JPS6320510A - Positioning device for servo-motor - Google Patents

Positioning device for servo-motor

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Publication number
JPS6320510A
JPS6320510A JP61165345A JP16534586A JPS6320510A JP S6320510 A JPS6320510 A JP S6320510A JP 61165345 A JP61165345 A JP 61165345A JP 16534586 A JP16534586 A JP 16534586A JP S6320510 A JPS6320510 A JP S6320510A
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JP
Japan
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servo motor
signal
motor
servo
detecting
Prior art date
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Pending
Application number
JP61165345A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroo Nagata
永田 寛雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Publication of JPS6320510A publication Critical patent/JPS6320510A/en
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Abstract

PURPOSE:To accurately control a rotary driving quantity based upon integral rotations of a servo-motor by detecting a rotating speed from the specific code signal of an absolute position detecting means and detecting a rotating speed commanded with movement data, and then controlling the step of the servo-motor on the basis of the code signal. CONSTITUTION:The rotating speed of the servo-motor 1 is known by allowing a down counter 2 to count one-turn signals Grid generated by detecting a specific code in an absolute code signal from an absolute code encoder 3 by a grid detecting circuit 5. Then when the counted value of the down counter 2 reaches zero, an open loop signal Open from a control circuit 9 rises with a zero-detecting signal and an analog switch 6 is switched to supply a command voltage VLP for position correction to a servo-motor driving unit 7. The motor is stopped where this position correcting voltage VLP becomes 0, and consequently the motor can be made to have accurately integral rotations, so that stepwise positioning operation is accurately performed.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、工作機械などの駆動用のサーボモータをディ
ジタル制御するうえで有効なサーボモータの位置決め装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a servo motor positioning device that is effective in digitally controlling a servo motor for driving a machine tool or the like.

(従来の技術) 工作機械をディジタル制御するためには、サーボモータ
の回転量が正確に検出されなくてはならない、NC工作
機械のサーボモータやリードスクリューの一端に取付け
られ、工具や作業台の移動量を検出するレゾルバは、こ
の種の角度位置検出器の1つである。この種のレゾルバ
は、ロータの角度位置の関数としての電圧を出力する一
種の電磁トランスを構成セするもので、構造が簡単で振
動や衝撃に強い、そして、このレゾルバからの帰還信号
をアナログ演算して位置補正電圧を得て、ロータを特定
の回転角の位置に位置決めすることが可能で、こうした
簡易型の位置決め装とが、従来から一般に多く使用され
ていた。
(Prior art) In order to digitally control machine tools, the amount of rotation of the servo motor must be accurately detected. A resolver that detects the amount of movement is one type of angular position detector. This type of resolver constitutes a type of electromagnetic transformer that outputs a voltage as a function of the angular position of the rotor.It has a simple structure and is resistant to vibrations and shocks, and the feedback signal from this resolver can be used for analog calculation. It is possible to position the rotor at a specific rotational angle by obtaining a position correction voltage, and such simple positioning devices have been commonly used in the past.

(発明が解決しようとする問題点) ところが、このような角度位置検出器としてのレゾルバ
は、検出精度は高いが、励磁回路を必要としており、又
、検出信号をディジタル処理するための7ナログ一デイ
ジタル変換回路が必要であった。このため、廉価に位置
決め装置を実現するときには、光学式ロータリーエンコ
ーダなどのディジタル角度信号に基づく位置検出器が採
用されているが、こうした位置検出器を有するものを前
記簡易型の位置決め装置として機能させるためには、レ
ゾルバを付加しなくてはならず、高価なものになってし
まうという問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, although such a resolver as an angular position detector has high detection accuracy, it requires an excitation circuit, and also requires a 7-analog circuit for digitally processing the detection signal. A digital conversion circuit was required. For this reason, when realizing a positioning device at a low cost, a position detector based on a digital angle signal such as an optical rotary encoder is adopted, but a device having such a position detector is used to function as the above-mentioned simple positioning device. In order to do this, a resolver must be added, which poses a problem in that it becomes expensive.

