JP2009075804A - Positioning controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、プログラマブルコントローラにおいて、入出力制御を行なうマイクロプロセッサからの設定指令情報に基づいて、位置決め制御用のパルス出力を発生し、ステッピングモータまたはサーボモータを駆動してワークの移動位置を制御するための位置決め制御装置の改良に関する。 The present invention, for example, generates a pulse output for positioning control on the basis of setting command information from a microprocessor that performs input / output control in a programmable controller, and drives the stepping motor or servo motor to determine the movement position of the workpiece. The present invention relates to an improvement of a positioning control device for controlling.
マイクロプロセッサと、ハードウェアで構成されたパルス出力回路部とを併用して、ワークの移動量対速度特性を多段階または台形速度パターンによって可変速度運転することは、広く実用化されている技術である。この技術により、高速運転と停止精度の向上を図ることができる。 Using a microprocessor and a hardware pulse output circuit together, variable speed operation of workpiece movement vs. speed characteristics with multiple steps or trapezoidal speed patterns is a widely used technology. is there. With this technology, it is possible to improve high-speed operation and stopping accuracy.
従来技術としては、入出力制御を行なうプログラマブルコントローラ内のマイクロプロセッサを用いて、パルス出力部とパルスカウンタを制御して多段階の速度制御を行うステッピングモータの駆動方法がある(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional technique, there is a stepping motor driving method that performs multi-stage speed control by controlling a pulse output unit and a pulse counter using a microprocessor in a programmable controller that performs input / output control (for example, Patent Document 1). reference).
また、入出力制御を行なうプログラマブルコントローラ内のマイクロプロセッサとは別に、専用のマイクロプロセッサを用いて、パルス出力部(パルスゼネレータ)とパルスカウンタ(ハードカウンタ)を制御して、多段階折れ線特性の速度制御を行うステッピングモータの駆動方法がある(例えば、特許文献2参照)。 In addition to the microprocessor in the programmable controller that performs input / output control, a dedicated microprocessor is used to control the pulse output unit (pulse generator) and pulse counter (hard counter), and the speed of the multistage broken line characteristics. There is a driving method of a stepping motor that performs control (see, for example, Patent Document 2).
特許文献1、2において、パルス出力部とパルスカウンタを制御するマイクロプロセッサは、いずれの場合も速度特性の変曲点において割込みプログラムを実行して、次回の移動量と目標パルス周期または周波数の設定を、逐次指令するようになっている。
In each of
従って、特許文献1の場合には、プログラマブルコントローラとしての入出力制御を並行して実施するマイクロプロセッサの制御負担が高く、高速・高精度な位置決め制御には適さないといった問題がある。また、特許文献2の場合には、専用のマイクロプロセッサが余分に必要となり、製品が高価になるといった問題がある。
Therefore, in the case of
本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、起動前に与えられた所望の運転速度パターンに基づいて一連の可変速度パターンのパルス出力を発生することのできる位置決め制御装置を提供することを第1の目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a positioning control device capable of generating a series of variable speed pattern pulse outputs based on a desired driving speed pattern given before starting. The first purpose is to provide it.
また、簡易な位置決め制御を行なうのに適した小型・安価な2段速度運転による位置決め制御装置を提供することを第2の目的とする。 Another object of the present invention is to provide a small and inexpensive two-speed operation positioning control device suitable for performing simple positioning control.
さらに、高度な位置決め制御を行なうのに適した漸増・漸減速度特性による位置決め制御装置を提供することを第3の目的とする。 It is a third object of the present invention to provide a positioning control device with gradually increasing / decreasing speed characteristics suitable for performing advanced positioning control.
本発明による位置決め制御装置は、所望の運転速度パターンに応じて位置決め制御用のパルス出力を発生するパルス出力回路部を備えた位置決め制御装置であって、目標とするパルス発生数、およびパルス出力周期または周波数の変遷特性に基づいて所望の運転速度パターンを特定するためのパラメータを決定する換算設定手段をさらに備え、パルス出力回路部は、入力信号の計数現在値が格納される現在値レジスタと、換算設定手段により決定されたパラメータのうちの第1パラメータが設定される第1の設定レジスタと、換算設定手段により特定されたパラメータのうちの第2パラメータとして第1パラメータ以下の値が設定される第2の設定レジスタと、現在値レジスタと第1の設定レジスタとの比較結果を出力する第1の比較回路と、現在値レジスタと第2の設定レジスタとの比較結果を出力する第2の比較回路とをそれぞれ有する第1の高速カウンタおよび第2の高速カウンタとを含み、第1の高速カウンタは、所定周期の基準クロック信号または基準クロック信号の分周信号を入力とし、基準クロック信号または分周信号の計数現在値が現在値レジスタに格納され、第2の高速カウンタは、位置決め制御用のパルス出力を入力として、パルス発生数の経過状況が現在値レジスタに格納され、第1の高速カウンタおよび第2の高速カウンタに設けられた第1の比較回路は、現在値レジスタの値が第1の設定レジスタの設定値と一致するかまたは一致点以上または一致点超過したことによってカウントアップ出力を発生し、第1の高速カウンタおよび第2の高速カウンタに設けられた第2の比較回路は、現在値レジスタの値が上昇または下降している過程において、現在値レジスタの値が第2の設定レジスタの設定値と一致するかまたは一致状態を通過したことによって上昇比較出力または下降比較出力の少なくとも一方の出力を発生し、パルス出力回路部は、第1の高速カウンタによるカウントアップ出力の発生と、第2の高速カウンタによる上昇比較出力または下降比較出力の少なくとも一方の出力の発生とに応動して、目標とするパルス発生数および変遷特性に基づく所望の運転速度パターンによるパルス出力を発生するものである。 A positioning control device according to the present invention is a positioning control device including a pulse output circuit unit that generates a pulse output for positioning control in accordance with a desired operation speed pattern, and includes a target number of generated pulses and a pulse output cycle. Alternatively, it further comprises conversion setting means for determining a parameter for specifying a desired operation speed pattern based on frequency transition characteristics, and the pulse output circuit unit includes a current value register in which a count current value of an input signal is stored; A first setting register in which a first parameter among the parameters determined by the conversion setting unit is set, and a value equal to or lower than the first parameter is set as a second parameter among the parameters specified by the conversion setting unit. A second setting register; a first comparison circuit for outputting a comparison result between the current value register and the first setting register; A first high-speed counter and a second high-speed counter each having a second comparison circuit for outputting a comparison result between the current value register and the second setting register. The reference clock signal or the frequency-divided signal of the reference clock signal is input, the current count value of the reference clock signal or frequency-divided signal is stored in the current value register, and the second high-speed counter receives the pulse output for positioning control as input The elapsed state of the number of generated pulses is stored in the current value register, and the first comparison circuit provided in the first high-speed counter and the second high-speed counter has the current value register value set to the first setting register. A count-up output is generated when the value coincides with or exceeds the coincidence point or the coincidence point is exceeded, and the first high-speed counter and the second high-speed counter In the second comparison circuit, the value of the current value register matches the set value of the second setting register or has passed the matching state in the process in which the value of the current value register increases or decreases. To generate at least one of the rising comparison output and the falling comparison output, and the pulse output circuit unit generates the count-up output by the first high-speed counter and the rising comparison output or the falling comparison output by the second high-speed counter. In response to the generation of at least one of the outputs, a pulse output with a desired operation speed pattern based on the target number of pulse generations and transition characteristics is generated.
本発明による位置決め制御装置は、位置決め制御動作の開始に当たって換算設定手段からパルス出力回路部に対して制御定数の設定が行われ、第1・第2の高速カウンタによって目標とするパルス数のパルス出力を発生するように構成され、第1・第2の高速カウンタは、それぞれ第1・第2の設定レジスタと第1・第2の比較回路を備えることによって位置決め動作が完了するまでパルス出力回路部の働きにより可変周期または可変周波数のパルス出力を発生するようになっている。
従って、例えば、マイクロプロセッサを用いた位置決め制御装置において、マイクロプロセッサは、速度パターンを逐次指令する必要がなく、制御負担が軽減されるとともに、手軽なハードウェア構成によって正確な速度パターンを生成し、安価に高速・高性能動作の位置決め制御を行なうことができる効果がある。
In the positioning control device according to the present invention, at the start of the positioning control operation, a control constant is set from the conversion setting means to the pulse output circuit unit, and a pulse output of a target number of pulses is output by the first and second high-speed counters. The first and second high-speed counters are provided with first and second setting registers and first and second comparison circuits, respectively, so that the pulse output circuit section is completed until the positioning operation is completed. A pulse output with a variable period or a variable frequency is generated by the function of.
Therefore, for example, in a positioning control device using a microprocessor, the microprocessor does not need to sequentially command speed patterns, reduces the control burden, and generates an accurate speed pattern with a simple hardware configuration. There is an effect that positioning control of high-speed and high-performance operation can be performed at low cost.
以下、本発明の位置決め制御装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a positioning control device of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における位置決め制御装置のブロック図である。
図1において、例えば、プログラマブルコントローラを構成する位置決め制御装置100は、CPUユニット100aと、入出力ユニットの一部であるパルス出力回路部100bとで構成されている。
FIG. 1 is a block diagram of a positioning control device according to
In FIG. 1, for example, a
CPUユニット100aは、例えば、AC100V〜240Vの商用電源である外部電源から給電される電源回路110を介して、所定の安定化電圧Vccが供給される。
The
CPUユニット100aの内部には、マイクロプロセッサ120と、プログラムメモリ121と、RAMメモリ122とが設けられている。ここで、プログラムメモリ121は、例えば、不揮発フラッシュメモリであって、ユーザが作成した入出力制御プログラムが格納される。
In the
パルス出力回路部100bは、マイクロプロセッサ120とバス接続されており、指令・監視信号の授受が行なわれる。 The pulse output circuit unit 100b is connected to the microprocessor 120 by a bus, and exchanges command / monitoring signals.
ドライバ101は、パルス出力回路部100bから回転方向指令出力DIRと正逆転パルス出力FRPを受けてステッピングモータ102を駆動する。ステッピングモータ102が駆動されることにより、ワーク104は、正方向または逆方向に移動される。
The driver 101 receives the rotation direction command output DIR and the forward / reverse rotation pulse output FRP from the pulse output circuit unit 100b and drives the
なお、回転方向指令出力DIRの論理レベルが「H」であれば正転駆動(前進駆動)、「L」であれば逆転駆動(後退駆動)である。さらに、正逆転パルス出力FRPがパルス発生すれば回転駆動、パルス発生を停止すれば回転停止の状態となる。 When the logical level of the rotation direction command output DIR is “H”, the forward rotation drive (forward drive) is performed, and when the logical level is “L”, the reverse drive (reverse drive) is performed. Further, when the forward / reverse rotation pulse output FRP generates a pulse, the rotation is driven, and when the pulse generation is stopped, the rotation is stopped.
マイクロプロセッサ120には、図示しないインタフェース回路を介して指令入力信号108が接続され、たとえば、強制停止指令、逆転限界スイッチ105による後退限界指令、正転限界スイッチ107による前進限界指令、手動前進指令、手動後退指令、自動運転指令などが入力される。
A
強制停止指令や正転限界指令、逆転限界指令が入力されると、パルス出力回路部100bは、直ちにパルス発生を停止する。また、手動前進指令や手動後退指令が与えられると、低速の正転パルス出力または低速の逆転パルス出力を発生する。さらに、自動運転指令が与えられると、プログラムメモリ121に格納された制御プログラムに基づいた速度パターンによって指令された数のパルスを発生して停止する。
When a forced stop command, forward rotation limit command, or reverse rotation limit command is input, the pulse output circuit unit 100b immediately stops generating pulses. When a manual forward command or manual reverse command is given, a low-speed forward rotation pulse output or a low-speed reverse rotation pulse output is generated. Further, when an automatic operation command is given, the number of pulses commanded by the speed pattern based on the control program stored in the
パルス出力回路部100bは、第1の高速カウンタ130と第2の高速カウンタ150を主体として構成されている。クロック信号発生回路140は、例えば、周期が1μsecである基準クロック信号CLK1を発生し、第1の高速カウンタ130の計数入力端子INに供給する。
The pulse output circuit unit 100b is mainly composed of a first high-
第1の高速カウンタ130の加算モード端子UPは、論理レベル「H」に固定され、減算モード端子DNは、論理レベル「L」に固定されている。その結果として、第1の高速カウンタ130の現在値レジスタ131は、計数入力信号(基準クロック信号CLK1)が論理レベル「L」から「H」に変化した時点で1カウントの加算動作が行なわれるようになっている。
The addition mode terminal UP of the first high-
第1の高速カウンタ130の第1の設定レジスタ133には、目標とする低速出力パルスの周期T1の1/2に相当した数値が格納されている。また、第2の設定レジスタ132には、目標とする高速出力パルスの周期T2の1/2に相当した数値が格納されている。
The first setting register 133 of the first high-
現在値レジスタ131の計数現在値が増加して、第1の設定レジスタ133の設定値N1、または第2の設定レジスタ132の設定値N2(N2≦N1)に達すると、カウントアップ出力Q1または上昇比較出力P1が発生する。その結果として、論理和素子144を介して第1の高速カウンタ130のリセット端子RSにリセット指令が供給されるとともに、交番出力回路142の出力が交互に反転する。
When the current count value of the
第1・第2の設定レジスタ133・132のどちら側の設定値を使用するかは、後述する選択切換回路141の論理動作によって決定される。
Which set value of the first and
第1の高速カウンタ130がリセットされて現在値レジスタ131の値がゼロに復帰したことに伴って、カウントアップ出力Q1と上昇比較出力P1もリセットされ、再び基準クロック信号CLK1の計数が開始する。その結果、基準クロック信号CLK1の信号周期をτ=1μsecとすれば、交番出力回路142のパルス出力PLSの周期は、2×N1または2×N2(μsec)となる。
As the first high-
出力選択回路143は、マイクロプロセッサ120からの指令によって出力モードが決定され、例えば、正逆パルス出力FRPと回転方向指令出力DIRを発生する。
The
第2の高速カウンタ150は、交番出力回路142の出力信号であるパルス出力PLSをアップおよびダウン計数する。さらに、第2の高速カウンタ150の第1の設定レジスタ153には、目標となるパルス発生総数Nの1/2の値が格納されていて、この発生パルス数によって、例えば、ステッピングモータによる全体移動量が決定される。
The second high-
ただし、目標とするパルス発生数が奇数である場合には、その前後の偶数の1/2の値が第1の設定レジスタ153に格納され、現在値レジスタ151には、+1または−1が初期値として設定されるようになっている。
However, if the target number of generated pulses is an odd number, the even half value before and after that is stored in the
第2の高速カウンタ150の第2の設定レジスタ152には、目標となる低速パルス発生数が格納されている。そして、この発生パルス数によって、ステッピングモータの低速始動運転と停止前の低速運転による移動量が決定される。
The
第2の高速カウンタ150の現在値レジスタ151の計数現在値が増加して、第2の設定レジスタ152の設定値M2に達すると、上昇比較出力P2が発生する。この結果、選択切換回路141によって、第1の高速カウンタ130の設定周期が低速周期から高速周期に切換設定される。
When the current count value of the
第2の高速カウンタ150の現在値レジスタ151の計数現在値がさらに増加して、第1の設定レジスタ153の設定値M1(M2≦M1)に達すると、カウントアップ出力Q2が発生し、第2の高速カウンタ150は、減算動作を開始する。一方、否定論理素子159によって加算動作は、停止されている。
When the current count value of the
やがて下降比較一致出力P2が作動すると、選択切換回路141によって第1の高速カウンタ130の設定周期を、高速周期から再び低速周期に切換設定する。
When the descending comparison coincidence output P2 is activated, the
第2の高速カウンタ150の現在値レジスタ151の計数現在値がさらに減少してゼロに復帰して、復帰出力Q2が作動すると、論理和素子144を介して第1の高速カウンタ130のリセット端子RSにリセット指令が供給されて、計数動作を停止する。この状態は、パルス発生完了信号M4として、マイクロプロセッサ120に入力される。
When the count current value of the
その結果、第1の高速カウンタ130によるパルスの発生総数Nは、第2の高速カウンタ150の上昇比較出力P2が作動するまでの低速パルス数M2と、カウントアップ出力Q2が発生するまでの高速パルス数(M1−M2)と、減算動作によって下降比較出力P2が作動するまでの高速パルス数(M1−M2)と、復帰出力Q2が作動するまでの低速パルス数M2との総和となる。従って、発生パルスの総数は、N=2×M1であるが、前後に内数として低速パルスが各M2パルス発生することになる。
As a result, the total number N of pulses generated by the first high-
ただし、計数開始に当たってあらかじめ現在値レジスタ151に対してプラス1が設定されていた場合の発生パルスの総数は、2×M1−1となる。一方、マイナス1が設定されたいた場合の発生パルスの総数は、2×M1+1となる。
However, the total number of generated pulses is 2 × M1-1 when the
マイクロプロセッサ120は、第1・第2の高速カウンタ130・150に対してリセット指令RSTを発生してから、出力ポートDOから第1・第2の設定レジスタ133・132、153・152に対する設定値を送信する。さらに、マイクロプロセッサ120は、回転方向指令信号DIRを送信し、リセット指令RSTを解除してスタート指令ST/SPを送信する。この結果、第1・第2の高速カウンタ130・150が動作を開始する。 The microprocessor 120 generates a reset command RST for the first and second high-speed counters 130 and 150, and then sets the set values for the first and second setting registers 133 and 132, 153 and 152 from the output port DO. Send. Further, the microprocessor 120 transmits a rotation direction command signal DIR, cancels the reset command RST, and transmits a start command ST / SP. As a result, the first and second high-speed counters 130 and 150 start operating.
