JPS6318413A - Highly precise positioning device - Google Patents
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- JPS6318413A JPS6318413A JP16255986A JP16255986A JPS6318413A JP S6318413 A JPS6318413 A JP S6318413A JP 16255986 A JP16255986 A JP 16255986A JP 16255986 A JP16255986 A JP 16255986A JP S6318413 A JPS6318413 A JP S6318413A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、ディジタルサーボ方式の高精度位置決め装置
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to a digital servo type high precision positioning device.
従来技術
この種のディジタルサーボ方式では、制御対象のモータ
にロータリエンコーダが直結されており、ＣＰＵなどの
制御回路から指令速度パターンに応じた所定の周波数の
パルスが送り指令値として可逆カウンタに入力される。Conventional technology In this type of digital servo system, a rotary encoder is directly connected to the motor to be controlled, and pulses of a predetermined frequency according to a command speed pattern are input from a control circuit such as a CPU to a reversible counter as a feed command value. Ru.
この可逆カウンタは、指令パルスを入力とし、上記ロー
タリエンコーダの出力パルスをフィードバック信号とし
、その偏差をＤ−Ａ変換器を経て、上記モータの速度サ
ーボ増幅器に出力している。このようにして、速度サー
ボ増幅器は、可逆カウンタのパルス数に比例した電圧を
速度信号として、モータを駆動していくことになる。This reversible counter receives the command pulse as an input, uses the output pulse of the rotary encoder as a feedback signal, and outputs the deviation thereof to the speed servo amplifier of the motor via the DA converter. In this way, the speed servo amplifier drives the motor using a voltage proportional to the number of pulses of the reversible counter as a speed signal.
この間に、上記可逆カウンタの偏差がｒＯＪになると、
これに追従して速度信号も「ｏ」となるため、モータは
、目標の位置で、自動的に停止する。During this time, if the deviation of the reversible counter becomes rOJ,
Following this, the speed signal also becomes "o", so the motor automatically stops at the target position.
ところで、上記制御対象のモータの停止精度は、ロータ
リエンコーダおよび制御回路の１パルス分に相当してい
る。したがって、停止位置の高精度化は、ロータリエン
コーダの分解能を高めることにより達成できる。しかし
、ロータリエンコーダの分解能が高くなると、これに対
応してモータの１回転当たりのパルス数が増加するため
、可逆カウンタの容量を大きくしないと、適切な対応が
できなくなる。また、これに応じてＤ−Ａ変換器や速度
サーボ増幅器の分解能も高める必要があるため、制御系
やサーボ系自体の設計変更が必要となり、また各制御要
素が高価なものとなるため、組み込み対象との関係で、
実用化に限界がある。By the way, the stopping accuracy of the motor to be controlled corresponds to one pulse of the rotary encoder and the control circuit. Therefore, higher accuracy of the stop position can be achieved by increasing the resolution of the rotary encoder. However, as the resolution of the rotary encoder increases, the number of pulses per revolution of the motor increases accordingly, so it is impossible to respond appropriately unless the capacity of the reversible counter is increased. In addition, it is necessary to increase the resolution of the D-A converter and speed servo amplifier accordingly, which requires design changes to the control system and servo system itself, and each control element becomes expensive, making it difficult to incorporate In relation to the object,
There are limits to practical application.
発明の目的
したがって、本発明の目的は、制御系の要素やフィード
バック系の構成要素について分解能を高くしないまま、
制御対象の停止時の位置決め精度を高めることである。Purpose of the Invention Therefore, the purpose of the present invention is to improve the resolution of control system elements and feedback system components without increasing their resolution.
The aim is to improve positioning accuracy when the controlled object is stopped.
発明の解決手段
そこで、本発明は、ロータリエンコーダの２相パルスに
着目し、その２相パルスの組み合わせ状態と、予め指定
したパルス位相とを比較し、これらの比較結果の−・致
状態に応して、制御対象の停止位置を決定するようにし
ている。Solution to the Invention Therefore, the present invention focuses on the two-phase pulses of a rotary encoder, compares the combination state of the two-phase pulses with a pre-specified pulse phase, and calculates the result according to the match state of these comparison results. Then, the stopping position of the controlled object is determined.
