JP4882166B2 - Position synchronization controller - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、2つの搬送システムを組み合わせて物品を搬送する際に、機械的に絶縁されている各搬送システムの駆動部を所定の搬送比で運転制御する位置同期制御装置に関し、とくに、電動機を含む駆動装置と駆動部とを接続している減速ギアのギア比が正確に知られていなくても、駆動部に対する同期位置制御が可能な位置同期制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
物品を搬送路に沿って搬送する工場の生産ラインなどにおいて、誘導電動機、同期電動機を可変速制御する制御装置が用いられる。とくに、互いに機械的に絶縁された複数の搬送システムを組み合わせて搬送路を構成する場合には、各搬送システムを位置同期制御するために最適な制御方法が選択される必要がある。
【0003】
図6は、2本の搬送路10,20を組み合わせて物品Bを搬送するシステムを示す図である。このシステムは、例えば互いに機械的に絶縁されていない搬送システム、すなわちベルトやチェーンなどで機械的に連結された、2つ以上の駆動装置が組み込まれた単一の搬送システムであれば、シンクロ発振器やドループ制御、あるいはパルス列を利用して、同期速度制御が可能である。このとき、搬送システムが要求する速度制御の精度と、必要なコストとに応じていずれかの同期制御方法が選択されることになる。
【0004】
一方で、こうした機械的に絶縁されていない搬送システムとは異なり、2本の搬送路10,20が独立した搬送システムを構成しているとき、機械的に絶縁されている搬送システムという。この搬送システムでは、その各々を組み合わせて速度を合わせるための同期速度制御は、シンクロ発振器やパルス列を利用した制御が行われる。このような搬送システムにおいて、移送される物品Bの搬送路での位置を所定の範囲に指定するためには、上述したような速度の同期制御だけではなく、互いの搬送システムの位置についても同期制御することによって、物品Bを一方の搬送路から他方の搬送路に引き渡す相対的な位置関係を精密に制御しなくてはならない。
【0005】
図7には、機械的に絶縁されている搬送システムを同期速度制御するための構成を示している。この搬送システムでは、搬送路10を駆動する駆動部11に対しては、外部からの速度指令値Nによって速度設定されるが、搬送路20を駆動する駆動部21に対しては、駆動部11の機械軸に取り付けられたパルスエンコーダ13の信号を速度制御回路22に引き渡して形成される同期速度指令によって制御される。
【0006】
ここで、駆動部11の速度制御回路12は、駆動装置1と電動機M1と減速ギヤG1とパルスコーダPG1とから構成されている。駆動部21の速度制御回路22も、同様に駆動装置2と電動機M2と減速ギヤG2とパルスコーダPG2とから構成されている。パルスエンコーダ13の出力パルスは、搬送路10の速度に対応する周波数のパルスとして分周器14を介して速度制御回路22に供給される。速度制御回路22の駆動装置2では、パルス列の周波数とパルス数によって、駆動部11と同期するように駆動部21の速度制御が行われる。
【0007】
ところが、電動機M2と駆動部21との間には、減速ギアG2が介在しているため、長時間の運転中に位置ずれが生じる。そこで、減速ギヤG1のギア比とは異なる減速ギアG2を設けている場合、同期速度制御では速度指令を補正するために分周器14を設けて、これらのギア比を正確に設定することで、2本の搬送路10,20の位置ずれをなくすことが可能である。
【0008】
図8は、図7のものと同様に、機械的に絶縁されている搬送システムで同期位置制御を行うための構成を示している。ここでは、駆動装置2側にギア比を補正するためのソフトウェア制御手段15と、搬送路20の位置を検出するためのリミットスイッチ17とを備えている。ソフトウェア制御手段15では、分周器14で分周された信号に基づいて比率設定することにより、32ビットレベルでギア比に応じた詳細な位置補正を可能にしている。また、リミットスイッチ17によって搬送路20の初期位置を知ることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
同期速度制御の場合には位置ずれはシステム上の問題とはならないが、同期位置制御を行う場合は、物品の搬送位置が図6に示すような位置に固定されなくなれば、種々の不都合が生じる。
【0010】
従来の制御システムでは、複数の搬送路をそれぞれ駆動する電動機と駆動部との間にギアが介在するため、このギアのギア比が正確に分からない場合には、分周器やソフトウェア分周によって、搬送システムを正確に同期位置制御することができない。また、Vベルトのような滑りやすい結合手段によって電動機の力が搬送路に伝えられている場合には、長期間の運転中に同期位置にずれが生じる。また、減速ギアを用いないで、電動機に駆動部を直結している場合には、ギア比の問題はなくなるが、駆動装置の容量が大きくなるので、コストアップとなる。
【0011】
さらに、設計上の仕様に対してばらつきの大きな、安価なギアを使用していると、ギア比そのものが正確でなく、運転テストなどによって正確なギア比を見つけて、プログラム設定を行わなければならない。このようなプログラム設定には時間を要するので、大量生産品に安価なギアを取り付けている場合など、出荷前に全ての機械システムにギア比を設定するには、膨大な時間と手間を要するという問題があった。
