JPS60142709A - 偏差カウンタ方式の位置制御装置 - Google Patents
偏差カウンタ方式の位置制御装置Info
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- JPS60142709A JPS60142709A JP24740883A JP24740883A JPS60142709A JP S60142709 A JPS60142709 A JP S60142709A JP 24740883 A JP24740883 A JP 24740883A JP 24740883 A JP24740883 A JP 24740883A JP S60142709 A JPS60142709 A JP S60142709A
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- zero
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
- G05B19/23—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
- G05B19/231—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
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- G05B2219/50043—Near zero detection
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、偏差カウンタを使用して位置制御を行う制
御装置に関するものである。
御装置に関するものである。
一般に、数値制御を行う工作機械や搬送機械等において
、位置制御装置は重要な役割を果している。
、位置制御装置は重要な役割を果している。
従来、この稲の位置制御装置として、サーボモータを任
意の角度回転させるパルス信号をディジタル［相］アナ
ログ変換器（以下これをＤ／Ａ変換器という）を介して
アナログ信号とし、このアナログ信号により前記サーボ
モータを駆動制御する手段と、前記サーボモータの回転
に伴いその回転角に対応した正もしくは負のパルス信号
を取出すと共に鋸歯状波状に変化するアナログ信号を取
出す手段と、この手段により得たアナログ信号を前記１
）／Ａ変換器に重畳させて前記サーボモータに印加する
手段とを設けた構成からなるものが提案されている。
意の角度回転させるパルス信号をディジタル［相］アナ
ログ変換器（以下これをＤ／Ａ変換器という）を介して
アナログ信号とし、このアナログ信号により前記サーボ
モータを駆動制御する手段と、前記サーボモータの回転
に伴いその回転角に対応した正もしくは負のパルス信号
を取出すと共に鋸歯状波状に変化するアナログ信号を取
出す手段と、この手段により得たアナログ信号を前記１
）／Ａ変換器に重畳させて前記サーボモータに印加する
手段とを設けた構成からなるものが提案されている。
しかしながら、この種の制御装置において、例えば最小
偏差±１パルス以内となる高精度の位置決め制御を行う
場合、ドライブユニットの制御性も広範囲の制御性を必
要とするため、ドライブユニットが高価になる。すなわ
ち、低価格のドライブユニットでは、制御範囲に制限が
あり、高精度の位置決めを行うことは困難である。
偏差±１パルス以内となる高精度の位置決め制御を行う
場合、ドライブユニットの制御性も広範囲の制御性を必
要とするため、ドライブユニットが高価になる。すなわ
ち、低価格のドライブユニットでは、制御範囲に制限が
あり、高精度の位置決めを行うことは困難である。
ところで、ドライブユニットへの指令電圧とサーボモー
タの回転速度との関係について、その理想的な特性を示
せば、第１図に示すように、横軸にドライブユニットへ
の指令電圧をとり。
タの回転速度との関係について、その理想的な特性を示
せば、第１図に示すように、横軸にドライブユニットへ
の指令電圧をとり。
縦軸にサーボモータの回転速度をとれば直線的な電圧−
速度時性となる。しかしながら、実際のシステムにおい
ては、指令電圧が小さな領域では回転速度が得られない
不感帯が生じるため、第２図に示すような電圧−速度特
性となる。また、指令パルスと帰還パルスの差を示す偏
差量とドライブユニットへの速度指令逝圧出カドの関係