本発明は、このような従来技術の持つ問題点を解消し、
サーボモータの回転角度に対応したディジタル位と検出
機能を応用した簡単な構成の位置決め装置を提供するこ
とを目的にしている。
The present invention solves the problems of the prior art,
The purpose of this invention is to provide a positioning device with a simple configuration that uses digital positioning and detection functions that correspond to the rotation angle of a servo motor.

(間源点を解決するための手段) 本発明は、サーボモータの回転位置に対応したコード信
号を出力する絶対位置検出手段と、このコード信号に基
づき停止位置補正用の指令電圧を発生する電圧発生手段
と、前記コード信号に含まれる1回転信号から前記サー
ボモータの回転数を計数する計数手段と、前記サーボモ
ータへの速度指令電圧を発生する速度電圧発生手段と、
所定回転数の計数終了時点で前記サーボモータへの速度
指令電圧を停止位置補正用の指令電圧にqnBり切換制
御手段とを具備してなることを特徴とするサーボモータ
の位置決め装置により、上記のような従来技術の問題点
を解決するものである。
(Means for solving the problem of source points) The present invention provides absolute position detection means that outputs a code signal corresponding to the rotational position of a servo motor, and a voltage that generates a command voltage for correcting the stop position based on the code signal. a generating means, a counting means for counting the number of revolutions of the servo motor from a one-rotation signal included in the code signal, and a speed voltage generating means for generating a speed command voltage to the servo motor;
A positioning device for a servo motor, characterized in that it comprises switching control means for switching the speed command voltage to the servo motor to the command voltage for correcting the stop position at the end of counting the predetermined number of rotations. This solves the problems of the prior art.

(作用) 本発明は、絶対位置検出手段から出力されるコード信号
のうち、特定のコード信号から回転数を検出するととも
に、移動データにより指令された回転数を検出したのち
に、上記コード信号に基づく位置補正用の指令電圧によ
りサーボモータを停止制御するようにしたので、サーボ
モータの整数回転による回転駆動量を精度良く制御でき
る。
(Function) The present invention detects the rotation speed from a specific code signal among the code signals output from the absolute position detection means, detects the rotation speed commanded by movement data, and then converts the rotation speed to the code signal. Since the servo motor is controlled to stop based on the command voltage for position correction based on the above, the rotational drive amount of the servo motor by an integral number of rotations can be controlled with high accuracy.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、サーボモータの位置決め装置の一例を示すブ
ロック図で、サーボモータ1の駆動指令となる移動デー
タは、12ビツトのディジタル信号DO〜Dll とし
てダウンカウンタ2に供給されている。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a servo motor positioning device. Movement data serving as a drive command for a servo motor 1 is supplied to a down counter 2 as a 12-bit digital signal DO to Dll.

上記サーボモータlには、4ビツトグレイコードC0〜
C5の出力コードを有するアブソリュートエンコーダ3
がその軸に直結され、このアブソリュートコード信号は
、位置補正電圧発生回路4とグリッド検出回路5に供給
されている。この位置補正電圧発生回路4は、後に詳述
するように、上記コード信号に基づいてサーボモータl
の停止位置を規定する指令電圧VLPを発生するもので
、この指令電圧VLPは、サーボモータ1の停止制御時
にアナログスイッチ千6を介してサーボモータ駆動ユニ
ット7に供給される。
The servo motor l above has a 4-bit gray code C0~
Absolute encoder 3 with output code of C5
is directly connected to the shaft, and this absolute code signal is supplied to the position correction voltage generation circuit 4 and the grid detection circuit 5. This position correction voltage generation circuit 4 operates to control the servo motor l based on the code signal, as will be described in detail later.
This command voltage VLP is supplied to the servo motor drive unit 7 via the analog switch 16 when the servo motor 1 is controlled to stop.

