JPS608911A - メカ位置検出方式 - Google Patents
メカ位置検出方式Info
- Publication number
- JPS608911A JPS608911A JP11798983A JP11798983A JPS608911A JP S608911 A JPS608911 A JP S608911A JP 11798983 A JP11798983 A JP 11798983A JP 11798983 A JP11798983 A JP 11798983A JP S608911 A JPS608911 A JP S608911A
- Authority
- JP
- Japan
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- phase
- motor
- encoder
- output
- counter
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-
- 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
- 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
-
- 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
- G05B2219/34—Director, elements to supervisory
- G05B2219/34215—Microprocessor
-
- 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
- G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
- G05B2219/42213—Position overshoot, axis still moves after stop
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
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】
く技術分野〉
本発明はメカ位置検出方式に関するものである。
〈発明の背景〉
近年、マイクロコンピュータの普及に伴イ、OA、FA
、HA各分野から、マイクロコンピュータ及びサーボコ
ントロールによるモーターコントロールの要求が増加し
ている。ここで、このようなサーボコントロールを用い
たメカ駆動において、負荷の移動に伴いその位置検出が
重要な要素となってくる。
、HA各分野から、マイクロコンピュータ及びサーボコ
ントロールによるモーターコントロールの要求が増加し
ている。ここで、このようなサーボコントロールを用い
たメカ駆動において、負荷の移動に伴いその位置検出が
重要な要素となってくる。
位置検出の手段としては、センサーとして一般的に、ポ
テンションメーターのようなアナログ量の変化で検出す
る方式、アブソリュート型エンコーダーの様に絶対位置
をロジカルに出力する方式用にはインクリメント型エン
コーダーの様に移動距離をそのパルス数に対応させ検出
する方式等が考えられるが、前者2項(アナログ量検出
及びアブソリュート型エンコーダの使用)に、処理回路
の複雑化あるいはコストの増大等が挙げられ、近頃はイ
ンクリメント型エンコーダーを使用するケースが増加し
ている。
テンションメーターのようなアナログ量の変化で検出す
る方式、アブソリュート型エンコーダーの様に絶対位置
をロジカルに出力する方式用にはインクリメント型エン
コーダーの様に移動距離をそのパルス数に対応させ検出
する方式等が考えられるが、前者2項(アナログ量検出
及びアブソリュート型エンコーダの使用)に、処理回路
の複雑化あるいはコストの増大等が挙げられ、近頃はイ
ンクリメント型エンコーダーを使用するケースが増加し
ている。
本発明は、インクリメント型エンコーダーのようなセン
サーを用いた場合のメカ位置検出方法に関するものであ
る。
サーを用いた場合のメカ位置検出方法に関するものであ
る。
ところで、モーターを加減速動作をせず、急速に停止さ
せた場合、メカ系にもよるが、一般的には減衰振動を起
こすものが多い。メカ系自体に振動を起こすファクター
を含むものも然りである。
せた場合、メカ系にもよるが、一般的には減衰振動を起
こすものが多い。メカ系自体に振動を起こすファクター
を含むものも然りである。
そして、これらの振動モードは不安定で周波数的にも定
まらない場合が多い。
まらない場合が多い。
