JPS621013A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は回転体に取付けた発磁体の磁束の変化を検出
すると共に、検出信号をＡ／Ｄ変換して得られた信号に
基いて回転体を定位置に停止させる回転体の位置決めＭ
　Ｗ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図はこの種の従来の装置を、制御対称と併せて示し
た概略構成図であり、図中（１）は電動機制御装置、（
２）はこの電動機制御装置の指令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）は回転体としての回転軸（６）
に結合され、歯車（４）に噛合するもう一つの歯車、（
７）は回転軸（６）に接合された発磁体取付円板、（８
）は発磁体、（９）はこの発磁体の磁束を検出し、回転
体を目標停止り点に停止させたとき出力電圧が最小とな
る位置検出器、（１０）は電動機（２）に結合され、回
転数に見合ったパルス数信号を出力するエンコーダであ
る。

第６図は電動機制御装置（１）の詳細な構成を示すブロ
ック図であり、図中（１１）は位置検出器（９）の出力
電圧をＮ（例えば８）ビットのディジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器、（１２）はこのＡ／Ｄ変換器出力に基
いて電動機（２）の速度指令を演算する位置制御回路、
（１３）はエンコーダ（ｌＯ）の出力パルスを計数し、
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、（１４）は位置検出回路（１２）から出力される
速度指令と速度検出回路から出力される速度指令との偏
差を演算すると共に。

この偏差が零になるような速度制御信号を電動機（２）
に加える速度制御回路である。なお、位置制御回路（１
２）、速度検出回路（１３）および速度制御回路（１４
）はいずれもマイクロコンピュータで構成されている。

上記構成において、電動機制御装置（１）が電動機（２
）の速度を制御して電動機軸（２）を回転させると、こ
の回転が歯車（４）、（５）を介して回転軸（８）に伝
えられ、発磁体取付円板（７）に取付られ、　　た発磁
体（８）も回転する。ここで、位置検出器（９）が発磁
体（８）の磁束を検出して回転軸（６）の位置データを
電動機制御装置（１）にフィードバックすると、電動機
制御装置（１）が目標停止点にて電動機（２）の回転数
を零にして回転軸を定位置に停止させる。

かかる制御に際し、発磁体（８）および位置検出器（９
）の相対偏位θ　［度］と、位置検出器（９）の出力電
圧Ｖ　［Ｖ］とは第７図に示す関係にある。

すなわち、発磁体（８）に対する位置検出器（θ）の偏
位が零である位置を回転軸の目標停止点とし、この目標
停止点からの偏位が正方向に大きくなるに従って位置検
出器（９）の出力電圧Ｖは直線的に増加し、ある点を過
ぎると急速に零に降下し、目標停止点からの偏差が負方
向に大きくなったときには大きさが同じく極性が反対の
電圧が出力される。

そして、この位置検出器（９）の出力電圧Ｖが電動機制
御装置（１）に加えられると、Ａ／Ｄ変換器（１りによ
ってＮビットのディジタル信号に変換され、次いで、こ
のディジタル信号が位置制御回路（１２）に取込まれて
Ｎビットの速度指令が演算されて速度制御回路（１４）
に加えられる。また、エンコーダ（ｌＯ）の出力パルス
数が速度検出回路（１３）によって計数され、Ｎビット
の速度フィードバック信号が同じく速度制御回路（１４
）に加えられる。そこで、速度制御回路（１４）は速度
指令と速度フィードバック信号との偏差が零になるよう
に電動機（２）を速度制御し、これによって、回転軸（
６）は目標停止点との偏差が零になる定位置に停止せし
められる。

〔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御装置は以上のように構成さ
れており、停止位置精度はＡ／Ｄ変換器の分解能により
決定される。したがって、より高い停止位置精度を要求
された場合にはＡ／Ｄ変換器の分解能を高める以外にな
く、そのために、ビット数を増すと同時に演算処理速度
を上げなければならず装置コストが著しく高価になると
いう問題点があった。