現在値レジスタ151による発生パルス数の現在値は、入力ポートDIによってマイクロプロセッサ120に送信される。なお、マイクロプロセッサ120は、正転限界停止指令、逆転限界停止指令、強制停止指令などに応動して、パルス発生を停止することができるようになっている。
The current value of the number of pulses generated by the
また、パルス出力回路部100bは、ステッピングモータ102に対する回転駆動指令を与えるものである。そして、ステッピングモータ102を駆動するドライバ101には、正転駆動端子、逆転駆動端子を有するものと、正逆転駆動端子と回転方向指令端子を有するものがある。
In addition, the pulse output circuit unit 100 b gives a rotational drive command to the stepping
出力選択回路143は、これらの駆動形式に応じたパルス出力を発生することができるようになっている。
The
以上の説明では、2段速度による低速始動運転・高速運転・停止前の低速運転・停止の動作を行うために、第1の高速カウンタ130と第2の高速カウンタ150を次のように動作させている。すなわち、パルスジェネレータとなる第1の高速カウンタ130は、リングカウンタとして循環動作させるための設定値を第1・第2の設定レジスタ133・132によって切換えることによって低速または高速の出力パルス周期を得るように動作する。また、第2の高速カウンタ150は、発生パルス数の計数と速度切換え指令信号を発生するように動作する。
In the above description, the first high-
この速度切換制御において、低速パルス発生数の発生に応動する上昇比較出力P2と、下降比較出力P2が利用されている。 In this speed switching control, the rising comparison output P2 and the falling comparison output P2 that respond to the occurrence of the number of low-speed pulses are used.
ここで、第2の高速カウンタ150の運転開始時に、現在値レジスタ151に対して低速始動運転パルス発生数に相当した負数を格納し、第2の設定レジスタ152に対して高速運転パルス数を設定し、第1の設定レジスタ153に対して高速運転パルス数+停止前の低速運転パルス数を設定しておくこともできる。このような設定を行えば、現在値レジスタ151の値が負となっている間は、低速始動運転を行い、現在値レジスタ151が正の値になってから高速運転を行い、上昇比較出力P2が作動すると停止前の低速運転を行い、カウントアップ出力Q2が発生すると停止するように動作させることができる。
Here, at the start of operation of the second high-
次に、比較回路の詳細について説明する。図2Aは、本発明の実施の形態1における第1・第2の高速カウンタ130・150に含まれる比較回路の全体構成図である。第1の比較回路136・156は、第1の設定レジスタ133・153の値と現在値レジスタ131・151の値が一致しているときに、比較一致出力を発生して記憶回路S1をセットする。記憶回路S1によるセット出力が、カウントアップ出力Q1・Q2となっている。
Next, details of the comparison circuit will be described. FIG. 2A is an overall configuration diagram of a comparison circuit included in the first and second high-speed counters 130 and 150 according to
第2の比較回路135・155は、第2の設定レジスタ132・152の値と現在値レジスタ131・151の値が一致しているときに、比較一致出力を発生して論理積素子138a・158aまたは138b・158bを介して記憶回路S2またはS3をセットする。記憶回路S2またはS3によるセット出力が、上昇比較出力P1・P2または下降比較出力P1・P2となっている。
When the values of the second setting registers 132 and 152 match the values of the current value registers 131 and 151, the
論理積素子138a・158aは、第1・第2の高速カウンタ130・150の加算モード端子UPの論理レベルが「H」となって加算モードにあるときに、記憶回路S2に対するセット指令入力を有効にするゲート回路となっている。
The AND
論理積素子138b・158bは、第1・第2の高速カウンタ130・150の減算モード端子DNの論理レベルが「H」となって減算モードにあるときに、記憶回路S3に対するセット指令入力を有効にするゲート回路となっている。 The AND elements 138b and 158b enable the set command input to the storage circuit S3 when the logic level of the subtraction mode terminal DN of the first and second high-speed counters 130 and 150 is "H" and the subtraction mode is in effect. It is a gate circuit to make.
第3の比較回路137・157は、現在値レジスタ131・151の値とゼロレジスタ134・154の値が一致しているときに、比較一致出力を発生して論理積素子139・159を介して記憶回路S4をセットする。記憶回路S4によるセット出力が、復帰出力Q1・Q2となっている。
論理積素子139・159は、第1・第2の高速カウンタ130・150の減算モード端子DNの論理レベルが「H」となって減算モードにあるときに、記憶回路S4に対するセット指令入力を有効にするゲート回路となっている。
The
The AND
なお、各記憶回路S1〜S4の記憶状態は、マイクロプロセッサ120からのリセット指令によって消去されるようになっている。 Note that the storage states of the storage circuits S1 to S4 are erased by a reset command from the microprocessor 120.
図2Bは、本発明の実施の形態1における第1の比較回路136・156の詳細論理回路図である。第2の比較回路135・155や第3の比較回路137・157も、同様に構成されている。
FIG. 2B is a detailed logic circuit diagram of the
図2Bにおいて、第1の設定レジスタ133・153には、最下位ビットをB0とし、最上位ビットをBnとするnビットのバイナリデータが格納されている。また、現在値レジスタ131・151には、最下位ビットをA0とし、最上位ビットをAnとするnビットのバイナリデータが格納されている。各ビットの論理信号が入力される排他的論理和素子Ex0〜Exnは、入力論理レベルが一致していれば出力論理レベルが「L」となる論理回路によって構成されている。 In FIG. 2B, the first setting registers 133 and 153 store n-bit binary data in which the least significant bit is B0 and the most significant bit is Bn. The current value registers 131 and 151 store n-bit binary data in which the least significant bit is A0 and the most significant bit is An. The exclusive OR elements Ex0 to Exn to which the logic signal of each bit is input are configured by a logic circuit whose output logic level is “L” if the input logic levels match.
論理和素子OR0〜ORn−1は、排他的論理和素子Ex0〜Exnの出力を順次論理和するようにカスケード接続されていて、最終段の論理和素子OR0の出力は、反転論理素子INVを介して記憶回路S1に入力されている。 The logical sum elements OR0 to ORn-1 are cascade-connected so as to sequentially logically sum the outputs of the exclusive logical sum elements Ex0 to Exn, and the output of the final stage logical sum element OR0 passes through the inverting logic element INV. Is input to the memory circuit S1.
比較データAn〜A0とBn〜B0のどれかのビットの論理レベルが不一致であれば、論理和素子OR0の出力論理は「H」となり、記憶回路S1に対する記憶指令が発生することはない。 If the logic level of any bit of the comparison data An to A0 and Bn to B0 does not match, the output logic of the OR element OR0 becomes “H”, and a storage command for the storage circuit S1 is not generated.
比較データAn〜A0とBn〜B0の全てのビットの論理レベルが一致していれば、論理和素子OR0の出力論理は、「L」となり、記憶回路S1に対する記憶指令が発生することになる。ただし、第1・第2の高速カウンタ130・150に対する計数入力が論理レベル「H」に変化して計数動作が行われた時点においては、論理和素子OR0の出力は、論理レベル「H」となっている。 If the logical levels of all the bits of the comparison data An to A0 and Bn to B0 match, the output logic of the OR element OR0 becomes “L”, and a storage command for the storage circuit S1 is generated. However, at the time when the counting input to the first and second high-speed counters 130 and 150 is changed to the logic level “H” and the counting operation is performed, the output of the OR element OR0 becomes the logic level “H”. It has become.
そして、計数入力が「L」に変化した時点で論理和素子OR0の出力論理が「L」となり、記憶回路S1に対する記憶指令が発生することになる。これは、計数入力が「H」に変化した直後の不安定状態で一致判定するのを回避するための遅延判定手段となるものである。 When the count input changes to “L”, the output logic of the OR element OR0 becomes “L”, and a storage command for the storage circuit S1 is generated. This is a delay determination means for avoiding the coincidence determination in the unstable state immediately after the count input changes to “H”.
以上の説明では、上昇通過と下降通過の判定を高速カウンタのアップ/ダウン指令の違いによって識別して記憶するようにした。しかしながら、これに代わって、カウントアップ出力が作動する前の一致であれば上昇通過であるとし、カウントアップ出力が作動した後の一致であれば下降通過であると判別することも可能である。 In the above description, the determination of the passage of ascending and descending passage is identified and stored by the difference between the up / down commands of the high speed counter. However, instead of this, it is also possible to determine that the passage is ascending if the count before the count-up output is activated, and that it is the descending pass if the match is after the count-up output is activated.
なお、本実施の形態1では、第1・第2の高速カウンタ130・150は、いずれも計数指令が論理レベル「H」に変化した時点において、1カウントだけ現在値レジスタ131・151の値が増加または減少するものであり、必ず比較一致点に到達してからさらに増加または減少する。従って、比較判定は、一致したか否かの比較一致判定によることができる。 In the first embodiment, each of the first and second high-speed counters 130 and 150 has the value of the current value registers 131 and 151 incremented by one count when the counting command changes to the logic level “H”. It increases or decreases, and always increases or decreases after reaching the comparison coincidence point. Therefore, the comparison determination can be based on a comparison match determination as to whether or not they match.
これに対し、後述の実施の形態2の場合には、1回の計数動作によって現在値レジスタに対して変分値レジスタに格納されている数値の加算が行なわれるようになっているものがある。このように複数値(最小単位である1よりも大きな値)の増減が行なわれる場合には、現在値レジスタの値の増加・減少過程において、必ずしも比較一致点上を通過するとは限らず、飛び越し通過する状態が発生する。 On the other hand, in the case of the second embodiment to be described later, there is one in which the numerical value stored in the variation value register is added to the current value register by one counting operation. . When a plurality of values (a value larger than 1 which is the minimum unit) are increased / decreased in this way, in the process of increasing / decreasing the value of the current value register, it does not necessarily pass over the comparison coincidence point, and skips. A passing condition occurs.
このような場合には、「比較一致点以上または未満」、若しくは「比較一致点超過または以下」のような大小比較判定が必要であり、図1の回路構成の場合であっても、大小比較判定方式に変更することが可能である。 In such a case, it is necessary to make a size comparison determination such as “more than or less than the comparison matching point” or “over or below the comparison matching point”. Even in the case of the circuit configuration of FIG. It is possible to change to a determination method.
次に、本実施の形態1における位置決め制御装置の作用・動作の詳細について説明する。図3は、本発明の実施の形態1における位置決め制御装置の特性線図である。図3(A)は、クロック信号発生回路140が発生する基準クロック信号CLK1の波形を示したものである。
Next, details of the operation and operation of the positioning control device according to the first embodiment will be described. FIG. 3 is a characteristic diagram of the positioning control device according to
図3(B)は、第1の高速カウンタ130の現在値レジスタ131の値の増減特性を示したものである。高い山の高さは、第1の設定レジスタ133に格納されている第1の設定値N1に相当し、低い山の高さは、第2の設定レジスタ132に格納されている第2の設定値N2に相当する。
FIG. 3B shows the increase / decrease characteristics of the
図3(C)は、交番出力回路142の出力信号であるパルス出力PLSの波形を示したものである。低速周期は、T1=2×N1×τとなっており、高速周期は、T2=2×N2×τ、(ただし、τは基準クロック信号CLK1の周期)となっている。
FIG. 3C shows the waveform of the pulse output PLS which is an output signal of the alternating
図3(D)は、第2の高速カウンタ150の現在値レジスタ151の値の増減特性を示したものである。第2の設定レジスタ152に格納されている設定値が、M2で示されており、第1の設定レジスタ153に格納されている設定値が、M1で示されている。
FIG. 3D shows the increase / decrease characteristics of the value of the
図3(E)は、横軸を時間とし、縦軸を運転速度に相当する出力パルスの周波数(即ち、パルス周期の逆数)とし、移動量に相当する累積パルス発生数を面積として表した運転速度特性を示したものである。 FIG. 3E shows an operation in which the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the frequency of output pulses corresponding to the operation speed (that is, the reciprocal of the pulse period), and the cumulative number of pulses generated corresponding to the amount of movement is represented as the area. The speed characteristic is shown.
上昇比較出力P2が作動して論理レベルが「H」に変化すると、選択切換回路141の作用によって低速運転から高速運転に切換る。そして、カウントアップ出力Q2が作動して論理レベルが「H」に変化すると、第2の高速カウンタ150は、減算動作を開始する。そして、下降比較出力P2が作動して論理レベルが「H」になると高速運転から低速運転に切換る。そして最後に、復帰出力Q2が作動して論理レベルが「H」になると、パルス発生が完了するようになっている。
When the rising comparison output P2 is activated to change the logic level to “H”, the operation is switched from the low speed operation to the high speed operation by the action of the
以上の一連の動作によるパルス発生の総数Nは、次式で示される。
N=M2(始動後の低速運転パルス数)
+2×(M1−M2)(高速運転パルス数)
+M2(停止前の低速運転パルス数)
=2×M1
The total number N of pulse generations by the above series of operations is expressed by the following equation.
N = M2 (Number of low-speed operation pulses after starting)
+2 x (M1-M2) (number of high-speed operation pulses)
+ M2 (Number of low-speed operation pulses before stopping)
= 2 x M1
従って、総数Nは、偶数値となるが、運転開始に当たって、現在値レジスタ151に対して±1をバイアス加算しておくことにより、発生パルスの総数を奇数にすることができる。
Accordingly, the total number N is an even value, but by adding a bias of ± 1 to the
次に、フローチャートを用いて一連の動作を説明する。図4は、本発明の実施の形態1における位置決め制御装置の一連動作を示すフローチャートである。
図4において、工程400は、マイクロプロセッサ120がパルス出力動作を開始するステップである。続く工程401は、指令入力信号108から運転指令が入力されているか否かを判定するステップである。運転指令が入力されていなければ、NOの判定を行なって動作終了工程402へ移行する。一方、運転指令が入力されていれば、YESの判定を行なって工程403へ移行する。
Next, a series of operations will be described using a flowchart. FIG. 4 is a flowchart showing a series of operations of the positioning control device according to
In FIG. 4,
工程402では、他の制御を実行し、所定時間以内には、再度動作開始工程400へ復帰するようになっている。一方、工程403は、後述の工程410aにおいて、初回フラグがセットされたか否かを判定するステップである。初回フラグがセットされていなければ、YESの判定を行なって工程405へ移行する。一方、初回フラグがセット済であれば、NOの判定を行なって工程404へ移行する。
In
なお、電源投入時には、初回フラグや第1・第2の高速カウンタ130・150は、リセットされているので、電源投入直後の動作では、工程403は、YESの判定を行なうようになっている。
When the power is turned on, the initial flag and the first and second high-speed counters 130 and 150 are reset. Therefore, in the operation immediately after the power is turned on,
工程404は、第2の高速カウンタ150の復帰出力Q2が作動して一連のパルス出力が完了したか否かを判定するステップである。未完了であれば、NOの判定を行なって工程420へ移行する。一方、完了であれば、YESの判定を行なって工程405へ移行する。工程405は、第1・第2の高速カウンタ130・150にリセット指令RSTを与え、各カウンタの動作を停止しておくステップである。
Step 404 is a step of determining whether or not a series of pulse outputs are completed by operating the return output Q2 of the second high-
続く工程406は、第1の高速カウンタ130の第1の設定レジスタ133に対して低速周期の1/2の値である第1の設定値N1を格納し、第2の設定レジスタ132に対して高速周期の1/2の値である第2の設定値N2を格納するステップである。
In the subsequent step 406, the first setting value N1, which is a half of the low speed cycle, is stored in the
続く工程407は、パルス発生の目標総数が奇数であるか偶数であるかを判定し、偶数であれば、YESの判定を行なって工程408aへ移行し、奇数であれば、NOの判定を行なって工程408bへ移行する判定ステップである。 In the subsequent step 407, it is determined whether the target total number of pulse generation is an odd number or an even number, and if it is an even number, a determination of YES is made and the process proceeds to step 408a. This is a determination step that moves to step 408b.
工程408aは、第2の高速カウンタ150の現在値レジスタ151の値をゼロにし、第2の設定レジスタ152の設定値M2を低速移動パルス数に設定し、第1の設定レジスタ153の設定値M1を目標総数Nの1/2に設定するステップである。
工程408bは、第2の高速カウンタ150の現在値レジスタ151の値をマイナス1(またはプラス1)にし、第2の設定レジスタ152の設定値M2を低速移動パルス数に設定し、第1の設定レジスタ153の設定値M1を目標総数の前後の偶数N−1(またはN+1)の1/2に設定するステップである。
Step 408b sets the value of the
上述した工程406から工程408bで構成される工程ブロック409は、換算設定手段となるものであり、マイクロプロセッサ120は、第1・第2の高速カウンタ130・150が動作しやすい値を演算設定するようになっている。例えば、運転速度の目標値としてパルス周波数を利用しないで、その逆数である周期を設定することによって手軽に2段速度運転が行えるものである。
The
工程410aは、工程408aまたは408bに続いて実行され、回転方向指令DIRを論理「H」または「L」にして方向を指定し、スタート指令ST/SPを論理「H」にしてスタート指令を与え、リセット指令RSTを論理「L」にしてリセット解除し、初回フラグをセットする。
その結果、工程410bによってパルス出力回路部100bがパルス出力を発生する。続く工程411は、第2の高速カウンタ150の復帰出力Q2が作動してパルス発生総数が目標値Nに達したか否かを判定するステップである。パルス発生完了であれば、YESの判定を行なって工程415へ移行する。一方、未完了であれば、NOの判定を行なって工程412へ移行する。
As a result, the pulse output circuit unit 100b generates a pulse output in step 410b. A
工程412では、パルス発生を開始してから所定時間を経過したか否かを判定するステップである。未超過であれば、NOの判定を行なって動作終了工程402へ移行する。一方、時間超過であれば、工程413へ移行して異常報知を行なってから、動作終了工程402へ移行する。
また、工程415では、工程410aでセットされた初回フラグがリセットされ、その後、動作終了工程402へ移行する。
Step 412 is a step of determining whether or not a predetermined time has elapsed since the start of pulse generation. If it is not exceeded, a determination of NO is made and the
In
工程420は、正転限界スイッチ107、逆転限界スイッチ105、または強制停止指令スイッチが作動したか否かを判定するステップである。緊急停止を行なう必要があるときに、YESの判定を行なって工程421へ移行する。一方、緊急停止が不要であるときには、NOの判定を行なって工程411へ移行する。 Step 420 is a step of determining whether or not the forward rotation limit switch 107, the reverse rotation limit switch 105, or the forced stop command switch is activated. When it is necessary to perform an emergency stop, a determination of YES is made and the process proceeds to step 421. On the other hand, when an emergency stop is not required, a NO determination is made and the process proceeds to step 411.
