JP2813352B2 - Positioning device - Google Patents
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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、指令された目標位置にボールねじ等の運動
変換機構を介して可動台を移動させる位置決め装置に関
する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a positioning device that moves a movable base to a commanded target position via a motion conversion mechanism such as a ball screw.
＜従来の技術＞ 従来、加工装置のテーブル等に設置されている位置決
め装置において、例えばテーブルをボールねじを介して
所定位置に位置決めする場合、ボールねじのピッチによ
ってモータの回転量に対するテーブルの移動量が変化す
るため、あらかじめ位置決め装置にボールねじのピッチ
とモータの回転量の関係を表す複数のデータを記憶して
おき、使用するボールねじのピッチに応じてこれらのデ
ータを選択して使用している。これにより、実際のテー
ブルの位置と位置決め装置への指令値および現在位置表
示値との関係が一対一に保たれている。<Related Art> Conventionally, in a positioning device installed on a table or the like of a processing device, for example, when the table is positioned at a predetermined position via a ball screw, the movement amount of the table with respect to the rotation amount of the motor depends on the pitch of the ball screw. Since a plurality of data representing the relationship between the pitch of the ball screw and the rotation amount of the motor are stored in advance in the positioning device, these data are selected and used according to the pitch of the ball screw to be used. I have. As a result, the relationship between the actual table position, the command value to the positioning device, and the current position display value is maintained on a one-to-one basis.
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら上述のようにボールねじピッチとモータ
の回転量の関係をデータにて記憶する方法では、記憶容
量に限りがあるため、特定のボールねじしか使用するこ
とができない。また、ボールねじ以外にモータの回転を
テーブルの直線運動に変換する運動変換機構としてラッ
クとピニオンを使用したものがあるが、このラックとピ
ニオンによりテーブルを移動させる場合においては、記
憶されたボールねじのピッチとモータの回転量の関係に
一致したラックとピニオンの減速比を設定しなければな
らず、任意の減速比を選択することができないという問
題がある。<Problem to be Solved by the Invention> However, in the method of storing the relationship between the ball screw pitch and the rotation amount of the motor as data as described above, since the storage capacity is limited, only a specific ball screw can be used. Can not. In addition to the ball screw, there is a mechanism using a rack and a pinion as a motion conversion mechanism that converts the rotation of the motor into a linear motion of the table. When the table is moved by the rack and the pinion, the stored ball screw is used. Therefore, there is a problem that a reduction ratio of the rack and the pinion must be set to match the relationship between the pitch and the rotation amount of the motor, and an arbitrary reduction ratio cannot be selected.
＜課題を解決するための手段＞ 本発明は上述した課題を解決するためになされたもの
で、第１図のブロック図で示すように、サーボモータＭ
の任意回転量当たりの可動台の移動量を記憶する移動量
記憶手段１と、前記サーボモータＭを前記任意回転量回
転させたとき絶対位置検出装置から出力されるパルス数
を予め記憶するパルス数記憶手段２と、前記移動量記憶
手段に記憶された移動量と前記パルス数記憶手段に記憶
されたパルス数との比に基づいて目標位置指令Ｓを前記
サーボモータＭへの指令パルスに変換する指令パルス演
算手段３と、この指令パルス演算手段にて演算された指
令パルスに基づいて前記サーボモータを駆動するサーボ
モータ駆動手段４とを備えたものである。<Means for Solving the Problems> The present invention has been made to solve the problems described above, and as shown in the block diagram of FIG.
A moving amount storage means 1 for storing the moving amount of the movable table per an arbitrary rotation amount, and a pulse number for storing in advance the number of pulses output from the absolute position detecting device when the servo motor M is rotated by the arbitrary rotation amount. The storage means 2 converts the target position command S into a command pulse to the servo motor M based on a ratio between the movement amount stored in the movement amount storage means and the number of pulses stored in the pulse number storage means. It comprises a command pulse calculating means 3 and a servo motor driving means 4 for driving the servo motor based on the command pulse calculated by the command pulse calculating means.
