JPS6282410A - サ−ボモ−タ制御回路 - 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〕 本発明はサーボモータの制御回路に関する。

〔発明の概要〕

本発明はサーボモー、夕の制御回路において、指令パル
スとてい倍しないエンコーダパルスを計数する主可逆カ
ウンタと、主可逆カウンタの内容が−１、０、＋１の時
のみてい倍したエンコーダパルスを計数する副可逆カウ
ンタを有し、目標回転角近くまでは主可逆カウンタの内
容によりサーボモータを駆動し、目標回転角近くでは副
可逆カウンタのプリセット値に応じてサーボモータを駆
動することにより、単にエンコーダパルスをてい倍して
高分解能を得ようとする場合に比べて、サーボモータの
回転速度を低下させることなく、高分解能で回転角の制
御を可能にしたものである。

〔従来の技術〕

従来のサーボモータ制御回路は第２図に示すように、位
置決めの分解能を上げようとする場合には、エンコーダ
１３の発生するパルスをてい借方向判別するてい借方向
判別回路３１．てい借方向［ｆされたエンコーダパルス
５５（５２）と指令／ザルス４４（３５）の差をＭ［数
する可逆カウンタ４、可逆カウンタ４の出力２２をアナ
ログ値２７に変換するＤＡ変換器１１．ＤＡ変換器１１
の出力２７をサーボモータ１２が駆動できる電力に増幅
する増幅器１１、およびサーボモータ１２．回転角検出
のためのインクリメンタル形エンコーダ１３から構成さ
れる。説明を簡単にするためにエンコーダ１３の発生す
るパルスをてい借方向判別回路３１にて４てい倍し、指
令として正転指令パルスが与えられ、サーボモータ１２
が正転した時には図３に示すような位相関係のエンコー
ダパルス１４．１５が発生し、てい倍方向判別］１１路
３１にて正転パルス３３を生成するものとする。

今、正転指令パルス３４がある速度で与えられたとする
と可逆カウンタ４は正方向に計数を開始する。可逆カウ
ンタ４の出力２２をＤＡ変換器６によって正のアナログ
値２７に変換し、増幅器１１によって電力増幅しサーボ
モータ１２を正転する。サーボモータ１２０回転角を検
出するエンコーダ１６は図３に示すようなパルス１４．
１５を発生し、てい倍方向判別回１に？５３１は４てぃ
倍した正転パルス３６を生成し、この正転パルス６３は
可逆カウンタ４を負方向にＫＶ数する。可逆カウンタ４
に入力する正転指令パルス６４と正転パルス５３の速度
がつり合った状態にて可逆カウンタ４はある大きさの出
力２２を保ち、その結果、ＤＡ変換器６．増幅器１１を
介してサーボモータ１２はある一定の速度で正転を続け
る。この時、正転指令パルス３４と正転パルス５６の速
度はほぼ等しい。

次に、所定の回転角に相当する正転指令パルス３４を入
力し終った後、正転指令パルス５４が入力されなくなる
と正転パルス３３が可逆カウンタ４を負方向に計数する
だけとなり、その出力２２がゼロに近づくに従いＤＡ変
換器６．増幅器１１を介してサーボモータ１２を駆動す
る力も弱まり回転速度も落ちる。そして可逆カウンタ４
の出力２２がゼロになった時、サーボモータ１２を駆動
する力もゼロになり停止する。その結果、サーボモータ
１２は正転指令パルス５４にほぼ等しい速度の正転パル
ス３３を生成するような速度で正転し、正転指令パルス
５４のパルス数と等しい正転パルス３５を生成する回転
角だけを正転して停止する。

〔発明が解決しようとする問題点及び目的〕したがって
従来のサーボモータ制御回路において分解能を高くしよ
うとして、エンコーダパルスをてい倍すると、てい倍数
と同じ倍数の指令パルス数が必要となる。このため、指
令パルスの速度を上げることができなければサーボモー
タはてぃ倍数分の１の速度でしか回転できない。つまり
分解能の向上とサーボモータの回転速度の向上の両立は
困難であるという問題点を有する。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは分解能の向上と回転速度の向上を
同時に達成するサーボモータ制御回路を提供するところ
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のサーボモータ制御回路は、 （１）　　エンコーダパルスの方向判別回路（２）　　
指ｆパルスとエンコーダパルスを計ｉする主可逆カウン
タ （８）前記（２）主可逆カウンタの計数内容をアナログ
値に変換する主ＤＡ変換器 ０）前記（２）主可逆カウンタの計数内容が−０１゜０
．＋１であることを検出する０±１検出回路 （５）前記（４）０±１検出回路の出力によりて動作す
るエンコーダパルスのてい借方向判別回路（６）前記（
５）てい借方向判別回路の出力を計数するプリセット機
能付の副可逆カウンタ （γ）前記（６）副可逆カウンタの計数内容をアナログ
値に変換する副ＤＡ変換器 （８）前記（４）Ｏ±１検出回路の出力により前記（８
）主ＤＡ変換器と（７）　＠　Ｄ　Ａ変換器の出力を切
り換えるスイッチ （９）前記（８）スイッチの出力をサーボモータ駆動に
必要な電力まで増幅する増幅器 かう成り、前記（６）の副可逆カランタにプリセットす
る内容により高分野にて回転角を制御することを特徴と
する。

