JP2001166831A - 位置制御装置 - Google Patents

位置制御装置

Info

Publication number
JP2001166831A
JP2001166831A JP34957799A JP34957799A JP2001166831A JP 2001166831 A JP2001166831 A JP 2001166831A JP 34957799 A JP34957799 A JP 34957799A JP 34957799 A JP34957799 A JP 34957799A JP 2001166831 A JP2001166831 A JP 2001166831A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
command
pulse
controller
moving body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP34957799A
Other languages
English (en)
Inventor
Hironao Mega
浩尚 妻鹿
Hirokazu Sato
宏和 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP34957799A priority Critical patent/JP2001166831A/ja
Publication of JP2001166831A publication Critical patent/JP2001166831A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機構部の剛性が低く、位置制御器と速度制御
器のゲインが上げられない場合でも、位置決め整定時間
を短縮できる位置制御装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 モータに結合され前記モータの運動に応
じて移動する移動体の位置を制御する位置制御装置であ
って、コントローラ1を、移動体の目標位置を発生する
位置指令発生手段2と、パルスの振幅、幅、周期、出力
数を任意に設定できるパルス設定器12と、位置指令発
生手段2が位置指令を出力し終わった後、パルス設定器
12で設定されたパルスを速度フィードフォワード信号
として出力する速度フィードフォワードパルス発生器1
1とで構成し、位置制御器3と速度制御器4のゲインが
上げられない場合に、速度フィードフォワードパルスの
パラメータを任意に設定して、位置決め整定時間を短縮
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータに連結され
た移動体を目標位置に一致させるよう前記モータを駆動
制御する位置制御装置に関し、特に位置決め整定時間を
短縮することのできる位置制御装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】電子部品実装装置では、プリント基板が
載せられたXYテーブルをX軸、Y軸方向のそれぞれの
目標位置に停止させる位置決め装置を使用し、作業ヘッ
ドに対するプリント基板の位置が制御されている。図5
〜図8はこのような従来の位置決め装置を示す。
【0003】図5に示すXYテーブルは、Y軸テーブル
21とこのY軸テーブル21に取り付けられたX軸テー
ブル31とで構成されている。Y軸テーブル21もX軸
テーブル31も機械的な構造は同じであって、X軸テー
ブル31の構造を図6に示す。機構部10は、プリント
基板がセットされる移動体41と、移動体ナット部5
6、ネジ軸57、支持台53,54、カップリング52
などで構成されている。
【0004】モータ8によるモータ軸51の回転は、カ
ップリング52を介して支持台53,54によって端部
を回転自由に支持されたネジ軸57に伝達される。移動
体ナット部56では、無限に循環する複数の鋼球を介し
てネジ軸57のa方向への回転が、移動体41のb方向
への直線運動に変換される。Y軸テーブル21はモータ
22とネジ軸23などで構成されており、ネジ軸23の
回転によってX軸テーブル31がY軸方向に駆動され
る。
【0005】モータ8,22は図7に示す位置制御装置
で運転されている。位置制御装置は、位置指令発生器2
と、位置制御器3と、位置検出器7と、速度制御器4
と、速度検出器6と、電流制御器5を有している。ここ
ではX軸テーブル31の場合を例に挙げて説明する。位
置指令発生器2は移動体41を動かしたい位置の目標位
置データを位置指令として出力する。位置検出器7はモ
ータ8または移動体41に取り付けられた位置センサ9
