JP2015107044A - Mobile drive controller - Google Patents
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Description
例えば、ドリルを用いてプリント基板に穴明けを行う基板穴明け装置においては、プリント基板を載置し移動させるテーブルが用いられる。本発明は、例えば、このようなテーブルの如き移動体を駆動するための制御装置に関するものである。 For example, in a substrate drilling apparatus that drills a printed board using a drill, a table on which the printed board is placed and moved is used. The present invention relates to a control device for driving a moving body such as a table, for example.
図2は、プリント基板穴明け装置に用いられる従来のテーブル駆動制御装置のブロック図である。図2において、位置指令発生回路10から与えられる位置指令11とフィードバック信号である位置応答19との差分である位置偏差12がフィードバック補償器13へ入力される。フィードバック補償器13の出力である電流指令14が制御アンプ15とモータ16で構成される駆動手段のうちの入力部である制御アンプ15に入力され、その出力でモータ16が回転し、テーブル17が動く。テーブル17が動くのに伴い、それの位置情報が位置検出器18で検出され、位置応答19として前記のフィードバック信号となる。 FIG. 2 is a block diagram of a conventional table drive control device used in a printed circuit board drilling device. In FIG. 2, a position deviation 12 that is a difference between the position command 11 given from the position command generation circuit 10 and a position response 19 that is a feedback signal is input to the feedback compensator 13. A current command 14 that is an output of the feedback compensator 13 is input to a control amplifier 15 that is an input unit of drive means including a control amplifier 15 and a motor 16, and the motor 16 is rotated by the output, and the table 17 is Move. As the table 17 moves, the position information of the table 17 is detected by the position detector 18 and becomes the feedback signal as the position response 19.
図6は、図2において、位置指令11と位置応答19の変化を示す図である。点線の如き位置指令11を入力した場合、実際の位置応答19は機械的な要因等により、実線のように位置指令11に対して遅れた波形となる。
一方、テーブルが移動中のT1時点で何らかの障害物に衝突した場合、位置応答19は破線のように、位置応答は通常動作時から大きく変動し、一定時間後に位置応答は停止するようになる。
FIG. 6 is a diagram showing changes in the position command 11 and the position response 19 in FIG. When a position command 11 such as a dotted line is input, the actual position response 19 has a waveform delayed from the position command 11 as indicated by a solid line due to mechanical factors.
On the other hand, when the table collides with any obstacle at the time T1 when the table is moving, the position response 19 largely fluctuates from the normal operation as indicated by a broken line, and the position response stops after a certain time.
図7は、図2において、位置指令11と位置応答19との差分である位置偏差12の変化を示す図である。位置偏差12は、位置指令11に対して位置応答19が遅れる都合上、移動中は一定以上の偏差量が常に出ている状態である。このとき、移動中の時刻T1で衝突が発生した場合は、位置応答19が変化するため、位置偏差12は移動中よりも大きな位置偏差が発生する。 FIG. 7 is a diagram showing a change in the position deviation 12 which is the difference between the position command 11 and the position response 19 in FIG. The position deviation 12 is a state in which a certain amount of deviation always appears during movement because of the delay of the position response 19 with respect to the position command 11. At this time, if a collision occurs at the time T1 during movement, the position response 19 changes, so that the position deviation 12 is larger than that during movement.
従来は、衝突等により大きな位置偏差が発生し、その偏差量が所定の閾値A1以上になった時刻T2でテーブル駆動動作を停止させていた。しかし、前述のように、衝突時以外の動作時においても、位置指令11と位置応答19の間で遅れがある影響で、一定以上の位置偏差が常にあり、またその偏差量も変動する。そのため、移動中の偏差量を誤検知しないようにするために、この閾値A1は、ある程度余裕を持った大きさの値に設定する必要がある。このため、衝突時でも異常の検出が遅れ、即座にテーブルを停止させることが困難で、テーブル駆動系を損壊する等の問題点があった。 Conventionally, the table driving operation is stopped at time T2 when a large positional deviation occurs due to a collision or the like and the deviation amount becomes equal to or greater than a predetermined threshold value A1. However, as described above, even during an operation other than the time of a collision, there is always a positional deviation of a certain level or more due to the delay between the position command 11 and the position response 19, and the deviation amount also varies. Therefore, in order not to erroneously detect the deviation amount during movement, it is necessary to set the threshold value A1 to a value having a certain margin. For this reason, the detection of abnormality is delayed even at the time of a collision, it is difficult to stop the table immediately, and there is a problem that the table drive system is damaged.
