JPS5820049B2 - アクチユエ−タノ イチギメセイギヨホウホウ - Google Patents
アクチユエ−タノ イチギメセイギヨホウホウInfo
- Publication number
- JPS5820049B2 JPS5820049B2 JP3394575A JP3394575A JPS5820049B2 JP S5820049 B2 JPS5820049 B2 JP S5820049B2 JP 3394575 A JP3394575 A JP 3394575A JP 3394575 A JP3394575 A JP 3394575A JP S5820049 B2 JPS5820049 B2 JP S5820049B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- actuator
- control
- threshold
- positioning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は産業用ロボットなどアクチュエータを目標値に
近い至近距離において高速下で位置決めができ、しかも
目標値に対し可成り離隔したところからの連続的なサー
ボ制御を行うことが可能なアクチュエータの位置決め制
御方法に関し、特に一般の高感度非接触方式センサを用
いて簡略化された増幅回路により、高利得の位置決めを
行わせる新規な制御方法を提供することを目的とする。
近い至近距離において高速下で位置決めができ、しかも
目標値に対し可成り離隔したところからの連続的なサー
ボ制御を行うことが可能なアクチュエータの位置決め制
御方法に関し、特に一般の高感度非接触方式センサを用
いて簡略化された増幅回路により、高利得の位置決めを
行わせる新規な制御方法を提供することを目的とする。
ハンドリングマシン等のアクチュエータ動作端を位置決
め制御する場合に、目標値に近い至近距離のところで高
出力利得が得られる如き高感度センサを制御入力要素に
利用することが、目標値に正しく、かつ速やかに合致さ
せるための手段として最重要であり、か＼る観点から従
来は第１図に示すように、背圧検出ノズル機構の如き反
射形フルディクスセンサ１′を位置検出要素として使用
し、その直線的高利得特性によって得られた空圧信号を
空電変換器２′で電気信号に変換し、さらに増幅回路を
有する制御装置３′によって制御出力を発せしめ、駆動
装置４′を作動させてアクチュエータ５の変位を制御し
得る如きサーボ制御系が専ら多用されている。
め制御する場合に、目標値に近い至近距離のところで高
出力利得が得られる如き高感度センサを制御入力要素に
利用することが、目標値に正しく、かつ速やかに合致さ
せるための手段として最重要であり、か＼る観点から従
来は第１図に示すように、背圧検出ノズル機構の如き反
射形フルディクスセンサ１′を位置検出要素として使用
し、その直線的高利得特性によって得られた空圧信号を
空電変換器２′で電気信号に変換し、さらに増幅回路を
有する制御装置３′によって制御出力を発せしめ、駆動
装置４′を作動させてアクチュエータ５の変位を制御し
得る如きサーボ制御系が専ら多用されている。
ところが反射形フルディクスセンサ１は目標点に至近距
離にある場合において、実際値と目標値の誤差に比例し
た高感度の空圧信号をとり出し得る利点を有するものの
、目標点から可成り離隔したところでは誤差に比例した
空圧信号が得られないので、か５るセンサ１を用いて遠
隔地点からフィードバック制御を円滑に行わせようとす
るのは極めて困難であり、しかもアクチュエータ位置決
めのために、移動の間に速度制御を行わせようとすれば
制御系に所要段数のしきい値（ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ）を
設定しなければならないので回路が複雑となる問題があ
った。
離にある場合において、実際値と目標値の誤差に比例し
た高感度の空圧信号をとり出し得る利点を有するものの
、目標点から可成り離隔したところでは誤差に比例した
空圧信号が得られないので、か５るセンサ１を用いて遠
隔地点からフィードバック制御を円滑に行わせようとす
