JP2011107961A - Position control unit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position control unit including a function of performing position correction operation by use of a position sensor so as to make a control target machine move to a target position and have it stopped. <P>SOLUTION: The position controller 70 includes a comparator 71 monitoring whether a position correction amount that is an output of a position correction means 31 lies within a predetermined range, and outputting an alarm signal when exceeding the range in addition to a position instructing block 21, a position adjusting unit 22, a velocity adjusting unit 29, a torque adjusting unit 30, and the position correction means 31, that are the same constituent elements as a conventional position control unit 20. That is, when the detection value of a position sensor 19 detecting a position of a moving portion of a target machine 60 or a target machine 10 becomes excessively large or excessively small by some sort of factor or when light rays in the optical position sensor 19 are blocked by some sort of factors due to the comparator 71, the absolute value of the position correction amount becomes excessively large, so that the operation reliability of the position controller 70 is improved, by outputting the alarm signal to the outside at that time. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、制御対象機械を目標位置へ移動させて停止させるための位置制御装置に関し、特に、位置センサを用いて位置補正動作を行う機能を有した位置制御装置に関する。   The present invention relates to a position control device for moving a controlled machine to a target position and stopping it, and more particularly to a position control device having a function of performing a position correction operation using a position sensor.

図８は、この種の制御対象機械の模式的概念構成図である。   FIG. 8 is a schematic conceptual configuration diagram of this type of machine to be controlled.

この対象機械１０には、重量物１１と、アーム１２と、スライド移動部１３と、スライドレール部１４と、送りねじ１５と、カップリング１６と、モータ１７と、モータエンコーダ１８と、位置センサ１９と、位置制御装置２０，４０，７０，７５，８０，８５のうちの何れか１台とを備えている。このうち、重量物１１，アーム１２，スライド移動部１３，スライドレール部１４，送りねじ１５，カップリング１６は、制御対象機械として包括されるものである。   The target machine 10 includes a heavy object 11, an arm 12, a slide moving unit 13, a slide rail unit 14, a feed screw 15, a coupling 16, a motor 17, a motor encoder 18, and a position sensor 19. And any one of the position control devices 20, 40, 70, 75, 80, 85. Among these, the heavy object 11, the arm 12, the slide moving unit 13, the slide rail unit 14, the feed screw 15, and the coupling 16 are included as controlled machines.

図８において、スライドレール部１４は、スライド移動部１３が図示の左右の移動方向のみ移動するように拘束する。さらに、スライドレール部１４とスライド移動部１３の接触部は低摩擦であり、スライド移動部１３がスライドレール部１４上を滑らかに移動できるようにされている。また、モータ１７の出力軸はカップリング１６を介して送りねじ１５と連結され、この送りねじ１５はスライド移動部１３に取り付けられた図示しないねじ部内に螺挿されている。   In FIG. 8, the slide rail unit 14 restrains the slide moving unit 13 to move only in the illustrated left and right moving directions. Furthermore, the contact portion between the slide rail portion 14 and the slide moving portion 13 has low friction so that the slide moving portion 13 can move smoothly on the slide rail portion 14. The output shaft of the motor 17 is connected to a feed screw 15 via a coupling 16, and the feed screw 15 is screwed into a screw portion (not shown) attached to the slide moving portion 13.

すなわち、前記何れかの位置制御装置からの位置指令値に従った位置決め制御により、モータ１７が送りねじ１５を回転駆動することにより、スライド移動部１３が図示の左右方向に移動する。   That is, when the motor 17 rotationally drives the feed screw 15 by positioning control according to the position command value from any one of the position control devices, the slide moving unit 13 moves in the horizontal direction shown in the drawing.

このような位置決め制御がなされるスライド移動部１３には、長尺のアーム１２が取り付けられており、このアーム１２の先端には重量物１１が取り付けられている。従って、スライド移動部１３の位置制御により、アーム１２の先端の重量物１１も位置決め制御されることとなる。   A long arm 12 is attached to the slide moving unit 13 in which such positioning control is performed, and a heavy object 11 is attached to the tip of the arm 12. Therefore, positioning of the heavy object 11 at the tip of the arm 12 is also controlled by position control of the slide moving unit 13.

図９は、上述の図８の構成とは異なった制御対象機械の模式的概念構成図である。   FIG. 9 is a schematic conceptual configuration diagram of a controlled machine different from the configuration in FIG. 8 described above.

この対象機械６０には、台車６１と、車輪６２と、レール６３と、カップリング６４と、モータ１７と、モータエンコーダ１８と、位置センサ１９と、位置制御装置２０，４０，７０，７５，８０，８５の何れか１台とを備えている。このうち、台車６１，車輪６２，レール６３，カップリング６４は制御対象機械として包括されるものであり、この制御対象機械は立体倉庫における部品の搬送装置などに供される。   The target machine 60 includes a carriage 61, wheels 62, rails 63, a coupling 64, a motor 17, a motor encoder 18, a position sensor 19, and position control devices 20, 40, 70, 75, and 80. , 85. Among these, the carriage 61, the wheel 62, the rail 63, and the coupling 64 are included as control target machines, and this control target machine is used for a parts conveying device or the like in a three-dimensional warehouse.

図９において、台車６１は車輪６２を介してレール６３上を、図示の左右の移動方向に、滑らかに移動できるようにされている。また、モータ１７の出力軸はカップリング６４を介して車輪６２と連結されている。すなわち、前記何れかの位置制御装置からの位置制御動作に従って、モータ１７がカップリング６４を介して車輪６２を回転駆動することにより、台車６１が図示の左右方向に移動する。   In FIG. 9, the carriage 61 can move smoothly on the rail 63 via wheels 62 in the left and right moving directions shown in the figure. Further, the output shaft of the motor 17 is connected to the wheel 62 via a coupling 64. That is, according to the position control operation from any one of the position control devices, the motor 17 rotationally drives the wheel 62 via the coupling 64, so that the carriage 61 moves in the left-right direction as shown.

