JPS59117607A - 位置決め制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 モークを制御する装置に関し、更に詳述すれば、所定の
位置において定速モードから同期モードなどへのモード
切υ換えを必要とする位置決め制御において、出力パル
スカウンタまたはタイマからの割り込み信号を用いるこ
とによって円滑かつ正確な位置決めを行うと共に、定位
置における制御モードの切り換えを可能とした位置決め
制御装置に関する。

第１図は、従来から知られている製造プロセスにおける
位置決め制御装置の一例を示す。

ここで２は加工用材料、Ｖはカッター、ｔはオプチカル
センサ、ざはベルトコンベア、ＩＯは拐料巻きつけ用ド
ラム、ｌ２は回転数を検出するロータリーエンコーダ、
／ｆは誘導モータ、ｌｇはベルトコンベアｒを駆動する
パルスモータ、ｌｇはノぐバスモータコントローラ、〃
は外部バスである。

本例では、パルスモータｌｇによって駆動されるベルト
コンベアｌを用いて加工用材料２を所定の時間内に所定
の位置まで運搬し、加工・形状の判定などを行い、更に
その後に他のモータ（例えば誘導モータ）／ｌと同期し
て製品を完成させるプロセスである。この様なプ、ロセ
スにおいて、ノくルスモーク１６はパルスモータコント
ローラ（以下：、　ＰＭＯという）／Ｉからのパルス出
力によって駆動され、その回転速度はＰＭＯ／Ｉｆから
の出力／＜シス１超波数に比例する。そして、出カッく
ルス数の積算値はノくルスモータｌ乙によって搬送され
るベルトコンベアｌの移動距離（すなわち、材料λの移
動用Ｍ）に対応する。

上述した位置決め制御においては、次のノくラメータに
従って制御が行われる。

１、　最高速度およ び最低速度：　ＰＭＯ／にからの最高、最低、＜ルス周
波数に対応する。

２、　立ち上げ勾配およ び立ち下げ勾配＝（最低速度〜最高速度）７時間。

６、同期速度お上 び修正速度：誘導モータ／’ｌとの同期速度および比率
運転速度。

４、　設　定　値：全出力、＜ルス数、すなわち全移動
距＊、　＜全出力パルス 数に従い台形あるいは三角 形駆動する）に対応する。

５　補正パルス数：パルスモータ／６を最高速度から立
ち下げて停止させる 場合、モータおよびそれに よって駆動される系の慣性 を考慮すると、最低速度に おいて修正させる必要があ る。しかし、最低速度に達 した時点における出カッぜル ス数の積算値が、設定値に 満たない場合（すなわち、 ベルトコンベアざの移動用 離が設定された距離に満た ない場合）は、最低速度 （すなわち、最低出力パル ス周波数を維持した状態） で設定値に達するまでパル スを出力しなければならな い。補正パルス数は、この 様なりリープにおける最大 補正パルス数を示す。

このような位置決め制御においては、一般に次の事項が
要求される。

（イ）　正確な位置決めを行うこと。

（ロ）　系の慣性および立ち上げを考慮した滑らかな制
御を行うこと。

（ハ）　クリープ班、すなわち補正パルス量を少くする
ことにより、速やかな位置決めを行い、もって一定時間
内における生産効率を上げること。

に）　定位置において、定速モードから同期モードへ、
または同期モードから定速モードへの動作モード切り換
えを正確に行い、もって加工精度を上げること。

第２図は、一般の位置決め制御において、動作モードの
切シ換えを行う場合の制御順序例を示す。

ここで、横軸は時間を、縦軸はパルスモータに供給すべ
きパルス周波数を示す。また、本図において、最高パル
ス周波数ｆ、はパルスモータの最高速度に、最低周波数
ｆ２はパルスモータの・最低速度に、同期パルス周波数
ｆ８はパルスモータの同期速度に対応する。

本例では、 （１）　　パルスモータを最低速度から一定の勾配で最
高速度まで立ち上げる（時刻０−Ｔｏ）。

（２）　　最高速度に達した後、その速度を維持して出
力パルス数が設定値αになるまで定速運転を行う。以下
、この区間（Ｔｏ〜Ｔ、　）を定速モード区間という。

（５）　　設定値αに達すると、他のモータ（例えば誘
導モータ）と同期運転を行う。この同期運転は、出力パ
ルス数が設定値βに至るまで継続して行う。なお、この
区間では時間ｔ。間における同期速度を計測し、時間ｔ
。毎にパルスモータの速度制御を行う。以下、この区間
（Ｔ、〜Ｔ２）を同期モード区間という。

（４）　　設定値βに達すると、再び最高速度で運転（
Ｔ２〜Ｔ３）シた後に最低速度まで立ち下げ、出力パル
スの積算値が所定の設定値に達した時点（Ｔ４）におい
てパルスの供給を停止する。