【0012】
この発明の目的は、搬送システムのコストを低減するとともに、調整要素やメンテナンス必要部品の削減が可能な位置同期制御装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、2つの搬送システムを組み合わせて物品を搬送する際に、機械的に絶縁されている各搬送システムの駆動部を所定の搬送比で運転制御する位置同期制御装置が提供される。この位置同期制御装置は、それぞれ減速ギアを介して各駆動部を駆動するとともに、それぞれの減速ギアのギア比に応じた比率設定値によって同期速度制御する第1、第2の駆動手段と、前記各駆動部による物品の搬送タイミングを検出する第1、第2のタイミング検出手段と、前記第1,第2のタイミング検出手段で検出された搬送タイミングで前記第1、第2の駆動手段に出力される速度指令値に基づいて前記各駆動部の位置偏差を演算することにより、一方の駆動手段に対する同期速度を補正する速度指令値補正手段とから構成される。
また、本発明の別の位置同期制御装置は、それぞれ減速ギアを介して各駆動部を同期速度制御する第1、第2の駆動手段と、前記各駆動部による物品の搬送タイミングを検出する第1、第2のタイミング検出手段と、前記第1、第2のタイミング検出手段で検出された搬送タイミングで前記第1、第2の駆動手段に出力される速度指令値に基づいて前記各駆動部の位置偏差を演算し、演算された位置偏差に一方の駆動手段の位置制御ゲイン量を掛けることにより、前記一方の駆動手段に対する同期速度を補正する速度指令値補正手段と、から構成される。
さらに、本発明の別の位置同期制御装置は、それぞれ減速ギアを介して各駆動部を同期速度制御する第1、第2の駆動手段と、前記各駆動部による物品の搬送タイミングを検出する第1、第2のタイミング検出手段と、前記第1、第2のタイミング検出手段で検出された搬送タイミングで前記第1、第2の駆動手段に出力される速度指令値に基づいて前記各駆動部の位置偏差を演算し、演算された位置偏差に前記各駆動部における初期位置補正量を加算することにより、同期速度を補正する速度指令値補正手段と、から構成される。
さらにまた、本発明の別の位置同期制御装置は、それぞれ減速ギアを介して各駆動部を同期速度制御する第1、第2の駆動手段と、前記各駆動部による物品の搬送タイミングを検出する第1、第2のタイミング検出手段と、前記第1、第2のタイミング検出手段で検出された搬送タイミングで前記第1、第2の駆動手段に出力される速度指令値に基づいて前記各駆動部の位置偏差を演算し、演算された位置偏差に前記各駆動部における経時変化による位置のオフセット量を加算することにより、同期速度を補正する速度指令値補正手段と、から構成される。
【0014】
この位置同期制御装置では、電動機を含む駆動装置と駆動部とを接続している減速ギアのギア比が正確に知られていなくても、駆動部に対する同期位置制御が可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1は、この発明の位置同期制御装置を示すブロック図である。
【0016】
2本の搬送路10,20は、互いに機械的に絶縁されていない搬送システムを構成している。この搬送システムでは、搬送路10を駆動する駆動部11に対しては、外部から速度指令値N1によって速度設定される。また、電動機M1の回転速度信号がパルスコーダPG1から駆動装置2に入力され、電動機M2のパルスコーダPG2からの回転速度信号との間で位置偏差が演算され、搬送路20を駆動する駆動部21に対して同期速度制御している。
【0017】
従来の位置同期制御装置(図8)と異なるのは、搬送路10の駆動部11に取り付けていたインクリメンタルエンコーダ(パルスエンコーダ13)が不要となる点である。また、駆動装置2にリミットスイッチ17から搬送路20の位置検出信号(LS2)が入力されているだけでなく、搬送路10にもリミットスイッチ16を設けて、そこから搬送路10の位置検出信号(LS1)が駆動装置2に入力するように構成した点でも異なっている。これらのリミットスイッチ16,17は、搬送される物品Bが搬送路10と搬送路20との境界位置に到達したとき、それぞれ同時にオンするように搬送路10,20に設置される。すなわち、リミットスイッチ16,17は、各搬送路10,20上での物品Bの搬送周期に同期してオン、オフを繰り返すことにより、各駆動部11,21による物品の搬送タイミングを検出する第1、第2のタイミング検出手段を構成している。
【0018】
駆動装置1,2によって制御される電動機M1、M2は、それぞれ減速ギアG1、G2を介して駆動部11、21を駆動する。これらの減速ギアG1,G2のギア比は、正確ではないが既知であるものとする。このようなシステム条件において、ギア比を予め設定しておくことで、同期速度制御が可能になる。
【0019】
また、リミットスイッチ16,17がオン、オフする位置の偏差は、時間の経過とともに変化しないように、同期位置制御が行われる。位置偏差が変化した場合には、その変化分を0に収束させるべく、駆動装置2では電動機M2への速度設定値を増加する。
【0020】
図2は、リミットスイッチによる2つの搬送システムの位置合わせを説明する図である。
