JPS6320510A - サ−ボモ−タの位置決め装置 - 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） 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。

（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。

（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。

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。

（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。

（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。

（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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

（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。

【図面の簡単な説明】

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）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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、
2. （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。
3. （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
   。
4. （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
   。