JP2563268B2 - Sewing machine controller - Google Patents

Sewing machine controller

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JP2563268B2
JP2563268B2 JP61159027A JP15902786A JP2563268B2 JP 2563268 B2 JP2563268 B2 JP 2563268B2 JP 61159027 A JP61159027 A JP 61159027A JP 15902786 A JP15902786 A JP 15902786A JP 2563268 B2 JP2563268 B2 JP 2563268B2
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茂雄 根木
信穂 柴田
隆 土肥
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、同期モータ式のACサーボモータでミシンを
駆動させるミシン制御装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sewing machine controller that drives a sewing machine with a synchronous motor type AC servomotor.

従来の技術 同期モータは、立ち上がり・立ち下がり特性、及びイ
ンチング特性が良いという事で、近年では工業用ミシン
にも使用され始めている。
2. Description of the Related Art Synchronous motors have begun to be used in industrial sewing machines in recent years because of their good start-up / falling characteristics and inching characteristics.

以下、図面を参照しながら、上述したような従来のミ
シンの制御装置について説明する。
Hereinafter, a conventional sewing machine control device as described above will be described with reference to the drawings.

第4図は従来のミシン制御装置の構成を示すものであ
る。第4図において、1は針位置検出器で、ミシン2の
針位置を検出し針上位置信号Pu、及び針下位置信号Pdを
出力する。3は速度設定回路で、起動信号、停止信号、
及び前記針位置信号に基づいてペダル踏込み量をディジ
タル量に変換した速度指令値を検出する。6は回転子位
置検出器1と共に同期モータ4に内蔵されたエンコーダ
で、90゜位相の2相パルスA,Bを出力する。7は速度測
定器で、同期モータ4の低速度回転時はエンコーダ6の
出力パルスの同期を測定して速度を算出し、高速度回転
時は周波数を測定して速度を算出する。8は偏差アンプ
で、速度設定回路3の出力と速度測定器7の出力を比較
し、その偏差を増幅する。9はPWM回路で、偏差アンプ
8の出力より同期モータ4に印加する電圧を決定する。
10は回転方向弁別回路で、エンコーダ6の出力パルスA,
Bの位相ずれ順序より回転方向を判定し回転方向信号を
出力する。11はドライブ回路で、回転子位置検出回路5
の出力と前記回転方向信号に基づいて通電すべき固定子
巻線を決定する。
FIG. 4 shows the structure of a conventional sewing machine controller. In FIG. 4, 1 is a needle position detector, which detects the needle position of the sewing machine 2 and outputs a needle upper position signal Pu and a needle lower position signal Pd. 3 is a speed setting circuit, which is a start signal, a stop signal,
And a speed command value obtained by converting the pedal depression amount into a digital amount based on the needle position signal. Reference numeral 6 denotes an encoder built in the synchronous motor 4 together with the rotor position detector 1, which outputs two-phase pulses A and B of 90 ° phase. Reference numeral 7 denotes a speed measuring device, which measures the synchronization of the output pulse of the encoder 6 when the synchronous motor 4 rotates at low speed to calculate the speed, and measures the frequency to calculate the speed when rotating at high speed. A deviation amplifier 8 compares the output of the speed setting circuit 3 with the output of the speed measuring device 7 and amplifies the deviation. A PWM circuit 9 determines the voltage to be applied to the synchronous motor 4 from the output of the deviation amplifier 8.
Reference numeral 10 is a rotation direction discrimination circuit, which is an output pulse A of the encoder 6,
The direction of rotation is determined from the phase shift order of B and the rotation direction signal is output. 11 is a drive circuit, which is a rotor position detection circuit 5
The stator winding to be energized is determined on the basis of the output of the above and the rotation direction signal.

以上のように構成されたミシン制御装置について、以
下、その動作について説明する。
The operation of the sewing machine control device configured as described above will be described below.

起動信号を入力すると速度設定回路3はペダル踏込み
量に比例した速度指令値を出力する。偏差アンプ8は速
度測定器7から出力される実際のモータ速度と、前記速
度指令値とを比較し、その偏差を増幅して出力する。PW
M回路9は、偏差アンプ8から出力される偏差量が最少
となるように同期モータ4に印加する電圧を決定する。
上述の動作によりミシン2はペダル踏込み量に従った速
度で定速運転となる。
When the start signal is input, the speed setting circuit 3 outputs a speed command value proportional to the pedal depression amount. The deviation amplifier 8 compares the actual motor speed output from the speed measuring device 7 with the speed command value, amplifies the deviation and outputs it. PW
The M circuit 9 determines the voltage applied to the synchronous motor 4 so that the deviation amount output from the deviation amplifier 8 is minimized.
By the above-mentioned operation, the sewing machine 2 operates at a constant speed at a speed according to the pedal depression amount.