〔作用〕

本発明の上記の構成によれば、目標とする回転角に近づ
くまでは、てい倍しないエンコーダパルスと指令パルス
の差を主可逆カウンタが計数し、その出力を主ＤＡ変換
器と増幅器を介してサーボモータを駆動するため、てい
倍の影響なしに高速でサーボモータを制御することがで
きる。目標とする回転角に近づき主可逆カウンタの内容
が−１、Ｏ，＋１になった時は、あらかじめ目標回転角
に従ってプリセットした副可逆カウンタが、てい倍した
エンコーダパルスを計数することによって高分解能でサ
ーボモータの回転角を制御できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例であって、エンコーダ１３の発
生するパルス１４．１５より回転方向を判別し正転パル
ス１７．逆転パルス１６を生成する方向判別回路１．正
転指令パルス１８と正転パルス１７、あるいは逆転指令
パルス１９と逆転パルス１６の差を計数する主可逆カウ
ンタ４．主可逆カウンタの出力２２が−１か０か＋１で
あることを検出する０±１検出回路５．主可逆カウンタ
４の出力２２をアナログ値に変換する主ＤＡ変換器６．
０±１回路５の出力によって動作しエンコーダパルス１
４．１５をてい借方向判別し、てい倍正転パルス２５．
てい倍逆転パルス２４を生成するてい借方向判別回路７
．目標回転角により−７から＋７の値をプリセットでき
、てい倍正転パルス２５あるいはてい倍逆転パルス２４
を計数する副可逆カウンタ８．副可逆カクンタ８の出力
２６をアナログ値に変換する副ＤＡ変換器９．０±１検
出回路の出力によって主ＤＡ変換器６の出力２７とＷＪ
　Ｄ　Ａ変換器９の出力２８を切り換えるスイッチ１０
．スイッチ１０の出力をサーボモータ１２が駆動できる
電力まで増幅する増幅器１１、およびサーボモータ１２
１回転角検出のためのインクリメンタル形エンコーダ１
５から構成される。説明を簡単にするために、エンコー
ダは１回転当たり１００パルスの９０°位相のずれた。

パルスを出力するものとし、てい借方向判別回路７はエ
ンコーダパルスを４でい倍し１＠転を４００分割するも
のとする。例としてサーボモータ１２を４００分の４０
３回転つまり１回転と／４００回転を正転させる場合を
考える。次式により正転指令パルス数と副可逆カウンタ
のプリセット値を計算する。

■正転パルス数＝工Ｎ’Ｌ’（４０３／４）■プリセッ
ト値＝ＭＯＤ　（４０３／４　）＋４ただし工ＨＴは商
の整数部分、ＭＯＤは余りを表わすものとする。

まず正転指令パルス１８がある速度で与えられたとする
と可逆カウンタ４は正方向に計数を開始する。可逆カウ
ンタ４の出力２２を主ＤＡ変換器６によって正のアナロ
グ値２７に変換する。主可逆カウンタ４の出力２２は０
±１検出回路５によって監視され、−１，０，＋１以外
の値になるとスイッチ１０は主ＤＡ変換器６の出力２７
と増幅器１１を接続する。増幅器１１はスイッチ１０の
出力２９、すなわち主ＤＡ変換器６の出力を電力増幅し
サーボモータ１２を正回転させる。サーボモータ１２の
回転に従いエンコーダ１Ｓは図４に示すようなパルス１
４．１５を発生し、方向判別回路１は図４に示すような
正転パルス１７を生成する。この正転パルス１７は主可
逆カウンタ４を負方向へ計数する。主可逆カウンタ４に
入力する正転指令パルス１８と、正転パルス１７の速度
がつり合った状態にて主可逆カウンタ４はある大きさの
出力２２を保ち、その結果、主ＤＡ変換器６、増幅器１
１を介してサーボモータ１２はある一定の速度で正転を
続ける。この時正転指令パルス１８と正転パルス１７の
速度はほぼ等しく、エンコーダパルスはでい倍されてい
ないのでサーボモータは高速で回転が可能である。

この時、前述の式■で求めたプリセット値″７′を副可
逆カウンタにプリセットしておく。

次に、前述の式■で求めた指令パルス執の１００パルス
を入力し終った後、正転指令パルス１８が入力されなく
なると、正転パルス１７が主可逆カウンタ４を負方向に
計数するだけとなり、その出力２２が減少するに従い主
ＤＡ変換器６．増幅器１１を介してサーボモータ１２を
駆動する力が弱まり回転速度が落ちる。そして図５に示
す様に主可逆カウンタ４の出力が減少し、＋１になると
０±１検出回路５はスイッチ１０により副ＤＡ変換器９
の出力２８と増幅器１１を接続すると同時に、てい借方
向判別回路７の動作を可能にする。

