JPH11262841A - 回転テーブルの駆動・位置決め装置 - Google Patents
回転テーブルの駆動・位置決め装置Info
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- JPH11262841A JPH11262841A JP6964498A JP6964498A JPH11262841A JP H11262841 A JPH11262841 A JP H11262841A JP 6964498 A JP6964498 A JP 6964498A JP 6964498 A JP6964498 A JP 6964498A JP H11262841 A JPH11262841 A JP H11262841A
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- signal
- rotation
- motor
- drive
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 駆動・位置決めに際して高サーボ剛性と高発
振限界とを両立させることができるベルト駆動式回転テ
ーブルの駆動・位置決め装置を提供する。 【解決手段】 駆動プーリ１８ｂおよび回転テーブル１
２の間に掛け渡されたベルト１７を、駆動プーリ１８ｂ
に対する巻き付け中心角θｍを増加させる方向に屈曲さ
せるアイドラプーリ２１，２２を備え、更に、テーブル
位置信号と、この信号から求めたテーブル速度信号およ
びモータ回転速度信号とを、それぞれフィードバックし
てモータ駆動信号を生成する制御手段を備えている。
振限界とを両立させることができるベルト駆動式回転テ
ーブルの駆動・位置決め装置を提供する。 【解決手段】 駆動プーリ１８ｂおよび回転テーブル１
２の間に掛け渡されたベルト１７を、駆動プーリ１８ｂ
に対する巻き付け中心角θｍを増加させる方向に屈曲さ
せるアイドラプーリ２１，２２を備え、更に、テーブル
位置信号と、この信号から求めたテーブル速度信号およ
びモータ回転速度信号とを、それぞれフィードバックし
てモータ駆動信号を生成する制御手段を備えている。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転テーブルの駆
動・位置決め装置、特にベルト駆動方式の回転テーブル
の駆動・位置決め装置に関する。
動・位置決め装置、特にベルト駆動方式の回転テーブル
の駆動・位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、比較的軽負荷の回転テーブルを駆
動および位置決めする装置として、例えば特公平７−９
６１７８号公報に記載されるような装置が知られてい
る。この装置では、回転テーブルを挟んで駆動プーリと
アイドラプーリとを対向配置し、両プーリ間に掛け渡し
た無端スチールベルトを２箇所で回転テーブルに接触さ
せるとともに、アイドラプーリを位置調整して無端ベル
トの張力を加減調整するようになっている。また、ベル
ト駆動用の駆動モータは、フルクローズ制御されるよう
になっている。
動および位置決めする装置として、例えば特公平７−９
６１７８号公報に記載されるような装置が知られてい
る。この装置では、回転テーブルを挟んで駆動プーリと
アイドラプーリとを対向配置し、両プーリ間に掛け渡し
た無端スチールベルトを２箇所で回転テーブルに接触さ
せるとともに、アイドラプーリを位置調整して無端ベル
トの張力を加減調整するようになっている。また、ベル
ト駆動用の駆動モータは、フルクローズ制御されるよう
になっている。
【０００３】また、このように大きな張力に耐え得るス
チールベルトを用いる装置以外に、タイミングベルトを
用いて位置決め精度を確保するようにしたものもある。
図７は、タイミングベルトを用いる回転テーブルの通常
の駆動制御系のブロック図であり、同図において、Ｐは
位置アンプゲイン、Ｖは速度アンプゲイン、Ｊ１はモー
タおよび回転検出器（エンコーダ）からなる回転負荷、
Ｋは所定弾性係数のタイミングベルト、Ｊ２は回転テー
ブル（負荷）およびその回転検出器からなる回転負荷、
を表している。この場合、テーブル回転検出器Ｊ２によ
って検出した回転テーブルの回転位置信号θ２が加算点
１にフィードバックされ、このフィードバック信号と位
置指令信号θ３との偏差信号に位置アンプゲインＰを乗
じた信号が加算点２に入力される。この加算点２には、
モータ回転検出器の出力θ１から求めたモータ速度信号
θ１・（θの上側に位置する「・」を便宜上右側に記し
て説明する。以下同様とする。）がフィードバックさ
れ、加算点２で生成された偏差信号に速度アンプゲイン
Ｖを乗じて、モータ駆動信号が生成される。
チールベルトを用いる装置以外に、タイミングベルトを
用いて位置決め精度を確保するようにしたものもある。
図７は、タイミングベルトを用いる回転テーブルの通常
の駆動制御系のブロック図であり、同図において、Ｐは
位置アンプゲイン、Ｖは速度アンプゲイン、Ｊ１はモー
タおよび回転検出器（エンコーダ）からなる回転負荷、
Ｋは所定弾性係数のタイミングベルト、Ｊ２は回転テー
ブル（負荷）およびその回転検出器からなる回転負荷、
を表している。この場合、テーブル回転検出器Ｊ２によ
って検出した回転テーブルの回転位置信号θ２が加算点
１にフィードバックされ、このフィードバック信号と位
置指令信号θ３との偏差信号に位置アンプゲインＰを乗
じた信号が加算点２に入力される。この加算点２には、
モータ回転検出器の出力θ１から求めたモータ速度信号
θ１・（θの上側に位置する「・」を便宜上右側に記し
て説明する。以下同様とする。）がフィードバックさ
れ、加算点２で生成された偏差信号に速度アンプゲイン
