JP3250705B2 - 位置決め装置 - Google Patents
位置決め装置Info
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- JP3250705B2 JP3250705B2 JP26747094A JP26747094A JP3250705B2 JP 3250705 B2 JP3250705 B2 JP 3250705B2 JP 26747094 A JP26747094 A JP 26747094A JP 26747094 A JP26747094 A JP 26747094A JP 3250705 B2 JP3250705 B2 JP 3250705B2
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は位置決め装置に関し、特
に搬送装置，ＸＹステージ，産業用ロボット等に使用さ
れる位置決め装置に関する。
に搬送装置，ＸＹステージ，産業用ロボット等に使用さ
れる位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、搬送装置，ＸＹステージ，産業用
ロボット等の制御系は、図２に示すように、モータ５０
の位置を制御する位置決め装置１と、モータ５０の速度
を制御する速度制御装置２と、モータ５０の回転速度を
検出する速度検出器６０とを備えている。
ロボット等の制御系は、図２に示すように、モータ５０
の位置を制御する位置決め装置１と、モータ５０の速度
を制御する速度制御装置２と、モータ５０の回転速度を
検出する速度検出器６０とを備えている。
【０００３】このような制御系では、稼働時において、
位置決め装置１に内蔵されたＤ／Ａ変換器１０２と速度
制御装置２に内蔵されたＡ／Ｄ変換器２０１間Ａ、およ
びＡ／Ｄ変換器２０１と速度制御部２０２間Ｂでアナロ
グ素子によるオフセット電圧が発生する。
位置決め装置１に内蔵されたＤ／Ａ変換器１０２と速度
制御装置２に内蔵されたＡ／Ｄ変換器２０１間Ａ、およ
びＡ／Ｄ変換器２０１と速度制御部２０２間Ｂでアナロ
グ素子によるオフセット電圧が発生する。
【０００４】また、このオフセット電圧は、工場出荷時
に最適（極力０）に調整されているが、使用周囲温度，
経年変化等により、時事刻々変化する。
に最適（極力０）に調整されているが、使用周囲温度，
経年変化等により、時事刻々変化する。
【０００５】ここで、図２に示した制御系で発生するオ
フセット電圧について図３に示すブロック線図を用いて
説明する。
フセット電圧について図３に示すブロック線図を用いて
説明する。
【０００６】この制御系は、図３に示すように、速度制
御装置２，モータ５０および速度検出器６０を合わせた
伝達関数が、Ｋｖｍ／（１＋Ｔｓ）（Ｋｖｍ：定数）の
ような一次遅れ系で表現される。
御装置２，モータ５０および速度検出器６０を合わせた
伝達関数が、Ｋｖｍ／（１＋Ｔｓ）（Ｋｖｍ：定数）の
ような一次遅れ系で表現される。
【０００７】また、制御系は、位置指令の入力信号Ｐｄ
（ｓ) から現在位置を示す信号Ｐｆ（ｓ) を差し引いた
値を偏差Ｅ（ｓ）とし、これに比例ゲインげＫｐを乗算
した信号Ｋｐ・Ｅ（ｓ）と、この制御系の外乱としての
オフセット電圧Ｖｏｆｆ（ｓ）とを、加え合せ点Ｃにお
いて加算される。
（ｓ) から現在位置を示す信号Ｐｆ（ｓ) を差し引いた
値を偏差Ｅ（ｓ）とし、これに比例ゲインげＫｐを乗算
した信号Ｋｐ・Ｅ（ｓ）と、この制御系の外乱としての
オフセット電圧Ｖｏｆｆ（ｓ）とを、加え合せ点Ｃにお
いて加算される。
【０００８】なお、現在位置を示す信号Ｐｆ（ｓ) は、
速度検出器６０が検出したモータ５０の現在速度を積分
して形成されたものである。
速度検出器６０が検出したモータ５０の現在速度を積分
して形成されたものである。
【０００９】従って、偏差Ｅ（ｓ）は、次式で表現され
る。
る。
【００１０】 Ｅ（ｓ）＝Ｐｄ（ｓ) −Ｐｆ（ｓ) ＝Ｐｄ（ｓ) −｛Ｋｐ・Ｅ（ｓ）＋Ｖｏｆｆ（ｓ）｝・ ｛Ｋｖｍ（１＋Ｔｓ）｝・１／ｓ ∴ Ｅ（ｓ）＝｛（ＴＳ2 ＋ｓ）／（Ｔｓ2 ＋ｓ＋Ｋｐ・Ｋｖｍ）｝・ Ｐｄ（ｓ) −｛Ｋｖｍ／（Ｔｓ2 ＋ｓ＋Ｋｐ・Ｋｖｍ）｝・ Ｖｏｆｆ（ｓ）
【００１１】ここで、一般に、位置指令Ｐｄ（ｓ) 、オ
フセット電圧Ｖｏｆｆ（ｓ）は、ステップ状に変化する
