JPS6318413A

JPS6318413A - 高精度位置決め装置

Info

Publication number: JPS6318413A
Application number: JP16255986A
Authority: JP
Inventors: Haruhiro Tokida; 晴弘常田; Hideyuki Odagiri; 秀行小田切; Hiroaki Nagata; 宏明永田; Shinichi Goto; 真一後藤
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1986-07-09
Filing date: 1986-07-09
Publication date: 1988-01-26
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JP2649513B2

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】発明の技術分野本発明は、ディジタルサーボ方式の高精度位置決め装置
に関する。

従来技術この種のディジタルサーボ方式では、制御対象のモータ
にロータリエンコーダが直結されており、ＣＰＵなどの
制御回路から指令速度パターンに応じた所定の周波数の
パルスが送り指令値として可逆カウンタに入力される。

この可逆カウンタは、指令パルスを入力とし、上記ロー
タリエンコーダの出力パルスをフィードバック信号とし
、その偏差をＤ−Ａ変換器を経て、上記モータの速度サ
ーボ増幅器に出力している。このようにして、速度サー
ボ増幅器は、可逆カウンタのパルス数に比例した電圧を
速度信号として、モータを駆動していくことになる。

この間に、上記可逆カウンタの偏差がｒＯＪになると、
これに追従して速度信号も「ｏ」となるため、モータは
、目標の位置で、自動的に停止する。

ところで、上記制御対象のモータの停止精度は、ロータ
リエンコーダおよび制御回路の１パルス分に相当してい
る。したがって、停止位置の高精度化は、ロータリエン
コーダの分解能を高めることにより達成できる。しかし
、ロータリエンコーダの分解能が高くなると、これに対
応してモータの１回転当たりのパルス数が増加するため
、可逆カウンタの容量を大きくしないと、適切な対応が
できなくなる。また、これに応じてＤ−Ａ変換器や速度
サーボ増幅器の分解能も高める必要があるため、制御系
やサーボ系自体の設計変更が必要となり、また各制御要
素が高価なものとなるため、組み込み対象との関係で、
実用化に限界がある。

発明の目的したがって、本発明の目的は、制御系の要素やフィード
バック系の構成要素について分解能を高くしないまま、
制御対象の停止時の位置決め精度を高めることである。

発明の解決手段そこで、本発明は、ロータリエンコーダの２相パルスに
着目し、その２相パルスの組み合わせ状態と、予め指定
したパルス位相とを比較し、これらの比較結果の−・致
状態に応して、制御対象の停止位置を決定するようにし
ている。

これの具体化のために、本発明は、第１の比較手段とし
ての可逆カウンタとＤ−Ａ変換器との間に停止制御器を
介在させ、この停止制御器中の第２の比較手段で、設定
値とロータリエンコーダからの２相の信号の位相を比較
している。そして、停止制御器中の停止制御手段は、可
逆カウンタの計数値が「０」であり、しかも上記第２の
比較手段の比較結果が一致しているときにのみ、停止の
ための制御信号を後段の制御系に送る。この結果、この
ような制御系では、カウント値の１偏差に対応する停止
域が２相のパルス出力の組み合わせの数の分だけ分割さ
れるため、制御系やサーボ系が高精度化のものとして構
成されていなくても、停止時の位置決め精度が高められ
ることになる。

なお、可逆カウンタのカウント値が「０」以外であれば
、上記停止制御器は、可逆カウンタの位置偏差をそのま
ま次段のＤ−Ａ変換器に送り込んでいる。したがって、
停止時以外の制御は、従来のディジタルサーボ方式と同
様に動作する。

発明の構成第１図は、本発明のディジタルサーボ方式の高精度位置
決め装置ｌを示している。この高精度位置決め装置１は
、指令値Ａを１つの入力とする第１の比較手段としての
可逆カウンタ２、本発明の特徴的な部分としての停止制
御器３、Ｄ−Ａ変換器４、および速度サーボ増幅器５お
よび制御対象の回転部材としてモータ６を順次直列に備
えている。