は、第３図に示すような偏差−電圧出力特性となる。
速度時性となる。しかしながら、実際のシステムにおい
ては、指令電圧が小さな領域では回転速度が得られない
不感帯が生じるため、第２図に示すような電圧−速度特
性となる。また、指令パルスと帰還パルスの差を示す偏
差量とドライブユニットへの速度指令逝圧出カドの関係
は、第３図に示すような偏差−電圧出力特性となる。
そこで、偏差量のディジタル数をＤ／Ａ変換器を介して
アナログの電圧に変換するに際し、Ｄ／Ａ変換器が１２
ビツト長の分解能が必要な場合、偏差１の時の指令電圧
の出力は１／Ｌｏ９６となり、ドライブユニットはこの
”４０９６以上の制御範囲全充分にカバーすることが要
求される。例えば、ドライブユニットが１：１０００の
制御範囲しか得られない場合、最小偏差の制御を行うこ
とができない難点がある。なお、Ｄ／Ａ変換器の分解能
は、制御しようとするシステムによって選択されるため
、ドライブユニットの制御範囲とは別に選択されるもの
である。
アナログの電圧に変換するに際し、Ｄ／Ａ変換器が１２
ビツト長の分解能が必要な場合、偏差１の時の指令電圧
の出力は１／Ｌｏ９６となり、ドライブユニットはこの
”４０９６以上の制御範囲全充分にカバーすることが要
求される。例えば、ドライブユニットが１：１０００の
制御範囲しか得られない場合、最小偏差の制御を行うこ
とができない難点がある。なお、Ｄ／Ａ変換器の分解能
は、制御しようとするシステムによって選択されるため
、ドライブユニットの制御範囲とは別に選択されるもの
である。
従って、この種の位置制御装置においては、低コストで
指令電圧に対して最小偏差±１パルスの範囲で制御でき
る構成を有するものが要求される。
指令電圧に対して最小偏差±１パルスの範囲で制御でき
る構成を有するものが要求される。
本発明の目的は、簡単な構成で低コストに製作すること
ができると共に高精度の位置制御を達成することができ
る偏差カウンタ方式の位置制御装置を提供するにある。
ができると共に高精度の位置制御を達成することができ
る偏差カウンタ方式の位置制御装置を提供するにある。
本発明に係る偏差カウンタ方式の位置制御装置は、指令
パルスと帰還パルスとを入力してその偏差を算出する偏
差カウンタを備え、この偏差カウンタの偏差出力をＤ／
Ａ変換器に入力して指令信号を得るよう構成した位置制
御装置において、Ｄ／Ａ変換器の出力側にＤ／Ａ変換器
の出力電圧に対し所定の設定電圧を加算する加算回路を
接続し、さらに偏差カウンタの偏差零を検出する偏差零
検出回路を設け、この偏差零検出回路の検出信号によｐ
前記加算回路への設定電圧の加算を阻止するよう構成す
ることｔ−特徴とする。
パルスと帰還パルスとを入力してその偏差を算出する偏
差カウンタを備え、この偏差カウンタの偏差出力をＤ／
Ａ変換器に入力して指令信号を得るよう構成した位置制
御装置において、Ｄ／Ａ変換器の出力側にＤ／Ａ変換器
の出力電圧に対し所定の設定電圧を加算する加算回路を
接続し、さらに偏差カウンタの偏差零を検出する偏差零
検出回路を設け、この偏差零検出回路の検出信号によｐ
前記加算回路への設定電圧の加算を阻止するよう構成す
ることｔ−特徴とする。
すなわち、本発明においては、従来より使用されている
偏差カウンタ方式の位置制御装置に５− オイテ、偏差カウンタの偏差量をそのままドライブユニ
ットの指令電圧とすることなく、所定の設定電圧を加算
するように構成すると共に偏差零を検出した際には前記
設定電圧の加算を阻止して指令電圧の出力を停止させる
よう構成することにより、ドライブユニットの不感帯を
超えて最小偏差による位置制御を確実に達成することが
できる。
偏差カウンタ方式の位置制御装置に５− オイテ、偏差カウンタの偏差量をそのままドライブユニ
ットの指令電圧とすることなく、所定の設定電圧を加算
するように構成すると共に偏差零を検出した際には前記
設定電圧の加算を阻止して指令電圧の出力を停止させる
よう構成することにより、ドライブユニットの不感帯を
超えて最小偏差による位置制御を確実に達成することが
できる。
従って１本発明の位置制御装置において、加算回路に加
算する設定電圧は、偏差零検出回路の出力信号ｅζ応じ
て開閉動作する接点を介してそれぞれ正または負の電圧
設定を行う電圧設定回路を設けて供給するよう構成すれ
ば好適である。
算する設定電圧は、偏差零検出回路の出力信号ｅζ応じ