前記ダウンカウンタ2には、12ビツトの移動データと
ともに、データセット信号D setが供給されるとと
もに、グリッド検出回路5でアブソリュートコード信号
を基に作成される1回転信号Gridが供給される。8
は、ダウンカウンタ2に接続された検出回路で、ダウン
カウンタ2にセットされた移動データDO〜Dllが1
回転信号Gridにより減算されて、零になった時点で
零検出信号Zを出力するものである。この検出回路8に
は、前記アナログスイッチロを制御する制御回路9が接
続され、この制御回路9はデータセット信号Dsetが
入力した時に開ループ信号Openを出力して、アナロ
グスイッチ6を端子すから端子aに切換えるようにして
いる。そして、零検出信号Zが制御回路9に供給された
時点で、再びアナログスイッチ6を反転させる。
The down counter 2 is supplied with the data set signal D set along with the 12-bit movement data, and is also supplied with the one-rotation signal Grid generated by the grid detection circuit 5 based on the absolute code signal. 8
is a detection circuit connected to the down counter 2, and the movement data DO~Dll set in the down counter 2 is 1.
It is subtracted by the rotation signal Grid and outputs a zero detection signal Z when it becomes zero. A control circuit 9 for controlling the analog switch 8 is connected to the detection circuit 8, and when the data set signal Dset is input, the control circuit 9 outputs an open loop signal Open to connect the analog switch 6 to the terminal. I am trying to switch it to terminal a. Then, when the zero detection signal Z is supplied to the control circuit 9, the analog switch 6 is inverted again.

10は、送り速度電圧発生回路で、サーボモータ1の回
転時の送り速度を規定する速度電圧VCaを、アナログ
スイッチ6金介してサーボモータ駆動ユニット7に対す
る速度指令電圧として供給している。
Reference numeral 10 denotes a feed speed voltage generation circuit that supplies a speed voltage VCa that defines the feed speed during rotation of the servo motor 1 as a speed command voltage to the servo motor drive unit 7 via an analog switch 6 .

第2図は、上記構成の位ご決め装置の動作タイミングの
一例を示すタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing an example of the operation timing of the positioning device having the above configuration.

前記ダウンカウンタ2の各桁に移動データDO〜D11
がデータセット信号D setによりセットされると、
ダウンカウンタ2の置数内容は零から上記サーボモータ
1が回転すべき所定回転数、例えば「6」にセットされ
るとともに、制御回路9からの開ループ信号Openが
アナログスイッチ6を端子すから端子aに切換えて、サ
ーボモータ駆動ユニット7には速度電圧Vcaが供給さ
れる。サーボモータ駆動ユニット7は、この速度電圧V
caを所定の加減速回路により速度指令電圧v cxo
に成形したうえ、サーボモータ1を回転制御する。サー
ボモータ1の回転数は、上記アブソリュートエンコータ
3かも出力されるアブソリュートコード信号のうちから
特定のコードをグリ−7ド検出回路5で検出して発生さ
れる1回転信号Gridを、−に記ダウンカウンタ2で
計数することで計数される。
Movement data DO to D11 are stored in each digit of the down counter 2.
is set by the data set signal D set,
The contents of the down counter 2 are set from zero to a predetermined number of revolutions at which the servo motor 1 should rotate, for example "6", and the open loop signal Open from the control circuit 9 is output from the analog switch 6 to the terminal. a, the servo motor drive unit 7 is supplied with the speed voltage Vca. The servo motor drive unit 7 uses this speed voltage V
ca to the speed command voltage v cxo by a predetermined acceleration/deceleration circuit
In addition, the servo motor 1 is rotationally controlled. The number of rotations of the servo motor 1 is determined by writing the one rotation signal Grid generated by detecting a specific code from the absolute code signal outputted from the absolute encoder 3 in the grid detection circuit 5 in -. It is counted by counting with the down counter 2.

そして、ダウンカウンタ2のカウント値が零になった時
点で、零検出信号Zにより制御回路9からの開ループ信
号Openが立ち下がり、アナログスイッチ6を切換え
て、サーボモータ駆動ユ、ニット7に位置補正用の指令
電圧VLPを供給する。
Then, when the count value of the down counter 2 reaches zero, the open loop signal Open from the control circuit 9 falls due to the zero detection signal Z, and the analog switch 6 is switched to set the servo motor drive unit to the position of the unit 7. Supply command voltage VLP for correction.