これの具体化のために、本発明は、第１の比較手段とし
ての可逆カウンタとＤ−Ａ変換器との間に停止制御器を
介在させ、この停止制御器中の第２の比較手段で、設定
値とロータリエンコーダからの２相の信号の位相を比較
している。そして、停止制御器中の停止制御手段は、可
逆カウンタの計数値が「０」であり、しかも上記第２の
比較手段の比較結果が一致しているときにのみ、停止の
ための制御信号を後段の制御系に送る。この結果、この
ような制御系では、カウント値の１偏差に対応する停止
域が２相のパルス出力の組み合わせの数の分だけ分割さ
れるため、制御系やサーボ系が高精度化のものとして構
成されていなくても、停止時の位置決め精度が高められ
ることになる。In order to realize this, the present invention interposes a stop controller between the reversible counter as the first comparing means and the D-A converter, and the second comparing means in the stop controller. , the set value and the phase of the two-phase signal from the rotary encoder are compared. Then, the stop control means in the stop controller outputs a control signal for stopping only when the count value of the reversible counter is "0" and the comparison result of the second comparison means matches. Sends to the subsequent control system. As a result, in such a control system, the stop region corresponding to one deviation of the count value is divided by the number of combinations of two-phase pulse outputs, so the control system and servo system can be used as highly accurate ones. Even if it is not configured, the positioning accuracy at the time of stopping will be improved.
なお、可逆カウンタのカウント値が「０」以外であれば
、上記停止制御器は、可逆カウンタの位置偏差をそのま
ま次段のＤ−Ａ変換器に送り込んでいる。したがって、
停止時以外の制御は、従来のディジタルサーボ方式と同
様に動作する。Note that if the count value of the reversible counter is other than "0", the stop controller sends the positional deviation of the reversible counter as it is to the next-stage DA converter. therefore,
Control other than when stopping operates in the same way as the conventional digital servo system.
発明の構成
第１図は、本発明のディジタルサーボ方式の高精度位置
決め装置ｌを示している。この高精度位置決め装置１は
、指令値Ａを１つの入力とする第１の比較手段としての
可逆カウンタ２、本発明の特徴的な部分としての停止制
御器３、Ｄ−Ａ変換器４、および速度サーボ増幅器５お
よび制御対象の回転部材としてモータ６を順次直列に備
えている。Structure of the Invention FIG. 1 shows a digital servo type high precision positioning device 1 of the present invention. This high-precision positioning device 1 includes a reversible counter 2 as a first comparison means that receives a command value A as one input, a stop controller 3 as a characteristic part of the present invention, a DA converter 4, and A speed servo amplifier 5 and a motor 6 as a rotating member to be controlled are sequentially connected in series.
そして、上記モータ６に速度サーボ系の速度検出器７お
よびディジタルフィードバック系のロータリエンコーダ
８がそれぞれ機械的に連結されている。この速度検出器
７は、タコジェネレータなどであり、速度サーボ増幅器
５の入力側の加え合わせ点９に接続されている。また、
ロータリエンコーダ８は、モータ６の回転方向を検出す
るために、例えば９０度の位相差で２相のパルス出力Ｂ
１、Ｂ２を発生し、これを上記停止制御器３およびエン
コーダインターフェイス１０を経て、上記可逆カウンタ
２の他方の入力端に送り込む。A speed detector 7 of a speed servo system and a rotary encoder 8 of a digital feedback system are mechanically connected to the motor 6, respectively. This speed detector 7 is a tacho generator or the like, and is connected to a summing point 9 on the input side of the speed servo amplifier 5. Also,
The rotary encoder 8 outputs two-phase pulses B with a phase difference of 90 degrees, for example, in order to detect the rotation direction of the motor 6.
1 and B2, which are sent to the other input terminal of the reversible counter 2 via the stop controller 3 and the encoder interface 10.
次に第２図は、上記停止制御器３の内部の構成を示して
いる。この停止制御器３は、停止制御手段としてのデー
タセレクタ１１および第２の比較手段としてのマグニチ
ュードコンパレータ１２のほか、ゼロ検出回路１３を備
えている。Next, FIG. 2 shows the internal configuration of the stop controller 3. As shown in FIG. The stop controller 3 includes a data selector 11 as a stop control means, a magnitude comparator 12 as a second comparison means, and a zero detection circuit 13.