Ｖを乗じて、モータ駆動信号が生成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の回転テーブルの駆動・位置決め装置にあっては、回
転テーブルを駆動するモータ出力軸に外乱が入力された
場合、位置決め時に整定までの応答時間が長くなってし
まうという問題、すなわち、サーボ剛性が低い装置にな
るという問題があった。
来の回転テーブルの駆動・位置決め装置にあっては、回
転テーブルを駆動するモータ出力軸に外乱が入力された
場合、位置決め時に整定までの応答時間が長くなってし
まうという問題、すなわち、サーボ剛性が低い装置にな
るという問題があった。
【０００５】これに対し、例えば図８に示すように、回
転テーブルの速度情報をテーブル回転検出器情報から得
ることが考えられるが、この場合、この加算点２に回転
テーブルの回転位置信号θ２から求めた速度信号θ２・
がフィードバックされるが、制御ループ内に比較的低剛
性のタイミングベルトが介在するため、速度アンプゲイ
ンＶを大きくすると、装置が発振（高い周波数で振幅の
小さい振動が継続）し易く、発振限界の低い装置になっ
てしまうという問題が発生する。一方、その速度アンプ
ゲインを小さくすると、通常の制御と同様にサーボ剛性
が低下してしまう。
転テーブルの速度情報をテーブル回転検出器情報から得
ることが考えられるが、この場合、この加算点２に回転
テーブルの回転位置信号θ２から求めた速度信号θ２・
がフィードバックされるが、制御ループ内に比較的低剛
性のタイミングベルトが介在するため、速度アンプゲイ
ンＶを大きくすると、装置が発振（高い周波数で振幅の
小さい振動が継続）し易く、発振限界の低い装置になっ
てしまうという問題が発生する。一方、その速度アンプ
ゲインを小さくすると、通常の制御と同様にサーボ剛性
が低下してしまう。
【０００６】このように、従来のベルト駆動式回転テー
ブルの駆動・位置決め装置では、高サーボ剛性と高発振
限界とを両立させることができず、ベルト駆動に適した
比較的軽負荷の回転テーブルを高精度位置決めするよう
な場合に問題が生じていた。さらに、駆動側プーリによ
り回転テーブルの外周に巻き付けたベルトを駆動する場
合、駆動プーリと回転テーブルの中心軸の間隔を縮める
と、小型化できるが、巻き付け中心角が減少することに
なり、タイミングベルトを用いる場合に問題となってい
た。
ブルの駆動・位置決め装置では、高サーボ剛性と高発振
限界とを両立させることができず、ベルト駆動に適した
比較的軽負荷の回転テーブルを高精度位置決めするよう
な場合に問題が生じていた。さらに、駆動側プーリによ
り回転テーブルの外周に巻き付けたベルトを駆動する場
合、駆動プーリと回転テーブルの中心軸の間隔を縮める
と、小型化できるが、巻き付け中心角が減少することに
なり、タイミングベルトを用いる場合に問題となってい
た。
【０００７】そこで、本発明は、駆動・位置決めに際し
て高サーボ剛性と高発振限界とを両立させることができ
るベルト駆動式回転テーブルの駆動・位置決め装置を提
供することを目的とする。
て高サーボ剛性と高発振限界とを両立させることができ
るベルト駆動式回転テーブルの駆動・位置決め装置を提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明は、支持体に回転自在に支持された回転テーブルを
回転方向に駆動および位置決めする回転テーブルの駆動
・位置決め装置であって、駆動信号により回転位置制御
可能なモータと、回転テーブルの外周部に巻き掛けられ
た無端ベルトと、該無端ベルトを介し回転テーブルに連
結されるとともにモータに連結された駆動プーリと、駆
動プーリおよび回転テーブルの間に掛け渡された前記無
端ベルトを、前記駆動プーリに対する無端ベルトの巻き
付け中心角を増加させる方向に屈曲させるアイドラプー
リと、前記回転テーブルの回転位置に対応するテーブル
位置信号を出力するテーブル回転検出器と、位置指令信
号およびテーブル回転検出器からのテーブル位置信号に
基づき前記モータの駆動および回転位置制御を実行する
制御手段とを備えたものである。したがって、アイドラ
プーリによって無端ベルトに所定のプリテンション（予
張力）を加えておくことができるとともに、無端ベルト
の巻き付け中心角を増加させることができ、特に径比
（回転テーブルの直径／駆動プーリ径）が大きい場合に
有効である。
発明は、支持体に回転自在に支持された回転テーブルを
回転方向に駆動および位置決めする回転テーブルの駆動
・位置決め装置であって、駆動信号により回転位置制御
可能なモータと、回転テーブルの外周部に巻き掛けられ
た無端ベルトと、該無端ベルトを介し回転テーブルに連
結されるとともにモータに連結された駆動プーリと、駆
動プーリおよび回転テーブルの間に掛け渡された前記無
端ベルトを、前記駆動プーリに対する無端ベルトの巻き
付け中心角を増加させる方向に屈曲させるアイドラプー
リと、前記回転テーブルの回転位置に対応するテーブル
位置信号を出力するテーブル回転検出器と、位置指令信
号およびテーブル回転検出器からのテーブル位置信号に
基づき前記モータの駆動および回転位置制御を実行する
制御手段とを備えたものである。したがって、アイドラ
プーリによって無端ベルトに所定のプリテンション（予
張力）を加えておくことができるとともに、無端ベルト
の巻き付け中心角を増加させることができ、特に径比
（回転テーブルの直径／駆動プーリ径）が大きい場合に
有効である。
【０００９】また、前記モータに該モータの回転を検出
するモータ回転検出器が付設され、前記制御手段が、前
記位置指令入力と前記テーブル回転検出器からのテーブ
ル位置信号との偏差信号に応じた制御信号を出力する位
置アンプ回路と、該位置アンプ回路からの制御信号と、
前記テーブル回転検出器の検出信号から求めた第１の回
転速度信号および前記モータ回転検出器の検出信号から