第２図において、動作モードの切り換え時点Ｔ１および
Ｔ２はｔ。（制御プログラムの処理周期）の整数倍と一
致せず、一般的には ｎｔｏ＜　Ｔ１＜　（ｎ＋　／）　ｔ。

（ｎ＋ｋ）ｔｏ＜Ｔ２＜（ｎ＋に＋／）ｔ。

ここで、ｎ、には整数。

となる。

従って、このようなモード切シ換えを定周期プログラム
により行うならば、定位置における正確なモード切シ換
えは行い得す、加工精度を上げることができない。第３
図は、この定周期プログラムによる制御手順を示すもの
である。すなわち、同図から明らかなように、モード切
り換えを行うべき時刻Ｔ、およびＴ２に一致してパルス
周波数を変更することができない。

本発明の目的は、上述の点に鑑みて、所定位置における
動作モード切シ換えを正確に行い、もって加工精度ない
し生産性を上げると共に、上述の一般的要求事項（イ）
〜に）を満たすよう構成した位置決め制御装置を提供す
ることにある。

かかる目的を達成するために、本発明ではパルスモータ
に供給する出力パルスの周波数を段階的に上昇および下
降させていく立ち上げ区間および立ち下げ区間を含み、
各区間をさらに小区間に分割して、各小区間において出
力パルス数が所定の設定値に達したときに出力パルスの
周波数を変化させていくことにより位置決めを行う装置
において、所定区間内における出力パルスの総数が所定
値に達したとき、または所定の小区間の時間を設定し、
時間が経過したときに出力パルスの周波数を変化させる
割り込み手段を備え、割り込み手段により定位置におけ
る制御モードの切り換えを行うと共に、予め設定した総
パルス数に対する補正パルス数を零となるようにする。

以下、図面を参照して本発明を詳述する。

第ダ図は、本発明を適用した位置決め制御装置を示す。

本図において、グｌはマイクロプロセッサ、グλはプロ
グラム・メモリとしての機能を果たすリード・オンリ・
メモリ（ＲＯＭ　）　、ＩＩ３はデータ記録用のランダ
ム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ　）　、件はデータ・バ
ス、４１！５はアドレス・バス、弼ハコントロール・バ
ス、傭ハパルスジェネレータ、ｕはカウンタ、鐸は出力
回路、Ｓｏは双方向性メモ’）　（ＲＡＭ）、ｊｌはア
ドレス・セレクタ、３２はカウンタ、ｊｌはタイマであ
る。ここで、カウンタＵはパルスジェネレータ傭から出
力されるパルスをカウントする。

そして、カウント値が予め決められている設定値に一致
すると、マイクロプロセラサグ／に対して割り込み信号
を送出する。この割り込み信号はマイクロプロセッサｌ
／によってリセットされる。

また、位置決め制御に必要なデータは、外部バスを介し
て双方向性メモリＳθに与えられる。

カウンタｊ２は、他のモータ（例えば、第１図に示す誘
導モータ／１１　）　Ｋ関する同期入力パルスをカウン
トする。このカウント値は、マイクロプロセッサＦ／に
よ・つてセット／リセットされる。

タイマｊ３はマイクロプロセッサψ／によりセットされ
、そのセット後は一定時刻毎にマイクロプロセッサに対
して割り込み信号を送出する。

第３図は、第ψ図に示した実施例の制御手順を示す。図
示したＡ、Ｂ、Ｃ各区間の設定値をそれぞれＳＡ、ＳＢ
、Ｓｏとする。また、Ａ、Ｂ、Ｃ各区間を形成する小区
間をそれぞれＡ１１　Ａ２・・・Ａｔ１Ｂ、、　Ｂ２・
・・８ｍ％　Ｏ４＋　０２・・・Ｃｎとする。これら小
区間における出力パルス数をそれぞれａ、　、　ａ２・
・・ａｔｌｂｌ、ｂ２・・ｂｍＸｃｌ、ｃ２・・・Ｃｎ
とする。

立ち上げ区間における各小区間の出力パルス数ａ、　、
　ａ２・・・ａｔ−１を求めるために、まず、立ち上げ
勾配Δｆ　（Ｈｚ／ｓｅａ　）および最低パルス周波数
に基づき、時間ｔ。毎に供給すべきパルス数（すなわち
、出力パルス周波数）ａ：　ｌ　ａ２・・・ａｔ−１を
算出する。