るのは極めて困難であり、しかもアクチュエータ位置決
めのために、移動の間に速度制御を行わせようとすれば
制御系に所要段数のしきい値（ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ）を
設定しなければならないので回路が複雑となる問題があ
った。
一方、汎用されている光量−電気量変換形、磁気量或は
空気量−電気量変換形の如き非接触センサを位置検出要
素として使用した場合には、目標値に接近した零近辺で
出力特性が高く、しかも可成り離隔した地点からの検出
機能を有しているので、遠隔地点からのフィードバック
制御に適しており、前記例の欠点を解決し得るが、この
種のセンサは距離に対する出力変化が目標点近傍で反転
する非線形特性を有するものが多く、従って一般の出力
増幅機構と組み合わせたのでは、目標点に近接したとこ
ろで連続的な速度制御を行わせるのが困難であり、特殊
な増幅回路との結合をはからねばならないことから、装
置が複雑化する問題が生じて高感度の位置決め制御を必
要とする場合には専ら敬遠される傾向にあった。
空気量−電気量変換形の如き非接触センサを位置検出要
素として使用した場合には、目標値に接近した零近辺で
出力特性が高く、しかも可成り離隔した地点からの検出
機能を有しているので、遠隔地点からのフィードバック
制御に適しており、前記例の欠点を解決し得るが、この
種のセンサは距離に対する出力変化が目標点近傍で反転
する非線形特性を有するものが多く、従って一般の出力
増幅機構と組み合わせたのでは、目標点に近接したとこ
ろで連続的な速度制御を行わせるのが困難であり、特殊
な増幅回路との結合をはからねばならないことから、装
置が複雑化する問題が生じて高感度の位置決め制御を必
要とする場合には専ら敬遠される傾向にあった。
本発明は従来の各種センサが、その特性に一長一短を有
していて、利用者側の要望に応え得なかった点に着目し
、非線形特性を有するセンサの特有な機能をむしろ有効
に活用し、一点のしきい値。
していて、利用者側の要望に応え得なかった点に着目し
、非線形特性を有するセンサの特有な機能をむしろ有効
に活用し、一点のしきい値。
で遠隔した個所からのアクチュエータ制御が可能となり
、しかも目標値に最接近したところで高速位置決めを行
うことができる新規な位置決め制御方法を提供しようと
することをその特徴とするものであって、これを添附図
面を参照しつつ以下詳細に説明すると、 本発明方法は前述せる如く、磁気非接触スイッチ等の非
線形出カー距離特性を持つ位置検出センサ１をアクチュ
エータ５の制御入力要素として例えばアクチュエータ５
作動端に一体的に係着させる。
、しかも目標値に最接近したところで高速位置決めを行
うことができる新規な位置決め制御方法を提供しようと
することをその特徴とするものであって、これを添附図
面を参照しつつ以下詳細に説明すると、 本発明方法は前述せる如く、磁気非接触スイッチ等の非
線形出カー距離特性を持つ位置検出センサ１をアクチュ
エータ５の制御入力要素として例えばアクチュエータ５
作動端に一体的に係着させる。
上記センサ１は第３図に出力−距離特性が図示されるよ
うに、目標点Ｐに接近する過程における出力変（ｔ４ま
、出力増加の第１出力領域Ｓ１、出力低下の第２出力領
域Ｓ２、出力増加の第３出力領域Ｓ３の順序に出力変化
が成される非線形特性を有し、目標点Ｐからの距離Ｘが
Ｘｌの場合に距離減少につれて出力が増加し、Ｘ２の場
合に出力が減少し、さらにＸ３の場合に出力が増加する
。
うに、目標点Ｐに接近する過程における出力変（ｔ４ま
、出力増加の第１出力領域Ｓ１、出力低下の第２出力領
域Ｓ２、出力増加の第３出力領域Ｓ３の順序に出力変化
が成される非線形特性を有し、目標点Ｐからの距離Ｘが
Ｘｌの場合に距離減少につれて出力が増加し、Ｘ２の場
合に出力が減少し、さらにＸ３の場合に出力が増加する
。
そして目標点Ｐに至近の領域Ｓ３では高出力利得の検出
特性が得られるのである。
特性が得られるのである。
か５る特性を有するセンサ１に電気的連繋を持たせる制
御装置３は、センサ１の各出力領域Ｓ１＋Ｓ２．Ｓ３に
対して、共に点ａ ＋ ｂ ＋ ｃで交叉し得る一つの
出力しきい値を有するよう回路設計され、例えば１回目