上述の位置制御がなされる台車６１には、例えば、門形アーム（図示せず）が取り付けられており、この門形アームには重量物（図示せず）が載置されている。従って、台車６１の位置制御により、前記門形アームに支持された重量物も位置制御されることとなる。   For example, a portal arm (not shown) is attached to the carriage 61 for which the above-described position control is performed, and a heavy object (not shown) is placed on the portal arm. Therefore, the position control of the carriage 61 also controls the position of the heavy object supported by the portal arm.

図１０は、上述の対象機械１０または対象機械６０の位置決め制御を行う従来の位置制御装置２０の回路構成図である。   FIG. 10 is a circuit configuration diagram of a conventional position control device 20 that performs positioning control of the target machine 10 or the target machine 60 described above.

この位置制御装置２０には、位置指令ブロック２１と、位置調節器２２と、速度調節器２９と、トルク調節器３０と、位置補正手段３１とを備えている。   The position control device 20 includes a position command block 21, a position adjuster 22, a speed adjuster 29, a torque adjuster 30, and position correction means 31.

位置指令ブロック２１では対象機械１０のスライド移動部１３または対象機械６０の台車６１が目標位置に移動するためのパルス列形式の第１の速度指令値を出力し、このパルス列形式の第１の速度指令値ではパルス数が移動量を指令し、パルス周波数がその時々の移動速度（すなわち、単位時間当りの位置の移動量が速度に相当する指令値となる）を指令している。   The position command block 21 outputs a first speed command value in the form of a pulse train for moving the slide moving unit 13 of the target machine 10 or the carriage 61 of the target machine 60 to the target position, and the first speed command in the form of this pulse train. In the value, the number of pulses commands the moving amount, and the pulse frequency commands the moving speed at that time (that is, the moving amount of the position per unit time becomes a command value corresponding to the speed).

減算器２３，積算器２４，減算器２５，調節器２６，加算器２７，フィードフォワード制御ブロック２８からなる位置調節器２２では、モータ１７の出力軸に取り付けられたモータエンコーダ１８からのパルス列の検出信号を指令される前記第１の速度指令値に一致させるために、減算器２３，積算器２４，調節器２６を用いた位置調節演算が行われ、その出力は第２の速度指令値として加算器２７を介して速度調節器２９に送られる。   A position adjuster 22 including a subtractor 23, an accumulator 24, a subtractor 25, an adjuster 26, an adder 27, and a feedforward control block 28 detects a pulse train from a motor encoder 18 attached to the output shaft of the motor 17. In order to make the signal coincide with the commanded first speed command value, a position adjustment calculation is performed using the subtractor 23, the integrator 24, and the adjuster 26, and the output is added as a second speed command value. It is sent to the speed regulator 29 via the device 27.

このとき、フィードフォワード制御ブロック２８では、位置指令ブロック２１からの前記第１の速度指令値の単位時間当りの位置の移動量に所定のフィードフォワードゲインを乗じた補正量を求め、この補正量と調節器２６からの速度指令値とを加算器２７により加算し、この加算値を新たな第２の速度指令値として速度調節器２９に送っている。   At this time, the feedforward control block 28 obtains a correction amount obtained by multiplying the moving amount of the position per unit time of the first speed command value from the position command block 21 by a predetermined feedforward gain, and this correction amount and The speed command value from the adjuster 26 is added by the adder 27, and this added value is sent to the speed adjuster 29 as a new second speed command value.

速度調節器２９では、モータエンコーダ１８からのパルス列の検出信号に基づくモータ１７の速度検出値が前記第２の速度指令値に一致するように速度調節演算が行われ、その出力がトルク指令値としてトルク調節器３０に送られる。   The speed adjuster 29 performs speed adjustment calculation so that the speed detection value of the motor 17 based on the pulse train detection signal from the motor encoder 18 matches the second speed command value, and its output is used as a torque command value. It is sent to the torque adjuster 30.

トルク調節器３０では、前記トルク指令値に従い、このトルク調節器３０に内蔵するインバータなどの半導体電力変換器を介してモータ１７を駆動し、対象機械１０のスライド移動部１３または対象機械６０の台車６１を所定位置に移動させて停止させるような位置決め制御が実行される。   In the torque adjuster 30, the motor 17 is driven via a semiconductor power converter such as an inverter built in the torque adjuster 30 according to the torque command value, and the slide moving unit 13 of the target machine 10 or the cart of the target machine 60. Positioning control is performed such that 61 is moved to a predetermined position and stopped.

このとき位置補正手段３１では、位置センサ１９で検出された対象機械１０のスライド移動部１３または位置センサ１９と反射板１９ａとで検出された対象機械６０の台車６１の位置信号を、微分器３２で微分演算することにより速度信号に変換し、この速度信号と速度演算器３３によるモータエンコーダ１８からのパルス列の検出信号に基づくモータ１７の速度演算値との差の積算値を減算器３４，積算器３５で求め、この積算値にフィルタ３６を介した値を位置補正量として出力している。   At this time, the position correction means 31 uses the position signal of the carriage 61 of the target machine 60 detected by the slide moving unit 13 of the target machine 10 detected by the position sensor 19 or the position sensor 19 and the reflection plate 19a to the differentiator 32. Is converted to a speed signal by subtracting the difference between the speed signal and the speed calculation value of the motor 17 based on the pulse train detection signal from the motor encoder 18 by the speed calculator 33. The value obtained by the device 35 is output as a position correction amount to this integrated value via the filter 36.

すなわち、位置調節器２２において、減算器２５では積算器２４から得られる位置偏差量から前記位置補正量を減じた値を求め、この値を新たな位置偏差量として調節器２６に与えることで、モータ１７と対象機械１０，６０との間のバックラッシ、スリップなどに起因した位置誤差を補正するようにしている。   That is, in the position adjuster 22, the subtractor 25 obtains a value obtained by subtracting the position correction amount from the position deviation amount obtained from the accumulator 24, and gives this value to the adjuster 26 as a new position deviation amount. A position error caused by backlash, slip, etc. between the motor 17 and the target machines 10 and 60 is corrected.

