JPH0625937B2

JPH0625937B2 - 位置決め制御装置

Info

Publication number: JPH0625937B2
Application number: JP10801786A
Authority: JP
Inventors: 典継平位; 正一坂崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-05-12
Filing date: 1986-05-12
Publication date: 1994-04-06
Anticipated expiration: 2009-04-06
Also published as: JPS62263512A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、制御対象軸に取付けられたパルス発生器の
パルス信号をカウントし、そのカウント値に基いて制御
対象軸を任意の位置に停止させる位置決め制御装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

この種の従来の位置決め制御装置として第２図に示すも
のがあつた。これは、工作機械の主軸等を予め決められ
た角度位置に停止させる、いわゆる、オリエンテーシヨ
ンを行うもので、モータ(1)はモータ速度制御装置(2)に
よつて速度制御されるようになつている。モータ(1)に
は回転速度に応じた周波数で、相互に一定の位相差を持
つ２種類の正弦波信号を発生するモータ速度制御用パル
ス発生器（以下速度制御用ＰＬＧと呼ぶ）(3)が結合さ
れ、その信号がモータ速度制御装置(2)と、モータ回転
方向判別回路(4)と、後述する周波数−電圧変換器(9)と
に加えられる。このうち、モータ回転方向判別回路(4)
は速度制御用ＰＬＧ(4)の出力信号に基いてモータ(1)の
回転方向を判別し、正転であればレベル“１”の信号を
出力する。また、モータ(1)を通常速度Ｎ₁で回転させる
指令を通常速度指令とすれば、これよりも遅いオリエン
ト速度Ｎ₂に相当する正の電圧、すなわち、オリエント
速度指令を出力するオリエント速度指令電圧発生器(5)
が設けられ、その出力側には、モータ回転方向判別回路
(4)の出力信号レベルに対応して出力電圧をそのまま出
力したり、負の電圧に反転させて出力したりするオリエ
ント速度指令電圧極性決定回路(6)が設けられている。
さらに、オリエント速度Ｎ₂よりも遅いクリープ速度Ｎ₃
に相当する正の電圧、すなわち、クリープ速度指令を出
力するクリープ速度指令電圧発生器(7)が設けられ、そ
の出力側には、モータ回転方向判別回路(4)の出力信号
レベルに対応して出力電圧をそのまま出力したり、負の
電圧に反転させて出力したりするクリープ速度指令電圧
極性決定回路(8)が設けられている。

一方、速度制御用ＰＬＧ(3)の正弦波信号が加えられる
周波数−電圧変換器（以下F/Vコンバータと呼ぶ）(9)は
正弦波の周波数に見合つた電圧を出力するもので、その
出力側にはモータ回転方向判別回路(4)の出力信号レベ
ルに対応して出力電圧をそのまま出力したり、負の電圧
に反転させて出力したりする速度フイードバツク極性決
定回路(10)が設けられ、その出力が速度一致判別回路(1
1)に加えられている。この速度一致判別回路(11)は上記
オリエント速度指令電圧極性決定回路(6)の出力と、速
度フイードバツク極性決定回路(10)の出力とを比較し、
両者が一致したときレベル“１”の信号を出力するもの
である。

次に、モータ速度制御装置(2)の入力側には、通常速度
指令、オリエント速度指令電圧極性決定回路(6)を介し
て得られるオリエント速度指令、クリープ速度指令電圧
極性決定回路(8)を介して得られるクリープ速度指令、
および、後述するデイジタル−アナログ変換器(28)を介
して得られる速度指令を入力するスイツチ(12)〜(15)が
設けられており、シーケンスカウンタ(16)がこれらのス
イツチのいずれか１つを閉じるようになつている。

