JP4471636B2 - デジタル制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は，所定の演算分解能のデジタル演算値をそれより低い分解能である出力分解能のデジタル制御値に換算し，該デジタル制御値に応じた制御信号を出力するデジタル制御装置に関するものである。
旋盤等における工具の速度制御では，ＰＣ（プログラマブルコントローラ），シーケンサ，ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）等の内部でデジタル演算を行うデジタル制御装置が用いられる。例えば，光ファイバの線引装置等の制御においても，デジタル制御装置が用いられる。
近年，旋盤等の装置の制御では，生産性の向上の要請から，装置速度が高速化する一方，依然として低速度での運転が必要な状況もあり，運転速度範囲が広くなっている。デジタル制御装置において，このように広い運転速度範囲に対応させようとすると，速度分解能が粗くなる。
このため，例えば，光ファイバの線引装置等の制御では，線掛け速度近辺（１０〜２０ｍ／分程度）で素線外径を見ながら引き取りキャプスタンを制御する場合の制御性能が悪くなり，引き取り速度を安定させることが難しくなる。さらに，光ファイバの母材送り装置の送り込み速度の分解能が粗くなるため，細かな速度設定ができないという問題も生じる。特に，母材送り装置では手動速度（高速）と生産速度（低速）の速度差が大きい一方，生産速度（低速）においてより高い速度分解能が必要であるため，速度分解能の問題がより顕著となる。このような光ファイバの線引装置については，例えば，特許文献１等に示されている。
従来，ＰＣ（プログラマブルコントローラ），シーケンサ，ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）等の内部でデジタル演算を行うデジタル制御装置では，外部機器に出力する制御信号を高分解能化する場合，以下のような技術があった。
（従来技術１）
内部演算を高分解能化（例えば，３２ｂｉｔ，６４ｂｉｔ等の高分解能のプロセッサを用いて浮動小数点演算を行う等）し，さらに同等分解能のＤ／Ａコンバータを設けて制御信号をアナログ出力する，或いは高分解能のデジタル制御信号を出力してこれに対応する外部機器を用意する。
（従来技術２）
旋盤等における工具の速度制御のように，比較的低い制御精度でも許容される高速動作から比較的高い制御精度が要求される低速動作まで広範囲の速度制御を行う必要がある場合に，高速用と低速用のアクチュエータ（サーボモータ等）をそれぞれ設け，これを必要に応じて切り替えるとともに，制御信号のフルスケールを切り替えることにより，低速動作時における制御信号を高分解能化する。
また，デジタル制御装置で対応が困難な場合は，アナログ制御装置を用いることも行われる。
特開平９−１４２８６８号公報
近年，旋盤等の装置の制御では，生産性の向上の要請から，装置速度が高速化する一方，依然として低速度での運転が必要な状況もあり，運転速度範囲が広くなっている。デジタル制御装置において，このように広い運転速度範囲に対応させようとすると，速度分解能が粗くなる。
このため，例えば，光ファイバの線引装置等の制御では，線掛け速度近辺（１０〜２０ｍ／分程度）で素線外径を見ながら引き取りキャプスタンを制御する場合の制御性能が悪くなり，引き取り速度を安定させることが難しくなる。さらに，光ファイバの母材送り装置の送り込み速度の分解能が粗くなるため，細かな速度設定ができないという問題も生じる。特に，母材送り装置では手動速度（高速）と生産速度（低速）の速度差が大きい一方，生産速度（低速）においてより高い速度分解能が必要であるため，速度分解能の問題がより顕著となる。このような光ファイバの線引装置については，例えば，特許文献１等に示されている。
従来，ＰＣ（プログラマブルコントローラ），シーケンサ，ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）等の内部でデジタル演算を行うデジタル制御装置では，外部機器に出力する制御信号を高分解能化する場合，以下のような技術があった。
（従来技術１）
内部演算を高分解能化（例えば，３２ｂｉｔ，６４ｂｉｔ等の高分解能のプロセッサを用いて浮動小数点演算を行う等）し，さらに同等分解能のＤ／Ａコンバータを設けて制御信号をアナログ出力する，或いは高分解能のデジタル制御信号を出力してこれに対応する外部機器を用意する。
（従来技術２）
旋盤等における工具の速度制御のように，比較的低い制御精度でも許容される高速動作から比較的高い制御精度が要求される低速動作まで広範囲の速度制御を行う必要がある場合に，高速用と低速用のアクチュエータ（サーボモータ等）をそれぞれ設け，これを必要に応じて切り替えるとともに，制御信号のフルスケールを切り替えることにより，低速動作時における制御信号を高分解能化する。