工程421では、スタート指令ST/SPの論理レベルを「L」にしてパルス発生を停止し、工程410aでセットされていた初回フラグをリセットしてから動作終了工程402へ移行する。
In
以上の動作を概括説明すると、初回動作時、動作完了後の再起動時、または緊急停止後の初回動作時には、換算設定手段409によって第1・第2の設定レジスタに対する制御定数(パラメータ)の設定が行われ、一連のパルス出力の発生が完了する都度に、換算設定手段409による再設定が行われるようになっている。従って、マイクロプロセッサ120は、パルス発生の停止中に次回のパルス発生の制御定数を送信すればよいので、パルス発生動作と関連した割込み高速処理が不要となっている。 The above operation will be generally described. When the first operation, the restart after the operation is completed, or the first operation after the emergency stop, the conversion setting means 409 sets control constants (parameters) for the first and second setting registers. Each time the generation of a series of pulse outputs is completed, resetting by the conversion setting means 409 is performed. Therefore, the microprocessor 120 only needs to transmit the control constant for the next pulse generation while the pulse generation is stopped, so that the interrupt high-speed processing related to the pulse generation operation is unnecessary.
以上の説明では、マイクロプロセッサ120は、出力選択回路143に対して回転方向指令出力DIRとスタート指令ST/SPを供給するようになっている。さらに、出力選択回路143は、回転方向指令DIRをそのままドライバ101に出力するとともに、スタート指令ST/SPが論理「H」となったときに、交番出力回路142の出力信号を正逆転パルス出力FRPとして、ドライバ101に供給するようになっている。
In the above description, the microprocessor 120 supplies the rotation direction command output DIR and the start command ST / SP to the
これに代わって、マイクロプロセッサ120は、出力選択回路143に対して、正転パルス出力指令F/SPと逆転パルス出力指令R/SPを供給し、出力選択回路143は、正転パルス出力指令F/SPが論理「H」であるときに正転パルス出力FPを発生し、逆転パルス出力指令R/SPが論理「H」であるときに逆転パルス出力RPを発生し、正転パルス出力指令F/SPと逆転パルス出力指令R/SPがともに論理「L」であるときにパルス発生を停止するようにしてもよい。
Instead, the microprocessor 120 supplies the normal selection pulse output command F / SP and the reverse rotation pulse output command R / SP to the
以上の説明で明らかなとおり、本実施の形態1による位置決め制御装置は、マイクロプロセッサ120からの設定指令情報に基づいて、位置決め制御用のパルス出力を発生するパルス出力回路部100bを備えた位置決め制御装置100である。そして、パルス出力回路部100bは、少なくとも第1・第2の高速カウンタ130・150を備えているとともに、マイクロプロセッサ120と協働するプログラムメモリ121は、換算設定手段409となる制御プログラムを包含している。
As is clear from the above description, the positioning control device according to the first embodiment is based on the setting command information from the microprocessor 120, and the positioning control provided with the pulse output circuit unit 100b that generates a pulse output for positioning control.
第1の高速カウンタ130は、目標とするパルス出力の周期を可変設定するものであって、クロック信号CLK1の計数現在値が格納される現在値レジスタ131と、第1・第2の設定レジスタ133・132と、第1・第2の比較回路136・135とによって構成されている。
The first high-
第2の高速カウンタ150は、発生パルス数の計数と速度切換え指令信号(選択切換回路に与えるリセットタイミング指令に相当)を発生するものであって、パルス発生数の経過状況が格納される現在値レジスタ151と、第1・第2の設定レジスタ153・152と、第1・第2の比較回路156・155とによって構成されている。
The second high-
換算設定手段409は、第1・第2の高速カウンタ130・150の動作開始前に作用して、第2の高速カウンタ150に対して目標とするパルス発生数の設定を行うとともに、第1または第2の高速カウンタに対して目標運転速度パターンとなるパルス出力周期の変遷特性を設定する。すなわち、換算設定手段409は、所望の運転速度パターンを特定するためのパラメータを決定し、パルス出力回路部100b内のレジスタに決定したパラメータの設定を行う。
The conversion setting means 409 acts before the operation of the first and second high-speed counters 130 and 150, and sets the target number of pulse generations for the second high-
第1・第2の高速カウンタ130・150に設けられた第1の比較回路136・156は、現在値レジスタ131・151の値が第2の設定レジスタ132・152の設定値以上の値が設定される第1の設定レジスタ133・153の設定値と一致するか、または一致点以上または一致点超過したことによって、カウントアップ出力Q1・Q2を発生する。
In the
第1・第2の高速カウンタ130・150に設けられた第2の比較回路135・155は、現在値レジスタ131・151の値が上昇している過程または下降している過程において、第2の設定レジスタ132・152の設定値と一致するか、または一致状態を通過したことによって、上昇比較出力P1・P2または下降比較出力P1・P2の少なくとも一方の出力を発生する。
The
パルス出力回路部100bは、カウントアップ出力Q1・Q2の発生と、上昇比較出力P1・P2または下降比較出力P1・P2の少なくとも一方の出力の発生とに応動して、パルス出力周期の変遷特性に基づく運転パターンによるパルス出力PLSを発生する。さらに、パルス出力回路部100bは、パルス発生の完了に伴ってパルス発生完了信号M4をマイクロプロセッサ120に送信し、パルス発生開始から完了までの期間においてマイクロプロセッサ120からの指令を受けることなく指定された特性のパルス出力を発生するようになっている。 The pulse output circuit unit 100b responds to the generation of the count-up outputs Q1 and Q2 and the generation of at least one of the rising comparison outputs P1 and P2 or the falling comparison outputs P1 and P2 , and changes the pulse output cycle. A pulse output PLS is generated according to an operation pattern based on the operation pattern. Further, the pulse output circuit unit 100b transmits a pulse generation completion signal M4 to the microprocessor 120 upon completion of pulse generation, and is designated without receiving a command from the microprocessor 120 in the period from the start of pulse generation to completion. A pulse output with the specified characteristics is generated.
第1の高速カウンタ130は、所定周期の基準クロック信号CLK1を計数して目標とする周期のパルス出力を生成するためのものである。第1の高速カウンタ130の第1の設定レジスタ133には、目標とする低速運転用の第1のパルス周期T1に対応した第1の設定値N1が格納され、第2の設定レジスタ132には、目標とする高速運転用の第2のパルス周期T2に対応した第2の設定値N2が格納されている。そして、第1の高速カウンタ130には、選択切換回路141と交番出力回路142とが接続されている。
The first high-
選択切換回路141は、第1の高速カウンタ130のカウントアップ出力Q1が発生したときに現在値レジスタ131をリセットしてから基準クロック信号CLK1の計数を再開させるか(第1のリセットタイミングに相当)、または第1の高速カウンタ130の上昇比較出力P1が発生したときに現在値レジスタ131をリセットしてから基準クロック信号CLK1の計数を再開させるか(第2のリセットタイミングに相当)を選択して、第1の高速カウンタ130をリングカウンタとして作動させる回路である。
The
交番出力回路142は、第1の高速カウンタ130のカウントアップ出力Q1または上昇比較出力P1が発生する都度に出力論理が反転し、基準クロック信号CLK1の周期τと第1または第2の設定値N1・N2との積の2倍の周期のパルス出力PLSを発生する回路である。
The alternating
第2の高速カウンタ150は、交番出力回路142のパルス出力PLSの発生回数を計数して、目標とするパルスの発生が完了したことに伴って、復帰出力Q2を発生するものである。第2の高速カウンタ150の第1の設定レジスタ153には、目標とするパルス発生数Nの半分の値M1が格納され、第2の設定レジスタ152には、目標とする低速運転のパルス発生数M2が格納されている。
The second high-
そして、第2の高速カウンタ150は、計数動作を開始してからカウントアップ出力Q2が発生するまでは加算カウンタとして動作し、カウントアップ出力Q2が作動してから後は減算カウンタとして作動する。さらに、第2の高速カウンタ150は、計数動作を開始してから上昇比較出力P2が発生するまでは、選択切換回路141を低速側に切換えるように第1のリセットタイミングを選択するための指令をする。また、上昇比較出力P2が発生してからカウントアップ出力Q2が発生して計数方向が反転し、やがて下降比較出力P2が発生するまでは、選択切換回路141を高速側に切換えるように第2のリセットタイミングを選択するための指令をする。さらに、下降比較出力P2が発生してから復帰出力Q2が発生するまでは、再び選択切換回路141を低速側に切換えるように第1のリセットタイミングを選択するための指令をする。
The second high-
復帰出力Q2は、第2の高速カウンタ150の現在値がゼロに復帰した時点でセットされる。そして、復帰出力Q2をセットすることに伴って、第2の高速カウンタ150は、第1の高速カウンタ130のパルス発生または交番出力回路142のパルス出力PLSを停止させる。さらに、第2の高速カウンタ150は、パルス発生完了信号M4をマイクロプロセッサ120に送信する。復帰出力Q2のセット状態は、マイクロプロセッサ120からのリセット指令RSTによってリセットされるものである。
The return output Q2 is set when the current value of the second high-
以上のとおり、本実施の形態1における位置決め制御装置は、第1・第2の高速カウンタを用いて低速始動・高速運転・低速停止の2段速度運転によるパルス出力を発生するようになっている。従って、ステッピングモータを用いた簡易な位置決め制御において、脱調を防止しながら高速運転と高精度停止を行なうことができる特徴がある。 As described above, the positioning control device according to the first embodiment uses the first and second high-speed counters to generate a pulse output by two-stage speed operation of low speed start, high speed operation, and low speed stop. . Therefore, in simple positioning control using a stepping motor, there is a feature that high-speed operation and high-accuracy stop can be performed while preventing step-out.
さらに、パルス出力回路部100bが発生する目標パルス発生数Nが奇数である場合には、第2の高速カウンタ150の現在値レジスタ151にはマイナス1またはプラス1が初期値として設定され、目標パルス発生数の前後の偶数値の半分の値が第1の設定レジスタ153に設定値として格納される。
Further, when the target pulse generation number N generated by the pulse output circuit unit 100b is an odd number, the
すなわち、現在値レジスタに初期値として±1を設定して運転開始することができるように構成されている。従って、目標パルス発生数が奇数であっても、上昇比較出力とカウントアップ出力と下降比較出力を用いて、2段速度運転を行うことができる特徴がある。 In other words, the present value register is configured to be able to start operation by setting ± 1 as an initial value. Therefore, even if the target pulse generation number is an odd number, the two-stage speed operation can be performed using the rising comparison output, the count-up output, and the falling comparison output.
さらに、第1・第2の比較回路136・135、156・155は、比較一致または比較不一致による二値化論理出力を発生し、計数入力信号の論理が計数状態に反転した時点から所定の遅延時間をおいて記憶回路S1・S2・S3に更新格納する。この結果として、カウントアップ出力Q1・Q2と、上昇比較出力P1・P2または下降比較出力P1・P2とが得られる。
Further, the first and
すなわち、第1・第2の比較回路は、比較一致しているか否かの論理確定後に比較結果を記憶するようになっている。従って、比較数値が一致点を飛び越して通過することがない高速カウンタに対しては、簡易な比較回路によって比較結果が得られるとともに、高速カウンタの計数タイミングでは、比較判定を回避して誤検出を防止することができる特徴がある。 That is, the first and second comparison circuits store the comparison results after the logic is determined whether or not the comparison coincides. Therefore, for a high-speed counter in which the comparison numerical value does not pass over the coincidence point, a comparison result can be obtained by a simple comparison circuit, and at the count timing of the high-speed counter, comparison detection is avoided and erroneous detection is performed. There are features that can be prevented.
さらに、上昇比較出力P1・P2は、第1・第2の高速カウンタ130・150がアップカウントモードであるときに、第2の比較回路135・155が一致判定または一致点を通過したと判定した場合に有効となって、上昇比較判定用の記憶回路S2に保存される。
Furthermore, when the first and second high-speed counters 130 and 150 are in the up-count mode, the rising comparison outputs P1 and P2 determine that the
下降比較出力P1・P2、P2・P4は、第1・第2の高速カウンタ130・150がダウンカウントモードであるときに、第2の比較回路135・155が一致判定または一致点を通過したと判定した場合に有効となって、下降比較判定用の記憶回路S3に保存される。
The falling comparison outputs P1 , P2 , P2 , P4 indicate that the
ここで、各記憶回路S2・S3の記憶状態は、マイクロプロセッサ120からのリセット指令RSTによって消去されるものである。 Here, the storage state of each of the storage circuits S2 and S3 is erased by a reset command RST from the microprocessor 120.
すなわち、上昇比較出力と下降比較出力の区別は、第1・第2の高速カウンタがアップカウントモードであったか、ダウンカウントモードであったかによって区分されている。従って、第2の比較回路だけを用いて上昇比較出力と下降比較出力が得られるので、比較回路が簡略化される特徴がある。 That is, the distinction between the rising comparison output and the falling comparison output is made according to whether the first and second high-speed counters are in the up-count mode or the down-count mode. Therefore, since the rising comparison output and the falling comparison output can be obtained using only the second comparison circuit, the comparison circuit is simplified.
さらに、上昇比較出力P1・P2は、第1・第2の高速カウンタ130・150のカウントアップ出力Q1・Q2が作動する前に、第2の比較回路135・155が一致判定または一致点を通過したと判定した場合に有効となって、上昇比較判定用の記憶回路S2に保存される。
Further, the rising comparison outputs P1 and P2 are passed through the coincidence determination or coincidence point by the
下降比較出力P1・P2は、第1・第2の高速カウンタ130・150のカウントアップ出力Q1・Q2が作動した後に、第2の比較回路135・155が一致判定または一致点を通過したと判定した場合に有効となって、下降比較判定用の記憶回路S3に保存される。
Decreasing comparison outputs P1 and P2 are determined that the
ここで、各記憶回路S2・S3の記憶状態は、マイクロプロセッサ120からのリセット指令RSTによって消去されるものである。 Here, the storage state of each of the storage circuits S2 and S3 is erased by a reset command RST from the microprocessor 120.
すなわち、上昇比較出力と下降比較出力の区別は、第1・第2の高速カウンタのカウントアップ出力が作動する前であったか、作動した後であったかによって区分されている。従って、第2の比較回路だけを用いて上昇比較出力と下降比較出力が得られるので、比較回路が簡略化される特徴がある。 That is, the distinction between the rising comparison output and the falling comparison output is made according to whether the count-up output of the first and second high-speed counters is before or after the operation. Therefore, since the rising comparison output and the falling comparison output can be obtained using only the second comparison circuit, the comparison circuit is simplified.
さらに、マイクロプロセッサ120は、複数の入力センサと複数の電気負荷に対して接続され、入力センサの動作状態とプログラムメモリ121に格納された入出力制御プログラムの内容によって複数の電気負荷を駆動制御するプログラマブルコントローラのCPUユニット100aに内蔵されている。
Further, the microprocessor 120 is connected to a plurality of input sensors and a plurality of electric loads, and drives and controls the plurality of electric loads according to the operation state of the input sensors and the contents of the input / output control program stored in the
パルス出力回路部100bは、マイクロプロセッサ120とバス接続された入出力ユニットに内蔵されているとともに、出力選択回路143を備えている。換算設定手段409は、入出力制御プログラムの一部としてプログラムメモリ121に格納された特殊命令によって実行されるものである。
The pulse output circuit unit 100b is built in an input / output unit connected to the microprocessor 120 by a bus, and includes an
特殊命令は、少なくとも目標とするパルス発生数と目標運転速度パターンとなるパルス出力周期の変遷特性を含む運転定数の設定を行うものであるとともに、回転方向指令と始動/停止指令、若しくは正転始動/停止指令と逆転始動/停止指令を包含している。 The special command sets at least the operation constant including the transition characteristics of the pulse output cycle that becomes the target number of pulse generations and the target operation speed pattern, and the rotation direction command and start / stop command or forward rotation start / Stop command and reverse start / stop command are included.
出力選択回路143は、回転方向指令と始動/停止指令、若しくは正転始動/停止指令と逆転始動/停止指令に基づいて、回転方向指令DIRと正逆転パルス出力FRP、若しくは正転パルス出力FPと逆転パルス出力RPを発生する。
Based on the rotation direction command and the start / stop command, or the forward rotation start / stop command and the reverse rotation start / stop command, the
マイクロプロセッサ120は、パルス出力回路部100bからパルス発生完了信号M4を受信した後、またはマイクロプロセッサ120が発生する運転停止指令によってパルス出力PLSの発生が中断停止されたときには、リセット指令RSTによってパルス出力回路部100bの初期化を行なってから、次回の運転定数の設定を行う。 After receiving the pulse generation completion signal M4 from the pulse output circuit unit 100b or when the generation of the pulse output PLS is interrupted and stopped by the operation stop command generated by the microprocessor 120, the microprocessor 120 outputs the pulse by the reset command RST. After the initialization of the circuit unit 100b, the next operation constant is set.
ここで、パルス出力回路部と協働するマイクロプロセッサは、プログラマブルコントローラのCPUユニットを構成するものであって、マイクロプロセッサによって位置決め制御定数の設定が行われるとともに、回転方向指令や始動指令が供給されるようになっている。従って、全体制御を行なうマイクロプロセッサと高速パルス出力を発生するパルス出力回路との機能分担によって、高速・高精度の位置決め制御を行なうことができる特徴がある。 Here, the microprocessor cooperating with the pulse output circuit unit constitutes the CPU unit of the programmable controller, and the positioning control constant is set by the microprocessor and the rotation direction command and the start command are supplied. It has become so. Therefore, there is a feature that high-speed and high-precision positioning control can be performed by sharing the functions of the microprocessor that performs the overall control and the pulse output circuit that generates the high-speed pulse output.
実施の形態2.