また一方、モータ(1)の出力軸は、歯車またはベルト等
の動力伝達手段(17)を介して、制御対象軸としての最終
軸(18)が結合されており、この最終軸(18)には、これが
１回転する間に一定の位相差を持つＮ個のＡ相パルスお
よびＮ個のＢ相パルスと、１回転中の特定の位置にて１
個のＣ相パルスを発生する位置検出用パルス発生器（以
下位置検出用ＰＬＧと呼ぶ）(19)が取付けられている。
この位置検出用ＰＬＧ(19)のＡ相パルスおよびＢ相パル
スはパルス発生器回転方向判別回路(20)によつて位相比
較され、Ａ相パルスがＢ相パルスより進んでいるときレ
ベル“１”の信号が出力され、これと反対のときにレベ
ル“０”の信号が出力される。また、このＡ相パルスお
よびＢ相パルスは４逓倍回路(21)によつて周波数が４逓
倍される。そして、パルス発生器回転方向判別回路(20)
の出力はカウンタ回路(22)のカウントアツプとカウント
ダウンを決定する端子U/Dに加えられ、４逓倍回路(21)
の出力はこのカウンタ回路の信号入力端子ＣＬにそれぞ
れ加えられている。なお、このカウンタ回路(22)のプリ
セツト値入力端子Ｐには外部停止位置データ(23)が加え
られ、プリセツト端子ＰＲにはシーケンスカウンタ(16)
が信号を加えるようになつている。

次に、設定によりデイジタルの位置ループゲインを出力
する第１位置ループゲイン設定器(24)の出力と、カウン
タ回路(22)のカウント値とを入力し、カウンタ回路(22)
の出力と最終停止位置との差が第１位置ループゲイン設
定器(24)の値よりも小さくなるとレベル“１”の信号を
シーケンスカウンタ(16)に与える第１位置ループゲイン
比較回路(25)が設けられている。また、これと同様に、
設定によりデイジタルの位置ループゲインを出力する第
２位置ループゲイン設定器(26)の出力と、カウンタ回路
(22)のカウント値とを入力し、カウンタ回路(22)の出力
と最終停止位置との差が第２位置ループゲイン設定器(2
6)の値よりも小さくなるとレベル“１”の信号をシーケ
ンスカウンタ(16)に与える第２位置ループゲイン比較回
路(27)が設けられている。

また、カウンタ回路(22)のカウント値がデイジタル−ア
ナログ変換器（以下D/Aコンバータと呼ぶ）(28)によつ
てアナログ信号に変換され、これが速度指令としてスイ
ツチ(15)を介してモータ速度制御装置(2)に加えられる
ようになつている。さらに、シーケンスカウンタ(16)に
は最終軸(18)の定位置停止指令も加えられる。

次に動作について説明する。定位置停止指令が加えられ
ないとき、シーケンスカウンタ(16)はスイツチ(12)を閉
じ、他のスイツチ(13)〜(15)を開いているので、モータ
速度制御装置(2)は通常速度指令に見合つた速度Ｎ₁でモ
ータ(1)を回転させる。ここで、モータ(1)、動力伝達手
段としてのベルト(17a)、最終軸(18)および位置検出用
ＰＬＧ(19)が第６図(a)に示す関係にあり、モータ(1)と
位置検出用ＰＬＧ(19)とが同じ向きに回転するものとす
る。

今、正の速度指令電圧が与えられるとモータ速度制御装
置(2)はモータ(1)を正転側に回転させるため、速度制御
用ＰＬＧ(3)も正転方向に回転して第３図に示すように
Ａ相の方がＢ相よりも進んだ２種類の正弦波信号を出力
する。この関係にあるとき、モータ回転方向判別回路
(4)はレベル“１”の信号を出力し、F/Vコンバータ(9)
はこれらの正弦波信号の周波数に見合つた電圧を出力し
ている。また、モータ回転方向判別回路(4)がレベル
“１”の信号を出力したことにより、オリエント速度指
令電圧極性決定回路(6)、クリープ速度指令電圧極性決
定回路(8)および速度フイードバツク極性決定回路(10)
は、各々入力された正電圧をそのまま出力する。

また、モータ(1)が正転方向に回転したとき、位置検出
用ＰＬＧ(19)も正転方向に回転して、第４図に示すよう
に、Ａ相パルスと、これよりも位相が進んだＢ相パルス
と、一回転中の特定位置で短時間だけ“１”レベルにな
るＣ相パルスとを出力する。このとき、パルス発生器回
転方向判別回路(20)はこのＡ相パルスとＢ相パルスとの
関係を見てレベル“０”の信号をカウンタ回路(22)のU/
D端子に加え、４逓倍回路(21)はＡ相パルス、Ｂ相パル
スそれぞれの立上り、立下りエツヂを検出して第４図に
示すような４逓倍されたカウントパルスを信号入力端子
ＣＬに加える。

