JP3199132B2

JP3199132B2 - 絶対位置管理装置

Info

Publication number: JP3199132B2
Application number: JP15443092A
Authority: JP
Inventors: 光則葛島
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1992-05-20
Filing date: 1992-05-20
Publication date: 2001-08-13
Anticipated expiration: 2016-08-13
Also published as: JPH05322600A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アブソリュート位置検
出器を用いて位置制御を行う機能を有する制御装置を１
方向に回転する用途に適用する場合における絶対位置管
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に位置決め制御装置は図１のような
構成になっている。すなわち、図１において、１０は位
置制御部で、位置指令信号Ｓ１および現在位置Ｓ７を入
力とし速度指令信号Ｓ２を出力する。２０はサーボアン
プで、電流フィードバック信号Ｓ４、速度フィードバッ
ク信号Ｓ５および位置制御部１０からの速度指令信号Ｓ
２を入力とし、速度制御信号Ｓ３として電流信号を出力
する。３０はサーボモータで、速度制御部からの速度制
御信号Ｓ３に基づいて回転動作する。４０は速度検出器
で、サーボモータ３０の回転速度を検出する。５０はア
ブソリュート位置検出器で、サーボモータ３０の回転位
置を検出し、絶対位置データを位置フィードバック信号
Ｓ６として出力する。この位置フィードバック信号Ｓ６
が現在位置Ｓ７として位置制御部の入力信号となる。図
１の位置決め制御装置において、速度検出器４０は位置
検出器５０により兼用してもよい。一般に位置決め制御
には、往復運動などある特定範囲の間だけ、すなわち定
められた絶対位置の区間内で行う有限長位置決めと、１
方向にのみ回転する場合の無限長位置決めがある。アブ
ソリュート位置検出器は、位置決め制御装置の電源断時
でも絶対位置を記憶しているため、電源再投入時に原点
を決めるための原点復帰動作が不要などの利点がある。
有限長位置決めにアブソリュート位置検出器を使用する
場合には、位置制御部の絶対位置の制御範囲（位置決め
制御に必要な位置指令および現在位置の範囲）がアブソ
リュート位置検出器の絶対位置データ内に入るように１
パルスの単位が設定されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は無限長位置決めにはアブソリュート位置検出器が容易
に使用できなかった。図２を用いて説明する。この例で
は、正方向にのみ回転することととし、アブソリュート
位置検出器が管理できる絶対位置データの範囲を０〜２
⁺²⁴（アブソリュート位置検出器からの出力パルスのカ
ウント数）とする。また、位置制御部の絶対位置の制御
範囲は０〜２⁺³²とする。図２のようにアブソリュート
位置検出器の絶対位置が２⁺²⁴を超えた時点Ｐx で電源
断、再投入を行う。この例では、電源断の間にサーボモ
ータが動作しないものとする。電源再投入後、アブソリ
ュート位置検出器から絶対位置データを読み出す。この
時の絶対位置をＹとすると、０≦Ｙ≦２⁺²⁴となる。と
ころが、位置制御部の電源断の直前の現在位置Ｘは、Ｘ＝Ｙ＋２⁺²⁴ であり、この値を電源投入時の位置制御部の現在位置Ｐ
0 としなければ、位置制御部１０が管理している絶対位
置が電源投入の前後で異なるという問題があった。すな
わち、位置制御部が管理している絶対位置とアブソリュ
ート位置検出器が管理している絶対位置データとの整合
性がとれないという問題があった。位置制御部の制御範
囲とアブソリュート位置検出器が管理している絶対位置
データの範囲が一致する特別な場合を除いて、前記例の
ようにアブソリュート位置検出器が管理している絶対位
置データそのものを電源投入後の位置制御部の現在位置
とすると、電源投入の前後で位置制御部の絶対位置が異
なるという問題があった。一般には、一致しないことが
多いためアブソリュート位置検出器を無限長位置決めに
使用することはできなかった。そこで本発明の目的は、
電源投入時など必要な場合に、アブソリュート位置検出
器から読み出した絶対位置データがその直前までの位置
制御部の絶対位置と整合性がとれるように補正値を演算
し、前記補正値とアブソリュート位置検出器の位置フィ
ードバック信号（絶対位置データ）とにより絶対位置を
管理する装置を提供し、アブソリュート位置検出器を無
限長位置決めに使用できるようにすることにある。整合
性があるとは、アブソリュート位置検出器から読み出し
た絶対位置データと位置制御部の絶対位置との関係が論
理的に正しいことを意味している。例えば、電源断時の
間にサーボモータが動作しなければ、電源再投入の前後
でも絶対位置が同じであり、もし電源断時にサーボモー
タが正側に動作した場合は、電源再投入時の絶対位置が
電源断直前の絶対位置にその動作した分だけを加算した
絶対位置になり、もし電源断時にサーボモータが負側に
動作した場合は、電源再投入時の絶対位置が電源断直前
の絶対位置にその動作した分だけを減算した絶対位置に
なる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、請求項１の本発明は、アブソリュート位置検出器を
用いて対象物を無限長位置決めする場合に、アブソリュ
ート位置検出器が一時記憶している絶対位置と、位置制
御部が一時記憶している絶対位置の整合をとる絶対位置
管理装置において、制御対象物を位置決めする位置制御
部と、制御対象物の絶対位置を有限長の範囲で検出し、
その値を記憶するアブソリュート位置検出器と、前記ア
ブソリュート位置検出器の検出値である絶対位置データ
からサンプリング時間内における増分パルス量を演算す
る増分パルス演算部と、前記増分パルス量と前回の現在
位置を加算して現在位置を演算する現在位置演算部と、
前記絶対位置データとその時の現在位置とを記憶する現
在位置記憶部と、前記アブソリュート位置検出器から読
み出した絶対位置データと前記現在位置記憶部に格納さ
れているデータとにより、前記アブソリュート位置検出
器が管理している絶対位置データと前記位置制御部の現
在位置との整合性をとるための補正値を演算する補正値
演算部とを備え、前記補正値演算部は、今までのデータ
を放棄して新たに絶対位置管理を開始するかどうかを指
示する絶対位置管理開始手段と、前記絶対位置管理開始
手段の指示に基づいて前記アブソリュート位置検出器か
ら絶対位置データを読み出す前と後ろでの動作パルス数
αを求める手段と、前記アブソリュート位置検出器から
読み出す前の絶対位置データに前記パルス数αを加算し
た値を、前記アブソリュート位置検出器から読み出した
後の位置制御部が管理している絶対位置データとすると
共に、前記求めたアブソリュート位置検出器から読み出
した後の位置制御部が管理している絶対位置データか
ら、前記アブソリュート位置検出器から読み出した絶対
位置を減算した値を補正値とする手段とを備えたもので
あることを特徴とする。