第3図は、指令電圧VLPを出力する位置補正電圧発生
回路4の一例を示している。この位置補正電圧発生回路
4は、グレイコードco−C,を通常のバイナリコード
に変換する変換回路41と、変換されたバイナリデータ
に対応するアナログ信号を出力するD/Aコンバータ4
2とから構成される。そして第4図に示すように、サー
ボモータ1の回転時には、D/Aコンバータ42の出力
として指令電圧VLPが例えばサーボモータ1の回転角
に対する一次関数値として常時出力され、かつグリ−、
ド検出回路5からは、グレイコードC3の立ち上がりの
タイミングに同期する1回転信号Gridが出力される
FIG. 3 shows an example of the position correction voltage generation circuit 4 that outputs the command voltage VLP. This position correction voltage generation circuit 4 includes a conversion circuit 41 that converts the Gray code CO-C into a normal binary code, and a D/A converter 4 that outputs an analog signal corresponding to the converted binary data.
It consists of 2. As shown in FIG. 4, when the servo motor 1 is rotating, the command voltage VLP is always output as an output of the D/A converter 42, for example, as a linear function value with respect to the rotation angle of the servo motor 1, and
The code detection circuit 5 outputs a one-rotation signal Grid that is synchronized with the rising timing of the gray code C3.

第5図は、グリッド検出回路5の具体的な構成説明図で
ある。ここでは、同一のクロック本CLKで動作する2
つのフリップフロップ回路51.52と、2つのアンド
回路53.54とからグリ−2ド検出回路を構成してお
り、グレイコードc2.c3から第4図に示される1回
転信号Gridを得るようにしているが、上記アブソリ
ュートコード信号のデコード方法を変えることによって
、1周期以内での任意の位置で1回転信号Gridを取
り出すことができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a specific configuration of the grid detection circuit 5. As shown in FIG. Here, two clocks operating on the same clock CLK are used.
A gray code c2. The one-rotation signal Grid shown in FIG. 4 is obtained from c3, but by changing the decoding method of the above-mentioned absolute code signal, the one-rotation signal Grid can be taken out at any position within one cycle. .

又、サーボモータlの出力軸に直結されたアブソリュー
トエンコーダなどの絶対位置検出手段により、回転角に
応じて出力されるコード信号を得、このコード信号をD
A変換することでモータ回転角度の関数値として位置補
正電圧VLPを発生させることができるので、サーボモ
ータlを位置補正電圧■LPが0になるような回転角位
置に停止させることができる。このように、1回転信号
をカウントし、位置補正電圧VLPがOになる点で停止
ヒさせることにより、モータを正確に整数回転させるこ
とができるので、ステップ状の位置決めが精度よく行な
える。
In addition, a code signal output according to the rotation angle is obtained by an absolute position detection means such as an absolute encoder directly connected to the output shaft of the servo motor l, and this code signal is
By performing the A conversion, the position correction voltage VLP can be generated as a function value of the motor rotation angle, so the servo motor 1 can be stopped at a rotation angle position where the position correction voltage LP becomes 0. In this manner, by counting the one-rotation signal and stopping the motor at the point where the position correction voltage VLP becomes O, the motor can be accurately rotated by an integer number of rotations, so that step-like positioning can be performed with high precision.