また，デジタル制御装置で対応が困難な場合は，アナログ制御装置を用いることも行われる。
しかしながら，一般的なＤ／Ａコンバータの出力分解能や外部機器の入力分解能が８ｂｉｔ（２５６分解能）〜１６ｂｉｔ（６５５３６分解能）であるため，これ以上の分解能が必要な場合，前記従来技術１では，特殊品を用意する必要が生じて入手困難，高価格等の問題点があった。
また，前記従来技術２では，複数のアクチュエータ及びその切り替え機構等が必要にな
るため装置が複雑になる上，低速から高速までの全領域で高分解能を得ることができないとう問題点があった。
また，アナログ制御装置を用いた場合，設定や調整に個体差が生じて調整が難しくなるという問題点があった。
一方，旋盤や後述する光ファイバ線引装置等，制御対象によっては，制御量の瞬時的な変化の（短期的な）精度よりも所定時間内の平均的な値の精度，即ち，所定時間内における制御信号の平均的な値の精度がより重要となるものがある。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，比較的低い分解能の制御信号を用いながら，その制御信号の平均的な出力レベルの高精度化を簡易な構成によって実現できるデジタル制御装置を提供することにある。
また，前記従来技術２では，複数のアクチュエータ及びその切り替え機構等が必要にな
るため装置が複雑になる上，低速から高速までの全領域で高分解能を得ることができないとう問題点があった。
また，アナログ制御装置を用いた場合，設定や調整に個体差が生じて調整が難しくなるという問題点があった。
一方，旋盤や後述する光ファイバ線引装置等，制御対象によっては，制御量の瞬時的な変化の（短期的な）精度よりも所定時間内の平均的な値の精度，即ち，所定時間内における制御信号の平均的な値の精度がより重要となるものがある。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，比較的低い分解能の制御信号を用いながら，その制御信号の平均的な出力レベルの高精度化を簡易な構成によって実現できるデジタル制御装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明は，整数演算によって所定の演算分解能のデジタル演算値をそれより低い分解能である出力分解能のデジタル制御値に換算する換算処理を一定周期で行い，該デジタル制御値に応じた制御信号を出力するデジタル制御装置であって，前記デジタル演算値を精度確保に必要な最小単位を１とする整数とし，前記換算処理が行われるごとに，前記デジタル演算値と前記デジタル制御値のフルスケール値との積を前記デジタル演算値のフルスケール値で除算する第１の除算の余りを算出する整数演算を行う誤差算出手段と，前記換算処理が所定の単位回数だけ行われる期間ごとに，その期間内において，前記単位回数に対する補正回数の比が前記デジタル演算値のフルスケール値に対する前記第１の除算の余りの比と一致するよう設定される前記補正回数分だけ，前記第１の除算の商に前記デジタル制御値の最小単位分を加算した値を前記デジタル制御値として出力し，残りは前記第１の除算の商を前記デジタル制御値として出力する制御値補正手段と，を具備してなり，前記換算処理が前記単位回数だけ行われる期間は前記デジタル演算値がほぼ変化しない期間であることを特徴とするデジタル制御装置として構成されるものである。
これにより，短期的には前記デジタル制御値（即ち，前記制御信号）に前記演算分解能と前記出力分解能の違いに起因する誤差が生じても，前記単位時間帯ごとに前記誤差分が簡易な補正処理を行うだけで補正されるため，平均的にはその誤差が打ち消され（補正され），前記制御信号の平均的な出力レベルの高精度化を実現できる。
これにより，短期的には前記デジタル制御値（即ち，前記制御信号）に前記演算分解能と前記出力分解能の違いに起因する誤差が生じても，前記単位時間帯ごとに前記誤差分が簡易な補正処理を行うだけで補正されるため，平均的にはその誤差が打ち消され（補正され），前記制御信号の平均的な出力レベルの高精度化を実現できる。
例えば，前記単位回数が前記デジタル演算値のフルスケール値であり，前記補正回数が前記第１の除算の余りであることが考えられる。
また，前記補正回数が，前記第１の除算の余りと前記単位回数との積を前記デジタル演算値のフルスケール値で除算する第２の除算の商であり，前記制御値補正手段が，前記第２の除算で余りが生じる場合，さらに前記単位回数と前記デジタル演算値のフルスケール値との積の回数の前記換算処理がなされる間に，前記第２の除算の余りの回数だけ前記デジタル制御値をその最小単位分補正するものとすれば，前記第２の除算で生じる誤差分（余り）の補正も行われてより精度が向上する。
