JPS6110715A - 絶対位置検出方式 - Google Patents

絶対位置検出方式

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JPS6110715A
JPS6110715A JP13174684A JP13174684A JPS6110715A JP S6110715 A JPS6110715 A JP S6110715A JP 13174684 A JP13174684 A JP 13174684A JP 13174684 A JP13174684 A JP 13174684A JP S6110715 A JPS6110715 A JP S6110715A
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JP
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JP13174684A
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Kenichi Toyoda
豊田 賢一
Tetsuro Sakano
哲朗 坂野
Shinsuke Sakakibara
伸介 榊原
Yoshitaka Takekoshi
竹腰 吉孝
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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、絶対位置検出方式に係り、特に、レゾルバの
内挿誤差による影響を最小にするために、レゾルへの特
性曲線を測定し、この測定結果に基づいて正確な絶対位
置を得ることができる絶対位置検出方式に関する。
(従来技術とその問題点) レゾルバは第6図に示すように一対のステータ巻線SA
 、SRとロータ巻線RAで構成され、ロータ巻線RA
をサーボモータの回転軸に連結し。
ロータ巻線RAがサーボモータの回転で回転されるよう
に構成しておく、そして、レゾルバ励磁回路1から一方
のステータ巻線SAに正弦波(sinωot)を、他方
のステータ巻線SBに余弦波(cosωot)を印加す
ると、ロータ巻線RAからはロータRAの機械角θだけ
遅れた正弦波5in(ωot+θ)が出力される。この
正弦波出力は位置検出回路2により、ステータ巻線SA
に印加された正弦波sinωOtとの間の位相差θが検
出され、位相差分のパルスを計数して位置信号θとして
出力される。しかしながら、係る多極レゾルバにおいて
は、第6図に示す一対のステータ巻線SA 、SBを極
数分必要とするので、レゾルバのロータ巻線RA上に多
数のステータ巻線を配置する必要があり、その配置の位
置精度が高いものが要求される。レゾルバ自体は一般に
小型化されており、ステータ巻線を高い精度で配置する
ことは困難であり、その配置誤差、即ち、内挿誤差が避
けられず、これにより出力波の位相が誤差分だけずれる
ことになる。この状況は例えば第3図に示される。つま
り、レゾルバの誤差は位相差に応じて変化する。このよ
うなレゾルバの内挿誤差が存在することから、正確な位
置検出が困難であるという欠点があった。
(発明の目的) 本発明は、係るレゾルバの内挿誤差を補正し、正確な位
置検出が可能な絶対位置検出方式を提供することを目的
とする。
(発明の概要) 本発明は、レゾルバを回転させてレゾルバの内挿誤差の
特性曲線データを求める測定手段と、該特性曲線に関す
るデータをバブルメモリに記憶するデータ記憶手段と、
絶対位置検出の基準点設定時にレゾルバから読込まれる
値r。′と前記測定手段から得られるレゾルバの内挿誤
差(0とに基づいて補正された絶対位置検出の基準値r
。を得る手段と、任意の点での絶対位置を求める場合、
その時のレゾルバによって読込まれる値r′と前記測定
手段から得られるレゾルバの内挿誤差ε′に基づいて得
られる任意の点の補正された値rと、前記基準値r。と
から任意の点での補正された絶対位置を求める手段とを
設けて、正確なサーボ制御系の絶対位置を得るようにす
る。
(実施例) 以下1本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。
第1図は本発明に係る絶対位置検出方式が適用されるサ
ーボ制御系の全体ブロック図である0図中、101はN
C指令データが穿孔されている紙テープであり、加工の
た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、1
