JPH07225615A - フルクローズドループ位置制御サーボドライバ - Google Patents
フルクローズドループ位置制御サーボドライバInfo
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- JPH07225615A JPH07225615A JP6017192A JP1719294A JPH07225615A JP H07225615 A JPH07225615 A JP H07225615A JP 6017192 A JP6017192 A JP 6017192A JP 1719294 A JP1719294 A JP 1719294A JP H07225615 A JPH07225615 A JP H07225615A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フルクローズド位置制御サーボドライバによ
るフルクローズド位置制御の高速化，コントローラの簡
素化を目的とする。 【構成】 リニアスケール等負荷側の位置検出器からの
フルクローズ位置信号をドライバの偏差カウンタにフィ
ードバックし位置ループを形成する。速度フィードバッ
クはモータに取り付けたロータリーエンコーダを検出器
としてドライバーにフィードバックし速度ループを形成
する。従来の位置制御ドライバではモータに取り付けた
ロータリエンコーダの位置フィードバック信号を速度フ
ィードバック信号と兼用するのに対し、本フルクローズ
ド位置制御ドライバでは両信号が個別に必要であり、両
信号について、それぞれ入力部を持つ。ドライバのみで
フルクローズドループ位置制御を行い、信号処理時には
セミクローズドループ制御を行わないためフルクローズ
ドループ制御の高速化とコントローラソフト／ハードの
簡素化の効果がある。
るフルクローズド位置制御の高速化，コントローラの簡
素化を目的とする。 【構成】 リニアスケール等負荷側の位置検出器からの
フルクローズ位置信号をドライバの偏差カウンタにフィ
ードバックし位置ループを形成する。速度フィードバッ
クはモータに取り付けたロータリーエンコーダを検出器
としてドライバーにフィードバックし速度ループを形成
する。従来の位置制御ドライバではモータに取り付けた
ロータリエンコーダの位置フィードバック信号を速度フ
ィードバック信号と兼用するのに対し、本フルクローズ
ド位置制御ドライバでは両信号が個別に必要であり、両
信号について、それぞれ入力部を持つ。ドライバのみで
フルクローズドループ位置制御を行い、信号処理時には
セミクローズドループ制御を行わないためフルクローズ
ドループ制御の高速化とコントローラソフト／ハードの
簡素化の効果がある。
Description
【０００１】
【産業用の利用分野】本発明は、位置決め制御を行うモ
ータ駆動制御用ドライバ（以下ドライバと略す）で、負
荷側の位置検出器の信号を検知しフルクローズドループ
制御を行うことが可能なフルクローズドループ位置制御
サーボドライバに関するものである。
ータ駆動制御用ドライバ（以下ドライバと略す）で、負
荷側の位置検出器の信号を検知しフルクローズドループ
制御を行うことが可能なフルクローズドループ位置制御
サーボドライバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、位置制御サーボドライバ／モータ
は部品実装機，ロボット，半導体製造装置をはじめ、Ｆ
Ａ分野にてモータによる位置制御を行う様々な用途に用
いられている。
は部品実装機，ロボット，半導体製造装置をはじめ、Ｆ
Ａ分野にてモータによる位置制御を行う様々な用途に用
いられている。
【０００３】負荷の位置決め制御をモータにて行うに
は、ステッピングモータ（パルスモータともいう）ある
いは、同期型モータまたは誘導型モータに位置検出器を
取り付けたサーボモータをコントローラの指令にしたが
いドライバにて駆動制御する方法が一般的である。
は、ステッピングモータ（パルスモータともいう）ある
いは、同期型モータまたは誘導型モータに位置検出器を
取り付けたサーボモータをコントローラの指令にしたが
いドライバにて駆動制御する方法が一般的である。
【０００４】モータにて位置制御を行う場合はコントロ
ーラより正転／逆転の位置指令パルスをドライバに入力
し、ドライバにて電流増幅して指令パルスに相当する角
度分モータを駆動させる。
ーラより正転／逆転の位置指令パルスをドライバに入力
し、ドライバにて電流増幅して指令パルスに相当する角
度分モータを駆動させる。
【０００５】以下、図面を参照しながら上述した従来の
モータによる位置制御の一例について説明する。
モータによる位置制御の一例について説明する。
【０００６】図２はステッピングモータにて位置制御を
行う場合の一例である。図２において１はコントローラ
で指令パルスを出力する。２はステッピングドライバ、
３はステッピングモータ、４は位置制御の対象であるテ
ーブル、５はボールネジ、６は正転／逆転の位置指令パ
ルスである。
行う場合の一例である。図２において１はコントローラ
で指令パルスを出力する。２はステッピングドライバ、
３はステッピングモータ、４は位置制御の対象であるテ
ーブル、５はボールネジ、６は正転／逆転の位置指令パ
ルスである。