また，本発明は，整数演算によって所定の演算分解能のデジタル演算値をそれより低い分解能である出力分解能のデジタル制御値に換算する換算処理を一定周期で行い，該デジタル制御値に応じた制御信号を出力するデジタル制御装置であって，前記デジタル演算値を精度確保に必要な最小単位を１とする整数とし，前記換算処理が行われるごとに，前記デジタル演算値と前記デジタル制御値のフルスケール値との積を前記デジタル演算値のフルスケール値で除算する第１の除算の余りを算出する整数演算を行う誤差算出手段と，前記換算処理が所定の単位回数だけ行われる期間ごとに，その期間内において，前記誤差算出手段によって算出される前記第１の除算の余りを積算し，該積算値が前記デジタル演算値のフルスケール値以上である場合は，前記第１の除算の商に前記デジタル制御値の最小単位分を加算した値を前記デジタル制御値として出力すると共に，該積算値から前記デジタル制御値のフルスケール値を減算し，残りは前記第１の除算の商を前記デジタル制御値として出力する制御値補正手段と，を具備してなることを特徴とするデジタル制御装置として構成される。
また，本発明は，整数演算によって所定の演算分解能のデジタル演算値をそれより低い分解能である出力分解能のデジタル制御値に換算する換算処理を一定周期で行い，該デジタル制御値に応じた制御信号を出力するデジタル制御装置であって，前記デジタル演算値を精度確保に必要な最小単位を１とする整数とし，前記換算処理が行われるごとに，前記デジタル演算値と前記デジタル制御値のフルスケール値との積を前記デジタル演算値のフルスケール値で除算する第１の除算の余りを算出する整数演算を行う誤差算出手段と，前記換算処理が所定の単位回数だけ行われる期間ごとに，その期間内において，前記誤差算出手段によって算出される前記第１の除算の余りを積算し，該積算値が前記デジタル演算値のフルスケール値以上である場合は，前記第１の除算の商に前記デジタル制御値の最小単位分を加算した値を前記デジタル制御値として出力すると共に，該積算値から前記デジタル制御値のフルスケール値を減算し，残りは前記第１の除算の商を前記デジタル制御値として出力する制御値補正手段と，を具備してなることを特徴とするデジタル制御装置として構成される。
本発明によれば，短期的には前記デジタル制御値（即ち，前記制御信号）に誤差が生じても，平均的にはその誤差が打ち消され（補正され），前記制御信号の平均的な出力レベルの高精度化を実現できる。しかも，前記出力分解能を上げることなく，簡易な補正処理によって前記制御信号の出力レベルの高精度化が図れる。その結果，例えば，前記デジタル制御値をＤ／Ａ変換したアナログ信号を前記制御信号とする場合であっても，高分解能のＤ／Ａ変換手段を用いることなく実現できる。
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係るデジタル制御装置Ｘの概略構成を表すブロック図，図２は本発明の実施の形態に係るデジタル制御装置Ｘの制御対象の一例である移動台車装置の概略構成を表す図，図３はデジタル制御装置Ｘによる移動台車装置の制御手順の第１の実施例を表すフローチャート，図４はデジタル制御装置Ｘによる移動台車装置の制御手順の第２の実施例を表すフローチャート，図５はデジタル制御装置Ｘによる移動台車装置の制御手順の第３の実施例を表すフローチャート，図６は本発明による制御対象の一例である光ファイバ線引装置の概略構成を表す図，図７は本発明による制御対象の一例であるガラス旋盤等の概略構成を表す図，図８は本発明による制御対象の一例であるジャケッティング装置等の概略構成を表す図である。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係るデジタル制御装置Ｘの概略構成を表すブロック図，図２は本発明の実施の形態に係るデジタル制御装置Ｘの制御対象の一例である移動台車装置の概略構成を表す図，図３はデジタル制御装置Ｘによる移動台車装置の制御手順の第１の実施例を表すフローチャート，図４はデジタル制御装置Ｘによる移動台車装置の制御手順の第２の実施例を表すフローチャート，図５はデジタル制御装置Ｘによる移動台車装置の制御手順の第３の実施例を表すフローチャート，図６は本発明による制御対象の一例である光ファイバ線引装置の概略構成を表す図，図７は本発明による制御対象の一例であるガラス旋盤等の概略構成を表す図，図８は本発明による制御対象の一例であるジャケッティング装置等の概略構成を表す図である。