このような振動を発生するメカ系においては、この振動
をソフト的に検出しメカの絶対位置を特定しようとする
と、エンコーダー信号のA相、B相を監視し、この両信
号の状態で方向検出及びカウントを行なわなければなら
ないことから、結果として位置検出ができないこととな
る。
をソフト的に検出しメカの絶対位置を特定しようとする
と、エンコーダー信号のA相、B相を監視し、この両信
号の状態で方向検出及びカウントを行なわなければなら
ないことから、結果として位置検出ができないこととな
る。
〈発明の目的〉
本発明は上記のような点に鑑みて、モーター停止直後の
位置検出はハード的に行なうことにより位置を正確に検
出しようとするものである。
位置検出はハード的に行なうことにより位置を正確に検
出しようとするものである。
〈実施例〉
以下図面に従って本発明の一実施例を詳細に説明する。
第1図は本メカ位置検出方式を採用したサーボコントロ
ールシステムのブロック図である。
ールシステムのブロック図である。
lはマイクロコンピュータ等からなるシステムコントロ
ーラで、2がモーター3をコントロールするためのサー
ボ系を示す。4はモーター3に接続された負荷(メカ)
で、5は負荷の移動量を検出するためのインクリメント
型ロークリエンコーダーである。4a 、4aはメカ系
において振動を発生すると思われるファクターを模擬的
に示したもので、例えばスプリング等である。
ーラで、2がモーター3をコントロールするためのサー
ボ系を示す。4はモーター3に接続された負荷(メカ)
で、5は負荷の移動量を検出するためのインクリメント
型ロークリエンコーダーである。4a 、4aはメカ系
において振動を発生すると思われるファクターを模擬的
に示したもので、例えばスプリング等である。
6はモーターシャフトに取付けられたサーボ用ロータリ
ーエンコーダーで、モータ3及びエンコーダー6、サー
ボ系2でサーボシステムを構成する。a、bは、システ
ムコントローラlから指定されるモータースタート/ス
トップta+及びスピード・回転方向(bl等のコマン
ドで、これらのコマンドによりモーター3はコントロー
ルされる。
ーエンコーダーで、モータ3及びエンコーダー6、サー
ボ系2でサーボシステムを構成する。a、bは、システ
ムコントローラlから指定されるモータースタート/ス
トップta+及びスピード・回転方向(bl等のコマン
ドで、これらのコマンドによりモーター3はコントロー
ルされる。
エンコーダー5は、前述したようにメカ移動量検出用の
もので、負荷の移動量に応じたパルス数を発生する。木
エンコーダー5からの出力は、90°位相差を持つA相
、B相信号と、メカのホームポジション検出に利用され
るZ相信号の、3相出力からなり、このA相及びB相の
90°位相差を利用して移動方向を検出し、A相又はB
相パルス数をもって移動量の検出を行なう。
もので、負荷の移動量に応じたパルス数を発生する。木
エンコーダー5からの出力は、90°位相差を持つA相
、B相信号と、メカのホームポジション検出に利用され
るZ相信号の、3相出力からなり、このA相及びB相の
90°位相差を利用して移動方向を検出し、A相又はB
相パルス数をもって移動量の検出を行なう。
7は位置検出用エンコーダー5の出力信号人相、B相を
用いて方向検出を行なう回路部で、出力信号としては、
方向信号(例えば、CW = ” 1 ” 。
用いて方向検出を行なう回路部で、出力信号としては、
方向信号(例えば、CW = ” 1 ” 。
CCW=”Q”)と、波形整形されたエンコーダーパル
スを発生する。
スを発生する。
8はアップダウンカウンターからなるハードカウンター
で、モータースタート/ストップ信号aでディセーブル
/イネーブルのコントロールを実行する。9は方向検出
・波形整形回路7及びハードカウンター8の出力信号を
システムコントローラ1のパスラインに乗せCPHに伝
達するためのバスバッファで、必要時のみバッファゲー
トを開き内容をCPUに伝達する。
で、モータースタート/ストップ信号aでディセーブル
/イネーブルのコントロールを実行する。9は方向検出
・波形整形回路7及びハードカウンター8の出力信号を
システムコントローラ1のパスラインに乗せCPHに伝
達するためのバスバッファで、必要時のみバッファゲー
トを開き内容をCPUに伝達する。
第2図はこれらの動作を説明するタイムチャートで、モ
ータスタート/ストップ信号のaによるモーター3の0
N10FF領域fi+と、OFF期間中負荷4の移動を
鑑視するハードカウンター8の動作タイミング(2)を
示している。つまり、ハードカウンター8は、モーター
3のOFF領域のみ作動し、ON領域でクリアーされる
ように動作し、モーター3の0N10FFとはイクスク
