JPH0448307A - 位置制御装置 - 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】 （］）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は位置制御装置に係り、特にポテンショメータを
位置検出要素として使用し、負荷端をストラパーに衝突
させ動作を機械的にロックして動作の原点と定める方式
のもので、医療機器等の遠隔制御装置に利用されるもの
である。

［従来の技術］ 第２図は従来より医療機器等の遠隔制御に使用されてい
る位置制御装置の構成の一例で、１は位置信号用の電源
、２はポテンショメータ、３は制御用電動機、４は制御
回路、５，６は負荷端の動作の上限と下限を定めるリミ
ットスイッチである。

図示の位置制御装置は、負荷端の位置を制御する電動機
３と負荷端の位置を検出するポテンショメータ２と、リ
ミットスイッチ５，６とが負荷端の機構部に装着され、
制御回路４との間を電線で接続し、制御回路の位置指令
電圧とポテンショメータの出力電圧とを制御回路に設け
られた比較回路により比較し、比較回路の出力電圧が零
となる方向に電動機を回転させて、負荷端を指令した位
置に制御する構成と成っており、リミットスイッチ５，
６は負荷端が回転の上限又は下限に達したときに比較回
路の出力電圧とは関係無く電動機を停止させる様に構成
され、比較回路の誤動作等により負荷端を回転限界を超
えて駆動しないように構成されており、リミットスイッ
チの動作点を動作の原点として定めるようになっている
。

［発明が解決しようとする課題］ ところが第２図に示した構成でリミットスイッチ５，６
は機構部に装着されており、機構部と制御回路との間に
多くの電線（図示の例では８本）が必要で、リミットス
イッチの動作点の設定は、負荷端の駆動軸とリミットス
イッチとの相対的位置を機械的に定めて行うようになっ
ており、動作点の設定には熟練した技術による調整が必
要で、簡単に変更出来ないという問題が有った。

そこで、リミットスイッチを設けることなく負荷端をス
トッパーに衝突させ動作を機械的にロックして、その位
置を動作原点とする位置制御装置が提案され、原点位置
を自由に設定できるようになったが、原点位置の信号が
制御装置に送られないので原点を基準とした制御が出来
ないという問題が有る。

本発明はリミットスイッチを設けないで原点位置の信号
が得られる位置制御装置を得るのが目的である。

（２）発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 本発明においては、ポテンショメータの出力電圧の経時
的変化を検出し、負荷端の移動が停止し。

出力電圧の経時的変化が無くなったときを原点と定め、
その時のポテンショメータの出力電圧を制御装置に設け
たメモリーに記憶させ、原点として設定する構成により
達成する。

［作　　用］ ポテンショメータの出力電圧の変化は、通常の動作では
電動機の速度で定められた一定速度で変化するのでこの
経時的変化を検出し、負荷端が機械的にロックされたと
きにはこの変化が無くなるから、ロックされたことを判
断してこの位置におけるポテンショメータの出力電圧を
原点位置を示す電圧として、メモリーに記憶させれば、
この位置を原点として制御をすることが出来る。

［実施例コ 第１図は本発明を実施した位置制御装置の構成を示す回
路図で、第２図に示した従来技術と同じ部分は同じ符号
を付けてその説明を省略する。

図において１０はＡ／Ｄ変換器、１２は比較器、１１は
時間軸発生装置、１３はマイクロコンピュータ、１４は
電動機の制御回路で、ポテンショメータ２の検出電圧を
Ａ／Ｄ変換器１０でデジタル信号に変換し、時間軸発生
装置１１より送られるポテンショメータの出力電圧の経
時変化に同期した基準電圧と比較器１２で比較し、比較
器２の出力をマイクロコンピュータ１３で判断し、マイ
クロコンピュータ１３の出力で電動機の制御回路１４を
制御して電動機１３の動作を制御する構成と成っている
。

今負荷端がロックされていない状態でマイクロコンピュ
ータ１３の指令で電動機がある方向に回転して負荷端を
指令された方向に駆動し、負荷端の移動量がポテンショ
メータ２で検出され。

Ａ／Ｄ変換器１０でデジタル信号に変換され、時間軸発
生装置１１１より送られるポテンショメータの出力電圧
の経時変化に同期した基準電圧と比較器１２で比較され
１面者が一致している場合は位置制御装置が正常に動作
していると判断して。

マイクロコンピュータ１３の中で位置の指令値とポテン
ショメータ２の出力電圧と比較し、ポテンショメータの
出力電圧が指令値と一致するまで制御装置１１４より電
動機３−３に電流を流して動作を継続し、指令位置に達
するとポテンショメータの出力電圧が指令値と一致して
マイクロコンピュータ１３より電動機を停止させる信号
が制御装置１４に送られ電動機を停止させる。

次に負荷端がある位置で、それ以上回転出来ないように
機械的なストッパーが設けられ、このストッパーの設け
られた位置を動作原点と定める原点の探査の場合につい
て説明する。