図１１は、図１０に示した位置制御装置２０とは異なった従来の位置制御装置４０の回路構成図であり、この図において、図１０に示した位置制御装置２０と同一機能を有するものには同一符号を付している。   FIG. 11 is a circuit configuration diagram of a conventional position control device 40 different from the position control device 20 shown in FIG. 10, and in this figure, the same function as the position control device 20 shown in FIG. 10 is shown. Are given the same reference numerals.

この位置制御装置４０には、位置指令ブロック４１と、位置調節器４２と、積算器４９と、位置補正手段５０と、速度調節器２９と、トルク調節器３０とを備えている。   The position control device 40 includes a position command block 41, a position adjuster 42, an integrator 49, a position correction means 50, a speed adjuster 29, and a torque adjuster 30.

位置指令ブロック４１では、対象機械１０のスライド移動部１３または対象機械６０の台車６１が目標位置に移動するためのデータ形式の位置指令値を出力し、このデータ形式の位置指令値ではデータの値が移動量を指令し、データの変化がその時々の移動速度を指令している。   In the position command block 41, a position command value in a data format for moving the slide moving unit 13 of the target machine 10 or the carriage 61 of the target machine 60 to the target position is output, and the position command value in this data format is a data value. Command the amount of movement, and the change in data commands the moving speed at that time.

加算器４３，減算器４４，調節器４５，加算器４６，微分器４７，フィードフォワード制御ブロック４８からなる位置調節器４２では、モータ１７に取り付けられたモータエンコーダ１８からのパルス列の検出信号の積算器４９による積算値である移動量検出値を位置指令ブロック４１から指令される前記位置指令値に一致させるために、減算器４４，調節器４５を用いた位置調節演算が行われ、その出力は第２の速度指令値として加算器４６を介して速度調節器２９に送られる。   In a position adjuster 42 including an adder 43, a subtractor 44, an adjuster 45, an adder 46, a differentiator 47, and a feedforward control block 48, integration of pulse train detection signals from the motor encoder 18 attached to the motor 17 is performed. Position adjustment calculation using the subtractor 44 and the controller 45 is performed in order to make the movement amount detection value, which is an integrated value by the adjuster 49, coincide with the position command value commanded from the position command block 41, and its output is The second speed command value is sent to the speed adjuster 29 via the adder 46.

このとき、微分器４７とフィードフォワード制御ブロック４８とにより、位置指令ブロック４１からの前記位置指令値の微分値に所定のフィードフォワードゲインを乗じた補正量を求め、この補正量と調節器４５からの速度指令値とを加算器４６により加算し、この加算値を新たな第２の速度指令値として速度調節器２９に送っている。   At this time, the differentiator 47 and the feedforward control block 48 obtain a correction amount obtained by multiplying the differential value of the position command value from the position command block 41 by a predetermined feedforward gain. The speed command value is added by the adder 46, and this added value is sent to the speed controller 29 as a new second speed command value.

さらに位置補正手段５０では、位置センサ１９で検出された対象機械１０のスライド移動部１３または位置センサ１９と反射板１９ａとで検出された対象機械６０の台車６１の位置信号と、モータ１７に取り付けられたモータエンコーダ１８からのパルス列の検出信号の積算器４９による積算値である移動量検出値との差を減算器５１で求め、この減算値にフィルタ５２を介した値を位置補正量として出力している。   Further, the position correction means 50 is attached to the motor 17 and the position signal of the carriage 61 of the target machine 60 detected by the slide moving unit 13 of the target machine 10 detected by the position sensor 19 or the position sensor 19 and the reflection plate 19a. The difference between the detected signal of the pulse train from the motor encoder 18 and the movement amount detection value, which is an integration value by the integrator 49, is obtained by the subtractor 51, and a value via the filter 52 is output as a position correction amount to this subtraction value. is doing.

すなわち、位置調節器４２において、加算器４３では積算器４９から得られる移動量検出値に前記位置補正量を加算した値を求め、この加算した値と位置指令ブロック４１からの位置指令値との偏差を新たな位置偏差量として調節器４５に与えることで、モータ１７と対象機械１０，６０との間のバックラッシ、スリップなどに起因した位置誤差を補正するようにしている。   That is, in the position adjuster 42, the adder 43 obtains a value obtained by adding the position correction amount to the movement amount detection value obtained from the accumulator 49, and calculates the sum of the added value and the position command value from the position command block 41. By giving the deviation to the adjuster 45 as a new position deviation amount, the position error due to backlash, slip, etc. between the motor 17 and the target machines 10 and 60 is corrected.

なお、この種の位置制御装置としては、下記特許文献１に記載されている構成のものが知られている。   In addition, as this kind of position control apparatus, the thing of the structure described in the following patent document 1 is known.

特開２００３−７６４２６号公報JP 2003-76426 A

図１０または図１１に示した従来の位置制御装置では、対象機械１０のスライド移動部１３または対象機械６０の台車６１の位置を位置センサ１９で検出して位置制御の補正を行っているため、モータ１７と対象機械１０，６０との間のバックラッシ、スリップなどに起因した位置誤差を補正しつつ位置制御を行うことが可能であるが、反面、位置センサ１９に不具合が発生した場合、あるいは、光学式の位置センサ１９での光線が何らかの要因で遮られて前記位置を正しく検出できなくなったときには、適切な位置制御が行えなくなるという問題点があった。   In the conventional position control device shown in FIG. 10 or FIG. 11, the position of the slide 61 of the target machine 10 or the carriage 61 of the target machine 60 is detected by the position sensor 19 to correct the position control. It is possible to perform position control while correcting the position error due to backlash, slip, etc. between the motor 17 and the target machines 10 and 60, but on the other hand, when a malfunction occurs in the position sensor 19, or When the light beam from the optical position sensor 19 is interrupted for some reason and the position cannot be detected correctly, there is a problem that appropriate position control cannot be performed.

