JPS6355609A - 電動機の停止位置制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、電力磯で駆動される工作機械の主軸などを
定位置で停止させる電動機の停止位置制御装置に関する
ものである。

（従来の技術） 第７図は、従来の速度検出器と位置検出器を同一の検出
器とする停止位置制御装置の構成を示すブロック構成図
である。

図において、（１）は電動機、（２）は速度制御回路、
（３）は電力変換回路、（４ａ）は速度検出回路、（６
ａ）は速度検出、位置検出用の９０”の位相差を持つパ
ルス列Ａ、Ｂ相と、特定位置信号（以降Ｚ相という）を
出力する速度１位置検出器、（１７）はパルス列Ａ、Ｂ
相の立ち上り、立ち下りを、一定幅のパルス列に変換す
る位置検出用パルス発生回路、（７ａ）は位置検出回路
、ＯＱは一定の低速度指令を与える一定速度指令６回路
、（支）は定位置停止動作の制御を行う定位置停止制御
回路、ａつ、α４）１１５）は速度制御回路に与える速
度指令値を切換えるスイッチ、（Ｉ６）はクランプ回路
である。

又、第６図は停止動作における時間−電動機速度の関係
を示すグラフである。

次に、動作について説明する。外部から定位置停止指令
が与えられない時は、定位置停止制御回′Ａｕ２）　！
ｔスイッチθ■を閉じ、速度制御回路（２）には外部速
度指令か与えられる。この外部速度指令と、速度検出回
路（４ａ）の出力である電動機速度との偏差により速度
制御回路（２）は、電動機（１）に与えるべき電力、周
波数等の制御量を算出する。電力変換回路（３）は、こ
の制御量をもとに電力変換し、電動機（１）を駆励する
。この時、速度９位置検出器（６ａ）（す、９０’の位
才目差を持つＡ相、Ｂ才目のパルス列と、特定位置に達
した時に１パルスの特定位置信号（Ｚ相）を出力する。

速度検出回！　（４ａ）はカウンタ、Ｄ／Ａ変振器より
成り、Ａ相、Ｂ相のパルス列の周波数より、速度に比例
した電圧に変換する。こうして得られた電動機の速度を
速度制御回路（２）へ与えることにより、速度制御ルー
プを構成する。

次に、第６図で示す、１時点で、外部から定位置停止指
令が与えられると、定位置停止制御回路０２は、スイッ
チθつを開き、スイッチα４）を閉じる。

すると、一定速度指令回路αＱにより、低速の一定速度
指令（以降、オリエント速度という）が与えられ、電動
機（１）をこの速度になるようコカする。

定位置停止制御回路（支）はオリエント速度に達した後
、速度、検出器（５ａ）の２相の信号により、位置検出
回路（７ａ）をプリセットする。位置検出用パルス発生
回路（１７）は、速度・位置検出器（６ａ）のＡ相。

Ｂ相の立ち上り、立ち下りに同期したパルス列を発生す
る。位置検出回路（７ａ）は、定位置停止制御回路（財
）のプリセット信号に同期して外部から与えられる停止
位置データをカウンターにセットし、以降、位置検出用
パルス発生回路（１７）からのパルス列によりカウンタ
ーを減算する。定位置停止制御回路（２）は、位置検出
回路（７ａ）の出力データがある一定値に達したら、ス
イッチα４）を開き、スイッチ（ｌ■を閉じる。（１１
時点）従って、速度制御回路（２）には、位置検出回路
（７ａ）のカウンター値に応じた速度指令値がクランプ
回路（１６）を経て与えられる。

クランプ回路（１６）では、速度指令値がクランプ値よ
りも大きい時は、クランプ値が速度指令として与えられ
、クランプ値よりも小さい時は、カウンターの値に応じ
た速度指令が与えられる。こうして、位置検出回路（７
ａ）の出力に応じて電動機（１＞が減速され、位置検出
回路（７ａ）の出力が零となった、所で、速度指令は；
となり、電動機（１）は目標とした定位置で停止するの
である。

