JPH0677222B2 - Positioning control device - Google Patents
Positioning control deviceInfo
- Publication number
- JPH0677222B2 JPH0677222B2 JP60132454A JP13245485A JPH0677222B2 JP H0677222 B2 JPH0677222 B2 JP H0677222B2 JP 60132454 A JP60132454 A JP 60132454A JP 13245485 A JP13245485 A JP 13245485A JP H0677222 B2 JPH0677222 B2 JP H0677222B2
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- JP
- Japan
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- deviation
- pulse
- polarity
- machine
- circuit
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- Expired - Lifetime
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- Machine Tool Positioning Apparatuses (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は工作機械等の位置決め制御装置に関し、特に
位置決め応答精度の向上を図った位置決め制御装置に関
する。The present invention relates to a positioning control device for machine tools and the like, and more particularly to a positioning control device with improved positioning response accuracy.
この種の従来装置として第3図に示すものがあった。第
3図に従来装置の全体回路ブロック図を示し、同図にお
いて(1)は機械(8)の移動位置の指令を入力する位
置指令回路、(2)は該位置指令回路(1)の位置指令
データと位置フィードバックデータを検出し、位置偏差
を出力する位置偏差演算回路、(3)は該位置偏差演算
回路(2)にて出力される位置偏差に対応した電力を出
力する速度アンプ、(4)は該速度アンプ(3)にて出
力される電力にて駆動されるモータ、(5a)は該モータ
(4)の速度検出器、(5b)は該速度検出器(5a)にて
検出された速度値を上記位置偏差演算回路(2)の位置
偏差と比較して上記速度アンプ(3)に出力し、帰還回
路を構成する比較器、(6)は上記モータ(4)にて回
転して機械(8)の移動を行なわせるギヤ、(7)は該
ギヤ(6)の回転を直線移動に変換して機械(8)を移
動させるボールネジ、(8)は被制御対象である機械、
(9)は該機械(8)の移動量を検出し、上記位置偏差
演算回路(2)に帰還する位置検出器である。A conventional device of this type is shown in FIG. FIG. 3 shows an overall circuit block diagram of a conventional device. In FIG. 3, (1) is a position command circuit for inputting a command of a moving position of a machine (8), and (2) is a position of the position command circuit (1). A position deviation calculating circuit that detects command data and position feedback data and outputs a position deviation, (3) a speed amplifier that outputs electric power corresponding to the position deviation output by the position deviation calculating circuit (2), ( 4) is a motor driven by the electric power output from the speed amplifier (3), (5a) is a speed detector of the motor (4), (5b) is detected by the speed detector (5a) The speed value thus obtained is compared with the position deviation of the position deviation calculation circuit (2) and output to the speed amplifier (3), and a comparator constituting a feedback circuit (6) is rotated by the motor (4). A gear that causes the machine (8) to move, and (7) rotates the gear (6). A ball screw (8) is the control object machine to move the machine (8) is converted into a linear movement,
(9) is a position detector that detects the amount of movement of the machine (8) and returns it to the position deviation calculation circuit (2).
次に上記構成に基づく従来装置の動作について第4図を
参照して説明する。上記第4図に制御パルスの波形図を
示し、まず位置指令回路(1)より機械(8)の目的位
置への移動に対応した演算指令パルスが与えられると、
位置偏差演算回路(2)は位置検出器(9)にて検出さ
れる機械(8)の現在位置データとの比較を行ない偏差
が“0"(目的位置に到達)になるまで位置偏差を出し続
ける。Next, the operation of the conventional device based on the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a waveform diagram of the control pulse. First, when the operation command pulse corresponding to the movement of the machine (8) to the target position is given from the position command circuit (1),
The position deviation calculation circuit (2) compares the current position data of the machine (8) detected by the position detector (9) and outputs the position deviation until the deviation becomes "0" (reaching the target position). to continue.
さらに、速度アンプ(3)は位置偏差に応じた速度でモ
ータ(4)を回転させ、この回転ギヤ(6)及びボール
ネジ(7)を介して機械(8)を目的位置まで移動させ
る。この機械(8)の位置を位置検出器(9)にて検出
し、この検出値が位置偏差演算回路(2)に帰還され、
目的位置への到達を検知することにより動作が完了す
る。Further, the speed amplifier (3) rotates the motor (4) at a speed corresponding to the position deviation, and moves the machine (8) to the target position via the rotary gear (6) and the ball screw (7). The position of the machine (8) is detected by the position detector (9), and the detected value is fed back to the position deviation calculation circuit (2),
The operation is completed by detecting the arrival at the target position.