図5は、本発明の実施の形態2における位置決め制御装置のブロック図である。
図5において、例えば、プログラマブルコントローラを構成する位置決め制御装置500は、CPUユニット500aと、入出力ユニットの一部であるパルス出力回路部500bによって構成されている。
FIG. 5 is a block diagram of a positioning control device according to
In FIG. 5, for example, a
CPUユニット500aは、例えば、AC100V〜240Vの商用電源である外部電源から給電される電源回路510を介して、所定の安定化電圧Vccが供給される。
The CPU unit 500a is supplied with a predetermined stabilization voltage Vcc via a
CPUユニット500aの内部には、マイクロプロセッサ520と、プログラムメモリ521と、RAMメモリ522が設けられている。ここで、プログラムメモリ521は、例えば、不揮発フラッシュメモリであって、ユーザが作成した入出力制御プログラムが格納される。また、RAMメモリ522の特定アドレスは、位置情報レジスタ523として占有されている。
Inside the CPU unit 500a, a
パルス出力回路部500bは、マイクロプロセッサ520とバス接続されており、指令・監視信号の授受が行なわれる。
The pulse
サーボアンプ501は、パルス出力回路部500bから正転パルス出力FPまたは逆転パルス出力RPを受けてサーボモータ502を駆動する。サーボモータ502が駆動されることにより、ワーク504は、正方向または逆方向に移動される。
The
サーボモータ502には回転パルスを発生するエンコーダ503が設けられ、サーボアンプ501に対してワーク504の移動量をフィードバックするようになっている。
The
マイクロプロセッサ520には、図示しないインタフェース回路を介して指令入力信号508が接続され、たとえば、強制停止指令、逆転限界スイッチ505による後退限界指令、正転限界スイッチ507による前進限界指令、手動前進指令、手動後退指令、原点復帰指令、自動運転指令などが入力される。
A
強制停止指令や正転限界指令、逆転限界指令が入力されると、パルス出力回路部500bは、直ちにパルス発生を停止する。また、手動前進指令や手動後退指令が与えられると、低速の正転パルス出力または逆転パルス出力を発生する。さらに、自動運転指令が与えられると、プログラムメモリ521に格納された制御プログラムに基づいた速度パターンによって指令された数のパルスを発生して停止する。
When a forced stop command, forward rotation limit command, or reverse rotation limit command is input, the pulse
原点位置の近傍で動作する近点ドグスイッチ506は、パルス出力回路部500bに対して近点ドッグ信号DOGとして入力されている。また、エンコーダ503が発生するゼロ相信号は、ゼロ点信号ZEROとしてパルス出力回路部500bに入力されている。
The near-
なお、本実施の形態2においては、目標運転速度を漸増・漸減するために、第1の前段高速カウンタ530が使用されているとともに、目標周波数の逆数によって発生パルス周期を決定するために、第2の前段高速カウンタ560が使用されている。
In the second embodiment, the first front-stage high-
第1の高速カウンタ550の前段に接続されている第1の前段高速カウンタ530は、クロック信号発生回路540が発生する基準クロック信号CLK1をアップ計数するようになっている。そして、第1の設定レジスタ533には、目標とする漸増漸減のステップ時間ΔTの1/2に相当した数値が、マイクロプロセッサ520から設定されている。
The first previous high-
第1の前段高速カウンタ530の現在値レジスタ531の計数現在値が増加して、第1の設定レジスタ533の設定値Nに達すると、カウントアップ出力Q1が発生して、第1の前段高速カウンタ530をリセットする。これに伴って、第1の交番出力回路542aの出力が交互に反転する。
When the current count value of the
第1の前段高速カウンタ530がリセットされて現在値レジスタ531の値がゼロに復帰したことに伴って、カウントアップ出力Q1もリセットされ、再び基準クロック信号CLK1の計数が開始する。その結果、カウントアップ出力Q1の発生周期は、設定値Nと基準クロック信号の周期τとの積であるN×τに等しくなる。そして、第1の交番出力回路542aの出力パルスの周期は、その2倍の値である2×N×τとなり、これがステップ時間ΔTに相当することになる。
As the first pre-stage high-
従って、第1の前段高速カウンタ530は、漸増漸減パターンのステップ時間生成手段となるものである。図5においては、現在値レジスタ531の計数現在値の変化が、鋸歯状波形541aによって示されている。
Therefore, the first pre-stage high-
次段に接続された第1の高速カウンタ550は、第1の交番出力回路542aの出力信号を計数入力としてアップまたはダウン計数する。さらに、1回のアップ/ダウン指令によって、変分値レジスタ551aに格納されている漸減漸増周波数Δfの値が、現在値レジスタ551に加算または減算されるようになっている。
The first high-speed counter 550 connected to the next stage counts up or down using the output signal of the first alternating
なお、第1の高速カウンタ550は、速度パターン541bを生成するためのものである。従って、第1の設定レジスタ553には、目標運転速度に対応したパルス周波数f1の値が設定され、第2の設定レジスタ552には、停止前の低速速度に対応したパルス周波数f2の値が設定され、現在値レジスタ551には、運転開始時の初速に対応したパルス周波数f0の値が設定され、さらに、変分値レジスタ551aには、漸増漸減周波数Δfの値が設定されている。
The first high speed counter 550 is for generating the speed pattern 541b. Accordingly, the value of the pulse frequency f1 corresponding to the target operating speed is set in the first setting register 553, and the value of the pulse frequency f2 corresponding to the low speed before stopping is set in the second setting register 552. The
ただし、通常は、低速速度と初速とは同じ値が使用されf2=f0となっている。その結果、周期ΔTによる計数入力信号が計数入力端子INに入力される都度に、現在値レジスタ551の値は、初速用のパルス周波数f0を初期値として漸増周波数Δfが順次加算される。そして、この加算現在値が第1の設定レジスタ553に格納されている目標運転速度に対応したパルス周波数f1に達すると、カウントアップ出力Q2が発生して否定論理素子544の出力によってアップ指令入力が停止する。従って、計数入力が発生しても、現在値レジスタ551の値は、一定値を維持するようになる。
However, normally, the same value is used for the low speed and the initial speed, and f2 = f0. As a result, every time a count input signal with a period ΔT is input to the count input terminal IN, the value of the
しかし、後述の第2の高速カウンタ570が減速開始指令を発生すると、論理和素子546aとゲート素子546bの出力によって、第1の高速カウンタ550は、減算動作を開始する。そして、周期ΔTによる計数入力信号が計数入力端子INに入力される都度に、現在値レジスタ551には、漸減周波数Δfが順次減算される。
However, when a second high-
やがて、現在値レジスタ551の値が、第2の設定レジスタ552に格納されている低速周波数f2(=f0)以下になると、下降比較出力P2が論理レベル「H」となる。これにより、ゲート素子546bの出力が論理レベル「L」に反転することによって、減算動作が停止し、現在値レジスタ551の値は、低速周波数f2(=f0)の値を維持するようになっている。
Eventually, when the value of the
第2の前段高速カウンタ560は、クロック信号発生回路540が発生する基準クロック信号CLK1によって変分値レジスタ561aに格納されている増分値を順次現在値レジスタ561に加算するようになっている。そして、第1の設定レジスタ563には、所定の係数K(例えば、K=500、000)がマイクロプロセッサ520から設定されている。
The second upstream high-
また、変分値レジスタ561aには、第1の高速カウンタ550の現在値レジスタ551の値が、順次更新格納されるようになっている。従って、第2の前段高速カウンタ560の現在値レジスタ561の計数現在値は、基準クロック信号CLK1のON/OFF動作によって順次変分値レジスタ561aに格納されている増分値が加算される。そして、やがて第1の設定レジスタ563に格納されている係数Kに達すると、カウントアップ出力Q3を発生して第2の前段高速カウンタ560は、自己リセットされ、同じ動作を繰返すことになる。
In addition, the value of the
その結果、カウントアップ出力Q3の発生周期は、変分値レジスタ561aに格納されている増分値が大きいほど速い周期となる。そして、第2の交番出力回路542bの出力は、変分値レジスタ561aに格納された増分値に反比例した周期のパルス出力となる。このパルス出力が、出力選択回路543を介して正転パルス出力FPまたは逆転パルス出力RPとしてサーボアンプ501に出力される。
As a result, the generation cycle of the count-up output Q3 becomes faster as the increment value stored in the
出力選択回路543は、マイクロプロセッサ520によって出力モードが決定され、たとえば、正転パルス出力FPと逆転パルス出力RPが出力されるか、または正逆転パルスFRPと方向信号出力DIRが出力されるようになっている。
The output mode of the
第2の高速カウンタ570は、第2の交番出力回路542bの出力信号をアップカウントし、パルス発生回数を計数するカウンタとなっている。第2の高速カウンタ570の第1の設定レジスタ573には、目標パルス発生数が格納され、第2の設定レジスタ572には減速開始点までのパルス発生数が格納される。
The second high-
これらの設定値は、マイクロプロセッサ520からあらかじめ送信されたものとなっている。
These set values are transmitted from the
第2の高速カウンタ570がパルス発生数を計数し、やがて第2の設定レジスタ572に格納された減速開始点までのパルス数に達すると、上昇比較出力P4が論理レベル「H」となる。そして、論理和素子546aとゲート素子546bを介して、第1の高速カウンタ550の減算動作が開始するようになっている。
When the second high-
第2の高速カウンタ570がパルス発生数を計数し、やがて第1の設定レジスタ573に格納された目標パルス発生数に達すると、カウントアップ出力Q4が論理レベル「H」となる。そして、第2の高速カウンタ570は、全ての可逆カウンタの動作を停止してパルス出力の発生を停止するとともに、パルス発生完了信号M4をマイクロプロセッサ520へ送信する。
The second high-
なお、図5の点線部分(符号570、571、573で示された部分)の動作については、図6を用いて説明する。図6は、本発明の実施の形態2における位置決め制御装置の別のブロック図である。先の図5における実線部分は、マイクロプロセッサ520に対する指令入力信号508が手動前進、手動後退、自動運転指令であった場合の接続回路である。これに対し、図6は、マイクロプロセッサ520に対する指令入力信号508が、原点復帰指令であった場合の接続回路となっている。
Note that the operation of the dotted line portions in FIG. 5 (portions indicated by
図6において、第1の前段高速カウンタ530は、図5の場合と全く同様に動作し、クロック信号発生回路540が発生する基準クロック信号CLK1をアップ計数しながら、第1の設定レジスタ533で設定された漸増漸減のステップ時間に対応した繰り返し動作を行う。現在値レジスタ531の計数現在値の変化は、図6中に示されたように、鋸歯状波形541aに変化するようになっている。
In FIG. 6, the first pre-stage high-
第1の高速カウンタ550も、先の図5の場合と略同様の動作を行って、図6中に特性線図541cで示したような速度パターンを生成する回路となっている。ただし、図6の場合は、現在値レジスタ551に対する初速設定が行われていないので、速度上昇パターンは、ゼロから徐々に上昇するようになっている。
The first high-speed counter 550 is also a circuit that performs substantially the same operation as in FIG. 5 and generates a speed pattern as shown by a characteristic diagram 541c in FIG. However, in the case of FIG. 6, since the initial speed is not set for the
また、第1の高速カウンタ550が減算動作を開始するのは、近点ドッグ信号DOGの動作に依存している。この近点ドッグ信号DOGは、機械原点の手前でON動作するスイッチ信号に基づいて論理和素子546aとゲート素子546bを介して、第1の高速カウンタ550にダウン指令を供給するものとなっている。
The first high-speed counter 550 starts the subtraction operation depending on the operation of the near-point dog signal DOG. The near-point dog signal DOG supplies a down command to the first high-speed counter 550 via the
さらに、減速完了段階では、第2の設定レジスタ552に格納された微速運転速度(クリープ速度)に対応した一定速度が維持されるようになっている。これは、下降比較出力P2によって、ゲート素子546bを介してダウン動作を停止するためである。 Further, at the deceleration completion stage, a constant speed corresponding to the slow operation speed (creep speed) stored in the second setting register 552 is maintained. This is because the down operation is stopped via the gate element 546b by the falling comparison output P2 .
第2の前段高速カウンタ560も、図5の場合と全く同様の動作を行い、前段の現在値レジスタ551の現在値が、変分値レジスタ561aに順次転送される。そして、運転速度に対応した周波数に反比例した周期のパルス出力が、第2の交番出力回路542bの出力端子から得られるようになっている。
The second previous-stage high-
第2の高速カウンタ570は、サーボモータ502に設けられたエンコーダ503が発生するゼロ相信号をアップ計数するカウンタである。その計数信号入力は、計数開始判定回路547の出力とゼロ点信号ZEROが入力される論理積素子546cの出力信号となっている。
The second high-
計数開始判定回路547は、保持回路548とゲート素子549とによって構成されている。また、保持回路548は、近点ドッグ信号DOGがOFFからONに変化して、論理レベルが「L」から「H」になったことを記憶する。さらに、ゲート素子549の出力は、保持回路548がセットされた後に近点ドッグ信号DOGがONからOFFに変化したことによって、論理レベルが「H」となるように構成されている。
The counting
その結果、近点ドッグ信号DOGが一旦動作してから不作動状態に復帰した後に、ゼロ点信号ZEROが論理積素子546cを介して第2の高速カウンタ570の計数入力端子INに入力されるようになっている。
As a result, the zero point signal ZERO is input to the count input terminal IN of the second high-
近点ドッグ信号DOGとゼロ点信号ZEROとの関連については、後に、図9を用いて改めて具体的に説明するが、概略、次のような動作をする。近点ドッグ信号DOGは、原点近傍で一旦論理レベル「H」となり、やがて減速が略完了した時点で、再び近点ドッグ信号DOGが論理レベル「L」になる。その後に、第2の高速カウンタ570が、ゼロ点信号ZEROを計数開始するようになっている。
The relationship between the near-point dog signal DOG and the zero-point signal ZERO will be described later in detail with reference to FIG. 9, but generally, the following operation is performed. The near-point dog signal DOG once becomes the logic level “H” near the origin, and when the deceleration is almost completed, the near-point dog signal DOG again becomes the logic level “L”. Thereafter, the second
第2の高速カウンタ570の現在値レジスタ571の計数現在値が、あらかじめ第1の設定レジスタ573に格納されているゼロ点信号数の値に達すると、カウントアップ出力Q4が発生する。そして、第2の高速カウンタ570は、全ての高速カウンタの動作とパルス出力の発生を停止し、出力選択回路543を介してクリア信号CLRを発生する。さらに、第2の高速カウンタ570は、マイクロプロセッサ520に対してパルス発生完了信号M4を送信する。
When the current count value in the
なお、クリア信号CLRは、サーボアンプの初期化を行なう信号として使用されるものである。また、第2の高速カウンタ570は、図5においては、発生パルス数の計数を行なったものが、図6においては、ゼロ点信号ZEROを計数するためのものとして共用されており、高速カウンタの使用個数を抑制するようになっている。
The clear signal CLR is used as a signal for initializing the servo amplifier. In FIG. 5, the second high-
以上の説明では、第1・第2の前段高速カウンタ530・560における第2の設定レジスタ532・562と、図6における第2の高速カウンタ570の第2の設定レジスタ572とは、不使用となっている。しかしながら、いずれの場合も、第2の設定レジスタを使用して、第1の設定レジスタを使用しないようにすることもできる。この場合、カウントアップ出力に代わって、上昇比較出力が使用されることになる。
In the above description, the second setting registers 532 and 562 in the first and second pre-stage high-speed counters 530 and 560 and the
次に、比較回路の詳細について説明する。図7Aは、本発明の実施の形態1における第1・第2の高速カウンタ550・570に対する比較回路の全体構成図である。第1の前段高速カウンタ530や第2の前段高速カウンタ560の場合も、同様に構成されている。
Next, details of the comparison circuit will be described. FIG. 7A is an overall configuration diagram of a comparison circuit for the first and second high-speed counters 550 and 570 according to
第1の比較回路556・576は、第1の設定レジスタ553・573の値が現在値レジスタ551・571の値以下となっているときに、比較判定出力を発生して記憶回路S1をセットする。記憶回路S1によるセット出力が、カウントアップ出力Q2・Q4となっている。
The
第2の比較回路555・575は、第2の設定レジスタ552・572の値が現在値レジスタ551・571の値以下となっているとき、または設定値側の値が大きくなったときに、比較判定出力を発生して論理積素子558a・578aまたは558b・578bを介して記憶回路S2またはS3をセットする。記憶回路S2またはS3によるセット出力が、上昇比較出力P2・P4または下降比較出力P2・P4となっている。
The
論理積素子558a・578aは、第1・第2の高速カウンタ550・570の加算モード端子UPの論理レベルが「H」となって、加算モードにあるときに、記憶回路S2に対するセット指令入力を有効にするゲート回路となっている。
The AND
論理積素子558b・578bは、第1・第2の高速カウンタ550・570の減算モード端子DNの論理レベルが「H」となって減算モードにあるときに、記憶回路S3に対するセット指令入力を有効にするゲート回路となっている。 The AND elements 558b and 578b enable the set command input to the storage circuit S3 when the logic level of the subtraction mode terminal DN of the first and second high-speed counters 550 and 570 is “H” and in the subtraction mode. It is a gate circuit to make.
第3の比較回路557・577は、現在値レジスタ551・571の値がゼロレジスタ554・574の値以下となっているときに、比較判定出力を発生して論理積素子559・579を介して記憶回路S4をセットする。記憶回路S4によるセット出力が、復帰出力Q2・Q4となっている。
The
論理積素子559・579は、第1・第2の高速カウンタ550・570の減算モード端子DNの論理レベルが「H」となって減算モードにあるときに、記憶回路S4に対するセット指令入力を有効にするゲート回路となっている。 The AND elements 559 and 579 enable the set command input to the storage circuit S4 when the logic level of the subtraction mode terminal DN of the first and second high-speed counters 550 and 570 is “H” and is in the subtraction mode. It is a gate circuit to make.
図7Bは、本発明の実施の形態2における第1の比較回路556・576の詳細論理回路図である。第2の比較回路555・575や第3の比較回路557・577も、同様に構成されている。
FIG. 7B is a detailed logic circuit diagram of the
図7Bにおいて、第1の設定レジスタ553・573には、最下位ビットをB0とし、最上位ビットをBnとするnビットのバイナリデータが格納されている。また、現在値レジスタ551・571には、最下位ビットをA0とし、最上位ビットをAnとするnビットのバイナリデータが格納されている。各ビットのBnの反転論理とAnとを入力とする混合論理和素子Lxnの出力は、Bn=1、An=0の場合(すなわち、Bn>Anの場合)に限って論理「0」となる。 In FIG. 7B, the first setting registers 553 and 573 store n-bit binary data in which the least significant bit is B0 and the most significant bit is Bn. The current value registers 551 and 571 store n-bit binary data in which the least significant bit is A0 and the most significant bit is An. The output of the mixed OR element Lxn that inputs the inverted logic of Bn and An of each bit is logic “0” only when Bn = 1 and An = 0 (that is, when Bn> An). .