ので、 Ｐｄ（ｓ) ＝Ｐ／ｓ、Ｖｏｆｆ（ｓ）＝Ｖ／ｓ （Ｐ，Ｖ：定数） とすることができる。
フセット電圧Ｖｏｆｆ（ｓ）は、ステップ状に変化する
ので、 Ｐｄ（ｓ) ＝Ｐ／ｓ、Ｖｏｆｆ（ｓ）＝Ｖ／ｓ （Ｐ，Ｖ：定数） とすることができる。
【００１２】すると、時間が十分経過した場合の偏差
は、最終値の定理により、次のようになる。
は、最終値の定理により、次のようになる。
【００１３】 ＬIM｛ｓ・Ｅ（ｓ）｝＝ＬIM｛［（Ｔｓ2 ＋ｓ）／（Ｔｓ2 ＋ｓ＋Ｋｐ・ s →0 s →0 Ｋｖｍ）］・（Ｐ／ｓ）・ ｓ−［Ｋｖｍ／（Ｔｓ2 ＋ｓ＋Ｋｐ・Ｋｖｍ）］・ （Ｖ／ｓ）・ｓ｝ ＝−Ｖ／Ｋｐ
【００１４】このように、オフセット電圧がある場合、
−Ｖ／Ｋｐに相当する偏差が発生してしまう。
−Ｖ／Ｋｐに相当する偏差が発生してしまう。
【００１５】
【発明が解決しよとする課題】上述のように、このよう
な制御系では、稼働時において、装置を構成するアナロ
グ素子によりオフセット電圧Ｖｏｆｆが発生するので、
目標とするモータの位置からずれていまい、高精度の位
置決めができないという問題点があった。従って、高精
度の位置決めを行うためには、再度このオフセット電圧
Ｖｏｆｆを調整しなければならない。
な制御系では、稼働時において、装置を構成するアナロ
グ素子によりオフセット電圧Ｖｏｆｆが発生するので、
目標とするモータの位置からずれていまい、高精度の位
置決めができないという問題点があった。従って、高精
度の位置決めを行うためには、再度このオフセット電圧
Ｖｏｆｆを調整しなければならない。
【００１６】本発明は、上述の問題点に鑑み、制御系が
発生するオフセット電圧Ｖｏｆｆによるモータの位置ず
れを補正する位置決め装置を提供することを目的とす
る。
発生するオフセット電圧Ｖｏｆｆによるモータの位置ず
れを補正する位置決め装置を提供することを目的とす
る。
【００１７】上述の目的を達成するため、本発明は、モ
ータを駆動するための速度制御装置に速度指令を出力す
るとともに、位置指令作成回路から位置指令を順次受け
取る位置決め装置において、上記モータの目標位置と現
在位置との偏差を算出する偏差算出手段と、上記位置指
令作成回路から受け取った位置指令が最後の位置指令か
否かを判断する判断手段と、上記判断手段が最後の位置
指令でないと判断した場合には、前回の稼動時に算出し
記憶された補正電圧をそのまま出力し、一方、位置指令
が最後の位置指令である場合には、上記偏差算出手段で
算出された偏差を積分した値を前回の稼動時に算出し記
憶された補正電圧に加算して新たな補正電圧として出力
する補正量作成手段と、を有し、上記偏差に比例ゲイン
を乗算した値に上記補正量作成手段から出力された補正
電圧を加算した値を速度指令として上記速度制御装置に
出力することを特徴とする。
ータを駆動するための速度制御装置に速度指令を出力す
るとともに、位置指令作成回路から位置指令を順次受け
取る位置決め装置において、上記モータの目標位置と現
在位置との偏差を算出する偏差算出手段と、上記位置指
令作成回路から受け取った位置指令が最後の位置指令か
否かを判断する判断手段と、上記判断手段が最後の位置
指令でないと判断した場合には、前回の稼動時に算出し
記憶された補正電圧をそのまま出力し、一方、位置指令
が最後の位置指令である場合には、上記偏差算出手段で
算出された偏差を積分した値を前回の稼動時に算出し記
憶された補正電圧に加算して新たな補正電圧として出力
する補正量作成手段と、を有し、上記偏差に比例ゲイン
を乗算した値に上記補正量作成手段から出力された補正
電圧を加算した値を速度指令として上記速度制御装置に
出力することを特徴とする。
【００１８】
【作用】本発明では、判断手段が最後の位置指令でない
と判断した場合には、判断手段から０が出力され、前回
の補正量をそのまま使用してオフセット電圧を打ち消
す。
と判断した場合には、判断手段から０が出力され、前回
の補正量をそのまま使用してオフセット電圧を打ち消
す。
【００１９】一方、判断手段が最後の位置指令であると
判断した場合には、偏差が出力され、この偏差を積分
し、この値を今回使用時の補正量に加算して出力し、そ
の出力によりオフセット電圧を打ち消す。
判断した場合には、偏差が出力され、この偏差を積分
し、この値を今回使用時の補正量に加算して出力し、そ
の出力によりオフセット電圧を打ち消す。
【００２０】