ルーシブに動作している。ここで図示のV領域が、モー
ター3停止直後の振動領域で、この期間においてハード
カウンター8を動作させ、その振動量を検出することが
木刀式の主な特徴である。
ータスタート/ストップ信号のaによるモーター3の0
N10FF領域fi+と、OFF期間中負荷4の移動を
鑑視するハードカウンター8の動作タイミング(2)を
示している。つまり、ハードカウンター8は、モーター
3のOFF領域のみ作動し、ON領域でクリアーされる
ように動作し、モーター3の0N10FFとはイクスク
ルーシブに動作している。ここで図示のV領域が、モー
ター3停止直後の振動領域で、この期間においてハード
カウンター8を動作させ、その振動量を検出することが
木刀式の主な特徴である。
第2図の+31は、ハードカウンター8の内容でCPU
内部のソフトカウンターを補正するためのタイミングを
示している。モーター3が再起動する直前に、ハードカ
ウンター8の内容を読み込み補正を実行し、モーター3
が起動するとハードカウンター8はリセットされ、次の
ストップ時の待機状前となる。もちろん、モーター3の
動作中における移動量は、方向検出・波形整形回路7の
出力信号で判別される。
内部のソフトカウンターを補正するためのタイミングを
示している。モーター3が再起動する直前に、ハードカ
ウンター8の内容を読み込み補正を実行し、モーター3
が起動するとハードカウンター8はリセットされ、次の
ストップ時の待機状前となる。もちろん、モーター3の
動作中における移動量は、方向検出・波形整形回路7の
出力信号で判別される。
第3図は方向検出・波形整形回路7(第1図参照)の具
体例を示す回路図である。又、第4図に第3図の各部信
号波形を示す。
体例を示す回路図である。又、第4図に第3図の各部信
号波形を示す。
位置検出用エンコーダー5は矩形波出力形が望ましいが
、アナログ出力(擬似正弦波出力)形であれば、図示の
ように波形整形回路SWを用いて矩形波出力とすればよ
い。
、アナログ出力(擬似正弦波出力)形であれば、図示の
ように波形整形回路SWを用いて矩形波出力とすればよ
い。
イクスクルーシブオアゲートGl、G2.インバータ1
1、抵抗R、コンデンサCは、波形整形回路SWのA相
信号、B相信号によりクロックパルスCPを発生するた
めのもので、A相、B相の各エツジに同期して4倍の周
波数にてい倍して出力する。フリップフロップF /
F lは、クロックパルスCPによってA相信号をラッ
チし、フリップフロップF/F2はゲート2段分(イン
バータ12+ 13によりディレー回路を構成)の伝搬
遅延時間だけ遅れてB相信号をラッチする。
1、抵抗R、コンデンサCは、波形整形回路SWのA相
信号、B相信号によりクロックパルスCPを発生するた
めのもので、A相、B相の各エツジに同期して4倍の周
波数にてい倍して出力する。フリップフロップF /
F lは、クロックパルスCPによってA相信号をラッ
チし、フリップフロップF/F2はゲート2段分(イン
バータ12+ 13によりディレー回路を構成)の伝搬
遅延時間だけ遅れてB相信号をラッチする。
ここで、フリップフロップF/F2のラッチタイミング
を少し遅らせた理由は、フリップフロップF/F2の変
化前の状態を先にフリップフロップF/F3に移す目的
であり、この動作によりB相の変化がA相の変化タイミ
ングと同一となるように遅延される。
を少し遅らせた理由は、フリップフロップF/F2の変
化前の状態を先にフリップフロップF/F3に移す目的
であり、この動作によりB相の変化がA相の変化タイミ
ングと同一となるように遅延される。
フリップフロップF / F 1 とF/F3は同じク
ロックパルスCPによりラッチされるので、フリップフ
ロップF/F1のQ1出力とフリップフロップF/F3
のQ3出力をイクスクルーシブオアゲートG3ニ通せば
、cw力方向p2==”O”、CCW方向四P2−+t
I 11の方向信号が得られる。
ロックパルスCPによりラッチされるので、フリップフ
ロップF/F1のQ1出力とフリップフロップF/F3
のQ3出力をイクスクルーシブオアゲートG3ニ通せば
、cw力方向p2==”O”、CCW方向四P2−+t
I 11の方向信号が得られる。
回転パルス出力P1としては例えばフリップフロップF
/F1のQl 出力を採用すればよい。
/F1のQl 出力を採用すればよい。
第5図は振動の発生状態の一例を説明する図である。A
相信号、B相信号はOv中心で約±0.5Vの振幅であ
るが、これを+Vth 、−Vth (+Vth−(−
vth)−ヒステリシス電圧)でスライスする場合を想
定し、又メカの停止安定点がA相のゼロクロースポイン
トZであるとする。
