JPH0683436A - インデックスシステム - Google Patents

インデックスシステム

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JPH0683436A
JPH0683436A JP23385292A JP23385292A JPH0683436A JP H0683436 A JPH0683436 A JP H0683436A JP 23385292 A JP23385292 A JP 23385292A JP 23385292 A JP23385292 A JP 23385292A JP H0683436 A JPH0683436 A JP H0683436A
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JP
Japan
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motor
teaching
command
data
controller
Prior art date
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Pending
Application number
JP23385292A
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English (en)
Inventor
Koichi Sato
光一 佐藤
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 位置決めを行うための位置教示において、精
度が向上し、調整時間が短縮され、操作性の向上したイ
ンデックスシステムを実現することである。 【構成】 モータ11と、モータ11の位置を検出する
回転センサ12と、その位置データを抽出する位置検出
器13とを備えるアクチュエータ1と、教示段階におい
て、モータ11の位置データを教示データに規格化する
教示データ生成手段23と、教示データを格納するメモ
リ25と、指令段階において、モータ11の現在位置の
データを規格化し、メモリ25から読み出した教示デー
タとの差を求め、指令値として出力する指令値生成手段
24とを具備するコントローラ2とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はダイレクトドライブモー
タを使用したインデックスシステムの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】インデックスシステムは外部からの指令
に基づいてダイレクトドライブモータにより回転されて
指令位置に停止して位置決めを行うシステムである。こ
のシステムにおいて、回転角度を指令して回転させると
システムの回転体は指令された角度の位置に到達する。
この到達角度を機械角という。
【0003】この機械角をエンコーダ位置検出器により
検出したエンコーダ検出値はそのエンコーダ位置検出器
の精度により少なからず誤差を含んでいる。このエンコ
ーダ検出値と機械角との関係を図5に示す。図におい
て、縦軸にエンコーダ検出値θE (rad) を取り、横軸に
機械角θ(rad) を取ってある。31は検出器により得た
実際のエンコーダ特性曲線、32は理論値である理想の
特性曲線である。この図は機械角をθ1 にするために指
令値θ1 により回転させた場合、エンコーダ検出値はθ
E1になることを示している。このθE1からは機械角がθ
1 と判断される。そのため機械角θ1 を得るために従来
は次式による補正を行なっていた。
【0004】機械角θ1 の補正したエンコーダ検出値を
θE1 とし、ΔθE1を補正値とすれば、 θE1 =θE1+ΔθE1・・・ このΔθE1を補正テーブルに予め格納しておき、上式の
補正を行う。従来は、インデックスシステムを回転させ
るための指令値を機械角と一致するように式の補正を
行って精度向上を実現していた。このため、指令値をθ
1 とした時、エンコーダ検出値θE1 を得るようにすれ
ば、正しく機械角θ1 が得られることが分る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この場合次の
ような問題点がある。 機械角θ即ち指令値θと誤差値ΔθE のキャリブレー
ションが必要である。即ち、補正テーブルを予め作って
おく必要がある。 実際に位置決めする点数は、一般にはそれ程多くない
場合が多いが、キャリブレーションの点数が少ないと精
度が悪くなり、点数を多くすると精度は向上するが、キ
ャリブレーションの時間が長くなり、又、補正データを
格納するメモリ領域も大きくなってしまう。 原理的に、キャリブレーションした点以外は誤差を含
んでいるため、所望の位置の精度が保証されない。 インクリメンタル形モータの場合、原点センサの取り
付けについて、調整時と使用時とで一致させるのに注意
が必要である。ここでインクリメンタル形モータとは複
数の停止位置の指令に対して差分で動作するモータであ
る。 以上のことから、ロボット等で用いられるダイレクト
ティーチングの手法を導入することが考えられるが、こ