マイクロコンピュータ１３に与えられた原点探査の命令
信号により、電動機が指令された方向に回転し、ポテン
ショメータ２の出力と時間軸発生袋！！１］の出力とを
比較器１２で比較し、比較器１２の出力により制御装置
が正常動作とマイクロコンピュータ１３が判断して電動
機を同じ方向に継続して回転させ、負荷端がストッパー
に衝突すると負荷端の移動が機械的に停止させられ。

ポテンショメータ２の出力電圧の経時的変化が止まり比
較器１２で時間軸発生装置１１の出力電圧との偏差が検
出されマイクロコンピュータ１３でストッパーで停止し
たと判断し、制御装置１４に電動機］３を停止させる信
号を送ると共に、ポテンショメータ２の出力電圧をメモ
リに記憶させ。

この位置をその時の指令方向における原点とし・て定め
るように動作する。このようにして原点を定めると以後
はこの原点より更に同じ方向に回転させるような命令は
全て誤った命令として処理されるようになる。

更に先の場合と反対の方向の位置で原点を設定する場合
は同じように原点として設定したい位置にストッパーを
設定し原点探査の命令を与えると電動機がストッパーに
衝突するまでその方向に回転し前記と同様にメモリーの
中にその方向の原点が記憶される、 本発明になる位置制御装置は第１図でも判るように制御
装置と駆動部の間には電動機とポテンショメータの電線
だけが接続され、第２図に示した従来技術の構成に比し
リミットスイッチの電線は不要となるから接続電線の数
が４本減少し、又、原点の設定は機械的ストッパーの位
置を設定するのみで電単に設定でき、電気的な調整を省
くことが出来るから原点位置の設定変更が容易にできる
。

更に本発明においては、ポテンショメータの出力電圧の
経時的変化を検出して原点を検出する方法であるから、
故障により負荷端の移動が止まった場合でも原点と誤認
される恐れがあるので、原点の探査指令が制御装置に入
力されたときに。

ポテンショメータの出力電圧の経時的変化が、ある基準
値（Ａ／Ｄ変換器の変換誤差とその許容値との和）より
小さいときは、電動機に逆方向の駆動指令な与え、ポテ
ンショメータの出力電圧の経時的変化が前記基準値より
大きければその位置が電動機に逆方向の駆動指令咎与え
る直前の方向の原点であると判断しポテンショメータの
出力電圧をメモリーに記憶させ、又電動機を逆方向に回
転させたときにポテンショメータの出力電圧の経時的変
化が基準値より小さいときは制御装置の故障と判断する
自己診断機能を備え、故障時の誤判断を避けることが出
来る。

［発明の効果］ 本発明になる位置制御装置は前記のような構成であるか
ら５機構部にリミットスイッチを設けること無く原点を
設定し、メモリに記憶させることが出来るから構造が簡
単で機構部と制御回路の間の電線の数を減少させ、その
設定操作が簡単であるから原点の設定位置の変更が容易
にできる効果があり、更に故障時の場合を判断できる自
己診断機能を備えることにより、信頼度の高い位置制御
装置を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した位置制御装置の構成を示す回
路図、第２図は従来技術による位置制御装置の回路図で
ある。 符号の説明 ｌ・・・位置検出器の電源、２・・・ポテンショメータ
。 ３・・・電動機、４，１４・・・制御装置、５，６・・
・リミットスイッチ、１０・・・Ａ／Ｄ変換器、１１・
・・時間軸発生装置、１２・・・比較器、１３・・・マ
イクロコンピュータ。 特許出願人　日本サーボ株式会社 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電動機と、該電動機で制御される負荷端の位置を
   検出するポテンショメータと、位置の指令値と前記ポテ
   ンショメータの出力とを比較して前記電動機を制御する
   制御回路とを備えた位置制御装置で、負荷端をストッパ
   ーに衝突させ機械的にロックして動作の原点と定める方
   式のものにおいて、前記制御装置に原点探査の命令を出
   し電動機に駆動指令を与えたときに、前記ポテンショメ
   ータの出力電圧の経時的な変化を検出し、該経時的変化
   が無くなった位置を原点と定め、その時のポテンショメ
   ータの出力電圧を前記制御回路に備えたメモリーに記憶
   させる構成を特長とする位置制御装置。
2. （２）制御装置より原点位置の探査命令を出し電動機に
   駆動指令を与えたときに、ポテンショメータの出力電圧
   の経時的変化が、ある基準値以下の場合には、電動機に
   逆方向の駆動指令を与え、このときにポテンショメータ
   の出力電圧の経時的変化が前記のある基準値以上であつ
   たときには、其の時のポテンショメータの出力電圧を前
   記電動機に逆方向の駆動指令を与える直前の方向の原点
   と定め、又電動機に逆方向の駆動指令を与えたときにポ
   テンショメータの出力電圧の経時的変化の値が前記のあ
   る基準値以下の場合は制御装置の故障と判断する自己診
   断機能を備えたことを特長とする特許請求の範囲第１項
   に記載の位置制御装置。 （但しある基準値は、制御装置に内蔵したＡ／Ｄ変換装
   置の変換誤差と、その許容誤差との和とする）