この発明の目的は、上記問題点を解消した位置制御装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a position control device that solves the above problems.

この第１の発明は、制御対象機械を目標位置に移動させて停止させるために指令される第１の速度指令値または位置指令値に基づいて位置決め制御を行う位置制御装置において、
前記制御対象機械の移動する部分の位置を検出する位置センサと、この検出した値に基づく位置補正量を導出する位置補正手段と、この位置補正手段の出力値を監視する比較器とを備えたことを特徴とする。 The first aspect of the present invention is a position control device that performs positioning control based on a first speed command value or a position command value that is commanded to move the controlled machine to a target position and stop it.
A position sensor for detecting a position of a moving part of the machine to be controlled, a position correction unit for deriving a position correction amount based on the detected value, and a comparator for monitoring an output value of the position correction unit. It is characterized by that.

第２発明は前記第１の発明の位置制御装置において、
前記比較器は、前記位置補正量が予め定めた範囲内であるか否かを監視し、この範囲を超えたときにはアラーム信号を出力するようにしたことを特徴とする。 A second invention is the position control device of the first invention, wherein
The comparator monitors whether the position correction amount is within a predetermined range, and outputs an alarm signal when exceeding the predetermined range.

また第３の発明は、制御対象機械を目標位置に移動させて停止させるために指令される第１の速度指令値または位置指令値に基づいて位置決め制御を行う位置制御装置において、
前記制御対象機械の移動する部分の位置を検出する位置センサと、この検出した値に基づく位置補正量を導出する位置補正手段と、この位置補正手段を動作させるか否かを指令する補正動作指令器とを備えたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a position control apparatus that performs positioning control based on a first speed command value or a position command value that is commanded to move the controlled machine to a target position and stop it.
A position sensor for detecting the position of the moving part of the machine to be controlled, a position correction means for deriving a position correction amount based on the detected value, and a correction operation command for instructing whether or not to operate the position correction means And a vessel.

第４発明は前記第３の発明の位置制御装置において、
前記補正動作指令器は、前記第１の速度指令値または位置指令値が新たに発せられたときから、この第１の速度指令値または位置指令値が終了するまでの期間、前記位置補正手段を動作させるようにしたことを特徴とする。 4th invention is the position control apparatus of said 3rd invention,
The correction operation command device is configured to change the position correction means during a period from when the first speed command value or position command value is newly issued until the first speed command value or position command value ends. It is characterized by being operated.

第５発明は前記第３の発明の位置制御装置において、
前記補正動作指令器は、前記第１の速度指令値または位置指令値が新たに発せられ、所定の切替設定値を通過した後からこの第１の速度指令値または位置指令値が終了するまでの期間、前記位置補正手段を動作させるようにしたことを特徴とする。 A fifth invention is the position control device of the third invention, wherein
The correction operation command device is a process in which the first speed command value or the position command value is newly issued and passes through a predetermined switching setting value until the first speed command value or the position command value ends. The position correction means is operated for a period.

第６発明は前記第３の発明の位置制御装置において、
前記補正動作指令器は、前記第１の速度指令値または位置指令値が新たに発せられ、この第１の速度指令値または位置指令値が終了する直前から該第１の速度指令値または位置指令値に基づく位置決めが完了するまでの期間、前記位置補正手段を動作させるようにしたことを特徴とする。 A sixth invention is the position control device of the third invention, wherein
In the correction operation command device, the first speed command value or position command value is newly issued, and the first speed command value or position command value immediately before the end of the first speed command value or position command value. The position correction means is operated during a period until positioning based on the value is completed.

この発明によれば、前記制御対象機械の移動する部分の位置を検出する位置センサの動作状態を監視する、または前記位置センサを実際に利用する期間を限定することにより、位置誤差を補正しつつ適切な位置制御が行える位置制御装置を提供することができる。   According to this invention, while correcting the position error by monitoring the operation state of the position sensor that detects the position of the moving part of the machine to be controlled or by limiting the period during which the position sensor is actually used. A position control device capable of appropriate position control can be provided.

この発明の第１の実施例を示す位置制御装置の回路構成図1 is a circuit configuration diagram of a position control device showing a first embodiment of the present invention. この発明の第２の実施例を示す位置制御装置の回路構成図Circuit configuration diagram of a position control apparatus showing a second embodiment of the present invention この発明の第３の実施例を示す位置制御装置の回路構成図Circuit configuration diagram of a position control apparatus showing a third embodiment of the present invention. この発明の第４の実施例を示す位置制御装置の回路構成図Circuit configuration diagram of a position control apparatus showing a fourth embodiment of the present invention. 図３，４に示した位置制御装置の動作を説明する波形図Waveform diagram for explaining the operation of the position control device shown in FIGS. 図３，４に示した位置制御装置の動作を説明する波形図Waveform diagram for explaining the operation of the position control device shown in FIGS. 図３，４に示した位置制御装置の動作を説明する波形図Waveform diagram for explaining the operation of the position control device shown in FIGS. 対象機械の模式的概念構成図Schematic conceptual diagram of the target machine 対象機械の模式的概念構成図Schematic conceptual diagram of the target machine 従来例を示す位置制御装置の回路構成図Circuit configuration diagram of position control device showing conventional example 従来例を示す位置制御装置の回路構成図Circuit configuration diagram of position control device showing conventional example

図１は、この発明の第１の実施例を示す位置制御装置の回路構成図であり、この図において、図１０に示した従来の位置制御装置２０と同一機能を有するものには同一符号を付している。   FIG. 1 is a circuit diagram of a position control apparatus showing a first embodiment of the present invention. In this figure, components having the same functions as those of the conventional position control apparatus 20 shown in FIG. It is attached.

