JPH08129410A - 位置決め装置 - Google Patents

位置決め装置

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JPH08129410A
JPH08129410A JP26747094A JP26747094A JPH08129410A JP H08129410 A JPH08129410 A JP H08129410A JP 26747094 A JP26747094 A JP 26747094A JP 26747094 A JP26747094 A JP 26747094A JP H08129410 A JPH08129410 A JP H08129410A
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Shinji Shiraki
真二 白木
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御系が発生するオフセット電圧によるモー
タの位置ずれを補正する。 【構成】 位置指令作成回路3が出力した位置指令Pd
が最後の位置指令Pdでない場合には、判断回路14が
0を補正量作成回路15に出力するとともに、補正量作
成回路15で記憶している前回の補正電圧Vをそのまま
使用し、これを加え合せ点Dに出力する。一方、偏差算
出回路11が受けた位置指令Pdが最後の位置指令Pd
であるとする情報を受けた場合には、判断回路14は、
偏差算出回路11から偏差eを受けとり、これを補正量
作成回路15に出力する。補正量作成回路15は、この
偏差eに伝達関数1/Tsを乗算し、乗算した値(e/
Ts)を今回使用時の補正電圧Vに加算する。そして、
この加算した値(e/Ts+V)を新たな補正電圧Vと
して、これを加え合せ点Dに出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は位置決め装置に関し、特
に搬送装置,XYステージ,産業用ロボット等に使用さ
れる位置決め装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、搬送装置,XYステージ,産業用
ロボット等の制御系は、図2に示すように、モータ50
の位置を制御する位置決め装置1と、モータ50の速度
を制御する速度制御装置2と、モータ50の回転速度を
検出する速度検出器60とを備えている。
【0003】このような制御系では、稼働時において、
位置決め装置1に内蔵されたD/A変換器102と速度
制御装置2に内蔵されたA/D変換器201間A、およ
びA/D変換器201と速度制御部202間Bでアナロ
グ素子によるオフセット電圧が発生する。
【0004】また、このオフセット電圧は、工場出荷時
に最適(極力0)に調整されているが、使用周囲温度,
経年変化等により、時事刻々変化する。
【0005】ここで、図2に示した制御系で発生するオ
フセット電圧について図3に示すブロック線図を用いて
説明する。
【0006】この制御系は、図3に示すように、速度制
御装置2,モータ50および速度検出器60を合わせた
伝達関数が、Kvm/(1+Ts)(Kvm:定数)の
ような一次遅れ系で表現される。
【0007】また、制御系は、位置指令の入力信号Pd
(s) から現在位置を示す信号Pf(s) を差し引いた
値を偏差E(s)とし、これに比例ゲインげKpを乗算
した信号Kp・E(s)と、この制御系の外乱としての
オフセット電圧Voff(s)とを、加え合せ点Cにお
いて加算される。
【0008】なお、現在位置を示す信号Pf(s) は、
速度検出器60が検出したモータ50の現在速度を積分
して形成されたものである。
【0009】従って、偏差E(s)は、次式で表現され
る。
【0010】 E(s)=Pd(s) −Pf(s) =Pd(s) −{Kp・E(s)+Voff(s)}・ {Kvm(1+Ts)}・1/s ∴ E(s)={(TS2 +s)/(Ts2 +s+Kp・Kvm)}・ Pd(s) −{Kvm/(Ts2 +s+Kp・Kvm)}・ Voff(s)
【0011】ここで、一般に、位置指令Pd(s) 、オ
フセット電圧Voff(s)は、ステップ状に変化する
ので、 Pd(s) =P/s、Voff(s)=V/s (P,V:定数) とすることができる。
【0012】すると、時間が十分経過した場合の偏差
は、最終値の定理により、次のようになる。
【0013】 LIM{s・E(s)}=LIM{[(Ts2 +s)/(Ts2 +s+Kp・ s →0 s →0 Kvm)]・(P/s)・ s−[Kvm/(Ts2 +s+Kp・Kvm)]・ (V/s)・s} =−V/Kp
