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JPH071464B2 - 位置決め装置 - Google Patents
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JPH071464B2 - 位置決め装置 - Google Patents

位置決め装置

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JPH071464B2
JPH071464B2 JP61153917A JP15391786A JPH071464B2 JP H071464 B2 JPH071464 B2 JP H071464B2 JP 61153917 A JP61153917 A JP 61153917A JP 15391786 A JP15391786 A JP 15391786A JP H071464 B2 JPH071464 B2 JP H071464B2
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定平 山本
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、シーケンスコントローラ等に接続され、その
装置から位置データ、速度データが与えられ、指令され
た目標位置に可動軸を位置決めするための装置であっ
て、特に、可動軸の目標位置及び検出される位置を絶対
位置で取り扱う位置決め装置に関する。
【従来技術】
従来、シーケンスコントローラ等の制御装置により、可
動軸の位置及び速度を制御する場合、制御装置の負担を
軽くし、制御が容易になるように、制御装置と可動軸の
駆動装置との間に位置決め装置を介在させている。 係る位置決め装置には、可動軸からの位置のフィードバ
ック信号として、絶対位置検出装置から定周期で出力さ
れる絶対位置信号を用いたものが有る。このような絶対
位置による位置決め装置は、シーケンスコントローラ等
の制御装置によって指令された位置と指令速度により、
一定時間毎に、補間点の可動軸の制御目標位置を発生さ
せると共に、絶対位置検出装置からの出力をその時の可
動軸の絶対位置として入力し、制御目標位置との偏差に
応じた大きさの速度信号を駆動装置に出力することによ
り、可動軸の位置を補間された制御目標値に逐次追随さ
せるようにした装置である。
【発明が解決しようとする問題点】
絶対位置検出装置は、可動軸の角度等で表される絶対位
置を定周期でサンプリングして演算処理し(以下この絶
対位置の検出のタイミングを「検出タイミング」とい
う)、その絶対位置信号を定周期で位置決め装置に出力
している。この為、絶対位置検出装置から出力される値
は、検出タイミングP1,P2,P3……で真の可動軸の現在の
絶対位置(以下「現在位置」という)を表わした離散的
なものとなり、時間軸に対し第3図の曲線Aに示される
様に、定周期Trで階段状に変化する。これに対し、位置
決め位置が、補間して発生する制御目標位置は、時間軸
に対し第3図の曲線Bに示される様に、定周期Tiで階段
状に変化する。そして、制御目標位置と現在位置との偏
差、即ち、追随偏差Δ12…は、周期Tiの時刻
t1,t2,t3…(以下「制御タイミング」という)で、それ
ぞれ演算され、その追随偏差に対応した速度信号がその
時刻で駆動装置に出力されている。 しかし、従来の係る装置に於いては、絶対位置検出装置
による可動軸の絶対位置の検出タイミングと、位置決め
装置による制御タイミングは、それぞれ独立したクロッ
クにより制御されており、それらは、互いに非同期制御
であった。即ち、第3図に於ける現在位置の検出周期Tr
と、制御目標位置を発生し速度信号を検出する制御周期
Tiは、等しくなかった。このため、検出タイミングに対
する制御タイミングの時間遅れが一定せずに変化するの
で、追随偏差はこの時間遅れの変動によって変化する成
分を含むことになる。 ところで、制御目標位置を定速度で変化させて、可動軸
を定速度制御している場合には、理想的には、可動軸の
現在位置はこの制御目標位置に対し一定の時間遅れで精
確に追随するのが望ましく、したがって、追随偏差Δ
は、時間によらず一定となり、速度信号と可動軸の実際
の速度も一定となるのが望ましい。 ところが、上記の検出周期Trと制御周期Tiは等しくない
ため、制御タイミングT3とT4と比べると、制御目標位置
は次の制御タイミングの値に変化しているにも拘わら
ず、絶対位置検出装置の出力する現在位置は変化してい
ないことが生じる。すると、時刻t4で演算される追随偏
差Δは見掛け上大きくなり、大きな速度信号が出力さ