この位置制御装置７０には、従来の位置制御装置２０と同じ構成要素である位置指令ブロック２１，位置調節器２２，速度調節器２９，トルク調節器３０，位置補正手段３１の他に、位置補正手段３１の出力である位置補正量が予め定めた範囲内であるか否かを監視し、この範囲を超えたときにはアラーム信号を出力する比較器７１を備えている。   The position control device 70 includes a position command block 21, a position adjuster 22, a speed adjuster 29, a torque adjuster 30, and a position correction means 31, which are the same components as the conventional position control device 20, and position correction A comparator 71 is provided for monitoring whether or not the position correction amount, which is the output of the means 31, is within a predetermined range, and for outputting an alarm signal when the range is exceeded.

すなわち、この比較器７１により、対象機械１０または対象機械６０の移動する部分の位置を検出する位置センサ１９の検出値が何らかの要因で過大、若しくは過小になったとき、または、光学式の位置センサ１９での光線が何らかの要因で遮られたときには、前記位置補正量の絶対値が過大になることから、このときにはアラーム信号を外部に出力することにより、この位置制御装置７０の動作信頼性を改善している。   In other words, when the detected value of the position sensor 19 for detecting the position of the moving part of the target machine 10 or the target machine 60 is excessive or too small for some reason by the comparator 71, or an optical position sensor. When the light beam at 19 is blocked for some reason, the absolute value of the position correction amount becomes excessive. At this time, the operation reliability of the position control device 70 is improved by outputting an alarm signal to the outside. is doing.

図２は、この発明の第２の実施例を示す位置制御装置の回路構成図であり、この図において、図１１に示した従来の位置制御装置４０と同一機能を有するものには同一符号を付している。   FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a position control apparatus showing a second embodiment of the present invention. In this figure, components having the same functions as those of the conventional position control apparatus 40 shown in FIG. It is attached.

この位置制御装置７５には、従来の位置制御装置４０と同じ構成要素である位置指令ブロック４１，位置調節器４２，積算器４９，速度調節器２９，トルク調節器３０，位置補正手段５０の他に、位置補正手段５０の出力である位置補正量が予め定めた範囲内であるか否かを監視し、この範囲を超えたときにはアラーム信号を出力する比較器７６を備えている。   The position control device 75 includes a position command block 41, a position adjuster 42, an accumulator 49, a speed adjuster 29, a torque adjuster 30, and a position correction means 50, which are the same components as the conventional position control device 40. In addition, a comparator 76 is provided for monitoring whether or not the position correction amount output from the position correction means 50 is within a predetermined range, and outputting an alarm signal when the range is exceeded.

すなわち、この比較器７６により、対象機械１０または対象機械６０の移動する部分の位置を検出する位置センサ１９の検出値が何らかの要因で過大、若しくは過小になったとき、または、光学式の位置センサ１９での光線が何らかの要因で遮られたときには、前記位置補正量の絶対値が過大になることから、このときにはアラーム信号を外部に出力することにより、この位置制御装置７５の動作信頼性を改善している。   That is, when the detected value of the position sensor 19 that detects the position of the moving part of the target machine 10 or the target machine 60 is excessive or small for some reason by the comparator 76, or an optical position sensor. When the light beam at 19 is interrupted for some reason, the absolute value of the position correction amount becomes excessive. At this time, the operation reliability of the position control device 75 is improved by outputting an alarm signal to the outside. is doing.

なお、図１，図２の回路構成図に基づいたこの発明の動作説明において、フィルタ３６またはフィルタ５２の周波数特性値，比較器７１または比較器７６の動作値は、前記制御対象機械に対して、予め試運転などを行って決定した値を使用するものとする。   In the description of the operation of the present invention based on the circuit configuration diagrams of FIGS. 1 and 2, the frequency characteristic value of the filter 36 or the filter 52 and the operation value of the comparator 71 or the comparator 76 are the same as those for the machine to be controlled. Suppose that the value determined in advance by performing a trial run or the like is used.

図３は、この発明の第３の実施例を示す位置制御装置の回路構成図であり、この図において、図１０に示した従来の位置制御装置２０と同一機能を有するものには同一符号を付している。   FIG. 3 is a circuit diagram of a position control apparatus according to a third embodiment of the present invention. In this figure, components having the same functions as those of the conventional position control apparatus 20 shown in FIG. It is attached.

この位置制御装置８０には、従来の位置制御装置２０と同じ構成要素である位置調節器２２，速度調節器２９，トルク調節器３０の他に、従来の位置指令ブロック２１の機能に前記第１の速度指令値の状態を出力する機能が付加された位置指令ブロック２１ａと、従来の位置補正手段３１の機能を動作させるか否かを外部からの指令に基づき制御できる機能が付加された位置補正手段３１ａと、位置指令ブロック２１ａが出力する第１の速度指令値の状態、すなわちパルス列形式の第１の速度指令値のパルス数に基づく移動量に基づいて、位置補正手段３１ａを動作させるか否かを指令する補正動作指令器８１〜８３のうちの何れかを備えている。   The position control device 80 includes the same components as the conventional position control device 20, the position adjuster 22, the speed adjuster 29, and the torque adjuster 30, in addition to the function of the conventional position command block 21. Position command block 21a to which the function of outputting the speed command value is added, and position correction to which the function of controlling whether or not to operate the function of the conventional position correction means 31 based on a command from the outside is added. Whether or not to operate the position correction means 31a based on the movement amount based on the state of the first speed command value output from the means 31a and the position command block 21a, that is, the number of pulses of the first speed command value in the pulse train format. Any one of the correction operation command devices 81 to 83 for commanding the above is provided.

図４は、この発明の第４の実施例を示す位置制御装置の回路構成図であり、この図において、図１１に示した従来の位置制御装置４０と同一機能を有するものには同一符号を付している。   FIG. 4 is a circuit diagram of a position control apparatus showing a fourth embodiment of the present invention. In this figure, components having the same functions as those of the conventional position control apparatus 40 shown in FIG. It is attached.