【0014】このように、オフセット電圧がある場合、
−V/Kpに相当する偏差が発生してしまう。
【0015】
【発明が解決しよとする課題】上述のように、このよう
な制御系では、稼働時において、装置を構成するアナロ
グ素子によりオフセット電圧Voffが発生するので、
目標とするモータの位置からずれていまい、高精度の位
置決めができないという問題点があった。従って、高精
度の位置決めを行うためには、再度このオフセット電圧
Voffを調整しなければならない。
【0016】本発明は、上述の問題点に鑑み、制御系が
発生するオフセット電圧Voffによるモータの位置ず
れを補正する位置決め装置を提供することを目的とす
る。
【0017】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明は、モータを駆動するための速度制御装置に
速度指令を出力するとともに、位置指令作成回路から位
置指令を順次受け取る位置決め装置において、上記モー
タの目標位置と現在位置との偏差を算出する偏差算出手
段と、上記位置指令作成回路から送出される位置指令が
最後の位置指令か否かを判断する判断手段と、上記判断
手段が最後の位置指令でないと判断した場合には、前回
の補正量をそのまま用い、一方、位置指令が最後の位置
指令である場合には、上記偏差算出手段で算出された偏
差を積分し、その値を今回使用時の補正量に加算して新
たな補正量とする補正量作成手段とを具備することを特
徴とする。
【0018】
【作用】本発明では、判断手段が最後の位置指令でない
と判断した場合には、判断手段から0が出力され、前回
の補正量をそのまま使用してオフセット電圧を打ち消
す。
【0019】一方、判断手段が最後の位置指令であると
判断した場合には、偏差が出力され、この偏差を積分
し、この値を今回使用時の補正量に加算して出力し、そ
の出力によりオフセット電圧を打ち消す。
【0020】
【実施例】以下、本発明に係る位置決め装置の実施例を
図面に基づいて説明をする。
【0021】図1は本発明に係る位置決め装置の一実施
例の構成を示すブロック図である。
【0022】この実施例の位置決め装置1は、図に示す
ように、位置指令作成回路3と速度制御装置2との間に
設けられ、偏差算出回路11,比例回路12,積分回路
13,判断回路14および補正量作成回路15から構成
されている。
【0023】偏差算出回路11は、位置指令作成回路3
から出力された位置指令Pdが示すモータの目標位置か
ら信号Pfが示すモータの現在位置を差し引いた値から
なる偏差eを出力するように構成されている。
【0024】比例回路12は、偏差eに比例ゲインKp
を乗算した、Kp・eを出力するものである。
【0025】積分回路13は、伝達関数1/sを有して
おり、エンコーダ等の速度検出器が検知した上記モータ
50の回転速度を入力信号とし、それに1/sを乗算し
て現在位置を示す信号Pfを出力するように構成されて
いる。
【0026】判断回路14は、位置指令作成回路3から
位置指令Pdが与えられており、かつ、それが最後の位
置指令Pdでない場合には、0を補正量作成回路15に
出力する一方、最後の位置指令Pdである場合には、偏
差eを補正量作成回路15に出力するよう構成されてい
る。
【0027】補正量作成回路15は、前回の稼働時に算
出した補正電圧Vを記憶しており、今回の稼働で判断回
路14から0を受けた場合には、前回の補正電圧Vをそ
のまま補正電圧Vとして出力する一方、偏差eを受けた
場合には、この偏差eに1/Tsを乗算し、この乗算し
た値を今回使用時の補正電圧Vに加算し、加算した値を
新たな補正電圧Vとして出力するとともに、この値を記
憶するように構成されている。ここで、補正電圧Vは、
制御系が発生するオフセット電圧を極力0にするように
する補正値である。Tは、時定数であり、この値を所定
の値に設定することで制御系を安定にすることができ
る。
【0028】速度制御装置2は、比例回路12から出力
されたe・Kpと補正量作成回路15から出力された補
正電圧Vとを加算した値、e・Kp+Vを速度指令とし
て受けとり、モータ50を駆動させるように構成されて
いる。
【0029】位置指令作成回路3は、モータを動かすた
めの位置指令Pdを一定周期で作成して位置決め装置1
に出力するとともに、最後の位置指令Pd(位置決めを
行いたい最終の位置)を位置決め装置1に出力する場合
には、これが最後の位置指令Pdであることを示す情報
を判断回路14に出力するように構成されている。
【0030】次に、この実施例に係る位置決め装置の動
作を説明する。
【0031】位置指令作成回路3が位置指令Pdを偏差