からの信号を実位置データに変換し出力する。位置制御
器3は位置指令発生器2から出力される位置指令と位置
検出器7から出力される実位置との偏差にあらかじめ設
定されたゲインを掛け合わせ、速度指令として出力す
る。速度検出器6は位置検出器7から出力される実位置
データの時間的な差分を演算したり、あるいは位置セン
サ9からの信号がパルスである場合にはその周期を求め
たりすることにより実速度データを検出し出力する。速
度制御器4は位置制御器3から出力される速度指令と速
度検出器6から出力される実速度データとの偏差にあら
かじめ設定されたゲインを掛け合わせ、電流指令として
出力する。電流制御器5は、モータ8に流れる電流が速
度制御器4から出力される電流指令と一致するようにモ
ータ8を駆動する。以上の動作により、X軸テーブル3
1の移動体41が目標位置に制御される。
【0006】移動体41を目標位置までできる限り高速
に移動させるためには、位置制御器3のゲインと速度制
御器4のゲインをX軸テーブル31の特性に合わせて調
整する必要がある。一般的には、位置制御器3を比例制
御とし、速度制御器4を比例・積分制御とすることが多
い。速度制御器4に積分制御を入れるのは、定常位置偏
差、すなわち停止時の実位置と目標位置との偏差をゼロ
にするためである。高速かつ高精度に位置決めを行うた
めには、位置制御器3の位置比例ゲインと速度制御器4
の速度比例ゲインおよび速度積分ゲインを大きくする必
要があるが、大きくすると停止時の振動が大きくなり、
さらに大きくしすぎるとX軸テーブル31の共振周波数
で発振してしまう。
【0007】このため作業者は、位置偏差波形や電流波
形をオシロスコープ等で観察しながら、停止時の振動を
できる限り押さえながら、高速に動かせるように前記の
3つのゲインの調整を行っているのが現状である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の位置制御装置では、図8の速度波形に示す
ように、ゲインを大きくした時には位置決め整定時に大
きな振動が発生し、ゲインが小さい時には位置決め整定
が長くなってしまう。特に、Y軸テーブル21,X軸テ
ーブル31の機構部の剛性が低い場合には、ゲインを少
し上げるとすぐに発振を起こすため、位置比例ゲイン、
速度比例ゲイン共に小さくせざるを得ず、それに伴い速
度積分ゲインも小さくせざるを得ない。積分ゲインが小
さいということは積分時間が長いということであり、位
置決め整定が長くなってしまうという問題がある。
【0009】本発明は、機構部の剛性が低く、位置制御
器と速度制御器のゲインが上げられない場合でも、位置
決め整定時間を短縮できる位置制御装置を提供すること
を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
位置制御装置は、モータに結合され前記モータの運動に
応じて移動する移動体の位置を制御する位置制御装置で
あって、前記移動体の目標位置を発生する位置指令発生
手段と、前記移動体の位置を検出するための位置検出手
段と、前記目標位置と前記位置との差に応じて速度指令
を出力する位置制御器と、前記移動体の速度を検出する
速度検出手段と、前記速度指令と前記速度との差に応じ
て電流指令を出力する速度制御器と、パルスの振幅、
幅、周期、出力数を任意に設定できるパルス設定器と、
前記位置指令発生手段が位置指令を出力し終わった後、
前記パルス設定器で設定されたパルスを速度フィードフ
ォワード信号として出力する速度フィードフォワードパ
ルス発生器とを備えたことを特徴とする。
【0011】本発明の請求項2記載の位置制御装置は、
モータに結合され前記モータの運動に応じて移動する移
動体の位置を制御する位置制御装置であって、前記移動
体の目標位置を発生する位置指令発生手段と、前記移動
体の位置を検出するための位置検出手段と、前記目標位
置と前記位置との差に応じて速度指令を出力する位置制
御器と、前記移動体の速度を検出する速度検出手段と、
前記速度指令と前記速度との差に応じて電流指令を出力
する速度制御器と、前記目標位置よりも行き過ぎた位置
を位置指令として出力し、その後位置指令を目標位置に
戻すような位置指令波形を任意に設定できるオーバーシ
ュートパルス設定器と、前記位置指令発生手段が前記オ
ーバーシュートパルス設定器で設定された位置指令波形
を参照して位置指令を出力する手段とを備えたことを特
徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態の位
置制御装置を図1〜図4に基づいて説明する。 (実施の形態1)図1と図2は(実施の形態1)を示
す。
【0013】なお、従来例を示す図7と同一もしくは同
