JPS62160085A - モ−タの所定角度停止方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明はサーボ・モータの駆動制御方法に係り、詳し
くはモータを所定の回動角度で停止させるための制御方
法に関するものである。

（従来技術） 従来、サーボ・モータを所定の回動角度位置にまで回動
制御する制御方法は種々提案されている。

例えば第４図に示すように０ｉｉｉ差カウンタ１にモー
タ２の回動方向を指示する方向信号ＳＧ１．及び、モー
タ２の回動角１褪り変位角）を指示するパルス列よりな
る変位角信号ＳＧ２を出力するとともに、モータ２の実
際の変位角を検出するエンコーダ３からパルス列よりな
る位置フィードバック信＠Ｓ０３を出力する。そして、
幅差カウンタ１はパルス列よりなる変位角信号ＳＧ２を
セットしてそのセット値を順次入力されてくる位置フィ
ードバック信号ＳＧ３で減算するようにし・そのカウン
ト（直をＤ／Ａ変換器４に出力する。Ｄ／Ａ変換器４は
このカウント値をアナログ１直に変換しその信号を増幅
してモータドライバ５に速度設定電圧Ｖｓとして出力す
る。モータドライバ５はこの速度設定電圧Ｖｓと実際の
モータ２の速度を検出するタコジェネレータ６からの速
度フィードバック電圧Ｖｆを入力し、この両電圧Ｖｓ、
Ｖｆに基づいてモータ２を制御するようになっている。

そして、この制御方法においては速度特性は第２図１点
鎖線で示すように、又、変位特性は第２図２点鎖線で示
すように変化する。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、加速・減速に対してエンコーダ３からのフィ
ードバック信号ＳＧ３及びタコジェネレータ６からの速
度フィードバック電圧Ｖｆは緩和させるように作用する
ので、速い応答性は要求できなかった。又、モータ２の
性能をフルに引き出して急加速・急減速しようとすると
、すなわち、応答を速くしようとしてモータドライバ５
の増幅度を上げると、変位特性が第５図に示すようにオ
ーバシュートしてハンティングを起してしまう問題があ
った。

（発明の目的） この発明の目的は前記問題点を解消し、モータの性能を
フルに引き出して所定の回動角度にまでオーバシュート
を起させることなく滑らかにかつ短時間にて停止させる
ことができるモータの所定角度停止方法を提供するにあ
る。

（問題点を解決するための手段） この発明は上記目的を達成すべく、モータドライバに正
転指令を与えた後、モータの回転開始から所定角度に到
達するまでの間において、その所定角度に対応して予め
決定された目標角度に前記モータの回転が到達した時、
前記モータドライバに逆転指令を与える。

そして、前記モータが減速過程を経て正転状態から逆転
状態に移行する際の停止状態を検出し、その検出に伴っ
て前記逆転指令を解除するとともに、現在の回転角度と
前記所定角度との偏差に基づいて、前記モータをモータ
ドライバを介してフィードバック制御して前記所定角度
にてモータを停止させる。

（作用） 予め目標角度を設定することにより、モータドライバに
逆転指令を与えるタイミングが決定され、そのタイミン
グによる逆転駆動に伴うモータの減速過程において正転
状態から逆転状態に移行する際の停止状態の時に前記逆
転指令を解除し、現在の回転角度と所定角度との偏差に
基づいてモータドライバを介してフィードバック制御す
ることによりモータは所定角度で停止し、その位置にて
保持される。

（実施例） 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に基づいて
説明する。

第１図はモータ所定角停止装置の電気ブロック回路を示
し、偏差カウンタ１１は後記する回動角度（変位角）を
指示するパルス列よりなる変位角信号５ＧＩＩ及び位置
フィードバックパルス信号５Ｇ１２及びリセット信号５
Ｇ１３を入力し、変位角信号５Ｇ１１の内容がセットさ
れ、その内容を位置フィードバックパルス信号５Ｇ１２
が入力されるごとに「１」減算し、その時々の内容を第
１のゲート回路１２を介してＤ／Ａコンバータ１３に出
力する。又、偏差カウンタ１１はリセット信号５Ｇ１３
に基づいてその内容がリセットされる。前記ゲート回路
１２は後記ゲート指令信号に基づいて前記偏差カウンタ
１１からＤ／△コンパ＝り１３出力されるカウント内容
の転送を制御する。

