JP3388426B2 - Pulse train control method of motor that enables arbitrary interpolation - Google Patents
Pulse train control method of motor that enables arbitrary interpolationInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、サーボモータ駆動
による駆動源を各軸毎に備えた多関節ロボットやＮＣ工
作機械のような機械装置におけるサーボモータの制御方
式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servomotor control system in a mechanical device such as an articulated robot or an NC machine tool having a drive source driven by a servomotor for each axis.
【０００２】[0002]
【従来の技術】サーボモータの制御方式としては、パル
ス列制御方式とサーボ制御方式とが知られている。2. Description of the Related Art A pulse train control method and a servo control method are known as servo motor control methods.
【０００３】図２を参照して、従来のパルス列制御方式
について説明する。この制御方式は、ホストシステム２
１とパルス列制御ＩＣ２２と駆動ドライバ２３とを含
む。ホストシステム２１は、サーボモータ２０をどのよ
うな加減速カーブで駆動するかを設定すると共に、駆動
対象物の目標位置を設定するためのものである。パルス
列制御ＩＣ２２は、ホストシステム２１で設定された加
減速カーブを規定する動作指令コマンド受け、それに対
応した加減速関数に基づいて加減速パターンを作成する
加減速関数発生器２２−１と、この加減速パターンに基
づいてパルスを発生するパルス発生器２２−２と、パル
スを計数するパルスカウンタ２２−３と、パルス発生器
２２−２のパルス発生開始及び停止を規定する信号を出
力するコンパレータ２２−４とから成る。通常、加減速
関数発生器２２−１では、直線及びＳ字の加減速パター
ンを作成できるようにされている。A conventional pulse train control system will be described with reference to FIG. This control method is based on the host system 2
1, a pulse train control IC 22 and a drive driver 23. The host system 21 is for setting what kind of acceleration / deceleration curve the servo motor 20 should be driven with, and for setting the target position of the driven object. The pulse train control IC 22 receives an operation command command that defines an acceleration / deceleration curve set by the host system 21, and creates an acceleration / deceleration pattern generator 22-1 that creates an acceleration / deceleration pattern based on the corresponding acceleration / deceleration function. A pulse generator 22-2 that generates a pulse based on a deceleration pattern, a pulse counter 22-3 that counts the pulse, and a comparator 22- that outputs a signal that defines the start and stop of pulse generation of the pulse generator 22-2. It consists of 4 and. Normally, the acceleration / deceleration function generator 22-1 is capable of creating linear and S-shaped acceleration / deceleration patterns.
【０００４】パルスカウンタ２２−３は、スイッチ２２
−５の切換えにより、パルス発生器２２−２からのパル
スを計数する場合と、サーボモータ２０に備えられてい
るパルスエンコーダ等による位置検出器２０−１からの
パルスを計数する場合とがある。いずれにしても、コン
パレータ２２−４は、ホストシステム２１から動作指令
コマンドを受けるとパルス発生器２２−２のパルス発生
を開始させ、パルスカウンタ２２−３によるパルスのカ
ウント値が動作指令コマンドによる目標位置に一致する
とパルス発生を停止させる。The pulse counter 22-3 includes a switch 22.
There are a case where the pulse from the pulse generator 22-2 is counted and a case where the pulse from the position detector 20-1 by the pulse encoder or the like included in the servo motor 20 is counted by switching -5. In any case, the comparator 22-4 starts the pulse generation of the pulse generator 22-2 when receiving the operation command command from the host system 21, and the count value of the pulse by the pulse counter 22-3 is the target by the operation command command. When the position matches, the pulse generation is stopped.
【０００５】本制御方式では、以下のような手順が必要
となる。This control method requires the following procedure.
【０００６】作成すべき加減速パターンを予めパルス
列制御ＩＣ２２に設定しておく。The acceleration / deceleration pattern to be created is preset in the pulse train control IC 22.
【０００７】１回の動作の最終的な目標位置を、ホス
トシステム２１に設定する。The final target position of one operation is set in the host system 21.