そして、上記モータ６に速度サーボ系の速度検出器７お
よびディジタルフィードバック系のロータリエンコーダ
８がそれぞれ機械的に連結されている。この速度検出器
７は、タコジェネレータなどであり、速度サーボ増幅器
５の入力側の加え合わせ点９に接続されている。また、
ロータリエンコーダ８は、モータ６の回転方向を検出す
るために、例えば９０度の位相差で２相のパルス出力Ｂ
１、Ｂ２を発生し、これを上記停止制御器３およびエン
コーダインターフェイス１０を経て、上記可逆カウンタ
２の他方の入力端に送り込む。

次に第２図は、上記停止制御器３の内部の構成を示して
いる。この停止制御器３は、停止制御手段としてのデー
タセレクタ１１および第２の比較手段としてのマグニチ
ュードコンパレータ１２のほか、ゼロ検出回路１３を備
えている。

上記データセレクタ１１は、ＲＯＭなどによって構成さ
れており、停止時の制御信号Ｇとして、予め複数例えば
３つの「０」パターン、「＋１」パターンおよび「−１
」パターンなどを記憶しており、上記マグニチュードコ
ンパレータ１２の比較結果に応じて、上記パターンのう
ちいずれか１つを選択的に出力する。また、上記ゼロ検
出回路１３は、可逆カウンタ２と、データセレクタ１１
との間に介在し、モータ６の停止すべき位置、すなわち
カウント値「０」を検出している。また、マグニチュー
ドコンパレータ１２は、ＣＰＵなどで構成されており、
予め入力された設定値Ｈと、ロータリエンコーダ８から
のパルス出力Ｂｌ、Ｂ２との大小関係を比較し、その結
果に応じて、デ−タセレクタ１１の選択動作を指定する
ために設けられている。なお、マグニチュードコンパレ
ータ１２の入力側のエクスクリユーシブオアゲート１４
は、パルス出力Ｂ１、Ｂ２の実際の位相の順番を揃える
ために設けられている。

発明の作用最初に、オペレータによってマグニチュードコンパレー
タ１２の一方の入力端に、予め設定値Ｈとして、例えば
「１．０＝２」の定義が入力される。またオペレータは
、パルス出力Ｂ１、Ｂ２の４通りの組み合わせについて
後記の表に示すような大きさの数値Ｂを設定するととも
に、データセレクタ１１に制御信号Ｇとして「０」パタ
ーン、「−１」パターン、および「＋１」パターンをそ
れぞれ記憶させる。

さて、最初に制御系に、制御回路側から指令値Ａが可逆
カウンタ２の一方の入力端に与えられる。

この初期の状態では、そのカウント値Ｃが「０」でない
ため、そのカウント値Ｃの値は、そのまま停止制御器３
を通過し、Ｄ−Ａ変換器４によりアナログ量の指令信号
りとなって、速度サーボ増幅器５に送り込まれる。そこ
で、速度サーボ増幅器５は、指令信号りに比例する駆動
信号Ｅを発生し、これによって制御対象のモータ６の回
転速度を決定し、それを回転させる。このモータ６の回
転速度は、速度検出器７によって検出され、速度フィー
ドバンク信号Ｆとして加え合わせ点９に負帰還される。

一方、モータ６の回転量は、ロータリエンコーダ８によ
って、第３図に示すようなパルス出力Ｂ１、Ｂ２のパル
ス数として検出され、そのうちパルス出力Ｂ１は、エン
コーダインターフェイス１０を経て、可逆カウンタ２の
他方の入力端に減算値として帰還される。このようにし
て、可逆カウンタ２のカウント値Ｃは、設定値Ａと実際
の回転量との差に対応する偏差値となるため、それ以降
に、モータ６は、その偏差値に比例した状態で制御され
ることになる。