（発明が解決しようとする問題点〕 従来の速度及び位置検出器が同一のパルスエンコーダを
用いた電動機の停止位置制御装置は、以上のように構成
されているので、電動機の速度検出の精度や停止位置の
精度を向上させる為には、速度及び位置検出器の一回転
当りの出力パルス数を増すことが必要で、このために速
度及び位置検出器が高価になり、又、周波数特性の面か
ら高速運転ができないという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、高価な速度及び位置検出器を必要とすることなく
、また電動機の高速運転が可能な、！＋Ｐ　’ｉ、ｌ１
機の停止位置制御装置を得ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明に係る電動機の停止位置制御装置は、速度及び
位置検出器のＡ相、Ｂ相の圧力を正弦波とし、この正弦
波の波数を数える回路と位相検出回路を設けて電ｉ！Ｉ
ＩＩ機速度と位置が得られるように構成したものである
。

〔作用〕

この発明における速度及び位置検出器は、正弦波エンコ
ーダであることから波数だけでなく位相までも位置情報
として活用できるので、検出器の一回転当りの出力波数
を少なくても、十分な速度検出精度、位置検出精度が得
られる。よって、安価でしかも、検出器出力の周波数特
性の観点から電力機の高速運転が可能となる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例である電動機の停止位置制御装
置を示すブロック構成図で、第４図に示すものと同−又
は相当部分は、同一符号を用いて表示してあり、その詳
細な説明は省略する。第１図において、（６）は速度及
び位置（以下、速度・位置と記す）検出器で、９０°の
位相差を持つＡ、Ｂ２相の正弦波と特定位置を電動機軸
が占めた時１パルスの信号を出す特定位置信号（Ｚ相）
を出力する正弦波エンコーダである。（８）は速度・位
置検出器（６）の出力信号Ａ、Ｂ相を受け、４５’、１
３５°、２２５°、３１５°の位相の時にパルスを発生
するパルス回路、（９）は位相検出回路で、第３図に示
すように、前記Ａ、Ｂ相の選択回路（９ａ）、Ａ、Ｂ相
の位相を得る為のＡ／Ｄ変換器（９ｂ）及びデジタル値
を位相に変換する為のテーブル（９ｃ）からなる位相検
出回路である。（４）はパルス発生回路（８）と位相検
出回路（９）の出力により、電動機（１）の速度を算出
する速度検出回路、（７）は同じく、パルス発生回路（
８）と位相検出回路（９）の出力より電動機（１）の軸
の位置を算出する位置算出回路である。又第２図におい
て、（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）は、速度・位置検出器
（６）の出力波形、（ｄ）はパルス発生回路（８）の出
力信号を示す波形、（ｅ）は位相検出器の出力を示す。

次いで、上記第１図に示す一実施例の動作について説明
する。外部から定位置停止指令が与えられていない時は
、上述したような第７図に示す従来装置と同様の動作を
行う。ただし、１１度検出回路（４）は、単位時間ごと
に速度を検出し、単位時間当りにパルス発生回路（８）
から退られて来るパルス総数と、位相検出器（９）から
得られる位相により、速度を算出する。つまり、１回転
当りＮ個の波数を持つ正弦波エンコーダの場合、単位時
間ＴＳＴ（秒）当りのパルス発生回路（８）の総出力パ
ルス数がＰ個であると、（１）式で求められる。

次に、速度の求め方の原理について述べる。

７３７秒間に位相は、第４図に示すように、３６０°×
波数ｎ＋（３８０°−ｘ＊　＋ｙａ　Ｎとなるここで、
Ｘｏ：前回位相 ｙｏ：今回位相 電動機１回転当り位相は　　３６０°　ＸＮ従って、Ｔ
ｓＴ秒間に電動機（１）は ３６０”ＸＮ 回転する。

なお、＊印は位相検出器（９）の出力（ｅ）の値である
ことを示している。

この発明では、位相は第２図に示すように、０〜３６０
＠をパルス十位相１　（０〜９０°）に変換して求めて
いる。従って、電動機速度は、具体的には（１）式で求
められる。