02はNC装置であり、紙テープ101から後述するテ
ープリーグをしてNCデータを読取らせるとともに、読
取られたNCデータを解読し、例えば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
、また、移動指令Zcであれば後段のパルス分配器に出
力する。
NC装置102は制御プログラムに従って演算処理を実
行するプロセッサ102aと、所定に制御プログラムを
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102
dと、テープリーダ/パンチャ102eと、教示操作盤
102f、入出力ポート102g、バブルメモリ102
h、現在位置カウンタ102i、位置検出信号入力ポー
ト102j、表示装置102k、アドレス、データバス
102文とで構成される。1034よパルス分配器であ
り、移動指令Zcに基づ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、また該パル
ス列の終了時に直線的に減速してパルス列Piを発生す
る公知の加減速回路、105は動作軸を駆動するサーボ
モータであり、例えば、負荷として産業用ロボットの可
動部が設けられる。106は位置検出手段としてのレゾ
ルバ、107は誤差演算記憶部であり、例えば可逆カウ
ンタにより構成され、加減速回路104から発生した入
力パルスPiの数とフィードバックして得られたパルス
の誤差Erを記憶する。尚、この誤差演算記憶部は図示
の演算回路107aと誤差Erを記憶する誤差レジスフ
107bとで構成してもよい、108は誤差レジスタ1
07bの内容に比例したアナログ電圧を発生するデジタ
ルアナログ(D A)変換器、109は速度制御回路で
ある。なお、誤差演算記憶部107、DA変換器108
でモータの位置制御回路を構成する。
特に、本発明においては、レゾルバlO6を回転させて
レゾルバの内挿誤差の特性曲線を求め、その特性曲線に
関するデータをバブルメモリ102hに記憶し、絶対位
置検出の基準点の設定、つまり、オリジン値の設定時に
は、レゾルバ106から読込まれる値ro ’ (第3
図参照)と前記測定によって得られたデータとからレゾ
ルバの内挿誤差を補正した絶対位置検出の基準値roを
得るようにする。
更に、任意の点での絶対位置を求める場合には、その任
意の点におけるレゾルバによって読込まれる値r′と前
記測定データから得られるレゾルバの内挿誤差ε′を用
いて得られる任意の点の補正された値rと前記基準値r
。とから任意の点での補正された絶対位置を求める。
この点につき、図面に基づいて、更に詳細に説明する。
まず、操作盤の操作によりレゾルバの内挿誤差測定モー
ドにして、レゾルバ106を回転して内挿誤差の測定を
行なう、即ち、レゾルバ106の回転によって、第6図
に示されるロータ巻線RAの出力波5in(ωOt十〇
+θ′)(但しθ′は内挿誤差)、ステータ巻線SAに
印加される正弦波sinωotを第1図に示される位置
検出信号入カポ−)102jへ入力する。
第2図は。係る位置検出信号入力ボートの一実施例回路
構成図である。
図中、20.21はゼロスライス回路であり、各々コン
パレータで構成され、各々ロータ巻線RAの出力波5i
n(ωot+θ+θ′)、ステータ巻線SAに印加され
る正弦波sinωOtをゼロボルトスライスして、矩形
波T 1+ T 2  (第4図参照)に変換する。2
2.23は立上り検出回路であり、各々矩形波T、、T
2の立上りを検出し、立上りパルスT、、T4を出力す
るものであり、ノットゲート22a、一対のシフトレジ
スタ22b、22c、アンドゲート22dで構成される
。24はフリップフロップであ、す、立上りパルスT3
でリキウト、立上りパルスT4でセットされ、位相差に
対応するゲート信号T5を出力する。25はゲート回路
であり、ゲート信号T5の出力期間にクロックパルスC
LKを出力する。26はカウンタであり、ゲート回路2
5からのクロックパルスCLKを計数し、立上りパルス
T4によってリセットされる。カウンタ26からの出力
はアドレスeデータバス102文(第1図参照)へ出力
される。また、立上りパルスT5も同様にアドレス・デ
ータバス1021へ出力される。
そこで、カウンタ26からの出力はアドレス・データバ
ス102文を介してバブルメモリ102hに記憶する。
次に、レゾルバ106から出力される内挿誤差θ′の補
正について説明する。
レゾルバ106の位相差と内挿誤差ε、つまり、補正値
θ′との関係は第3図に示すような関係であり、レゾル