ここで、定位置停止指令が加えられると、シーケンスカ
ウンタ(16)はスイツチ(12)を開放させてスイツチ(13)を
閉成させる。このとき、モータ回転方向判別回路(4)は
レベル“１”の信号を出力しており、オリエント速度指
令電圧発生器(5)のオリエント速度指令電圧が、オリエ
ント速度指令電圧極性決定回路(6)を通つても、そのま
まモータ速度制御装置(2)に加えられる。従つて、モー
タ速度制御装置(2)はモータ(1)を通常速度Ｎ₁からオリ
エント速度Ｎ₂へ減速させる。また、この場合、速度一
致制御回路(11)は、オリエント速度指令電圧極性決定回
路(6)の出力レベルと、速度フイードバツク電圧極性決
定回路(10)の出力レベルとを比較し両者が一致したと
き、すなわち、モータ(1)がオリエント速度に到達する
とレベル“１”の信号を出力する。シーケンスカウンタ
(16)がこのレベル“１”の信号を受け取り、しかも、位
置検出用ＰＬＧ(19)のＣ相パルスが立上がると、内容を
１ステツプだけ進め、カウンタ回路(22)をプリセツトす
る。そこで、カウンタ回路(22)は外部停止位置データ(2
3)を最終停止位置に加えた値を出力すると共に、パルス
発生器回転方向判別回路(20)がレベル“０”の信号を加
えているので、カウントダウン側にセツトされることか
ら、４逓倍回路(21)のカウントパルスでカウントダウン
を始める。

一方、第１位置ループゲイン比較回路(25)は、カウンタ
回路(22)のカウント値と最終停止位置との差を見てお
り、その差が第１位置ループゲイン設定器(24)の値より
も小さくなると、レベル“１”の信号を出力する。シー
ケンスカウンタ(16)がこのレベル“１”の信号を受け取
ると、その内容を１ステツプだけ進めてスイツチ(13)を
開く代わりにスイツチ(14)を閉じる。このとき、モータ
回転方向判別回路(4)はレベル“１”の信号を出力して
おり、クリープ速度指令電圧発生器(7)のクリープ速度
指令電圧が、クリープ速度指令電圧極性決定回路(8)を
通つても、そのままモータ速度制御装置(2)に加えられ
る。従つて、モータ速度制御装置(2)はモータ(1)をオリ
エント速度Ｎ₂からクリープ速度Ｎ₃へ減速させる。

この結果、通常速度Ｎ₁で回転中のモータ(1)は、第５図
に示すように、時刻ｔ₁で定位置停止指令が加えられる
と通常速度Ｎ₁からオリエント速度Ｎ₂へ減速され、時刻
ｔ₂でクリープ速度指令が加えられるとオリエント速度
Ｎ₂からクリープ速度Ｎ₃へ減速される。

次に、第２位置ループゲイン比較回路(27)は、カウンタ
回路(22)のカウント値と最終停止位置との差を見てお
り、その差が第２位置ループゲイン設定器(26)の値より
も小さくなるとレベル“１”の信号を出力する。シーケ
ンスカウンタ(16)がこのレベル“１”の信号を受け取る
と、その内容を１ステツプだけ進めてスイツチ(14)を開
く代わりにスイツチ(15)を閉じる。このとき、カウンタ
回路(22)のカウント値がD/Aコンバータ(28)によつてア
ナログの電圧信号に変換されてモータ速度制御装置(2)
に加えられる。

このD/Aコンバータ(28)はバイポーラ動作で使用されて
いるので、最終停止位置とカウンタ回路(22)の出力との
偏差が第２位置ループゲイン設定器(26)にセツトされた
値より小さい範囲、すなわち、スイツチ(15)が閉じてい
る範囲内ではカウンタ回路(22)がカウントダウンすると
き正の電圧を出力し、カウントダウンする度毎にその電
圧は小さくなつてゆき、最終停止位置にて零となり、さ
らに、カウントアツプするとき負の電圧を出力し、カウ
ントアツプする度毎にその絶対値は小さくなつてゆき、
最終停止位置にて零になるようにしている。

かくして、モータ速度制御装置(2)は、第５図の時刻ｔ₃
以降、D/Aコンバータ(28)の正の出力電圧に見合つた速
度でモータ(1)を回転させ、この出力が零になる最終停
止位置にてモータ(1)を停止させることにより最終軸(1
8)の位置決めを行うのである。

