JPS63149710A - 位置制御装置 - 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】 （発明の利用分野） 本発明は、目標位置への可動部材の位置制御を行う位置
制御装置の改良に関するものである。

（発明の背景） 従来よりモータを利用して可動部材の位置制御を行うこ
とは一般的に行われているが、該モータにより前記可動
部材を目標位置へ滑らかに停止させる場合、モータに与
える電流或いは電圧を制御してそのトルクを、その時の
可動部材の位置或いは移動速度に合わせて変えなければ
ならない、この様な動作を細かくすればする程最適な制
御を行うことが可能となる。ところが１ｍかな電流或い
は電圧制御は、そのための回路の増大を招くのみならず
、可動部材の現在の位置情報も細かなものが必要となり
、その位置検知のための精度及び位置を示す多くのパタ
ーンを形成する必要があった。

一方、単純なオンオフ制御、すなわち可動部材が目標位
置に達するまでは前記モータへの通電を行い、目標位置
に達したことを検知することによリモータへの通電を停
止するといった制御を行う装置においては、停止させよ
うとする位置にのみパターンを形成すれば良いため、回
路構成は小さくて済む、しかしながら、オーパージ鳶−
ト或いは移動途中での停止、つまり精度の良い位置制御
が困難であった。

（発明の目的） 本発明の目的は、上述した問題を解決し、簡単な構成で
ありながら、良好な位置制御を行うことのできる位置制
御装置を提供することである。

（発明の特徴） 上記目的を達成するために、本発明は、パターンを、可
動部材の各停止位置パターンと、該停止位置パターンの
間に配置される通電制御用パターンとにより構成し、前
記通電制御用パターンの幅及び隣接の停止位置パターン
との間隔を、駆動手段への通電中に可動部材が移動する
距離と通電が断たれた後に移動する空送距離との関係に
より決定し、以て、目標停止位置パターンの手前の通電
制御用パターンを通過したら、前記駆動手段への通電を
断ち、そこからは空送により目標停止位置へ到達させる
ようにしたことを特徴とする。

（発明の実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す概略ブロック図である
。

マイコンｌの出カポ−）Ａより出力される制御信号ａに
よりモータドライバ回路２はコントロールされ、該モー
タドライバ回路２より出力される駆動信号すによりモー
タ３は回転する。前記モータ３が正逆回転することによ
り可動部材４は契印方向に移動し、これに伴ってその下
部に固着された接片５がパターン基板６上を摺動して前
記可動部材４の現在位置を示す位置信号Ｃが発生し、前
記マイコン１の入カポ−）Ｃへ入力する。操作部７は操
作者によって指示された可動部材４の停止位置を前記マ
イコンｌへ伝えるもので、その旨を示す目標位置信号ｄ
をマイコン１の入力ポートＤへ出力する。

以上の様な構成において、可動部材４を離散的な位置で
停止させる場合、前記パターン基板６の構成としては、
第２図で示す様に多くのパターンを有した構成にする必
要はなく、第３図の様な数から成るもので充分であり、
これにより部品点数或いはコストを削減することが可能
となる。しかしながら第３図の如き構成にすることによ
り、前述した様に通常においては良好な位置制御が困難
となることが懸念されていた。この点を本実施例では以
下の如き考えに基づいて解決している。

すなわち、マイコンｌより第４図（ａ）で示す様な単一
パルスをモータドライバ回路２へ与えた場合、そのパル
ス幅１ｏと可動部材４が移動し始めてから完全に停止す
るまでの空送距離を含めた距ｇｉ文。とには、第４図（
ｂ）に示すようなある関数で表される関係がある。した
がって、パターン基板６上での前記可動部材４の停止位
置間（パターン間）の距ｍｌは予め分かっているので、
時間ｔの幅をもつパルスを与えてやることにより次の停
止位置で前記可動部材４を停止させることができる。ま
た、第５図（ａ）に示す様なステップ入力を与えている
場合の１．秒後の距離見ｌどの関係（通電時間とその間
に移動する。空送距離は含めない距離との関係）は、第
５図（ｂ）の如き状態となる。

以上の関係に基づいて前記第３図に示したパターン基板
６上の各パターンを第６図（ａ）の様な位置関係にて形
成し、前記マイコンｌより第６図（ｂ）に示す様な制御
信号ａをモータドライバ回路２へ与えることにより、前
記可動部材４を第６図（Ｃ）の如き関係で目標とする距
離文まで移動させることが可能となる。つまり、停止位
置パターンＰｏに位置している可動部材４を次の停止位
置に対応する停止位置パターンＰ２まで移動させようと
する場合、まず時間ｔ１の間モータドライバ回路２ヘハ
イレベルの制御信号ａを与える。これにより可動部材４
はモータ２の駆動力に従って距離文１だけ移動する。こ
の後直ちに前記制御信号ａをローレベルの信号に反転さ
せる（このタイミングは通電制御用パターンｐの切れ目
検知により行う）ことにより前記可動部材４は慣性エネ
ルギーにより空送し、目標位置である停止位置パターン
Ｐｚで停止する。