同図(A)は、搬送路10から搬送路20に移送される物品Bが、搬送路20で位置ずれを起こした場合である。ここでは、リミットスイッチ16,17の信号LS1,LS2によって物品Bを載せた搬送路10,20のステージの区切り部分を検出している。リミットスイッチ16,17は、それぞれ同時にLS1,LS2がオンするように配置されている。同図(B)の場合には、LS1,LS2が同時にオンするように搬送路10,20が位置制御されているため、搬送路20での物品Bの位置ずれは生じていない。
【0021】
図3は、リミットスイッチの信号LS1,LS2に基づいて検出される位置偏差を説明する図である。
搬送路10,20に設けたリミットスイッチ16,17のLS1,LS2が互いに同じタイミングでオンとなる場合に、位置ずれのない同期位置制御が可能であることを示している。このように、搬送システムの同期位置が合致するように予め機械調整を行っている場合には、位置同期制御装置ではリミットスイッチ16,17が同時にオンになるように速度を制御することによって、搬送路10,20の位置偏差を0に収束するような位置同期制御ができる。
【0022】
図4は、同期位置制御を実施するための速度指令値補正回路の構成を示すブロック図である。
速度指令値補正回路30のインタフェイス回路31には、パルスコーダPG1からの位置指令信号θ1、パルスコーダPG2からの位置検出信号θ2、及びそれぞれリミットスイッチ16,17からのディジタル信号LS1,LS2が入力されている。
【0023】
エッジ検出回路32は、ディジタル信号LS1の立ち上がりのタイミングを検出して、パルスコーダPG1からの位置指令信号θ1に対するサンプルホールド回路33をオンオフするタイミングを決定している。同様に、エッジ検出回路34では、信号LS2の立ち上がりのタイミングを検出して、位置検出信号θ2に対するサンプルホールド回路35をオンオフするタイミングを決定している。
【0024】
位置検出回路36は、エッジ検出回路32及びサンプルホールド回路33と接続され、駆動部1の位置が検出される。同様に、位置検出回路37は、エッジ検出回路34及びサンプルホールド回路35と接続され、駆動部2の位置が検出される。これらの位置検出信号θ1、θ2は、減算器38に入力され、駆動部1,2間の位置ずれ量Δθが求められる。積分回路39では、位置ずれ量Δθのサンプリング毎での時間積算値を演算している。
【0025】
比率設定回路40は、サンプルホールド回路33と接続されることにより、駆動装置1に対する速度設定信号が入力され、駆動装置2の同期速度を決定している。ここでは、減速ギアG1、G2のギア比α:β、a:b、及び駆動部1、2における搬送比m:nが設定され、駆動装置1に対する設定速度N1から駆動装置2の同期速度N2を、次の式(1)のように決定している。
【0026】
【数1】
N2=N1×(β/α)×(a/b)×(n/m) …(1)
ギア比α:β、a:bが正確であれば、この同期速度N2によって正確に同期した位置で駆動装置2を制御できる。しかし、実際には製品個体差があるので、このまま運転を続けると、徐々に位置がずれていく。そこで、速度指令値補正回路30のインタフェイス回路31には、駆動部1,2が1ステージだけ移動する毎に、それぞれオンするリミットスイッチ16,17からの信号LS1,LS2が供給され、同期位置制御が行われる。
【0027】
この同期位置制御装置では、リミットスイッチ16,17で検出される搬送路10,20の相対的な位置関係が不変であればよい。ここでは、予め機械的な調整によって、リミットスイッチ16,17の信号LS1,LS2が同時にオンになるよう速度を制御している。
【0028】
図5は、駆動装置2に対する速度指令値補正回路30の速度補正原理を説明する図である。
いま、速度指令値補正回路30に対して、リミットスイッチ16,17からのディジタル信号LS1,LS2が位置偏差Δθで入力されているものとする。このとき、駆動装置2に対する補正された速度指令値は、位置偏差Δθを0とするようにΔNの大きさだけ補正された値で出力され、その後に元の大きさに戻る。
【0029】
そこで、式(1)に示す同期速度N2は減算器41に入力され、位置検出信号θ2との差分が演算され、積分回路42で積分されることで、駆動装置2に対する同期速度N2が補正される。
【0030】
さらに、加算器43で位置ずれ量Δθの時間積算値が加算され、加算器44では、機械システムの経時変化を考慮してオフセット調整回路45で決定される位置のオフセット信号θoffsetが加算される。ゲイン回路46では、加算器44の出力に位置制御ゲイン(APRゲイン)が掛け合わされる。また、ゲイン回路47では、式(1)に示す同期速度N2にF/Fゲインが掛け合わせられる。これらのゲイン回路46,47の出力は、互いに加算器48で加算され、駆動回路2に対する補正された速度指令として出力される。
【0031】
このように、駆動装置2の同期位置設定は、駆動装置2に対する補正された位置指令N2とパルスコーダPG2による位置検出量(θ2)との差(位置偏差)に、位置ずれ量Δθ、初期位置補正Δθ0を加えて、さらに位置制御ゲイン(APRゲイン)を掛けたものとなり、次の式(2)のように表すことができる。
【0032】
駆動装置2の同期位置設定
【0033】
【数2】