求めた第２の回転速度信号に基づくフィードバック入力
とに応じて、前記モータの駆動信号を出力する速度アン
プ回路と、を有することが好ましい。この場合、回転テ
ーブル側の位置フィードバック情報およびモータ速度情
報によってフルクローズ制御を行う場合のように負荷
（回転テーブル）側に外乱が入ったときの整定に時間が
かかるという問題が生じ難くなるのに加えて、回転テー
ブル側の位置および速度情報だけでフルクローズ制御を
行う場合のように発振限界が下がりサーボ剛性が低下す
るといったような問題も生じ難くなる。また、前記制御
手段の速度アンプ回路内に回転速度領域を判断する論理
回路を設け、回転速度領域に応じた最大出力トルクが得
られるようモータ駆動電流を効率よく制御するのがより
好ましい。
するモータ回転検出器が付設され、前記制御手段が、前
記位置指令入力と前記テーブル回転検出器からのテーブ
ル位置信号との偏差信号に応じた制御信号を出力する位
置アンプ回路と、該位置アンプ回路からの制御信号と、
前記テーブル回転検出器の検出信号から求めた第１の回
転速度信号および前記モータ回転検出器の検出信号から
求めた第２の回転速度信号に基づくフィードバック入力
とに応じて、前記モータの駆動信号を出力する速度アン
プ回路と、を有することが好ましい。この場合、回転テ
ーブル側の位置フィードバック情報およびモータ速度情
報によってフルクローズ制御を行う場合のように負荷
（回転テーブル）側に外乱が入ったときの整定に時間が
かかるという問題が生じ難くなるのに加えて、回転テー
ブル側の位置および速度情報だけでフルクローズ制御を
行う場合のように発振限界が下がりサーボ剛性が低下す
るといったような問題も生じ難くなる。また、前記制御
手段の速度アンプ回路内に回転速度領域を判断する論理
回路を設け、回転速度領域に応じた最大出力トルクが得
られるようモータ駆動電流を効率よく制御するのがより
好ましい。
【００１０】前記無端ベルトは、好ましくは、前記回転
テーブルおよび駆動プーリのそれぞれと噛み合うタイミ
ングベルトである。また、前記アイドラプーリが、前記
回転テーブルおよび駆動プーリの回転中心軸線を含む中
間面に対し互いに対称に配置された一対の回転自在なプ
ーリであるのがよい。このようにすると、回転テーブル
の一方側への回転においても他方側への回転においても
負荷および伝動系の剛性をほぼ同一にし、位置決め精度
を高めることができる。
テーブルおよび駆動プーリのそれぞれと噛み合うタイミ
ングベルトである。また、前記アイドラプーリが、前記
回転テーブルおよび駆動プーリの回転中心軸線を含む中
間面に対し互いに対称に配置された一対の回転自在なプ
ーリであるのがよい。このようにすると、回転テーブル
の一方側への回転においても他方側への回転においても
負荷および伝動系の剛性をほぼ同一にし、位置決め精度
を高めることができる。
【００１１】さらに、一対のアイドラプーリが、前記中
間面に対する対称配置状態を保ちながら前記回転テーブ
ルに接近および離隔するよう位置調節可能であると、ベ
ルトのプリテンションを最適化して応答性およびサーボ
剛性を更に高度に達成することができる。
間面に対する対称配置状態を保ちながら前記回転テーブ
ルに接近および離隔するよう位置調節可能であると、ベ
ルトのプリテンションを最適化して応答性およびサーボ
剛性を更に高度に達成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について添付図面を参照しつつ説明する。図１〜図６
は本発明に係るベルト駆動式回転テーブルの駆動・位置
決め装置の一実施形態を示す図である。図１および図２
において、１１は所定の設置面に設置される支持体とし
てのベース、１２はこのベース１１に軸受１３，１４を
介して回転（鉛直軸周りの旋回）自在に支持された回転
テーブルであり、回転テーブル１２はその外周部１２ａ
に巻き掛けられた無端ベルト１７を介してサーボモータ
１８によって駆動される。このサーボモータ１８は、例
えば入力信号のパルス数に応じた回転角度だけ出力軸１
８ａを回転させることができるモータで、その出力軸１
８ａには、無端ベルト１７を介して回転テーブル１２に
連結される歯付きの駆動プーリ部１８ｂが一体に設けら
れている。
態について添付図面を参照しつつ説明する。図１〜図６
は本発明に係るベルト駆動式回転テーブルの駆動・位置
決め装置の一実施形態を示す図である。図１および図２
において、１１は所定の設置面に設置される支持体とし
てのベース、１２はこのベース１１に軸受１３，１４を
介して回転（鉛直軸周りの旋回）自在に支持された回転
テーブルであり、回転テーブル１２はその外周部１２ａ
に巻き掛けられた無端ベルト１７を介してサーボモータ
１８によって駆動される。このサーボモータ１８は、例
えば入力信号のパルス数に応じた回転角度だけ出力軸１
８ａを回転させることができるモータで、その出力軸１
８ａには、無端ベルト１７を介して回転テーブル１２に
連結される歯付きの駆動プーリ部１８ｂが一体に設けら
れている。
【００１３】無端ベルト１７は、回転テーブル１２の外
周部に形成された所定ピッチの歯１２ｂと駆動プーリ部
１８ｂの歯とに噛み合うように形成された、所定の弾性
係数Ｋを有するタイミングベルトである。この無端ベル
ト１７は、駆動プーリ部１８ｂとこれに対し減速される
大径の回転テーブル１２との間において、複数のアイド
ラプーリ２１，２２に係合している。これらアイドラプ
ーリ２１，２２は、サーボモータ１８の回転中心軸線と
回転テーブル１２の回転中心軸線とを通る鉛直面（中間
面）に対して対象に配置され、駆動プーリ部１８ｂに対
する無端ベルト１７の巻き付け中心角θｍ（ベルトがプ
ーリに接している角度範囲）を増加させる方向に、無端
ベルト１７を屈曲させている。