なお、上記位置補正電圧発生回路4でのモータ回転角度
と出力電圧との関数関係は、停止位置(近傍)で変位に
比例し、その前後で逆符号の電圧を発生するものであれ
ば何でもよく、−次間数に限定されず、例えばサイン波
形などの三角関数であってもよい。
Note that the functional relationship between the motor rotation angle and the output voltage in the position correction voltage generation circuit 4 may be any function as long as it is proportional to the displacement at (near) the stop position and generates voltages with opposite signs before and after the stop position. , -order number, but may be a trigonometric function such as a sine waveform, for example.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明の位置決め装置によれば絶
対位ご検出手段からのコード信号によりサーボモータを
位こ補正電圧0になる角度に停止させることができ、更
に1回転信号をカウントすることで、1回転毎のステッ
プ状の位置決めが精度よく行なえる。しかも、こうした
位置決め装置は、回転角をコードで出力する絶対位置検
出手段を有する全てのサーボシステムに適用できる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the positioning device of the present invention, the servo motor can be stopped at an angle where the position correction voltage becomes 0 by the code signal from the absolute position detection means, and the servo motor can be stopped for one more rotation. By counting the signals, step-like positioning for each rotation can be performed with high precision. Furthermore, such a positioning device can be applied to all servo systems that have an absolute position detection means that outputs the rotation angle in the form of a code.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例を示す回路構成図、第2図
は、同実施例の動作を説明するタイムチャートを示す図
、第3図は、位置補正電圧発生回路の一例を示すブロッ
ク図、第4図は、コード信号と1回転信号、指令電圧と
の関係を示すタイミング説明図、第5図は、グリ−7ド
検出回路の一例を示すブロック図である。 1・・・サーボモータ、2・・・ダウンカウンタ、3・
・・アブソリュートエンコーダ、4・・・位置補正電圧
発生回路、6・・・アナログスイッチ、9・・・制御回
路。 特許出願人 ファナック株式会社 代  理  人  弁理士  辻     實第3図 C。 GrRIC)
Fig. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing a time chart explaining the operation of the embodiment, and Fig. 3 is an example of a position correction voltage generation circuit. FIG. 4 is a timing explanatory diagram showing the relationship between the code signal, one revolution signal, and command voltage, and FIG. 5 is a block diagram showing an example of a grid detection circuit. 1... Servo motor, 2... Down counter, 3...
... Absolute encoder, 4 ... Position correction voltage generation circuit, 6 ... Analog switch, 9 ... Control circuit. Patent applicant: Representative of FANUC Co., Ltd. Patent attorney: Minoru Tsuji Figure 3C. GrRIC)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)サーボモータの回転位置に対応したコード信号を
出力する絶対位置検出手段と、このコード信号に基づき
停止位置補正用の指令電圧を発生する電圧発生手段と、
前記コード信号に含まれる1回転信号から前記サーボモ
ータの回転数を計数する計数手段と、前記サーボモータ
への速度指令電圧を発生する速度電圧発生手段と、所定
回転数の計数終了時点で前記サーボモータへの速度指令
電圧を停止位置補正用の指令電圧に切換る切換制御手段
とを具備してなることを特徴とするサーボモータの位置
決め装置、
(1) Absolute position detection means that outputs a code signal corresponding to the rotational position of the servo motor, and voltage generation means that generates a command voltage for correcting the stop position based on this code signal;
a counting means for counting the number of rotations of the servo motor from a one-rotation signal included in the code signal; a speed voltage generation means for generating a speed command voltage to the servo motor; A servo motor positioning device comprising: switching control means for switching a speed command voltage to the motor to a command voltage for correcting a stop position;
(2)少なくとも停止位置の近傍において、前記コード
信号を前記サーボモータの回転角に比例する電圧信号に
変換するデコーダを含むことを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載のサーボモータの位置決め装置。
(2) Positioning of the servo motor according to claim 1, further comprising a decoder that converts the code signal into a voltage signal proportional to the rotation angle of the servo motor, at least in the vicinity of the stop position. Device.
(3)前記電圧信号は、前記サーボモータの回転角に対
する正弦関数値として出力されることを特徴とする特許
請求の範囲第2項に記載のサーボモータの位置決め装置
(3) The servo motor positioning device according to claim 2, wherein the voltage signal is output as a sine function value with respect to the rotation angle of the servo motor.
(4)前記電圧信号は、前記サーボモータの回転角に対
する一次関数値として出力されることを特徴とする特許
請求の範囲第2項に記載のサーボモータの位置決め装置
(4) The servo motor positioning device according to claim 2, wherein the voltage signal is output as a linear function value with respect to the rotation angle of the servo motor.
JP61165345A 1986-07-14 1986-07-14 Positioning device for servo-motor Pending JPS6320510A (en)

Priority Applications (1)

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US10626619B2 (en) 2000-03-31 2020-04-21 Unilin Nordic Ab Flooring material

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