この位置制御装置８５には、従来の位置制御装置４０と同じ構成要素である位置調節器４２，速度調節器２９，トルク調節器３０の他に、従来の位置指令ブロック４１の機能に前記位置指令値の状態を出力する機能が付加された位置指令ブロック４１ａと、従来の位置補正手段５０の機能を動作させるか否かを外部からの指令に基づき制御できる機能が付加された位置補正手段５０ａと、位置指令ブロック４１ａが出力する位置指令値の状態、すなわちデータ形式の位置指令値のデータの値に基づく移動量に基づいて、位置補正手段５０ａを動作させるか否かを指令する補正動作指令器８６〜８８のうちの何れかを備えている。   The position controller 85 includes the position adjuster 42, the speed adjuster 29, and the torque adjuster 30, which are the same components as the conventional position controller 40, in addition to the function of the conventional position command block 41. A position command block 41a to which a function for outputting a value state is added, and a position correction unit 50a to which a function for controlling whether or not to operate the function of the conventional position correction unit 50 based on a command from the outside is added. A correction operation command device for instructing whether or not to operate the position correction means 50a based on the position command value output from the position command block 41a, that is, based on the movement amount based on the data value of the position command value in the data format. Any one of 86-88 is provided.

図５は、図３に示した位置制御装置８０における補正動作指令器８１を備えた構成、または図４に示した位置制御装置８５における補正動作指令器８６を備えた構成の動作を説明する波形図である。   FIG. 5 is a waveform for explaining the operation of the configuration provided with the correction operation command device 81 in the position control device 80 shown in FIG. 3 or the configuration provided with the correction operation command device 86 in the position control device 85 shown in FIG. FIG.

すなわち、図５に示すように、位置決め開始前の制御対象機械が停止している状態（時刻Ｔ0以前）では、補正動作指令器８１または補正動作指令器８６の信号に基づいて位置補正手段３１ａまたは位置補正手段５０ａの動作を停止させる。そして、位置指令ブロック２１ａから第１の速度指令値または位置指令ブロック４１ａから位置指令値が新たに発せられた時刻Ｔ0 に位置決め制御動作を開始すると、補正動作指令器８１または補正動作指令器８６がこれを検知して、この時刻Ｔ0 より前は、その動作を停止中の位置補正手段３１ａまたは位置補正手段５０ａに対して、動作の開始を指令する。その後、時刻Ｔ1 に前記第１の速度指令値または位置指令値が終了すると、補正動作指令器８１または補正動作指令器８６がこれを検知して、位置補正手段３１ａまたは位置補正手段５０ａの動作を停止させるようにしている。このように、位置決め開始前や位置決め完了後の制御対象機械が停止しているとき等の位置検出値による位置制御を必要としない期間では、位置補正手段３１ａまたは位置補正手段５０ａの動作を停止させることにより、上記期間に光学式の位置センサ１９での光学系が遮られたときの位置補正量の急変に伴う悪影響を受けないようにする。 That is, as shown in FIG. 5, in a state where the controlled machine before the start of positioning is stopped (before time T 0 ), the position correction means 31a is based on the signal of the correction operation command unit 81 or the correction operation command unit 86. Alternatively, the operation of the position correction unit 50a is stopped. When the positioning control operation is started at time T 0 when the first speed command value from the position command block 21a or the position command value from the position command block 41a is newly issued, the correction operation command device 81 or the correction operation command device 86 is started. This is detected, and before this time T 0 , the start of the operation is instructed to the position correction unit 31a or the position correction unit 50a that has stopped the operation. Thereafter, when the first speed command value or position command value at time T 1 is completed, the correction operation command unit 81 or the corrected operation command unit 86 detects this, operation of the position correction means 31a or the position correcting means 50a To stop. As described above, the operation of the position correction unit 31a or the position correction unit 50a is stopped in a period in which position control based on the position detection value is not required, such as when the controlled machine is stopped before or after the positioning is completed. Thus, it is possible to prevent an adverse effect caused by a sudden change in the position correction amount when the optical system of the optical position sensor 19 is interrupted during the period.

その結果、この位置制御装置８０または位置制御装置８５では、位置センサ１９を利用する期間を限定することとなり、モータ１７と対象機械１０，６０との間のバックラッシ、スリップなどに起因した位置誤差を補正しつつ、適切な位置制御が行うことができる。   As a result, in the position control device 80 or the position control device 85, the period during which the position sensor 19 is used is limited, and position errors caused by backlash, slip, etc. between the motor 17 and the target machines 10 and 60 are reduced. Appropriate position control can be performed while correcting.

図６は、図３に示した位置制御装置８０における補正動作指令器８２を備えた構成、または図４に示した位置制御装置８５における補正動作指令器８７を備えた構成の動作を説明する波形図である。   6 is a waveform illustrating the operation of the configuration including the correction operation command unit 82 in the position control device 80 shown in FIG. 3 or the configuration including the correction operation command unit 87 in the position control device 85 shown in FIG. FIG.