て開閉動作する接点を介してそれぞれ正または負の電圧
設定を行う電圧設定回路を設けて供給するよう構成すれ
ば好適である。
次に、本発明に係る偏差カウンタ方式の位置制御装置の
実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
第４図は、本発明に係る位置制御装置の一実施例を示す
回路図である。すなわち、参照符号６一 １０は偏差カウンタを示し、この偏差カウンタ１０には
サーボモータに対して移動指令を行う移動指令パルスと
サーボモータの移動状態から検出される移動帰還パルス
とがそれぞれ入力され、両パルスをカウントしてその偏
差を算出するよう構成される。この偏差カウンタ１０に
は、偏差カウンタ１０で得られた偏差量に比例した電圧
に変換するためのＤ／Ａ変換器１２が接続される。また
、前記偏差カウンタ１０には、偏差カウンタ１０で得ら
れた偏差が零であることを検出する偏差零検出回路１４
が接続される。
回路図である。すなわち、参照符号６一 １０は偏差カウンタを示し、この偏差カウンタ１０には
サーボモータに対して移動指令を行う移動指令パルスと
サーボモータの移動状態から検出される移動帰還パルス
とがそれぞれ入力され、両パルスをカウントしてその偏
差を算出するよう構成される。この偏差カウンタ１０に
は、偏差カウンタ１０で得られた偏差量に比例した電圧
に変換するためのＤ／Ａ変換器１２が接続される。また
、前記偏差カウンタ１０には、偏差カウンタ１０で得ら
れた偏差が零であることを検出する偏差零検出回路１４
が接続される。
、さらに、この偏差零検出回路１４に対しては、前記偏
差カウンタ１０で得られる偏差が零でない場合に、所定
の電圧値を設定する電圧設定回路１６を設けると共に、
この電圧設定回路１６の出力電圧と前記１）／Ａ変換器
１２で得られる偏差に比例した電圧とを加算する加算回
路１８とを設ける。
差カウンタ１０で得られる偏差が零でない場合に、所定
の電圧値を設定する電圧設定回路１６を設けると共に、
この電圧設定回路１６の出力電圧と前記１）／Ａ変換器
１２で得られる偏差に比例した電圧とを加算する加算回
路１８とを設ける。
しかるに、前記偏差カウンタ１０は、移動指令パルスを
入力するとこのパルスを積算し、この積算パルス量（偏
差量）をＤ／Ａ変換器１２を介して直流電圧に変換し、
サーボモータの速度指令となる・−万、サーボモータの
移動は。
入力するとこのパルスを積算し、この積算パルス量（偏
差量）をＤ／Ａ変換器１２を介して直流電圧に変換し、
サーボモータの速度指令となる・−万、サーボモータの
移動は。
移動帰還パルスとして検出され、偏差カウンタ１０に入
力される。この時、偏差カウンタ１０に積算された移動
指令パルスは、移動帰還パルスにより減算され、また移
動指令パルスを連続して入力すれば加減算を繰返し一定
の偏差量を保持しながらサーボモータを回転させる。
力される。この時、偏差カウンタ１０に積算された移動
指令パルスは、移動帰還パルスにより減算され、また移
動指令パルスを連続して入力すれば加減算を繰返し一定
の偏差量を保持しながらサーボモータを回転させる。
偏差カウンタ１ＯＫ対し、ｔ−ボモータの移動量に相当
するパルス量の移動指令パルスが入力されて移動指令パ
ルスが消滅すると、移動指令パルスのカウントが停止さ
れ、移動帰還パルスのみ入力されて偏差量は減算され、
サーボモータへの指令電圧゛は降下する。そして、偏差
量が零になった時点でサーボモータは停止し１位置決め
が完了する。このように、偏差カウンタ１０は、移動指
令パルス数とサーボモータの回転ｉ（回転角）に相当す
る移動帰還パルス数とが一致するように動作する＾ ７− そこで、例えば前記偏差カウンタ１０を２進のアップ・
ダウンカウンタで１２ビツト構成とすれば、偏差量は次
のように表示される。
するパルス量の移動指令パルスが入力されて移動指令パ
ルスが消滅すると、移動指令パルスのカウントが停止さ
れ、移動帰還パルスのみ入力されて偏差量は減算され、
サーボモータへの指令電圧゛は降下する。そして、偏差
量が零になった時点でサーボモータは停止し１位置決め
が完了する。このように、偏差カウンタ１０は、移動指
令パルス数とサーボモータの回転ｉ（回転角）に相当す
る移動帰還パルス数とが一致するように動作する＾ ７− そこで、例えば前記偏差カウンタ１０を２進のアップ・
ダウンカウンタで１２ビツト構成とすれば、偏差量は次
のように表示される。