バのサンプリングされた位相差の誤差を測定してバブル
メモリ102hに記憶されている。
次に、サーボモータ105に連結されている、例えば、
多関節型ロボットの絶対位置検出の基準点、つまりオリ
ジン設定を、操作盤から行なう。
第5図(a)は、係る多関節型ロボットのオリジン値設
定状態を示す図である6図中、1はW軸ユニット、2は
W軸腕、2aは軸受、3aは軸受、4は手首機構である
この多関節型ロボットのオリジン設定はW軸腕2が垂直
になるようにサーボモータ105を駆動することにより
行なう。
そこで、このオリジン設定時のレゾル/< l O6の
読込みを行なう、この時の読込み値がr。′ (第3図
参照)であるとする、一方、前記したバブルメモリに記
憶されている、オリジン設定時に対応したレゾルバの内
挿誤差ε。をバブルメモリ102hよりアドレス・デー
タバス10211に出力し、前記読込値r。′から内挿
誤差ε。をCPU102aにて引算してオリジン設定位
置の補正された絶対位置検出の基準値r。を求める。
次に、第5図(b)に示されるように、多関節型ロボッ
トの腕が任意の点での絶対位置を求めるには、その任意
の点でのレゾルバ106からの読込み値r′からバブル
メモリ102hに記憶されているその任意の点に対応し
たレゾルバ106の内挿誤差ε′を引算して補正された
値rを求める。そこで、この求められた補正値rと前記
した基準値r。とから任意の点における正確な絶対位置
を求めるようにする。
なお、第1図においてはl軸のみのサーボ制御の説明が
なされているが、複数軸制御にも適用できることは言う
までもない、また、サーボモータ105には負荷として
ロボットの可動部を示したが工作機械など種々のNC装
置付機械の可動部を接続させることができる。
(発明の効果) 本発明によれば、レゾルバに内在する内挿誤差が存在す
るにもかかわらず、この内挿誤差を確実に補正すること
ができるようにしたので、ロボット、工作機械などの位
置検出を的確に行なうことができ、ひいては位置の制御
を精確に行なうことができる。従って、ロボー2ト、工
作機械などの制御上の信頼性の向上を図ることができる
。また、そのための回路構成も従来のNC装置の一部に
簡単な回路を不可するだけで足り、機能拡大に対するコ
ストの増加は小さい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る絶対位置検出方式が適用されるサ
ーボ制御系の全体ブロック図、第2図は第1図における
絶対位置検出信号入力ポートの一実施例回路構成図、第
3図はレゾルバの内挿誤差を説明する特性曲線図、第4
図は第2図実施例構成の各部波形図、第5図(a)は、
多関節型ロボットの基準点位置設定状態を示す側面図、
第5図(b)は同様の多関節型ロボットの任意の点での
動作状態を示す側面図、第6図は従来の多極レゾルバの
原理説明図である。 1.02 h・・・バブルメモリ、1023・・・位置
検出信号入力ポート、105・・・サーボモータ、10
6・・・レゾルバ。 特許出願人  ファナック株式会社 代  理  人   弁理士 辻       實(外
1名) 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レゾルバを回転させてレゾルバの内挿誤差を測定
    する内挿誤差測定手段と、該測定手段によって得られた
    データを補助記憶装置に記憶するデータ記憶手段と、絶
    対位置検出の基準点設定時にレゾルバから読込まれる値
    r_0′と前記測定手段から得られるレゾルバの内挿誤
    差ε_0とに基づいて補正された絶対位置検出の基準値
    r_0を得る手段と、任意の点での絶対位置を求めるに
    あたり、その時のレゾルバによって読込まれる値r′と
    前記測定手段から得られるレゾルバの内挿誤差ε′に基
    づいて得られる任意の点の補正された値rと、前記基準
    値r_0とから任意の点での補正された絶対位置を求め
    る手段とを具備することを特徴とする絶対位置検出方式
  2. (2)前記補助記憶装置はバブルメモリであることを特
    徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の絶対位置検出
    方式。
JP13174684A 1984-06-26 1984-06-26 絶対位置検出方式 Pending JPS6110715A (ja)

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