従来、特許文献1に開示されるように、制御アンプへの入力であるトルク指令と仮想トルク指令(衝突等が無い場合での理想的なトルク指令)との差分値をリアルタイムで監視し、衝突して差分値に変化が生じた際は、ブレーキ制御を実施するようにしたものがある。
しかし、この方法では、入力指令であるトルク指令の変化を監視しているため、衝突が発生した際は外乱の影響を含む応答をフィードバック信号として各種フィードバック補償器に通した後の信号を監視することになる。そのため、各種フィードバック補償器での演算が必要な分、衝突等の検知が遅れる問題があった。
Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, a differential value between a torque command that is an input to a control amplifier and a virtual torque command (an ideal torque command when there is no collision or the like) is monitored in real time, When there is a change in the difference value, some brake control is performed.
However, in this method, since the change of the torque command that is the input command is monitored, when a collision occurs, the signal after passing through various feedback compensators as a feedback signal including a response including the influence of disturbance is monitored. It will be. For this reason, there has been a problem that detection of a collision or the like is delayed by the amount required for calculation by various feedback compensators.
そこで、本発明は、移動体を駆動するための移動体駆動制御装置において、移動体が何かに衝突等して停止するような異常が発生したら、それを早く検出できるようにすることを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to quickly detect an abnormality that occurs when a moving body collides with something and stops in a moving body drive control device for driving the moving body. It is what.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の移動体駆動制御装置においては、移動体を駆動する指令に基づいて移動体を駆動する手段と、当該駆動手段による当該移動体の移動結果に基づく位置情報を検出する位置検出手段と、当該位置検出手段からの位置情報をフィードバックする手段とを有する移動体駆動制御装置において、前記駆動手段に入力される信号が供給されるものであって前記駆動手段と位置検出手段を含む系を模擬する手段と、当該模擬手段から得られる位置情報と前記位置検出手段からの位置情報との差分が所定値以上になったことを検出する監視手段とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, in the moving body drive control device according to claim 1, based on a command for driving the moving body, a means for driving the moving body, and a result of movement of the moving body by the driving means. In the moving body drive control device having position detection means for detecting position information and means for feeding back position information from the position detection means, a signal input to the drive means is supplied and the drive And means for simulating a system including the position detection means, and monitoring means for detecting that the difference between the position information obtained from the simulation means and the position information from the position detection means is equal to or greater than a predetermined value. It is characterized by that.
また請求項2に記載の移動体駆動制御装置においては、請求項1に記載の移動体駆動制御装置において、前記監視手段は、前記検出により、前記駆動手段の動作を停止させることを特徴とする。 Further, in the mobile drive control apparatus according to claim 2, in the mobile drive control apparatus according to claim 1, the monitoring means stops the operation of the drive means by the detection. .
また請求項3に記載の移動体駆動制御装置においては、請求項1あるいは2に記載の移動体駆動制御装置において、前記移動体はプリント基板を載置するテーブルであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the movable body drive control apparatus according to the first or second aspect, the movable body is a table on which a printed circuit board is placed.
本発明によれば、移動体を駆動するための移動体駆動装置において、移動体が何かに衝突等して停止するような異常が発生したら、それを早く検出できるようになり、駆動系を保護することが可能になる。 According to the present invention, in a moving body drive device for driving a moving body, if an abnormality occurs such that the moving body stops due to collision or the like, it can be detected quickly, and the drive system is It becomes possible to protect.
以下、本発明の一実施例について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
図1は、本発明に基づくテーブル駆動制御装置のブロック図である。図1において、図2と同じ符号のものは、同一のものである。
図1において、フィードバック補償器13から得られる電流指令14は、駆動手段の入力部となる制御アンプ15に入力されるだけでなく、制御モデル20へ入力する。制御モデル20は、後述するように、駆動手段を構成する制御アンプ15やモータ16、さらにテーブル17及び位置検出器18までの特性(入出力関係)を数式で模擬したものであり、ある電流指令14を入力すると、位置応答19に相当する位置応答(以下、推定位置応答と呼ぶ)21を得ることができるものである。23は、位置応答19と推定位置応答21との差分である位置偏差22を常時監視する監視回路である。この監視回路23は、位置偏差22が所定の閾値A2以上になったことを検出し、衝突が起きたことを認識する。この検出後、監視回路23は位置指令発生回路10に検出信号24を送り、テーブル17を衝突位置より手前まで戻してテーブル駆動動作を停止させるための位置指令11を発生させる。
FIG. 1 is a block diagram of a table drive control device according to the present invention. In FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG. 2 are the same.
In FIG. 1, the current command 14 obtained from the feedback compensator 13 is input not only to the control amplifier 15 which is an input unit of the driving means but also to the control model 20. As will be described later, the control model 20 simulates the characteristics (input / output relations) up to the control amplifier 15 and the motor 16 constituting the driving means, and further to the table 17 and the position detector 18 by mathematical expressions. When 14 is input, a position response (hereinafter referred to as an estimated position response) 21 corresponding to the position response 19 can be obtained. Reference numeral 23 denotes a monitoring circuit that constantly monitors a position deviation 22 that is a difference between the position response 19 and the estimated position response 21. The monitoring circuit 23 detects that the position deviation 22 is equal to or greater than a predetermined threshold A2, and recognizes that a collision has occurred. After this detection, the monitoring circuit 23 sends a detection signal 24 to the position command generation circuit 10 to generate the position command 11 for returning the table 17 to the position before the collision position and stopping the table driving operation.