上記データセレクタ１１は、ＲＯＭなどによって構成さ
れており、停止時の制御信号Ｇとして、予め複数例えば
３つの「０」パターン、「＋１」パターンおよび「−１
」パターンなどを記憶しており、上記マグニチュードコ
ンパレータ１２の比較結果に応じて、上記パターンのう
ちいずれか１つを選択的に出力する。また、上記ゼロ検
出回路１３は、可逆カウンタ２と、データセレクタ１１
との間に介在し、モータ６の停止すべき位置、すなわち
カウント値「０」を検出している。また、マグニチュー
ドコンパレータ１２は、ＣＰＵなどで構成されており、
予め入力された設定値Ｈと、ロータリエンコーダ８から
のパルス出力Ｂｌ、Ｂ２との大小関係を比較し、その結
果に応じて、デ−タセレクタ１１の選択動作を指定する
ために設けられている。なお、マグニチュードコンパレ
ータ１２の入力側のエクスクリユーシブオアゲート１４
は、パルス出力Ｂ１、Ｂ２の実際の位相の順番を揃える
ために設けられている。The data selector 11 is constituted by a ROM, etc., and has a plurality of, for example, three "0" patterns, "+1" patterns, and "-1" patterns, as the control signal G at the time of stop.
'' patterns, etc., and selectively outputs one of the patterns according to the comparison result of the magnitude comparator 12. The zero detection circuit 13 also includes a reversible counter 2 and a data selector 11.
, and detects the position where the motor 6 should stop, that is, the count value "0". Furthermore, the magnitude comparator 12 is composed of a CPU, etc.
It is provided to compare the magnitude relationship between the pre-input set value H and the pulse outputs B1 and B2 from the rotary encoder 8, and to designate the selection operation of the data selector 11 according to the result. Note that the exclusive or gate 14 on the input side of the magnitude comparator 12
is provided to align the actual phase order of the pulse outputs B1 and B2.
発明の作用
最初に、オペレータによってマグニチュードコンパレー
タ１２の一方の入力端に、予め設定値Ｈとして、例えば
「１．０＝２」の定義が入力される。またオペレータは
、パルス出力Ｂ１、Ｂ２の４通りの組み合わせについて
後記の表に示すような大きさの数値Ｂを設定するととも
に、データセレクタ１１に制御信号Ｇとして「０」パタ
ーン、「−１」パターン、および「＋１」パターンをそ
れぞれ記憶させる。Effect of the Invention First, an operator inputs a definition of "1.0=2", for example, as a preset value H into one input terminal of the magnitude comparator 12 in advance. In addition, the operator sets a numerical value B of the magnitude as shown in the table below for the four combinations of pulse outputs B1 and B2, and also sets a "0" pattern and a "-1" pattern as the control signal G to the data selector 11. , and "+1" patterns are respectively stored.
さて、最初に制御系に、制御回路側から指令値Ａが可逆
カウンタ２の一方の入力端に与えられる。First, a command value A is given to one input terminal of the reversible counter 2 from the control circuit side to the control system.
この初期の状態では、そのカウント値Ｃが「０」でない
ため、そのカウント値Ｃの値は、そのまま停止制御器３
を通過し、Ｄ−Ａ変換器４によりアナログ量の指令信号
りとなって、速度サーボ増幅器５に送り込まれる。そこ
で、速度サーボ増幅器５は、指令信号りに比例する駆動
信号Ｅを発生し、これによって制御対象のモータ６の回
転速度を決定し、それを回転させる。このモータ６の回
転速度は、速度検出器７によって検出され、速度フィー
ドバンク信号Ｆとして加え合わせ点９に負帰還される。In this initial state, the count value C is not "0", so the value of the count value C remains unchanged at the stop controller 3.
The signal is converted into an analog command signal by the DA converter 4 and sent to the speed servo amplifier 5. Therefore, the speed servo amplifier 5 generates a drive signal E that is proportional to the command signal, thereby determining the rotational speed of the motor 6 to be controlled and causing it to rotate. The rotational speed of the motor 6 is detected by a speed detector 7 and is negatively fed back to a summing point 9 as a speed feed bank signal F.
一方、モータ６の回転量は、ロータリエンコーダ８によ
って、第３図に示すようなパルス出力Ｂ１、Ｂ２のパル
ス数として検出され、そのうちパルス出力Ｂ１は、エン
コーダインターフェイス１０を経て、可逆カウンタ２の
他方の入力端に減算値として帰還される。このようにし
て、可逆カウンタ２のカウント値Ｃは、設定値Ａと実際
の回転量との差に対応する偏差値となるため、それ以降
に、モータ６は、その偏差値に比例した状態で制御され
ることになる。On the other hand, the rotation amount of the motor 6 is detected by the rotary encoder 8 as the number of pulse outputs B1 and B2 as shown in FIG. is fed back to the input terminal as a subtracted value. In this way, the count value C of the reversible counter 2 becomes a deviation value corresponding to the difference between the set value A and the actual rotation amount, so that from then on, the motor 6 is in a state proportional to the deviation value. It will be controlled.