＜作用＞ 入力された目標位置指令Ｓは、移動量記憶手段１に記
憶された移動量とパルス数記憶手段２に記憶されたパル
ス数との比に基づいて、ボールねじのピッチ等に合致し
た指令パルスに変換される。そして、サーボモータ駆動
手段４はこの変換された指令パルスに基づいてサーボモ
ータを駆動し、可動台を目標位置指令Ｓにて指令された
位置に位置決めする。<Operation> The input target position command S matches the pitch of the ball screw and the like based on the ratio of the movement amount stored in the movement amount storage means 1 to the pulse number stored in the pulse number storage means 2. Converted to command pulses. Then, the servo motor driving means 4 drives the servo motor based on the converted command pulse, and positions the movable base at the position specified by the target position command S.
＜実施例＞ 以下本発明の実施例を、本発明に係わる位置決め装置
を工作機械のテーブルの位置決めに用いた場合を例に取
って説明する。<Example> An example of the present invention will be described below with reference to an example in which a positioning device according to the present invention is used for positioning a table of a machine tool.
第２図において、10は位置決め制御装置、20はサーボ
制御装置、30は絶対位置検出装置、40はサーボモータ41
により駆動される可動台としてのテーブルである。In FIG. 2, 10 is a positioning control device, 20 is a servo control device, 30 is an absolute position detecting device, and 40 is a servo motor 41.
It is a table as a movable base driven by.
位置決め制御装置10は主として、制御演算を行う位置
制御マイコン11と、その制御プログラムおよび絶対位置
検出装置30の最大検出値を記憶したROM12と、キーボー
ドと表示画面より構成されるデータ入出力装置13と、バ
ッテリバックアップしたRAM14とからなる。The positioning control device 10 mainly includes a position control microcomputer 11 for performing control calculation, a ROM 12 storing a control program thereof and a maximum detection value of the absolute position detection device 30, a data input / output device 13 including a keyboard and a display screen, and And a battery-backed RAM 14.
RAM14には、NCプログラムが記憶されたNCD領域とを送
り制御の目標位置を設定する目標位置レジスタOPRと、
送り速度を設定する速度レジスタVRと、絶対位置検出装
置30によりテーブル40の現在の絶対位置（以下「現在位
置」と略記する）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と、後述する移動量ΔＬ、回転量Δ
Ｒおよびパルス数P0をそれぞれ記憶する移動量レジスタ
RPR、回転量レジスタSPRおよびパルス数/1回転レジスタ
1PRとが形成されている。The RAM 14 has a target position register OPR that sends an NCD area in which an NC program is stored and sets a target position for control.
A speed register VR for setting a feed speed, a current position register APR for storing the current absolute position of the table 40 (hereinafter abbreviated as “current position”) each time the absolute position detecting device 30 detects the current absolute position, Movement amount ΔL, rotation amount Δ
Movement amount register for storing R and pulse number P 0 respectively
RPR, rotation amount register SPR and pulse number / one rotation register
1PR is formed.
サーボ制御装置20は、サーボ制御マイコン21と駆動回
路22とで構成されている。このモータ制御マイコン21は
位置制御装置10により主力された目標位置データと速度
データおよび絶対位置検出装置30の現在位置信号により
単位時間毎に演算を行い、駆動信号を駆動回路22に出力
している。The servo control device 20 includes a servo control microcomputer 21 and a drive circuit 22. The motor control microcomputer 21 performs an operation for each unit time based on the target position data and the speed data, which are the main force of the position control device 10, and the current position signal of the absolute position detection device 30, and outputs a drive signal to the drive circuit 22. .
駆動回路22はこの駆動信号に基づいてサーボモータ41
に電力を供給して駆動する。サーボモータ41の出力軸に
は変速機構43を介してボールねじ44が連結され、このボ
ールねじ44にはテーブルが螺合している。また、サーボ
モータ41の出力軸には移動速度を検出して駆動回路22に
速度フィードバック信号を送信する速度検出器45と絶対
位置検出装置30の第１レゾルバ31が結合している。The drive circuit 22 generates a servo motor 41 based on the drive signal.
Is supplied with electric power to be driven. A ball screw 44 is connected to the output shaft of the servo motor 41 via a speed change mechanism 43, and a table is screwed to the ball screw 44. The output shaft of the servomotor 41 is coupled to a speed detector 45 for detecting a moving speed and transmitting a speed feedback signal to the drive circuit 22, and a first resolver 31 of the absolute position detecting device 30.