前記Ｄ／△コンバータ１３は前記偏差カウンタ１１の内
容を入力するとともに、後記する最大加速制御信号５Ｇ
１４及び最大減速制御信号５Ｇ１５を入力するようにな
っている。そして、Ｄ／△コンバータ１３は最大加速制
御信号５Ｇ１４を入力した時には直流モータ１４を最大
に加速させるための速度設定電圧ＶＳを、最大減速制御
信号５０１５を入力した時には直流モータ１４を最大に
減速（本実施例では最大限の逆転駆動）させるだめの速
度設定電圧ＶＳを、又、偏差カウンタ１１の内容を入力
した時には同カウント内容に基づく速度設定電圧ＶＳを
加算器１５を介してモータドライバ１６に出力される。

加算器１５は後記する速度フィードバック電圧Ｖｆを入
力するようになっていて、前記速度設定電圧Ｖｓと負の
フィードバック電圧Ｖｆを加算した１直の電圧が速度設
定電圧ＶＳとしてモータドライバ１６に出力されること
になる。そして、モータドライバ１６はこの速度設定電
圧Ｖｓに対応する加速度で直流モータ１４を回動させて
負荷１７を駆動する。

タコジェネレータ１８は直流モータ１４の回転・：速□
度を検出する検出器であって、その回転速度に比例した
速度フィードバック電圧Ｖｆを第２のゲート回路１つを
介して館記加算器１５に出力する。

ゼロ検出器２０は前記タコジェネレータ１８からの速度
フィードバック電圧Ｖｆを入力し、同電圧Ｖｆに基づい
て直流モータ１４の回転がゼロになったかどうかを検知
し、ゼロになったときキャンセル信号５Ｇ１６を出力す
るようになっている。

エンコーダ２１は直流モータ１４の実際の変（ヴ角を検
出する検出器であって、所定の回動角回動するたびごと
に前記位置フィードバックパルス信号ＳＧ１２を前記偏
差カウンタ１１に出力する。

中央処理装置（以下、ＣＰＵという）２２は制御プログ
ラムを記憶するプログラムメモリ２３及び同ＣＰＵ　２
２の演算処理結果等を一時記憶する作業用メモリ２４を
備え、そのプログラムメモリ２３に記憶した制御プログ
ラムに従って動作する。

前記プログラムメモリ２３は前記制御プログラムの池に
前記直流モータ１４を所定の回動角（変位角）だけ回動
させるために前記偏差カウンタ１１に出力する変位角信
＠５Ｇ１１の各回動角毎のデータが記憶されているとと
もに、前記変位角信号５Ｇ１１に基づく回動角より小さ
い回動角であ前記変位角信号５Ｇ１１における各回動角
毎に記憶されている。

目標回動角は前記直流モータ１４を最大加速度で加速し
た後、最大の減速度で減速（最大限の逆転駆動）させ同
モータ１４の回転速度がゼロになった時、その時の実際
の直流モータ１４の回動角が前記所定の回動角とほぼ等
しくなるように、予め所定の回動角毎に実験して求めら
れた値である。

前記ＣＰＵ２２は図示しない外部制御装置からモータ１
４を所定の回動角く変位角）に回動させるための変位角
指令信号５Ｇ１７を入力するようになっていて、その変
位角指令信号５Ｇ１７に対応する回動角のデータを読み
出し変位角信号５Ｇ１１として前記を偏差カウンタ１１
に入出力インターフェイス２５を介して出力するととも
に、その対応する目標回動角データを読み出してＣＴＣ
カウンタ２６に出力する。

又、ＣＰＵ２２は前記ゼロ検出器２０からキャンセル信
号ＳＧ１６を入力するとともに、前記第１及び第２ゲー
ト回路１２．１９に入出力インク−フェイス２５を介し
てゲート指令信号を出力する。さらに、ＣＰＵ２２は入
出力インターフェイス２５を介して前記Ｄ／Ａコンバー
タ１３に直流モータ１４を最大加速度で加速させるため
の最大加速制御信号５Ｇ１４及び最大減速度（最大の逆
転駆動）で減速させるための最大減速制御信号５Ｇ１６
を出力するようになっている。