のしきい値即ち点ａでは出力増加方向の微分値に基いて
中出力レベルの出力を発した後、点すに至るまでこの出
力レベルを保持し、次いで２回目のしきい値即ち点すに
おいて出力減少方向の微分値に基き、低出力レベルの出
力に変換させた後、点Ｃに至るまでこの出力レベルを保
持し、さらに３回目のしきい値即ち点Ｃにおいては出力
増加方向の微分値によって高出力レベルの出力に変換し
た後、第３領域Ｓ３の増幅度に比例した高出力を連続的
に出させるように予め設定されている。
御装置３は、センサ１の各出力領域Ｓ１＋Ｓ２．Ｓ３に
対して、共に点ａ ＋ ｂ ＋ ｃで交叉し得る一つの
出力しきい値を有するよう回路設計され、例えば１回目
のしきい値即ち点ａでは出力増加方向の微分値に基いて
中出力レベルの出力を発した後、点すに至るまでこの出
力レベルを保持し、次いで２回目のしきい値即ち点すに
おいて出力減少方向の微分値に基き、低出力レベルの出
力に変換させた後、点Ｃに至るまでこの出力レベルを保
持し、さらに３回目のしきい値即ち点Ｃにおいては出力
増加方向の微分値によって高出力レベルの出力に変換し
た後、第３領域Ｓ３の増幅度に比例した高出力を連続的
に出させるように予め設定されている。
そしてこの３段階の出力を駆動装置４に与えて。
アクチュエータ５に該出力に対応した変位を行わせ、ア
クチュエータ５作用端の位置決めを制御するようにして
いる。
クチュエータ５作用端の位置決めを制御するようにして
いる。
なお、上述の如き作動をなす制御装置３の具体的構造例
としては、周知慣用の２つの回路、すなわちしきい値設
定のためのコンパレーク６（ＣＱ出出版社昭和４作 プ回路の設計］岡村辿夫著、１９５頁参照）および遷移
検出／周波数２倍回路７（株式会社シンキー発行「トラ
ンジスタ技術１９７４年２月号」１５５〜１５６頁参照
）と、制御機器において周知慣用のリレーであるステッ
ピングリレー８（実教出版株式会社１９７４年２月２８
日第４刷発行「自動制御の基礎と応用」高井宏幸、長谷
用健介共著．６７乃至６９頁参照）とを単純に直列的に
連結してなる装置が挙げられるものであって、第４図に
概略示される通りの簡易回路である。
としては、周知慣用の２つの回路、すなわちしきい値設
定のためのコンパレーク６（ＣＱ出出版社昭和４作 プ回路の設計］岡村辿夫著、１９５頁参照）および遷移
検出／周波数２倍回路７（株式会社シンキー発行「トラ
ンジスタ技術１９７４年２月号」１５５〜１５６頁参照
）と、制御機器において周知慣用のリレーであるステッ
ピングリレー８（実教出版株式会社１９７４年２月２８
日第４刷発行「自動制御の基礎と応用」高井宏幸、長谷
用健介共著．６７乃至６９頁参照）とを単純に直列的に
連結してなる装置が挙げられるものであって、第４図に
概略示される通りの簡易回路である。
この装置は前記センサ１の出力信号ｅ１ としきい値に
対応する基準電圧とをコンパレータ６が比較することに
より、立上りと立下りとを交互に持つ出力ｅ２を出力し
て、このコンパレーク６の出力ｅ２を遷移検出／周波数
２倍回路７が受けて立上り時と立下り時とに夫々パルス
出力ｅ３を発し、さらにこのパルス出力ｅ３によってス
テッピングリレー８が電磁コイルの励磁毎に接点を１駒
づつ移動せしめることにより、予じめ設定した順序にも
とづいてパルス出力に応じ制御指令を出すよう作動する
ものである。
対応する基準電圧とをコンパレータ６が比較することに
より、立上りと立下りとを交互に持つ出力ｅ２を出力し
て、このコンパレーク６の出力ｅ２を遷移検出／周波数
２倍回路７が受けて立上り時と立下り時とに夫々パルス
出力ｅ３を発し、さらにこのパルス出力ｅ３によってス
テッピングリレー８が電磁コイルの励磁毎に接点を１駒
づつ移動せしめることにより、予じめ設定した順序にも
とづいてパルス出力に応じ制御指令を出すよう作動する
ものである。
斯く構成したサーボ制御装置によって本発明方法の実施
に係る位置決め制御の例を以下説明すると、目標点Ｐか
ら離隔したＸ０以遠の距離においては、アクチュエータ
５を通常速度域で駆動させ、目標点Ｐに対し一定速度で
接近動させる。
に係る位置決め制御の例を以下説明すると、目標点Ｐか
ら離隔したＸ０以遠の距離においては、アクチュエータ