絶対位置検出装置30は主として前記第１レゾルバ31
と、減速機構39を介して第１レゾルバ31に結合している
第２レゾルバ32と、レゾルバ励磁回路36と、第１レゾル
バ31の位相角を検出する第１位相比較回路33と、第１レ
ゾルバ32の位相角を検出する第２位相比較回路34と、こ
の第１位相比較回路33と第２位相比較回路34の両方の出
力から絶対位置を演算する絶対位置演算回路35とからな
る。The absolute position detecting device 30 is mainly composed of the first resolver 31.
A second resolver 32 coupled to the first resolver 31 via a speed reduction mechanism 39; a resolver excitation circuit 36; a first phase comparison circuit 33 for detecting a phase angle of the first resolver 31; A second phase comparison circuit 34 for detecting a phase angle of 32 and an absolute position calculation circuit 35 for calculating an absolute position from both outputs of the first phase comparison circuit 33 and the second phase comparison circuit 34.
第１レゾルバ31はサーボモータ41が１回転するとその
入力軸が１回転し、かつ第２レゾルバ32はテーブル40が
移動範囲に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、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位相比較回路33は、第１レゾルバ31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
デジタル値に変換して絶対位置検出回路35に出力する。
同様に第２比較回路34は、第２レゾルバ32にの出力電圧
の励磁電圧に対する位相差をデジタル値に変換して絶対
位置検出回路35に出力する。絶対位置検出回路35は第1,
第２位相比較回路33,34から位相データを入力し、テー
ブル40の絶対位置SGを演算してインターフェイスを介し
てモータ制御マイコン21に出力する。The first resolver 31 is configured such that when the servo motor 41 makes one rotation, the input shaft makes one rotation, and the second resolver 32 is configured so that the input shaft makes one rotation while the table 40 moves from one end to the other. The phase difference between the output voltage of the resolver and the excitation voltage changes according to the rotation angle of the input shaft. The first phase comparison circuit 33 counts the phase difference between the output voltage of the first resolver 31 and the excitation voltage by a counter, converts the difference into a digital value, and outputs the digital value to the absolute position detection circuit 35.
Similarly, the second comparison circuit 34 converts the phase difference between the output voltage of the second resolver 32 and the excitation voltage into a digital value and outputs the digital value to the absolute position detection circuit 35. The absolute position detection circuit 35 is
The phase data is input from the second phase comparison circuits 33 and 34, the absolute position SG of the table 40 is calculated, and output to the motor control microcomputer 21 via the interface.
50はこの位置決め装置と工作機械の他の軸に設けられ
た位置決め装置とに動作指令を与えるシーケンスコント
ローラである。Reference numeral 50 denotes a sequence controller for giving operation commands to the positioning device and a positioning device provided on another axis of the machine tool.
以上のような構成において、位置制御マイコン11の動
作を第３図のフローチャートに基づいて説明する。With the above configuration, the operation of the position control microcomputer 11 will be described based on the flowchart of FIG.
まず、工作機械を起動する前に、所期設定としてデー
タ入出力装置13,インターフェイスを介して、サーボモ
ータ41の任意回転（例えば、１回転）当たりのテーブル
40の移動量ΔＬをRAM14の移動量レジスタRPRに、サーボ
モータ41の前記任意の回転（移動量ΔＬを得るためのサ
ーボモータの回転数）ΔＲをRAM14の回転量レジスタSPR
に、絶対位置検出手段30のサーボモータ41の１回転当た
りのパルス数（サーボモータ41が一回転した場合に絶対
位置検出器30から出力されるパルス数）P0をRAM14のパ
ルス数/1回転レジスタ1PRにそれぞれ記憶しておく。First, before starting the machine tool, a table per arbitrary rotation (for example, one rotation) of the servo motor 41 is set as a desired setting via the data input / output device 13 and the interface.
The movement amount ΔL of 40 is stored in the movement amount register RPR of the RAM 14, and the arbitrary rotation (the number of rotations of the servo motor for obtaining the movement amount ΔL) ΔR of the servo motor 41 is stored in the rotation amount register SPR of the RAM 14.
In addition, the number of pulses per rotation of the servo motor 41 of the absolute position detecting means 30 (the number of pulses output from the absolute position detector 30 when the servo motor 41 makes one rotation) P 0 is the number of pulses of the RAM 14 per rotation. Each is stored in the register 1PR.