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、Ａ／Ｄ変換器の分解能を高くしなくとも停止
位置精度を大幅に向上させ得る回転体の位置決め制御装
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、回転体に
取付けた発磁体の磁束を検出する位置検出器の出力が所
定値以下になったことを判別するレベル判別回路と、こ
のレベル判別回路の出力に応動して位置検出器の出力を
Ｋ（Ｋ＞１）倍し、且つ、電動機に加える制御信号を１
／Ｋ倍する信号逓倍手段とを備えたものである。

〔作用〕

この発明においては、目標停止点に近づくほど小さくな
る位置検出器の出力が所定値以下になったとき、この位
置検出器の出力をに倍してＡ／Ｄ変換器に加えると共に
、このＡ／Ｄ変換器の出力を用いて演算された制御信号
を１／Ｋ倍して電動機に加えることによりＡ／Ｄ変換器
の量子化誤差を低減する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
あり、第５図および第６図に示した従来装置と同一の要
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、これら以外の（１５）は位置検出器（９）の
出力電圧を入力して、その電圧が第２図に示す目標停止
点を含む線形領域にあること、および、基準電圧以下に
なったことを検出して“ｌ”の信号を出力するレベル判
別回路、　（１６）は位置検出器（９）の出力をに倍し
てＡ／Ｄ変換器（１１）に加える逓倍器、（１７）は位
置検出器（９）の出力をＡ／Ｄ変換器（１１）にそのま
ま加えるときに閉成させるスイッチ、（１８）は位置検
出器（９）の出力を逓倍器（１６）によってに倍してＡ
／Ｄ変換器に加えるときに閉成させるスイッチ、（１８
）はレベル判別回路（１５）が“０”の信号を出力した
ときスイッチ（１７）を閉成させてスイッチ（１８）を
開放させ、反対にレベル判別回路（１５）が“ｌ”の信
号を出力したときスイッチ（１７）を開放させてスイッ
チ（１８）を閉成させるスイッチ切換回路である。

なお、レベル判別回路（１５）が“１″の信号を出力し
たとき、速度検出回路（１３）はその出力である速度フ
ィードバック信号をに倍する機能を有し、速度制御回路
（１４）はその出力である速度制御信号を１／Ｋ倍する
機能を有している。

上記のように構成されたこの実施例の動作を第２図、第
３図および第４図をも参照して以下に説明する。

先ず、発磁体（８）が目標停止点に近ずくまで、レベル
判別回路（１５）は“Ｏ”の信号を出力しており、スイ
ッチ切換回路（１−９）はスイッチ（１７）を閉成させ
、反対にスイッチ（１日）を開放させるのでＡ／Ｄ変換
器（１１）には位置検出器（８）の出力電圧がそのまま
加えられ、従来装置と同一の動作が行なわれる。

ここで、発磁体（８）および位置検出器（θ）の相対偏
位θ［度］と、位置検出器（９）の出力電圧Ｖ　［Ｖ］
とは第２図に示すように、目標停止点の両側に線形領域
を有している。そして、発磁体（８）が目標停止点に接
近し、位置検出器（９）の出力電圧が線形領域で変化し
ていること、および、その出力電圧が所定値Ｖ１　［Ｖ
］以下になったことを検出するとレベル判別回路（１５
）が動作して“ｌ”の信号を出力する。スイッチ切換回
路（１３）がこの信号を受けると、スイッチ（１７）を
開放させる一方、スイッチ（１８）を閉成させる。従っ
て、位置検出器（９）の出力電圧は逓倍器（１８）によ
ってその電圧レベルかに倍されてＡ／Ｄ変換器（１１）
に加えられ、ここで、ディジタル信号に変換されて位置
制御回路（１，２）に加えられる。位置制御回路（１２
）はに倍された電圧信号に対応する速度指令を演算出力
する。