一方、オリエント指令が与えられない状態で、通常速度
指令に負の電圧が与えられてモータ(1)が逆転側に回転
している場合には、速度制御用ＰＬＧ(3)から出力され
るＢ相信号波形がＡ相信号波形よりも進むので、モータ
回転方向判別回路(4)はこの関係を検出してレベル
“０”の信号を出力する。従つて、各極性決定回路(6),
(8),(10)は入力電圧を負に変えて出力する。また、位置
検出用ＰＬＧ(19)においては、Ｂ相パルスと、これより
も位相の進んだＡ相パルスを出力し、パルス発生器回転
方向判別回路(20)はこのＡ相パルスとＢ相パルスとの関
係を見てレベル“１”の信号を出力してカウンタ回路(2
2)のU/D端子に加えている。かくして、モータ(1)は正転
側と同じ動作で逆転側より定位置停止動作を始め、最終
停止位置にて停止し、最終軸(18)を定位置停止させるこ
とができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の位置決め制御装置は以上のように構成され、モー
タ(1)と位置検出用ＰＬＧ(19)とが第６図(a)に示す状態
に結合されている限り上述した動作を行う。しかしなが
ら、モータ(1)と位置検出用ＰＬＧ(19)とが第６図(b)に
示すように最終軸の反対側の端部に結合されたことによ
り、この両者が反対方向に回転し、モータ(1)が正転す
るとき、位置検出用ＰＬＧ(19)ではＡ相パルスがＢ相パ
ルスよりも進むことになる。このとき、パルス発生器方
向判別回路(20)はこの関係を見てレベル“１”の信号を
出力し、カウンタ回路(22)はカウントアツプを始める。
従つて、オリエント指令が加えられてスイツチ(15)が閉
じたときには、モータ速度制御装置(2)にD/Aコンバータ
(28)の負電圧が加えられる。このとき、モータ速度制御
装置(2)はモータ(1)を逆転側に回転させようとするた
め、結局、モータ(1)は第７図の破線に示すように振動
する。

かくして、従来の位置決め制御装置にあつては、モータ
と位置検出用ＰＬＧとが常に同じ方向に回転するような
取付構造を採用しなければならず、これが工作機械等の
構造の簡易化およびコンパクト化を困難にするという問
題点があつた。

この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、モータと位置検出用ＰＬＧとが同一の方向に回転す
る取付構造でも、あるいは、反対方向に回転する取付構
造でも任意に選択し得、これによつて工作機械等の構造
の簡易化およびコンパクト化を実現し得る位置決め制御
装置の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る位置決め制御装置は、パルス発生器の回
転方向に対応してレベルが２通りに変化する信号を出力
する回転方向判別回路と、この回転方向判別回路の出力
信号レベルをカウントアツプ、カウントダウンの切替条
件としてパルス発生器の出力パルスをカウントするカウ
ンタ回路との間に、入力信号レベルをそのまま、あるい
は、反転のいずれかを任意に選定して出力する条件選定
手段を設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、モータに対してパルス発生器が同
じ方向に回転するように結合したときと、反対方向に回
転するように結合したときとで、それぞれ条件選定手段
によつて回転方向判別回路の出力レベルを切替えてカウ
ンタ回路に加えるようにしたので、パルス発生器の結合
状態が変わつても同じようにして制御対象軸を定位置停
止させることができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロツク図で
あり、(1)〜(28)は上記従来装置と全く同一のものであ
る。そして、これら以外の(29)はスイツチ、抵抗等で構
成され、スイツチをオン操作するとレベル“０”の信号
を、オフ操作するとレベル“１”の信号をそれぞれ出力
する条件設定器、(30)はこの条件設定器(29)の出力信号
レベルにより、パルス発生器回転方向判別回路(20)の出
力信号レベルを反転させるレベル反転回路である。な
お、条件設定器(29)とレベル反転回路(30)とが本発明の
条件選定手段に対応する。

上記のように構成された本実施例の動作を、特に、従来
装置と異る点を中心にして以下に説明する。

先ず、条件設定器(29)のスイツチがオフ状態にあるもの
とすれば、レベル反転回路(30)は、条件設定器(29)のレ
ベル“１”の信号を受け取り、パルス発生器回転方向判
別回路(20)の出力信号レベルをそのままのレベルで出力
する。従つて、位置検出用パルス発生器(19)が第６図
(a)に示すように取付けられた場合には条件設定器(29)
をオフ状態にすることによつて従来装置と同様な動作に
て定位置停止させることができる。