=[Σ{θ1×(β/α)・(a/b)・(n/m)−θ2}+Δθ0+ΣΔθ]×(APRゲイン) …(2)
また、機械システムの経時変化を考慮して、位置のオフセット信号θoffsetによる補正を可能とした場合には、次の(3)式となる。
【0034】
駆動装置2の同期位置設定
【0035】
【数3】
=[Σ{θ1×(β/α)・(a/b)・(n/m)−θ2}+Δθ0+θof fset+ΣΔθ]×(APRゲイン) …(3)
なお、θはサンプリング当たりのパルス列の個数、Σはサンプリングごとに位置を時間積分していることを示す。したがって、ソフトウェアで実現する場合には、ΣΔθの量がオーバフローすると、同期位置合わせ制御が不能となるから、通常では64ビットの変数で保持するようにしている。これによって、ほぼ無限に補正が可能になる。
【0036】
以上に説明したように、この発明の位置同期制御装置では機械的に絶縁されている2つの搬送システムを組み合わせて物品を搬送する際に、電動機M1,M2を駆動部11,21と接続している減速ギアG1,G2のギア比が正確に知られていない場合でも、各駆動部による物品の搬送タイミングを検出する第1、第2のタイミング検出手段としてリミットスイッチ16,17を設けたことにより、同期位置制御を行うことができる。
【0037】
また、搬送システムの駆動部11,21にインクリメンタルエンコーダのような高価な検出器を設ける従来のものとは異なり、電動機M1,M2に付属している速度制御用のパルスコーダPG1,PG2を用いて、簡単に位置同期制御を行えるので、従来の搬送システムから調整要素やメンテナンス必要部品の削減を図って、コストを低減することができる。
【0038】
また、機械的に絶縁されている複数の搬送システムを組み合わせる場合に、駆動装置1と駆動装置2との同期位置制御を行い、次に駆動措置2と駆動装置3との同期位置制御を行うなどにより、多数の搬送システムを次々に組み合わせて、容易に拡張することができる。
【0039】
また、減速ギアG1,G2のギア比が正確に分かっていない場合や、設計上の仕様に対してばらつきの大きな、安価なギアを使用している場合でも、組み合わせた搬送システム毎に面倒な比率設定などを行う必要がなくなるので、搬送システムのコストダウンを簡単に実現できる。
【0040】
さらに、オフセット調整回路45を設けていることにより、長期間の運転中に同期位置にずれが生じるなどの経時的な位置ずれに対して、コストのかかるメンテナンスが不要になるという利点がある。
【0041】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明の位置同期制御装置によれば、2つの搬送システムを組み合わせて物品を搬送する際に、搬送システムのコストを低減するとともに、調整要素やメンテナンス必要部品の削減が可能なるので、機械的に絶縁されている各搬送システムの駆動部を簡単に所定の搬送比で運転制御できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の位置同期制御装置を示すブロック図である。
【図2】 リミットスイッチによる2つの搬送システムの位置合わせを説明する図である。
【図3】 リミットスイッチの信号LS1,LS2に基づいて検出される位置偏差を説明する図である。
【図4】 同期位置制御を実施するための速度指令値補正回路の構成を示すブロック図である。
【図5】 駆動装置に対する速度指令値補正回路の速度補正原理を説明する図である。
【図6】 2本の搬送路を組み合わせて物品を搬送するシステムを示す図である。
【図7】 従来の機械的に絶縁されている搬送システムにおける同期速度制御を行うための構成を示す図である。
【図8】 従来の機械的に絶縁されている搬送システムにおける同期位置制御を行うための構成を示す図である。
【符号の説明】
1,2…駆動装置、
10,20…搬送路、
11,21…駆動部、
M1,M2…電動機、
PG1,PG2…パルスコーダ、
G1、G2…減速ギア、
16,17…リミットスイッチ、
30…速度指令値補正回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a position synchronization control device that controls operation of a mechanically insulated drive unit at a predetermined conveyance ratio when an article is conveyed by combining two conveyance systems, and in particular, an electric motor The present invention relates to a position synchronization control device capable of performing synchronous position control with respect to a drive unit even if the gear ratio of a reduction gear connecting the drive device including the drive unit is not accurately known.
[0002]
[Prior art]