【０００７】ステッピングモータは元来パルスにて駆動
する位置制御用モータであるので、位置検出器による位
置検出を必要としないオープンループにて制御すること
ができる。
する位置制御用モータであるので、位置検出器による位
置検出を必要としないオープンループにて制御すること
ができる。
【０００８】図３はサーボモータにて位置制御を行う場
合の一例である。図３において１はコントローラで指令
パルスを出力する。４は位置制御の対象であるテーブ
ル、５はボールネジ、６は正転／逆転の位置指令パル
ス、７は位置制御サーボドライバ、８はサーボモータ、
９はロータリーエンコーダ、１０はセミクローズ位置フ
ィードバック信号である。
合の一例である。図３において１はコントローラで指令
パルスを出力する。４は位置制御の対象であるテーブ
ル、５はボールネジ、６は正転／逆転の位置指令パル
ス、７は位置制御サーボドライバ、８はサーボモータ、
９はロータリーエンコーダ、１０はセミクローズ位置フ
ィードバック信号である。
【０００９】サーボモータにて位置制御を行うには位置
検出器からの位置検出信号をドライバにフィードバック
するクローズドループ制御を行う必要がある。位置検出
器にはロータリーエンコーダを用い、モータ軸の反負荷
側に取り付けるものが一般的である。
検出器からの位置検出信号をドライバにフィードバック
するクローズドループ制御を行う必要がある。位置検出
器にはロータリーエンコーダを用い、モータ軸の反負荷
側に取り付けるものが一般的である。
【００１０】ステッピングモータの位置分解能はモータ
の着磁により制限され高分解能が望めないが、サーボモ
ータの位置分解能はロータリーエンコーダの分解能に依
存するため、ステッピングモータに比べ高分解能であ
る。
の着磁により制限され高分解能が望めないが、サーボモ
ータの位置分解能はロータリーエンコーダの分解能に依
存するため、ステッピングモータに比べ高分解能であ
る。
【００１１】したがって、数十μまたはそれ以下の高精
度位置決め制御を行う場合はサーボモータが使用され
る。
度位置決め制御を行う場合はサーボモータが使用され
る。
【００１２】ただし、このモータに取り付けたロータリ
ーエンコーダでの位置検出では厳密には負荷側の機械誤
差などの影響で最終目標である負荷の位置制御になって
いない。よってこの制御はクローズドループ制御ではあ
るが、セミクローズドループ制御と呼ばれる。
ーエンコーダでの位置検出では厳密には負荷側の機械誤
差などの影響で最終目標である負荷の位置制御になって
いない。よってこの制御はクローズドループ制御ではあ
るが、セミクローズドループ制御と呼ばれる。
【００１３】数μまたはそれ以下の高精度位置決め制御
を行う場合には機械のバックラッシュなどの誤差に加
え、摩擦による温度上昇のためのボールネジの伸びなど
の影響で高精度位置決めを実現することは難しく、この
場合は最終位置決め制御の対象となる負荷に位置検出器
を取り付け位置制御を行うフルクローズドループ制御が
必要となる。この位置検出器にはリニアスケールまたは
レーザースケールなどが使用されるものが一般的であ
る。
を行う場合には機械のバックラッシュなどの誤差に加
え、摩擦による温度上昇のためのボールネジの伸びなど
の影響で高精度位置決めを実現することは難しく、この
場合は最終位置決め制御の対象となる負荷に位置検出器
を取り付け位置制御を行うフルクローズドループ制御が
必要となる。この位置検出器にはリニアスケールまたは
レーザースケールなどが使用されるものが一般的であ
る。
【００１４】図４にサーボモータにてフルクローズドル
ープ位置制御を行う場合の一例を示す。図４において１
はコントローラで指令パルスを出力し、また補正制御を
行う。４は位置制御の対象であるテーブル、５はボール
ネジ、６は正転／逆転の位置指令パルス、７は位置制御
サーボドライバ、８はサーボモータ、９はロータリーエ
ンコーダ、１０はセミクローズ位置フィードバック信
号、１１はテーブルに取り付けられたリニアスケール、
１２はフルクローズ位置フィードバック信号、１３は位
置決め完了信号である。
ープ位置制御を行う場合の一例を示す。図４において１
はコントローラで指令パルスを出力し、また補正制御を
行う。４は位置制御の対象であるテーブル、５はボール
ネジ、６は正転／逆転の位置指令パルス、７は位置制御
サーボドライバ、８はサーボモータ、９はロータリーエ
ンコーダ、１０はセミクローズ位置フィードバック信
号、１１はテーブルに取り付けられたリニアスケール、
１２はフルクローズ位置フィードバック信号、１３は位
置決め完了信号である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】フルクローズドループ
位置制御を行う場合は、コントローラ内に位置カウンタ
を持ち、まず位置制御用のモータを目標移動量分のパル
ス指令をドライバに入力することにより駆動する。位置
決め完了後コントローラが最終位置決め制御の対象とな
る負荷に取り付けられた位置検出器の位置情報を読みと
り目標位置に対する誤差分の補正パルスを再度ドライバ
に入力する。この制御を繰り返し負荷の高精度位置決め
制御を実現している。
位置制御を行う場合は、コントローラ内に位置カウンタ
を持ち、まず位置制御用のモータを目標移動量分のパル