周部に形成された所定ピッチの歯１２ｂと駆動プーリ部
１８ｂの歯とに噛み合うように形成された、所定の弾性
係数Ｋを有するタイミングベルトである。この無端ベル
ト１７は、駆動プーリ部１８ｂとこれに対し減速される
大径の回転テーブル１２との間において、複数のアイド
ラプーリ２１，２２に係合している。これらアイドラプ
ーリ２１，２２は、サーボモータ１８の回転中心軸線と
回転テーブル１２の回転中心軸線とを通る鉛直面（中間
面）に対して対象に配置され、駆動プーリ部１８ｂに対
する無端ベルト１７の巻き付け中心角θｍ（ベルトがプ
ーリに接している角度範囲）を増加させる方向に、無端
ベルト１７を屈曲させている。
【００１４】サーボモータ１８の出力軸１８ａの後端に
はモータ回転を検出するモータ回転検出器２３が付設さ
れている。また、回転テーブル１２の回転中心軸線上に
はロータリーエンコーダからなるテーブル回転検出器１
９が設けられており、テーブル回転検出器１９は板ばね
材等からなる検出アーム１９ａを介して回転テーブル１
２に回転方向一体に連結されている。このテーブル回転
検出器１９は電気分割器４１に接続されており、テーブ
ル回転検出器１９からの検出信号が電気分割器４１を介
して制御手段である駆動制御回路３０に取り込まれるよ
うになっている。
はモータ回転を検出するモータ回転検出器２３が付設さ
れている。また、回転テーブル１２の回転中心軸線上に
はロータリーエンコーダからなるテーブル回転検出器１
９が設けられており、テーブル回転検出器１９は板ばね
材等からなる検出アーム１９ａを介して回転テーブル１
２に回転方向一体に連結されている。このテーブル回転
検出器１９は電気分割器４１に接続されており、テーブ
ル回転検出器１９からの検出信号が電気分割器４１を介
して制御手段である駆動制御回路３０に取り込まれるよ
うになっている。
【００１５】なお、電気分割器４１はテーブル回転検出
器１９の検出信号を電気的に分割することにより、高分
解能の位置検出を可能にするものである。また、アイド
ラプーリ２１、２２は中心軸２１ａ、２２ａを介して可
動調整台２５に支持されており、この可動調整台２５は
ボルト２６、２７の締め付けを加減することで回転テー
ブル１２に接近および離隔するよう位置調節可能になっ
ている。すなわち、アイドラプーリ２１、２２は、サー
ボモータ１８の回転中心軸線と回転テーブル１２の回転
中心軸線とを通る鉛直面に対する対称配置状態を保ちな
がら、この鉛直面の方向に位置調整可能になっている。
器１９の検出信号を電気的に分割することにより、高分
解能の位置検出を可能にするものである。また、アイド
ラプーリ２１、２２は中心軸２１ａ、２２ａを介して可
動調整台２５に支持されており、この可動調整台２５は
ボルト２６、２７の締め付けを加減することで回転テー
ブル１２に接近および離隔するよう位置調節可能になっ
ている。すなわち、アイドラプーリ２１、２２は、サー
ボモータ１８の回転中心軸線と回転テーブル１２の回転
中心軸線とを通る鉛直面に対する対称配置状態を保ちな
がら、この鉛直面の方向に位置調整可能になっている。
【００１６】駆動制御回路３０は、図３に示すように、
位置アンプ回路３１および速度アンプ回路３２を用いて
フルクローズ制御を行うようになっており、位置アンプ
回路３１は、外部からの位置指令入力θ３とテーブル回
転検出器１９からのテーブル位置信号θ２との偏差信号
（θ３−θ２）を、所定の位置アンプゲインＰをもって
増幅するようになっている。この位置アンプ回路３１か
らの出力（制御信号）は、テーブル回転検出器１９の検
出信号θ２から求めた第１の回転速度信号θ２・とモー
タ回転検出器２３の検出信号θ１から求めた第２の回転
速度信号θ１・とからなるフィードバック入力により減
算処理され、その結果の偏差信号は速度アンプ回路３２
内で所定の速度アンプゲインＶをもって増幅され、速度
アンプ回路３２からサーボモータ１８にモータ駆動信号
が出力される。すなわち、入力コマンドである位置指令
信号θ３と両回転検出器１９、２３からのテーブル位置
信号θ１、θ２とに基づいて、モータ１８の駆動制御お
よび回転テーブル１２の位置決め制御が実行されるよう
になっている。なお、第１の回転速度信号θ２・および
第２の回転速度信号θ１・をそのままフィードバックす
る（１：１の比で加え合わせる）のでなく、第１の回転
速度信号θ２・と第２の回転速度信号θ１・とを１：１
でない適切な比率に調整するようにしてもよく、その場
合、制御系の応答性とサーボ剛性を更に好ましい状態で
両立させるようにするのがよい。
位置アンプ回路３１および速度アンプ回路３２を用いて
フルクローズ制御を行うようになっており、位置アンプ
回路３１は、外部からの位置指令入力θ３とテーブル回
転検出器１９からのテーブル位置信号θ２との偏差信号
（θ３−θ２）を、所定の位置アンプゲインＰをもって
増幅するようになっている。この位置アンプ回路３１か
らの出力（制御信号）は、テーブル回転検出器１９の検
出信号θ２から求めた第１の回転速度信号θ２・とモー
タ回転検出器２３の検出信号θ１から求めた第２の回転
速度信号θ１・とからなるフィードバック入力により減
算処理され、その結果の偏差信号は速度アンプ回路３２
内で所定の速度アンプゲインＶをもって増幅され、速度
アンプ回路３２からサーボモータ１８にモータ駆動信号
が出力される。すなわち、入力コマンドである位置指令
信号θ３と両回転検出器１９、２３からのテーブル位置
信号θ１、θ２とに基づいて、モータ１８の駆動制御お
よび回転テーブル１２の位置決め制御が実行されるよう
になっている。なお、第１の回転速度信号θ２・および
第２の回転速度信号θ１・をそのままフィードバックす
る（１：１の比で加え合わせる）のでなく、第１の回転
速度信号θ２・と第２の回転速度信号θ１・とを１：１