A control device that performs variable speed control of an induction motor and a synchronous motor is used in a production line of a factory that transports articles along a transport path. In particular, when a transport path is configured by combining a plurality of transport systems that are mechanically insulated from each other, it is necessary to select an optimal control method in order to control the position of each transport system.
[0003]
FIG. 6 is a diagram illustrating a system for transporting the article B by combining the two
[0004]
On the other hand, unlike the conveyance system which is not mechanically insulated, when the two
[0005]
FIG. 7 shows a configuration for synchronous speed control of a mechanically insulated transport system. In this transport system, the speed is set by an external speed command value N for the drive unit 11 that drives the
[0006]
Here, the
[0007]
However, since the reduction gear G2 is interposed between the electric motor M2 and the
[0008]
FIG. 8 shows a configuration for performing synchronous position control in a mechanically insulated transport system similar to that of FIG. Here, software control means 15 for correcting the gear ratio and a
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the synchronous speed control, the positional deviation does not become a problem in the system. However, in the case of performing the synchronous position control, various inconveniences occur if the article conveyance position is not fixed at the position shown in FIG. .
[0010]
In the conventional control system, a gear is interposed between the motor that drives each of the plurality of conveyance paths and the drive unit. Therefore, if the gear ratio of this gear is not accurately known, a frequency divider or software divider is used. Therefore, it is impossible to accurately control the synchronous position of the transport system. In addition, when the force of the electric motor is transmitted to the conveyance path by a slippery coupling means such as a V-belt, a shift occurs in the synchronous position during long-term operation. Further, when the drive unit is directly connected to the electric motor without using the reduction gear, the problem of the gear ratio is eliminated, but the capacity of the drive device is increased, resulting in an increase in cost.