前記ＣＴＣカウンタ２６は減算カウンタであって、前記
目標回動角データの内容をエンコーダ２１から位置フィ
ードバックパルス信号５Ｇ１２を入力するたび毎に１１
」づつ減算する。そして、その内容が「０」となった時
、ＣＴＣカウンタ２６は前記ＣＰＵ　２２に割り込み信
号を出力するようになっている。

次に、上記のように構成した所定角度停止装置の作用に
ついて説明する。

今、直流モータ１４が停止している状態においてＣＰＵ
２２に外部制御装置から同モータ１４を所定の回動角θ
Ｓだけ回動させるだめの変位角指令信号５Ｇ１７が出力
されると、同ＣＰＵ２２は始動開始と判断しくステップ
１）、直ちに入出力インターフェイス２５を介してゲー
ト指令信号を（内容をＭとする）及びその回動角ｅｓに
対する目標回動角θｐの目標回動角データ（内容をＮと
し、ＩＶＩ＞Ｎの関係がなりたつ）をプログラムメモリ
２３から読み出し、その回動角データを変位角信号５Ｇ
１１として偏差カウンタ１１に出力するとともに（ステ
ップ３）、目標回動角データを前記ＣＴＣカウンタ２６
に出力するくステップ４）、。

又、ＣＰＵ２２はＤ／’Ａコンバータ１３に最大加速制
御信号５Ｇ１４を入出力インターフェイス２５を介して
出力するくステップ５）。

従って、Ｄ／Ａコンバータ１３は前記第１のグー１〜回
路１２が閉じていることから偏差カウンタ１１の内容Ｍ
は入力されず、最大加速制御信号５Ｇ１４のみが入力さ
れることに／より、同制御信号５Ｇ１４に基づ゛く速度
設定電圧Ｖｓ、すなわち、直流モータ１４を最大加速で
加速させるために必要な値の速度設定電圧Ｖｓを出力す
る。

モータドライバ１６はこの速度設定電圧ＶＳに基づいて
モータ１４を最大加速で回動させる。径検出しその速度
フィードバック電圧ｖｆを出力するとともに、エンコー
ダ２１は同モータ１４が一定の回動角回動するたびごと
に位置フィードバックパルス信号ＳＧＩ　２を出力する
。この時、速度フィードバック電圧Ｖｆは第２のゲート
回路１９が閉じていることから加算器１５には出力され
ず、ゼロ検出器２０のみに出力される。

一方、位置フィードバックパルス信号５Ｇ１２は前記鍋
差力「クンタ１１及びＣＴＣカウンタ２６に出力され、
各カウンタ１１，２６は同パルス信号５Ｇ１２を入力す
るたび毎に減算動作する。

最大加速度で回動する直流モータ１４が目標回動角Ｏｐ
に達すると、すなわち、ＣＴＣカウンタ２６の内容Ｎが
「０」になると、ＣＴＣカウンタ２６は割り込み１３号
をＣＰＵ２２に出力する。ＣＰＵ２２はこの割り込み信
号に応答して（ステップ６）、直ちにＤ／Ａコンバータ
１３に出力する制御信号を最大加速制御信号５Ｇ１４か
ら最大減速制御信号５Ｇ１５に切換える〈ステップ７）
。

従って、Ｄ／Ａコンバータ１３は最大減速制御■Ｓに基
ついてモータ１４を最大の減速度で減速させる。

従って、直流モータ１４は同モータ１４の回動角が回転
開始から目標回動角■ｐまで回動すると、今度は逆に最
大の減速度で減速を開始することになる。

最大の減速度で回動制御されることによって、やがて直
流モータ１４の回転速度が「Ｏ」、すなわち、停止状態
にになると、前記ゼロ検出器２０からキャンセル信号５
Ｇ１６が出力される。

ＣＰＵ　２２はこのキャンセル信号５Ｇ１６に応答して
（ステップ８）、Ｄ／Ａコンバータ１３への最大減速信
号５Ｇ１５の出力を停止するとともに（ステップ９）、
第１及び第２のゲート回路１２．１つを開くだめのゲー
ト指令信号を第１及び第２のゲート回路１２．１９に出
力する（ステップ１０）。