【０００８】動作指令コマンドをホストシステム２１
からパルス列制御ＩＣ２２へ発行する。The operation command command is sent to the host system 21.
To the pulse train control IC 22.
【０００９】このパルス列制御方式では、ホストシステ
ム２１から設定された加減速カーブ、目標位置の動作指
令コマンドが出力されると、パルス列制御ＩＣ２２の加
減速関数発生器２２−１及びパルス発生器２２−２が動
作指令コマンドに対応した加減速パターンに基づくパル
スを発生し、駆動ドライバ２３を介してサーボモータ２
０を駆動する。スイッチ２２−５が位置検出器２０−１
側にある場合、位置検出器２０−１の検出信号がパルス
カウンタ２２−３に入力される。パルスカウンタ２２−
３は、検出信号におけるパルス数をカウントし、カウン
ト値をコンパレータ２２−４に出力する。コンパレータ
２２−４は、入力されたカウント値が動作指令コマンド
による目標値と一致するかどうかを比較する。そして、
入力されたカウント値が動作コマンドによる目標値と一
致するまで、パルス発生器２２−２のパルス発生を継続
させる。In this pulse train control system, when an acceleration / deceleration curve set and a target position operation command command are output from the host system 21, an acceleration / deceleration function generator 22-1 and a pulse generator 22- of the pulse train control IC 22 are output. 2 generates a pulse based on the acceleration / deceleration pattern corresponding to the operation command command, and the servo motor 2 is generated via the drive driver 23.
Drive 0. The switch 22-5 is the position detector 20-1.
When it is on the side, the detection signal of the position detector 20-1 is input to the pulse counter 22-3. Pulse counter 22-
3 counts the number of pulses in the detection signal and outputs the count value to the comparator 22-4. The comparator 22-4 compares whether the input count value matches the target value according to the operation command command. And
The pulse generation of the pulse generator 22-2 is continued until the input count value matches the target value according to the operation command.
【００１０】なお、スイッチ２２−５は、目標位置に対
する位置決め精度を重視する場合には、位置検出器２０
−１側に置かれ、応答性を重視する場合にはパルス発生
器２２−２側に置かれる。The switch 22-5 is used for the position detector 20 when the positioning accuracy for the target position is important.
It is placed on the -1 side, and when the response is important, it is placed on the pulse generator 22-2 side.
【００１１】上記のパルス列制御方式では、一旦、加減
速カーブ、目標値が設定され、制御動作を開始すると、
動作途中での変更は不可能である。このため、以下のよ
うな欠点がある。In the above pulse train control method, once the acceleration / deceleration curve and the target value are set and the control operation is started,
It is impossible to change it during operation. Therefore, there are the following drawbacks.
【００１２】動作に入った後、最終目標位置に達する
まで次の動作に入れない。After the operation is started, the next operation cannot be started until the final target position is reached.
【００１３】動作中の速度の変更位置や変更の回数が
指定できず、連続した位置補間もできないので、多関節
ロボットやＮＣ工作機械などの高度な制御には適用でき
ない。Since it is not possible to specify the changing position of the speed during operation and the number of times of changing and continuous position interpolation cannot be performed, it cannot be applied to advanced control of an articulated robot or NC machine tool.
【００１４】補間機能は、３軸以上の場合は直線補間
（同時到達）のみで、２軸でも直線補間と円弧補間であ
る。The interpolating function is only linear interpolation (simultaneous arrival) when there are three or more axes, and linear interpolation and circular interpolation even for two axes.
【００１５】一方、サーボ制御方式は、上記のような問
題点を解消する方式であり、図３を参照して、従来のサ
ーボ制御方式について説明する。このサーボ制御方式
は、ホストシステム３１、サーボ制御装置３２、駆動ド
ライバ３３とから成る。サーボ制御装置３２は、偏差演
算部３２−１、ＰＩＤサーボ演算部３２−２を含む。On the other hand, the servo control method is a method for solving the above problems, and a conventional servo control method will be described with reference to FIG. This servo control system includes a host system 31, a servo control device 32, and a drive driver 33. The servo controller 32 includes a deviation calculator 32-1 and a PID servo calculator 32-2.