次に、停止信号を入力すると、速度設定回路3は、針
位置検出器1より出力される針位置信号を検出して速度
指令値を零とし、所定の針位置にてミシン2を停止させ
る。
Next, when a stop signal is input, the speed setting circuit 3 detects the needle position signal output from the needle position detector 1 to set the speed command value to zero, and stops the sewing machine 2 at a predetermined needle position.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら前記のような構成では、ミシン駆動中に
エンコーダが故障し2相出力共に欠相した場合、モータ
が回転しているにもかかわらず速度測定器7の出力は零
となるため、モータ4に常に最大電圧が印加され、ミシ
ン2が高速度運転してしまう。また、方向判定ができな
いため、ミシン2が逆方向に運転する恐れがあった。し
かも、エンコーダ6はモータ本体に取り付けられ、他の
回路とはコネクタを介してリード線で接続されているた
め、リード線の断線、短絡、或はコネクタの接触不良等
で欠相を起こす可能性は大きかった。
Problems to be Solved by the Invention However, in the above-mentioned configuration, when the encoder fails during driving the sewing machine and both of the two-phase outputs are out of phase, the output of the speed measuring instrument 7 is Since it becomes zero, the maximum voltage is always applied to the motor 4, and the sewing machine 2 operates at high speed. Moreover, since the direction cannot be determined, the sewing machine 2 may run in the opposite direction. Moreover, since the encoder 6 is attached to the motor body and is connected to other circuits by the lead wire through the connector, there is a possibility that a phase break may occur due to a disconnection of the lead wire, a short circuit, or a contact failure of the connector. Was great.

本発明は前記の点に鑑み、エンコーダの故障や配線の
断線等によりミシンが誤動作して暴走したり、逆回転し
て破壊するのを防止し、安全なミシン制御が可能なミシ
ン制御装置を提供するものである。
In view of the above points, the present invention provides a sewing machine control device capable of preventing the sewing machine from malfunctioning due to malfunction of an encoder, disconnection of wiring, or the like, or causing it to rotate in the reverse direction and be destroyed, and to perform safe sewing machine control. To do.

問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のミシン制御装置
は、エンコーダの2相パルスの検出を、針位置検出器か
ら出力される針位置信号間で行い、前記2相のパルスが
欠相して検出できない場合は出力レベルが反転する欠相
検出回路と、前記欠相検出回路の出力レベルにより同期
モータへの通電を禁止する手段を備えたものである。
Means for Solving the Problems In order to achieve this object, a sewing machine control device of the present invention detects a two-phase pulse of an encoder between needle position signals output from a needle position detector, and detects the two-phase pulses. When the pulse is out of phase and cannot be detected, the output level is inverted, and a means for prohibiting energization to the synchronous motor is provided by the output level of the open phase detection circuit.

作用 この構成により、エンコーダ出力の欠相を検出した場
合、モータへの通電を禁止して無通電状態にし、ミシン
の暴走、及び逆転運転を防止することとなる。
Operation With this configuration, when the phase loss of the encoder output is detected, the motor energization is prohibited and the motor is de-energized to prevent runaway and reverse rotation of the sewing machine.

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。第1図は本発明の実施例におけるミシン制御
装置の構成を示すものである。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the construction of a sewing machine controller in an embodiment of the present invention.

第1図において、第4図と同一番号は同一個所を示
す。1は針位置検出器、2はミシン、3は速度設計回
路、4は同期モータ、5は回転子位置検出器、6はエン
コーダ、7は速度測定器、8は偏差アンプ、9はPWM回
路、10は回転方向弁別回路、11はドライブ回路で、以上
は第4図の構成と同じである。12は欠相検出回路で、エ
ンコーダ6の出力である2相パルスの欠相を検出した場
合、出力信号S2が反転する。13はAND回路で、前記欠相
検出回路12の出力がLレベルの時、前記PWM回路9の出
力を無効にして同期モータ4への通電を禁止する。
In FIG. 1, the same numbers as in FIG. 4 indicate the same parts. 1 is a needle position detector, 2 is a sewing machine, 3 is a speed design circuit, 4 is a synchronous motor, 5 is a rotor position detector, 6 is an encoder, 7 is a speed measuring device, 8 is a deviation amplifier, 9 is a PWM circuit, Reference numeral 10 is a rotation direction discrimination circuit, 11 is a drive circuit, and the above is the same as the configuration of FIG. Reference numeral 12 denotes a phase loss detection circuit, which inverts the output signal S 2 when the phase loss of the two-phase pulse output from the encoder 6 is detected. An AND circuit 13 disables the output of the PWM circuit 9 and prohibits energization of the synchronous motor 4 when the output of the open-phase detection circuit 12 is at L level.

また、第2図は欠相検出回路12の具体的構成を示すも
のである。
Further, FIG. 2 shows a specific configuration of the open phase detection circuit 12.