【０００５】

【作用】上記手段により、電源投入時など必要な場合
に、アブソリュート位置検出器から読み出した絶対位置
データと現在位置記憶部に格納されているデータとによ
り補正値を演算し、前記補正値とアブソリュート位置検
出器の位置フィードバック信号（絶対位置データ）とに
より位置制御部の絶対位置を管理するため、整合性のと
れた正しい絶対位置を求めることができ、アブソリュー
ト位置検出器を無限長位置決めに使用できるようにな
る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
３は、本発明を適用した位置決め制御装置の構成例であ
る。図３において、１０は位置制御部で、位置指令信号
Ｓ１および現在位置Ｓ７を入力とし速度指令信号Ｓ２を
出力する。２０はサーボアンプで、電流フィードバック
信号Ｓ４、速度フィードバック信号Ｓ５および位置制御
部１０からの速度指令信号Ｓ２を入力とし、速度制御信
号Ｓ３として電流信号を出力する。３０はサーボモータ
で、速度制御部からの速度制御信号Ｓ３に基づいて回転
動作する。４０は速度検出器で、サーボモータ３０の回
転速度を検出する。５０はアブソリュート位置検出器
で、サーボモータ３０の回転位置を検出し、絶対位置デ
ータを位置フィードバック信号Ｓ６として出力する。６
０は増分パルス演算部で、前回の位置フィードバック信
号（絶対位置データ）と今回の位置フィードバック信号
（絶対位置データ）との差分をサンプリング時間内の増
分パルスＳ９として出力する。７０は現在位置演算部
で、増分パルス演算部６０の出力である増分パルスＳ９
と現在位置演算部の前回出力値を加算したものを出力す
る。この値が位置制御部１０の入力となる現在位置Ｓ７
となる。８０は現在位置記憶部で、アブソリュート位置
検出器からの位置フィードバック信号（絶対位置デー
タ）とその時の現在位置とを現在位置記憶バッファに格
納する。９０は補正値演算部で、電源投入時など必要な
場合に、アブソリュート位置検出器から読み出した絶対
位置データと現在位置記憶部８０の現在位置記憶バッフ
ァに格納されているデータとにより、アブソリュート位
置検出器が管理している絶対位置と位置制御部の絶対位
置との整合性をとるための補正値Ｓ８を演算する。前記
補正値Ｓ８と前記読み出した現在位置データを加算した
ものが現在位置演算部の初期値Ｐ0 となる。図３におい
て、補正値演算部９０の出力である補正値Ｓ８を現在位
置演算部の初期値Ｐ0 の演算のための入力とせずに、現
在位置制御部７０からの出力値と前記補正値Ｓ８を加算
したものを位置制御部１０への入力である現在位置Ｓ７
としてもよい。図４は、現在位置記憶部の現在位置記憶
バッファのデータ構成を示した図である。現在位置（以
下ＣＰＯＳと称す）、その時のアブソリュート位置検出
器からの位置フィードバック信号（以下ＡＰＯＳと称
す）は同時性が必要なため、この実施例では２バッファ
装置にしているが、同時性が保たれるのであれば１バッ
ファにしてもよい。図５は、現在位置記憶部において現
在位置ＣＰＯＳと、その時のアブソリュート位置検出器
からの位置フィードバック信号ＡＰＯＳとを記憶する処
理のフローチャートである。第５図のフローチャートに
おいて、使用しているバッファの識別記号（ＢＵＦ０の
内容）がバッファ１用の識別記号であればステップ２０
へ、そうでなければステップ２１へ移行する（ステップ
１０）。ステップ２０では、ＣＰＯＳ、ＡＰＯＳをバッ
ファ２にすなわちＢＵＦ３、ＢＵＦ４にそれぞれ格納
