JPS6286411A - 回転体の位置決め制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は１例えば工作機械の主軸等を定位置に停止さ
せるに好適な回転体の位置決め制御装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第５図は従来の位置決め制御装置の概略構成図であり１
図中（１）はフィードバック制御系を構成する制御装置
、（２）はこの制御装置の指令によって速度制御さ名る
ｔｉｒ＊２１機、（３）は電動機軸、（４）はこの電動
機軸（３）に結合され九歯車、（５）はこれに噛合うも
う１つの歯車、（６）は歯車（５）と結合した回転軸で
。

工作機械の主軸となるもの、（７）は回転軸（６）の端
部に結合された小歯車、（８）はこれに１合うもう１つ
の小歯車、（９）は小歯車（８）に結合さねている位置
検出ｉ、Ｑ＊は電動＠　（２）に歌付けらね、その回転
に応じてパルスを発生するパ／Ｉ／スエンコーダである
。

第６図はこの位ｌｌｌ！決め制御装置の詳細な構成を示
すプロ・ツク図であり、第５図と同一の符号を付したも
のは同一の要素を示して１４７１゜そして、これら以外
のα１Ｊは、　ＥｎＭ　、ｗ頭、　／（ａｔソファ備え
るマイクロコンピュータで、スイ・フチ類を除色、ソの
機能をブロックで示したもの１ｊ１５Ｖｓ位＠検出器（
９）が１回転して出力するｎパルスを４逓倍するカワン
タ、Ｑ３ｉｒ位置検出日（９）が１回転して出力するｎ
パルスをそのまま計数するカワフタ。０荀はカワンタＱ
ａ、α］の計数値に基づいて電動機（２）の速度指令を
演算する位置制御回路、αυはパルスエンコーダ００の
出力パルス数を計数してＮビット、例えば８ビツトの速
度フィードバラク信号を出力する速度検出回路、　Ｑ６
と０７）は位置制御回路０荀から出力される速度指令お
よび速度検出回路Ｑｉから出力される速度フィードバッ
ク信号の速度）ｖ−７′比例ゲイン回路と速度ループ積
分ゲイン回路、０１１度ループ比例ゲイン回路０・と速
度ループ積分ゲイン回路ａηの偏差を演算して速度制御
信号を電動５（２）に加え、る速度制御指令演算回路１
曲は減速のための第１の速度指令、（イ）は第２の速度
指令、３υに停止位Ｉｔ指令、＠は第１の速度指令α呻
と速度フィードバック信号とが一致したとき′″Ｈ′の
信号を出力する速度到達回路、＠はギヤ比設定匝を読込
むギヤ比読込回路、＠は停止位置指令Ｅｌ）を読込む位
置データ読込回路、（至）はギヤ比設定ｋＬ（ホ）は位
置ループゲイン回路、翰はこの位置Ｍ−プゲイン回路の
ゲインを設定する位置ループゲイン設定器、（ト）は位
置ループ切換後の速度ループのゲイン設定器である。

以下、この従来の位置決め制御装置の動作を第８図およ
び第６図をも参照して説明する。

先ず、制御装置！　（１＞がｔｉｔ　１ｍ！ｌ　ＩＩ　
（２）に速度制御信号を加えると、市４組２）が回転し
、歯車（４）　、　（５）の歯数比、すζＣわち、ギヤ
比で決まる速度で回転軸（６）が駆動される。この時、
小歯車（’ｉ’）　＋　（ｓ）を介して位置検出器（９
）が回動さｔｌ、回転軸（６）の位置データが制御装置
（１）にフィードバックされる。また、パルスエンコー
ダＯｎが盲動＠（２）の回転に応じた個数のパルス信号
を制御装置１ｅ（１）に加え、る。そこで、制御装置ｉ
ｔ　（１）は位置検出器（９）の出力に基づいて演算し
た速度指令と、パルスエンコーダ（１（Ｉのパルスを計
数して得られる速度フィードバック信号とを比較してそ
の差が零になるような速度制御信号を電ＩＥ７Ｉ侵（２
）に加えて回転軸（６）を定位置に停止させる。