れる。したがって、可動軸は加速され速度が高くなる。
ところが、制御目標位置は、一定速度で変化しているた
め、別の制御タイミングでは、追随偏差が理想値より小
さくなり、可動軸は減速される。結局、可能軸の速度
は、検出周期Trと制御周期Tiの周波数差のビートを生
じ、サーボ系は不安定となり、騒音を発生するという問
題があった。 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
であり、その目的とするところは、サーボ系を安定化す
る事である。
【問題点を解決するための手段】
上記問題点を解決するために採られた発明の構成は、次
の通りである。 即ち、本発明は、一定時間毎に、指令された位置決めの
目標である目標位置と指令された速度とから、その時刻
における補間された制御目標位置を発生すると共に、 可動軸の絶対位置を定周期で演算する絶対位置検出装置
から絶対位置信号を入力し、 前記絶対位置検出装置から入力された絶対位置と補間さ
れた前記制御目標位置との偏差に応じて、前記可動軸を
指令速度で駆動する駆動装置へ速度信号を出力すること
により、 指令された前記目標位置に前記可動軸を位置決めする位
置決め装置において、 前記絶対位置検出装置から演算完了時に出力される前記
絶対位置信号を割り込み信号として入力し、その信号が
入力される毎に、前記位置決め装置の制御を開始して、
前記位置決め装置の制御を、前記絶対位置検出装置の絶
対位置検出の周期に、同期させたことを特徴とする。
【作用】
位置決め装置の制御は、絶対位置検出装置から演算完了
時に出力される絶対位置信号を割り込み信号として入力
し、その信号が入力される毎に開始される。従ってその
位置決め制御は絶対位置検出の周期に同期し、しかも、
検出タイミングから一定時間後に実行される。したがっ
て、絶対位置の検出タイミングに対する制御タイミング
は、一定不変の時間遅れとなるので、定速度駆動時に
は、追随偏差が一定値に安定する。このため、可動軸の
速度も一定値に安定することになり、安定したサーボ制
御が得られる。
【実施例】
以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。 第1図は、本発明の一実施例に係る位置決め装置を用い
た装置の構成を示す図である。第1図において、Aは、
位置決め装置、Bは、サーボユニット、Cは、絶対位置
検出装置である。 位置決め装置Aは、主として、制御演算を行うマイクロ
プロセッサユニット1(以下「MPU」と略記する)とそ
の制御プログラムを記憶したROM2とキーボード等のデー
タ入力装置3とバッテリバックアップしたRAM4とから成
る。RAM4には、予め定めた複数の位置決め点毎の位置番
号と位置データとその各点までの移動速度を指定する速
度データとが記憶された位置決めデータテーブル(PD
T)が形成されている。又、可動台10の現在の位置が検
出される度に、この値を記憶する現在位置レジスタAPR
が形成されている。ROM2には、一定時間毎に追随偏差を
演算し、速度信号をレジスタ5に出力するための制御プ
ログラムが記憶されている。 サーボユニットBは、主として、レジスタ5とDA変換器
7と駆動回路8とで構成されている。MPU1から出力され
た速度信号S1はレジスタ5に入力し、DA変換器7により
アナログ信号に変換されて、駆動回路8に出力される。
駆動回路8は、この信号を入力してサーボモータ9に電
力を供給して、それを回転させる。 このサーボモータ9の出力軸には可動台10を移動させる
ための可動軸である送りねじ11が機械的に連結されてい
る。従って、可動軸の絶対位置は、可動台10の絶対位置
に対応しているものとみなすことができる。更にサーボ
モータ9の出力軸には、可動台10の移動速度を検出して
駆動回路8に速度フィードバック信号を送出する速度検
出器12が配設されている。 絶対位置検出装置Cは、主として、サーボモータ9の出
力軸に機械的に結合している第1のレゾルバ13と、減速
機構14を介して第1のレゾルバ13に結合している第2の
レゾルバ15と、レゾルバ励磁回路16と、第1のレゾルバ
13の位相角を検出する第1位相比較回路17と、第2のレ
ゾルバ15の位相角を検出する第2位相比較回路18と、そ
の両者の出力から可動台10の絶対位置を演算する絶対位
置検出回路19と、その回路19を一定周期で駆動し絶対位
置の検出タイミングを与えるリアルタイムクロック(以
下「RTC」と略記する)20とから成る。第1のレゾルバ1
3は送りねじ11が1回転するとその入力軸が1回転し、
かつ第2のレゾルバ15は可動台10が移動範囲の端から端
まで移動する間にその入力軸が1回転するように構成さ
れている。レゾルバの出力電圧と励磁電圧との位相差