一方、レベル判別回路（１５）が“１”の信号を出力し
たとき、速度検出器（１３）が、エンコーダ（１０）の
出力に基いて算出される速度フィードバック信号をに倍
して出力する。第３図はこの速度検出器（１３）の処理
手順の一部を示すフローチャートであり、ステップ（１
０１）でエンコーダ（１０）の出力に対応する速度フィ
ードバック信号を出力するが、ステップ（１０２）でレ
ベル判別器（１５）の出力が“ｌ”になったことを判定
すると、ステップ（１０３）で演算結果をに倍して出力
する。

かくして、速度制御回路（１４）には、従来装置で取扱
った値に対して、Ｋ倍された速度指令とに倍された速度
フィードバック信号が加えられるので、その偏差を零に
する制御信号を出力しようとするが実際にはこの制御信
号を１／Ｋ倍して出力する。第４図はこの速度制御回路
（１４）の処理手順の一部を示すフローチャートであり
、ステップ（２０１）で通常の速度指令および速度フィ
ードバー７り信号に基づいて速度制御信号を演算し、ス
テップ（２０２）でレベル判別回路（１５）の出力が“
ｌ”になったことを判定すると、ステップ（２０３）で
演算結果を１／Ｋ倍して出力する。

ここで、Ａ／Ｄ変換器（１１）にに倍の位置検出器出力
を加えること、速度検出回路（１３）が速度フィードバ
ック信号をに倍すること、および速度制御回路（１４）
が制御出力を１／Ｋ倍することは全てレベル判別回路が
“１″の信号を出力したとき同時に行なわれ、且つ、発
磁体（８）が目標停止点に停止するまで継続される。

この結果、電動機（２）は従来装置と同様に制御される
がＡ／Ｄ変換器の分解能を高めなくとも、量子化誤差を
著しく小さくすることができる。

なお、上記実施例では速度検出回路（１３）および速度
制御回路（１４）がマイクロコンピュータで構成されて
いるので、それぞれプログラムによってに倍、１／Ｋ倍
の機能を持たせているが、マイクロコンピュータを用い
ないときには独立した乗算器、除算器等を用いてもよく
、要は、速度フィードバック信号をに倍し、電動機の制
御信号を１１に倍する信号逓倍手段があれば上述した同
様な制御が可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明によって明らかなように、この発明によれば
位置検出器の出力が所定値以下になったとき、その出力
をに倍し、且つ、電動機に加える制御信号を１／Ｋ倍す
る手段を付加するだけでＡ／Ｄ変換器の量子化誤差を小
さくすることができるので、分解能の高い高価なＡ／Ｄ
変換器を使用することなく、停止精度の高い位置制御装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は同
実施例の主要な要素の出力特性図、第３図および第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−図は
同装置の主要な要素の出力特性図である。 （１）：電動機、　　　　　（２−）：回転体としての
回転軸（８）：発磁体、　　　　　　（９）：位置検出
器。 （１１）：　Ａ／Ｄ変換器、　　　（１２）：位置制御
回路。 （１３）：速度検出回路、　　（１４）：速度制御回路
。 （１５）：　レベル判別回路、（１１３）：逓倍器。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代　　理　　人　　　大　岩　　　増　　雄第５図 第６図 月

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発磁体と、
   この発磁体の磁束を検出し、前記回転体を目標停止点に
   停止させたとき検出出力が最小となる位置検出器と、こ
   の位置検出器の出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
   変換器と、このＡ／Ｄ変換器の出力に基いて前記電動機
   を制御する制御手段を備えた回転体の位置決め制御装置
   において、前記位置検出器の出力が所定値以下になった
   ことを判別するレベル判別回路と、このレベル判別回路
   の判別出力に応動して前記位置検出器の出力をＫ（Ｋ＞
   １）倍し、且つ、前記電動機の制御信号を１／Ｋ倍する
   信号逓倍手段と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。