ＣＩ） 偏差＋最大・・・吻 ０１１１１１１１１１１
１（２）偏差０ ・・・・ｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏ。
１（２）偏差０ ・・・・ｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏｏ。
（３）偏差−最大・９・・１１１１１１１１１１１１従
って、前記偏差カウンタの偏差量はＤ／Ａ変換器１２４
Ｃ入力されその内容に応じた直流電圧に変換される６ｔ
た。偏差零検出回路１４では、前記出力“１″が全て“
０″であることを検知する・例えば、零検出回路１４が
ｏｏｏｏ”を検出した時に偏差零検出回路１４の出力に
よ）リレー（一般にはアナログスイッチ）を作動させて
加算回路１８への電圧設定を解除する回路を示せば第５
図に示す通りである。なお、第５図において、偏差カウ
ンタ１０で得られる２進出力のうち最上位桁（ＭＳＢ）
は電圧の正〔“０“〕または負〔１″′〕を示し、偏差
零検出回路１４が零検出出力を生じない場合は前記電圧
の正負に基づいて加算回路１８に対し所−９−ｍ＋ ８一 定の極性の設定電圧を与える。
って、前記偏差カウンタの偏差量はＤ／Ａ変換器１２４
Ｃ入力されその内容に応じた直流電圧に変換される６ｔ
た。偏差零検出回路１４では、前記出力“１″が全て“
０″であることを検知する・例えば、零検出回路１４が
ｏｏｏｏ”を検出した時に偏差零検出回路１４の出力に
よ）リレー（一般にはアナログスイッチ）を作動させて
加算回路１８への電圧設定を解除する回路を示せば第５
図に示す通りである。なお、第５図において、偏差カウ
ンタ１０で得られる２進出力のうち最上位桁（ＭＳＢ）
は電圧の正〔“０“〕または負〔１″′〕を示し、偏差
零検出回路１４が零検出出力を生じない場合は前記電圧
の正負に基づいて加算回路１８に対し所−９−ｍ＋ ８一 定の極性の設定電圧を与える。
前述した実施例から明らかなように１本発明によれば、
偏差カウンタの出力偏差零を検出する偏差零検出回路を
設けると共に出力偏差が零以外の場合にサーボモータを
制御する指令電圧に所定の電圧を加算する電圧設定回路
を設けることにより、最少偏差が発生した時点でサーボ
モータを制御するドライブユニットに対して充分動作で
きる指令電圧を与えることができる（第６図参照）。従
って１本発明装置によれば、制御範囲の少ないドライブ
ユニットであっても、偏差カウンタによって最少偏差が
発生した際にドライブユニットの不感帯を充分に超える
指令電圧を与えることができ、この結果最少偏差で位置
決め制御を確実に達成することができる。
偏差カウンタの出力偏差零を検出する偏差零検出回路を
設けると共に出力偏差が零以外の場合にサーボモータを
制御する指令電圧に所定の電圧を加算する電圧設定回路
を設けることにより、最少偏差が発生した時点でサーボ
モータを制御するドライブユニットに対して充分動作で
きる指令電圧を与えることができる（第６図参照）。従
って１本発明装置によれば、制御範囲の少ないドライブ
ユニットであっても、偏差カウンタによって最少偏差が
発生した際にドライブユニットの不感帯を充分に超える
指令電圧を与えることができ、この結果最少偏差で位置
決め制御を確実に達成することができる。
また、本発明に係る位置制御装置は、簡単な回路構成で
低コストに製造することができるばかりでなく、前述し
た実施例の如き位置決め制御に限らずディジタル制御か
らアナログ制御に１０− インタフェースを行う場合等に有効に応用することがで
きる。
低コストに製造することができるばかりでなく、前述し
た実施例の如き位置決め制御に限らずディジタル制御か
らアナログ制御に１０− インタフェースを行う場合等に有効に応用することがで
きる。
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更を
なし得ることは勿論である。
明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更を
なし得ることは勿論である。
第１図は位置制御装置における理想的な指令電圧一回転
速度特性線図、第２図は従来の一般的な位置制御装置に
おける電圧−速度特性線図、第３図は従来装置の偏差量
−指令電圧特性線図、第４図は本発明に係る偏差カウン
タ方式の位置制御装置の一実施例を示す要部制御回路図
、第５図はｄＸ４図に示す制御回路の一具体例を示す詳