[0011]
In addition, when using inexpensive gears that vary greatly with the design specifications, the gear ratio itself is not accurate, and it is necessary to find the exact gear ratio through operation tests and set the program. . It takes time and effort to set the gear ratio for all mechanical systems before shipment, such as when inexpensive gears are attached to mass-produced products, because such program setting takes time. There was a problem.
[0012]
An object of the present invention is to provide a position synchronization control apparatus capable of reducing the cost of a transport system and reducing adjustment elements and parts requiring maintenance.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, there is provided a position synchronization control device that controls the operation of a drive unit of each mechanically insulated transport system at a predetermined transport ratio when an article is transported by combining two transport systems. Is done. The position synchronization control device drives each drive unit via a reduction gear, and first and second drive means for controlling the synchronous speed by a ratio set value corresponding to the gear ratio of each reduction gear ; Output to the first and second drive means at the first and second timing detection means for detecting the conveyance timing of the article by each drive unit and the conveyance timing detected by the first and second timing detection means And a speed command value correcting unit that corrects a synchronous speed with respect to one of the driving units by calculating a position deviation of each of the driving units based on the speed command value.
Further, another position synchronization control device of the present invention includes first and second drive means for controlling the speed of each drive unit through a reduction gear, respectively, and a first timing for detecting an article conveyance timing by each of the drive units. The first and second timing detection means, and the drive units based on the speed command values output to the first and second drive means at the conveyance timing detected by the first and second timing detection means. And a speed command value correcting means for correcting the synchronous speed with respect to the one driving means by multiplying the calculated position deviation by the position control gain amount of the one driving means.
Furthermore, another position synchronization control device according to the present invention includes first and second driving means for controlling the respective synchronous speeds of the respective driving units via reduction gears, and a first timing for detecting an article conveyance timing by the respective driving units. The first and second timing detection means, and the drive units based on the speed command values output to the first and second drive means at the conveyance timing detected by the first and second timing detection means. And a speed command value correcting means for correcting the synchronous speed by adding an initial position correction amount in each driving unit to the calculated position deviation.
Furthermore, another position synchronization control device of the present invention detects first and second drive means for controlling the speed of each drive unit via a reduction gear, and the conveyance timing of an article by each drive unit. Each drive based on speed command values output to the first and second drive means at the transport timing detected by the first and second timing detection means and the first and second timing detection means And a speed command value correcting means for correcting a synchronous speed by adding a position offset amount due to a change with time in each driving section to the calculated position deviation.
[0014]
In this position synchronization control device, even if the gear ratio of the reduction gear connecting the drive device including the electric motor and the drive unit is not accurately known, the synchronous position control for the drive unit is possible.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a position synchronization control apparatus of the present invention.
[0016]
The two
[0017]
The difference from the conventional position synchronization control device (FIG. 8) is that an incremental encoder (pulse encoder 13) attached to the drive unit 11 of the
[0018]
The electric motors M1 and M2 controlled by the
[0019]
Further, the synchronous position control is performed so that the deviation of the position where the limit switches 16, 17 are turned on and off does not change with the passage of time. When the position deviation changes, the
[0020]
FIG. 2 is a diagram for explaining alignment of two transport systems by limit switches.
FIG. 4A shows the case where the article B transferred from the
[0021]
FIG. 3 is a diagram for explaining the position deviation detected based on the limit switch signals LS1 and LS2.
When the LS1 and LS2 of the limit switches 16 and 17 provided on the
[0022]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a speed command value correction circuit for performing the synchronous position control.