は、その入力軸の回転角度に対応して変化する。第1の
位相比較回路17は、第1のレゾルバ13の出力電圧の励磁
電圧に対する位相差を、カウンタによりカウントしてデ
ィジタル値に変換して絶対位置演算回路19に出力する。
同様に第2の位相比較回路18は、第2のレゾルバ15の出
力電圧の励磁電圧に対する位相差を、ディジタル値に変
換して絶対位置演算回路19に出力する。絶立位置演算回
路19は、第4図に示す様に、RTC20から検出タイミング
信号Dを時刻W1のタイミング(第2図)で入力する毎に
起動され、両位相比較回路17、18から位相データを入力
し(ステップ300,302)、可動台10の絶対位置を演算(3
04)して、インタフェース回路(IF)を介してMPU1に出
力(306)している。又、絶対位置演算回路19は、絶対
位置データの演算が完了した時、そのデータの出力時期
を与える割り込み信号S2を時刻U1のタイミングでMPU1の
割り込み入力端子(NM1)に出力している。MPU1は、後
述する様に、係る割り込み信号S2を入力した時は、所定
の追随制御のためのプログラムの実行を開始し、速度信
号を出力する。この割り込み信号S2はRTC20から出力さ
れる検出タイミング信号Dに対し一定時間遅れた信号と
なっている(第2図)。 6は所定の工程に従って位置決めすべき位置番号をイン
タフェイス回路(IF)を介してMPU1に送出する公知のス
トアードプログラム方式のシーケンスコントローラであ
る。 次に本実施例装置の作用を第5図、第6図に示すフロー
チャートに基づいて説明する。 位置決めデータは、予めデータ入力装置3により、RAM4
内の位置決めデータテーブルPDTに入力されている。第
5図のプログラムは、シーケンスコントローラ6から位
置決め点の位置番号が入力された時に起動される。位置
番号が入力されると、位置決めデータテーブルPDTが検
索され、その位置番号に対応した位置決めデータが読み
出される(100)。次に、今読み出された位置決め目標
位置Mから、現在位置レジスタAPRに記憶されている可
動台10の現在位置Rを減算して、初期残移動量L0が演算
され、記憶される(102)。 この様に、位置番号が入力される毎に、初期残移動量L0
が設定さた後、絶対位置演算回路19から、割り込み信号
S2を入力する毎に、第6図のプログラムが実行される。
先ず、ステップ200で、絶対位置演算回路19から検出さ
れた絶対位置は可動台10の現在位置Rとして現在位置レ
ジスタAPRに記憶される。次に位置決め点の目標位置M
が読み出され、目標位置Mから現在位置Rが減算され
て、実残移動量RLが演算される(202、204)。次に、実
残移動量RLの零判定が行われ、零でない場合には、位置
決め点までの経路を補間した制御タイミングにおける可
動台10の制御目標位置の、位置決め目標位置Mに対する
移動量(以下この移動量を「理論残移動量」という)IL
が算定される(208)。この時、補間された制御目標位
置は、目標位置Mと、指令速度とから、徐加速、徐減速
等の処理を行って、発生される。次に、実残移動量RLの
理論残移動量ILに対する偏差ΔLが演算される(21
0)。そして、偏差ΔLに応じた速度信号Vcが演算さ
れ、制御タイミングt1,t2…でレジスタ5に出力される
(212、214)。すると、サーボユニットBの作用によ
り、指令速度でサーボモータ9は回転される。係る処理
は、ステップ206で、実残移動量RLが零となるまで、繰
り返し実行される。零の時は、速度信号Vcとしては、零
が出力される(218)。この結果、可動台10の絶対位置
は、制御タイミングに同期して、変化する補間された制
御目標位置に追随しながら、位置決め目標位置に収束し
て最終的にその目標位置Mに位置決めされる。 上記の処理に於いて、絶対位置検出装置Cによって可動
台10の現在位置が検出される検出タイミングは、RTC20
により、精確に2ms周期に制御されている。したがっ
て、MPU1への割り込み信号S2も、精確に2msとなり、MPU
1が追随偏差を演算し、速度信号を出力する制御タイミ
ングも、精確に2msとなる。この為、制御タイミング
は、検出タイミングに対し一定不変の時間だけ遅れてい
るに過ぎない。したがって、補間された制御目標値が一
定速度で変化している時、追随偏差は一定となり、可動
台10の速度も一定となる。この為、サーボ系の不安定性
が改善されることになる。
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明は、その時刻における補間さ
れた制御目標位置を発生し、その値と可動軸の絶対位置
を定周期で演算する絶対位置検出装置から入力された絶