ところで可逆カウンタ２のカウント値Ｃが「０」となっ
たとき、すなわち制御対象のモータ６が第３図に示す停
止域にあるとき、ゼロ検出器１３は、その状態を検出し
て、データセレクタ１１に、停止制御のために１つの条
件を与える。一方、マグニチュードコンパレータ１２は
、パルス出力Ｂ１、Ｂ２の組み合わせに基づく大きさの
数値Ｂと設定値Ｈとを比較し、その比較結果に対応した
データをデータセレクタ１１に他の１つの選択条件とし
て出力している。そこで、データセレクタ１１は、（Ｈ
−Ｂ）＞Ｏのとき、制御信号Ｇから「＋１」パターンを
出力し、また（Ｈ−Ｂ）＜０のとき、「−１」パターン
を出力し、さらに（Ｈ−Ｂ）＝０のときに「０」パター
ンを選択的に出力する。By the way, when the count value C of the reversible counter 2 becomes "0", that is, when the motor 6 to be controlled is in the stop region shown in FIG. 11, one condition is given for stop control. On the other hand, the magnitude comparator 12 compares a numerical value B of the magnitude based on the combination of pulse outputs B1 and B2 with a set value H, and outputs data corresponding to the comparison result to the data selector 11 as another selection condition. are doing. Therefore, the data selector 11 (H
When -B)>O, a "+1" pattern is output from the control signal G, and when (H-B)<0, a "-1" pattern is output, and when (H-B)=0, a "-1" pattern is output. selectively outputs a “0” pattern.
この結果、第３図に示すように、制御対象のモータ６の
停止域すなわちカウント値Ｃ＝０の範囲が４分割され、
その分割後の停止範囲で、モータ６の停止位置が決定さ
れる。このため、この制御１系でのモータ６の位置決め
精度は、従来のものに比較して４倍に高められているこ
とになる。しかも、この実際の停止位置は、設定値Ｈの
数値設定Ｇとよって、カウント値Ｃ＝０の１／４の範囲
で自由に設定できる。As a result, as shown in FIG. 3, the stop range of the motor 6 to be controlled, that is, the range of count value C=0, is divided into four,
The stop position of the motor 6 is determined in the stop range after the division. Therefore, the positioning accuracy of the motor 6 in this control system 1 is increased four times compared to the conventional system. Moreover, this actual stopping position can be freely set within the range of 1/4 of the count value C=0 by the numerical value setting G of the set value H.
なお、既に述べたように、上記エクスクリユーシブオア
ゲート１４は、数値Ｂの設定との関係で、ｒＯ−１−３
−２Ｊの変化をｒｏ−１−２−３４の関係に直すために
設けられており、必要に応じて省略することもできる。As already mentioned, the exclusive or gate 14 has rO-1-3 in relation to the setting of numerical value B.
It is provided to correct the change in -2J to the relationship ro-1-2-34, and can be omitted if necessary.
発明の変形例
上記実施例は、ロータリエンコーダ８からの２相のパル
ス出力Ｂ１、Ｂ２を利用しているが、この異なる位相の
パルス出力の数は、２相に限らず、３以上であってもよ
い。このように位相の数が多くなれば、それだけ停止域
の分割数が多くなるため、高い精度の停止位置が確保で
きる。また、上記データセレクタ１１は、一般的な回路
要素として、ＲＯＭなどによって構成されるが、上記実
施例のように２相のパルス出力Ｂ１、Ｂ２に対しては、
単なるエクスクリユーシブオアゲートとパターン発生回
路などの組み合わせによっても実現できる。Modifications of the Invention The above embodiment utilizes two-phase pulse outputs B1 and B2 from the rotary encoder 8, but the number of pulse outputs of different phases is not limited to two phases, but may be three or more. Good too. As the number of phases increases in this manner, the number of divisions of the stop area increases accordingly, and a highly accurate stop position can be ensured. Further, the data selector 11 is constituted by a ROM or the like as a general circuit element, but for two-phase pulse outputs B1 and B2 as in the above embodiment,
It can also be realized by simply combining an exclusive OR gate and a pattern generation circuit.