The position command signal θ1 from the pulse coder PG1, the position detection signal θ2 from the pulse coder PG2, and the digital signals LS1 and LS2 from the limit switches 16 and 17, respectively, are input to the interface circuit 31 of the speed command
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The ratio setting circuit 40 is connected to the
[0026]
[Expression 1]
N2 = N1 × (β / α) × (a / b) × (n / m) (1)
If the gear ratios α: β and a: b are accurate, the
[0027]
In this synchronous position control device, the relative positional relationship between the
[0028]
FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of speed correction of the speed command
Now, it is assumed that the digital signals LS1 and LS2 from the limit switches 16 and 17 are input to the speed command
[0029]
Therefore, the synchronization speed N2 shown in the equation (1) is input to the subtractor 41, the difference from the position detection signal θ2 is calculated, and integrated by the integration circuit 42, so that the synchronization speed N2 for the
[0030]
Further, the time integration value of the positional deviation amount Δθ is added by the
[0031]
As described above, the synchronous position setting of the
[0032]
Synchronous position setting of
[Expression 2]
= [Σ {θ1 × (β / α) · (a / b) · (n / m) −θ2} + Δθ0 + ΣΔθ] × (APR gain) (2)
Further, in the case where correction by the position offset signal θoffset is possible in consideration of the change over time of the mechanical system, the following equation (3) is obtained.
[0034]
Synchronized position setting of the
[Equation 3]
= [Σ {θ1 × (β / α) · (a / b) · (n / m) −θ2} + Δθ0 + θof fset + ΣΔθ] × (APR gain) (3)
Here, θ represents the number of pulse trains per sampling, and Σ represents time integration of the position for each sampling. Therefore, when realized by software, if the amount of ΣΔθ overflows, the synchronization alignment control becomes impossible, so normally it is held as a 64-bit variable. As a result, the correction can be performed almost infinitely.
[0036]
As described above, in the position synchronous control device of the present invention, when two articles that are mechanically insulated are combined to convey an article, the motors M1 and M2 are connected to the
[0037]
Further, unlike the conventional one in which an expensive detector such as an incremental encoder is provided in the
[0038]
Further, when a plurality of mechanically insulated transport systems are combined, synchronous position control between the driving
[0039]
Even if the gear ratios of the reduction gears G1 and G2 are not accurately known, or even when using inexpensive gears that have a large variation with respect to the design specifications, a troublesome ratio for each combined transport system Since it is not necessary to make settings, the cost of the transport system can be easily reduced.
[0040]
Furthermore, the provision of the offset
[0041]
【Effect of the invention】
As described above, according to the position synchronization control apparatus of the present invention, when an article is conveyed by combining two conveyance systems, the cost of the conveyance system is reduced, and adjustment elements and parts required for maintenance are reduced. Since this is possible, it is possible to easily control the operation of the drive unit of each conveyance system that is mechanically insulated at a predetermined conveyance ratio.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a position synchronization control device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining alignment of two transport systems by a limit switch.
FIG. 3 is a diagram for explaining a position deviation detected based on limit switch signals LS1 and LS2.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a speed command value correction circuit for performing synchronous position control.
FIG. 5 is a diagram illustrating a speed correction principle of a speed command value correction circuit for a driving device.
FIG. 6 is a diagram illustrating a system for transporting an article by combining two transport paths.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration for performing synchronous speed control in a conventional mechanically insulated conveyance system.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration for performing synchronous position control in a conventional mechanically insulated transfer system.