このような混合論理和素子LxnからLx0の出力を、論理積素子ADn−1からAD0によって順次カスケード接続して、最終段で否定論理和素子ORNによって論理反転した論理出力X1は、設定数値B>現在数値Aである場合に限って論理レベルが「H」となる。また、最終段の論理積出力からゲート素子GATを介して得られる論理出力X2は、設定数値B≦現在数値Aである場合に論理レベルが「H」となる。 The logical output X1 obtained by sequentially cascading the outputs of the mixed OR elements Lxn to Lx0 by the AND elements ADn-1 to AD0 and logically inverted by the negative OR element ORN in the final stage is a set numerical value B> Only when the current value is A, the logic level is “H”. Further, the logical output X2 obtained from the logical product output at the final stage via the gate element GAT has the logic level “H” when the set numerical value B ≦ the current numerical value A.
ただし、第1・第2の高速カウンタ550・570に対する計数入力が、論理レベル「H」に変化して計数動作が行われた時点においては、論理出力X1やX2の出力は、論理レベル「L」となっている。そして、計数入力が「L」に変化した時点で比較判定信号が有効となるようになっている。 However, when the counting input to the first and second high-speed counters 550 and 570 is changed to the logic level “H” and the counting operation is performed, the outputs of the logic outputs X1 and X2 are the logic level “L”. " The comparison determination signal becomes valid when the count input changes to “L”.
これは、計数入力が「H」に変化した直後の不安定状態で比較判定するのを回避するための遅延判定手段となるものである。 This is a delay determination means for avoiding a comparative determination in an unstable state immediately after the count input changes to “H”.
論理出力X2による比較判定結果は、計数入力が「L」となった時点で記憶回路S1・S2・S4に記憶される。また、論理出力X2の反転出力は、計数入力が「L」となった時点で記憶回路S3に記憶される。 The comparison determination result by the logic output X2 is stored in the storage circuits S1, S2, and S4 when the count input becomes “L”. The inverted output of the logic output X2 is stored in the storage circuit S3 when the count input becomes “L”.
以上の説明では、上昇通過と下降通過の判定を高速カウンタのアップ/ダウン指令の違いによって識別して記憶するようにした。しかしながら、これに代わって、カウントアップ出力が作動する前の一致であれば上昇通過であるとし、カウントアップ出力が作動した後の一致であれば下降通過であると判別することも可能である。 In the above description, the determination of the passage of ascending and descending passage is identified and stored by the difference between the up / down commands of the high speed counter. However, instead of this, it is also possible to determine that the passage is ascending if the count before the count-up output is activated, and that it is the descending pass if the match is after the count-up output is activated.
なお、本実施の形態2では、第1の高速カウンタ550と第2の前段高速カウンタ560は、いずれも計数指令が論理レベル「H」に変化した時点において、現在値レジスタ551・561の値が大幅増加または大幅減少するものであり、必ず比較一致点に到達するとは限らない。そこで、「比較一致点以上または未満」、若しくは「比較一致点超過または以下」のような大小比較判定が必要となるものである。
In the second embodiment, both the first high-speed counter 550 and the second previous-stage high-
ただし、第1の高速カウンタ550の第1・第2の設定レジスタ553・552に対する設定値を第1の変分レジスタ551aに格納される変分周波数Δfの整数倍にするようにしておけば、第1の高速カウンタ550は、比較一致判定方式によることができるものである。
However, if the setting values for the first and second setting registers 553 and 552 of the first high-speed counter 550 are set to an integral multiple of the variation frequency Δf stored in the
次に、本実施の形態2における位置決め制御装置の作用・動作の詳細について説明する。図8は、本発明の実施の形態2における図5の構成に対応した位置決め制御装置の特性線図であり、通常運転時の運転速度パターンを示したものである。また、図9は、本発明の実施の形態2における図6の構成に対応した位置決め制御装置の特性線図であり、原点復帰運転時の運転速度パターンを示したものである。 Next, the details of the operation and operation of the positioning control device according to the second embodiment will be described. FIG. 8 is a characteristic diagram of the positioning control device corresponding to the configuration of FIG. 5 in the second embodiment of the present invention, and shows an operation speed pattern during normal operation. FIG. 9 is a characteristic diagram of the positioning control device corresponding to the configuration of FIG. 6 in the second embodiment of the present invention, and shows an operation speed pattern during the home return operation.
図8において、初速f0は、現在値レジスタ551に格納される初期値に相当し、運転速度f1は、第1の設定レジスタ553に格納される第1の設定値に相当し、低速f2は、第2の設定レジスタ552に格納される第2の設定値に相当する。また、加減速時間ΔTは、第1の設定レジスタ533に格納される変分時間の2倍の値に相当し、変分値Δfは、第1の変分レジスタ551aに格納される変分周波数に相当する。さらに、目標移動量Nは、第1の設定レジスタ573に格納されるパルス発生総数に相当し、減速開始Ndは、第2の設定レジスタ572に格納される減速開始点までのパルス発生数に相当している。
In FIG. 8, the initial speed f0 corresponds to the initial value stored in the
なお、減速開始後の残り移動量ΔNは、運転速度f1と減速勾配Δf/ΔTによって、マイクロプロセッサ520により算出されたものである。
The remaining movement amount ΔN after the start of deceleration is calculated by the
一方、図9において、運転速度f1は、第1の設定レジスタ553に格納される第1の設定値に相当し、微速f2は、第2の設定レジスタ552に格納される第2の設定値に相当する。また、加減速時間ΔTは、第1の設定レジスタ533に格納される変分時間の2倍の値に相当し、変分値Δfは、第1の変分レジスタ551aに格納される変分周波数に相当する。
On the other hand, in FIG. 9, the operating speed f1 corresponds to the first set value stored in the first setting register 553, and the slow speed f2 is set to the second set value stored in the second setting register 552. Equivalent to. The acceleration / deceleration time ΔT corresponds to a value twice the variation time stored in the
第1の高速カウンタ550の減速開始は、近点ドッグ信号DOGの動作によって開始する。そして、運転速度が十分低下した時点で近点ドッグ信号DOGが不作動復帰してからゼロ点信号ZEROの発生数が所定値になった時点で、パルス発生が完了する。そして、最終的に、サーボアンプ501に対してクリア信号CLRが供給されるようになっている。
The deceleration start of the first high-speed counter 550 is started by the operation of the near point dog signal DOG. The pulse generation is completed when the number of occurrences of the zero point signal ZERO reaches a predetermined value after the near-point dog signal DOG has returned to the inoperative state when the operation speed has sufficiently decreased. Finally, a clear signal CLR is supplied to the
次に、フローチャートを用いて一連の動作を説明する。図10は、本発明の実施の形態2における図5、図6の構成に対応した位置決め制御装置の一連動作を示すフローチャートである。また、図11は、本発明の実施の形態2における図10の一部の工程に関する詳細動作を示すフローチャートである。
Next, a series of operations will be described using a flowchart. FIG. 10 is a flowchart showing a series of operations of the positioning control apparatus corresponding to the configurations of FIGS. 5 and 6 in the second embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 11 is a flowchart which shows the detailed operation | movement regarding the one part process of FIG. 10 in
図10において、工程700は、マイクロプロセッサ520がパルス出力動作を開始するステップである。続く工程701は、指令入力信号508から運転指令が入力されているか否かを判定するステップである。運転指令が入力されていなければ、NOの判定を行なって動作終了工程702へ移行する。一方、運転指令が入力されていれば、YESの判定を行なって工程703へ移行する。
In FIG. 10, a process 700 is a step in which the
工程702では、他の制御を実行し、所定時間以内には、再度動作開始工程700へ復帰するようになっている。一方、工程703は、後述の工程710aにおいて、初回フラグがセットされたか否かを判定するステップである。初回フラグがセットされていなければ、YESの判定を行なって工程705へ移行する。一方、初回フラグがセット済であれば、NOの判定を行なって工程704へ移行する。
In step 702, another control is executed, and the process returns to the operation start step 700 again within a predetermined time. On the other hand,
なお、電源投入時には、初回フラグや各高速カウンタは、リセットされているので、電源投入直後の動作では、工程703は、YESの判定を行なうようになっている。
When the power is turned on, the initial flag and each high-speed counter are reset. Therefore, in the operation immediately after the power is turned on,
工程704は、第2の高速カウンタ570のカウントアップ出力Q4が作動して一連のパルス出力が完了したか否かを判定するステップである。未完了であれば、NOの判定を行なって工程720へ移行する。一方、完了であれば、YESの判定を行なって工程705へ移行する。
Step 704 is a step of determining whether or not a series of pulse outputs has been completed by operating the count-up output Q4 of the second high-
工程705は、各高速カウンタにリセット指令RSTを与え、各カウンタの動作を停止しておくステップである。続く工程706は、運転指令が原点復帰指令であるか否かを判定するステップである。原点復帰指令であれば、YESの判定を行なって工程707aへ移行する。一方、原点復帰でなければ、NOの判定を行なって工程707bへ移行する。
Step 705 is a step of giving a reset command RST to each high-speed counter and stopping the operation of each counter. A
工程707aでは、第2の高速カウンタ570の入出力回路を図6のとおりに構成してから、工程708aへ移行する。一方、工程707bでは、第2の高速カウンタ570の入出力回路を図5のとおりに構成してから、工程708bへ移行する。工程708a・708bでは、図示しない配線切り替え用のゲート回路を作動させて回路変更を行なうようになっている。
In step 707a, the input / output circuit of the second high-
原点復帰運転における換算設定手段となる工程708aでは、第1の前段高速カウンタ530の第1の設定レジスタ533に対しては、漸増・漸減周波数の変分時間ΔTの1/2の値を設定し、現在値レジスタ531にはゼロを設定する。
In
また、第1の高速カウンタ550の第1の設定レジスタ553に対しては、高速運転速度となる第1の設定値f1を設定し、第2の設定レジスタ552には、停止前の微速運転速度となる第2の設定値f2を設定し、現在値レジスタ551には、ゼロを設定する。さらに、第1の変分レジスタ551aには、漸増・漸減周波数の変分周波数Δfを設定し、第2の前段高速カウンタ560の第1の設定レジスタ563には、例えば、最大運転速度fmaxの5倍の値を設定し、現在値レジスタ561には、ゼロを設定する。また、第2の高速カウンタ570の第1の設定レジスタ573に対しては、ゼロ点信号数を設定し、現在値レジスタ571には、ゼロを設定する。
Further, the first setting value f1 that is the high speed operation speed is set in the first setting register 553 of the first high speed counter 550, and the slow speed operation speed before the stop is set in the second setting register 552. Is set, and the
通常運転における換算設定手段となる工程708bでは、第1の前段高速カウンタ530の第1の設定レジスタ533に対しては、漸増・漸減周波数の変分時間ΔTの1/2の値を設定し、現在値レジスタ531にはゼロを設定する。
In step 708b, which is a conversion setting means in normal operation, a value of ½ of the variation time ΔT of the gradually increasing / gradually decreasing frequency is set in the
また、第1の高速カウンタ550の第1の設定レジスタ553に対しては、高速運転速度となる第1の設定値f1を設定し、第2の設定レジスタ552には、停止前の低速運転速度となる第2の設定値f2を設定し、現在値レジスタ551には、運転開始時の初速f0を設定する。さらに、第1の変分レジスタ551aには、漸増・漸減周波数の変分周波数Δfを設定し、第2の前段高速カウンタ560の第1の設定レジスタ563には、例えば、最大運転速度fmaxの5倍の値を設定し、現在値レジスタ561には、ゼロを設定する。また、第2の高速カウンタ570の第1の設定レジスタ573に対しては、目標となるパルス発生の総数Nを設定し、第2の設定レジスタ572には、減速開始点までの発生パルス数を設定し、現在値レジスタ571には、ゼロを設定する。
Also, the first setting value f1 that is the high speed operation speed is set in the first setting register 553 of the first high speed counter 550, and the low speed operation speed before the stop is set in the second setting register 552. Is set, and the initial speed f0 at the start of operation is set in the
上述した工程708a、708bで構成される工程ブロック709は、換算設定手段となるものであり、マイクロプロセッサ520は、第1・第2の高速カウンタ550・570や第1・第2の前段高速カウンタ530・560が動作しやすい値を演算設定するようになっている。
The
工程710aは、工程708aまたは708bに続いて実行され、正転パルス出力指令F/SPの論理を「H」にするか、または逆転パルス出力指令R/SPの論理を「H」にする。これにより、回転方向指令とスタート指令を与え、リセット指令RSTを論理「L」にしてリセット解除し、初回フラグをセットする。
その結果、工程710bによってパルス出力回路部100bがパルス出力を発生する。続く工程711は、第2の高速カウンタ570のカウントアップ出力Q4を作動させるための判定ステップである。パルス発生完了であれば、YESの判定を行なって工程ブロック714へ移行する。一方、未完了であれば、NOの判定を行なって工程712へ移行する。
As a result, in step 710b, the pulse output circuit unit 100b generates a pulse output. A
工程712は、パルス発生を開始してから所定時間を経過したか否かを判定するステップである。未超過であれば、NOの判定を行なって動作終了工程702へ移行する。一方、時間超過であれば、工程713へ移行して、異常報知を行なってから動作終了工程702へ移行する。 Step 712 is a step of determining whether or not a predetermined time has elapsed since the start of pulse generation. If not, NO is determined and the process proceeds to the operation end step 702. On the other hand, if the time is exceeded, the process proceeds to step 713, the abnormality is notified, and then the operation end process 702 is performed.
工程720は、正転限界スイッチ507、逆転限界スイッチ505、または強制停止指令スイッチが作動したかどうかを判定するステップである。緊急停止を行なう必要があるときに、YESの判定を行なって工程721へ移行する。一方、緊急停止が不要であるときには、NOの判定を行なって工程711へ移行する。
Step 720 is a step of determining whether the forward
工程721では、正転パルス出力指令F/SP、または逆転パルス出力指令R/SPの論理レベルを「L」にしてパルス発生を停止し、工程710aでセットされていた初回フラグをリセットしてから動作終了工程702へ移行する。
In step 721, the logic level of the forward pulse output command F / SP or the reverse pulse output command R / SP is set to “L” to stop pulse generation, and the initial flag set in
上述した工程ブロック714の詳細を示す図11において、工程800は、工程711の判定がYESであったときに活性化されるサブルーチンの動作開始ステップである。続く工程801は、前述の工程706の判定が原点復帰であったか否かによって動作するステップである。原点復帰モードであれば、YESの判定を行って工程802へ移行する。一方、原点復帰モードでなければ、NOの判定を行なって工程803へ移行する。
In FIG. 11 showing the details of the process block 714 described above, a
工程802では、RAMメモリ522の中に設けられた位置情報レジスタ523に対して、原点位置における座標値を書込み設定する。工程803では、第2の高速カウンタ570の現在値レジスタ571の値を読み出して、工程710aで設定されていた回転方向指令に応じて読出現在値を位置情報レジスタ523に代数加算する。工程802または工程803に続いてサブルーチン動作終了工程804を経て、図10の工程715へ移行するようになっている。
工程715では、工程710aでセットされた初回フラグがリセットされ、その後、動作終了工程702へ移行する。
In
In
以上の動作を概括説明すると、初回動作時、動作完了後の再起動時、または緊急停止後の初回動作時には、換算設定手段709によって各高速カウンタに対する制御定数の設定が行われ、一連のパルス出力の発生が完了する都度に、換算設定手段709による再設定が行われるようになっている。従って、マイクロプロセッサ520は、パルス発生の停止中に次回のパルス発生の制御定数を送信すればよいので、パルス発生動作と関連した割込み高速処理が不要となっている。
The above operations will be generally described. At the time of initial operation, at the time of restart after completion of operation, or at the time of initial operation after an emergency stop, the conversion setting means 709 sets control constants for each high-speed counter, and a series of pulse outputs. Each time the occurrence of occurrence is completed, resetting by the
以上の説明では、マイクロプロセッサ520は、出力選択回路543に対して正転パルス出力指令F/SPと逆転パルス出力指令R/SPを供給するようになっている。さらに、出力選択回路543は、正転パルス出力指令F/SPが論理「H」であるときに、正転パルス出力FPを発生し、逆転パルス出力指令R/SPが論理「H」であるときに、逆転パルス出力RPを発生し、正転パルス出力指令F/SPと逆転パルス出力指令R/SPがともに論理「L」であるときに、パルス発生を停止するようになっている。
In the above description, the
これに代わって、マイクロプロセッサ520は、出力選択回路543に対して回転方向指令出力DIRとスタート指令ST/SPを供給し、出力選択回路543は回転方向指令DIRをそのままサーボアンプ501に出力するとともに、スタート指令ST/SPが論理「H」となったときに、第2の交番出力回路542bの出力信号を正逆転パルス出力FRPとしてサーボアンプ501に供給するようにしてもよい。
Instead, the
マイクロプロセッサ520に対する指令入力信号508として、手動前進指令ボタンが押し続けられているとき、または手動後退指令ボタンが押し続けられているときの制御動作としては、指令ボタンが押された直後には漸増速度特性に基づいて目標速度まで上昇し、指令ボタンを押しやめると漸減速度特性に基づいて停止するような制御プログラムが適用される。指令ボタンが押し続けられていても、正転限界スイッチ、または逆転限界スイッチが作動すると自動停止するようになっている。
As a
また、正転限界スイッチや逆転限界スイッチが作動する前に指令ボタンを押すのをやめれば、以降は、始動時と逆の漸減速度パターンで減速して停止するようになっている。 If the command button is stopped before the forward rotation limit switch or the reverse rotation limit switch is activated, the vehicle thereafter decelerates and stops with a gradually decreasing speed pattern opposite to that at the start.