まず，図１のブロック図を用いて，本発明の実施の形態に係るデジタル制御装置Ｘの構成について説明する。
デジタル制御装置Ｘは，いわゆるＰＣ（プログラマブルコントローラ）であり，ＭＰＵにより各種演算を行う演算部１と，該演算部１で実行されるプログラムが予め記憶される不揮発性ＲＡＭ等の記憶手段であるプログラムメモリ２と，外部との入出力データや前記演算部１による演算結果が一時記憶されるＲＡＭ等の記憶手段であるデータメモリ３と，外部のホスト装置との通信を行い，該ホスト装置から前記プログラムメモリ２内のプログラムや前記データメモリ３内のデータの参照や書き込みを行う際のプログラム或いはデータの転送を中継する通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）４と，前記データメモリ３内の所定の出力データ領域に格納されたデータをアナログ信号に変換（Ｄ／Ａ変換）し，そのアナログ信号を制御信号として制御対象が備えるアクチュエータ等の機器に出力するＤ／Ａ変換部５と，制御対象が備えるセンサから速度や温度等の検出信号（アナログ信号）を入力し，これをデジタルデータに変換（Ａ／Ｄ変換）し，そのデジタルデータを前記データメモリ内の所定の入力データ領域に格納するＡ／Ｄ変換部６とを具備している。
前記演算部１は，所定の演算分解能（例えば，３２ｂｉｔ等）で各種制御演算を行い，そのデジタル演算値をそれより低い分解能である出力分解能（例えば，１２ｂｉｔ或いは１６ｂｉｔ等）のデジタル制御値に換算して前記データメモリ３の前記出力データ領域に格納する。そして，前記Ｄ／Ａ変換部５が，前記出力データ領域内の換算後の前記デジタル制御値をＤ／Ａ変換した制御信号（前記デジタル制御値に応じた制御信号）を外部の制御機器へ出力する。これにより，出力される制御信号（アナログ信号）の実質的な分解能も前記出力分解能と等しくなる。ここで，前記演算部１は，制御演算に用いる入力値として，前記Ａ／Ｄ変換部６を介して入力される制御対象からのフィードバック値，即ち，制御対象の状態量の検出値（前記センサの検出信号の値）を用いる。
ここでは，前記演算分解能は最大で３２ｂｉｔ（４２９４９６７２９６）であり，前記出力分解能は１２ｂｉｔであるとする。
デジタル制御装置Ｘは，いわゆるＰＣ（プログラマブルコントローラ）であり，ＭＰＵにより各種演算を行う演算部１と，該演算部１で実行されるプログラムが予め記憶される不揮発性ＲＡＭ等の記憶手段であるプログラムメモリ２と，外部との入出力データや前記演算部１による演算結果が一時記憶されるＲＡＭ等の記憶手段であるデータメモリ３と，外部のホスト装置との通信を行い，該ホスト装置から前記プログラムメモリ２内のプログラムや前記データメモリ３内のデータの参照や書き込みを行う際のプログラム或いはデータの転送を中継する通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）４と，前記データメモリ３内の所定の出力データ領域に格納されたデータをアナログ信号に変換（Ｄ／Ａ変換）し，そのアナログ信号を制御信号として制御対象が備えるアクチュエータ等の機器に出力するＤ／Ａ変換部５と，制御対象が備えるセンサから速度や温度等の検出信号（アナログ信号）を入力し，これをデジタルデータに変換（Ａ／Ｄ変換）し，そのデジタルデータを前記データメモリ内の所定の入力データ領域に格納するＡ／Ｄ変換部６とを具備している。
前記演算部１は，所定の演算分解能（例えば，３２ｂｉｔ等）で各種制御演算を行い，そのデジタル演算値をそれより低い分解能である出力分解能（例えば，１２ｂｉｔ或いは１６ｂｉｔ等）のデジタル制御値に換算して前記データメモリ３の前記出力データ領域に格納する。そして，前記Ｄ／Ａ変換部５が，前記出力データ領域内の換算後の前記デジタル制御値をＤ／Ａ変換した制御信号（前記デジタル制御値に応じた制御信号）を外部の制御機器へ出力する。これにより，出力される制御信号（アナログ信号）の実質的な分解能も前記出力分解能と等しくなる。ここで，前記演算部１は，制御演算に用いる入力値として，前記Ａ／Ｄ変換部６を介して入力される制御対象からのフィードバック値，即ち，制御対象の状態量の検出値（前記センサの検出信号の値）を用いる。
ここでは，前記演算分解能は最大で３２ｂｉｔ（４２９４９６７２９６）であり，前記出力分解能は１２ｂｉｔであるとする。
次に，図２を用いて，デジタル制御装置Ｘの制御対象の一例である移動台車装置１０について説明する。
前記移動台車装置１０は，ねじ切り穴が設けられた台車１１と，前記ねじ切り穴に挿入されるボールスクリュ１２と，該ボールスクリュ１２を回転駆動するサーボモータ１３とを具備し，前記サーボモータ１３で前記ボールスクリュ１２が回転駆動されることにより，前記台車１１が前記ボールスクリュ１２の軸方向に移動するものである。