ここで９位ｌｉ！検出詣（９）は第８図中）　、　（（
３１、Ｏ，）に示すように９回転軸（６）の１　［！３
］転についてパルスがｎ個含まｔｌ、互＾に（ｔｌ相が
異るパルス信号（，９ａ）。

バルスイ１号（９ｂ）と１回転軸（６）の１回転につい
て１個のパルスが含まれるパルス信号（９０）とが出力
される。このうち、パルス信号（９ａ）　、　（９ｂ）
はカウンタＱａによってパルス数が４逓倍され、パルス
信号（９０）はカウンタによってそのまま電圧に対応し
た鎮に変換される。

次に、第８図（ａ）に示したように、詩を刻ｔ１にて定
位置停止指令が加えられると０位置制御回路α委げスイ
ッチＳＷＩ　、　ＳＷ２を閉成して０通常の運転速度よ
りも小さい第１の速ｉ指令（１１１度制御指令演算回路
（至）に加えると同時に、ギヤ比読込回Ｗｌｒ（至）に
よってギヤ比設定ＩＮ（ハ）を読込む。そして、電動機
（２）が減速さね０時刻ｔ２にて第１の速度に到達する
と第１の速度指令α呻および速度検出回路ａ［Ｓの速度
フィードバック信号が等しくなるので速度到達回＃＆）
がＩＨｆの信号を出力し、この信号の立上がりのタイミ
ングでスイッチｙ５を開成させる。

このスイッチｙ５の閉成によってカウンタ０３の出力信
号が位置データ読込回路■に加えられ、Ｗ動１１ｉ　（
２）の正転ｉｒｚその信号が立上がるタイミングで、逆
転側はその立下が９のタイミングでそれぞれ停止位置指
令■υの読込みと、カウンタ（６）によるパルス信号（
９ａ）　、　（９ｂ）の４逓倍計数動作とが開始される
。そして、カウンタ０３の計数画＃ｆ第１の減速点に対
応する１＋ｌにｊｉｌＪ　ｉすると１位置データ読込回
路（ハ）がスイッチ溜１　、６Ｗ２を開放させると共に
、スイッチＳＷ８　、　ｓｗ４を閉成させる。こねによ
って第２の速度指令（１）が蓼度Ｉレープ比例ゲイン回
路（ＩＱと速度ループ積分ゲイン１ＦＩｌ路０ηを介し
て連膚制御指令演算回路０８１に加オ、られると同時に
、ギヤ比設定暁がギヤ比読込回路（１で読込まｔする。

したがってｔｆｆ勤櫛ζ２）は第２の恥度に低下するが
、第２減速点の計数１１ηに到達する時刻し４で位置デ
ータ読込…１路（財）がスイッチＥｌ”１ＡＩ６を閉成
させる。

かくして、停止位置指令シ１）訃よび位Ｉｉ！検出器（
９）のパルス信号Ｔ９１１．１　、　（９１’）ＩＫ基
づいて演算される速度指令と、速度検出回路０りの速度
フィードバック信号とを突き合わせた偏差によって市＋
１＋　（ｔｌ　（２＞が速度制御さ７１．）＄１１−位
嬢指令Ｑｌ）の）１ワンドパルスの位ＩＭで回転軸（０
）が停止せしめられる。第７図は位置データ読込囲路（
ハ）の処理手順を示すフローチャートである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の回転体の位置決め制御装置は以上のようにＷ４成
され、第２減速点から定位置に浮上するまでの速度ルー
プ比例ゲインと、定位置停止中の速度ループ比例ゲイン
とを同一に設定しなはればならず、このため定位置停止
中の位置決め精度が低く、また、偏位に対する剛性が劣
るとｂう間萌蝋があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、回転体の停止位Ｉｔ精度を大幅に向上させ得
ると共に、鴎位による剛性を一ヒげ得る回転体の位置決
め制御装置の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る回転体の位置決め制御装置は。