従来の位置決め制御装置は以上のように構成されている
ので、バックラッシュ等の不感帯要素が制御ループの機
械系に含まれているため、位置制御ループ及び速度制御
ループの応答特性を向上させると機械系のバックラッシ
ュの中でモータがいったりきたりするリミットサイクル
現象が生じることとなり、最終機械位置がいつまでも静
止せず、ふらつく状態が継続し、位置制御ループ及び速
度制御ループの応答特性を上げることができないという
問題点を有していた。Since the conventional positioning control device is configured as described above, a dead zone element such as backlash is included in the mechanical system of the control loop. Therefore, if the response characteristics of the position control loop and the speed control loop are improved, The limit cycle phenomenon that the motor moves back and forth will occur in the backlash of the system, the final machine position will not remain stationary, the fluctuation will continue, and the response characteristics of the position control loop and speed control loop can be improved. It had a problem that it could not be done.
この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、最終機械位置が迅速に固定できると共に位置
制御ループ及び速度制御ループの応答特性を向上させる
ことができる位置決め制御装置を得ることを目的とす
る。The present invention has been made to solve the above problems, and to obtain a positioning control device capable of quickly fixing the final machine position and improving the response characteristics of the position control loop and the speed control loop. With the goal.
この発明に係る位置決め制御装置は、機械の移動位置を
指令する位置指令データ及び機械の現在位置を表わす現
在位置データが各々入力され、上記各データの偏差を演
算し、その極性に応じて正転パルス又は逆転パルスであ
って、上記偏差に比例したパルス数の位置信号を出力す
る位置偏差演算手段と、該位置偏差演算手段の演算結果
の極性を保持する極性保持手段と、上記位置偏差演算手
段からの偏差パルス及び極性保持手段からの極性が各々
入力され、該極性が反転したことを条件として上記偏差
パルスの最初のパルスを打ち消して残りのパルスにて形
成される制御信号を出力する不感帯形成手段と、該不感
帯形成手段からの制御信号に基づいて上記機械の移動位
置を制御する構成としたものである。The positioning control device according to the present invention is inputted with position command data for instructing a moving position of a machine and current position data representing a current position of the machine, calculates a deviation of each of the above data, and rotates normally according to its polarity. Position deviation calculating means for outputting a position signal of a pulse number or a reverse rotation pulse in proportion to the deviation, a polarity holding means for holding the polarity of the calculation result of the position deviation calculating means, and the position deviation calculating means. From the deviation pulse and the polarity from the polarity holding means are input, and a dead band is formed by canceling the first pulse of the deviation pulse and outputting a control signal formed by the remaining pulses on condition that the polarity is inverted. Means for controlling the moving position of the machine based on a control signal from the means and the dead zone forming means.
この発明における位置決め制御装置は、位置偏差演算手
段の演算結果の極性が反転すると、その反転した偏差パ
ルスの最初のパルスが打ち消されてパルス数の減少した
制御信号を不感帯形成手段にて送出し、この制御信号に
て機械の位置決めを行なう。In the positioning control device according to the present invention, when the polarity of the calculation result of the position deviation calculation means is reversed, the first pulse of the reversed deviation pulse is canceled and the dead zone forming means sends out a control signal with a reduced number of pulses. The machine is positioned by this control signal.
以下、この発明の一実施例を第1図及び第2図に基づい
て説明する。第1図に本実施例の全体回路ブロッ図、第
2図に制御パルス出力波形図を示し、本実施例に係る位
置決め制御装置は、前記従来装置の位置指令回路
(1)、位置偏差演算回路(2)、速度アンプ(3)、
モータ(4)、速度検出器(5a)、比較器(5b)、ギヤ
(6)、ボールネジ(7)、機械(8)及び位置検出器
(9)に加え、上記位置偏差演算回路(2)の偏差出力
の極性を保持する極性保持回路(10)と、該極性保持回
路(10)の極性と上記位置偏差演算回路(2)の偏差出
力が入力され、上記極性が反転したことを条件として偏
差出力の偏差パルスにおける最初のパルスを打ち消して
制御信号を形成する不感帯回路(11)とを備え、該不感
帯回路(11)の制御信号に基づいて上記モータ(4)を
駆動させて機械(8)の移動位置を制御する構成であ
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows an overall circuit block diagram of this embodiment, and FIG. 2 shows a control pulse output waveform diagram. The positioning control device according to this embodiment includes a position command circuit (1) and a position deviation calculation circuit of the conventional device. (2), speed amplifier (3),
In addition to the motor (4), speed detector (5a), comparator (5b), gear (6), ball screw (7), machine (8) and position detector (9), the position deviation calculation circuit (2) A polarity holding circuit (10) for holding the polarity of the deviation output, and the polarity of the polarity holding circuit (10) and the deviation output of the position deviation calculation circuit (2) are input, and the polarity is inverted A dead band circuit (11) for canceling the first pulse in the deviation pulse of the deviation output to form a control signal, and driving the motor (4) based on the control signal of the dead band circuit (11) to drive the machine (8 ) Is controlled.
