JPS621012A - 回転体の位置決め制御装置 - 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】

り産業上の利用分野］ この発明は、例えば工作機械の主軸等を定位置に停止さ
せる回転体の位置決め制御装置に関するものである。 「従来の技術」 第５図は従来の位置決め制御装置の概略構成図であり、
図中（１）はフィードバック制御系を構成する制御装置
、（２）はこの制御装置によって速度制御される電動機
、（３）は電動機軸、（４）はこの電動機軸に結合され
た歯車、（５）はこれに噛合うもう一つの歯車、（８）
は歯車（５）と結合した回転軸で、工作機械の主軸とな
るもの、（７）は回転軸（６）の外周に取付けられた磁
石、（８）は磁石（７）と対向する位置に固定され、磁
束に応じた２種類の電圧を発生する位置検出器、（８）
は電動機（２）の回転に応じてパルスを発生するパルス
エンコーダである。 第６図はこの位置決め制御装置の詳細な構成を示すブロ
ック図であり、第５図と同一の符号を付したものは同一
の要素を示している。そして、これら以外の（１０）は
ＲＯＭ、ＲＡＭ、バッファを備えるマイクロコンピュー
タで、スイッチ類を除き、その機能をブロックで示した
もの、（１１）は位置検出器（８）の第１の出力をＮビ
ット（例えば８ビツト）のディジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換器、（１２）は位置検出器（８）の第２の出力
を論理レベルに変換して出力する電圧検出器、（１３）
はＡ／Ｄ変換器（１１）および電圧検出１（１２）の出
力信号に基づいて電動機の速度指令を演算する位置制御
回路、（１４）はパルスエンコーダ（８）の出力パルス
数を計数してＮビットの速度フィードバック信号を出力
する速度検出回路、（１５）は位置制御回路（１３）か
ら出力される速度指令および速度検出回路（１４）から
出力される速度フィードバック信号の偏差を演算して速
度制御信号を電動機（２）に加える速度制御回路、（１
６）は減速のための第１の速度指令、（１７）は第２の
速度指令、（１８）は停止位置指令、（１８）は第１の
速度指令（１６）と速度フィードバック信号とが一致し
たときＨ”の信号を出力する速度到達回路。 （２’Ｏ）はギヤ比設定値（２２）を読込むギヤ比読込
回路、（２１）はタイマ設定値（２３）を読込むタイマ
読込回路、ＳＷＩ〜Ｓｗ６は位置制御回路（１３）の切
換スイッチである。 以下、この従来の位置決め制御装置の動作を第７図およ
び第８図をも参照して説明する。 先ず、制御装置（１）が電動機（２）に速度制御信号を
加えると、電動機（２）が回転し、同時に歯車（４）、
（５）の歯数比、すなわち、ギヤ比で定まる速度で回転
軸（６）が駆動される。この時、回転軸（６）に取付け
られた磁石（７）の磁束が位置検出器（８）によって検
出され、回転位置によって変化する電圧信号が制御装置
（１）に加えられる。また、パルスエンコーダ（９）が
電動機（２）の回転に応じた個数のパルス信号を制御装
置（１〕に加える。そこで制御装置（１）は位置検出器
（８〕の電圧信号に基づいて演算した速度指令と、パル
スエンコーダ（８）のパルスを計数して得られる速度フ
ィードバック信号とを比較してその差が零になるような
速度制御信号を電動機（２）に加えて回転軸（８）を定
位置に停止させる。 ここで、位置検出器（８）は第７図（ａ）に示すように
、磁石（７）と互いに中心が一致したとき０

【ｖ】で位
置検出器（８）の中心が磁石（７）の端部に合致したと
き最大で且つ方向が逆の電圧信号（８ａ）と、第７図（
ｂ）に示すように、位置検出器（８〕の中心が磁石（７
）に対向している間、正方向に一足となる電圧信号（８
ｂ）とを出力する。このうち、電圧信号（８ａ）はＡ／
Ｄ変換器（１１）によってＮビットのディジタル信号に
変換され、電圧信号（８ｂ）は電圧検出器（１２）によ
って正である期間１１　Ｈｎになる信号に変換されてそ
れぞれ位置制御回路（１３）に加えられる。したがって
、電動機（２）が第８図（ａ）に示す通常の運転速度で
運転されておれば、位置検出器（８）は同図（ｂ）およ
び（Ｃ）に示すような一定周期の電圧信号（８ａ）　、