【００１６】このサーボ制御方式では、ホストシステム
３１において補間演算、座標変換により目標位置ＰＣが
リアルタイムに生成される。生成された目標位置ＰＣ
は、サーボ制御装置３２の偏差演算部３２−１にリアル
タイム（時系列毎）に与えられる。偏差演算部３２−１
では、与えられた目標位置ＰＣと位置検出器２０−１で
検出された現在位置ＰＡとの偏差演算を行い、偏差をＰ
ＩＤサーボ演算部３２−２に出力する。ＰＩＤサーボ演
算部３２−２は、偏差に対して周知のＰＩＤサーボ演算
を行い、演算結果を速度指令値として駆動ドライバ３３
に与えることにより、サーボモータ２０が駆動される。In this servo control method, the target position PC is generated in real time by the host system 31 through interpolation calculation and coordinate conversion. Generated target position PC
Are given in real time (every time series) to the deviation calculator 32-1 of the servo controller 32. Deviation calculator 32-1
Then, the deviation between the given target position PC and the current position PA detected by the position detector 20-1 is calculated, and the deviation is calculated as P.
It is output to the ID servo calculation unit 32-2. The PID servo calculation unit 32-2 performs a well-known PID servo calculation on the deviation and sets the calculation result as a speed command value to the drive driver 33.
The servo motor 20 is driven by applying to the servo motor 20.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】このサーボ制御方式で
は、目標位置ＰＣをリアルタイム（時系列毎）に与える
ことができる。そのため、ホストシステム３１から複数
の各軸に対して任意の時点での目標位置を与えることが
でき、多軸制御において、直線、円弧に限らず任意の補
間動作が可能となる。In this servo control method, the target position PC can be given in real time (every time series). Therefore, the host system 31 can give a target position at any time to each of the plurality of axes, and in the multi-axis control, an arbitrary interpolation operation is not limited to a straight line or a circular arc.
【００１８】しかし、このサーボ制御方式が適用される
のは、サーボ制御方式用のサーボモータに対してだけで
ある。言い換えれば、パルス列制御方式とサーボ制御方
式とはまったく異なる方式のために制御上分離せざるを
得ず、同列に扱うことはできない。したがって、これら
が混在しているようなシステムにおいて任意の補間制御
動作を行うことはできない。However, the servo control method is applied only to the servo motor for the servo control method. In other words, since the pulse train control system and the servo control system are completely different systems, there is no choice but to separate them in terms of control, and they cannot be treated in the same train. Therefore, an arbitrary interpolation control operation cannot be performed in a system in which these are mixed.
【００１９】そこで、本発明の主たる課題は、サーボ制
御方式と同等の多軸制御における直線、円弧及び任意の
補間制御を可能とするモータのパルス列制御方式を提供
することにある。Therefore, a main object of the present invention is to provide a pulse train control system of a motor which enables linear, circular and arbitrary interpolation control in multi-axis control equivalent to the servo control system.
【００２０】本発明の他の課題は、同一のシステムの中
で、パルス列制御方式のモータとサーボ制御方式のモー
タを区別なく入れ替え可能で混在させて制御することの
できるモータのパルス列制御方式を提供することにあ
る。Another object of the present invention is to provide a pulse train control system for a motor in which the motors of the pulse train control system and the motors of the servo control system can be interchanged and mixed and controlled in the same system. To do.
【００２１】本発明の更に他の課題は、シンプルで且つ
高速高精度の制御を低価格で実現することのできるモー
タのパルス列制御方式を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a pulse train control system for a motor, which can realize simple, high-speed and high-precision control at a low price.