し、バッファ２用の識別記号をＢＵＦ０に格納する。ス
テップ２１では、ＣＰＯＳ、ＡＰＯＳをバッファ１にす
なわちＢＵＦ１、ＢＵＦ２にそれぞれ格納し、バッファ
１用の識別記号をＢＵＦ０に格納する。図６は、補正値
演算部における補正値演算処理のフローチャートであ
る。図６のフローチャートにおいて、アブソリュート位
置検出器から絶対位置データを読み出し、読み出した絶
対位置をＡＰＯＳとする（ステップ１０）。ステップ２
０では、新たに絶対位置管理を始める場合にはステップ
３０へ移行し、そうでなければステップ３１へ移行す
る。この新たに絶対位置管理を始めるかどうかの判断
は、オペレータが行い、スイッチまたはキーボード等の
図示しない指令手段によりＹＥＳかＮＯかを指示する。
今まで管理していた絶対位置を破棄して、新たに絶対位
置管理を始める場合として、・アブソリュート位置検出器をセットアップした場合。・補正値を誤って書き換えた場合。・現在位置記憶部のデータが消失した場合または誤って
書き換えた場合。などが考えられるが、これはオペレータによらないと判
らないからである。ステップ３０では、初期値を設定す
る。補正値には０を、またＢＵＦ０にはバッファ１用の
識別記号、ＢＵＦ１およびＢＵＦ２にはＡＰＯＳを格納
する。この実施例では、初期値格納用としてバッファ１
を使用したがバッファ２でもよい。ステップ３１では補
正値演算処理を実行する。図７のフローチャートで説明
する。図７において、使用しているバッファの識別記号
（ＢＵＦ０の内容）がバッファ１用の識別記号であれば
ステップ２０へ、そうでなければステップ２１へ移行す
る（ステップ１０）。ステップ２０では、アブソリュー
ト位置検出器から絶対位置データを読み出す前のＣＰＯ
Ｓ、ＡＰＯＳのデータを現在位置記憶バッファのバッフ
ァ１から読み出す。ステップ２１では現在位置記憶バッ
ファのバッファ２から読み出す。ステップ３０では、ア
ブソリュート位置検出器から絶対位置データを読み出す
前後でサーボモータが動作したパルス数αを求める。ス
テップ４０では、まずアブソリュート位置検出器から絶
対位置データを読み出す前のＣＰＯＳにαを加算する。
すなわち、この値がアブソリュート位置検出器から読み
出した後の位置制御部が管理しているＣＰＯＳとなる。
次に、前記求めたＣＰＯＳからアブソリュート位置検出
器から読み出した絶対位置ＡＰＯＳを減算した値を補正
値ＡＢＳＯＦＦとする。すなわち、補正値ＡＢＳＯＦＦ
にアブソリュート位置検出器が管理している絶対位置を
加算した値が位置制御部が管理している絶対位置と等し
くなるようにする。ステップ５０では、使用しているバ
ッファの識別記号（ＢＵＦ０の内容）がバッファ１用の
識別記号であればステップ６０へ、そうでなければステ
ップ６１へ移行する。ステップ６０では、ＣＰＯＳ、Ａ
ＰＯＳをバッファ２にすなわちＢＵＦ３、ＢＵＦ４にそ
れぞれ格納し、バッファ２用の識別記号をＢＵＦ０に格
納する。ステップ６１では、ＣＰＯＳ、ＡＰＯＳをバッ
ファ１にすなわちＢＵＦ１、ＢＵＦ２にそれぞれ格納
し、バッファ１用の識別記号をＢＵＦ０に格納する。図
８は、補正値演算部と現在位置記憶部の処理を説明する
ためのフローチャートである。図８において、電源投入
時など補正値演算の必要があればステップ２０へ、そう
でなければステップ３０へ移行する（ステップ１０）。
ステップ２０では、図６のフローチャートに示している
補正値演算部の処理を実行する。ステップ３０では、図
５のフローチャートに示している現在位置記憶部の処理
を実行する。