次に、第７図に示した前記マイコン１にて実行されるプ
ログラムを第８図のタイムチャートを用いて説明する。

ここでは、現在可動部材４は停止位置パターンＰＯの場
所に位置し、該可動部材４をこの位置からＰｚまで（Ｐ
ｏ＝Ｐｔ→Ｐ２）移動させる場合を想定して、以下に述
べる。尚第７図に示すｐは停止位置パターンＰｎとＰｎ
−１との間に形成される通電制御用パターン（第６図（
ａ）参照）を表すものであり、又停止位置パターンＰｎ
と通電制御用パターンｐとのすき間に可動部材４が位置
する場合、入力ポートＣには全てハイレベルの信号が入
力するものとする。マイコン１の入力ポートＣにＰｏな
る内容の位置信号Ｃが。

入力ポートＤにＰｚなる内容の目−標位置信号ｄが、そ
れぞれ入力している場合、プログラムはステップ１→２
→３→４→５→６→７→ｌを繰り返す、すなわち、まず
ステップ１にて操作部７により指示された目標位置情報
（Ｐｚ）を読み取り、次いでステップ２にて可動部材４
の現在位置情報（Ｐｏ　）を読み取る０次にステップ３
にて目標位置情報と現在位置情報とが一致するかを調べ
、この場合は一致しないのでステップ４へ進む、ステッ
プ４では前記現在位置情報から可動部材４が現在パター
ンとパターンのすき間に位置するかを調べ、この場合は
そうでないのでステップ５へ進み、前記目標位置情報と
現在位置情報との差（Ｐｏ　−Ｐｚ　）が正か負かを調
べる。この結果、正であるのでステップ６にてモータド
ライバ回路２ヘモータ３を正転をさせるべくハイレベル
の駆動信号すを出力し、ステップ７にて前記現在位置情
報を記憶して再びステップ１へ戻る０以上の動作は第８
図の期間Ｔ１に相当する。

その後モータ３の駆動力に従って可動部材４が移動を開
始し、それに伴った動きをする接片５が停止位置パター
ンｐｏと通電制御用パターンｐとのすき間に位置するよ
うになる。するとプログラムはステップ１呻２→３→４
→９→７→１を繰り返す様になる。すなわちステップ４
にて現在可動部材４が停止位置パターンＰｏと通電制御
用パターンｐとのすき間に位置することを検知する為、
ステップ９へ進み、ここで前記ステップ７にて記憶され
た以前の位置情報が目標とする位置の一つ手前の位置情
報（ｐ）であるか、それとも目標位置（Ｐｚ）であるか
の判断が行われる。この場合、いずれでもないのでステ
ップ７へと進む。

これは第８図の期間Ｔ２に相当する。

ステップ９にて目標位置の一つ手前であることが判断さ
れるまではマイコン１の出力ポートＡからはモータ３を
正転をさせるべくハイレベルの駆動信号すをモータドラ
イバ回路２へ出力されているので、さらに可動部材４が
移動を続け、これに伴い接片５はまず通電制御用パター
ンｐと接触し、次いで通電制御パターンｐと停止位置パ
ターンＰ、とのすき間に位置し、次に停止位置パターン
Ｐ、・・・・・・という様に移動していき、この間は前
記期間Ｔ１又はＴ２と同様のプログラムが実行される。

これは第８図の期間Ｔ３〜Ｔ７に相当する。

次に、接片５が目標とする位置に相当する停止位置パタ
ーンＰ２の一つ手前の通電制御用パターンｐに達したこ
とを検知（ステップ９）したら、ステップ１０へ進む、
ここでは、前記第６図を用いて説明したように、パター
ンｐの切れ目を検知することによりモータドライバ回路
２へ停止を示す駆動信号ａを出力する。以後ステップ３
にて目標位置情報と現在位置情報とが一致したことが検
知されるまでは、ステップ１→２→３→４→９→１０→
７→１を繰り返す、これは第８図の期間Ｔ８に相当する
。この間可動部材４は慣性エネルギーにより空送する。

その後前記接片５が停止位置パターンＰ２と接触するよ
うになると、プログラムはステップｌ→２→３→ｌＯ→
７→１を繰り返す様になる。すなわち可動部材４が目標
とする位置に達したことになる噌これは第８図の期間Ｔ
９に相当する。