第2図において、14はエンコーダ6の出力である2相
パルスの検出を行うA・B相検出部で、針位置検出器1
の出力である針下位置信号Pd間で、前記2相パルスA,B
を検出したら信号S0をLレベルにし、検出できなければ
Hレベルにする。15は針上位置信号検出部で、針上位置
信号Puを検出すると信号S1をHレベルにする。
In FIG. 2, reference numeral 14 is an A / B phase detection unit for detecting the two-phase pulse output from the encoder 6, and is the needle position detector 1
Of the two-phase pulse A, B between the needle position signal Pd which is the output of
When the signal S 0 is detected, the signal S 0 is set to L level, and when it is not detected, it is set to H level. Reference numeral 15 is a needle position signal detecting section, which raises the signal S 1 to H level when the needle position signal Pu is detected.

A・B相検出部14、針上位置信号検出部15は針下位置
信号Pdの立ち下がりエッジでそれぞれHレベル、Lレベ
ルにセットされる。16はNAND回路で、信号S2を出力す
る。
The A / B phase detector 14 and the needle up position signal detector 15 are set to the H level and the L level, respectively, at the falling edge of the needle down position signal Pd. A NAND circuit 16 outputs the signal S 2 .

以上のように構成されたミシン制御装置について、以
下、その動作を説明する。
The operation of the sewing machine control device configured as described above will be described below.

まず、第3図に欠相検出回路12における各信号のタイ
ムチャートを示す。(a)は、エンコーダ6の2相パル
スが正常な場合を示す。A・B相検出部14の出力である
信号S0は針下位置信号Pdの立ち下がりエッジでHレベル
となり、A,B相を検出したIの時点でLレベルとなる。
針上位置信号検出部15の出力である信号S1は、針下位置
信号Pdの立ち下がりエッジでLレベルとなり、針上位置
信号Puを検出したIIの時点でHレベルとなる。ゆえに、
NAND回路16の出力である信号S2はHレベルを保持するこ
とになる。AND回路13は、信号S2がHレベルの間はPWM回
路の出力を有効とするので、従来例と同様な動作でミシ
ン制御を行う。
First, FIG. 3 shows a time chart of each signal in the open phase detection circuit 12. (A) shows the case where the two-phase pulse of the encoder 6 is normal. The signal S 0 output from the A / B phase detection unit 14 becomes H level at the falling edge of the needle position signal Pd, and becomes L level at the time of I when the A and B phases are detected.
The signal S 1 which is the output of the needle up position signal detector 15 becomes L level at the falling edge of the needle down position signal Pd, and becomes H level at the time point II when the needle up position signal Pu is detected. therefore,
The signal S 2 which is the output of the NAND circuit 16 is maintained at the H level. The AND circuit 13 enables the output of the PWM circuit while the signal S 2 is at the H level, and therefore performs sewing machine control in the same operation as the conventional example.

(b)は、エンコーダ6のB相パルスが欠相した場合
を示す。前記信号S0は、針下位置信号Pdの立ち下がりエ
ッジでHレベルとなり、以後B相パルスが検出されない
ので、Hレベルを保持する。前記信号S1は、(a)の場
合と同様のタイミング(II′の時点)でHレベルとな
る。ゆえに、前記信号S2はII′の時点でHレベルからL
レベルに状態が変わる。AND回路13は、前記信号S2がL
レベルになったII′の時点で、出力がLレベルとなり、
PWM回路の出力は無効となる。そのため、同期モータ4
は無通電状態になり、自然停止する。
(B) shows the case where the B-phase pulse of the encoder 6 is missing. The signal S 0 becomes H level at the falling edge of the needle position signal Pd, and since the B-phase pulse is not detected thereafter, the signal S 0 is maintained at H level. The signal S 1 becomes H level at the same timing (time point II ′) as in the case of (a). Therefore, the signal S 2 changes from H level to L level at the time of II ′.
The state changes to the level. In the AND circuit 13, the signal S 2 is L
At the time of level II ', the output becomes L level,
The output of the PWM circuit is invalid. Therefore, the synchronous motor 4
Is de-energized and stops naturally.

(c)は、ミシン2が針下位置付近でチャタリングを
起こした場合を示す。A・B相検出部14は、針下位置信
号Pdの立ち下がりエッジIIIの時点からIVの時点までの
間、A,B相パルスが正常に出力されているにもかかわら
ず、A相パルスの立ち下がりエッジが検出できないた
め、信号S0をHレベルにする。一方、針上位置信号検出
部15は、前記IIIの時点からIVの時点までの間、針上位
置信号が検出できないので、信号S1をLレベルとする。
ゆえに、前記信号S2はHレベルを保持することになり、
(a)の場合と同様な動作でミシン制御を行う。
(C) shows the case where the sewing machine 2 causes chattering near the position below the needle. The A / B phase detection unit 14 detects the A-phase pulse even though the A- and B-phase pulses are normally output during the period from the falling edge III to the time IV of the needle position signal Pd. Since the falling edge cannot be detected, the signal S 0 is set to H level. On the other hand, since the needle up position signal detection unit 15 cannot detect the needle up position signal from the time point III to the time point IV, the signal S 1 is set to the L level.
Therefore, the signal S 2 holds H level,
Sewing machine control is performed by the same operation as in the case of (a).