前記デジタル制御装置Ｘは，前記サーボモータ１３から実際の回転速度の検出値を前記Ａ／Ｄ変換部６を介して入力し，これをフィードバック値として所定の制御演算（演算分解能でのデジタル演算）を行い，そのデジタル演算値を前記出力分解能で換算した前記デジタル制御値を前記Ｄ／Ａ変換部６を介して前記サーボモータ１３の速度指令値（アナログ信号）として出力する。
ここで，前記台車１１の移動速度Ｖｘの範囲は０〜１００００（ｍｍ／ｍｉｎ），その速度制御に必要な精度は０．１ｍｍ／ｍｉｎ（即ち，１／１０００００）である。
これに対し，前記デジタル制御装置Ｘは，前記演算部１により前記台車１１の速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値の一例）を１を精度確保に必要な最小単位（０．１（ｍｍ／ｍｉｎ）に相当）とし，１０００００（１００００．０（ｍｍ／ｍｉｎ）に相当）をフルスケールとして整数演算を行う（即ち，前記演算分解能は１００００１）。
さらに，前記演算部１は，前記速度指令演算値Ｖを４０９５をフルスケールとして換算した速度指令出力値Ａ（前記デジタル制御値の一例）を整数演算により算出する（０〜１０００００を０〜４０９５に換算（最小単位は１），前記出力分解能は４０９６）。
このように，前記速度指令演算値Ｖは十分な分解能を有するが，前記速度指令出力値Ａの分解能（４０９６）は，必要精度（１／１０００００）に対して不十分であり，このままでは前記移動台車装置１０に必要な精度を満足しない。
前記移動台車装置１０は，ねじ切り穴が設けられた台車１１と，前記ねじ切り穴に挿入されるボールスクリュ１２と，該ボールスクリュ１２を回転駆動するサーボモータ１３とを具備し，前記サーボモータ１３で前記ボールスクリュ１２が回転駆動されることにより，前記台車１１が前記ボールスクリュ１２の軸方向に移動するものである。
前記デジタル制御装置Ｘは，前記サーボモータ１３から実際の回転速度の検出値を前記Ａ／Ｄ変換部６を介して入力し，これをフィードバック値として所定の制御演算（演算分解能でのデジタル演算）を行い，そのデジタル演算値を前記出力分解能で換算した前記デジタル制御値を前記Ｄ／Ａ変換部６を介して前記サーボモータ１３の速度指令値（アナログ信号）として出力する。
ここで，前記台車１１の移動速度Ｖｘの範囲は０〜１００００（ｍｍ／ｍｉｎ），その速度制御に必要な精度は０．１ｍｍ／ｍｉｎ（即ち，１／１０００００）である。
これに対し，前記デジタル制御装置Ｘは，前記演算部１により前記台車１１の速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値の一例）を１を精度確保に必要な最小単位（０．１（ｍｍ／ｍｉｎ）に相当）とし，１０００００（１００００．０（ｍｍ／ｍｉｎ）に相当）をフルスケールとして整数演算を行う（即ち，前記演算分解能は１００００１）。
さらに，前記演算部１は，前記速度指令演算値Ｖを４０９５をフルスケールとして換算した速度指令出力値Ａ（前記デジタル制御値の一例）を整数演算により算出する（０〜１０００００を０〜４０９５に換算（最小単位は１），前記出力分解能は４０９６）。
このように，前記速度指令演算値Ｖは十分な分解能を有するが，前記速度指令出力値Ａの分解能（４０９６）は，必要精度（１／１０００００）に対して不十分であり，このままでは前記移動台車装置１０に必要な精度を満足しない。
そこで，前記デジタル制御装置Ｘでは，前記演算分解能（３２ｂｉｔ）と前記出力分解能（１２ｂｉｔ）の違いに起因する前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）と前記速度指令出力値Ａ（前記デジタル制御値）との誤差分を前記演算部１により算出（前記誤差算出手段の一例）し，さらに，所定の単位時間ごとに前記誤差分に応じたその一部の期間において，前記速度指令出力値Ａをその最小単位分（＝１＝１００００×１／４０９６（ｍｍ／ｍｉｎ））だけ前記演算部１により補正（前記制御値補正手段の一例）する。
これにより，短期的には前記台車１１に対する速度指令（前記速度指令出力値Ａ）に誤差が生じても，前記単位時間ごとに，前記演算分解能と前記出力分解能の違いに起因する前記誤差分が補正されるため，平均的にはその誤差が打ち消されることになる。
以下，このような補正処理のいくつかの具体例について説明する。
これにより，短期的には前記台車１１に対する速度指令（前記速度指令出力値Ａ）に誤差が生じても，前記単位時間ごとに，前記演算分解能と前記出力分解能の違いに起因する前記誤差分が補正されるため，平均的にはその誤差が打ち消されることになる。