以上の説明で明らかなとおり、本実施の形態2による位置決め制御装置は、マイクロプロセッサ520からの設定指令情報に基づいて、位置決め制御用のパルス出力を発生するパルス出力回路部500bを備えた位置決め制御装置500である。そして、パルス出力回路部500bは、少なくとも第1・第2の高速カウンタ550・570を備えているとともに、マイクロプロセッサ520と協働するプログラムメモリ521は、換算設定手段709となる制御プログラムを包含している。
As is apparent from the above description, the positioning control apparatus according to the second embodiment is based on the setting command information from the
第1の高速カウンタ550は、目標とするパルス出力の周波数を可変設定するものであって、分周クロック信号CLK2の計数現在値が格納される現在値レジスタ551と、第1・第2の設定レジスタ553・552と、第1・第2の比較回路556・555とによって構成されている。
The first high-speed counter 550 variably sets a target pulse output frequency. The first high-speed counter 550 includes a
第2の高速カウンタ570は、パルス発生数の経過状況が格納される現在値レジスタ571と、第1・第2の設定レジスタ573・572と、第1・第2の比較回路576・575とによって構成されている。
The second high-
換算設定手段709は、第1・第2の高速カウンタ550・570の動作開始前に作用して、第2の高速カウンタ570に対して目標とするパルス発生数の設定を行うとともに、第1または第2の高速カウンタに対して目標運転速度パターンとなるパルス出力周波数の変遷特性を設定する。
The conversion setting means 709 acts before the operation of the first and second high-speed counters 550 and 570, and sets the target number of pulse generations for the second high-
第1・第2の高速カウンタ550・570に設けられた第1の比較回路556・576は、現在値レジスタ551・571の値が第2の設定レジスタ552・572の設定値以上の値が設定される第1の設定レジスタ553・573の設定値と一致するか、または一致点以上または一致点超過したことによって、カウントアップ出力Q2・Q4を発生する。
In the
第1・第2の高速カウンタ550・570に設けられた第2の比較回路555・575は、現在値レジスタ551・571の値が上昇している過程または下降している過程において、第2の設定レジスタ552・572の設定値と一致するか、または一致状態を通過したことによって、上昇比較出力P2・P4または下降比較出力P2・P4の少なくとも一方の出力を発生する。
The
パルス出力回路部500bは、カウントアップ出力Q2・Q4と、上昇比較出力P2・P4または下降比較出力P2・P4の少なくとも一方の出力の発生に応動して、パルス出力周波数の変遷特性に基づく運転パターンによるパルス出力PLSを発生する。さらに、パルス出力回路部500bは、パルス発生の完了に伴って、パルス発生完了信号M4をマイクロプロセッサ520に送信し、パルス発生開始から完了までの期間において、マイクロプロセッサ520からの指令を受けることなく指定された特性のパルス出力を発生するようになっている。
The pulse
第1の高速カウンタ550は、低速から高速、または高速から低速への漸増・漸減速度パターンとなる出力パルスの周波数変遷パターンを生成するためのものであって、第1の変分値レジスタ551aを備えるとともに、第1の前段高速カウンタ530が接続されている。
The first high-speed counter 550 is for generating a frequency transition pattern of an output pulse that becomes a gradual increase / decrease speed pattern from low speed to high speed or from high speed to low speed, and the first
第1の前段高速カウンタ530は、所定周期の基準クロック信号CLK1を計数するとともに、第1の交番出力回路542aを介して可変周期の分周クロック信号CLK2(第1の設定レジスタ533に設定された目標とする漸増漸減のステップ時間ΔTの周期で第1の交番出力回路542aから出力される計数入力信号に相当)を発生させる回路である。第1の前段高速カウンタ530の第1または第2の設定レジスタ533・532には、所定の漸増・漸減周波数の変分値Δfに対応した所要変分時間ΔTの半分の値が格納され、カウントアップ出力Q1または上昇比較出力P1が発生して現在値レジスタ531がリセットされる都度に、第1の交番出力回路542aの出力論理を反転させる。
The first front-stage high-
第1の変分値レジスタ551aは、第1の高速カウンタ550に加算または減算計数入力が与えられたときに作用して、現在値レジスタ551に対して第1の変分値レジスタ551aに格納されている周波数の変分値Δfを加算または減算するための数値レジスタである。
The first
第1の高速カウンタ550は、第1の前段高速カウンタ530によって生成される可変周期の分周クロック信号CLK2を計数するものである。第1の高速カウンタ550の第1の設定レジスタ553には、目標とする高速運転用の第1のパルス周波数に対応した第1の設定値f1が格納され、第2の設定レジスタ552には、目標とする停止前の低速運転用の第2のパルス周波数に対応した第2の設定値f2が格納され、現在値レジスタ551には、目標とする運転開始時の低速運転用の第3のパルス周波数に対応した第3の設定値f0が初期値として格納され、さらに、第1の変分値レジスタ551aには周波数の変分値Δfが格納されている。
The first high speed counter 550 counts the variable frequency divided clock signal CLK2 generated by the first preceding
第1の高速カウンタ550の現在値は、計数開始に伴って第3の設定値f0から漸増し、カウントアップ出力Q2が発生したことに伴って加算動作が停止して、第1の設定値f1を持続する。一方、減速開始指令が与えられたことによって漸減し、下降比較出力P2が発生したことに伴って減算動作を停止して、第2の設定値f2を持続する。 The current value of the first high-speed counter 550 gradually increases from the third set value f0 with the start of counting, and the addition operation stops with the occurrence of the count-up output Q2, and the first set value f1 To last. On the other hand, when the deceleration start command is given, it gradually decreases, and the subtraction operation is stopped when the descending comparison output P2 is generated, and the second set value f2 is maintained.
第2の高速カウンタ570は、第1の高速カウンタ550の現在値レジスタ551の値の逆数に比例した周期のパルスを計数する。さらに、第2の高速カウンタ570の第1の設定レジスタ573には、目標とするパルスの発生数Nが設定され、第2の設定レジスタ572には、減速開始点までのパルスの発生数Ndが設定されている。
The second
第2の高速カウンタ570の上昇比較出力P4が発生したことに伴って、第1の高速カウンタ550の減算動作が開始し、カウントアップ出力Q4が発生したことに伴って、第1の高速カウンタ550のパルス発生が停止して、パルス発生完了信号M4をマイクロプロセッサ520に送信するようになっている。
The subtraction operation of the first high-speed counter 550 is started when the rising comparison output P4 of the second high-
以上のとおり、本実施の形態2における位置決め制御装置は、変分値レジスタに格納された周波数の増減変分値が、現在値レジスタに加算または減算されるように構成されていて、目標とする漸増・漸減特性に応じた可変の周期のクロック信号によって第1の高速カウンタの現在値が増減するようになっている。 As described above, the positioning control device according to the second embodiment is configured so that the increase / decrease variation value of the frequency stored in the variation value register is added to or subtracted from the current value register. The current value of the first high-speed counter is increased or decreased by a clock signal having a variable period corresponding to the gradual increase / decrease characteristics.
特に、減速開始時期は、第2の高速カウンタに対してあらかじめマイクロプロセッサから設定されている減速開始点の情報に基づいて、自動的に決定されるようになっている。従って、上昇比較出力とカウントアップ出力と下降比較出力を用いて手軽に漸増・漸減の速度パターンを生成することができる特徴がある。 In particular, the deceleration start timing is automatically determined based on the information of the deceleration start point preset from the microprocessor for the second high-speed counter. Accordingly, there is a feature that it is possible to easily generate a gradually increasing / decreasing speed pattern using the rising comparison output, the count-up output, and the falling comparison output.
さらに、第2の高速カウンタ570は、第1の高速カウンタ550の現在値の逆数を得るための第2の前段高速カウンタ560を備えている。第2の前段高速カウンタ560は、第2の変分値レジスタ561aと第2の交番出力回路542bとを備える。そして、第2の前段高速カウンタ560の第1の設定レジスタ563または第2の設定レジスタ562には、所定の係数Kが設定されている。
Furthermore, the second
第2の変分値レジスタ561aには、目標周波数となる第1の高速カウンタ550の現在値レジスタ551の値が格納されている。そして、第2の変分値レジスタ561aは、第2の前段高速カウンタ560に加算計数入力が与えられたときに作用して、第2の前段高速カウンタ560の現在値レジスタ561に対して、第2の変分値レジスタ561aに格納されている目標周波数の値を加算する。
The second
第2の交番出力回路542bは、第2の前段高速カウンタ560のカウントアップ出力Q3または上昇比較出力P3が発生して、第2の前段高速カウンタ560の現在値がリセットされる都度に、その出力論理を反転し、所定の係数Kを第2の変分値レジスタ561aの値で割った商の2倍の周期のパルス出力PLSを発生する。また、第2の高速カウンタ570は、第2の交番出力回路542bの出力信号を計数するものである。
The second alternating
すなわち、第2の前段高速カウンタの現在値レジスタには、変分値レジスタに格納された目標周波数が加算されるように構成されていて、累積加算値が所定の係数値を超過することにより第2の前段高速カウンタが初期化されて再起動することによって、目標周波数に反比例した周期のパルス出力を発生するようになっている。従って、目標とする速度パターンに応じて時々刻々に変化するパルス周期の調整を、パルス出力回路側で実行して、マイクロプロセッサの制御負担を軽減することができる特徴がある。 In other words, the current value register of the second pre-stage high-speed counter is configured to add the target frequency stored in the variation value register, and the accumulated addition value exceeds the predetermined coefficient value to increase the first frequency. When the second high-speed counter is initialized and restarted, a pulse output having a period inversely proportional to the target frequency is generated. Therefore, there is a feature that adjustment of a pulse period that changes every moment according to a target speed pattern can be executed on the pulse output circuit side to reduce the control burden on the microprocessor.
さらに、第1・第2の高速カウンタ550・570には、原点復帰指令に応動する位置決用入出力信号が接続されている。位置決用入力信号は、近点ドッグ信号DOGとゼロ点信号ZEROとを含んでいる。近点ドッグ信号DOGは、原点近傍で作動し、原点側近位置で作動復帰する。また、ゼロ点信号ZEROは、パルス出力PLSによって駆動されるサーボモータ502に設けられ、サーボモータ502の1回転当たりに1パルスの出力を発生するZ相信号として入力される。
Further, the first and second high-speed counters 550 and 570 are connected to positioning input / output signals that respond to the origin return command. The input signal for position determination includes a near point dog signal DOG and a zero point signal ZERO. The near-point dog signal DOG operates near the origin, and returns to operation at a position near the origin. The zero point signal ZERO is provided in the
位置決用出力信号は、原点出しが完了したときにサーボモータ502を駆動するサーボアンプ501の位置決め偏差残留パルスをリセットするためのクリア信号CLRである。
The positioning output signal is a clear signal CLR for resetting the positioning deviation residual pulse of the
第2の高速カウンタ570は、原点復帰指令が与えられたときには第2の交番出力回路542bの出力であるパルス出力PLSの計数を行なわない。そのかわり、近点ドッグ信号DOGの作動復帰に伴って、ゼロ点信号ZEROである間欠パルス信号を計数し、ゼロ点信号数が所定の設定値に達したときに、パルス出力PLSの発生を停止する。そして、パルス発生完了信号M4をマイクロプロセッサ520に送信するとともに、サーボアンプ501に対してクリア信号CLRを供給する。
The second high-
第1の高速カウンタ550は、第1の前段高速カウンタ530によって生成される可変周期の分周クロック信号CLK2を計数するものである。第1の高速カウンタ550の第1の設定レジスタ553には、目標とする原点復帰運転用の第1のパルス周波数に対応した第1の設定値f1が格納され、第2の設定レジスタには、目標とする微速運転用の第2のパルス周波数に対応した第2の設定値f2が格納され、現在値レジスタ551には、目標とする運転開始時の低速運転用の第3のパルス周波数に対応した第3の設定値f0が初期値として格納され、さらに、第1の変分値レジスタ551aには、周波数の変分値Δfが格納される。
The first high speed counter 550 counts the variable frequency divided clock signal CLK2 generated by the first preceding
第1の高速カウンタ550の現在値は、計数開始に伴って第3の設定値f0から漸増し、カウントアップ出力Q2が発生したことに伴って、加算動作が停止して、第1の設定値f1を持続する。一方、第1の高速カウンタ550の現在値は、減速開始指令が与えられたことによって漸減し、下降比較出力P2が発生したことに伴って減算動作を停止して、第2の設定値f2を持続する。なお、この減速開始指令は、目標原点の近傍位置に接近したときに動作する近点ドッグ信号DOGの作動によって発生するものである。 The current value of the first high-speed counter 550 gradually increases from the third set value f0 with the start of counting, and the addition operation is stopped when the count-up output Q2 is generated. Continue f1. On the other hand, the current value of the first high-speed counter 550 gradually decreases when the deceleration start command is given, and the subtraction operation is stopped when the descending comparison output P2 is generated, and the second set value f2 is set. continue. The deceleration start command is generated by the operation of the near point dog signal DOG that operates when approaching a position near the target origin.
すなわち、原点復帰指令が与えられると、第2の高速カウンタは、発生パルスの計数を行なわず、近点ドッグ信号が作動復帰した後のゼロ点信号数を計数して、ゼロ点信号数が所定値に到達したことによって動作完了するようになっている。また、近点ドッグ信号が作動することによって、第1の高速カウンタが減算動作を開始し、微速運転状態になってから停止するようになっている。従って、第2の高速カウンタは、通常の運転制御と原点復帰制御とが兼用されていて、必要とされるカウンタの個数を削減することができる特徴がある。 That is, when an origin return command is given, the second high-speed counter does not count generated pulses, counts the number of zero point signals after the near-point dog signal has returned to operation, and the number of zero point signals is predetermined. The operation is completed when the value is reached. Further, when the near-point dog signal is activated, the first high-speed counter starts a subtraction operation, and stops after entering the slow speed operation state. Therefore, the second high-speed counter has a feature that the normal operation control and the origin return control are combined, and the number of necessary counters can be reduced.
さらに、マイクロプロセッサ520と協働するRAMメモリ522は、絶対位置情報が格納される位置情報レジスタ523を備えるとともに、プログラムメモリ521は、現在位置初期化手段802と代数加算手段803とを備えている。
Further, the
ここで、現在位置初期化手段802は、原点復帰動作が完了した時点において、位置情報レジスタ523に対して所定の原点位置情報を書込み保存する手段である。また、代数加算手段803は、速度パターンによる1回の位置決め制御が完了した時点で第2の高速カウンタ570の現在値レジスタ571の値を読み出して、指令されていた回転方向に応じて位置情報レジスタ523に今回の移動量を代数加算する手段である。
Here, the current position initialization means 802 is means for writing and storing predetermined origin position information in the position information register 523 when the origin return operation is completed. The algebra addition means 803 reads the value of the
マイクロプロセッサ520は、次回の目標位置と位置情報レジスタ523の内容との偏差として算出された相対移動量と移動方向を、カウンタ回路500bに対する設定情報として指令するものである。
The
すなわち、マイクロプロセッサは、位置情報レジスタを用いて現在位置を常に把握するようになっている。従って、パルス出力回路部に対しては、常に相対移動量に基づく設定指令を行なうことができるので、パルス出力回路部側で絶対位置を記憶する必要がなく、簡易なパルス出力回路部が得られる特徴がある。 That is, the microprocessor always keeps track of the current position using the position information register. Therefore, since a setting command based on the relative movement amount can always be given to the pulse output circuit unit, it is not necessary to store the absolute position on the pulse output circuit unit side, and a simple pulse output circuit unit can be obtained. There are features.
さらに、第1・第2の比較回路556・555、576・575は、比較一致点を境として、一致点以上と未満、若しくは一致点超過と未満の大小の二値化論理出力を発生する。さらに、計数入力信号の論理が計数状態に反転した時点から所定の遅延時間をおいて、記憶回路S1・S2・S3に更新格納することによって、カウントアップ出力Q2・Q4と、上昇比較出力P2・P4または下降比較出力P2・P4とが得られる。
Further, the first and
すなわち、第1・第2の比較回路は、比較一致点を境として大小の二値化論理出力を発生し、論理確定後に比較結果を記憶するようになっている。従って、比較数値が一致点を飛び越して通過した場合であっても比較結果が得られるとともに、高速カウンタの計数タイミングでは、比較判定を回避して誤検出を防止することができる特徴がある。 That is, the first and second comparison circuits generate large and small binary logic outputs with the comparison coincidence as a boundary, and store the comparison results after the logic is determined. Therefore, there is a feature that a comparison result can be obtained even when the comparison numerical value passes over the coincidence point, and at the counting timing of the high-speed counter, comparison determination can be avoided and erroneous detection can be prevented.
さらに、第1の高速カウンタ550の第1・第2の設定レジスタ553・552に格納される第1・第2の設定値f1・f2は、第1の変分値レジスタ551aに格納される数値の整数倍の値である。第1の前段高速カウンタ530と第1の高速カウンタ550と第2の高速カウンタ570に設けられた第1・第2の比較回路は、比較一致または比較不一致による二値化論理出力を発生する。さらに、計数入力信号の論理が計数状態に反転した時点から所定の遅延時間をおいて、記憶回路S1・S2・S3に更新格納することによって、カウントアップ出力Q1・Q2・Q4と、上昇比較出力P1・P2・P4または下降比較出力P1・P2・P4とが得られる。
Further, the first and second setting values f1 and f2 stored in the first and second setting registers 553 and 552 of the first high-speed counter 550 are numerical values stored in the first
すなわち、第1の高速カウンタの第1・第2の設定レジスタに格納される第1・第2の設定値は、第1の変分値レジスタに格納される数値の整数倍の値となっている。従って、計数現在値の漸増・漸減過程において、比較一致点を必ず通過するので、簡易な比較回路方式によってカウントアップ出力・上昇比較出力・下降比較出力を得ることができる特徴がある。 That is, the first and second setting values stored in the first and second setting registers of the first high-speed counter are values that are integer multiples of the numerical value stored in the first variation value register. Yes. Therefore, since the comparison coincidence point is always passed in the process of gradually increasing / decreasing the current count value, there is a feature that the count-up output, the rising comparison output, and the falling comparison output can be obtained by a simple comparison circuit system.