れを導入すると、ロボットの多くのティーチングのよう
に動かす順に位置データを取り込み、その順に補間しな
がら位置決めしてゆくこととなる。インデックスシステ
ムでは位置決めの順序を自由に変えられる方式であるこ
とが必要である。
【0006】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、位置決めを行うための位置教示におい
て、精度が向上し、調整時間が短縮され、操作性の向上
したインデックスシステムを実現することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する本
発明は、モータ停止位置を制御するコントローラと、該
コントローラの制御によって位置決めされるモータを有
するアクチュエータとで構成されるインデックスシステ
ムにおいて、前記アクチュエータは、絶対位置の基準と
なる原点を規定することが可能で、絶対位置を検出する
ことのできる回転センサと、該回転センサのエンコーダ
検出値から位置検出値のみを抽出して出力する位置検出
器と、前記モータの回転を指令により制御すると共に、
前記位置検出器と、サーボ機構を構成する制御器とを備
えており、前記コントローラは、教示段階において、逐
次モータを所望の位置に停止させ、その停止位置の機械
角のエンコーダ検出値が原点から見て1回転を超える場
合に1回転以内の位置データである教示データに規格化
する教示データ生成手段と、前記教示データを任意のポ
ジション番号の格納エリアに格納するメモリと、指令段
階において、モータの停止位置をポジション番号で指定
することにより前記メモリから規格化された前記教示デ
ータを読み出し、現在のモータの機械角を規格化して、
前記教示データとの差の回転量を出力する指令値生成手
段と、前記モータの機械角のエンコーダ検出値が入力さ
れ、教示段階と指令段階とによって前記機械角のエンコ
ーダ検出値を前記教示データ生成手段と前記指令値生成
手段とに切り替え出力する制御部とを具備していること
を特徴とするものである。
【0008】
【作用】教示段階において、アクチュエータのモータを
それぞれ所望の位置に合わせ、そのエンコーダ検出値が
コントローラの制御部を経て教示データ生成手段に入力
される。教示データ生成手段はこのデータを規格化して
教示データを生成し、メモリに格納する。
【0009】指令段階において、プログラムメモリの指
令により指令値生成手段は制御部を経由して入力される
現在のモータの位置のエンコーダ検出値を規格化し、前
記メモリから読み出した教示データとの差を演算して指
令値を求め、この指令値をアクチュエータに入力し、モ
ータを指令値の位置に回転させる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は本発明の一実施例のブロック図であ
る。図において、1は作業のために回転して定められた
位置に停止するモータのドライブ機構であるアクチュエ
ータである。アクチュエータ1は次に示す各部で構成さ
れている。
【0011】11は制御対象であるモータ、12はモー
タ11に直結され、モータ11の回転の絶対位置の基準
となる原点を規定することのできる回転センサで、モー
タ11が1回転する毎に0°から360°までの1周期
の信号を出力する1X検出器121と、モータ11が1
回転するごとにn周期の信号を出力するnX検出器12
2で構成されている。この1X検出器121はモータ1
1の原点からの位置を示しており、nX検出器122は
モータ11の制御に用いる位置と速度を検出して出力し
ており、1X検出器121の示す位置データを1/n回
転の分解能で検出している。
【0012】13は回転センサ12の出力の速度と位置
のデータが入力されて、位置のデータのエンコーダ検出
値のみを抽出する位置検出器で、モータ11の絶対回転
位置を検出する。この位置検出器13は制御器14とサ
ーボ機構を構成していて、モータ11の停止位置を正確
に位置決めすると共に、コントローラ2への信号の入出
力を行うコントローラインタフェース15に位置検出値
を出力する。
【0013】制御器14は又、コントローラインタフェ
ース15を通してコントローラ2からの指令値が入力さ
れて、モータ11の回転を制御する。アクチュエータ1
は以上の各部分で構成されている。
【0014】コントローラ2は次に示す各部分で構成さ
れている。21はコントローラ2側に設けられたアクチ
ュエータ1との信号の入出力のためのインタフェースで
あるアクチュエータインタフェースで、コントローライ
ンタフェース15との間で信号のやりとりを行ってい
る。
【0015】22はアクチュエータインタフェース21
を経てモータ11の機械角のエンコーダ検出値が入力さ
れて、このエンコーダ検出値を教示データ生成手段23
と指令値生成手段24とに切り替えて出力する制御部で
ある。教示段階では教示データ生成手段23は制御部2
2から入力されたエンコーダ検出値の累積値が原点から
見て1回転を超える場合に、1回転以内の値に規格化す
ることにより教示データを生成する。この教示データは
メモリ25に格納される。メモリ25には、図4に示す
ようにポジション番号毎に規格化教示データとして規格
化された位置データが格納される。