制御モデル20の実現方法は、以下の通りである。駆動手段を構成する制御アンプ15やモータ16、テーブル17及び位置検出器18までの特性(入出力関係)をあらかじめ測定し、その結果と一致するように、下記に示す近似式の変数を調整して実現するものである。この近似式はs領域での伝達関数である。 A method for realizing the control model 20 is as follows. Measure characteristics (input / output relations) up to the control amplifier 15, motor 16, table 17, and position detector 18 that constitute the drive means in advance, and adjust the variables in the approximate expression shown below to match the results. Is realized. This approximate expression is a transfer function in the s region.
図3は、図1において、位置指令11と位置応答19と推定位置応答21の変化を示す図である。推定位置応答21の波形は破線のように変化し、これは、図6の実線で示した、衝突等の外的要因が無い場合の位置応答19と等価になる。すなわち、衝突等の外的要因が発生した場合でも、実際の位置応答19には変動が生じるが、推定位置応答21は衝突等の影響を受けることはない。 FIG. 3 is a diagram illustrating changes in the position command 11, the position response 19, and the estimated position response 21 in FIG. The waveform of the estimated position response 21 changes as shown by a broken line, which is equivalent to the position response 19 shown by the solid line in FIG. 6 when there is no external factor such as a collision. That is, even when an external factor such as a collision occurs, the actual position response 19 varies, but the estimated position response 21 is not affected by the collision or the like.
図4は、図1において、位置指令11と位置応答19の変化を示す図である。また図5は、図1において、実際の位置応答19と推定位置応答21との差分となる位置偏差22の変化を示す図である。図5に示すように、衝突時刻T1以降は、推定位置応答21に対する位置偏差22は値0から変動するが、監視回路23は、位置偏差22が所定の閾値以上になったら、その検出時点T2'で衝突が起きたことを認識する。この検出後、監視回路23は位置指令発生回路10に検出信号24を送り、図4に示すように、テーブル17を衝突位置より手前まで戻してテーブル駆動動作を停止させるための位置指令11を発生させる。
閾値A2は、図7に示す従来における閾値A1よりも小さな値で設定可能であり、衝突等の異常の検知時刻がT2>T2’となり、異常状態を従来よりも早く検知することが可能となる。
FIG. 4 is a diagram showing changes in the position command 11 and the position response 19 in FIG. FIG. 5 is a diagram showing a change in the position deviation 22 which is a difference between the actual position response 19 and the estimated position response 21 in FIG. As shown in FIG. 5, after the collision time T1, the position deviation 22 with respect to the estimated position response 21 fluctuates from the value 0. However, when the position deviation 22 exceeds a predetermined threshold value, the monitoring circuit 23 detects the detection time T2. Recognize that a collision occurred. After this detection, the monitoring circuit 23 sends a detection signal 24 to the position command generation circuit 10 to generate a position command 11 for returning the table 17 to the near side from the collision position and stopping the table driving operation as shown in FIG. Let
The threshold value A2 can be set to a value smaller than the conventional threshold value A1 shown in FIG. 7, and the detection time of an abnormality such as a collision becomes T2> T2 ′, and an abnormal state can be detected earlier than in the past. .
以上の実施例においては、図1の主な要素を回路等のハードウェアで実現しているが、必ずしもそうする必要はない。テーブル17の駆動制御が必要な加工装置等では、プログラム制御の処理装置によって装置全体を制御するものがあり、例えば、制御アンプ15、モータ16及び位置検出器18以外の部分は、このような処理装置によって実現しても良い。 In the above embodiment, the main elements in FIG. 1 are realized by hardware such as a circuit, but it is not always necessary to do so. Some machining apparatuses and the like that require drive control of the table 17 control the entire apparatus by a program-controlled processing apparatus. For example, parts other than the control amplifier 15, the motor 16, and the position detector 18 are processed in this way. You may implement | achieve by an apparatus.
10:位置指令発生回路
11:位置指令
13:フィードバック補償器
14:電流指令
15:制御アンプ
16:モータ
17:テーブル
18:位置検出器
20:制御モデル
19、21:位置応答
22:位置偏差
23:監視回路
10: Position command generation circuit 11: Position command 13: Feedback compensator 14: Current command 15: Control amplifier 16: Motor 17: Table 18: Position detector 20: Control model 19, 21: Position response 22: Position deviation 23: Supervisory circuit
Claims (3)
3. The moving body drive control apparatus according to claim 1 or 2, wherein the moving body is a table on which a printed board is placed.
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