算出回路11に出力するとともに、この出力した位置指
令Pdが最後の位置指令Pdであるか否かの情報を判断
回路14に出力する。
【0032】(1) 位置指令作成回路3が出力した位
置指令Pdが最後の位置指令Pdでない場合には、次の
ような動作を有する。
【0033】この場合には、判断回路14が0を補正量
作成回路15に出力するとともに、補正量作成回路15
で記憶している前回の補正電圧Vをそのまま使用し、こ
れを加え合せ点Dに出力する。
【0034】一方、偏差算出回路11は、出力された位
置指令Pdと積分回路13からの信号Pfとから上述の
ようにして偏差eを算出し、これを比例回路12に出力
し、比例回路12は、偏差eに比例ゲインKp乗算した
Kp・eを形成し、加え合点Dに出力する。
【0035】加え合点Dにおいては、上述のKp・eと
新たな補正電圧Vとを加算したKp・e+補正電圧Vを
速度指令として速度制御装置2に出力する。
【0036】このため、加え合せ点Dにおいて、この制
御系に発生しているオフセット電圧Voffが補正電圧
Vにより打ち消されるので、アナログ素子により発生す
るオフセット電圧Voffを吸収することができ、安定
した位置決めができる。
【0037】(2) 偏差算出回路11が受けた位置指
令Pdが最後の位置指令Pdであるとする情報を受けた
場合には、次のような動作を有する。
【0038】この場合には、偏差算出回路11および比
例回路12が上述と同様な処理を行って加え合せ点Dに
Kp・eを出力する。
【0039】一方、判断回路14は、偏差算出回路11
から偏差eを受けとり、これを補正量作成回路15に出
力する。補正量作成回路15は、この偏差eに伝達関数
1/Tsを乗算し、乗算した値(e/Ts)を今回使用
時の補正電圧Vに加算する。そして、この加算した値
(e/Ts+V)を新たな補正電圧Vとして、これを加
え合せ点Dに出力するとともに、この新たな補正電圧V
を補正量作成回路15に記憶する。
【0040】加え合せ点Dにおいては、上述のKp・e
と新たな補正電圧Vとを加算したKp・e+補正電圧V
を速度指令信号として速度制御装置2に出力する。
【0041】このため、この制御系に発生しているオフ
セット電圧Voffが補正電圧Vにより打ち消されるの
で、アナログ素子により発生するオフセット電圧分Vo
ffを吸収することができ、安定した位置決めができ
る。
【0042】
【発明の効果】上述のように、本発明によれは、判断手
段が最後の位置指令でないと判断した場合には、前回の
補正量をそのまま用いてオフセット電圧を補正するの
で、高精度の位置決めができる。
【0043】また、位置指令が最後の位置指令であると
判断した場合には、偏差を積分し、この積分した値を今
回使用時の補正量に加算したので、次回以降においても
安定した高精度の位置決めができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る位置決め装置の一実施例のブロッ
ク図である。
【図2】従来の位置決め装置の概略説明図である。
【図3】図2の位置決め装置のブロック線図である。
【符号の説明】
1 位置決め装置 2 速度制御装置 3 位置指令作成回路 11 偏差算出回路 12 比例回路 13 積分回路 14 判断回路 15 補正量作成回路
───────────────────────────────────────────────────── 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 G05B 19/4155 G05D 3/12 305 L 306 Z // H01L 21/68 A

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータを駆動するための速度制御装置に
    速度指令を出力するとともに、位置指令作成回路から位
    置指令を順次受け取る位置決め装置において、 上記モータの目標位置と現在位置との偏差を算出する偏
    差算出手段と、 上記位置指令作成回路から送出される位置指令が最後の
    位置指令か否かを判断する判断手段と、 上記判断手段が最後の位置指令でないと判断した場合に
    は、前回の補正量をそのまま用い、一方、位置指令が最
    後の位置指令である場合には、上記偏差算出手段で算出
    された偏差を積分し、その値を今回使用時の補正量に加
    算して新たな補正量とする補正量作成手段とを具備する
    ことを特徴とする位置決め装置。
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