【0016】指令値生成手段24はプログラムメモリ2
6から回転させようとする機械角指令位置をポジション
番号によって指定されると、制御部22から入力される
モータ11の現在位置におけるエンコーダ検出値から現
在位置の規格化データを生成し、メモリ25から規格化
された教示データを読み出して、前記現在位置の規格化
データとの差の移動量を演算して指令値としてアクチュ
エータインタフェース21に出力する。
【0017】プログラムメモリ26は指令値生成手段2
4に機械角設定の指令を予めプログラムされた順序に従
って与える。次に上記のように構成されたインデックス
システムの動作をフローチャートを用いて説明する。こ
のインデックスシステムでは、先ずモータ11を次々に
停止させる一連の機械角の教示データを作成してメモリ
25に格納し、次にプログラムメモリ26の指令に従っ
て、格納されている教示データの位置にモータ11を回
転させるものである。
【0018】図2は教示データ生成手段23の動作の手
順を示すフローチャートである。 ステップ1 インデックスシステムにスイッチを入れ、位置検出器1
3と制御器14から成るサーボ機構をオフにして、モー
タ11の位置を位置決めすべき機械角θi に合わせる。
【0019】ステップ2 先ず、i=1として、モータ11の位置をθ1 の位置に
合わせる。θ1 +2nπとなっていてもよい。このθ1
に対して教示コマンド実行の指令が出される。例えば次
の通りである。
【0020】200:1 ここで、
【0021】200は教示コマンド実行の指令を示す符
号、1はポジション番号である。 ステップ3 回転センサ12はモータ11の位置θを検出してエン
コーダ検出値を出力する。位置検出器13は位置検出値
を選択してコントローラインタフェース15、アクチュ
エータインタフェース21を経て制御部22に入力す
る。教示データ生成手段23は制御部22から切り替え
入力されるエンコーダ検出値を読み込む。
【0022】ステップ4 教示データ生成手段23はエンコーダ検出値をステップ
2の指令に基づいて入力データを規格化して教示データ
を次のように求める(図5の例による)。角度はra
d で表示するものとする。
【0023】 d={MOD(θEi +2nπ,2π)}×2π・・・ i=1の場合はd=d1 ここで、MOD(a,b)は、a−{INT(a/
b)}×2b INTは整数、つまり、aをbで割った余りを示してい
る。
【0024】ステップ5 教示データdをメモリ25のポジション番号(i)の
格納エリアに格納する。この内容は図4に示す通りであ
る。
【0025】ステップ6 iがiMAX より小さいかどうかチェックする。iがi
MAX より小さい時はステップ7に進む。iがiMAX より
小さくなければ、即ち、i=iMAX ならば終了する。
【0026】ステップ7 iに1を加え、モータ11を次の回転位置に回転させ
て、ステップ3に戻る。上記のようにモータ11の回転
位置に関して教示データの生成が終り、指令段階に入る
と、プログラムメモリ26から作業順序の指令をポジシ
ョン番号によって指令値生成手段24に与える。この時
には、位置検出器13と制御器14とから成るサーボ機
構を動作させる。この手順を図3のフローチャートによ
り説明する。
【0027】ステップ1 指令値生成手段24はプログラムメモリ26から指令さ
れたポジション番号の教示データdをメモリ25から
読み込む。この例ではポジション番号を1として説明す
る。指令には次の回転位置への移動方向に関するデータ
が以下の例に示すように含まれている。
【0028】 X1・・・・移動量の小さい方向を経て1の位置へ X+1・・・CW方向の回転で1の位置へ X−1・・・CCW方向の回転で1の位置へ ステップ2 指令値生成手段24は制御部22からモータ11の現在
位置θn におけるエンコーダ検出値θEn が入力されて
読み込む。エンコーダ検出値θEn は回転センサ12の
出力が位置検出器13,コントローラインタフェース1
5,アクチュエータインタフェース21を経て制御部2
2に入力されている。
【0029】ステップ3 現在位置θn におけるエンコーダ検出値θEn を読み、
規格化データを次式に示すように生成する。
【0030】 d={MOD(θ,2π)}×2π・・・ ステップ4 指令値生成手段24は式と式から規格化移動量Δを
次式で求める。
【0031】Δ=d1 −d ステップ5 ステップ1において指令された移動方向をチェックす
る。指令がX1であれば近回りなので、ステップ6に進
む。指令がX+1であればCW方向の回転なので、ステ
ップ7に進む。指令がX−1であればCCW方向の回転
なので、ステップ8に進む。
【0032】ステップ6 近回りなので次式の演算を行う。 |Δ|≦πならば、dout =Δ Δ>πならば、 dout =Δ−2π Δ<−πならば、 dout =Δ+2π として移動量dout を算出する。
【0033】ステップ7 CW方向の回転なので次式の演算を行う。 Δ<0ならば、dout =Δ+2π Δ≧0ならば、dout =Δ として移動量dout を算出する。
【0034】ステップ8 CCW方向の回転なので次式の演算を行う。 Δ>0ならば、dout =Δ−2π Δ≦0ならば、dout =Δ として移動量dout を算出する。