　（８ｂ）を出力する。 次に、回転軸（６）に対する定位置停止指令が加えられ
ると、位置制御回路（１３）はスイッチｓｗｉ。 ５ｌｌ１２を閉成して、通常の運転速度よりも小さい第
１の速度指令（１６〕を速度制御回路（１５）に加える
と同時に、ギヤ比読込回路（２０）によってギヤ比設定
（＋Ｇ（２２）を読込むことによって第１の位置サーボ
ループ制御を行なう。そして電動機（２）が減速され、
第８図の時刻ｔ１にて第１の速度に到達すると、第１の
速度指令（１８）および速度検出回路（１４）の速度フ
ィードバック信号が等しくなるので、速度到達回路（１
９）がこれを検出して信号の立上がりのタイミングでス
イッチＳＷ５を閉成させる。 このスイッチＳＷ５の閉成によって電圧検出器（１２）
の出力信号が位置制御回路（１３）に入力され、次いで
、この信号が“Ｌ　ｔｏに立ち上がる時刻ｔ２、すなわ
ち、磁石（７）が位置検出器（８）を通過したタイミン
グで、タイマ読込み回路（２１）がタイマ設定値（２３
）の読込を開始し、その設定時間が経過した時刻ｔ３で
スイッチＳＷＩ、ＳＷ２を開放し、その代わりにスイッ
チＳＷ３　、ＳＷ４を閉成する。この結果、第１の速度
指令（１Ｂ）よりもさらに小さい第２の速度指令（１７
）が速度制御回路（１５）に加えられると同時にギヤ比
読込回路（２０）によってギヤ比設定値（２２）が読込
まれることによって第２の位置サーボループに切替えら
れる。そして、電動機（２）が減速されて第２の速度に
到達する。また、この第２の速度に到達してから第８図
（ｂ）、（Ｃ）に示すように電圧信吋（８ａ）が最大で
、且つ、電圧信号（８ｂ）が正方向に立ちヒがる時刻ｔ
４、すなわち、磁石（７）が位置検出器（８）に到達す
るタイミングでスイッチＳＷ６が閉じられる。この結果
、位置制御回路（１３〕は零ボルトの停止位置指令（１
８）、および位置検出器（８）の出力信号に基づいて電
動機（２）を停止させる速度指令を出力し、速度制御回
路（１５）が電動ａ（２）を制御して、位置検出器（８
）の出力信号（８ａ）がちょうどＯ［Ｖ］　なる位置に
回転軸（６）を停止させる。 ［発明が解決しようとする問題点］ 従来の回転体の位置決め制ｍ装置は以上のように構成さ
れ、電動ａ（２）が減速のための第１の速度に到達して
から、電圧信号（８ｂ）の立下がり時刻ｔ？でタイマ設
定値を読込み、そのタイムアツプ後に第２の速度に切換
えている。 したがって、タイマ設定値が小さ過ぎると第２の速度に
早く切換わり、これにより第２の速度で回動する時間が
長くなると共に、位置決めに要する時間も長くなる。 尺対に、タイマ設定値が大き過ぎると停止点でもなお第
１の速度から第２の速度に切替わっていない状態が起こ
り得、停止位置にてアンダーシュートしたりして動作が
円滑でなくなる。 このことは、タイマ設定値に起因するだけでなく第１の
速度を変更した場合にも起こるもので、その都度タイマ
設定を変更しなければならないと言う問題点があった。 この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、回転体を短時間で円滑に停止させ得、且つ、
タイマ設定変更を不要化し得る回転体の位ご決め制御装
置の提供を目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ この発明に係る回転体の位置決め制御装置は、回転体を
駆動する電動機を第１の速度から第２の速度に切替える
タイミングを決定するために、回転体に取付けられた磁
石が所定点に到達してからの時間と第１の速度との積が
一定値になったとき切替信号を出力する演算回路を備え
ている。 ［作用］ この発明においては、回転体に取付けられた磁石が所定
点に到達した時刻を基準にし、速度が大きいときに早く
速度切替信号を出力し、速度が小さいときには遅く速度
切替信号を出力することにより、第２の速度に切替えら
れた直後に回転体を停止させる。 ［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例のブロック図であり、図中
、第６図と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して