【実施例】以下、本発明に係る位置決め装置の実施例を
図面に基づいて説明をする。
図面に基づいて説明をする。
【００２１】図１は本発明に係る位置決め装置の一実施
例の構成を示すブロック図である。
例の構成を示すブロック図である。
【００２２】この実施例の位置決め装置１は、図に示す
ように、位置指令作成回路３と速度制御装置２との間に
設けられ、偏差算出回路１１，比例回路１２，積分回路
１３，判断回路１４および補正量作成回路１５から構成
されている。
ように、位置指令作成回路３と速度制御装置２との間に
設けられ、偏差算出回路１１，比例回路１２，積分回路
１３，判断回路１４および補正量作成回路１５から構成
されている。
【００２３】偏差算出回路１１は、位置指令作成回路３
から出力された位置指令Ｐｄが示すモータの目標位置か
ら信号Ｐｆが示すモータの現在位置を差し引いた値から
なる偏差ｅを出力するように構成されている。
から出力された位置指令Ｐｄが示すモータの目標位置か
ら信号Ｐｆが示すモータの現在位置を差し引いた値から
なる偏差ｅを出力するように構成されている。
【００２４】比例回路１２は、偏差ｅに比例ゲインＫｐ
を乗算した、Ｋｐ・ｅを出力するものである。
を乗算した、Ｋｐ・ｅを出力するものである。
【００２５】積分回路１３は、伝達関数１／ｓを有して
おり、エンコーダ等の速度検出器が検知した上記モータ
５０の回転速度を入力信号とし、それに１／ｓを乗算し
て現在位置を示す信号Ｐｆを出力するように構成されて
いる。
おり、エンコーダ等の速度検出器が検知した上記モータ
５０の回転速度を入力信号とし、それに１／ｓを乗算し
て現在位置を示す信号Ｐｆを出力するように構成されて
いる。
【００２６】判断回路１４は、位置指令作成回路３から
位置指令Ｐｄが与えられており、かつ、それが最後の位
置指令Ｐｄでない場合には、０を補正量作成回路１５に
出力する一方、最後の位置指令Ｐｄである場合には、偏
差ｅを補正量作成回路１５に出力するよう構成されてい
る。
位置指令Ｐｄが与えられており、かつ、それが最後の位
置指令Ｐｄでない場合には、０を補正量作成回路１５に
出力する一方、最後の位置指令Ｐｄである場合には、偏
差ｅを補正量作成回路１５に出力するよう構成されてい
る。
【００２７】補正量作成回路１５は、前回の稼働時に算
出した補正電圧Ｖを記憶しており、今回の稼働で判断回
路１４から０を受けた場合には、前回の補正電圧Ｖをそ
のまま補正電圧Ｖとして出力する一方、偏差ｅを受けた
場合には、この偏差ｅに１／Ｔｓを乗算し、この乗算し
た値を今回使用時の補正電圧Ｖに加算し、加算した値を
新たな補正電圧Ｖとして出力するとともに、この値を記
憶するように構成されている。ここで、補正電圧Ｖは、
制御系が発生するオフセット電圧を極力０にするように
する補正値である。Ｔは、時定数であり、この値を所定
の値に設定することで制御系を安定にすることができ
る。
出した補正電圧Ｖを記憶しており、今回の稼働で判断回
路１４から０を受けた場合には、前回の補正電圧Ｖをそ
のまま補正電圧Ｖとして出力する一方、偏差ｅを受けた
場合には、この偏差ｅに１／Ｔｓを乗算し、この乗算し
た値を今回使用時の補正電圧Ｖに加算し、加算した値を
新たな補正電圧Ｖとして出力するとともに、この値を記
憶するように構成されている。ここで、補正電圧Ｖは、
制御系が発生するオフセット電圧を極力０にするように
する補正値である。Ｔは、時定数であり、この値を所定
の値に設定することで制御系を安定にすることができ
る。
【００２８】速度制御装置２は、比例回路１２から出力
されたｅ・Ｋｐと補正量作成回路１５から出力された補
正電圧Ｖとを加算した値、ｅ・Ｋｐ＋Ｖを速度指令とし
て受けとり、モータ５０を駆動させるように構成されて
いる。
されたｅ・Ｋｐと補正量作成回路１５から出力された補
正電圧Ｖとを加算した値、ｅ・Ｋｐ＋Ｖを速度指令とし
て受けとり、モータ５０を駆動させるように構成されて
いる。
【００２９】位置指令作成回路３は、モータを動かすた
めの位置指令Ｐｄを一定周期で作成して位置決め装置１
に出力するとともに、最後の位置指令Ｐｄ（位置決めを
行いたい最終の位置）を位置決め装置１に出力する場合
には、これが最後の位置指令Ｐｄであることを示す情報
を判断回路１４に出力するように構成されている。
めの位置指令Ｐｄを一定周期で作成して位置決め装置１