100 位置決め制御装置、100a CPUユニット、100b パルス出力回路部、120 マイクロプロセッサ、121 プログラムメモリ、122 RAMメモリ、130 第1の高速カウンタ、131 現在値レジスタ、132 第2の設定レジスタ、133 第1の設定レジスタ、135 第2の比較回路、136 第1の比較回路、141 選択切換回路、142 交番出力回路、143 出力選択回路、150 第2の高速カウンタ、151 現在値レジスタ、152 第2の設定レジスタ、153 第1の設定レジスタ、155 第2の比較回路、156 第1の比較回路、409 換算設定手段、500 位置決め制御装置、500a CPUユニット、500b パルス出力回路部、501 サーボアンプ、502 サーボモータ、503 エンコーダ、520 マイクロプロセッサ、521 プログラムメモリ、522 RAMメモリ、523 位置情報レジスタ、530 第1の前段高速カウンタ、531 現在値レジスタ、532 第2の設定レジスタ、533 第1の設定レジスタ、535 第2の比較回路、536 第1の比較回路、542a 第1の交番出力回路、542b 第2の交番出力回路、543 出力選択回路、550 第1の高速カウンタ、551 現在値レジスタ、551a 第1の変分レジスタ、552 第2の設定レジスタ、553 第1の設定レジスタ、555 第2の比較回路、556 第1の比較回路、560 第2の前段高速カウンタ、561 現在値レジスタ、561a 第2の変分レジスタ、562 第2の設定レジスタ、563 第1の設定レジスタ、565 第2の比較回路、566 第1の比較回路、570 第2の高速カウンタ、571 現在値レジスタ、572 第2の設定レジスタ、573 第1の設定レジスタ、575 第2の比較回路、576 第1の比較回路、709 換算設定手段、802 現在位置初期化手段、803 代数加算手段、Q1〜Q4 カウントアップ出力、Q1〜Q4 復帰出力、P1〜P4 上昇比較出力、P1〜P4 下降比較出力、DIR 回転方向指令出力、FRP 正逆転パルス出力、FP 正転パルス出力、RP 逆転パルス出力、M4 パルス発生完了信号、CLR クリア信号、ZERO ゼロ点信号、DOG 近点ドグ信号、CLK1 基準クロック信号、CLK2 分周クロック信号。 100 Positioning Control Device, 100a CPU Unit, 100b Pulse Output Circuit Unit, 120 Microprocessor, 121 Program Memory, 122 RAM Memory, 130 First High Speed Counter, 131 Current Value Register, 132 Second Setting Register, 133 First Setting register, 135 second comparison circuit, 136 first comparison circuit, 141 selection switching circuit, 142 alternating output circuit, 143 output selection circuit, 150 second high-speed counter, 151 current value register, 152 second setting register 153, first setting register, 155 second comparison circuit, 156 first comparison circuit, 409 conversion setting means, 500 positioning control device, 500a CPU unit, 500b pulse output circuit unit, 501 servo amplifier, 502 servo motor, 503 Encoder, 52 0 Microprocessor, 521 Program memory, 522 RAM memory, 523 Position information register, 530 First previous stage high-speed counter, 531 Current value register, 532 Second setting register, 533 First setting register, 535 Second comparison circuit 536 first comparison circuit, 542a first alternating output circuit, 542b second alternating output circuit, 543 output selection circuit, 550 first high-speed counter, 551 current value register, 551a first variation register, 552 Second setting register, 553 First setting register, 555 Second comparison circuit, 556 First comparison circuit, 560 Second previous high-speed counter, 561 Current value register, 561a Second variation register, 562 2 setting register, 563 1st setting register, 565 2nd comparison circuit, 566 1 Comparison circuit, 570 second high-speed counter, 571 current value register, 572 second setting register, 573 first setting register, 575 second comparison circuit, 576 first comparison circuit, 709 conversion setting means, 802 Current position initialization means, 803 algebra addition means, Q1-Q4 count up output, Q1 - Q4 return output, P1 - P4 rise comparison output, P1 - P4 fall comparison output, DIR rotation direction command output, FRP forward / reverse rotation pulse output, FP Forward rotation pulse output, RP reverse rotation pulse output, M4 pulse generation completion signal, CLR clear signal, ZERO zero point signal, DOG near point dog signal, CLK1 reference clock signal, CLK2 divided clock signal.
Claims (14)
目標とするパルス発生数、およびパルス出力周期または周波数の変遷特性に基づいて前記所望の運転速度パターンを特定するためのパラメータを決定する換算設定手段をさらに備え、
前記パルス出力回路部は、入力信号の計数現在値が格納される現在値レジスタと、前記換算設定手段により決定された前記パラメータのうちの第1パラメータが設定される第1の設定レジスタと、前記換算設定手段により特定された前記パラメータのうちの第2パラメータとして前記第1パラメータ以下の値が設定される第2の設定レジスタと、前記現在値レジスタと前記第1の設定レジスタとの比較結果を出力する第1の比較回路と、前記現在値レジスタと前記第2の設定レジスタとの比較結果を出力する第2の比較回路とをそれぞれ有する第1の高速カウンタおよび第2の高速カウンタとを含み、
前記第1の高速カウンタは、所定周期の基準クロック信号または当該基準クロック信号の分周信号を入力とし、前記基準クロック信号または前記分周信号の計数現在値が現在値レジスタに格納され、
前記第2の高速カウンタは、前記位置決め制御用のパルス出力を入力として、パルス発生数の経過状況が現在値レジスタに格納され、
前記第1の高速カウンタおよび前記第2の高速カウンタに設けられた前記第1の比較回路は、前記現在値レジスタの値が前記第1の設定レジスタの設定値と一致するかまたは一致点以上または一致点超過したことによってカウントアップ出力を発生し、
前記第1の高速カウンタおよび前記第2の高速カウンタに設けられた前記第2の比較回路は、前記現在値レジスタの値が上昇または下降している過程において、前記現在値レジスタの値が前記第2の設定レジスタの設定値と一致するかまたは一致状態を通過したことによって上昇比較出力または下降比較出力の少なくとも一方の出力を発生し、
前記パルス出力回路部は、前記第1の高速カウンタによる前記カウントアップ出力の発生と、前記第2の高速カウンタによる前記上昇比較出力または前記下降比較出力の少なくとも一方の出力の発生とに応動して、前記目標とするパルス発生数および前記変遷特性に基づく前記所望の運転速度パターンによるパルス出力を発生する
ことを特徴とする位置決め制御装置。 A positioning control device including a pulse output circuit unit that generates a pulse output for positioning control according to a desired operation speed pattern,
Further comprising conversion setting means for determining a parameter for specifying the desired operation speed pattern based on a target number of pulse generations and a transition characteristic of a pulse output period or frequency,
The pulse output circuit unit includes a current value register in which a count current value of an input signal is stored, a first setting register in which a first parameter among the parameters determined by the conversion setting unit is set, and A comparison result between the second setting register in which a value equal to or less than the first parameter is set as the second parameter among the parameters specified by the conversion setting means, and the comparison result between the current value register and the first setting register. A first high-speed counter and a second high-speed counter each having a first comparison circuit for outputting and a second comparison circuit for outputting a comparison result between the current value register and the second setting register. ,
The first high-speed counter receives a reference clock signal having a predetermined cycle or a divided signal of the reference clock signal, and the reference clock signal or the current count value of the divided signal is stored in a current value register.
The second high-speed counter has the pulse output for positioning control as an input, and the progress of the number of generated pulses is stored in a current value register,
In the first comparison circuit provided in the first high-speed counter and the second high-speed counter, a value of the current value register matches a set value of the first setting register, A count-up output is generated when the match point is exceeded,
The second comparison circuit provided in the first high-speed counter and the second high-speed counter is configured so that the value of the current value register is the first value in the process in which the value of the current value register is increasing or decreasing. When the value coincides with the set value of the setting register 2 or passes through the coincidence state, at least one of the rising comparison output and the falling comparison output is generated,
The pulse output circuit unit is responsive to generation of the count-up output by the first high-speed counter and generation of at least one of the rising comparison output or the falling comparison output by the second high-speed counter. A positioning control device that generates a pulse output based on the desired operation speed pattern based on the target number of pulse generations and the transition characteristics.
前記換算設定手段は、マイクロプロセッサと協働するプログラムメモリ内に記憶された制御プログラムを実行することで機能し、
前記マイクロプロセッサは、前記換算設定手段により決定された前記パラメータを前記パルス出力回路部に送信した後に、前記所望の運転速度パターンによるパルス出力のスタート指令を前記パルス出力回路部に送信し、
前記パルス出力回路部内の前記第1の高速カウンタおよび前記第2の高速カウンタは、前記スタート指令を受信したことによりカウント動作を開始し、
前記第2の高速カウンタは、前記所望の運転速度パターンによるパルス出力の完了に伴ってパルス発生完了信号を前記マイクロプロセッサに送信する
ことを特徴とする位置決め制御装置。 The positioning control device according to claim 1,
The conversion setting means functions by executing a control program stored in a program memory cooperating with a microprocessor,
The microprocessor, after transmitting the parameter determined by the conversion setting means to the pulse output circuit unit, transmits a pulse output start command according to the desired operation speed pattern to the pulse output circuit unit,
The first high-speed counter and the second high-speed counter in the pulse output circuit unit start counting operations when receiving the start command,
The second high-speed counter transmits a pulse generation completion signal to the microprocessor upon completion of pulse output based on the desired operation speed pattern.
前記第1の高速カウンタは、目標とする低速運転用の第1のパルス周期に対応した設定値が前記第1の高速カウンタの第1パラメータとして前記換算設定手段により設定され第1の設定レジスタに格納されており、目標とする高速運転用の第2のパルス周期に対応した設定値が前記第1の高速カウンタの第2パラメータとして前記換算設定手段により設定され第2の設定レジスタに格納されているとともに、選択切換回路と交番出力回路とが接続されており、
前記選択切換回路は、前記第1の高速カウンタのカウントアップ出力が発生したときに前記第1の高速カウンタの現在値レジスタをリセットしてから基準クロック信号の計数を再開する第1のリセットタイミングか、または前記第1の高速カウンタの上昇比較出力が発生したときに前記第1の高速カウンタの現在値レジスタをリセットしてから基準クロック信号の計数を再開する第2のリセットタイミングのいずれを選択するかをリセットタイミング指令を受信することで切り替え、前記第1の高速カウンタをリングカウンタとして作動させる回路であり、
前記交番出力回路は、前記第1の高速カウンタのカウントアップ出力または上昇比較出力が発生する都度に出力論理が反転し、前記基準クロック信号の周期と前記第1の高速カウンタの前記第1パラメータまたは前記第2パラメータとの積の2倍の周期のパルス出力を発生する回路であり、
前記第2の高速カウンタは、目標とするパルス発生数の半分の値が前記第2の高速カウンタの第1パラメータとして前記換算設定手段により設定され第1の設定レジスタに格納されており、目標とする低速運転のパルス発生数が前記第2の高速カウンタの第2パラメータとして前記換算設定手段により設定され第2の設定レジスタに格納されており、計数動作を開始してからカウントアップ出力が発生するまでは加算カウンタとして動作し、前記カウントアップ出力が発生した後は減算カウンタとして動作するとともに、計数動作を開始してから上昇比較出力が発生するまでは前記選択切換回路を低速側に切換えるために前記第1のリセットタイミングを選択するリセットタイミング指令を前記選択切換回路に送信し、前記上昇比較出力が発生してからカウントアップ出力が発生して計数方向が反転した後、前記下降比較出力が発生するまでは前記選択切換回路を高速側に切換えるために前記第2のリセットタイミングを選択するリセットタイミング指令を前記選択切換回路に送信し、下降比較出力が発生してから復帰出力が発生するまでは再び前記選択切換回路を低速側に切換えるために前記第1のリセットタイミングを選択するリセットタイミング指令を前記選択切換回路に送信し、
前記第2の高速カウンタは、現在値がゼロに復帰した時点で前記復帰出力をセットし、前記復帰出力をセットしたことに伴って前記第1の高速カウンタのパルス発生または前記交番出力回路のパルス出力を停止させるとともに、前記パルス発生完了信号を前記マイクロプロセッサに送信し、前記マイクロプロセッサからのリセット指令によって前記復帰出力のセット状態をリセットする
ことを特徴とする位置決め制御装置。 The positioning control device according to claim 2,
In the first high-speed counter, a setting value corresponding to a target first pulse cycle for low-speed operation is set by the conversion setting means as a first parameter of the first high-speed counter, and is set in the first setting register. The set value corresponding to the target second pulse cycle for high-speed operation is set by the conversion setting means as the second parameter of the first high-speed counter and stored in the second setting register. And the selection switching circuit and the alternating output circuit are connected,
The selection switching circuit resets the current value register of the first high-speed counter when the count-up output of the first high-speed counter is generated, and then restarts counting the reference clock signal. Or a second reset timing for restarting counting of the reference clock signal after resetting the current value register of the first high-speed counter when the rising comparison output of the first high-speed counter is generated. Is a circuit that switches by receiving a reset timing command, and operates the first high-speed counter as a ring counter,
The alternating output circuit inverts the output logic every time the count-up output or the rising comparison output of the first high-speed counter is generated, and the cycle of the reference clock signal and the first parameter of the first high-speed counter or A circuit for generating a pulse output having a period twice the product of the second parameter;
In the second high-speed counter, a value that is half of the target pulse generation number is set by the conversion setting means as the first parameter of the second high-speed counter and stored in the first setting register. The number of low-speed operation pulses generated is set by the conversion setting means as the second parameter of the second high-speed counter and stored in the second setting register, and the count-up output is generated after the counting operation is started. In order to switch the selection switching circuit to the low speed side from the start of the counting operation until the rising comparison output is generated. A reset timing command for selecting the first reset timing is transmitted to the selection switching circuit, and the rising comparison output is generated. After the count-up output is generated and the counting direction is reversed, a reset timing command for selecting the second reset timing is issued until the selection switching circuit is switched to the high speed side until the falling comparison output is generated. The selection timing command is transmitted to the selection switching circuit and selects the first reset timing to switch the selection switching circuit to the low speed side again until the return output is generated after the falling comparison output is generated. Sent to the switching circuit,
The second high-speed counter sets the return output when the current value returns to zero, and when the return output is set, the first high-speed counter generates a pulse or the alternating output circuit pulse. The positioning control device characterized in that the output is stopped, the pulse generation completion signal is transmitted to the microprocessor, and the set state of the return output is reset by a reset command from the microprocessor.
前記換算設定手段は、前記目標とするパルス発生数が奇数である場合には、前記目標とするパルス発生数の前後の偶数値の半分の値を前記第1パラメータとして前記第2の高速カウンタの第1の設定レジスタに設定するとともに、前記第2の高速カウンタの現在値レジスタにマイナス1またはプラス1を初期値として設定する
ことを特徴とする位置決め制御装置。 In the positioning control device according to claim 3,
When the target number of pulse generations is an odd number, the conversion setting means uses a value that is half of the even number before and after the target number of pulse generations as the first parameter of the second high-speed counter. A positioning control device characterized in that, in addition to setting in the first setting register, minus 1 or plus 1 is set as an initial value in a current value register of the second high-speed counter.
前記第1の高速カウンタが、低速から高速または高速から低速への漸増・漸減速度パターンとなる出力パルスの周波数変遷パターンを生成するように、前記第1の高速カウンタに接続された第1の前段高速カウンタと、
前記第1の高速カウンタと前記第1の前段高速カウンタとの間に接続された第1の交番出力回路と
をさらに備え、
前記第1の前段高速カウンタは、所定周期の基準クロック信号を計数するとともに、前記第1の交番出力回路を介して漸増漸減の周期を規定する計数入力信号を生成させる回路であり、所定の漸増・漸減周波数の変分値に対応した所要変分時間の半分の値が前記第1の前段高速カウンタの第1パラメータまたは第2パラメータとして前記換算設定手段により設定され第1の設定レジスタまたは第2の設定レジスタに格納され、カウントアップ出力または上昇比較出力が発生して現在値レジスタがリセットされる都度に前記第1の交番出力回路の出力論理を反転させて前記計数入力信号を生成させるカウンタ回路であり、
前記第1の高速カウンタは、第1の変分値レジスタをさらに有し、前記第1の交番出力回路からの前記計数入力信号を計数するものであって、目標とする高速運転用の第1のパルス周波数に対応した第1の設定値が前記第1の高速カウンタの第1パラメータとして前記換算設定手段により設定され第1の設定レジスタに格納されており、目標とする停止前の低速運転用の第2のパルス周波数に対応した第2の設定値が前記第1の高速カウンタの第2パラメータとして前記換算設定手段により設定され第2の設定レジスタに格納されており、目標とする運転開始時の低速運転用の第3のパルス周波数に対応した第3の設定値が初期値として前記換算設定手段により設定され現在値レジスタに格納されており、漸増漸減の周期における周波数の変分値が前記換算設定手段により設定され前記第1の変分値レジスタに格納されており、第1の高速カウンタに前記第1の交番出力回路から前記計数入力信号が与えられたときに作用して、現在値レジスタに対して前記第1の変分値レジスタに格納されている前記周波数の変分値を加算または減算することにより、前記第1の高速カウンタの現在値が計数開始に伴って前記第3の設定値から漸増し、前記カウントアップ出力が発生したことに伴って加算動作が停止して前記第1の設定値を持続し、減速開始指令が与えられたことによって漸減し、前記下降比較出力が発生したことに伴って減算動作を停止して前記第2の設定値を持続するものであり、
前記第2の高速カウンタは、前記第1の高速カウンタの現在値レジスタの値の逆数に比例した周期のパルスを計数するものであって、目標とするパルスの発生数が前記第2の高速カウンタの第1パラメータとして前記換算設定手段により設定され第1の設定レジスタに格納されており、減速開始点までのパルスの発生数が前記第2の高速カウンタの第2パラメータとして前記換算設定手段により設定され第2の設定レジスタに格納されており、上昇比較出力の発生に伴って前記第1の高速カウンタの減算動作を開始させ、カウントアップ出力の発生に伴って前記第1の高速カウンタのパルス発生を停止させ、前記パルス発生完了信号を前記マイクロプロセッサに送信する
ことを特徴とする位置決め制御装置。 The positioning control device according to claim 2,
A first pre-stage connected to the first high-speed counter so that the first high-speed counter generates a frequency transition pattern of an output pulse that becomes a gradually increasing / decreasing rate pattern from low speed to high speed or from high speed to low speed. A high-speed counter,
A first alternating output circuit connected between the first high-speed counter and the first pre-stage high-speed counter;
The first front-stage high-speed counter is a circuit that counts a reference clock signal having a predetermined period and generates a count input signal that defines a gradually increasing and decreasing period via the first alternating output circuit. A half value of the required variation time corresponding to the variation value of the gradually decreasing frequency is set by the conversion setting means as the first parameter or the second parameter of the first front-stage high-speed counter, and the first setting register or the second Counter circuit that generates the count input signal by inverting the output logic of the first alternating output circuit each time the current value register is reset by generating a count-up output or a rising comparison output And
The first high-speed counter further includes a first variation value register, and counts the count input signal from the first alternating output circuit, and is a first high-speed driving target. The first set value corresponding to the pulse frequency of the first is set by the conversion setting means as the first parameter of the first high-speed counter and is stored in the first setting register for the target low-speed operation before stopping. The second set value corresponding to the second pulse frequency is set by the conversion setting means as the second parameter of the first high-speed counter and stored in the second setting register. The third set value corresponding to the third pulse frequency for low-speed operation is set as an initial value by the conversion setting means and stored in the current value register, and the frequency change in the period of gradual increase and decrease. The value is set by the conversion setting means, stored in the first variation value register, and acts when the count input signal is given from the first alternating output circuit to the first high-speed counter. By adding or subtracting the variation value of the frequency stored in the first variation value register with respect to the current value register, the current value of the first high-speed counter is changed as the counting starts. Gradually increases from the third set value, the addition operation stops with the occurrence of the count-up output, the first set value is maintained, gradually decreases when the deceleration start command is given, and the descending The subtraction operation is stopped with the occurrence of the comparison output, and the second set value is maintained.