でない適切な比率に調整するようにしてもよく、その場
合、制御系の応答性とサーボ剛性を更に好ましい状態で
両立させるようにするのがよい。
【００１７】また、タイミングベルト１７は、高速回転
するとその許容伝達トルクが小さくなるので、図４
（ａ）に示すように、タイミングベルト１７を最大限活
用するためには、回転数（回転速度）が高くなるに従っ
てサーボモータ１８の最大出力トルクを抑える必要があ
る。そこで、速度アンプ３２内に現在のモータ回転速度
からタイミングベルト１７の回転数領域（回転速度領
域）が所定の回転数範囲内のどのレベルにあるのかを判
断する論理回路を設け、その回転数領域に応じた最大出
力トルクになるよう、例えば図４（ｂ）に示すように、
サーボモータ１８の駆動電流を段階的に制限するように
している。具体的には、速度アンプ３２内にサーボモー
タ１８又は回転テーブル１２の回転数（ベルト回転数に
比例する）、例えばサーボモータ１８の回転数と、それ
に対応するトルク制限値と、を記憶したデータテーブル
を持たせておき、サーボモータ１８の回転数をモータ回
転検出器２３からの検出信号を用いて計測するととも
に、計測したモータ回転数（ベルト回転数でよい）に基
づき、前記データテーブルを用いてモータ出力トルクを
制限するか否かを判断する。この場合、例えば図５に示
すように、モータ回転数がデータテーブル内のモータ回
転数と一致しないとき、データテーブル内に記憶した回
転数であってモータ回転数をはさむ２つの回転数および
空に対応する最大トルク値を用いて、そのときのモータ
回転数に対応する最大トルク値を補間計算により求める
ようにするのがよい。勿論、直線補間に限るものではな
い。
するとその許容伝達トルクが小さくなるので、図４
（ａ）に示すように、タイミングベルト１７を最大限活
用するためには、回転数（回転速度）が高くなるに従っ
てサーボモータ１８の最大出力トルクを抑える必要があ
る。そこで、速度アンプ３２内に現在のモータ回転速度
からタイミングベルト１７の回転数領域（回転速度領
域）が所定の回転数範囲内のどのレベルにあるのかを判
断する論理回路を設け、その回転数領域に応じた最大出
力トルクになるよう、例えば図４（ｂ）に示すように、
サーボモータ１８の駆動電流を段階的に制限するように
している。具体的には、速度アンプ３２内にサーボモー
タ１８又は回転テーブル１２の回転数（ベルト回転数に
比例する）、例えばサーボモータ１８の回転数と、それ
に対応するトルク制限値と、を記憶したデータテーブル
を持たせておき、サーボモータ１８の回転数をモータ回
転検出器２３からの検出信号を用いて計測するととも
に、計測したモータ回転数（ベルト回転数でよい）に基
づき、前記データテーブルを用いてモータ出力トルクを
制限するか否かを判断する。この場合、例えば図５に示
すように、モータ回転数がデータテーブル内のモータ回
転数と一致しないとき、データテーブル内に記憶した回
転数であってモータ回転数をはさむ２つの回転数および
空に対応する最大トルク値を用いて、そのときのモータ
回転数に対応する最大トルク値を補間計算により求める
ようにするのがよい。勿論、直線補間に限るものではな
い。
【００１８】上述した本実施形態の装置では、回転テー
ブル１２の直径が駆動プーリ部１８ｂの直径に対し相当
大きくなるが、アイドラプーリ２１，２２によって無端
ベルト１７に所定のプリテンションを加えておくことが
できるとともに、無端ベルト１７の巻き付け中心角θｍ
を増加させることができるので、タイミングベルトであ
る無端ベルト１７と駆動プール部１８ｂの噛み合い歯数
を増やすことができる。したがって、減速比を高めるこ
とができる。
ブル１２の直径が駆動プーリ部１８ｂの直径に対し相当
大きくなるが、アイドラプーリ２１，２２によって無端
ベルト１７に所定のプリテンションを加えておくことが
できるとともに、無端ベルト１７の巻き付け中心角θｍ
を増加させることができるので、タイミングベルトであ
る無端ベルト１７と駆動プール部１８ｂの噛み合い歯数
を増やすことができる。したがって、減速比を高めるこ
とができる。
【００１９】また、位置アンプ回路３１が位置指令入力
θ３と位置フィードバック情報であるテーブル位置信号
θ２との偏差（θ３−θ２）に応じた制御信号を出力
し、速度アンプ回路３２が、その位置アンプ回路３１か
らの制御信号と、テーブル回転速度に対応する第１の回
転速度信号θ２・およびモータ回転速度に対応する第２
の回転速度信号θ１・に基づくフィードバック入力と、
から偏差信号を求め、これに応じたモータ駆動信号を出
力するので、回転テーブル１２側の位置フィードバック
情報およびモータ速度情報によってフルクローズ制御を
行う場合（図７に示す従来例）のように負荷（回転テー
ブル１２）側に外乱が入ったときの整定に時間がかかる
という問題が生じ難くなる。これに加え、回転テーブル
１２側の位置および速度情報だけでフルクローズ制御を
行う場合（図８に示す従来例）のように発振限界が下が
りサーボ剛性が低下するといったような問題も生じ難く
なる。
θ３と位置フィードバック情報であるテーブル位置信号
θ２との偏差（θ３−θ２）に応じた制御信号を出力
し、速度アンプ回路３２が、その位置アンプ回路３１か
らの制御信号と、テーブル回転速度に対応する第１の回
転速度信号θ２・およびモータ回転速度に対応する第２
の回転速度信号θ１・に基づくフィードバック入力と、
から偏差信号を求め、これに応じたモータ駆動信号を出
力するので、回転テーブル１２側の位置フィードバック
情報およびモータ速度情報によってフルクローズ制御を
行う場合（図７に示す従来例）のように負荷（回転テー
ブル１２）側に外乱が入ったときの整定に時間がかかる
という問題が生じ難くなる。これに加え、回転テーブル
１２側の位置および速度情報だけでフルクローズ制御を