【００２２】[0022]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、補間演
算、座標変換により目標位置をリアルタイムに生成可能
なホストシステムからの前記目標位置に応答して、モー
タ駆動による駆動源を備えた機械装置におけるモータを
パルス列制御するモータのパルス列制御方式であって、
偏差演算部を含み、前記目標位置に応じて周波数指令値
を出力するための制御演算部と、前記周波数指令値に応
じてパルスを発生し前記モータの駆動ドライバに与える
ためのパルス発生器と該パルス発生器で発生されたパル
スをカウントするためのパルスカウンタとを有するパル
ス発生部とを有し、前記パルスカウンタのカウント値を
擬似現在位置として前記偏差演算部にフイ一ドバックす
る疑似サーボループを形成して該偏差演算部により前記
目標位置と前記カウント値との偏差ＰＥを演算し、演算
結果を前記周波数指令値として前記パルス発生器に与え
るように構成したことを特徴とする任意補間を可能とし
たモータのパルス列制御方式が提供される。According to the present invention, a machine provided with a drive source driven by a motor in response to the target position from a host system capable of generating the target position in real time by interpolation calculation and coordinate conversion. A pulse train control method of a motor for controlling a pulse train of a motor in an apparatus,
A control calculation unit including a deviation calculation unit for outputting a frequency command value according to the target position; a pulse generator for generating a pulse according to the frequency command value and giving it to a drive driver of the motor; And a pulse generator having a pulse counter for counting the pulses generated by the pulse generator, and a pseudo servo loop for feeding back to the deviation calculator with the count value of the pulse counter as the pseudo current position. Arbitrary interpolation is possible, characterized in that the deviation calculating unit calculates the deviation PE between the target position and the count value, and gives the calculation result as the frequency command value to the pulse generator. A pulse train control method for the motor is provided.
【００２３】なお、前記制御演算部は更に、１／Ｋｐ・
ＰＥ（ただし、Ｋｐは疑似サーボループ比例ゲイン）の
演算を行うサーボ演算部を含む。Further, the control calculation unit is further 1 / Kp.
It includes a servo calculation unit that calculates PE (Kp is a pseudo servo loop proportional gain).
【００２４】また、前記モータはパルスエンコーダによ
る位置検出器を有しており、前記駆動ドライバは、前記
パルス発生器からのパルス列と前記位置検出器からの検
出結果により前記モータを駆動する。The motor has a position detector by a pulse encoder, and the drive driver drives the motor according to the pulse train from the pulse generator and the detection result from the position detector.
【００２５】[0025]
【作用】上記の構成により、１）サーボ制御方式のモー
タとパルス列制御方式のモータとを混在させ、多軸制御
で高速高精度な任意の補間制御ができるため、モーショ
ンコントローラのシステムがシンプルになる。また、
２）制御システムに要求される機能に応じたサーボ制御
方式のモータあるいはパルス列制御方式のモータが任意
に選択でき、また変更することが容易である。With the above-described structure, 1) a servo control type motor and a pulse train control type motor are mixed, and high-speed and high-precision arbitrary interpolation control can be performed by multi-axis control, so that the motion controller system is simplified. . Also,
2) A servo control type motor or a pulse train control type motor according to the function required of the control system can be arbitrarily selected and easily changed.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明によるモ
ータのパルス列制御方式をサーボモータに適用する場合
の実施の形態について説明する。本方式は、図３と同様
のホストシステム３１と、偏差演算部１２−１とサーボ
演算部１２−２で構成される制御演算部１２と、パルス
発生器１３−１とパルスカウンタ１３−２とを有するパ
ルス発生部１３と、駆動ドライバ１４とから成る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION With reference to FIG. 1, an embodiment in which a pulse train control system for a motor according to the present invention is applied to a servo motor will be described. This system includes a host system 31 similar to that shown in FIG. 3, a control calculator 12 including a deviation calculator 12-1 and a servo calculator 12-2, a pulse generator 13-1 and a pulse counter 13-2. And a drive driver 14.