相信号、B相信号はOv中心で約±0.5Vの振幅であ
るが、これを+Vth 、−Vth (+Vth−(−
vth)−ヒステリシス電圧)でスライスする場合を想
定し、又メカの停止安定点がA相のゼロクロースポイン
トZであるとする。
今、モーターストップ命令発生時に、メカがZ位置近く
にありZ位置へ停止しようとするが、ストップ時の振動
によりI領域内を反復振動したとする。このときのエン
コーダー出力はA′及びB′のような出力波形となり、
±vthでコンパレートすればA相はパルス出力がある
が、B相はII L )+レベルを保つ状態となる。
にありZ位置へ停止しようとするが、ストップ時の振動
によりI領域内を反復振動したとする。このときのエン
コーダー出力はA′及びB′のような出力波形となり、
±vthでコンパレートすればA相はパルス出力がある
が、B相はII L )+レベルを保つ状態となる。
第3図の回路例によれば、A相若しくはB相のみパルス
出力される場合でも、例えば上記のようにA相のみパル
ス出力されるときは、入相に同期して回転方向がCW(
P2出力−パ0′″)、CCW(P2出カー(lljl
)検出され、ハードカウンター8ではこれに従って人相
のパルス出力P1がカウントアツプあるいはカウントダ
ウンされる。
出力される場合でも、例えば上記のようにA相のみパル
ス出力されるときは、入相に同期して回転方向がCW(
P2出力−パ0′″)、CCW(P2出カー(lljl
)検出され、ハードカウンター8ではこれに従って人相
のパルス出力P1がカウントアツプあるいはカウントダ
ウンされる。
又、第4図の例示のように、cw 、ccw方向で数パ
ルス発生するような不安定で急激に変化する場合も同様
に、方向を正確に検出してそのパルス数をカウントアツ
プあるいはカウントダウンできることは言うまでもない
。
ルス発生するような不安定で急激に変化する場合も同様
に、方向を正確に検出してそのパルス数をカウントアツ
プあるいはカウントダウンできることは言うまでもない
。
第6図は、モーター3の停止中におけるショック等の外
乱によるメカのズレを模擬的に示したもので、例えば、
図中A−B(位置検出用エンコーダー5によるパルス値
でMパルス)までの移動領域で、今、8点で負荷4が停
止し、次にモーター3が回転するまでに、十N又は−N
パルス、ショック等により移動した場合を想定したもの
を示している。このような±Nパルスの有無も、同様に
ハードカウンター8により監視できる。そして、これら
の移動量は、再度モーター3が起動する直前に、ハード
カウンター8の内容を読み込みソフトカウンターを補正
することにより、正しい位置情報とされる。
乱によるメカのズレを模擬的に示したもので、例えば、
図中A−B(位置検出用エンコーダー5によるパルス値
でMパルス)までの移動領域で、今、8点で負荷4が停
止し、次にモーター3が回転するまでに、十N又は−N
パルス、ショック等により移動した場合を想定したもの
を示している。このような±Nパルスの有無も、同様に
ハードカウンター8により監視できる。そして、これら
の移動量は、再度モーター3が起動する直前に、ハード
カウンター8の内容を読み込みソフトカウンターを補正
することにより、正しい位置情報とされる。
このように木刀式ではモーター3の停止中、システムコ
ントローラ1で別の仕事を実行することが可能であり、
システムが小さい場合とか、コスト面での要求が厳しい
等の理由により、モーターコントロール及び位置検出用
専用のマイクロコンピュータ等よりなる処理回路が持て
ず、しかも多くの並行処理が必要で、常にモーターや位
置の鑑視ができないようなシステムの場合に特に有効で
ある。
ントローラ1で別の仕事を実行することが可能であり、
システムが小さい場合とか、コスト面での要求が厳しい
等の理由により、モーターコントロール及び位置検出用
専用のマイクロコンピュータ等よりなる処理回路が持て
ず、しかも多くの並行処理が必要で、常にモーターや位
置の鑑視ができないようなシステムの場合に特に有効で
ある。
又、ソフトで移動方向、移動パルスの双方を検出の上、
処理しようとすれば、サンプリング周期内で出力パルス
の変化があった場合、ミスカウントする恐れがある。つ
まり、ショック等による外乱によりエンコーダー出力が
生じるようなメカ系においては、その発生パターンが定
まらず、上記のサンプリング周期内で変化することが充
分者えられ、このような状態においてもハードカウンタ
ーを並用することは重要な意味を持っている。
処理しようとすれば、サンプリング周期内で出力パルス
の変化があった場合、ミスカウントする恐れがある。つ
まり、ショック等による外乱によりエンコーダー出力が