対位置とから追随偏差を求め、その偏差に応じた大きさ
の速度信号を出力する位置決め装置において、 絶対位置検出装置から演算完了時に出力される絶対位置
信号を割り込み信号として入力し、その信号が入力され
る毎に、位置決め装置の制御を開始して、位置決め装置
の制御を、絶対位置検出装置の絶対位置検出の周期に、
周期させたことを特徴とするものである。 したがって、絶対位置の検出タイミングと速度信号を出
力する制御タイミングとが一定の位相差を有して同期さ
れているので、補間された制御目標位置が定速度で変化
しているならば、追随偏差が一定となるため、速度信号
も一定となり、可動軸の移動速度が一定となる。このた
め、従来の非同期制御で見られたサーボ系の不安定性が
改善され、それに基づく騒音の発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の具体的な一実施例に係る位置決め装
置を用いた可動台制御装置の構成を示したブロックダイ
ヤグラム、第2図は、本実施例装置の作用を説明したタ
イミングチャート、第3図は、従来装置の作用と欠点を
説明したタイミングチャート、第4図は、絶対位置演算
回路の作用を示したフローチャート、第5図、第6図
は、それぞれ、実施例装置を構成するMPUの処理手順を
示したフローチャートである。 1……マイクロプロセッサユニット、9……サーボモー
タ、10……可動台、11……送りねじ、13……第1のレゾ
ルバ、15……第2のレゾルバ
フロントページの続き (72)発明者 長谷川 宏治 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 佐藤 秀樹 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 井川 正治 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 成瀬 勝俊 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 杉戸 弥寿徳 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 伊藤 政司 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 林 秀樹 東京都豊島区北大塚1丁目15番1号 山洋 電気株式会社内 (72)発明者 山本 定平 東京都豊島区北大塚1丁目15番1号 山洋 電気株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−32197(JP,A) 特開 昭54−150575(JP,A) 特開 昭61−114304(JP,A) 特開 昭61−285510(JP,A) 特開 昭51−87686(JP,A) 特開 昭61−65303(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一定時間毎に、指令された位置決めの目標
    である目標位置と指令された速度とから、その時刻にお
    ける補間された制御目標位置を発生すると共に、 可動軸の絶対位置を定周期で演算する絶対位置検出装置
    から絶対位置信号を入力し、 前記絶対位置検出装置から入力された絶対位置と補間さ
    れた前記制御目標位置との偏差に応じて、前記可動軸を
    指令速度で駆動する駆動装置へ速度信号を出力すること
    により、 指令された前記目標位置に前記可動軸を位置決めする位
    置決め装置において、 前記絶対位置検出装置から演算完了時に出力される前記
    絶対位置信号を割り込み信号として入力し、その信号が
    入力される毎に、前記位置決め装置の制御を開始して、
    前記位置決め装置の制御を、前記絶対位置検出装置の絶
    対位置検出の周期に、同期させたことを特徴とする位置
    決め装置。
JP61153917A 1986-06-30 1986-06-30 位置決め装置 Expired - Fee Related JPH071464B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS54150575A (en) * 1978-05-17 1979-11-26 Hitachi Ltd Motor position controller
JPS5532197A (en) * 1978-08-29 1980-03-06 Mitsubishi Electric Corp Position servo device

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