従って、この時点から偏差カウンタ１１の内容が有効化
されＤ／△コンバータ１３に出力されるとともに、タコ
ジェネレータ１８からの速度フィードバック電圧Ｖｆが
加算器１５に出力される。

その結果、この時点で所定の回動角θＳに達しないでま
だ少し偏差（＝ｅｓ−■ｘ　；θＸは実際の回動角）が
ある場合にはこの幅差カウンタ１１の内容に基づいて直
流モータ１４は回動制御される］どになる（ステップ１
１）。この時、騙差カウンタ１１の内容は幅差があった
としても小さな値に減算されているので、直流モータ１
４はスムーズに回動制御されて回動角Ｏ３に達しその回
動位置で停止し、位置が保持される。

このように、本実施例では直流モータ１４を所定の回動
角θＳまで回動させるに際し、予め同回りｊ角ｅｓに対
して目標回動角■ｐを設定し、その目標回動角■ｐまで
は最大の加速度でモータ１４を回動制御し、目標回動角
■ｐまで回動したときには直ちに最大の減速度で減速し
同モータ１４が同減速に基づいて回転速度がゼロになっ
た時点でその時のモータ１４の回動角θＸと所定の回動
角θＳとの偏差に基づいて回動制御するようにしたので
、直流モータ１４の性能をフルに引き出して所定の回動
角度ｅｓにまでオーバーシュートを起させることなく滑
らかに、かつ短時間に回動停止させることができる。

なお、本実施例では直流モータ１４の回動角を制御につ
いて説明したが、これに限定するものではなく、例えば
ＡＣサーボモータの回動制御に応用してもよいことは勿
論である。

記駆動［−夕の回動量に比例して前記針に対して加工布
を前後左右に所定桁移動させるように構成された送り装
置とを有する自動刺繍ミシンの前記駆動モータの制御装
置に本発明を採用することができる。

その結果、上昇されて加工布から離脱した針が下降され
て加工布に侵入するまでの限られた時間内に前記加工布
の針に対する相対移動を速く完了させることができるの
で、針の上下往復速度を速くすることができ、従来高速
縫製の難しかった自動刺繍ミシンの高速化に大きく貢献
することができる。

（発明の効果） 以上詳述したように、この発明によればモータの性能を
フルに引き出して所定の回動角度にまでオーバーシュー
トを起させることなく滑らかにかつ短時間に回動停止さ
せることができる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

制御装置の電気ブロック回路図、第５図は従来のモータ
の特性を示す図である。 図中、１１はＣ−ｔカウンタ、１２は第１のグー１〜回
路、１３はＤ／Ａコンバータ、１４は直流モータ、１５
は加算器、１６はモータドライバ、１８はタコジェネレ
ータ、１つは第２のゲート回路、２０はゼロ検出器、２
１は中央処理装置（ＣＰＵ）、２３はプログラムメモリ
、２６はＣＴＣカウンタである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、モータ（１４）をモータドライバ（１６）にて駆動
   させ、同モータ（１４）を回転開始から所定角度（■ｓ
   ）にて停止させる方法において、前記モータドライバ（
   １６）に正転指令（ＳＧ１４）を与え、 前記モータ（１４）の回転開始から所定角度（■ｓ）に
   到達するまでのに間おいて、その所定角度（■ｓ）に対
   応して予め決定された目標角度（■ｐ）に前記モータ（
   １４）の回転が到達した時、前記モータドライバ（１６
   ）に逆転指令（ＳＧ１５）を与え、 前記モータ（１４）が減速過程を経て正転状態から逆転
   状態に移行する際の停止状態を検出し、その検出に伴っ
   て前記逆転指令（ＳＧ１５）を解除するとともに、現在
   の回転角度（■ｘ）と前記所定角度（■ｓ）との偏差に
   基づいて、前記モータ（１４）をモータドライバ（１６
   ）を介してフィードバック制御して前記所定角度（■ｓ
   ）にてモータ（１４）を停止させること を特徴とするモータの所定角度停止方法。