生じるようなメカ系においては、その発生パターンが定
まらず、上記のサンプリング周期内で変化することが充
分者えられ、このような状態においてもハードカウンタ
ーを並用することは重要な意味を持っている。
更に前述したようなカウンター駆動方式のためハードカ
ウンター8のビット数も、負荷4の移動全領域にわたる
ビット数を必要としなくなり、部品点数も少なくして安
価に実現できるのも特徴の一つである。
ウンター8のビット数も、負荷4の移動全領域にわたる
ビット数を必要としなくなり、部品点数も少なくして安
価に実現できるのも特徴の一つである。
〈発明の効果〉
以上のように、本発明は特にモーターストップ時の振動
に対してもミスなく位置検出できる有用な方式が提供で
きる。
に対してもミスなく位置検出できる有用な方式が提供で
きる。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
動作を説明するタイムチャート、第3図は第1図の要部
詳細例を示す回路図、第4図は第3図の各部信号波形を
示すタイムチャート、第5図は振動の発生状態の一例を
説明する図、第6図は他のメカのズレを模擬的に示す図
である。 1・・・システムコントローラ、3・・・モーター、4
・・・負荷(メカ)、 4a・・・スプリング、5・・
・位置検出用エンコーダー、7・・・方向検出・波形整
形回路、 8・・・ハードカウンター。 9・・・パスバッファ、G11G2.G3・・・イクス
クルーシブオアゲート、F / F] I F/ F2
1 F / F 3・・・フリップフロップ。 代理人 弁理士、福 士 愛 彦(他2名)■−の 特開昭GO−8911(5) 墳 桧 1 (L (L、、。 l 」
動作を説明するタイムチャート、第3図は第1図の要部
詳細例を示す回路図、第4図は第3図の各部信号波形を
示すタイムチャート、第5図は振動の発生状態の一例を
説明する図、第6図は他のメカのズレを模擬的に示す図
である。 1・・・システムコントローラ、3・・・モーター、4
・・・負荷(メカ)、 4a・・・スプリング、5・・
・位置検出用エンコーダー、7・・・方向検出・波形整
形回路、 8・・・ハードカウンター。 9・・・パスバッファ、G11G2.G3・・・イクス
クルーシブオアゲート、F / F] I F/ F2
1 F / F 3・・・フリップフロップ。 代理人 弁理士、福 士 愛 彦(他2名)■−の 特開昭GO−8911(5) 墳 桧 1 (L (L、、。 l 」
Claims (1)
- 1、 インクリメント型エンコーダーのセンサーを用い
て、メカの位置検出を行なうものにおいてメカ駆動中は
ソフト処理により実行し、メカ駆動停止時においてはハ
ードカウンターにより検出を行ない、再度メカを駆動す
る際、駆動停止期間中に検出されたハードカウンターの
ズレ量で前記ソフト処理における内容を補正するもので
あり、前記エン、コーダーの2相出力の一方を遅らせ他
方の相出力の変化点と同一タイミングとし、回転方向に
より定常的な方向信号出力を得て、メカ駆動停止直後に
発生するメカ系の振動を含めそのズレ量を前記カウンタ
ーにより検出するようにしてなることを特徴とするメカ
位置検出方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11798983A JPS608911A (ja) | 1983-06-28 | 1983-06-28 | メカ位置検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11798983A JPS608911A (ja) | 1983-06-28 | 1983-06-28 | メカ位置検出方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS608911A true JPS608911A (ja) | 1985-01-17 |
Family
ID=14725265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11798983A Pending JPS608911A (ja) | 1983-06-28 | 1983-06-28 | メカ位置検出方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS608911A (ja) |
-
1983
- 1983-06-28 JP JP11798983A patent/JPS608911A/ja active Pending
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