ス指令をドライバに入力することにより駆動する。位置
決め完了後コントローラが最終位置決め制御の対象とな
る負荷に取り付けられた位置検出器の位置情報を読みと
り目標位置に対する誤差分の補正パルスを再度ドライバ
に入力する。この制御を繰り返し負荷の高精度位置決め
制御を実現している。
【００１６】しかしながら、この補正時にかなり長い時
間を要しており高速化をはかることは困難であり、また
コントローラのソフト／ハードともに複雑であるという
問題を有していた。
間を要しており高速化をはかることは困難であり、また
コントローラのソフト／ハードともに複雑であるという
問題を有していた。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、サーボモータでのセミクローズドループ制御時に位
置制御ループを持つことに着目し、また市販のリニアス
ケール，レーザースケールの出力信号のフォーマットが
モータに取り付けているロータリーエンコーダの出力信
号と同じであることを利用し、コントローラでの補正作
業の必要のないフルクローズドループ位置制御を実現
し、位置決めの高速化，コントローラの簡素化を提供す
るものである。
み、サーボモータでのセミクローズドループ制御時に位
置制御ループを持つことに着目し、また市販のリニアス
ケール，レーザースケールの出力信号のフォーマットが
モータに取り付けているロータリーエンコーダの出力信
号と同じであることを利用し、コントローラでの補正作
業の必要のないフルクローズドループ位置制御を実現
し、位置決めの高速化，コントローラの簡素化を提供す
るものである。
【００１８】
【作用】サーボモータのセミクローズドループ制御で
は、ドライバ内に偏差カウンタを持ちカウンタ値を０に
制御することにより位置決め制御を行っている。この場
合の指令はコントローラよりの正転／逆転位置パルス指
令であり、フィードバックはモータのロータリーエンコ
ーダの検出パルス信号である。
は、ドライバ内に偏差カウンタを持ちカウンタ値を０に
制御することにより位置決め制御を行っている。この場
合の指令はコントローラよりの正転／逆転位置パルス指
令であり、フィードバックはモータのロータリーエンコ
ーダの検出パルス信号である。
【００１９】ここで、フィードバック信号は負荷に取り
付けられた位置検出器の検出パルス信号とすることによ
り、コントローラによる補正制御を必要としないでドラ
イバのみでフルクローズド位置制御を実現することが可
能となる。
付けられた位置検出器の検出パルス信号とすることによ
り、コントローラによる補正制御を必要としないでドラ
イバのみでフルクローズド位置制御を実現することが可
能となる。
【００２０】また、コントローラによる補正制御では補
正分の指令パルス量は数パルスと少なくモータのトルク
を出しにくい。よってコントローラの補正制御時間に加
え、より位置決めに長い時間を要していた。本発明では
コントローラによる補正時間がないことに加え補正パル
スのような少ないパルス指令もなくなるため、フルクロ
ーズドループ制御による位置決め時間をセミクローズド
ループと同等に速くすることが実現できる。
正分の指令パルス量は数パルスと少なくモータのトルク
を出しにくい。よってコントローラの補正制御時間に加
え、より位置決めに長い時間を要していた。本発明では
コントローラによる補正時間がないことに加え補正パル
スのような少ないパルス指令もなくなるため、フルクロ
ーズドループ制御による位置決め時間をセミクローズド
ループと同等に速くすることが実現できる。
【００２１】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００２２】図１に本発明の一実施例を示す。図１にお
いて１はコントローラで指令パルスを出力する。４は位
置制御の対象であるテーブル、５はボールネジ、６は正
転／逆転の位置指令パルス、８はサーボモータ、９はロ
ータリーエンコーダ、１１はテーブルに取り付けられた
リニアスケール、１２はフルクローズ位置フィードバッ
ク信号、１３は位置決め完了信号、１４は速度フィード
バック信号、１５はフルクローズド位置制御サーボドラ
イバである。
いて１はコントローラで指令パルスを出力する。４は位
置制御の対象であるテーブル、５はボールネジ、６は正
転／逆転の位置指令パルス、８はサーボモータ、９はロ
ータリーエンコーダ、１１はテーブルに取り付けられた
リニアスケール、１２はフルクローズ位置フィードバッ
ク信号、１３は位置決め完了信号、１４は速度フィード
バック信号、１５はフルクローズド位置制御サーボドラ
イバである。
【００２３】位置検出はテーブルに取り付けられた１１
の位置検出器で行い、２相９０°位相差のパルス信号を
出力する。サーボモータの位置制御には速度ループが必
要であるので９の速度検出器が必要となる。速度検出器
はモータに取り付けロータリーエンコーダあるいはタコ
ジェネレータとする。ロータリーエンコーダの場合は２
相９０°位相差のパルス信号を出力する。タコジェネレ
ータの場合は出力はアナログ電圧となる。１のコントロ
ーラから見ると本発明ではオープンループで制御でき、
正転／逆転位置パルス指令を出力するのみである。１５
のフルクローズドループ位置制御サーボドライバの入力
信号は、６の指令パルス，１２のフルクローズ位置フィ