次に上記構成に基づく本実施例の動作について説明す
る。まず、位置指令回路(1)の位置指令より目標位置
パルスを出力したとすると、位置検出器(9)から目標
パルスがフィードバックされるまで機械(8)が移動す
る。この時機械(8)の摩擦等が少ないかもしくは応答
特性を非常に高くした時は、機械(8)は行きすぎるこ
ととなり、この行きすぎた距離に応じたパルス量がよけ
いに帰還される。この時位置偏差演算回路(2)はいま
までの極性を反転した極性の位置偏差出力を行なう。こ
の位置偏差が入力された極性保持回路(10)により前回
の極性が反転したことを検知し、不感帯回路(11)によ
り最初のパルスを打ち消してヒステリシス特性に基づく
制御信号を出力し、この制御信号によりモータ(4)を
動作させることにより偏差を“0"に収束されるものであ
る。よって、最終的には機械(8)の絶対位置としては
不感帯回路(11)により打ち消されたパルス以内の位置
に安定して停止し、リミットサイクルのような持続現象
はおこらないこととなる。Next, the operation of this embodiment based on the above configuration will be described. First, if the target position pulse is output from the position command of the position command circuit (1), the machine (8) moves until the target pulse is fed back from the position detector (9). At this time, when the machine (8) has little friction or the like or the response characteristic is made extremely high, the machine (8) goes too far, and the pulse amount according to this too far distance is returned to the side. At this time, the position deviation calculation circuit (2) outputs the position deviation having a polarity which is the reverse of the polarity thus far. The polarity holding circuit (10) to which this position deviation is input detects that the previous polarity has been inverted, and the dead band circuit (11) cancels the first pulse and outputs a control signal based on the hysteresis characteristic. The deviation is converged to "0" by operating the motor (4). Therefore, finally, the absolute position of the machine (8) is stably stopped at a position within the pulse canceled by the dead zone circuit (11), and a continuous phenomenon such as a limit cycle does not occur.
さらに具体的に詳述すると、位置指令回路(1)が“0"
になっている時に機械(8)がαパルス分行きすぎた場
合において位置偏差演算回路(2)の位置偏差出力は、
このとき前回と反対の極性をもつαパルス分の偏差を出
力する。この極性保持回路(10)の反転した極性によ
り、不感帯回路(11)の出力は打ち消すパルス数をパル
スγとすると(α−γ)パルスを出力る。この時モータ
(4)は、歯車のバックラッシュの間を移動し、(α−
γ)パルス分だけ移動するまで反転しつづける。さらに
この反転によって機械(8)がβパルス分だけ反転方向
に行きすぎたとすると、同様にこんどは(β−γ)パル
ス分正転方向に移動するよう出力する。上記動作をくり
かえすと機械(8)のバックラッシュ内でのふらつきは
強制的に減衰させられる。最終的には機械(8)は打ち
消されるパルスγ内の位置に安定して静止する。More specifically, the position command circuit (1) is "0".
When the machine (8) has gone too far by α pulses while the output is, the position deviation output of the position deviation calculation circuit (2) is
At this time, the deviation for the α pulse having the opposite polarity to the previous one is output. Due to the inverted polarity of the polarity holding circuit (10), the output of the dead band circuit (11) outputs (α-γ) pulses when the number of pulses to be canceled is pulse γ. At this time, the motor (4) moves between the backlashes of the gears, and (α-
γ) Continue to invert until it moves by the amount of pulses. Further, if the machine (8) goes too far in the reversing direction by β pulses due to this reversal, similarly, this time, (β-γ) pulses are output so as to move in the normal direction. When the above operation is repeated, the fluctuation in the backlash of the machine (8) is forcibly damped. Eventually the machine (8) will steadily rest at a position within the pulse γ that is being canceled.