ところで可逆カウンタ２のカウント値Ｃが「０」となっ
たとき、すなわち制御対象のモータ６が第３図に示す停
止域にあるとき、ゼロ検出器１３は、その状態を検出し
て、データセレクタ１１に、停止制御のために１つの条
件を与える。一方、マグニチュードコンパレータ１２は
、パルス出力Ｂ１、Ｂ２の組み合わせに基づく大きさの
数値Ｂと設定値Ｈとを比較し、その比較結果に対応した
データをデータセレクタ１１に他の１つの選択条件とし
て出力している。そこで、データセレクタ１１は、（Ｈ
−Ｂ）＞Ｏのとき、制御信号Ｇから「＋１」パターンを
出力し、また（Ｈ−Ｂ）＜０のとき、「−１」パターン
を出力し、さらに（Ｈ−Ｂ）＝０のときに「０」パター
ンを選択的に出力する。

この結果、第３図に示すように、制御対象のモータ６の
停止域すなわちカウント値Ｃ＝０の範囲が４分割され、
その分割後の停止範囲で、モータ６の停止位置が決定さ
れる。このため、この制御１系でのモータ６の位置決め
精度は、従来のものに比較して４倍に高められているこ
とになる。しかも、この実際の停止位置は、設定値Ｈの
数値設定Ｇとよって、カウント値Ｃ＝０の１／４の範囲
で自由に設定できる。

なお、既に述べたように、上記エクスクリユーシブオア
ゲート１４は、数値Ｂの設定との関係で、ｒＯ−１−３
−２Ｊの変化をｒｏ−１−２−３４の関係に直すために
設けられており、必要に応じて省略することもできる。

発明の変形例上記実施例は、ロータリエンコーダ８からの２相のパル
ス出力Ｂ１、Ｂ２を利用しているが、この異なる位相の
パルス出力の数は、２相に限らず、３以上であってもよ
い。このように位相の数が多くなれば、それだけ停止域
の分割数が多くなるため、高い精度の停止位置が確保で
きる。また、上記データセレクタ１１は、一般的な回路
要素として、ＲＯＭなどによって構成されるが、上記実
施例のように２相のパルス出力Ｂ１、Ｂ２に対しては、
単なるエクスクリユーシブオアゲートとパターン発生回
路などの組み合わせによっても実現できる。

発明の効果本発明では、ディジタル制御系や、フィードバック系の
制御要素の精度を高めることなく、制御対象の位置決め
精度が停止域の分割数に応じて高められ、またこのよう
な効果が従来の制御系に停止制御器を追加するのみで実
用化できるため、高精度の位置決め精度が安価に、しか
も従来装置の一部改良のみで具体化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高精度位置決め装置のブロック線図、
第２図は停止制御器のブロック線図、第３図は動作時の
波形図である。 ■・・高精度位置決め装置、２・・可逆カウンタ、３・
・停止制御器、４・・Ｄ−Ａ変換器、５・・速度サーボ
増幅器、６・・モータ、８・・ロータリエンコーダ、１
１・・データセレクタ、１２・・マグニチュードコンパ
レータ、１３・・ゼロ検出回路。３、　　　　第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

回転部材に設けたロータリエンコーダと、指令値と上記
ロータリエンコーダの出力値とを比較する第１の比較手
段とを備え、上記第１の比較手段の一致信号で上記回転
部材を停止させる位置決め装置において、位相のずれた
複数のパルス出力を発生するロータリエンコーダをもち
、複数の制御信号を記憶しこれらのうちの１つを選択的
に出力する停止制御手段と、予め指定した設定値と上記
ロータリエンコーダからの複数のパルス出力の位相とを
比較する第２の比較手段とを備え、第１の比較手段およ
び第２の比較手段がともに一致信号を出力したとき、上
記停止制御手段から上記回転部材を停止させるための制
御信号を出力することを特徴とする高精度位置決め装置
。