発明の効果
本発明では、ディジタル制御系や、フィードバック系の
制御要素の精度を高めることなく、制御対象の位置決め
精度が停止域の分割数に応じて高められ、またこのよう
な効果が従来の制御系に停止制御器を追加するのみで実
用化できるため、高精度の位置決め精度が安価に、しか
も従来装置の一部改良のみで具体化できる。Effects of the Invention In the present invention, the positioning accuracy of the controlled object is increased according to the number of divisions of the stop area without increasing the accuracy of the digital control system or the control elements of the feedback system. Since it can be put into practical use by simply adding a stop controller to the system, high positioning accuracy can be achieved at low cost and with only some improvements to conventional equipment.
第１図は本発明の高精度位置決め装置のブロック線図、
第２図は停止制御器のブロック線図、第３図は動作時の
波形図である。
■・・高精度位置決め装置、２・・可逆カウンタ、３・
・停止制御器、４・・Ｄ−Ａ変換器、５・・速度サーボ
増幅器、６・・モータ、８・・ロータリエンコーダ、１
１・・データセレクタ、１２・・マグニチュードコンパ
レータ、１３・・ゼロ検出回路。
３、 第２図
第３図FIG. 1 is a block diagram of a high-precision positioning device of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram of the stop controller, and FIG. 3 is a waveform diagram during operation. ■... High precision positioning device, 2... Reversible counter, 3...
・Stop controller, 4...D-A converter, 5...Speed servo amplifier, 6...Motor, 8...Rotary encoder, 1
1...Data selector, 12...Magnitude comparator, 13...Zero detection circuit. 3. Figure 2 Figure 3
Claims (1)
ロータリエンコーダの出力値とを比較する第１の比較手
段とを備え、上記第１の比較手段の一致信号で上記回転
部材を停止させる位置決め装置において、位相のずれた
複数のパルス出力を発生するロータリエンコーダをもち
、複数の制御信号を記憶しこれらのうちの１つを選択的
に出力する停止制御手段と、予め指定した設定値と上記
ロータリエンコーダからの複数のパルス出力の位相とを
比較する第２の比較手段とを備え、第１の比較手段およ
び第２の比較手段がともに一致信号を出力したとき、上
記停止制御手段から上記回転部材を停止させるための制
御信号を出力することを特徴とする高精度位置決め装置
。A positioning device comprising a rotary encoder provided on a rotating member and a first comparing means for comparing a command value and an output value of the rotary encoder, and stopping the rotating member in response to a coincidence signal from the first comparing means. , a stop control means having a rotary encoder that generates a plurality of phase-shifted pulse outputs, a stop control means that stores a plurality of control signals and selectively outputs one of them, a prespecified setting value, and the rotary encoder. and a second comparison means for comparing the phases of the plurality of pulse outputs from the stop control means, and when the first comparison means and the second comparison means both output matching signals, the stop control means controls the rotating member. A high-precision positioning device characterized by outputting a control signal for stopping.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61162559A JP2649513B2 (en) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | High precision positioning device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61162559A JP2649513B2 (en) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | High precision positioning device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318413A true JPS6318413A (en) | 1988-01-26 |
| JP2649513B2 JP2649513B2 (en) | 1997-09-03 |
Family
ID=15756888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61162559A Expired - Lifetime JP2649513B2 (en) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | High precision positioning device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2649513B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018136696A (en) * | 2017-02-21 | 2018-08-30 | オムロン株式会社 | Motor controller |
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| JPS59208614A (en) * | 1983-05-13 | 1984-11-27 | Hitachi Ltd | Method for controlling positional information of encoder motor |
| JPS61100818A (en) * | 1984-10-23 | 1986-05-19 | エヌ・シー・アール・カナダ・リミテッド― エヌ・シー・アール・カナダ・エル・テイー・イー・イー | Fine/rough positioning controller |
| JPS61120968A (en) * | 1984-11-19 | 1986-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Generation circuit for direction of rotation pulse |
-
1986
- 1986-07-09 JP JP61162559A patent/JP2649513B2/en not_active Expired - Lifetime
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| US10948893B2 (en) | 2017-02-21 | 2021-03-16 | Omron Corporation | Motor control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2649513B2 (en) | 1997-09-03 |
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