発明の効果 以上のように本発明は、エンコーダの2相パルスの検
出を、針位置検出器から出力される針位置信号間で行い
欠相を検知した場合、出力が反転する欠相検出回路と、
前記欠相検出回路の出力によりPWM回路の出力を無効に
する手段により、エンコーダの出力に異常が発生した場
合にモータへの通電を禁止して、ミシンの暴走、及び逆
転運転を防止することができ、その実用的効果は大なる
ものである。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, when a phase loss is detected by detecting the two-phase pulse of the encoder between the needle position signals output from the needle position detector, a phase loss detection circuit that reverses the output is provided. ,
By means for invalidating the output of the PWM circuit by the output of the phase loss detection circuit, it is possible to prevent the motor from energizing and prevent the runaway and reverse rotation of the sewing machine when an abnormality occurs in the output of the encoder. It is possible and its practical effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の実施例におけるミシン制御装置のブロ
ック図、第2図は第1図における欠相検出回路のブロッ
ク図、第3図は欠相検出回路における各信号のタイムチ
ャート図、第4図は従来のミシン制御装置のブロック図
である。 1……針位置検出器、2……ミシン、3……速度設定回
路、4……同期モータ、5……回転子位置検出器、6…
…エンコーダ、9……PWM回路、10……回転方向弁別回
路、11……ドライブ回路、12……欠相検出回路、13……
AND回路。
FIG. 1 is a block diagram of a sewing machine controller in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a phase loss detection circuit in FIG. 1, and FIG. 3 is a time chart diagram of each signal in the phase loss detection circuit. FIG. 4 is a block diagram of a conventional sewing machine controller. 1 ... Needle position detector, 2 ... Sewing machine, 3 ... Speed setting circuit, 4 ... Synchronous motor, 5 ... Rotor position detector, 6 ...
… Encoder, 9 …… PWM circuit, 10 …… Rotation direction discrimination circuit, 11 …… Drive circuit, 12 …… Open phase detection circuit, 13 ……
AND circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土肥 隆 門真市大字門真1006番地 松下電器産業 株式会社内 (56)参考文献 特公 昭61−21116(JP,B2) 特公 昭62−23598(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takashi Doi 1006 Kadoma, Kadoma City Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References Japanese Patent Publication No. 61-21116 (JP, B2) Japanese Patent Publication No. , B2)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】針位置検出器を備えたミシンと、回転子位
置検出器とエンコーダを備え、前記ミシンを駆動するた
めの同期モータと、前記エンコーダの出力より速度を測
定して設定速度と比較し、その偏差量により前記同期モ
ータに印加する電圧を決定する速度フィードバック回路
と、前記エンコーダの出力である位相ずれを持った2相
パルスから位相ずれ順序を検出し回転方向信号を出力す
る回転方向弁別回路と、前記回転子位置検出器の出力と
前記回転方向信号より固定子巻線への通電方向を切り替
えるドライブ回路と、前記エンコーダの2相パルスの検
出を、前記針位置検出器から出力される針下位置信号,
針上位置信号の信号間で行い、前記2相パルスの欠相を
検出し、かつ他方の信号を検出した時のみ出力が反転す
る欠相検出回路と、前記欠相検出回路の出力が反転した
時前記同期モータへの通電を禁止する手段により構成し
たミシン制御装置。
1. A sewing machine having a needle position detector, a rotor position detector and an encoder, a synchronous motor for driving the sewing machine, and a speed measured from an output of the encoder to compare with a set speed. Then, the speed feedback circuit that determines the voltage applied to the synchronous motor based on the deviation amount, and the rotation direction that outputs the rotation direction signal by detecting the phase deviation sequence from the two-phase pulse having the phase deviation that is the output of the encoder. A discriminator circuit, a drive circuit for switching the direction of energization to the stator winding from the output of the rotor position detector and the rotation direction signal, and the detection of the two-phase pulse of the encoder are output from the needle position detector. Needle position signal,
The output of the open-phase detection circuit and the open-phase detection circuit in which the output is inverted only when the open-phase signal of the two-phase pulse is detected and the other signal is detected is performed between the signals of the needle up position signal. A sewing machine control device comprising means for prohibiting energization of the synchronous motor at the time.
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