等のものには同一の符号を付けて説明する。図1は(実
施の形態1)の位置制御装置を示し、コントローラの構
成が図7の従来装置と相違している。従来装置では位置
指令発生器2だけをコントローラとして動作していた
が、この(実施の形態1)では、位置指令発生器2の他
に、パルスの振幅、幅、周期、出力数を任意に設定でき
る速度フィードフォワードパルス設定器12と、位置指
令発生器2が位置指令を出力し終わった後に前記速度フ
ィードフォワードパルス設定器12で設定されたパルス
を速度フィードフォワード信号として出力する速度フィ
ードフォワードパルス発生器11とを設けてコントロー
ラ1が構成されている。
【0014】さらに、速度フィードフォワードパルス発
生器11の出力が位置制御器3の出力と速度制御器4の
入力との間に介装された減算器16に加算として入力さ
れている。図2(a)(b)は速度フィードフォワード
パルスを説明するための図である。図2(a)は速度指
令波形を示し、図2(b)は速度フィードフォワードパ
ルスを示している。
【0015】速度フィードフォワードパルスの形状は、
同図に示すパルスの振幅vf、指令出力が完了してから
パルスを出力するまでの時間t0、パルスの時間幅t1
パルスの周期t2、パルスの数でnの5つのパラメータ
を任意に設定することによって、任意に設定することが
できる。速度フィードフォワードパルス発生器11は、
位置指令発生器2より位置指令発生器2が位置指令の出
力を完了したことを通知されると、上記で説明したよう
にあらかじめ設定されたパルスを速度フィードフォワー
ド信号として出力する。
【0016】これにより、実速度波形がフィードバック
制御のみの場合には図8の2点鎖線のように整定が長く
かかっていたのが、図2の破線のように整定時間を短縮
することができる。速度フィードフォワードパルスの5
つのパラメータは、実速度波形をオシロスコープで観測
しながら整定時間が最も短くなるように設定される。 (実施の形態2)図3と図4は(実施の形態2)を示
す。
【0017】なお、従来例を示す図7と同一若しくは同
等のものには同一の符号を付けて説明する。図3は(実
施の形態2)の位置制御装置を示し、コントローラの構
成が図7の従来装置と相違している。具体的には、目標
位置よりも行き過ぎた位置を位置指令として出力し、そ
の後に位置指令を目標位置に戻すような位置指令波形を
任意に設定できるオーバーシュートパルス設定器15
と、位置指令発生器2が前記オーバーシュートパルス設
定器15で設定された位置指令波形を参照して位置指令
を出力するように構成されている点が異なっている。
【0018】図4(a)(b)(c)において、図4
(a)は位置指令波形であり、図4(b)は図4(a)
の波形図の波線で囲まれたオーバーシュート部分Aの拡
大波形であり、図4(c)は図4(b)の位置指令波形
を速度指令波形に書き直した波形である。この(実施の
形態2)の位置制御装置は、位置指令を目標位置を一旦
超えるように出力するが、そのオーバーシュートパルス
の形状は、図4(b)に示すオーバーシュート量P1
行き過ぎ後に目標位置まで戻す時のステップ幅P2、行
き過ぎ後に目標位置まで戻す時のステップ時間t3の3
つのパラメータを任意に設定することによって、任意に
設定することができる。
【0019】オーバーシュートパルス設定器15は、上
記のように設定された条件を位置指令発生器2に与え、
位置指令発生器2は、それに従って位置指令を出力す
る。これにより、実速度波形がフィードバック制御のみ
の場合には図8の2点鎖線のように整定が長くかかって
いたのが、図4(b)の破線のように整定時間を短縮す
ることができる。
【0020】オーバーシュートパルスの3つのパラメー
タP1、P2、t3の3つのは、実速度波形をオシロスコ
ープで観測しながら整定時間が最も短くなるように作業
者によって設定される。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明の位置制御装置は、
モータに結合され前記モータの運動に応じて移動する移
動体の位置を制御する位置制御装置であって、前記移動
体の目標位置を発生する位置指令発生手段と、前記移動
体の位置を検出するための位置検出手段と、前記目標位
置と前記位置との差に応じて速度指令を出力する位置制
御器と、前記移動体の速度を検出する速度検出手段と、
前記速度指令と前記速度との差に応じて電流指令を出力
する速度制御器と、パルスの振幅、幅、周期、出力数を
任意に設定できるパルス設定器と、前記位置指令発生手
段が位置指令を出力し終わった後、前記パルス設定器で
設定されたパルスを速度フィードフォワード信号として
出力する速度フィードフォワードパルス発生器とを備え