行う場合（図８に示す従来例）のように発振限界が下が
りサーボ剛性が低下するといったような問題も生じ難く
なる。
【００２０】さらに、アイドラプーリ２１，２２が、回
転テーブル１２および駆動プーリ部１８ｂの回転中心軸
線を含む鉛直面に対し互いに対称に配置された一対の回
転自在なプーリであるので、回転テーブル１２の一方側
への回転においても他方側への回転においても負荷およ
び伝動系の剛性をほぼ同一にし、位置決め精度を高める
ことができる。しかも、一対のアイドラプーリ２１，２
２が、前記鉛直面に対する対称配置状態を保ちながら回
転テーブル１２に接近および離隔するよう位置調節可能
であるから、ベルト１７のプリテンションを最適化し、
応答性およびサーボ剛性を更に高度に達成することがで
きる。
転テーブル１２および駆動プーリ部１８ｂの回転中心軸
線を含む鉛直面に対し互いに対称に配置された一対の回
転自在なプーリであるので、回転テーブル１２の一方側
への回転においても他方側への回転においても負荷およ
び伝動系の剛性をほぼ同一にし、位置決め精度を高める
ことができる。しかも、一対のアイドラプーリ２１，２
２が、前記鉛直面に対する対称配置状態を保ちながら回
転テーブル１２に接近および離隔するよう位置調節可能
であるから、ベルト１７のプリテンションを最適化し、
応答性およびサーボ剛性を更に高度に達成することがで
きる。
【００２１】なお、上述の実施形態においては、アイド
ラプーリ２１，２２を対称配置していたが、アイドラプ
ーリは回転が自在でベルトの回転に追従して回転する従
動プーリであって、無端ベルトをその駆動プーリ側への
巻き付け中心角の増加方向に屈曲させるものであれば、
配置する位置や個数等は任意である。したがって、例え
ば図６（ａ）に示すように、１個のアイドラプーリ５１
と駆動プーリ５２（歯数１８）の間に掛け渡した無端の
タイミングベルト５７の一部を回転テーブル１２の外周
に係合させ（例えば噛み合わせ）、駆動プーリ５２に同
軸に連結された大径減速プーリ５３（歯数５４）、小径
減速プーリ５４（歯数１８）および減速用無端タイミン
グベルト５５によって駆動するようにしてもよい。
ラプーリ２１，２２を対称配置していたが、アイドラプ
ーリは回転が自在でベルトの回転に追従して回転する従
動プーリであって、無端ベルトをその駆動プーリ側への
巻き付け中心角の増加方向に屈曲させるものであれば、
配置する位置や個数等は任意である。したがって、例え
ば図６（ａ）に示すように、１個のアイドラプーリ５１
と駆動プーリ５２（歯数１８）の間に掛け渡した無端の
タイミングベルト５７の一部を回転テーブル１２の外周
に係合させ（例えば噛み合わせ）、駆動プーリ５２に同
軸に連結された大径減速プーリ５３（歯数５４）、小径
減速プーリ５４（歯数１８）および減速用無端タイミン
グベルト５５によって駆動するようにしてもよい。
【００２２】あるいは、図６（ｂ）に示すように、一対
のアイドラ６１ａ，６１ｂによって駆動プーリ６２（歯
数１６）に対し無端ベルト６７を２箇所でテーブル１２
から離隔する側に凸となるよう屈曲させ、その間のベル
ト６７の駆動プーリ６２への巻き付け中心角を確保し、
駆動プーリ６２をこれに同軸に連結された大径減速プー
リ６３、小径減速プーリ６４（歯数３０）および減速用
無端タイミングベルト６５によって駆動するようにして
もよい。さらに、図６（ｃ）に示すように、一対のアイ
ドラ７１ａ，７１ｂによって駆動プーリ７２（歯数１
６）に対し無端ベルト７７を２箇所でテーブル１２側に
凸となるよう屈曲させてベルト７７の巻き付け中心角を
確保し、駆動プーリ７２をこれに同軸に連結された大径
減速プーリ７３（歯数５４）、小径減速プーリ７４（歯
数２４）および減速用無端タイミングベルト７５によっ
て駆動するようにしてもよい。
のアイドラ６１ａ，６１ｂによって駆動プーリ６２（歯
数１６）に対し無端ベルト６７を２箇所でテーブル１２
から離隔する側に凸となるよう屈曲させ、その間のベル
ト６７の駆動プーリ６２への巻き付け中心角を確保し、
駆動プーリ６２をこれに同軸に連結された大径減速プー
リ６３、小径減速プーリ６４（歯数３０）および減速用
無端タイミングベルト６５によって駆動するようにして
もよい。さらに、図６（ｃ）に示すように、一対のアイ
ドラ７１ａ，７１ｂによって駆動プーリ７２（歯数１
６）に対し無端ベルト７７を２箇所でテーブル１２側に
凸となるよう屈曲させてベルト７７の巻き付け中心角を
確保し、駆動プーリ７２をこれに同軸に連結された大径
減速プーリ７３（歯数５４）、小径減速プーリ７４（歯
数２４）および減速用無端タイミングベルト７５によっ
て駆動するようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、アイドラプーリによっ
て無端ベルトに所定のプリテンション（予張力）を加え
ておくことができるとともに、無端ベルトの巻き付け中
心角を増加させることができ、特に径比（回転テーブル
の直径／駆動プーリ径）が大きい場合に有効である。
て無端ベルトに所定のプリテンション（予張力）を加え
ておくことができるとともに、無端ベルトの巻き付け中
心角を増加させることができ、特に径比（回転テーブル
の直径／駆動プーリ径）が大きい場合に有効である。
【００２４】また、前記モータに該モータの回転を検出
するモータ回転検出器が付設され、前記制御手段が、前
記位置指令入力と前記テーブル回転検出器からのテーブ
ル位置信号との偏差信号に応じた制御信号を出力する位
置アンプ回路と、該位置アンプ回路からの制御信号と、
前記テーブル回転検出器の検出信号から求めた第１の回
転速度信号および前記モータ回転検出器の検出信号から
求めた第２の回転速度信号に基づくフィードバック入力
とに応じて、前記モータの駆動信号を出力する速度アン
プ回路と、を有することが好ましい。この場合、回転テ