すなわち、図６に示すように、位置決め開始前の制御対象機械が停止している状態（時刻Ｔ0以前）では、補正動作指令器８２または補正動作指令器８７の信号に基づいて位置補正手段３１ａまたは位置補正手段５０ａの動作を停止させる。そして、位置指令ブロック２１ａから第１の速度指令値または位置指令ブロック４１ａから位置指令値が新たに発せられた時刻Ｔ0 に位置決め制御動作を開始するが、この時点では補正手段３１ａまたは位置補正手段５０ａの動作を停止させている。その後、前記位置指令値が予め設定された切替設定値に達した時刻Ｔ1に、補正動作指令器８２または補正動作指令器８７がこれを検知して、この時刻Ｔ1 より前はその動作を停止中の位置補正手段３１ａまたは位置補正手段５０ａに対して、動作の開始を指令する。その後、時刻Ｔ2 に前記第１の速度指令値または位置指令値が終了すると、補正動作指令器８２または補正動作指令器８７がこれを検知して、位置補正手段３１ａまたは位置補正手段５０ａの動作を停止させるようにしている。このように、位置決め開始前や位置決め完了後の制御対象機械が停止しているときや、位置決め動作の開始直後から位置指令値が予め設定された切替設定値に達するまで等のように、位置検出値による位置制御を必要としない期間では、位置補正手段３１ａまたは位置補正手段５０ａの動作を停止させることにより、上記期間に光学式の位置センサ１９での光学系が遮られたときの位置補正量の急変に伴う悪影響を受けないようにする。 That is, as shown in FIG. 6, in a state where the controlled machine before the start of positioning is stopped (before time T 0 ), the position correction means 31a is based on the signal of the correction operation command device 82 or the correction operation command device 87. Alternatively, the operation of the position correction unit 50a is stopped. Then, the positioning control operation starts at time T 0 when the first speed command value from the position command block 21a or the position command value from the position command block 41a is newly issued. At this time, the correction means 31a or the position correction means The operation of 50a is stopped. Thereafter, at time T 1 when the position command value reaches a preset switching setting value, the correction operation command device 82 or the correction operation command device 87 detects this, and the operation is performed before this time T 1. The stop position correction means 31a or the position correction means 50a is instructed to start the operation. Then, the when the first speed command value or position command value is terminated at time T 2, the correction operation command unit 82 or the corrected operation command unit 87 detects this, operation of the position correction means 31a or the position correcting means 50a To stop. In this way, position detection is performed when the controlled machine is stopped before or after positioning is complete, or until the position command value reaches a preset switching setting value immediately after the start of positioning operation. In a period in which position control by value is not required, the position correction amount when the optical system in the optical position sensor 19 is interrupted during the above period by stopping the operation of the position correction unit 31a or the position correction unit 50a. Avoid the negative effects of sudden changes.

その結果、この位置制御装置８０または位置制御装置８５では、位置センサ１９を利用する期間を限定することにより、モータ１７と対象機械１０，６０との間のバックラッシ、スリップなどに起因した位置誤差を補正しつつ適切な位置制御が行うことができる。   As a result, in the position control device 80 or the position control device 85, by limiting the period during which the position sensor 19 is used, position errors due to backlash, slip, etc. between the motor 17 and the target machines 10 and 60 are reduced. Appropriate position control can be performed while correcting.

図７は、図３に示した位置制御装置８０における補正動作指令器８３を備えた構成、または図４に示した位置制御装置８５における補正動作指令器８８を備えた構成の動作を説明する波形図である。   7 is a waveform for explaining the operation of the configuration provided with the correction operation command unit 83 in the position control device 80 shown in FIG. 3 or the configuration provided with the correction operation command device 88 in the position control device 85 shown in FIG. FIG.

すなわち、図７に示すように、位置決め開始前の制御対象機械が停止している状態（時刻Ｔ0以前）では、補正動作指令器８３または補正動作指令器８８の信号に基づいて位置補正手段３１ａまたは位置補正手段５０ａの動作を停止させる。そして、位置指令ブロック２１ａから第１の速度指令値または位置指令ブロック４１ａから位置指令値が新たに発せられた時刻Ｔ0 に位置決め制御動作を開始するが、この時点では補正手段３１ａまたは位置補正手段５０ａの動作を停止させている。その後、概略の位置決めが完了して前記第１の速度指令値または位置指令値が終了直前に達した時刻Ｔ1に、補正動作指令器８３または補正動作指令器８８がこれを検知して、この時刻Ｔ1 以前はその動作を停止中の位置補正手段３１ａまたは位置補正手段５０ａに対して、動作の開始を指令する。その後、前記位置指令値に基づく位置決めの微調整を行い精密な位置決めが完了して位置決め完了信号が出力される時刻Ｔ2に、補正動作指令器８３または補正動作指令器８８がこれを検知して、位置補正手段３１ａまたは位置補正手段５０ａの動作を停止させるようにしている。このように、位置決め開始前や位置決め完了信号が出力された後の制御対象機械が停止しているときや、位置決め完了直前の精密な位置決め動作を行う前の概略の位置決めを行っているとき等のように、位置検出値による位置制御を必要としない期間では、位置補正手段３１ａまたは位置補正手段５０ａの動作を停止させることにより、上記期間に光学式の位置センサ１９での光学系が遮られたときの位置補正量の急変に伴う悪影響を受けないようにする。 That is, as shown in FIG. 7, in a state where the controlled machine before the start of positioning is stopped (before time T 0 ), the position correction means 31a is based on the signal of the correction operation command unit 83 or the correction operation command unit 88. Alternatively, the operation of the position correction unit 50a is stopped. Then, the positioning control operation starts at time T 0 when the first speed command value from the position command block 21a or the position command value from the position command block 41a is newly issued. At this time, the correction means 31a or the position correction means The operation of 50a is stopped. Thereafter, at the time T 1 when the rough positioning is completed and the first speed command value or the position command value reaches just before the end, the correction operation command device 83 or the correction operation command device 88 detects this, and this time T 1 previously with respect to the position correcting means 31a or the position correcting means 50a in stops its operation, an instruction to start the operation. Thereafter, fine adjustment of positioning based on the position command value is performed, and at time T 2 when precise positioning is completed and a positioning completion signal is output, the correction operation command unit 83 or the correction operation command unit 88 detects this. The operation of the position correction unit 31a or the position correction unit 50a is stopped. In this way, when the controlled machine is stopped before starting positioning or after the positioning completion signal is output, or when rough positioning is performed before performing precise positioning operation immediately before positioning completion, etc. As described above, in the period in which position control based on the position detection value is not required, the operation of the position correction unit 31a or the position correction unit 50a is stopped, so that the optical system in the optical position sensor 19 is blocked during the period. To avoid adverse effects due to sudden changes in the position correction amount.

その結果、この位置制御装置８０または位置制御装置８５では、位置センサ１９を利用する期間を限定することにより、モータ１７と対象機械１０，６０との間のバックラッシ、スリップなどに起因した位置誤差を補正しつつ適切な位置制御が行うことができる。   As a result, in the position control device 80 or the position control device 85, by limiting the period during which the position sensor 19 is used, position errors due to backlash, slip, etc. between the motor 17 and the target machines 10 and 60 are reduced. Appropriate position control can be performed while correcting.