このようにして、速度制御回路（２）、電力変換回路（
３）、電動器（１）、速度・位置検出器（６）、ノ＼ル
ス発生回路（８）、位相検出器（９）、速度検出回路（
４）の速度制御ループを構成する。

次いで、外部から定位置停止指令が与えられると、上述
したように、定位置停止制御回路リフのシーケンスに従
い、スイッチａ■を開き、スイッチＣｌ４）を閉じるこ
とにより電動機速度は、オリエント速度になる。オリエ
ント速度に達した後、速度・位置検出器（６）のＺ相の
信号に同期して定位置停止制御回路ａｚの指示で位置算
出回路（７）は二肋機（１）の位置の算出を始める。位
置の算出は（４）式で求められる。

位相算出の原理は、第５図かられかるようにで求められ
る。

所で、上述のように位相は第２図に示すように、０〜３
６０°をパルス十位相責０〜９０′）に変換して求めて
いるから電！ＩＩ機の位置（回転角度）は具体的には（
４）式で求められる。

そこで、位置算出回路（７）は、パルス発生回路（８）
のパルス数を積算することにより、電動機軸の位五が計
算でき、外部から与えられる目捺位背と、電動機軸の位
置の差（位置偏差）に応じた速度指令を、出力する。定
位置停止制御回路αつは、位置算出回路（７）の位置偏
差がある一定値に達したら、スイッチα４）を開き、ス
イッチ（ｌ″ｓＪを閉しる。従って、速度制御回路（２
）には、位置算出回路（７）の位晋；月差に応じた速度
指令値が、クランプ回路（１６）を経て、与えられる。

クランプ回路（１６）では速度指令値がクランプ値より
も大きい時は、クランプ値が速度指令として与えられ、
クランプ値よりも小さい時は、位置偏差に応じた速度指
令が与えられる。

こうして位置算出回路（７）の出力に応じて、電動機（
１）は減速され、位置算出回路（７）の出力が７となっ
たところで、速度指令は雫となり、電動機（王）は目標
とした足位置で停止する。

〔発明の効果） 以上のように、この発明によれば、速度及び位置検出器
を正弦波エンコーダで構成したので、１回転当つの出力
波数が少なくても、高い速度検出精度と位置検出精度が
得られ、逆に出力波数が少ないので周波数特性の面から
電動機の高速運転が可能であるという効果がある。又、
速度及び位置検出器も、出力波数が少ないことから安価
に出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電動機の停止位置制
御装置を示すブロック構成図、第２図はこの発明の一実
施例の動作を説明するための各部の波形図、第３図は位
相検出器の詳細を示すブロック図、第４図は速度の求め
方の原理を示す波形図、第５図は位置の求め方の原理を
示す波形図、第６図は停止位置制御装置における時間−
電動機速度の様子を示す説明図、第７図は従来の電動機
の停止位置制御装置を示すブロック構成図である。 図に゛おいて、（１）・・・電動機、（２）・・・速度
制御回路、（３）・・・電力変換回路、（４）・・・速
度検出回路、（６）・・・速度・位置検出器、（７）位
置算出回路、（８）・・・パルス発生回路、（９）・・
・位相検出器、ＱＣＩ・・・一定速度指令回路、（財）
・・・定位置停止制御回路、ａつ、α旬、　（１５）・
・・指令速度切換スイッチ、（１６）・・・クランプ回
路、（１７）・・・位置検出用パルス発生回路である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　佐　藷　正　年 第　３　］ 第４図 Ｎ１回

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動機の軸と、停止位置決めを行なう工作機械の最終軸
   との歯車比が１：１で結合されており、かつ電動機の速
   度を検出する速度検出器及び最終軸の回転角度を検出す
   る位置検出器として同一の検出器を有し、定位置停止指
   令に従って前記電動機を定位置に停止させる電動機の停
   止位置制御装置であって、前記検出器として正弦波を出
   力する正弦波エンコーダを用い、前記正弦波出力の波数
   と位相に基づいて速度検出信号及び位置検出信号を得る
   ことを特徴とした電動機の停止位置制御装置。