【００２７】制御演算部１２はＣＰＵで実現することが
できる。パルス発生部１３は、パルス発生器１３−１で
発生されたパルスをパルスカウンタ１３−２にてカウン
トしたカウント値を擬似現在位置ＰＡとして制御演算部
１２に出力する。すなわち、パルス発生部１３から制御
演算部１２への疑似サーボループを形成している。The control calculation unit 12 can be realized by a CPU. The pulse generator 13 outputs the count value obtained by counting the pulses generated by the pulse generator 13-1 by the pulse counter 13-2 to the control calculator 12 as the pseudo current position PA. That is, a pseudo servo loop from the pulse generator 13 to the control calculator 12 is formed.
【００２８】本方式では、図３で説明したサーボ制御方
式と同様に、ホストシステム３１から補間演算、座標変
更によりリアルタイム（時系列毎）に目標位置ＰＣが制
御部演算部１２に送られる。偏差演算部１２−１では、
この目標位置ＰＣと、駆動ドライバ１４に与えられるパ
ルスをパルスカウンタ１３−２でカウントした擬似現在
位置ＰＡとの偏差演算を行い、その結果をサーボ演算部
１２−２を通してパルス周波数指令値として、パルス発
生器１３−１に与える。パルス発生器１３−１は、与え
られた周波数指令値に応じた周波数にてパルス列を発生
し、駆動ドライバ１４はそのパルス列に応じてサーボモ
ータ２０を駆動する。なお、駆動ドライバ１４は、パル
ス発生器２２−２からのパルス列を指令値とし、位置検
出器２０−１からの位置検出信号におけるパルス列を現
在位置として監視しながらサーボモータ２０を駆動す
る。In this system, as in the servo control system described in FIG. 3, the host system 31 sends the target position PC to the control unit computing unit 12 in real time (every time series) by interpolation calculation and coordinate change. In the deviation calculator 12-1,
A deviation calculation is performed between the target position PC and the pseudo current position PA in which the pulse given to the drive driver 14 is counted by the pulse counter 13-2, and the result is used as a pulse frequency command value through the servo calculation unit 12-2 to generate a pulse. It is given to the generator 13-1. The pulse generator 13-1 generates a pulse train at a frequency according to the given frequency command value, and the drive driver 14 drives the servomotor 20 according to the pulse train. The drive driver 14 drives the servo motor 20 while monitoring the pulse train in the position detection signal from the position detector 20-1 as the current position, using the pulse train from the pulse generator 22-2 as a command value.
【００２９】本方式の場合、サーボ制御方式と同様な擬
似サーボループを制御演算部１２とパルス発生部１３に
て構成しているので、目標位置をリアルタイム（時系列
毎）に与えることができ、ホストシステム３１において
任意の補間動作が可能となる。In the case of this system, since the pseudo-servo loop similar to the servo control system is composed of the control calculation unit 12 and the pulse generation unit 13, the target position can be given in real time (every time series), Arbitrary interpolation operation is possible in the host system 31.
【００３０】これは、図３のサーボ制御方式によるサー
ボ制御系の偏差演算部とＰＩＤサーボ演算部のサーボル
ープによる速度指令を、制御演算部１２とパルス発生部
１３による擬似サ一ボループのパルス列出力指令に置き
換えたこと及びホストシステム３１側からは、サーボ制
御方式と全く同様の信号による制御を可能としたことに
基づいている。This is because the speed command by the servo loop of the deviation calculation part and the PID servo calculation part of the servo control system by the servo control system of FIG. 3 is output by the control calculation part 12 and the pulse generation part 13 by the pulse train output of the pseudo servo loop. It is based on the fact that it is replaced with the command and that the host system 31 side enables control by a signal exactly the same as the servo control method.
【００３１】なお、制御演算部１２の計算式は、パルス
発生器１３−１の出力をカウントした擬似現在位置をＰ
Ａ、ホストシステム３１から来る目標位置をＰＣ、パル
ス発生器１３−１への周波数指令値をｆ0 とすると、
ｆ0 ＝１／Ｋｐ（ＰＣ−ＰＡ）
＝１／Ｋｐ・ＰＥ
で与えられる。The calculation formula of the control calculation unit 12 is such that the pseudo current position obtained by counting the output of the pulse generator 13-1 is P
A, the target position coming from the host system 31 is PC, and the frequency command value to the pulse generator 13-1 is f 0 , then f 0 = 1 / Kp (PC-PA) = 1 / Kp · PE.