[Explanation of symbols]
1, 2 ... Drive device,
10, 20 ... conveying path,
11, 21 ... drive unit,
M1, M2 ... Electric motor,
PG1, PG2 ... Pulse coder,
G1, G2 ... reduction gear,
16, 17 ... limit switch,
30 ... Speed command value correction circuit
Claims (7)
それぞれ減速ギアを介して各駆動部を駆動するとともに、それぞれの減速ギアのギア比に応じた比率設定値によって同期速度制御する第1、第2の駆動手段と、
前記各駆動部による物品の搬送タイミングを検出する第1、第2のタイミング検出手段と、
前記第1、第2のタイミング検出手段で検出された搬送タイミングで前記第1、第2の駆動手段に出力される速度指令値に基づいて前記各駆動部の位置偏差を演算することにより、一方の駆動手段に対する同期速度を補正する速度指令値補正手段と、
を備えることを特徴とする位置同期制御装置。In a position synchronous control device that controls the operation of a drive unit of each mechanically insulated transport system at a predetermined transport ratio when transporting an article by combining two transport systems,
First and second drive means for driving each drive unit via a reduction gear and controlling the synchronous speed by a ratio set value corresponding to the gear ratio of each reduction gear ;
First and second timing detection means for detecting the conveyance timing of the article by each of the driving units;
By calculating the positional deviation of each drive unit based on the speed command value output to the first and second drive means at the transport timing detected by the first and second timing detection means, Speed command value correcting means for correcting the synchronous speed with respect to the driving means;
A position synchronization control device comprising:
それぞれ減速ギアを介して各駆動部を同期速度制御する第1、第2の駆動手段と、
前記各駆動部による物品の搬送タイミングを検出する第1、第2のタイミング検出手段と、
前記第1、第2のタイミング検出手段で検出された搬送タイミングで前記第1、第2の駆動手段に出力される速度指令値に基づいて前記各駆動部の位置偏差を演算し、演算された位置偏差に一方の駆動手段の位置制御ゲイン量を掛けることにより、前記一方の駆動手段に対する同期速度を補正する速度指令値補正手段と、
を備えることを特徴とする位置同期制御装置。 In a position synchronous control device that controls the operation of a drive unit of each mechanically insulated transport system at a predetermined transport ratio when transporting an article by combining two transport systems,
First and second drive means for controlling the speed of each drive unit through respective reduction gears;
First and second timing detection means for detecting the conveyance timing of the article by each of the driving units;
Based on the speed command values output to the first and second drive means at the transport timing detected by the first and second timing detection means, the position deviation of each drive unit is calculated and calculated. by multiplying the position control gain of hand driving means to the position deviation, the speed command value correcting means for correcting the synchronous speed for said one of the drive means,
Position置同phase controller you comprising: a.
それぞれ減速ギアを介して各駆動部を同期速度制御する第1、第2の駆動手段と、
前記各駆動部による物品の搬送タイミングを検出する第1、第2のタイミング検出手段と、
前記第1、第2のタイミング検出手段で検出された搬送タイミングで前記第1、第2の駆動手段に出力される速度指令値に基づいて前記各駆動部の位置偏差を演算し、演算された位置偏差に前記各駆動部における初期位置補正量を加算することにより、同期速度を補正する速度指令値補正手段と、
を備えることを特徴とする位置同期制御装置。 In a position synchronous control device that controls the operation of a drive unit of each mechanically insulated transport system at a predetermined transport ratio when transporting an article by combining two transport systems,
First and second drive means for controlling the speed of each drive unit through respective reduction gears;
First and second timing detection means for detecting the conveyance timing of the article by each of the driving units;
Based on the speed command values output to the first and second drive means at the transport timing detected by the first and second timing detection means, the position deviation of each drive unit is calculated and calculated. A speed command value correcting means for correcting the synchronous speed by adding an initial position correction amount in each of the driving units to the position deviation ;
Position置同phase controller you comprising: a.
それぞれ減速ギアを介して各駆動部を同期速度制御する第1、第2の駆動手段と、
前記各駆動部による物品の搬送タイミングを検出する第1、第2のタイミング検出手段と、
前記第1、第2のタイミング検出手段で検出された搬送タイミングで前記第1、第2の駆動手段に出力される速度指令値に基づいて前記各駆動部の位置偏差を演算し、演算された位置偏差に前記各駆動部における経時変化による位置のオフセット量を加算することにより、同期速度を補正する速度指令値補正手段と、
を備えることを特徴とする位置同期制御装置。 In a position synchronous control device that controls the operation of a drive unit of each mechanically insulated transport system at a predetermined transport ratio when transporting an article by combining two transport systems,
First and second drive means for controlling the speed of each drive unit through respective reduction gears;
First and second timing detection means for detecting the conveyance timing of the article by each of the driving units;
Based on the speed command values output to the first and second drive means at the transport timing detected by the first and second timing detection means, the position deviation of each drive unit is calculated and calculated. A speed command value correcting means for correcting a synchronous speed by adding a position offset amount due to a change with time in each driving unit to the position deviation ;
Position置同phase controller you wherein Rukoto equipped with.
前記一方の駆動手段のパルスエンコーダ信号を分周して他方の駆動手段に出力していることを特徴とする請求項5記載の位置同期制御装置。6. The position synchronization control apparatus according to claim 5, wherein the pulse encoder signal of said one drive means is divided and output to the other drive means.
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