その説明を省略する。そして第６図中のタイマ読込回路
（２１）およびタイマ設定値（２２）を除去する代わり
に、ギヤ比を＠算したｇＳｆの速度と、その速度に見合
った時間との積を演算してスイッチ５ｉｌｌ　１　、Ｓ
Ｗ３を切替える演算回路（２４）を付加した点が異って
いる。 以下、従来装置と異る点を中心にしてこの実施例の動作
を第２図および第３図をも参照して説明する。 電％機（２）が第１の速度に到達すると、速度到達回路
（１９）が°“Ｈ”の信号を発生してスイッチＳＷ５を
閉成させる。このスイッチＳＷ５の開成によって電圧検
出器（１２）の信号が演算回路（２４）に取込まれ、磁
石（７）が位置検出器（８）の設置点を通過することに
より電圧検出器（１２）の信号が低下するタイミングで
、ギヤ比を考慮した第１の速度と、その速度に合った時
間の積を演算する。そして、その時間が経過したタイミ
ングでスイッチＳＷＩ　、５ｉｌ１２を開放し、スイッ
チＳＷ３　、ＳＷ４を閉成させる。 第２図はこの様子を図解したもので、固定された位て検
出器（８）に対して主軸が右回転するものとし、Ｓｌの
速度で回転中に磁石（７）が位置検出器（８〕の設置点
を通過した時点で、その速度と時間の積を演算し、その
値が一定値になった位置を第１減速点として切替信号を
発生する。ここで、第１の速度が大きい場合には第１の
減速点までの時間は短く、逆に第１の速度が小さい場合
にはその時間が長くなることは勿論である。そして、第
１の減速点で減速を開始すると共に、第２の速度に到達
した直後に磁石（７）が位置検出器（８）の設置点にさ
しかかるようになる。 第３図（ａ）、（ｂ）はこれらの関係を示すタイムチャ
ートであり、第４図は第１の減速点算出の処理手順を示
すフローチャートである。 なお、上記実施例では、工作機械の主軸を所定の位置に
停止させる場合について説明したが本発明は電動機で駆
動される一般的な回転体の停止位置制御に適用し得るこ
とは言うまでもない。 ［発明の効果］ 以上の説明によって明らかな如く、この発明によれば、
回転体に取付けられた磁石が所定点に到達してからの時
間と第１の速度との積が一定値になったとき切替信号を
出力する演算回路を備えているので、回転体を短時間で
円滑に停止させ得、しかもタイマ設定変更も不要化し得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は同実施例の動作を説明するための説明図、第３
図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ同実施例の動作を説明する
ためのタイムチャート、第４図は同実施例の動作を説明
するためのフローチャート、第５図は従来の回転体の位
置決め制御装置の概略構成図、−第６図は同装置の詳細
な構成を示すブロック図、第７図（ａ）、（ｂ）はそれ
ぞれ同装置の主要な要素の出力特性図、第８図（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）。 （ｄ）はそれぞれ同装置の動作を説明するためのタイム
チャ−ト、第９図は同装置の要部の動作を説明するため
のフローチャートである。 図において、 （１）は制御装置、（２）は電動機、 （６）は回転体としての回転軸、 （７）は磁石、　　　　　　（８）は位置検出器、（１
３）は位置制御回路、　（１４）は速度検出回路。 （１５）は速度制御回路、　（２４）は演算回路。 なお、各図中、同一符号は同−又は相轟部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動機によって駆動される回転体に取付けた磁石と、固
   定位置で前記磁石の磁束を検出する位置検出器と、この
   位置検出器の出力信号に基づき、前記磁石が所定点に到
   達した時刻以後に前記電動機を第１の速度から第２の速
   度に切替えて前記回転体を定位置に停止させる制御装置
   とを備えた回転体の位置決め制御装置において、前記電
   動機の第１の速度と、前記磁石が所定点に到達してから
   の時間との積が一定値になったとき第１の速度から第２
   の速度への切替信号を出力する演算回路を具備したこと
   を特徴とする回転体の位置決め制御装置。