The second high-speed counter counts pulses having a period proportional to the reciprocal of the value of the current value register of the first high-speed counter, and the target number of generated pulses is the second high-speed counter. The first parameter is set by the conversion setting means and stored in the first setting register, and the number of pulses generated up to the deceleration start point is set by the conversion setting means as the second parameter of the second high-speed counter. Stored in the second setting register, starts the subtraction operation of the first high-speed counter with the generation of the rising comparison output, and generates the pulse of the first high-speed counter with the generation of the count-up output. And a pulse generation completion signal is transmitted to the microprocessor.
前記第1の高速カウンタの現在値の逆数を得るために前記第2の高速カウンタに接続された第2の前段高速カウンタと、
前記第2の高速カウンタと前記第2の前段高速カウンタとの間に接続された第2の交番出力回路と
をさらに備え、
前記第2の前段高速カウンタは、目標周波数となる前記第1の高速カウンタの現在値レジスタの値が格納された第2の変分値レジスタを有し、所定周期の基準クロック信号を計数するとともに、所定の係数が前記第2の前段高速カウンタの第1パラメータまたは第2パラメータとして前記換算設定手段により設定され第1の設定レジスタまたは第2の設定レジスタに格納されており、前記第2の前段高速カウンタに入力される前記所定周期の基準クロック信号を加算計数入力として作用し、前記加算計数入力に応じて前記第2の前段高速カウンタの現在値レジスタに対して前記第2の変分値レジスタに格納されている前記目標周波数の値を加算し、カウントアップ出力または上昇比較出力が発生して現在値レジスタがリセットされる都度に前記第2の交番出力回路の出力論理を反転させ、前記所定の係数を前記第2の変分値レジスタの値で割った商の2倍の周期のパルス出力を前記第2の交番出力回路から発生させ、
前記第2の高速カウンタは、前記第2の交番出力回路の出力信号を計数する
ことを特徴とする位置決め制御装置。 The positioning control device according to claim 5,
A second preceding high-speed counter connected to the second high-speed counter to obtain the reciprocal of the current value of the first high-speed counter;
A second alternating output circuit connected between the second high-speed counter and the second previous high-speed counter;
The second pre-stage high-speed counter has a second variation value register in which the value of the current value register of the first high-speed counter serving as a target frequency is stored, and counts a reference clock signal having a predetermined period. The predetermined coefficient is set by the conversion setting means as the first parameter or the second parameter of the second preceding high-speed counter and stored in the first setting register or the second setting register, and the second preceding stage The reference clock signal of the predetermined period input to the high-speed counter acts as an addition count input, and the second variation value register with respect to the current value register of the second preceding high-speed counter according to the addition count input Each time the target frequency value stored in is added, the count-up output or the rising comparison output is generated and the current value register is reset. The output logic of the second alternating output circuit is inverted, and a pulse output having a period twice the quotient obtained by dividing the predetermined coefficient by the value of the second variation value register is generated from the second alternating output circuit. Let
The positioning control apparatus, wherein the second high-speed counter counts an output signal of the second alternating output circuit.
前記第1の高速カウンタは、原点近傍で作動し原点側近位置で作動復帰する近点ドッグ信号が位置決用入力信号として接続されており、
前記第2の高速カウンタは、前記近点ドッグ信号と、前記パルス出力によって駆動されるサーボモータに設けられ、前記サーボモータの1回転当たりに1パルスの出力を発生するZ相信号が入力されるゼロ点信号とが位置決用入力信号として接続され、原点出しが完了したときに前記サーボモータを駆動するサーボアンプの位置決め偏差残留パルスをリセットするためのクリア信号が位置決用出力信号として接続されており、
前記第2の高速カウンタは、原点復帰指令が与えられたときには前記第2の交番出力回路の出力であるパルス出力の計数を行なわず、前記近点ドッグ信号の作動復帰に伴って前記ゼロ点信号である間欠パルス信号を計数し、計数したゼロ点信号数が前記換算設定手段により設定された所定の設定値に達したときにパルス出力の発生を停止して前記パルス発生完了信号を前記マイクロプロセッサに送信するとともに、前記サーボアンプに対して前記クリア信号を供給し、
前記第1の高速カウンタは、前記第1の交番出力回路からの前記計数入力信号を計数するものであって、目標とする原点復帰運転用の第1のパルス周波数に対応した第1の設定値が前記第1の高速カウンタの第1パラメータとして前記換算設定手段により設定され第1の設定レジスタに格納されており、目標とする微速運転用の第2のパルス周波数に対応した第2の設定値が前記第1の高速カウンタの第2パラメータとして前記換算設定手段により設定され第2の設定レジスタに格納されており、目標とする運転開始時の低速運転用の第3のパルス周波数に対応した第3の設定値が初期値として前記換算設定手段により設定され現在値レジスタに格納されており、前記周波数の変分値が前記換算設定手段により設定され前記第1の変分値レジスタに格納されており、前記第1の高速カウンタの現在値が、計数開始に伴って前記第3の設定値から漸増し、前記カウントアップ出力が発生したことに伴って加算動作が停止して前記第1の設定値を持続し、目標原点の近傍位置に接近したときに動作する近点ドッグ信号の作動によって発生する減速開始指令が与えられたことによって漸減し、前記下降比較出力が発生したことに伴って減算動作を停止して第2の設定値を持続する
ことを特徴とする位置決め制御装置。 The positioning control device according to claim 6,
In the first high-speed counter, a near-point dog signal that operates near the origin and returns to operation near the origin is connected as an input signal for positioning.
The second high-speed counter is provided in the servo motor driven by the near-point dog signal and the pulse output, and receives a Z-phase signal that generates one pulse output per rotation of the servo motor. The zero point signal is connected as the positioning input signal, and when the home search is completed, the clear signal for resetting the positioning deviation residual pulse of the servo amplifier that drives the servo motor is connected as the positioning output signal. And
The second high-speed counter does not count the pulse output which is the output of the second alternating output circuit when an origin return command is given, and the zero point signal is accompanied by the return of the operation of the near point dog signal. The intermittent pulse signal is counted, and when the counted zero point signal number reaches a predetermined set value set by the conversion setting means, the generation of the pulse output is stopped and the pulse generation completion signal is sent to the microprocessor. And supplying the clear signal to the servo amplifier,
The first high-speed counter counts the count input signal from the first alternating output circuit, and is a first set value corresponding to a target first pulse frequency for home return operation. Is set as the first parameter of the first high-speed counter by the conversion setting means and stored in the first setting register, and the second set value corresponding to the target second pulse frequency for slow speed operation Is set by the conversion setting means as the second parameter of the first high-speed counter and stored in the second setting register, and the second parameter corresponding to the third pulse frequency for low-speed operation at the start of target operation 3 is set as an initial value by the conversion setting means and stored in the current value register, and a variation value of the frequency is set by the conversion setting means and the first variation value register is set. The current value of the first high-speed counter gradually increases from the third set value as the counting starts, and the addition operation stops when the count-up output occurs. The first set value is maintained, and gradually decreases due to a deceleration start command generated by the operation of a near-point dog signal that operates when approaching a position near the target origin, and the descending comparison output is generated Accordingly, the subtraction operation is stopped to maintain the second set value.
前記マイクロプロセッサは、協働するRAMメモリとして絶対位置情報が格納される位置情報レジスタを有するとともに、前記制御プログラムを実行することで機能する現在位置初期化手段と代数加算手段とをさらに備え、
前記現在位置初期化手段は、前記原点復帰動作が完了した時点において、前記位置情報レジスタに対して所定の原点位置情報を書込み保存し、
前記代数加算手段は、前記速度パターンによる1回の位置決め制御が完了した時点で前記第2の高速カウンタの現在値レジスタの値を読み出して、指令されていた回転方向に応じて前記位置情報レジスタに今回の移動量を代数加算し、
前記換算設定手段は、次回の目標位置と前記位置情報レジスタの内容との偏差として算出された相対移動量と移動方向を、前記パルス出力回路部に対する設定情報として指令する
ことを特徴とする位置決め制御装置。 The positioning control device according to claim 7,
The microprocessor has a position information register in which absolute position information is stored as a cooperating RAM memory, and further includes a current position initialization unit and an algebra addition unit that function by executing the control program,
The current position initialization means writes and stores predetermined origin position information in the position information register at the time when the origin return operation is completed,
The algebra adding means reads the current value register value of the second high-speed counter at the time when one positioning control by the speed pattern is completed, and stores it in the position information register according to the commanded rotation direction. Add the amount of movement this time to the algebra,
The conversion setting means commands a relative movement amount and a movement direction calculated as a deviation between a next target position and the contents of the position information register as setting information for the pulse output circuit unit. apparatus.
前記第1の比較回路および前記第2の比較回路は、比較一致点を境として、一致点以上と未満、若しくは一致点超過と未満の大小の二値化論理出力を発生し、計数入力信号の論理が計数状態に反転した時点から所定の遅延時間をおいて記憶回路に更新格納することによって前記カウントアップ出力と、前記上昇比較出力または前記下降比較出力とが得られる
ことを特徴とする位置決め制御装置。 The positioning control device according to claim 2,
The first comparison circuit and the second comparison circuit generate a binary logic output that is greater than or less than a match point or less than or equal to a match point and less than or less than a match point. Positioning control characterized in that the count-up output and the rising comparison output or the falling comparison output can be obtained by updating and storing in a storage circuit after a predetermined delay time from the time when the logic is inverted to the counting state. apparatus.
前記第1の比較回路および前記第2の比較回路は、比較一致または比較不一致による二値化論理出力を発生し、計数入力信号の論理が計数状態に反転した時点から所定の遅延時間をおいて記憶回路に更新格納することによって前記カウントアップ出力と、前記上昇比較出力または前記下降比較出力とが得られる
ことを特徴とする位置決め制御装置。 In the positioning control device according to claim 3 or 4,
The first comparison circuit and the second comparison circuit generate a binary logic output based on comparison coincidence or comparison disagreement, and after a predetermined delay time from the time when the logic of the count input signal is inverted to the count state. The positioning control device, wherein the count-up output and the rising comparison output or the falling comparison output are obtained by updating and storing in a storage circuit.
前記換算設定手段は、前記第1の高速カウンタの前記第1の設定レジスタおよび前記第2の設定レジスタに設定する前記第1の設定値および前記前記第2の設定値を、前記第1の変分値レジスタに設定する周波数の変分値の整数倍の値として設定し、
前記第1の前段高速カウンタと第1の高速カウンタと第2の高速カウンタのそれぞれに設けられた前記第1の比較回路および前記第2の比較回路は、比較一致または比較不一致による二値化論理出力を発生し、計数入力信号の論理が計数状態に反転した時点から所定の遅延時間をおいて記憶回路に更新格納することによって前記カウントアップ出力と、前記上昇比較出力または前記下降比較出力とが得られる
ことを特徴とする位置決め制御装置。 The positioning control device according to claim 5,
The conversion setting means converts the first setting value and the second setting value set in the first setting register and the second setting register of the first high-speed counter into the first change value. Set as an integer multiple of the variation value of the frequency set in the minute value register,
The first comparison circuit and the second comparison circuit provided in each of the first front-stage high-speed counter, the first high-speed counter, and the second high-speed counter have binarization logic based on comparison match or comparison mismatch. The count-up output and the rising comparison output or the falling comparison output are generated by generating an output and updating and storing in the memory circuit after a predetermined delay time from the time when the logic of the counting input signal is inverted to the counting state. A positioning control device characterized by being obtained.
前記第1の高速カウンタおよび前記第2の高速カウンタに設けられた前記第2の比較回路のそれぞれは、対応する前記第1の高速カウンタまたは前記第2の高速カウンタがアップカウントモードであるときに前記第2の比較回路が一致判定または一致点を通過したと判定した場合に、前記上昇比較出力を有効として上昇比較判定用の記憶回路に保存し、対応する前記第1の高速カウンタまたは前記第2の高速カウンタがダウンカウントモードであるときに前記第2の比較回路が一致判定または一致点を通過したと判定した場合に、前記下降比較出力を有効として下降比較判定用の記憶回路に保存し、前記マイクロプロセッサからのリセット指令によってそれぞれの前記記憶回路の記憶状態を消去する
ことを特徴とする位置決め制御装置。 The positioning control device according to claim 2,
Each of the second comparison circuits provided in the first high-speed counter and the second high-speed counter is configured so that the corresponding first high-speed counter or the second high-speed counter is in the up-count mode. When it is determined that the second comparison circuit has passed the coincidence determination or the coincidence point, the ascending comparison output is validated and stored in the ascending comparison determining storage circuit, and the corresponding first high-speed counter or the first When the second high-speed counter is in the down-count mode and the second comparison circuit determines that the coincidence determination or the coincidence point has been passed, the falling comparison output is validated and stored in the descent comparison determination storage circuit. A positioning control device that erases the storage state of each of the storage circuits in response to a reset command from the microprocessor.
前記第1の高速カウンタおよび前記第2の高速カウンタに設けられた前記第2の比較回路のそれぞれは、対応する前記第1の高速カウンタまたは前記第2の高速カウンタのカウントアップ出力が作動する前に前記第2の比較回路が一致判定または一致点を通過したと判定した場合に、前記上昇比較出力を有効として上昇比較判定用の記憶回路に保存し、対応する前記第1の高速カウンタまたは前記第2の高速カウンタのカウントアップ出力が作動した後に前記第2の比較回路が一致判定または一致点を通過したと判定した場合に、前記下降比較出力を有効として下降比較判定用の記憶回路に保存し、前記マイクロプロセッサからのリセット指令によってそれぞれの前記記憶回路の記憶状態を消去する
ことを特徴とする位置決め制御装置。 The positioning control device according to claim 2,
Each of the second comparison circuits provided in the first high-speed counter and the second high-speed counter is set before the corresponding count-up output of the first high-speed counter or the second high-speed counter is activated. If the second comparison circuit determines that the second comparison circuit has matched or passed the coincidence point, the rising comparison output is validated and stored in the storage circuit for rising comparison determination, and the corresponding first high-speed counter or When it is determined that the second comparison circuit has passed the coincidence determination or the coincidence point after the count-up output of the second high-speed counter is activated, the falling comparison output is validated and stored in the storage circuit for the downward comparison determination And a storage control device that erases the storage state of each of the storage circuits in response to a reset command from the microprocessor.
前記マイクロプロセッサは、複数の入力センサと複数の電気負荷に対して接続され、前記入力センサの動作状態と前記プログラムメモリに格納された制御プログラムの内容によって前記複数の電気負荷を駆動制御するプログラマブルコントローラのCPUユニットに内蔵され、
前記パルス出力回路部は、前記マイクロプロセッサとバス接続された入出力ユニットに内蔵されているとともに、出力選択回路をさらに備え、
前記換算設定手段は、前記制御プログラムの一部として前記プログラムメモリに格納された特殊命令によって実行されるものであり、前記特殊命令は、少なくとも目標とするパルス発生数と目標運転速度パターンとなるパルス出力周期または周波数の変遷特性を含む運転定数の設定を行うとともに、回転方向指令と始動/停止指令、若しくは正転始動/停止指令と逆転始動/停止指令を包含し、
前記出力選択回路は、前記回転方向指令と始動/停止指令、若しくは正転始動/停止指令と逆転始動/停止指令に基づいて回転方向指令と正逆転パルス出力、若しくは正転パルス出力と逆転パルス出力を発生し、
前記マイクロプロセッサは、前記パルス出力回路部から前記パルス発生完了信号を受信した後、または前記マイクロプロセッサが発生する運転停止指令によってパルス出力の発生が中断停止されたときには、リセット指令によって前記パルス出力回路部の初期化を行なってから次回のパラメータ設定を行う
ことを特徴とする位置決め制御装置。 The positioning control device according to claim 2,
The microprocessor is connected to a plurality of input sensors and a plurality of electric loads, and is a programmable controller that drives and controls the plurality of electric loads according to the operation state of the input sensors and the contents of a control program stored in the program memory. Built in the CPU unit,
The pulse output circuit unit is built in an input / output unit bus-connected to the microprocessor, and further includes an output selection circuit,
The conversion setting means is executed by a special command stored in the program memory as a part of the control program, and the special command includes at least a pulse having a target pulse generation number and a target operation speed pattern. Set operation constants including output cycle or frequency transition characteristics, and include rotation direction command and start / stop command or forward rotation start / stop command and reverse rotation start / stop command,
The output selection circuit is configured to output a rotation direction command and forward / reverse rotation pulse output or forward rotation pulse output and reverse rotation pulse output based on the rotation direction command and start / stop command or forward rotation start / stop command and reverse rotation start / stop command. Occur and
The microprocessor receives the pulse generation completion signal from the pulse output circuit unit, or when the generation of pulse output is interrupted and stopped by an operation stop command generated by the microprocessor, the pulse output circuit is generated by a reset command. Positioning control device that performs the next parameter setting after initializing the part.
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CN106941332A (en) * | 2016-12-20 | 2017-07-11 | 广西风华服饰有限责任公司 | A kind of sewing machine method for controlling stepping motor and control system |
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