以上のようにこの発明に係る位置決め制御装置は、機械
の移動位置を指令する位置指令データ及び機械の現在位
置を表わす現在位置データが各々入力され、上記各デー
タの偏差を演算し、その極性に応じて正転パルス又は逆
転パルスであって、上記偏差に例したパルス数の速度指
令を出力する位置偏差演算手段と、該位置偏差演算手段
の演算結果の極性を保持する極性保持手段と、上記位置
偏差演算手段からの速度指令及び極性保持手段からの極
性が各々入力され、該極性が反転したことを条件として
上記速度指令の最初のパルスを打ち消して残りのパルス
にて形成される制御信号を出力する不感帯形成手段と、
該不感帯形成手段からの制御信号に比例した速度で回転
し、上記機械の移動位置を制御するモータとを備えた構
成としたので、最終機械位置が迅速に固定できると共に
位置制御ループ及び速度制御ループの応答特性を向上さ
せることができるという効果を奏する。As described above, the positioning control device according to the present invention receives the position command data for instructing the moving position of the machine and the current position data representing the current position of the machine, calculates the deviation of each data, and calculates the polarity of the data. Depending on the forward rotation pulse or the reverse rotation pulse, position deviation calculation means for outputting a speed command of the number of pulses exemplifying the deviation, polarity holding means for holding the polarity of the calculation result of the position deviation calculation means, and The speed command from the position deviation computing means and the polarity from the polarity holding means are respectively inputted, and the control signal formed by the remaining pulses is canceled by canceling the first pulse of the speed command on condition that the polarities are inverted. Dead band forming means for outputting,
Since the motor is configured to rotate at a speed proportional to the control signal from the dead zone forming means and control the moving position of the machine, the final machine position can be quickly fixed, and the position control loop and the speed control loop can be fixed. The response characteristic can be improved.
第1図は本発明の一実施例に係る位置決め制御装置の全
体回路ブロック図、第2図は本実施例を動作するための
制御パルス出力波形図、第3図は従来装置の全体回路ブ
ロック図、第4図は従来装置を動作させるための制御パ
ルス波形図を示す。 (1)は位置指令回路、 (2)は位置偏差演算回路、 (3)は速度アンプ、 (4)はモータ、 (5)は速度検出器、 (8)は機械、 (9)は位置検出器、 (10)は極性保持回路、 (11)は不感帯回路。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。FIG. 1 is an overall circuit block diagram of a positioning control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a control pulse output waveform diagram for operating this embodiment, and FIG. 3 is an overall circuit block diagram of a conventional device. FIG. 4 shows a control pulse waveform diagram for operating the conventional device. (1) is a position command circuit, (2) is a position deviation calculation circuit, (3) is a speed amplifier, (4) is a motor, (5) is a speed detector, (8) is a machine, and (9) is position detection. Vessel, (10) is the polarity holding circuit, and (11) is the dead zone circuit. The same reference numerals in the drawings indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
及び機械の現在位置を表わす現在位置データが各々入力
され、上記各データの偏差を演算し、その極性に応じて
正転パルス又は逆転パルスであって、上記偏差に比例し
たパルス数の偏差パルスを出力する位置偏差演算手段
と、該位置偏差演算手段の演算結果の極性を保持する極
性保持手段と、上記位置偏差演算手段からの偏差パルス
及び極性保持手段からの極性が各々入力され、該極性が
反転したことを条件として上記偏差パルスの最初のパル
スを打ち消して残りのパルスにて形成される制御信号を
出力する不感帯形成手段と、該不感帯形成手段からの制
御信号に基づいて上記機械の移動位置を制御する構成と
したことを特徴とする位置決め制御装置。1. A position command data for commanding a moving position of a machine and a current position data representing a current position of a machine are respectively inputted, a deviation of each data is calculated, and a forward rotation pulse or a reverse rotation pulse is generated according to its polarity. The position deviation calculating means for outputting a deviation pulse having a pulse number proportional to the deviation, the polarity holding means for holding the polarity of the calculation result of the position deviation calculating means, and the deviation pulse from the position deviation calculating means And a polarity input from the polarity holding means, and a dead zone forming means for canceling the first pulse of the deviation pulse and outputting a control signal formed by the remaining pulses on condition that the polarity is inverted, A positioning control device characterized in that the moving position of the machine is controlled based on a control signal from the dead zone forming means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60132454A JPH0677222B2 (en) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | Positioning control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60132454A JPH0677222B2 (en) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | Positioning control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61289409A JPS61289409A (en) | 1986-12-19 |
| JPH0677222B2 true JPH0677222B2 (en) | 1994-09-28 |
Family
ID=15081731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60132454A Expired - Lifetime JPH0677222B2 (en) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | Positioning control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677222B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2775101B2 (en) * | 1988-10-14 | 1998-07-16 | オリエンタルモーター株式会社 | Deviation direction discrimination circuit in positioning system using incremental encoder |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5221674B2 (en) * | 1972-08-08 | 1977-06-11 | ||
| JPS56105509A (en) * | 1980-01-28 | 1981-08-22 | Murata Mfg Co Ltd | Position control device by motor |
| JPS57111615A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-12 | Fanuc Ltd | Servomotor controlling system |
| JPS59106009A (en) * | 1982-12-10 | 1984-06-19 | Hitachi Ltd | Backlash correcting method |
-
1985
- 1985-06-18 JP JP60132454A patent/JPH0677222B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61289409A (en) | 1986-12-19 |
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