しかし、これらは一般に整数とならないので、舞。

出の際に残余小数部を順次繰り越していく。か〈して、
整数ａ、　、　Ａ２・・・ａＺ−Ｓを決定する。

定速モード区間における出力パルス数ａｔは、設定値Ｓ
Ａオヨヒａ１．ａ２・・・ａｔ−１により決定すること
ができる。

以上の説明から明らかなように、各小区間Ａ、。

Ａ２・・・Ａｔの時間間隔は一定とならない。よって、
へ区間における制御パルスは、以下の如く制御して出力
する（第１Ｉ図参照）。

（リ　小区間Ａ、の出力パルスａ、をカウンタ何に七ッ
卜する。

（２）　　パルスジェネレータｆｆ　カラａｔカパルス
周波数ａＳでパルスを送出し、その出力パルス総数をカ
ウンタｇ［より計数する。

（３）カウント値がａ、に達すると、カウンタｌ１１ｒ
からマイクロプロセッサ４ｔｌに割シ込み信号を送出す
る。そして、次のＡ２区間における出力パルス数ａ２を
カウンタａにセットし、ａ′２のパルスを送出する。

（４）以下、（１）〜（３）の操作を繰シ返す。また、
区間Ａｔでは、カウンタ３．２によって同期速度の測定
を行う。ここで、同期速度として、例えば誘導モータｎ
　（第１図参照）の回転速度を用いる。

Ｂ区間における制御パルスは、以下の如く制御して出力
する（第ｑ図参照）。

（１）　　区間Ａｔのパルス出力が完了すると、区間Ａ
ｔ中に測定した同期速度Ｖ、　（パルス／１ｏ）に基づ
きパルスを送出すると同時に、カウンタＶＳに区間Ｂの
全設定１１ｉｌＳＢをセットするタイマｊ３には時間ｔ
。をセットする。

（２）時間ｔ。後に、タイマＳ３からマイクロプロセッ
サダ／に対して割り込み信号が出されると、区間Ｂ、で
測定した同期速度■２（パルス／１ｏ）のパルスを出力
する。以下、Ｂ５・・・Ｂｍの各区間においてもこの操
作を繰り返す。

（５）　　カウンタ轄の計数値が設定値ＳＢに達すると
、タイマｊ３からの割り込み信号に対してマスクをかけ
、Ｃ区間の制御に移る。

Ｃ区間では、カウンタＵに各小区間の出力パルス数をセ
ットし、Ａ区間と同様の制御を行う。

第を図は、タイマ５３（第ψ図参照）を用いることへな
く、Ｂ区間中に所定の速度制御を行う手順を示す。すな
わち、本図は、同期モード制御を行う必要がない場合の
制御手順を示すものである。

以上説明したとおり、本発明によれば、マイクロプロセ
ッサを用いた位置決め制御装置において、出力パルスカ
ウンタまたはタイマからの割り込み信号によって正確な
位置決めを行うと共に、定位置における制御モードの切
り換えを行うことができるので、正確かつ効率の良い位
置決め制御装置を得ることができる。

なお、本発明は同時に複数台のパルスモータを制御する
場合にも適用することができる。従って、！次元および
３次元の位置決めも可能であり、生産プロセスのみなら
ず各種のＮｏマシン、産業用ロボット等にも適用できる
。

【図面の簡単な説明】

第７図は製造プロセスにおける位置決め制御装置ａの従
来例を示すブロック図、第２図はパルスモータコントロ
ーラからのパルス出力について説明係る制御手順を示す
線図、第６図は第（図の部分拡大図である。 コ・・・加工用材料、 ｌ・・・カッタ、 ６・・・オプチカルセン号、 ｇ・・・ベルトコンゝア１ １０・・・材料巻つけ用ドラム、 ／コ・・・ロータリーエンコーダ、 ／４’…誘導モータ、 ／ｌ・・・パルスモータ１ ｉｔ・・・パルスモータコントローラ、〃・・・外部バ
ス、 ｌ／・・・マイクロプロセッサ、 ｌＩコ・・・リー・ド・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、ｌ
Ｉ３・・・ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、４
Ｉり・・・データ・バス１ ４を夕・・・アドレス・バス、 ４！６…コント四−ル・バス、 グア・・・パルスジェネレータ、 ダざ・・・カウンタ、 ｌＩ９・・・出力回路１ りθ・・・双方向性ＲＡＭ。 ３／・・・アドレス中セレクタ、 ＆・・・カウンタ、 幻・・・タイマ。 特許出願人　富士電機製造株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）パルスモータに供給する出力パルスの周波数を段階
   的に上昇および下降させていく立ち上げ区間および立ち
   下げ区間を含み、各区間をさらに小区間に分割して、各
   小区間において出力パルス数が所定の設定値に達したと
   きに出力パルスの周波数を変化させていくことにより位
   置決めを行う装置において、 所定区間内における前記出力パルスの総数が所定値に達
   したとき、または所定の小区間の時間を設定し、該時間
   が経過したときた前記出力パルスの周波数を変化させる
   割り込み手段を備え、該割り込み手段により定位置にお
   ける制御モードの切換えを行うと共に、予め設定した総
   パルス数に対する補正パルス数を零となるようにしたこ
   とを特徴とする位置決め制御装置。