【0035】ステップ9 ステップ6,ステップ7又はステップ8において求めた
移動量dout を出力する。
【0036】以上説明したように本実施例によれば、教
示段階において取り込んだエンコーダ検出値を規格化し
て1回転以内のデータとして格納し、このデータから指
令値を生成するようにしたために、インデックスのよう
な合計で1回転を越す動作範囲のものにも教示データが
適用でき、絶対精度の向上、調整時間の短縮等のメリッ
トがある。
【0037】又、指令における入力単位やオフセット等
のパラメータを気にする必要がないので、ユーザーの操
作性が向上する。尚、本発明は上記実施例に限定される
ものではない。インクリメンタル形モータの場合には、
原点復帰を行い、原点が確定した後、実施例と同様のこ
とが行える。
【0038】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、インデックスシステムの位置決めを行うための位置
教示において、絶対精度の向上、調整時間の短縮が実現
し、操作性が向上して実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。
【図2】本発明の実施例の教示データ生成段階の動作手
順のフローチャートである。
【図3】本発明の実施例の指令段階の動作手順のフロー
チャートである。
【図4】教示データを格納するメモリの格納順を示す図
である。
【図5】エンコーダ検出値と機械角との関係を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 アクチュエータ 2 コントローラ 11 モータ 12 回転センサ 13 位置検出器 14 制御器 22 制御部 23 教示データ生成手段 24 指令値生成手段 25 メモリ 26 プログラムメモリ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年9月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】@200:1 ここで、
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】@200は教示コマンド実行の指令を示す
符号、1はポジション番号である。 ステップ3 回転センサ12はモータ11の位置θiを検出してエン
コーダ検出値を出力する。位置検出器13は位置検出値
を選択してコントローラインタフェース15、アクチュ
エータインタフェース21を経て制御部22に入力す
る。教示データ生成手段23は制御部22から切り替え
入力されるエンコーダ検出値を読み込む。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータ停止位置を制御するコントローラ
    (2)と、該コントローラ(2)の制御によって位置決
    めされるモータ(11)を有するアクチュエータ(1)
    とで構成されるインデックスシステムにおいて、 前記アクチュエータ(1)は、絶対位置の基準となる原
    点を規定することが可能で、絶対位置を検出することの
    できる回転センサ(12)と、該回転センサ(12)の
    エンコーダ検出値から位置検出値のみを抽出して出力す
    る位置検出器(13)と、前記モータ(11)の回転を
    指令により制御すると共に、前記位置検出器(13)
    と、サーボ機構を構成する制御器(14)とを備えてお
    り、 前記コントローラ(2)は、教示段階において、逐次モ
    ータ(11)を所望の位置に停止させ、その停止位置の
    機械角のエンコーダ検出値が原点から見て1回転を超え
    る場合に1回転以内の位置データである教示データに規
    格化する教示データ生成手段(23)と、前記教示デー
    タを任意のポジション番号の格納エリアに格納するメモ
    リ(25)と、指令段階において、モータ(11)の停
    止位置をポジション番号で指定することにより前記メモ
    リ(25)から規格化された前記教示データを読み出
    し、現在のモータ(11)の機械角を規格化して、前記
    教示データとの差の回転量を出力する指令値生成手段
    (24)と、前記モータ(11)の機械角のエンコーダ
    検出値が入力され、教示段階と指令段階とによって前記
    機械角のエンコーダ検出値を前記教示データ生成手段
    (23)と前記指令値生成手段(24)とに切り替え出
    力する制御部(22)とを具備していることを特徴とす
    るインデックスシステム。
JP23385292A 1992-09-01 1992-09-01 インデックスシステム Pending JPH0683436A (ja)

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JP23385292A JPH0683436A (ja) 1992-09-01 1992-09-01 インデックスシステム

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