副可逆カウンタ８はすでにプリセット値″′７＃がセッ
トされており、副可逆カウンタ８の出力２６は、副ＤＡ
変換器９によりアナログ値に変換される。ここで副ＤＡ
変換器９の分解能は主ＤＡ変換器乙の分解能に比べて、
てい倍数外だけ高める、つまりこの例の場合には副ＤＡ
変換器９は４倍の分解能を有するものである。副可逆カ
ウンタ８は、サーボモータ１２の正転に従い、てい借方
向判別回路７の生成するてい倍正転パルス２５により負
方向に計数され、それに従い、副ＤＡ変換器９の出力２
８、あるいは増幅器１１の入力２９は図５に示す様にゆ
っくりとゼロに近づき副可逆カウンタ８のプリセット値
“７”だけ計数したときサーボモータ１２を駆動する力
がなくなり、停止する。こうして入力される正転指令パ
ルスの９９パルス分はてい倍機能が働かないため高速で
サーボモータを制御でき、入力される正転指令パルスの
最後の１パルス分とプリセットされた６７”つまり５７
４００回転分は高分解能で回転角が制御できる。

上述の例では４てい倍の場合であるが他のてい倍数の場
合にも同様に考えれば良い。また逆転パルスを入力し、
サーボモータを逆転させる場合は上述の説明の正転とい
う言葉を逆転と読み換え、式■のプリセット値に負符号
を付けて考えれば同様に考えることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、目標回転角近くまで
は低分解能のエンコーダによりサーボモータを高速に回
転させることができ、目標回転角へはエンコーダの分解
能をてい倍して高精度に停止させることができる。

サーボモータを使用した位置決めは高速と高分解能が同
時に要求され、高分解能のためにエンコーダパルスをて
い倍すれば、サーボモータの回転速度を低下させるか、
あるいは高速の指令ノぐルスを発生させる必要がある。

しかし本発明によれば指令パルスを高速で発生させるこ
となく高分解能の制御が高速回転と同時に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるサーボモータ制御回路図第２図は
従来のサーボモータ制御回路図。 第３図はてい借方向判別回路の動作波形図。 第４図は方向判別回路の動作波形図。 第５図は本発明によるサーボモータ制御回路の動作波形
図。 １・・・・・・・・・方向判別回路 ２・・・・・・・・・ＯＲゲート ３・・・・・・・・・ＯＲゲート ４・・・・・・・・・主可逆カウンタ ５・・・・・・・・・０±１検出回路 ６・・・・・・・・・主ＤＡ変換器 ７・・・・・・・・・てい借方向判別回路８・・・・・
・・・・副可逆カウンタ ９・・・・・・・・・副ＤＡ変換器 １０・・・・・・スイッチ １１・・・・・・増幅器 １２・・・・・・サーボモータ １５・・・・・・エンコーダ １４・・・・・・エンコーダパルスＡ １５・・・・・・エンコーダパルスＢ １６・・・・・・逆転パルス １７・・・・・・正転パルス １Ｂ・・・・・・正転指令パルス １９・・・・・・逆転指令パルス ２０・・・・・・主可逆カウンタ正方向人力２１・・・
・・・主可逆カウンタ負方向人力２２・・・・・・主可
逆カウンタ出力 ２３・・・・・・０±１検出回路出力 ２４・・・・・・てい倍逆転パルス ２５・・・・・・てい倍正転パルス ２６・・・・・・副可逆カウンタ出力 ２７・・・・・・主ＤＡ変換器出力 ２８・・・・・・副ＤＡ変換器出力 ２９・・・・・・スイッチ出力 ３０・・・・・・増幅器出力 ３１・・・・・・てい借方向判別回路 ３２・・・・・・てい倍逆転パルス ３３・・・・・・てい倍正転パルス ３４・・・・・・正転指令パルス ５５・・・・・・逆転指令パルス ５６・・・・・・可逆カウンタ正方向入力５７・・・・
・・可逆カウンタ負方向入力３８・・・・・・副可逆カ
ウンタプリセット入力以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 パルス列により移動量を指令され、エンコーダのパルス
   により移動量をフィードバックされるサーボモータ制御
   回路において、 （１）エンコーダパルスの方向判別回路 （２）指令パルスとエンコーダパルスを計数する主可逆
   カウンタ （３）前記（２）主可逆カウンタの計数内容をアナログ
   値に変換する主ＤＡ変換器 に加えて、 （４）前記（２）主可逆カウンタの計数内容が、−１、
   ０、＋１であることを検出する０±１検出回路 （５）前記（４）０±１検出回路の出力によって動作す
   るエンコーダパルスのてい倍方向判別回路 （６）前記（５）てい倍方向判別回路の出力を計数する
   、プリセット機能付の副可逆カウンタ （７）前記（６）副可逆カウンタの計数内容をアナログ
   値に変換する副ＤＡ変換器 （８）前記（４）０±１検出回路の出力により前記（３
   ）主ＤＡ変換器と（７）副ＤＡ変換器の出力を切り換え
   るスイッチ （９）前記（８）スイッチの出力をサーボモータ駆動に
   必要な電力まで増幅する増幅器 から成り、前記（６）副可逆カウンタにプリセットする
   内容により停止位置の分解能を向上させることを特徴と
   するサーボモータ制御回路。