に出力するとともに、最後の位置指令Ｐｄ（位置決めを
行いたい最終の位置）を位置決め装置１に出力する場合
には、これが最後の位置指令Ｐｄであることを示す情報
を判断回路１４に出力するように構成されている。
【００３０】次に、この実施例に係る位置決め装置の動
作を説明する。
作を説明する。
【００３１】位置指令作成回路３が位置指令Ｐｄを偏差
算出回路１１に出力するとともに、この出力した位置指
令Ｐｄが最後の位置指令Ｐｄであるか否かの情報を判断
回路１４に出力する。
算出回路１１に出力するとともに、この出力した位置指
令Ｐｄが最後の位置指令Ｐｄであるか否かの情報を判断
回路１４に出力する。
【００３２】（１） 位置指令作成回路３が出力した位
置指令Ｐｄが最後の位置指令Ｐｄでない場合には、次の
ような動作を有する。
置指令Ｐｄが最後の位置指令Ｐｄでない場合には、次の
ような動作を有する。
【００３３】この場合には、判断回路１４が０を補正量
作成回路１５に出力するとともに、補正量作成回路１５
で記憶している前回の補正電圧Ｖをそのまま使用し、こ
れを加え合せ点Ｄに出力する。
作成回路１５に出力するとともに、補正量作成回路１５
で記憶している前回の補正電圧Ｖをそのまま使用し、こ
れを加え合せ点Ｄに出力する。
【００３４】一方、偏差算出回路１１は、出力された位
置指令Ｐｄと積分回路１３からの信号Ｐｆとから上述の
ようにして偏差ｅを算出し、これを比例回路１２に出力
し、比例回路１２は、偏差ｅに比例ゲインＫｐ乗算した
Ｋｐ・ｅを形成し、加え合点Ｄに出力する。
置指令Ｐｄと積分回路１３からの信号Ｐｆとから上述の
ようにして偏差ｅを算出し、これを比例回路１２に出力
し、比例回路１２は、偏差ｅに比例ゲインＫｐ乗算した
Ｋｐ・ｅを形成し、加え合点Ｄに出力する。
【００３５】加え合点Ｄにおいては、上述のＫｐ・ｅと
新たな補正電圧Ｖとを加算したＫｐ・ｅ＋補正電圧Ｖを
速度指令として速度制御装置２に出力する。
新たな補正電圧Ｖとを加算したＫｐ・ｅ＋補正電圧Ｖを
速度指令として速度制御装置２に出力する。
【００３６】このため、加え合せ点Ｄにおいて、この制
御系に発生しているオフセット電圧Ｖｏｆｆが補正電圧
Ｖにより打ち消されるので、アナログ素子により発生す
るオフセット電圧Ｖｏｆｆを吸収することができ、安定
した位置決めができる。
御系に発生しているオフセット電圧Ｖｏｆｆが補正電圧
Ｖにより打ち消されるので、アナログ素子により発生す
るオフセット電圧Ｖｏｆｆを吸収することができ、安定
した位置決めができる。
【００３７】（２） 偏差算出回路１１が受けた位置指
令Ｐｄが最後の位置指令Ｐｄであるとする情報を受けた
場合には、次のような動作を有する。
令Ｐｄが最後の位置指令Ｐｄであるとする情報を受けた
場合には、次のような動作を有する。
【００３８】この場合には、偏差算出回路１１および比
例回路１２が上述と同様な処理を行って加え合せ点Ｄに
Ｋｐ・ｅを出力する。
例回路１２が上述と同様な処理を行って加え合せ点Ｄに
Ｋｐ・ｅを出力する。
【００３９】一方、判断回路１４は、偏差算出回路１１
から偏差ｅを受けとり、これを補正量作成回路１５に出
力する。補正量作成回路１５は、この偏差ｅに伝達関数
１／Ｔｓを乗算し、乗算した値（ｅ／Ｔｓ）を今回使用
時の補正電圧Ｖに加算する。そして、この加算した値
（ｅ／Ｔｓ＋Ｖ）を新たな補正電圧Ｖとして、これを加
え合せ点Ｄに出力するとともに、この新たな補正電圧Ｖ
を補正量作成回路１５に記憶する。
から偏差ｅを受けとり、これを補正量作成回路１５に出
力する。補正量作成回路１５は、この偏差ｅに伝達関数
１／Ｔｓを乗算し、乗算した値（ｅ／Ｔｓ）を今回使用
時の補正電圧Ｖに加算する。そして、この加算した値
（ｅ／Ｔｓ＋Ｖ）を新たな補正電圧Ｖとして、これを加
え合せ点Ｄに出力するとともに、この新たな補正電圧Ｖ
を補正量作成回路１５に記憶する。
【００４０】加え合せ点Ｄにおいては、上述のＫｐ・ｅ
と新たな補正電圧Ｖとを加算したＫｐ・ｅ＋補正電圧Ｖ
を速度指令信号として速度制御装置２に出力する。
と新たな補正電圧Ｖとを加算したＫｐ・ｅ＋補正電圧Ｖ
を速度指令信号として速度制御装置２に出力する。
【００４１】このため、この制御系に発生しているオフ
セット電圧Ｖｏｆｆが補正電圧Ｖにより打ち消されるの
で、アナログ素子により発生するオフセット電圧分Ｖｏ
ｆｆを吸収することができ、安定した位置決めができ
る。