【００３２】ここで、Ｋｐは疑似サーボループの比例ゲ
インである。通常のサーボ演算と比べ最終結果が逆数演
算となっているのは、通常のサーボ演算の出力が速度指
令であるのに対し、本方式での出力がパルス列出力の周
波数、すなわち速度指令の逆数となっているためであ
る。この場合、周波数指令値を受け取ったパルス発生器
１３−１は周波数指令値どおりに発振するだけで良い。
この結果、駆動ドライバ１４への出力パルスはホストシ
ステム３１からの位置指令に自然に追従することにな
る。Here, Kp is a proportional gain of the pseudo servo loop. The final result is the reciprocal calculation compared to the normal servo calculation.The output of this method is the frequency of the pulse train output, that is, the reciprocal of the speed command, while the output of the normal servo calculation is the speed command. It is because it has become. In this case, the pulse generator 13-1 that has received the frequency command value need only oscillate according to the frequency command value.
As a result, the output pulse to the drive driver 14 naturally follows the position command from the host system 31.
【００３３】本制御方式による利点は以下の通りであ
る。The advantages of this control method are as follows.
【００３４】（１）ホストシステム３１からサーボ制御
系を見た時、サーボ制御方式とまったく同様に見え、パ
ルス列制御方式／サーボ制御方式の違いが無く同列に扱
うことができる。(1) When the servo control system is viewed from the host system 31, it looks exactly the same as the servo control system, and there is no difference between the pulse train control system / servo control system and they can be handled in the same train.
【００３５】（２）パルス発生のためのパルス発生部１
３は、周波数指令値どおりに発振するだけで良く、図２
のパルス列制御ＩＣに比べ単純である。(2) Pulse generator 1 for pulse generation
3 need only oscillate according to the frequency command value.
It is simpler than the pulse train control IC of.
【００３６】（３）構成のどの部分を取っても非常にシ
ンプルであり、複雑な演算が必要ない。したがって、高
速・高精度の制御を低価格で実現できることになる。(3) No matter which part of the configuration is taken, it is very simple and no complicated operation is required. Therefore, high-speed and high-precision control can be realized at a low price.
【００３７】本制御方式の別の特徴としてサーボ軸の応
答特性を意図的に変更できる点がある。比例ゲインＫｐ
は疑似サーボループの応答特性を決定するゲインであ
る。パルス発生器１３−１の基準カウント周波数をｆｐ
（Ｈｚ）、制御演算部１２の疑似サーボ演算のサンプリ
ング周波数をｆｓ（Ｈｚ）とすると、比例ゲインＫｐは
次式、
Ｋｐ＝ｆｓ／ｆｐ
で与えられ、このときｆｓ、ｆｐが十分に大きければ出
力パルスは目標位置指令に遅れなく追従すると考えて良
い。この時の比例ゲインＫｐの値を理論限界とすると、
Ｋｐを理論限界より小さく設定すれば、Ｋｐに比例して
サーボ系の追従が遅くなる。この性質を利用すると、各
軸の実際のサーボゲインを最大値としながらも、条件の
悪い軸に合わせて比例ゲインＫｐを調整することでサー
ボ偏差による追従遅れを相殺し、全体の軌跡精度を向上
させることができる。Another feature of this control method is that the response characteristic of the servo axis can be intentionally changed. Proportional gain Kp
Is a gain that determines the response characteristic of the pseudo servo loop. Set the reference count frequency of the pulse generator 13-1 to fp
(Hz), where fs (Hz) is the sampling frequency of the pseudo-servo calculation of the control calculation unit 12, the proportional gain Kp is given by the following equation: Kp = fs / fp It may be considered that the pulse follows the target position command without delay. If the value of the proportional gain Kp at this time is the theoretical limit,
If Kp is set smaller than the theoretical limit, tracking of the servo system becomes slow in proportion to Kp. If this property is used, the tracking delay due to the servo deviation is canceled by adjusting the proportional gain Kp according to the axis with bad conditions while maximizing the actual servo gain of each axis, improving the overall trajectory accuracy. Can be made.