ーブル側の位置フィードバック情報およびモータ速度情
報によってフルクローズ制御を行う場合のように負荷
（回転テーブル）側に外乱が入ったときの整定に時間が
かかるという問題が生じ難くなるのに加えて、回転テー
ブル側の位置および速度情報だけでフルクローズ制御を
行う場合のように発振限界が下がりサーボ剛性が低下す
るといったような問題も生じ難くなる。
するモータ回転検出器が付設され、前記制御手段が、前
記位置指令入力と前記テーブル回転検出器からのテーブ
ル位置信号との偏差信号に応じた制御信号を出力する位
置アンプ回路と、該位置アンプ回路からの制御信号と、
前記テーブル回転検出器の検出信号から求めた第１の回
転速度信号および前記モータ回転検出器の検出信号から
求めた第２の回転速度信号に基づくフィードバック入力
とに応じて、前記モータの駆動信号を出力する速度アン
プ回路と、を有することが好ましい。この場合、回転テ
ーブル側の位置フィードバック情報およびモータ速度情
報によってフルクローズ制御を行う場合のように負荷
（回転テーブル）側に外乱が入ったときの整定に時間が
かかるという問題が生じ難くなるのに加えて、回転テー
ブル側の位置および速度情報だけでフルクローズ制御を
行う場合のように発振限界が下がりサーボ剛性が低下す
るといったような問題も生じ難くなる。
【００２５】さらに、前記制御手段の速度アンプ回路内
に回転速度領域を判断する論理回路を設けるようにすれ
ば、常に回転速度領域に応じた最大出力トルクが得られ
るようモータ駆動電流を効率よく制御することができ
る。前記無端ベルトは、好ましくは、前記回転テーブル
および駆動プーリのそれぞれと噛み合うタイミングベル
トである。
に回転速度領域を判断する論理回路を設けるようにすれ
ば、常に回転速度領域に応じた最大出力トルクが得られ
るようモータ駆動電流を効率よく制御することができ
る。前記無端ベルトは、好ましくは、前記回転テーブル
および駆動プーリのそれぞれと噛み合うタイミングベル
トである。
【００２６】また、前記アイドラプーリが、前記回転テ
ーブルおよび駆動プーリの回転中心軸線を含む中間面に
対し互いに対称に配置された一対の回転自在なプーリで
あるのがよい。このようにすると、回転テーブルの一方
側への回転においても他方側への回転においても負荷お
よび伝動系の剛性をほぼ同一にし、位置決め精度を高め
ることができる。
ーブルおよび駆動プーリの回転中心軸線を含む中間面に
対し互いに対称に配置された一対の回転自在なプーリで
あるのがよい。このようにすると、回転テーブルの一方
側への回転においても他方側への回転においても負荷お
よび伝動系の剛性をほぼ同一にし、位置決め精度を高め
ることができる。
【００２７】さらに、一対のアイドラプーリが、前記中
間面に対する対称配置状態を保ちながら前記回転テーブ
ルに接近および離隔するよう位置調節可能であると、ベ
ルトのプリテンションを最適化して応答性およびサーボ
剛性を更に高度に達成することができる。
間面に対する対称配置状態を保ちながら前記回転テーブ
ルに接近および離隔するよう位置調節可能であると、ベ
ルトのプリテンションを最適化して応答性およびサーボ
剛性を更に高度に達成することができる。
【図１】本発明に係る回転テーブルの駆動・位置決め装
置の一実施形態を示すその平面図である。
置の一実施形態を示すその平面図である。
【図２】図１に示す装置の正面断面図である。
【図３】図１に示す装置の制御系のブロック図である。
【図４】図１に示す装置の無端タイミングベルトの許容
入力トルクとモータの出力制御の関係を示すグラフで、
縦軸はベルトの許容入力トルク又はモータ出力トルク、
横軸はベルト回転数である。
入力トルクとモータの出力制御の関係を示すグラフで、
縦軸はベルトの許容入力トルク又はモータ出力トルク、
横軸はベルト回転数である。
【図５】図４のグラフでモータ出力を求めるための補間
計算方法の説明図である。
計算方法の説明図である。
【図６】本発明に係る回転テーブルの駆動・位置決め装
置の他の３つの実施形態を示す平面図である。
置の他の３つの実施形態を示す平面図である。
【図７】従来装置の制御系の一例のブロック図である。
【図８】従来装置の制御系の他の例のブロック図であ
る。
る。
１１ ベース（支持体） １２ 回転テーブル １２ａ 外周部 １２ｂ 歯 １７ 無端ベルト（タイミングベルト） １８ サーボモータ（モータ） １８ａ 出力軸 １８ｂ 駆動プーリ部（駆動プーリ） １９ テーブル回転検出器 １９ａ 検出アーム ２１，２２；５１；６１；７１ アイドラプーリ ２５ 可動調整台 ３０ 駆動制御回路（制御手段） ３１ 位置アンプ回路 ３２ 速度アンプ回路 ４１ 電気分割器 ５２；６２；７２ 駆動プーリ
Claims (6)
- 【請求項１】支持体に回転自在に支持された回転テーブ
ルを回転方向に駆動および位置決めする回転テーブルの
駆動・位置決め装置であって、 駆動信号により回転位置制御可能なモータと、 回転テーブルの外周部に巻き掛けられた無端ベルトと、 該無端ベルトを介し回転テーブルに連結されるとともに
モータに連結された駆動プーリと、 駆動プーリおよび回転テーブルの間に掛け渡された前記
無端ベルトを、前記駆動プーリに対する無端ベルトの巻
き付け中心角を増加させる方向に屈曲させるアイドラプ
ーリと、 前記回転テーブルの回転位置に対応するテーブル位置信
号を出力するテーブル回転検出器と、 位置指令信号およびテーブル回転検出器からのテーブル
位置信号に基づき前記モータの駆動および回転位置制御
を実行する制御手段と、 を備えた回転テーブルの駆動・位置決め装置。 - 【請求項２】前記モータに該モータの回転を検出するモ
ータ回転検出器が付設され、 前記制御手段が、 前記位置指令入力と前記テーブル回転検出器からのテー
ブル位置信号との偏差信号に応じた制御信号を出力する