次に、工作機械が起動され、シーケンスコントローラ
50よりテーブル40の割出位置番号Ｎが出力されると第３
図に示す処理を行う。Next, the machine tool is started and the sequence controller
When indexing position number N of table 40 is output from 50, the third
The processing shown in the figure is performed.
ステップ201では、シーケンスコントローラ50から出
力される割出位置番号Ｎを読込む。ステップ202では、
この読込まれた位置割出番号Ｎに対応するテーブル40の
目標位置OPを検索する。ここで、位置割出番号Ｎに対応
して複数の目標位置OPが予め記憶されている。ステップ
203では、前記ステップ202で検索された目標位置OPをサ
ーボ制御装置20で制御するための制御目標位置CPOに変
換する。この変換は下記の（１）式に基づいて演算され
る。In step 201, the index position number N output from the sequence controller 50 is read. In step 202,
The target position OP of the table 40 corresponding to the read position index number N is searched. Here, a plurality of target positions OP are stored in advance corresponding to the position index numbers N. Steps
In 203, the target position OP searched in step 202 is converted into a control target position CPO for control by the servo controller 20. This conversion is calculated based on the following equation (1).
ステップ204では、制御目標位置COPをサーボ制御装置
20に出力し、サーボモータ41が駆動される。 In step 204, the control target position COP is
20 and the servo motor 41 is driven.
ステップ205では、テーブル40の絶対位置を外部表示
するため、絶対位置検出装置30の出力値Ｅを読込む。ス
テップ206では、テーブル40の絶対位置データ入出力装
置13の表示画面に表示されるテーブルの絶対位置が一対
一に対応するように、この読込まれた絶対位置検出装置
30の主力Ｅを下記（２）式に代入し、テーブル40の表示
用絶対位置DOPを演算する。In step 205, the output value E of the absolute position detecting device 30 is read in order to externally display the absolute position of the table 40. In step 206, the read absolute position detection device is set so that the absolute positions of the table displayed on the display screen of the absolute position data input / output device 13 of the table 40 correspond one-to-one.
The main force E of 30 is substituted into the following equation (2), and the display absolute position DOP of the table 40 is calculated.
このようにすることにより、絶対位置検出装置45の出
力Ｅが表示用絶対位置DOPに変換されるので、データ入
出力装置13の表示画面に表示されるテーブル40の絶対位
置と実際のテーブル40の絶対位置とを一対一に対応させ
ることができる。 By doing so, the output E of the absolute position detection device 45 is converted into the display absolute position DOP, so that the absolute position of the table 40 displayed on the display screen of the data input / output device 13 and the actual table 40 An absolute position can be made to correspond one-to-one.
ステップ207では、前記ステップ206で演算された表示
用絶対位置DOPの値をデータ入出力装置13により外部表
示する。In step 207, the value of the absolute position for display DOP calculated in step 206 is externally displayed by the data input / output device 13.
ステップ208では、テーブル40の位置決めが完了した
か、すなわち、絶対位置検出器30から出力される絶対位
置SGが制御目標位置COPに一致したかどうかが判定さ
れ、この判定がYesの場合は、この処理を終了する。ま
たこの判定がNoの場合は、再びステップ205に移行し、
テーブル40の位置決めが完了するまで、ステップ205〜2
08の処理を繰り返す。In step 208, it is determined whether the positioning of the table 40 has been completed, that is, whether the absolute position SG output from the absolute position detector 30 has coincided with the control target position COP. The process ends. If the determination is No, the process returns to step 205 again.
Steps 205 to 2 until the positioning of the table 40 is completed.
Repeat the process of 08.
＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明においては、前記サーボモー
タの任意回転量当たりの前記可動台の移動量を記憶する
移動量記憶手段と、前記サーボモータの前記任意回転量
を記憶する回転量記憶手段と、前記絶対位置検出装置の
前記サーボモータ１回転当たりのバルス数を予め記憶す
るパルス数記憶手段と、前記目標位置指令を前記移動量
記憶手段に記憶された移動量と前記回転量記憶手段に記
憶された回転量と前記パルス数記憶手段に記憶されたパ
ルス数とに基づいて前記サーボモータへの指令パルスに
変換する指令パルス演算手段と、この指令パルス演算手
段にて演算された指令パルスに基づいて前記サーボモー
タを駆動するサーボモータ駆動手段とを備えたので、可
動台の運動変換機構がボールねじの場合には簡単な設定
で自由に多種類のピッチのボールねじが使用可能となる
利点がある。<Effects of the Invention> As described above, in the present invention, a movement amount storage unit that stores a movement amount of the movable table per an arbitrary rotation amount of the servomotor, and stores the arbitrary rotation amount of the servomotor. Rotation amount storage means, pulse number storage means for previously storing the number of pulses per rotation of the servo motor of the absolute position detecting device, and the target position command stored in the movement amount storage means for the movement amount and the rotation. Command pulse calculating means for converting to a command pulse to the servomotor based on the rotation amount stored in the amount storing means and the pulse number stored in the pulse number storing means; And a servo motor driving means for driving the servo motor based on the command pulse. For this reason, there is an advantage that ball screws having various kinds of pitches can be used.
また、ラックとピニオンを使用した可動台の運動変換
機構についても同様に、ピニオンの端数やピニオンのピ
ット等を自由に選択できる利点もある。Similarly, the motion conversion mechanism of the movable base using the rack and the pinion has an advantage that the fraction of the pinion and the pit of the pinion can be freely selected.
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明の
構成を示すブロック図、第２図は本発明の具体的構成を
示す構成図、第３図は実施例の動作を示すフローチャー
トである。 10……位置決め制御装置、11……位置決め制御マイコ
ン、20……サーボ制御装置、30……絶対位置検出装置、
40……テーブル、41……サーボモータ、44……ボールね
じ。1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of the present invention, and FIG. 3 shows an operation of the embodiment. It is a flowchart. 10 positioning controller, 11 positioning microcomputer, 20 servo controller, 30 absolute position detector,
40 ... table, 41 ... servo motor, 44 ... ball screw.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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 審査官 下原 浩嗣 (56)参考文献 特開 昭62−249812（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−267708（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−176736（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05D 3/12──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shoji Igawa 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Yasutoku Sugito 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation Examiner Hiroshi Shimohara (56) References JP-A-62-249812 (JP, A) JP-A-1-267708 (JP, A) JP-A-62-176736 (JP, A) (58) Fields investigated Int.Cl. 6 , DB name) G05D 3/12
Claims (1)
れた絶対位置検出装置の現在位置信号を入力しモータ制
御装置により前記サーボモータを制御して指令された目
標位置にボールねじ等の運動変換機構を介して可動台を
移動位置決めする位置決め装置において、前記サーボモ
ータの任意回転量当たりの前記可動台の移動量を記憶す
る移動量記憶手段と、前記サーボモータを前記任意回転
量回転させたとき前記絶対位置検出装置から出力される
パルス数を予め記憶するパルス数記憶手段と、前記移動
量記憶手段に記憶された移動量と前記パルス数記憶手段
に記憶されたパルス数との比に基づいて前記目標位置指
令を前記サーボモータへの指令パルスに変換する指令パ
ルス演算手段と、この指令パルス演算手段にて演算され
た指令パルスに基づいて前記サーボモータを駆動するサ
ーボモータ駆動手段とを備えたことを特徴とする位置決
め装置。A motion conversion mechanism such as a ball screw or the like is provided by inputting a target position command and a current position signal of an absolute position detecting device attached to a servomotor and controlling the servomotor by a motor control device. In a positioning device for moving and positioning the movable table via, a movement amount storage means for storing a movement amount of the movable table per an arbitrary rotation amount of the servo motor, and when the servo motor is rotated by the arbitrary rotation amount, Pulse number storage means for storing in advance the number of pulses output from the absolute position detection device, and the number of pulses stored in the movement amount storage means and the number of pulses stored in the pulse number storage means, Command pulse calculating means for converting the target position command into a command pulse to the servomotor; and a command pulse based on the command pulse calculated by the command pulse calculating means. Positioning device is characterized in that a servo motor drive means for driving the servo motor are.
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|---|---|---|---|
| JP63246871A JP2813352B2 (en) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | Positioning device |
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| JPH0293713A JPH0293713A (en) | 1990-04-04 |
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Families Citing this family (3)
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2702499B2 (en) * | 1988-04-20 | 1998-01-21 | ファナック株式会社 | Servo motor control method |
-
1988
- 1988-09-29 JP JP63246871A patent/JP2813352B2/en not_active Expired - Fee Related
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