ているので、機構部の剛性が低く、位置制御器と速度制
御器のゲイン上げられない場合であっても、速度フィー
ドフォワードパルスにより目標位置に速く追いこむこと
ができるので、位置決め整定時間を短縮することができ
る。
【0022】また、本発明の位置制御装置は、モータに
結合され前記モータの運動に応じて移動する移動体の位
置を制御する位置制御装置であって、前記移動体の目標
位置を発生する位置指令発生手段と、前記移動体の位置
を検出するための位置検出手段と、前記目標位置と前記
位置との差に応じて速度指令を出力する位置制御器と、
前記移動体の速度を検出する速度検出手段と、前記速度
指令と前記速度との差に応じて電流指令を出力する速度
制御器と、前記目標位置よりも行き過ぎた位置を位置指
令として出力し、その後位置指令を目標位置に戻すよう
な位置指令波形を任意に設定できるオーバーシュートパ
ルス設定器と、前記位置指令発生手段が前記オーバーシ
ュートパルス設定器で設定された位置指令波形を参照し
て位置指令を出力する手段とを備えているので、機構部
の剛性が低く、位置制御器と速度制御器のゲイン上げら
れない場合であっても、目標位置よりも行き過ぎた位置
を位置指令として出力し、その後位置指令を目標位置に
戻すような位置指令を出力するので、位置決め整定時間
を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の(実施の形態1)の位置制御装置の構
成図
【図2】同実施の形態の速度フィードフォワードパルス
の説明図
【図3】本発明の(実施の形態2)の位置制御装置の構
成図
【図4】同実施の形態の位置制御装置における位置指令
波形の説明図
【図5】機構部を2台組み合わせることにより構成され
るXYテーブルの説明図
【図6】機構部の構成図
【図7】従来の位置制御装置の構成図
【図8】同従来例の問題点を説明するための速度波形図
【符号の説明】
1 コントローラ 2 位置指令発生器(位置指令発生手段) 3 位置制御器 4 速度制御器 5 電流制御器 6 速度検出器(速度検出手段) 7 位置検出器 8,22 モータ 9 位置センサ(位置検出手段) 11 速度フィードフォワードパルス発生器 12 速度フィードフォワードパルス設定器 15 オーバーシュートパルス設定器 21 Y軸テーブル(機構部) 31 X軸テーブル(機構部) 41 移動体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モータに結合され前記モータの運動に応じ
    て移動する移動体の位置を制御する位置制御装置であっ
    て、 前記移動体の目標位置を発生する位置指令発生手段と、 前記移動体の位置を検出する位置検出手段と、 前記目標位置と前記位置との差に応じて速度指令を出力
    する位置制御器と、 前記移動体の速度を検出するの速度検出手段と、 前記速度指令と前記速度との差に応じて電流指令を出力
    する速度制御器と、 パルスの振幅、幅、周期、出力数を任意に設定できるパ
    ルス設定器と、 前記位置指令発生手段が位置指令を出力し終わった後、
    前記パルス設定器で設定されたパルスを速度フィードフ
    ォワード信号として出力する速度フィードフォワードパ
    ルス発生器とを備えた位置制御装置。
  2. 【請求項2】モータに結合され前記モータの運動に応じ
    て移動する移動体の位置を制御する位置制御装置であっ
    て、 前記移動体の目標位置を発生する位置指令発生手段と、 前記移動体の位置を検出するための位置検出手段と、 前記目標位置と前記位置との差に応じて電流指令を出力
    する位置制御器と、 前記移動体の速度を検出するための速度検出手段と、 前記目標位置よりも行き過ぎた位置を位置指令として出
    力し、その後位置指令を目標位置に戻すような位置指令
    波形を任意に設定できるオーバーシュートパルス設定器
    と、 前記位置指令発生手段が前記オーバーシュートパルス設
    定器で設定された位置指令波形を参照して位置指令を出
    力する手段とを備えた位置制御装置。
JP34957799A 1999-12-09 1999-12-09 位置制御装置 Pending JP2001166831A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34957799A JP2001166831A (ja) 1999-12-09 1999-12-09 位置制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34957799A JP2001166831A (ja) 1999-12-09 1999-12-09 位置制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001166831A true JP2001166831A (ja) 2001-06-22