５を通常速度域で駆動させ、目標点Ｐに対し一定速度で
接近動させる。
そして離隔距離がＸ，に達すると、制御装置３は、前述
の説明から明らかなように１回目のしきい値に至るので
、出力レベルを転じさせ通常速度域よりも稍々速い中速
度でアクチュエータ５を移動させるように、駆動装置４
への圧力上昇指令を発する。
の説明から明らかなように１回目のしきい値に至るので
、出力レベルを転じさせ通常速度域よりも稍々速い中速
度でアクチュエータ５を移動させるように、駆動装置４
への圧力上昇指令を発する。
かくしてアクチュエータ５は２回目のしきい値に達する
距離Ｘ２になる迄中速で移動し、しきい値に達したとこ
ろで制御装置３は出力レベルが転じることから、低速度
域でアクチュエータ５を移動させるように、駆動装置４
への圧力下降指令を発する。
距離Ｘ２になる迄中速で移動し、しきい値に達したとこ
ろで制御装置３は出力レベルが転じることから、低速度
域でアクチュエータ５を移動させるように、駆動装置４
への圧力下降指令を発する。
そこでアクチュエータ５は３回目のしきい値に達する距
離Ｘ，になる迄低速で移動し、この移動の間にアクチュ
エータ５が保有する慣性の消去が成され、次いでしきい
値に達したところで制御装置３は再び出力が転じること
から、高速度域でアクチュエータ５を移動させるように
、駆動装置４への圧力上昇指令を発し、該アクチュエー
タ５を高速度で目標点Ｐに接近動させ、かくして速度制
御を段階的に行わせた精密な位置決めが成されるのであ
る。
離Ｘ，になる迄低速で移動し、この移動の間にアクチュ
エータ５が保有する慣性の消去が成され、次いでしきい
値に達したところで制御装置３は再び出力が転じること
から、高速度域でアクチュエータ５を移動させるように
、駆動装置４への圧力上昇指令を発し、該アクチュエー
タ５を高速度で目標点Ｐに接近動させ、かくして速度制
御を段階的に行わせた精密な位置決めが成されるのであ
る。
本発明は以上述べた如く、目標点ｐに接近動する過程に
おいて出力が第１乃至第３出力領域の順に非線形出カー
距離特性を有する位置検出センサ１をアクチュエータ５
の制御入力要素として使用し、前記各出力領域と交叉す
る一つのしきい値を有し、かつ各領域毎のしきい値で出
力を夫々発せしめる制御装置３を介してアクチュエータ
５に制御出力を付与させる位置決め制御方法を特徴とす
るものであるから、制御装置が一点のしきい値で回路設
計できるために簡略化された機構であって良く、シかも
一つのしきい値で３段の出力信号を得ることができるの
で、従来、位置形めに際して特異な検出特性を有してい
たがために、兎角敬遠され勝ちであったこの種センサ１
を使用して、速度制御を伴った位置決めが却って精確に
成される利点を有し、汎用形位置検出センサ１の利用度
を更に高め得る効果を奏する。
おいて出力が第１乃至第３出力領域の順に非線形出カー
距離特性を有する位置検出センサ１をアクチュエータ５
の制御入力要素として使用し、前記各出力領域と交叉す
る一つのしきい値を有し、かつ各領域毎のしきい値で出
力を夫々発せしめる制御装置３を介してアクチュエータ
５に制御出力を付与させる位置決め制御方法を特徴とす
るものであるから、制御装置が一点のしきい値で回路設
計できるために簡略化された機構であって良く、シかも
一つのしきい値で３段の出力信号を得ることができるの
で、従来、位置形めに際して特異な検出特性を有してい
たがために、兎角敬遠され勝ちであったこの種センサ１
を使用して、速度制御を伴った位置決めが却って精確に
成される利点を有し、汎用形位置検出センサ１の利用度
を更に高め得る効果を奏する。
さらに本発明は零近辺において出力利得の高いセンサ１
を使用し、目標値に至近の距離において高速で位置決め
ができるので、精密位置決めを行うに最も好適であり、
産業用ロボット等に実施して極めて有用な位置決め制御
方法である。
を使用し、目標値に至近の距離において高速で位置決め
ができるので、精密位置決めを行うに最も好適であり、
産業用ロボット等に実施して極めて有用な位置決め制御
方法である。
第１図は従来のアクチュエータに係る制御系の系統図、
第２図は本発明方法を実施したアクチュエータの制御系