以下，このような補正処理のいくつかの具体例について説明する。
（第１の実施例）
まず，図３のフローチャートを用いて，前記デジタル制御装置Ｘの前記演算部１が，前記プログラムメモリ２に格納された所定のプログラムを実行することにより処理される前記移動台車１０の制御手順の第１の実施例について説明する。以下，Ｓ１０，Ｓ１１…は処理手順（ステップ）の番号を表す。また，前記デジタル制御装置Ｘでは，前記演算部１が，前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）及び前記速度指令出力値Ａ（前記デジタル制御値）を一定周期で演算し，その演算回数によって間接的に時間管理を行う。
制御処理が開始されると，前記演算部１は，演算回数を表す変数であるカウンタＫを初期化（＝０）し（Ｓ１０），さらに前記速度指令演算値Ｖを演算する（Ｓ１１）。
次に，前記演算部１は，前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）と前記速度指令出力値Ａ（前記デジタル制御値）のフルスケール値Ｒ（＝４０９５）との積（Ｖ×Ｒ）を前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）のフルスケール値Ｙ（＝１０００００）で除算（前記第１の除算に相当）した商を前記速度指令出力値Ａとし，その余りを前記誤差分Ｂとして算出する（Ｓ１２，前記誤差算出手段の処理の一例）。
これにより，前記速度指令出力値Ａは，前記速度指令演算値Ｖが前記出力分解能（４０９６）で換算された値となる。また，その換算（除算）の際に丸められた余りが，前記誤差分Ｂ（前記演算分解能と前記出力分解能の違いに起因する誤差分）となる。
まず，図３のフローチャートを用いて，前記デジタル制御装置Ｘの前記演算部１が，前記プログラムメモリ２に格納された所定のプログラムを実行することにより処理される前記移動台車１０の制御手順の第１の実施例について説明する。以下，Ｓ１０，Ｓ１１…は処理手順（ステップ）の番号を表す。また，前記デジタル制御装置Ｘでは，前記演算部１が，前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）及び前記速度指令出力値Ａ（前記デジタル制御値）を一定周期で演算し，その演算回数によって間接的に時間管理を行う。
制御処理が開始されると，前記演算部１は，演算回数を表す変数であるカウンタＫを初期化（＝０）し（Ｓ１０），さらに前記速度指令演算値Ｖを演算する（Ｓ１１）。
次に，前記演算部１は，前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）と前記速度指令出力値Ａ（前記デジタル制御値）のフルスケール値Ｒ（＝４０９５）との積（Ｖ×Ｒ）を前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）のフルスケール値Ｙ（＝１０００００）で除算（前記第１の除算に相当）した商を前記速度指令出力値Ａとし，その余りを前記誤差分Ｂとして算出する（Ｓ１２，前記誤差算出手段の処理の一例）。
これにより，前記速度指令出力値Ａは，前記速度指令演算値Ｖが前記出力分解能（４０９６）で換算された値となる。また，その換算（除算）の際に丸められた余りが，前記誤差分Ｂ（前記演算分解能と前記出力分解能の違いに起因する誤差分）となる。
次に，前記演算部１は，前記カウンタＫ（演算回数）が前記誤差分Ｂ未満であるか否かを判別し（Ｓ１３），Ｋ＜Ｂである場合は，前記速度指令出力値Ａにその最小単位分１を加算（補正）した値（Ａ＋１）を前記速度指令出力値Ａとして設定（Ｓ１４）した後にＳ１５〜Ｓ１７の処理へ移行する。
Ｓ１５〜Ｓ１７の処理では，まず前記カウンタＫを１カウントアップ（＋１）し（Ｓ１５），Ｋ≧Ｙでなければ（Ｋ＜Ｙである間は）そのままＳ１１へ戻って処理を繰り返す（Ｓ１６のＮｏ側）が，Ｋ≧Ｙである場合（Ｓ１６のＹｅｓ側）は前記カウンタＫを初期化（Ｋ＝０，Ｓ１７）した後にＳ１１へ戻って処理を繰り返す。
これにより，前記カウンタＫは，前記速度指令演算値ＶのフルスケールＹ（＝１０００００）となるまでは演算１回ごとに１カウントアップされ，前記フルスケールＹとなるごとに初期化（Ｋ＝０）されるカウンタとなる。
一方，Ｓ１３において，Ｋ＜Ｂでない（Ｋ≧Ｂである）と判別された場合は，前記速度指令出力値Ａの補正は行わずにそのままＳ１５〜Ｓ１７の処理へ移行する。