【００３８】次に、本制御方式の適用例について説明す
る。本制御方式は、例えば半導体製造工場内で製品の搬
送に用いられるＡＧＶ（自立走行台車）に適用される。
このＡＧＶは、昇降軸にパルスモータ（位置フィードバ
ック無し）、旋回軸にＤＤモータ、走行軸にＡＣサーボ
モータとリニアモータが使用される。このようなＡＧＶ
ではパルス列制御方式とサーボ制御方式とが混在してお
り、各駆動源も軸毎に異なる。このようなＡＧＶに本制
御方式を適用するに際しては、以下の点が考慮される。Next, an application example of this control method will be described. This control method is applied to, for example, an AGV (independent traveling vehicle) used for transporting products in a semiconductor manufacturing factory.
In this AGV, a pulse motor (without position feedback) is used for the lifting shaft, a DD motor is used for the turning shaft, and an AC servo motor and a linear motor are used for the traveling shaft. Such an AGV
The pulse train control method and the servo control method are mixed, and each drive source also differs for each axis. When applying the present control method to such an AGV, the following points are considered.
【００３９】（１）旋回軸にＤＤモータを採用するた
め、高速のパルス列出力が可能であること。(1) A high-speed pulse train output is possible because a DD motor is used for the turning axis.
【００４０】（２）各軸のパルス列入力形態が異なるた
め、任意の出力形態に対応可能であること。(2) Since the pulse train input form of each axis is different, it is possible to support any output form.
【００４１】（３）小型で低価格に押さえること。(3) Small size and low cost.
【００４２】以上の点に対応するため、本制御方式のパ
ルス発生部１３にＦＰＧＡ（汎用プログラミングＩＣ）
を採用した。回路の構成がシンプルであることで汎用の
ＦＰＧＡに回路を構築することができ、その結果、高速
で多様な出力形式に対応可能であるにもかかわらず、小
型・低コストとすることができた。In order to deal with the above points, the pulse generator 13 of this control system has an FPGA (general-purpose programming IC).
It was adopted. Since the circuit configuration is simple, it is possible to build a circuit on a general-purpose FPGA, and as a result, it is possible to reduce the size and cost even though it can support various output formats at high speed. .
【００４３】なお、本発明による制御方式は、サーボモ
ータに限らず、１）ステッピンダモータによる複雑、高
精度な軌跡制御に応用できる。また、２）複数メーカの
サーボドライバとステッピンダモータとを組み合わせた
システムにも適用できる。The control method according to the present invention is not limited to servomotors, and can be applied to 1) complicated and highly accurate trajectory control using stepper motors. 2) It can also be applied to a system in which servo drivers from a plurality of manufacturers and stepper motors are combined.
【００４４】[0044]
【発明の効果】本発明においては、従来のサーボ制御方
式のサーボ制御系のサーボループに対応するパルス列制
御の擬似サーボループを制御演算部とパルス発生部とで
構成することにより、パルス列制御方式のモータを駆動
することが可能となる。このことにより、同一システム
でサーボ制御方式のモータとパルス列制御方式のモータ
とをホストシステムからは、同様に扱うことができ、多
軸制御において、高速高精度の任意の補間制御が可能と
なる。また、小容量にて比較的安価なパルスモータをサ
ーボモータと置き換えて制御することもできる。According to the present invention, the pseudo-servo loop for pulse train control corresponding to the servo loop of the servo control system of the conventional servo control system is constructed by the control calculation unit and the pulse generation unit. It becomes possible to drive the motor. As a result, a servo control type motor and a pulse train control type motor in the same system can be handled in the same way from the host system, and high-speed and high-precision arbitrary interpolation control can be performed in multi-axis control. Further, it is also possible to replace a pulse motor with a small capacity and which is relatively inexpensive with a servo motor for control.