なお、図５〜図７の波形図に基づいたこの発明の動作説明において、フィルタ３６またはフィルタ５２の周波数特性値，補正動作指令器８１〜８３，８６〜８８におけるそれぞれの動作値は、前記制御対象機械に対して、予め試運転などを行って決定した値を使用するものとする。   In the description of the operation of the present invention based on the waveform diagrams of FIGS. 5 to 7, the frequency characteristic value of the filter 36 or the filter 52 and the operation values of the correction operation commanders 81 to 83 and 86 to 88 are the same as those in the control. A value determined by performing a trial run or the like in advance for the target machine is used.

１０…対象機械、１１…重量物、１２…アーム、１３…スライド移動部、１４…スライドレール部、１５…送りねじ、１６…カップリング、１７…モータ、１８…モータエンコーダ、１９…位置センサ、２０…位置制御装置、２１，２１ａ…位置指令ブロック、２２…位置調節器、２９…速度調節器、３０…トルク調節器、３１，３１ａ…位置補正手段、４０…位置制御装置、４１，４１ａ…位置指令ブロック、４２…位置調節器、４９…積算器、５０，５０ａ…位置補正手段、６０…対象機械、６１…台車、６２…車輪、６３…レール、６４…カップリング、７０…位置制御装置、７１…比較器、７５…位置制御装置、７６…比較器、８０…位置制御装置、８１〜８３…補正動作指令器、８５…位置制御装置、８６〜８８…補正動作指令器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Target machine, 11 ... Heavy article, 12 ... Arm, 13 ... Slide moving part, 14 ... Slide rail part, 15 ... Feed screw, 16 ... Coupling, 17 ... Motor, 18 ... Motor encoder, 19 ... Position sensor, DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Position controller, 21, 21a ... Position command block, 22 ... Position adjuster, 29 ... Speed adjuster, 30 ... Torque adjuster, 31, 31a ... Position correction means, 40 ... Position controller, 41, 41a ... Position command block, 42 ... Position adjuster, 49 ... Accumulator, 50, 50a ... Position correcting means, 60 ... Target machine, 61 ... Dolly, 62 ... Wheel, 63 ... Rail, 64 ... Coupling, 70 ... Position control device 71 ... Comparator 75 ... Position control device 76 ... Comparator 80 ... Position control device 81-83 ... Correction operation command device 85 ... Position control device 86-88 ... Correction operation command device

Claims (6)

制御対象機械を目標位置に移動させて停止させるために指令される第１の速度指令値または位置指令値に基づいて位置決め制御を行う位置制御装置において、
前記制御対象機械の移動する部分の位置を検出する位置センサと、この検出した値に基づく位置補正量を導出する位置補正手段と、この位置補正手段の出力値を監視する比較器とを備えたことを特徴とする位置制御装置。 In a position control device that performs positioning control based on a first speed command value or a position command value that is commanded to move a controlled object machine to a target position and stop it,
A position sensor for detecting a position of a moving part of the machine to be controlled, a position correction unit for deriving a position correction amount based on the detected value, and a comparator for monitoring an output value of the position correction unit. A position control device characterized by that. 請求項１に記載の位置制御装置において、
前記比較器は、前記位置補正量が予め定めた範囲内であるか否かを監視し、この範囲を超えたときにはアラーム信号を出力するようにしたことを特徴とする位置制御装置。 The position control device according to claim 1,
The position monitor is characterized in that the comparator monitors whether or not the position correction amount is within a predetermined range, and outputs an alarm signal when exceeding the predetermined range. 制御対象機械を目標位置に移動させて停止させるために指令される第１の速度指令値または位置指令値に基づいて位置決め制御を行う位置制御装置において、
前記制御対象機械の移動する部分の位置を検出する位置センサと、この検出した値に基づく位置補正量を導出する位置補正手段と、この位置補正手段を動作させるか否かを指令する補正動作指令器とを備えたことを特徴とする位置制御装置。 In a position control device that performs positioning control based on a first speed command value or a position command value that is commanded to move a controlled object machine to a target position and stop it,
A position sensor for detecting the position of the moving part of the machine to be controlled, a position correction means for deriving a position correction amount based on the detected value, and a correction operation command for instructing whether or not to operate the position correction means And a position control device. 請求項３に記載の位置制御装置において、
前記補正動作指令器は、前記第１の速度指令値または位置指令値が新たに発せられたときから、この第１の速度指令値または位置指令値が終了するまでの期間、前記位置補正手段を動作させるようにしたことを特徴とする位置制御装置。 The position control device according to claim 3, wherein
The correction operation command device is configured to change the position correction means during a period from when the first speed command value or position command value is newly issued until the first speed command value or position command value ends. A position control device characterized by being operated. 請求項３に記載の位置制御装置において、
前記補正動作指令器は、前記第１の速度指令値または位置指令値が新たに発せられ、所定の切替設定値を通過した後からこの第１の速度指令値または位置指令値が終了するまでの期間、前記位置補正手段を動作させるようにしたことを特徴とする位置制御装置。 The position control device according to claim 3, wherein
The correction operation command device is a process in which the first speed command value or the position command value is newly issued and passes through a predetermined switching setting value until the first speed command value or the position command value ends. A position control apparatus characterized in that the position correction means is operated during a period. 請求項３に記載の位置制御装置において、
前記補正動作指令器は、前記第１の速度指令値または位置指令値が新たに発せられ、この第１の速度指令値または位置指令値が終了する直前から該第１の速度指令値または位置指令値に基づく位置決めが完了するまでの期間、前記位置補正手段を動作させるようにしたことを特徴とする位置制御装置。 The position control device according to claim 3, wherein
In the correction operation command device, the first speed command value or position command value is newly issued, and the first speed command value or position command value immediately before the end of the first speed command value or position command value. A position control apparatus characterized in that the position correction means is operated during a period until positioning based on a value is completed.
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