このような処理を行えば，前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）のフルスケール値Ｙ（＝１０００００）の回数（前記単位回数の一例）の演算（Ｖ，Ａの演算）が行われる間に，前記速度指令出力値Ａ（前記デジタル制御値）の補正（Ａ＝Ａ＋１）が，前記誤差分Ｂの回数（前記第１の除算の余りに対応する回数の一例）だけ行われる（前記制御値補正手段の処理の一例）。その結果，前記フルスケール値Ｙの回数の演算が行われる期間の時間長に対する前記速度指令出力値Ａの補正時間長の比が，前記速度指令演算値Ｖの前記フルスケール値Ｙに対する前記余りＢ（前記第１の除算の余り）の比にほぼ一致（Ｙ回の演算中にＶに変化がなければ完全一致）することになる。
これにより，簡易な補正演算を行うだけで，前記フルスケール値Ｙの回数（Ｙ回）の演算が行われる期間で平均すれば前記誤差分Ｂが解消（補正）され，前記出力分解能を上げることなく（高分解能のＤ／Ａ変換部を用いることなく）速度指令の出力レベルを高精度化できる。
Ｓ１５〜Ｓ１７の処理では，まず前記カウンタＫを１カウントアップ（＋１）し（Ｓ１５），Ｋ≧Ｙでなければ（Ｋ＜Ｙである間は）そのままＳ１１へ戻って処理を繰り返す（Ｓ１６のＮｏ側）が，Ｋ≧Ｙである場合（Ｓ１６のＹｅｓ側）は前記カウンタＫを初期化（Ｋ＝０，Ｓ１７）した後にＳ１１へ戻って処理を繰り返す。
これにより，前記カウンタＫは，前記速度指令演算値ＶのフルスケールＹ（＝１０００００）となるまでは演算１回ごとに１カウントアップされ，前記フルスケールＹとなるごとに初期化（Ｋ＝０）されるカウンタとなる。
一方，Ｓ１３において，Ｋ＜Ｂでない（Ｋ≧Ｂである）と判別された場合は，前記速度指令出力値Ａの補正は行わずにそのままＳ１５〜Ｓ１７の処理へ移行する。
このような処理を行えば，前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）のフルスケール値Ｙ（＝１０００００）の回数（前記単位回数の一例）の演算（Ｖ，Ａの演算）が行われる間に，前記速度指令出力値Ａ（前記デジタル制御値）の補正（Ａ＝Ａ＋１）が，前記誤差分Ｂの回数（前記第１の除算の余りに対応する回数の一例）だけ行われる（前記制御値補正手段の処理の一例）。その結果，前記フルスケール値Ｙの回数の演算が行われる期間の時間長に対する前記速度指令出力値Ａの補正時間長の比が，前記速度指令演算値Ｖの前記フルスケール値Ｙに対する前記余りＢ（前記第１の除算の余り）の比にほぼ一致（Ｙ回の演算中にＶに変化がなければ完全一致）することになる。
これにより，簡易な補正演算を行うだけで，前記フルスケール値Ｙの回数（Ｙ回）の演算が行われる期間で平均すれば前記誤差分Ｂが解消（補正）され，前記出力分解能を上げることなく（高分解能のＤ／Ａ変換部を用いることなく）速度指令の出力レベルを高精度化できる。
（第２の実施例）
次に，図４のフローチャートを用いて，前記デジタル制御装置Ｘの前記演算部１が，前記プログラムメモリ２に格納された所定のプログラムを実行することにより処理される前記移動台車１０の制御手順の第２の実施例について説明する。本実施例においても，前記演算部１がＶ及びＡを一定周期で演算し，その演算回数によって間接的に時間管理を行う。
この第２の実施例は，前記単位回数を前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）のフルスケール値Ｙではなく，所定の単位回数Ｎ（Ｙ≠Ｎ）としたものである。
制御処理が開始されると，前記演算部１は，前記第１の実施例の場合（図３のＳ１０〜Ｓ１２）と同じ処理により，カウンタＫの初期化（Ｓ２０），前記速度指令演算値Ｖの演算（Ｓ２１）及び前記速度指定出力値Ａ及び前記誤差分Ｂ（（Ｖ×Ｒ）／Ｙの余り）の算出（Ｓ２２）を行う。ここで，Ｓ２２における（Ｖ× Ｒ）／Ｙが前記第１の除算の一例
であり，Ｓ２２の処理が，前記誤差算出手段の処理の一例である。
次に，Ｂ（前記第１の除算の余り）と前記単位回数Ｎとの積を前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）のフルスケール値Ｙで除算（前記第２の除算）したときの商を所定の補正回数Ｌとして設定する（Ｓ２３）。
そして，前記演算部１は，前記カウンタＫ（演算回数）が前記補正回数Ｌ未満であるか否かを判別し（Ｓ２４），Ｋ＜Ｌである場合は，前記速度指令出力値Ａにその最小単位分１を加算（補正）した値（Ａ＋１）を前記速度指令出力値Ａとして設定（Ｓ２５）した後にＳ２６〜Ｓ２８の処理へ移行する。
Ｓ２６〜Ｓ２８の処理では，まず前記カウンタＫを１カウントアップ（＋１）し（Ｓ２６），Ｋ≧Ｎでなければ（Ｋ＜Ｎである間は）そのままＳ２１へ戻って処理を繰り返す（Ｓ２７のＮｏ側）が，Ｋ≧Ｎである場合（Ｓ２７のＹｅｓ側）は前記カウンタＫを初期化（Ｋ＝０，Ｓ２８）した後にＳ２１へ戻って処理を繰り返す。
これにより，前記カウンタＫは，前記単位回数Ｎとなるまでは演算１回ごとに１カウントアップされ，前記単位回数Ｎとなるごとに初期化（Ｋ＝０）されるカウンタとなる。