【図１】本発明によるモータのパルス列制御方式をサー
ボモータに適用する場合の実施の形態の構成を示した図
である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment when a pulse train control system for a motor according to the present invention is applied to a servo motor.
【図２】従来のパルス列制御方式の構成を示した図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a conventional pulse train control system.
【図３】従来のサーボ制御方式の構成を示した図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional servo control method.
１２ 制御演算部 １２−１、３２−１ 偏差演算部 １２−２ サーボ演算部 １３ パルス発生部 １４、２３、３３ 駆動ドライバ ２０ サーボモータ ２０−１ 位置検出器 ３１ ホストシステム 12 Control calculation unit 12-1, 32-1 deviation calculator 12-2 Servo calculation unit 13 pulse generator 14, 23, 33 drive driver 20 Servo motor 20-1 Position detector 31 Host system
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−68607（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−114764（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 5/00 B25J 9/18 B23Q 5/36 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-2-68607 (JP, A) JP-A-6-114764 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 5/00 B25J 9/18 B23Q 5/36
Claims (3)
アルタイムに生成可能なホストシステムからの前記目標
位置に応答して、モータ駆動による駆動源を備えた機械
装置におけるモータをパルス列制御するモータのパルス
列制御方式であって、 偏差演算部を含み、前記目標位置に応じて周波数指令値
を出力するための制御演算部と、 前記周波数指令値に応じてパルスを発生し前記モータの
駆動ドライバに与えるためのパルス発生器と該パルス発
生器で発生されたパルスをカウントするためのパルスカ
ウンタとを有するパルス発生部とを有し、 前記パルスカウンタのカウント値を擬似現在位置として
前記偏差演算部にフイ一ドバックする疑似サーボループ
を形成して該偏差演算部により前記目標位置と前記カウ
ント値との偏差ＰＥを演算し、演算結果を前記周波数指
令値として前記パルス発生器に与えるように構成したこ
とを特徴とする任意補間を可能としたモータのパルス列
制御方式。1. A pulse train of a motor for controlling a pulse train of a motor in a mechanical device having a drive source driven by a motor in response to the target position from a host system capable of generating the target position in real time by interpolation calculation and coordinate conversion. A control calculation method, including a deviation calculation section, for outputting a frequency command value according to the target position, and for generating a pulse according to the frequency command value and giving it to a drive driver of the motor. Pulse generator and a pulse generator having a pulse counter for counting the pulses generated by the pulse generator, and the count value of the pulse counter is set as a pseudo current position to the deviation calculator. Forming a pseudo servo loop for performing a feedback, and calculating the deviation PE between the target position and the count value by the deviation calculator. A motor pulse train control system capable of arbitrary interpolation, characterized in that a calculation result is given to the pulse generator as the frequency command value.
て、前記制御演算部は更に、１／Ｋｐ・ＰＥ（ただし、
Ｋｐは疑似サーボループ比例ゲイン）の演算を行うサー
ボ演算部を含むことを特徴とする任意補間を可能とした
モータのパルス列制御方式。2. The pulse train control method according to claim 1, wherein the control calculation unit further includes 1 / Kp · PE (however,
Kp is a pulse train control system for a motor capable of arbitrary interpolation, which includes a servo calculation unit that calculates a pseudo servo loop proportional gain).
方式において、前記モータはパルスエンコーダによる位
置検出器を有しており、前記駆動ドライバは、前記パル
ス発生器からのパルス列と前記位置検出器からの検出結
果により前記モータを駆動することを特徴とする任意補
間を可能としたモータのパルス列制御方式。3. The pulse train control method according to claim 1, wherein the motor has a position detector by a pulse encoder, and the drive driver has a pulse train from the pulse generator and a position detector. A pulse train control method for a motor capable of performing arbitrary interpolation, characterized in that the motor is driven according to the detection result.
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