Family

ID=18404663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34957799A Pending JP2001166831A (ja) 1999-12-09 1999-12-09 位置制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001166831A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007309684A (ja) * 2006-05-16 2007-11-29 Mitsutoyo Corp 測定制御装置、表面性状測定装置、および、測定制御方法
US7898211B2 (en) * 2007-09-05 2011-03-01 Seiko Epson Corporation Driving circuit for motor and device equipped with driving circuit
JP2017185865A (ja) * 2016-04-04 2017-10-12 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007309684A (ja) * 2006-05-16 2007-11-29 Mitsutoyo Corp 測定制御装置、表面性状測定装置、および、測定制御方法
US7784333B2 (en) 2006-05-16 2010-08-31 Mitutoyo Corporation Measurement control device and measurement control method
US7898211B2 (en) * 2007-09-05 2011-03-01 Seiko Epson Corporation Driving circuit for motor and device equipped with driving circuit
US8344684B2 (en) 2007-09-05 2013-01-01 Seiko Epson Corporation Driving circuit for motor and device equipped with driving circuit
JP2017185865A (ja) * 2016-04-04 2017-10-12 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPWO2004008624A1 (ja) サーボ制御装置のゲイン調整方法
JP2006321033A (ja) 穴明け加工機
JP3407715B2 (ja) レーザ加工装置
JP2001166831A (ja) 位置制御装置
KR100799417B1 (ko) 전동기 제어 장치
JP3946046B2 (ja) 機械の制振制御方法および制振制御型機械
JP5155785B2 (ja) 作動制御方法および対回路基板作業装置
JPH0616246B2 (ja) 位置決め制御装置
JP4472220B2 (ja) モータ駆動軸の速度パターン調整方法
JP2011070538A (ja) 加工制御装置およびレーザ加工装置
JP4436809B2 (ja) レーザ加工システム
JP2002073178A (ja) 位置制御装置
JP3063562B2 (ja) 移動体の速度制御方法およびその制御装置
JP3153099B2 (ja) 位置決め装置
JP4737205B2 (ja) 部品実装機の制御方法及び制御装置
JP2006198742A (ja) 穴明け加工機
JP4698092B2 (ja) ガルバノスキャナ装置及びその制御方法
JP3850308B2 (ja) ガルバノスキャナのデジタル制御方法及び装置
JP2002196275A (ja) ガルバノスキャナの制御方法及び装置
JP4084173B2 (ja) レーザ加工方法及び装置
JP2011221596A (ja) 位置決め装置及び位置決めステージの位置決め方法
JP2670370B2 (ja) 超音波モータの制御装置
JP2005269856A (ja) モータ制御装置およびモータ制御方法
JP2003255258A (ja) ガルバノスキャナの制御装置、及び、その調整方法
US20110137449A1 (en) Positioning control apparatus and machine tool