統図、第３図は第２図における位置検出センサの出力特
性線図である。 また、第４図は第２図における制御装置の具体的回路図
である０ １・・・−・・位置検出センサ、３・・・・・・制御装
置、５・・・・・・アクチュエータ。
第２図は本発明方法を実施したアクチュエータの制御系
統図、第３図は第２図における位置検出センサの出力特
性線図である。 また、第４図は第２図における制御装置の具体的回路図
である０ １・・・−・・位置検出センサ、３・・・・・・制御装
置、５・・・・・・アクチュエータ。
Claims (1)
- １ 目標点に接近する過程において、出力が増加する第
１出力領域、出力が減少する第２出力領域、出力が増加
する第３出力領域の順序の非線形出カー距離特性を有す
る光量−電気量変換形センサの如き位置検出センサ１を
、アクチュエータ５の制御入力要素として使用し、前記
第１乃至第３出力領域と交叉する一つのしきい値を有し
、かつ各領域毎のしきい値で出力を夫々発せしめる制御
装置３を介してアクチュエータ５に制御出力を付与させ
ることを特徴とするアクチュエータの位置決め制御方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3394575A JPS5820049B2 (ja) | 1975-03-19 | 1975-03-19 | アクチユエ−タノ イチギメセイギヨホウホウ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3394575A JPS5820049B2 (ja) | 1975-03-19 | 1975-03-19 | アクチユエ−タノ イチギメセイギヨホウホウ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51108183A JPS51108183A (en) | 1976-09-25 |
| JPS5820049B2 true JPS5820049B2 (ja) | 1983-04-21 |
Family
ID=12400635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3394575A Expired JPS5820049B2 (ja) | 1975-03-19 | 1975-03-19 | アクチユエ−タノ イチギメセイギヨホウホウ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5820049B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0258546U (ja) * | 1988-10-25 | 1990-04-26 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58132492A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-06 | 株式会社井上ジャパックス研究所 | ロボツト装置 |
| JPS59168515A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-22 | Fanuc Ltd | モ−タの位置制御方式 |
| JPH07115313B2 (ja) * | 1986-03-20 | 1995-12-13 | 株式会社日立製作所 | ロボツト装置 |
| JPH0496720U (ja) * | 1991-01-24 | 1992-08-21 |
-
1975
- 1975-03-19 JP JP3394575A patent/JPS5820049B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0258546U (ja) * | 1988-10-25 | 1990-04-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51108183A (en) | 1976-09-25 |
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