ここで、慣性エネルギーが大きいために可動部材４が目
標位置よりも行きすぎたとすると、接片５が停止位置バ
タ、−ンＰ２を通り過ぎて次の通電制御用パターンｐと
のすき間に位置することになる、するとマイコンｌでの
プログラムはステップ１→２→３→４→９→８→７→１
を繰り返す様になる。すなわちステップ８にてモータド
ライバ回路２ヘモータ３の逆転を示す駆動信号ａが出力
され、可動部材４が目標とする位置に逆戻るようになる
。これは第８図の期間Ｔ　に相当する。

その後はステップ１→２→３→４→９→７→１と進み、
その状態が保持される。これは第８図の期間Ｔ　に相当
する。

最終的に接片５が停止位置パターンＰ２の位置で静止す
ると、プログラムはステップ１→２→３→１０→７→ｌ
を繰り返す、これは第８図の期間Ｔ　に相当する。これ
にて可動部材４が目標とする正確な位置に停止すること
になる。

なお、第８図に示すＧは停止位置パターンＰｎと通電制
御パターンｐとのすき間を示す記号である。

本実施例によれば、可動部材４の離散的な位置制御を行
うものにおいて、停止位置パターンＰｎのみならず、通
電制御用パターンＰ及び各パターンのすき間を利用して
モータ２の駆動制御を行える構成としている為、パター
ン基板６のパターン数を減らことができる上、可動部材
４の位置制御を良好に行うことができる。

また、使用とするモータの規格を変更しようとするよう
な場合、マイコン１に組み込まれるプログラムは一般に
ファームウェアのため、一度プログラムが作成されると
変更ができないが、この実施例によれば単にパターン間
のすき間を調整すれば対応可能であり、この面からも非
常に有利なものとなる。

（発明と実施例の対応） 本実施例において、モータドライバ回路２及びモータが
本発明の駆動手段に、接片５及びパターン基板６が位置
情報発生手段に、マイコン１が制御手段に、それぞれ相
当する。

それぞれ相当する。

（発明の効果） 以上説明したように１本発明によれば、パターンを、可
動部材の各停止位置パターンと、該停止位置パターンの
間に配置される通電制御用パターンとにより構成し、前
記通電制御用パターンの幅及び隣接の停止位置パターン
との間隔を、駆動手段への通電中に可動部材が移動する
距離と通電が断たれた後に移動する空送距離との関係に
より決定し、以て、目標停止位置パターンの手前の通電
制御用パターンを通過したら、前記駆動手段への通電を
断ち、そこからは空送により目標停止位置へ到達させる
ようにしたから、簡単な構成でありながら、良好な位置
制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略ブロック図、第２
図は一般的なパターン基板の構成を示す図、第３図は第
１図図示のパターン基板の構成を示す図、第４図（ａ）
　、　（ｂ）は第１図図示のマイコンより単一のパルス
が出力された場合の空送距離を含んだ移動距離と時間と
の関係を説明する図、第５図（ａ）、（ｂ）は第１図図
示マイコンより連続的に駆動信号が出力さている場合の
移動距離と時間との関係を説明する図、第６図（ａ）、
　（ｂ）、　（ｃ）は第４．５図の各特性に従って形成
されるパターン構成及びこれに基づいて出力される駆動
信号並びに可動部材の移動状態を説明する図、第７図は
第１図図示マイコンにより行われるプログラムの一例を
示す図、第８図はそれに基づいた各信号のタイムチャー
トである。 １・・・・・・マイコン、２・・・・・・モータドライ
バ回路、３・・・・・・モータ、４・・・・・・可動部
材、５・・・・・・接片、６・・・・・・パターン基板
、Ｐｎ・・・・・・停止位置パターン、ｐ・・・・・・
通電制御用パターン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）可動部材を移動させる駆動手段と、前記可動部材
   の各位置を示す情報を発生する、複数のパターン、及び
   前記可動部材と同一の動きをし、そのパターン位置を読
   み取る読取り部材とを有する位置情報発生手段と、該位
   置情報発生手段より入力する位置情報を監視しながら前
   記駆動手段を制御し、前記可動部材を目標位置まで移動
   させる制御手段とを備えた位置制御装置において、前記
   パターンを、前記可動部材の各停止位置パターンと、該
   停止位置パターンの間に配置される通電制御用パターン
   とにより構成し、前記通電制御用パターンの幅及び隣接
   の停止位置パターンとの間隔を、前記駆動手段への通電
   中に前記可動部材が移動する距離と通電が断たれた後に
   移動する空送距離との関係により決定したことを特徴と
   する位置制御装置。