次に、位置検出用パルス発生器(19)が第６図(b)に示す
ように、モータ(1)に対して反対方向に回転するように
取付けられ、条件設定器(29)のスイツチをオン状態にし
てあるとする。

ここで、モータ(1)が正転側に回転しているときに定位
置停止指令を入力すれば、モータ(1)は正転しながらク
リープ速度まで減速する。一方、位置検出用ＰＬＧ(19)
は、Ａ相がＢ相よりも進んだ位相のパルスを出力し、パ
ルス発生器方向判別回路(20)はこれらの位相関係に応じ
てレベル“１”の信号を出力する。しかし、レベル反転
回路(30)には、条件設定器(29)のレベル“０”の信号が
加えられているため、パルス発生器方向判別回路(20)か
ら出力されるレベル“１”の信号はレベル“０”に変え
てカウンタ回路(22)のU/D端子に加えられる。

従つて、カウンタ回路(22)はカウントダウンを開始し、
スイツチ(15)が閉じたとき、モータ速度制御装置(2)に
は、カウンタ回路(22)のカウント値をD/Aコンバータ(2
8)によつてアナログ化された正の電圧が与えられるた
め、モータ(1)はそのまま減速し、最終停止位置にて最
終軸を定位置停止させることができる。

かくして、この実施例によれば、モータ(1)に対して位
置検出用ＰＬＧ(19)が第６図(a)に示すように同じ方向
に回転するように結合されても、あるいは、第６図(b)
に示すように反対方向に回転するように結合されても、
条件設定器(29)のスイツチをオフ、オンさせることによ
り、最終軸を定位置停止させることができる。

なお、上記実施例では、位置検出用ＰＬＧ(19)の取り付
け方によつて条件設定器(29)の条件を変化させることに
より、カウンタ回路(22)のアツプカウント、ダウンカウ
ントの条件を変えたが、この代わりに条件設定器(29)に
よりD/Aコンバータ(28)の出力を正負に反転させること
のできる極性決定回路を設けるようにしても上述したと
同様な定位置停止制御が可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明によつて明らかなように、この発明によれ
ば、条件選定手段によつて回転方向判別回路の出力レベ
ルを任意に切替えてカウンタ回路に加えるようにしたの
で、モータに対してパルス発生器が同じ方向に回転する
ように結合されても、あるいは、反対方向に回転するよ
うに結合されても、同じようにして制御対象軸を定位置
停止させ得、これによつて、工作機械等の構造の簡易化
およびコンパクト化を実現し得るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロツク図、
第２図は従来の位置決め制御装置の構成を示すブロツク
図、第３図および第４図は同装置の動作を説明するため
の波形図、第５図は同装置の動作を説明するために、時
間とモータ速度との関係を示した線図、第６図(a),(b)
は同装置の主要素の結合状態を示す概略構成図、第７図
は同装置の動作を説明するために時間と距離との関係を
示した線図である。 (1)：モータ、(2)：モータ速度制御装置 (17)：動力伝達手段 (20)：パルス発生器回転方向判別回路 (22)：カウンタ回路、(29)：条件設定器 (30)：レベル反転回路なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動力伝達手段を介してモータに結合された
制御対象軸に取付けられ、この制御対象軸の回転に応じ
て位相の異る２種類のパルス信号を出力するパルス発生
器と、このパルス発生器から出力される２種類のパルス
信号相互の位相の進み、遅れを検出することにより、前
記パルス発生器の回転方向に対応してレベルが２通りに
変化する信号を出力する回転方向判別回路と、この回転
方向判別回路の出力信号レベルをカウントアツプとカウ
ントダウンの切替条件として前記パルス発生器の出力パ
ルスをカウントするカウンタ回路と、このカウンタ回路
および前記回転方向判別回路間に設けられ、入力信号レ
ベルをそのまま、あるいは、反転のいずれかを任意に選
定して出力する条件選定手段とを備え、前記カウンタ回
路のカウント値を速度指令として前記モータを制御する
ことにより前記制御対象軸を任意の位置に停止させるこ
とを特徴とする位置決め制御装置。
【請求項２】前記条件選定手段は、スイツチを操作して
種類の異る信号を出力する条件設定器と、この条件設定
器の出力信号に応動して前記回転方向判別回路の出力を
そのまま、あるいは、反転のいずれかを選定して前記カ
ウンタ回路に与えるレベル反転回路とを備えたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置決め制御装
置。