セット電圧Ｖｏｆｆが補正電圧Ｖにより打ち消されるの
で、アナログ素子により発生するオフセット電圧分Ｖｏ
ｆｆを吸収することができ、安定した位置決めができ
る。
【００４２】
【発明の効果】上述のように、本発明によれは、判断手
段が最後の位置指令でないと判断した場合には、前回の
補正量をそのまま用いてオフセット電圧を補正するの
で、高精度の位置決めができる。
段が最後の位置指令でないと判断した場合には、前回の
補正量をそのまま用いてオフセット電圧を補正するの
で、高精度の位置決めができる。
【００４３】また、位置指令が最後の位置指令であると
判断した場合には、偏差を積分し、この積分した値を今
回使用時の補正量に加算したので、次回以降においても
安定した高精度の位置決めができる。
判断した場合には、偏差を積分し、この積分した値を今
回使用時の補正量に加算したので、次回以降においても
安定した高精度の位置決めができる。
【図１】本発明に係る位置決め装置の一実施例のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】従来の位置決め装置の概略説明図である。
【図３】図２の位置決め装置のブロック線図である。
１ 位置決め装置 ２ 速度制御装置 ３ 位置指令作成回路 １１ 偏差算出回路 １２ 比例回路 １３ 積分回路 １４ 判断回路 １５ 補正量作成回路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05B 19/18 - 19/46 G05D 3/00 - 3/12 B23Q 15/00 - 15/28 B25J 9/10
Claims (1)
- 【請求項１】 モータを駆動するための速度制御装置に
速度指令を出力するとともに、位置指令作成回路から位
置指令を順次受け取る位置決め装置において、 上記モータの目標位置と現在位置との偏差を算出する偏
差算出手段と、 上記位置指令作成回路から受け取った位置指令が最後の
位置指令か否かを判断する判断手段と、 上記判断手段が最後の位置指令でないと判断した場合に
は、前回の稼動時に算出し記憶された補正電圧をそのま
ま出力し、一方、位置指令が最後の位置指令である場合
には、上記偏差算出手段で算出された偏差を積分した値
を前回の稼動時に算出し記憶された補正電圧に加算して
新たな補正電圧として出力する補正量作成手段と、 を有し上記偏差に比例ゲインを乗算した値に上記補正量
作成手段から出力された補正電圧を加算した値を速度指
令として上記速度制御装置に出力することを特徴とする
位置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26747094A JP3250705B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26747094A JP3250705B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 位置決め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08129410A JPH08129410A (ja) | 1996-05-21 |
| JP3250705B2 true JP3250705B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=17445295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26747094A Expired - Fee Related JP3250705B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3250705B2 (ja) |
-
1994
- 1994-10-31 JP JP26747094A patent/JP3250705B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08129410A (ja) | 1996-05-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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