(
i=2〜16)を演算させる。即ち、aHのエツジを基
準位置としている。
これとともに、サーボモータ105は1パルス送りされ
、カウンタCUTはalのエツジ検出時からこの送りパ
ルスPL8を計数する。
この様にし°C1サーボモータ105が回転すると、パ
ルスコーダ106の検出符号はalからalに変化する
。この変化に応じ、エツジ検出回路EDCは検出出力を
発し、演算回路ALU2を起動する。演算量1ALU2
はこの時のカウンタCU’I’のit & 値c a 
1(Ca、 )を読出し、偏差Δaiを次式よりめる。
Δa 1=ca i −a io (υこの様にして、
検出符号a2からal、alからa4゜・・・al5か
らal6の変化に応じ、(1)式を演算し・各Δai(
i二2〜16)をめる。
この偏差Δaiは、バス102」を介してデータメモリ
102Cに格納される。
この様にして、予しめアブソリュートエンコーダ106
の偏差Δaiをめ、データメモリ102Cに格納してお
く。
次に実際の絶対位置検出に際しては、スイッチSWは図
のF側に接続され、レジスタFjEGはバス102Jに
接続される。ぞしてグミセッサ102aは甘−ボモータ
105をDiJ述の如く1パルス送りして、エツジ検出
111号JiD8の発生し76時のレジスタ比EGの検
出符号aiを読取り、次に+iiJ述の偏差Δaiと次
式の加鋒を行う。
A−旧」−Δa i (2) この加算&’j果Aをカウンタ10211に現在位[a
としてセット4−る。
+4+1 l′)、本発明でケ、l:amのエツジを基
、(flとしてスリットによる各aiのエツジまでの距
隔をカウンタCtJ ’I”で計放し、これと理虹(位
置との差をUni差としてめでいる。ぞして以降偏差に
よって検出されたね号をi11正するものである。
尚、上述の偏差検出回路1)CC、AJJLJ 1. 
AI、U2 。
cu’rをグミセッサ102aのグログラムによって行
なうこともできる。
(発明の効果) 以ト説明した様に、本発明によれは、アブソリ分割点の
理想位置と各分割点の実際位置との偏差を検出して予じ
めメモリに格納し、アブソリュートエンコーダの検出出
力を偏差で補正して絶対位置を得ているので、アブソリ
ュートエンコ−タに誤差があってもこれを補正すること
ができるという効果を奏し、位置検出精度が大+1Jに
向上する。
又、アブソリュートエンコーダの出力にエリ偏差を得て
いるから、特別に測に装置iltを設番プることなく、
単に回路の付加のみて容易に実現できるという効果も秦
する。又、アブソリュートエンコーダの誤差にバラツキ
があっでも検出vcf度はJり一化できるという効果も
葵する。
尚、本発明を一実施例により説明したが、本発明の主旨
の範囲内で種々の変化が用能であり、これらを本発明の
範囲から排除弓−るものではない。
【図面の簡単な説明】
嬉1図は本発明に用いられるアブソリュートエンコーダ
の47a成図、第2図はアブソリュートエンコーダの誤
差説明図、第3図は本発明の−実施l/ll成図である
。 図中、102・・・N C)l々IFC、102、、・
・・プロセッサ、102c11.データメモIJ、10
2h−・現在位11ブカウンク、102I・・・絶対位
ttt 4;D出回路、105・・・ザーボモータ、1
06・・・アブソリュートパルスコーダ。 特d′[出j:iji人 ファナック株式会社代理人弁
理士 辻 貫 外1名 扇 7 図 (A) (B)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. サーボモータをサーボ制御するサーボ制御系の絶対位1
    uをアブソリュートエンコーダにより検出するサーボ)
    υυ御系の絶対位置検出方式において、前記アブソリュ
    ートエンコーダの所定分割点を基準とした各分割点の理
    想位置と各分割点の実際の位1rtとの偏差を検出して
    予じめメモリに格納し、前記アブソリュートエンコーダ
    の検出出力を前記偏差で補正して絶対位置を得ることを
    特徴とするサーボ制(illI系の絶対位置検出方式。
JP12252783A 1983-07-06 1983-07-06 サ−ボ制御系の絶対位置検出方式 Pending JPS6014110A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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