ードバック信号，１４の速度フィードバック信号が必要
である。従来のセミクローズドループ位置決め制御用ド
ライバでは、ロータリーエンコーダの位置検出パルス信
号を速度検出信号にも兼用しているため１４の速度フィ
ードバック信号の入力部が存在しない。
の位置検出器で行い、２相９０°位相差のパルス信号を
出力する。サーボモータの位置制御には速度ループが必
要であるので９の速度検出器が必要となる。速度検出器
はモータに取り付けロータリーエンコーダあるいはタコ
ジェネレータとする。ロータリーエンコーダの場合は２
相９０°位相差のパルス信号を出力する。タコジェネレ
ータの場合は出力はアナログ電圧となる。１のコントロ
ーラから見ると本発明ではオープンループで制御でき、
正転／逆転位置パルス指令を出力するのみである。１５
のフルクローズドループ位置制御サーボドライバの入力
信号は、６の指令パルス，１２のフルクローズ位置フィ
ードバック信号，１４の速度フィードバック信号が必要
である。従来のセミクローズドループ位置決め制御用ド
ライバでは、ロータリーエンコーダの位置検出パルス信
号を速度検出信号にも兼用しているため１４の速度フィ
ードバック信号の入力部が存在しない。
【００２４】動作的にはセミクローズドループのサーボ
モータとなんら変わりはない。コントローラから指令パ
ルスがドライバ内の偏差カウンタに入力されるとドライ
バはテーブル負荷を駆動するに必要なトルクを発生させ
るため電流増幅を行い、指令パルス分モータを回転させ
負荷（テーブル）を移動させる。テーブル負荷が移動す
ると、テーブルに取り付けられた１１の位置検出器から
位置検出フィードバックパルスがドライバ内の偏差カウ
ンタに入力される。１５のドライバはカウンタ値を０に
制御することにより、フルクローズドループでの位置決
め制御を完了する。位置決めが完了すると１５のドライ
バは１３の位置決め完了信号をコントローラに出力し、
コントローラが位置決め完了を判断する。
モータとなんら変わりはない。コントローラから指令パ
ルスがドライバ内の偏差カウンタに入力されるとドライ
バはテーブル負荷を駆動するに必要なトルクを発生させ
るため電流増幅を行い、指令パルス分モータを回転させ
負荷（テーブル）を移動させる。テーブル負荷が移動す
ると、テーブルに取り付けられた１１の位置検出器から
位置検出フィードバックパルスがドライバ内の偏差カウ
ンタに入力される。１５のドライバはカウンタ値を０に
制御することにより、フルクローズドループでの位置決
め制御を完了する。位置決めが完了すると１５のドライ
バは１３の位置決め完了信号をコントローラに出力し、
コントローラが位置決め完了を判断する。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明は、サーボドライバ
のみにてフルクローズドループの位置制御を可能とし、
かつ従来のコントローラによる補正方式に比べ高速での
位置決めを可能としている。また、コントローラからは
オープンループ制御となるため、コントローラのソフト
／ハード両面の簡素化を実現することができるものであ
る。
のみにてフルクローズドループの位置制御を可能とし、
かつ従来のコントローラによる補正方式に比べ高速での
位置決めを可能としている。また、コントローラからは
オープンループ制御となるため、コントローラのソフト
／ハード両面の簡素化を実現することができるものであ
る。
【図１】本発明の一実施例を示す説明図
【図２】従来のステッピングモータにて位置制御を行う
場合の一例の説明図
場合の一例の説明図
【図３】従来のサーボモータにて位置制御を行う場合の
一例の説明図
一例の説明図
【図４】従来のサーボモータにてフルクローズドループ
位置制御を行う場合の一例の説明図
位置制御を行う場合の一例の説明図
１ コントローラ ２ ステッピングドライバ ３ ステッピングモータ ４ テーブル ５ ボールネジ ６ 正転／逆転位置指令パルス ７ 位置制御サーボドライバ ８ サーボモータ ９ ロータリーエンコーダ １０ セミクローズ位置フィードバック信号 １１ リニアスケール １２ フルクローズ位置フィードバック信号 １３ 位置決め完了信号 １４ 速度フィードバック信号 １５ フルクローズド位置制御サーボドライバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０２Ｐ 5/00 Ｇ
Claims (1)
- 【請求項１】少なくともロータリーエンコーダを備えた
サーボモータと、前記サーボモータを制御する位置制御
ドライバとコントローラとリニアスケールを備えたフル
クローズドループ位置制御サーボドライバにおいて、リ
ニアスケールからの位置検出信号とロータリーエンコー
ダからの速度検出信号を位置制御ドライバにフィードバ
ックして位置決め制御を行い、位置決め完了後に位置制
御ドライバが位置決め完了信号をコントローラに出力す
ることを特徴とするフルクローズドループ位置制御サー
ボドライバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6017192A JPH07225615A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | フルクローズドループ位置制御サーボドライバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6017192A JPH07225615A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | フルクローズドループ位置制御サーボドライバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07225615A true JPH07225615A (ja) | 1995-08-22 |
Family
ID=11937077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6017192A Pending JPH07225615A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | フルクローズドループ位置制御サーボドライバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07225615A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012164740A1 (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-06 | 株式会社安川電機 | 多軸モータ駆動システム及び多軸モータ駆動装置 |
| EP3023208A1 (en) | 2014-11-21 | 2016-05-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Control device for motor drive device, control device for multi-axial motor, and control method for motor drive device |
| CN110834145A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-02-25 | 苏州迅镭激光科技有限公司 | 用于高功率激光切割头实现全闭环调焦的控制系统 |
-
1994
- 1994-02-14 JP JP6017192A patent/JPH07225615A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012164740A1 (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-06 | 株式会社安川電機 | 多軸モータ駆動システム及び多軸モータ駆動装置 |
| CN103563238A (zh) * | 2011-06-03 | 2014-02-05 | 株式会社安川电机 | 多轴电动机驱动系统和多轴电动机驱动装置 |
| JP5622125B2 (ja) * | 2011-06-03 | 2014-11-12 | 株式会社安川電機 | 多軸モータ駆動システム及び多軸モータ駆動装置 |
| US9069346B2 (en) | 2011-06-03 | 2015-06-30 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Multi-axis motor driving system and multi-axis motor driving apparatus |
| CN103563238B (zh) * | 2011-06-03 | 2016-03-23 | 株式会社安川电机 | 多轴电动机驱动系统和多轴电动机驱动装置 |
| EP3023208A1 (en) | 2014-11-21 | 2016-05-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Control device for motor drive device, control device for multi-axial motor, and control method for motor drive device |
| US10029366B2 (en) | 2014-11-21 | 2018-07-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Control device for motor drive device, control device for multi-axial motor, and control method for motor drive device |
| CN110834145A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-02-25 | 苏州迅镭激光科技有限公司 | 用于高功率激光切割头实现全闭环调焦的控制系统 |
| CN110834145B (zh) * | 2019-11-29 | 2024-04-26 | 苏州迅镭激光科技有限公司 | 用于高功率激光切割头实现全闭环调焦的控制系统 |
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