【０００７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、無限
長位置決め制御装置にアブソリュート位置検出器を使用
することが可能となり、電源再投入時に原点を決めるた
めの原点復帰動作が不要などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の伝送異常処理装置を説明するための図

【図２】従来技術の問題を説明するための図

【図３】本発明の実施例を示す図

【図４】現在位置記憶部の現在位置記憶バッファの構成
図

【図５】現在位置記憶部の処理を説明するためのソフト
ウェアフローチャート

【図６】補正値演算部の処理を説明するためのソフトウ
ェアフローチャート

【図７】補正値演算部の処理を説明するためのソフトウ
ェアフローチャート

【図８】補正値演算部と現在位置記憶部の処理を説明す
るためのソフトウェアフローチャート

【符号の説明】

１０位置制御部２０サーボアンプ３０サーボモータ４０速度検出器５０アブソリュート位置検出器６０増分パルス演算部７０現在位置演算部８０現在位置記憶部９０補正値演算部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アブソリュート位置検出器を用いて対象
物を無限長位置決めする場合に、アブソリュート位置検
出器が一時記憶している絶対位置と、位置制御部が一時
記憶している絶対位置の整合をとる絶対位置管理装置に
おいて、制御対象物を位置決めする位置制御部と、制御対象物の絶対位置を有限長の範囲で検出し、その値
を記憶するアブソリュート位置検出器と、前記アブソリュート位置検出器の検出値である絶対位置
データからサンプリング時間内における増分パルス量を
演算する増分パルス演算部と、前記増分パルス量と前回の現在位置を加算して現在位置
を演算する現在位置演算部と、前記絶対位置データとその時の現在位置とを記憶する現
在位置記憶部と、前記アブソリュート位置検出器から読み出した絶対位置
データと前記現在位置記憶部に格納されているデータと
により、前記アブソリュート位置検出器が管理している
絶対位置データと前記位置制御部の現在位置との整合性
をとるための補正値を演算する補正値演算部とを備え、前記補正値演算部は、今までのデータを放棄して新たに
絶対位置管理を開始するかどうかを指示する絶対位置管
理開始手段と、前記絶対位置管理開始手段の指示に基づ
いて前記アブソリュート位置検出器から絶対位置データ
を読み出す前と後ろでの動作パルス数αを求める手段
と、前記アブソリュート位置検出器から読み出す前の絶
対位置データに前記パルス数αを加算した値を、前記ア
ブソリュート位置検出器から読み出した後の位置制御部
が管理している絶対位置データとすると共に、前記求め
たアブソリュート位置検出器から読み出した後の位置制
御部が管理している絶対位置データから、前記アブソリ
ュート位置検出器から読み出した絶対位置を減算した値
を補正値とする手段とを備えたものであることを特徴と
する絶対位置管理装置。