位置アンプ回路と、 該位置アンプ回路からの制御信号と、前記テーブル回転
検出器の検出信号から求めた第１の回転速度信号および
前記モータ回転検出器の検出信号から求めた第２の回転
速度信号に基づくフィードバック入力と、に応じて、前
記モータの駆動信号を出力する速度アンプ回路と、を有
する、 ことを特徴とする請求項１に記載の回転テーブルの駆動
・位置決め装置。 - 【請求項３】前記制御手段の速度アンプ回路内に回転速
度領域を判断する論理回路を設けたことを特徴とする請
求項２に記載の回転テーブルの駆動・位置決め装置。 - 【請求項４】前記無端ベルトが、前記回転テーブルおよ
び駆動プーリのそれぞれと噛み合うタイミングベルトで
あることを特徴とする請求項１に記載の回転テーブルの
駆動・位置決め装置。 - 【請求項５】前記アイドラプーリが、前記回転テーブル
および駆動プーリの回転中心軸線を含む中間面に対し互
いに対称に配置された一対の回転自在なプーリであるこ
とを特徴とする請求項１又は３に記載の回転テーブルの
駆動・位置決め装置。 - 【請求項６】前記一対のアイドラプーリが、前記中間面
に対する対称配置状態を保ちながら前記回転テーブルに
接近および離隔するよう位置調節可能であることを特徴
とする請求項５に記載の回転テーブルの駆動・位置決め
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6964498A JPH11262841A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 回転テーブルの駆動・位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6964498A JPH11262841A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 回転テーブルの駆動・位置決め装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11262841A true JPH11262841A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=13408775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6964498A Pending JPH11262841A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 回転テーブルの駆動・位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11262841A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003018880A (ja) * | 2001-07-02 | 2003-01-17 | Nidec-Shimpo Corp | 回転駆動装置及びそれに用いられる集積回路 |
| JP2004118635A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Mitsutoyo Corp | サーボ機構 |
| JP2008299590A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Toshiba Corp | 制御装置、制御方法、プログラム及びロボット |
| CN105458810A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-04-06 | 北京中电科电子装备有限公司 | 一种回转工作台的驱动系统及回转工作台装置 |
| KR102141406B1 (ko) * | 2020-05-21 | 2020-08-05 | 다성산업 주식회사 | 턴테이블 작업용 로봇 제어장치 |
| CN116692388A (zh) * | 2023-06-15 | 2023-09-05 | 陕西陕煤黄陵矿业有限公司 | 一种托辊智能监测调节系统 |
-
1998
- 1998-03-19 JP JP6964498A patent/JPH11262841A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003018880A (ja) * | 2001-07-02 | 2003-01-17 | Nidec-Shimpo Corp | 回転駆動装置及びそれに用いられる集積回路 |
| JP2004118635A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Mitsutoyo Corp | サーボ機構 |
| JP2008299590A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Toshiba Corp | 制御装置、制御方法、プログラム及びロボット |
| CN105458810A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-04-06 | 北京中电科电子装备有限公司 | 一种回转工作台的驱动系统及回转工作台装置 |
| KR102141406B1 (ko) * | 2020-05-21 | 2020-08-05 | 다성산업 주식회사 | 턴테이블 작업용 로봇 제어장치 |
| CN116692388A (zh) * | 2023-06-15 | 2023-09-05 | 陕西陕煤黄陵矿业有限公司 | 一种托辊智能监测调节系统 |
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