細回路図、第６図は本発明装置の偏差量−指令電圧特性
線図である。 １０・・・偏差カウンタ １２・・・Ｄ／Ａ変換器１４
・・・偏差零検出回路 １６・・・電圧設定回路１８・
・・加算回路 １ｌ− ＦＩＧ、６ 手続補正書（方力 昭和５９年 ２月９日 特許庁長官 若杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２４７４０８号 ２、発明の名称 偏差カウンタ方式の位置制御装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 川崎市川両区田辺新田１番１号 名称（５２３）富士電機製造株式会社 代表者阿部栄夫 ４、代理人 ４７−
速度特性線図、第２図は従来の一般的な位置制御装置に
おける電圧−速度特性線図、第３図は従来装置の偏差量
−指令電圧特性線図、第４図は本発明に係る偏差カウン
タ方式の位置制御装置の一実施例を示す要部制御回路図
、第５図はｄＸ４図に示す制御回路の一具体例を示す詳
細回路図、第６図は本発明装置の偏差量−指令電圧特性
線図である。 １０・・・偏差カウンタ １２・・・Ｄ／Ａ変換器１４
・・・偏差零検出回路 １６・・・電圧設定回路１８・
・・加算回路 １ｌ− ＦＩＧ、６ 手続補正書（方力 昭和５９年 ２月９日 特許庁長官 若杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第２４７４０８号 ２、発明の名称 偏差カウンタ方式の位置制御装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 川崎市川両区田辺新田１番１号 名称（５２３）富士電機製造株式会社 代表者阿部栄夫 ４、代理人 ４７−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１指令パルスと帰還パルスとを入力してその偏差を
算出する偏差カウンタを備え、この偏差カウンタの偏差
出力をＤ／Ａ変換器に入力して指令信号を得るよう構成
した位置制御装置において、Ｄ／Ａ変換器の出力側にＤ
／Ａ変換器の出力電圧に対し所定の設定電圧を加算する
加算回路を接続し、さらに偏差カウンタの偏差零を検出
する偏差零検出回路を設け、この偏差零検出回路の検出
信号により前記加算回路への設定電圧の加算を阻止する
よう構成することを特徴とする偏差カウンタ方式の位置
制御装置。 （２１＃許請求の範囲第１項記載の位置制御装置におい
て、加算回路に加算する設定電圧は、偏差零検出回路の
出力信号に応じて開閉動作する接点を介してそれぞれ正
または負の電圧設定を行う電圧設定回路を設けて供給す
るよう構成してなる偏差カウンタ方式の位置制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24740883A JPS60142709A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 偏差カウンタ方式の位置制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24740883A JPS60142709A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 偏差カウンタ方式の位置制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60142709A true JPS60142709A (ja) | 1985-07-27 |
Family
ID=17162986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24740883A Pending JPS60142709A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | 偏差カウンタ方式の位置制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60142709A (ja) |
-
1983
- 1983-12-29 JP JP24740883A patent/JPS60142709A/ja active Pending
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