回転体が減速を開始した所定点で動作を開始し。

目標停止時刻にｆ占号を発生するタイマ回路と、このタ
イマ回路に応動して速度ループ比例ゲインを高す方に切
換え設定し得る速度ループ比例ゲイン切換手段とを備え
て＾る。

〔作　用〕

この発明にお＾ては１回転体を位置決め停止した状態で
速度ループ比例ゲインを高く設定器えすることによって
、停止位ｌｔ精度および偏位に対する剛性を高める。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
あり、第６図に承（また従来の伜１ｉと同一の符号を付
したものげそねぞね同一の要素を示しτｈる。そして１
位隊データ読込回路■の出力によって動作を開始するタ
イマ回路彌と、このタイマ回路−のタイムγ、ソフ２後
、速度ループ比例ゲイン回路０→のゲインを高く設定【
７掲るｉ＃ｆループゲイン切換回路ζ１とを新たに付加
した屯が第６図と異っている。

以下、この実施例の！ｈ／Ｉ乍を新たに要素ケ付加した
部分を中心にして第２図乃至第４図をも！照して以下に
説明する。

第２図れ）に示すように１位置データ読込１−１ｒｉ路
ぐるが第２の減速点に入ったことの信号を出方すると。

位置ループゲイン設定器（財）のリニアゾーンに入り。

電０１１ｍ（２）が減速を開始して目標停止点に停止す
る。

タイマ回路−は第２図中）および第３図（ｆ）に示すよ
うに目標停止点に対して僅かに早い時刻ｔｉ　にて動作
を開始し、その設定時刻の経過後に停止完了信号が出力
されるようにすると共に、この停止完了信号が出力さね
た時以後、速度ループ比例ゲイン回路Ｑ・に対してゲイ
ン切換信号（２７ａｌを加える。

しかして、停止中は速度ループ比例ゲイン設定器（ハ）
によって設定きれた置工９も速度ループ比例ゲインが大
きくなり、停止位置精度および停止中の偏位に対する剛
性を上げることができる。第４図はこの処理手順を示す
フローチャートである。

な２．上記芙施例では、工作機械の主軸を所定の位置に
停止させるものにつｂて説明したが本発明は！動機で駆
動される一般的な回転体の停止位置制御に適用し得るこ
とは直うまでもなり０〔発明の効果〕 以上のようにこの発明によりば９位置決め停止中のみ、
速度ループ比例ゲインを高り方に切換え設定しているの
で１回転体の停止位置精度および偏位に対する剛性を著
しく大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図にこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図Ｄ）　、　（ｂ）　、　（ｏ）はそれぞれ同実施
例の動作を説明するためのタイムチャート、第８図れ）
〜（０はそわぞね同実施例の動作を従来装置と関連づけ
て説明するタイムチャート、第４図は同実施例の動作を
説明するためのフローチャート、　４ｇ５図は従来の回
転体の位置決め制御装置の概略構成図、第６図は同装置
の詳細な構成を示すブロック図、第７図は同装置の動作
を説明するためのフローチャートである。 図において、（１）は制御装置、（２）げ電動機、（６
）は回転体としての回転軸、（９）は位置検出ｌｉＪ、
Ｑ４）は位置制御回路、α６は速度ループ比例ゲイン回
路、＠はタイマ回路、（至）は速度ループゲイン切換回
路である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動機によつて駆動される回転体の位置を検出した位置
   検出信号と、前記回転体の停止位置を設定して得られる
   停止位置指令とに基づいて前記回転体を定位置に停止さ
   せる回転体の位置決め制御装置において、前記回転体が
   減速を開始した所定点で動作を開始し、目標停止時刻に
   信号を発生するタイマ回路と、このタイマ回路の信号に
   応動して速度ループゲインを高い方に切換え設定し得る
   速度ループゲイン切換手段とを具備したことを特徴とす
   る回転体の位置決め制御装置。