一方，Ｓ２４において，Ｋ＜Ｌでない（Ｋ≧Ｌである）と判別された場合は，前記速度指令出力値Ａの補正は行わずにそのままＳ２６〜Ｓ２８の処理へ移行する。
このような処理を行えば，前記単位回数Ｎ回の演算（Ｖ，Ａの演算）が行われる間に，前記速度指令出力値Ａ（前記デジタル制御値）の補正（Ａ＝Ａ＋１）が，Ｌ回（＝（Ｎ×Ｂ）／Ｙ，前記第２の除算の余りに対応する回数の一例）だけ行われる。その結果，前記単位回数Ｎ回の演算が行われる期間の時間長に対する前記速度指令出力値Ａの補正時間長の比が，前記速度指令演算値Ｖの前記フルスケール値Ｙに対する前記余りＢ（前記第１の除算の余り）の比にほぼ一致（Ｎ回の演算中にＶに変化がなく，かつ（Ｎ×Ｂ）／Ｙに余りがなければ完全一致）することになる。
これにより，簡易な補正演算を行うだけで，前記単位回数Ｎ（Ｎ回）の演算が行われる期間で平均すれば前記誤差分Ｂが解消（補正）され，前記出力分解能を上げることなく（高分解能のＤ／Ａ変換部を用いることなく）速度指令の出力レベルを高精度化できる。
この第２の実施例は，前記速度指令演算値Ｖのフルスケール値Ｙの回数ごとの補正では，補正周期として長すぎる場合に，任意の単位回数Ｎ回ごと（即ち，任意の単位時間ごと）に前記誤差分を補正できる点で有効である。例えば，Ｎ＝１０であれば，Ｎ回の演算時間（単位時間）における実質的な分解能を１０倍にすることができる。
次に，図４のフローチャートを用いて，前記デジタル制御装置Ｘの前記演算部１が，前記プログラムメモリ２に格納された所定のプログラムを実行することにより処理される前記移動台車１０の制御手順の第２の実施例について説明する。本実施例においても，前記演算部１がＶ及びＡを一定周期で演算し，その演算回数によって間接的に時間管理を行う。
この第２の実施例は，前記単位回数を前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）のフルスケール値Ｙではなく，所定の単位回数Ｎ（Ｙ≠Ｎ）としたものである。
制御処理が開始されると，前記演算部１は，前記第１の実施例の場合（図３のＳ１０〜Ｓ１２）と同じ処理により，カウンタＫの初期化（Ｓ２０），前記速度指令演算値Ｖの演算（Ｓ２１）及び前記速度指定出力値Ａ及び前記誤差分Ｂ（（Ｖ×Ｒ）／Ｙの余り）の算出（Ｓ２２）を行う。ここで，Ｓ２２における（Ｖ× Ｒ）／Ｙが前記第１の除算の一例
であり，Ｓ２２の処理が，前記誤差算出手段の処理の一例である。
次に，Ｂ（前記第１の除算の余り）と前記単位回数Ｎとの積を前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）のフルスケール値Ｙで除算（前記第２の除算）したときの商を所定の補正回数Ｌとして設定する（Ｓ２３）。
そして，前記演算部１は，前記カウンタＫ（演算回数）が前記補正回数Ｌ未満であるか否かを判別し（Ｓ２４），Ｋ＜Ｌである場合は，前記速度指令出力値Ａにその最小単位分１を加算（補正）した値（Ａ＋１）を前記速度指令出力値Ａとして設定（Ｓ２５）した後にＳ２６〜Ｓ２８の処理へ移行する。
Ｓ２６〜Ｓ２８の処理では，まず前記カウンタＫを１カウントアップ（＋１）し（Ｓ２６），Ｋ≧Ｎでなければ（Ｋ＜Ｎである間は）そのままＳ２１へ戻って処理を繰り返す（Ｓ２７のＮｏ側）が，Ｋ≧Ｎである場合（Ｓ２７のＹｅｓ側）は前記カウンタＫを初期化（Ｋ＝０，Ｓ２８）した後にＳ２１へ戻って処理を繰り返す。
これにより，前記カウンタＫは，前記単位回数Ｎとなるまでは演算１回ごとに１カウントアップされ，前記単位回数Ｎとなるごとに初期化（Ｋ＝０）されるカウンタとなる。
一方，Ｓ２４において，Ｋ＜Ｌでない（Ｋ≧Ｌである）と判別された場合は，前記速度指令出力値Ａの補正は行わずにそのままＳ２６〜Ｓ２８の処理へ移行する。
このような処理を行えば，前記単位回数Ｎ回の演算（Ｖ，Ａの演算）が行われる間に，前記速度指令出力値Ａ（前記デジタル制御値）の補正（Ａ＝Ａ＋１）が，Ｌ回（＝（Ｎ×Ｂ）／Ｙ，前記第２の除算の余りに対応する回数の一例）だけ行われる。その結果，前記単位回数Ｎ回の演算が行われる期間の時間長に対する前記速度指令出力値Ａの補正時間長の比が，前記速度指令演算値Ｖの前記フルスケール値Ｙに対する前記余りＢ（前記第１の除算の余り）の比にほぼ一致（Ｎ回の演算中にＶに変化がなく，かつ（Ｎ×Ｂ）／Ｙに余りがなければ完全一致）することになる。
これにより，簡易な補正演算を行うだけで，前記単位回数Ｎ（Ｎ回）の演算が行われる期間で平均すれば前記誤差分Ｂが解消（補正）され，前記出力分解能を上げることなく（高分解能のＤ／Ａ変換部を用いることなく）速度指令の出力レベルを高精度化できる。
この第２の実施例は，前記速度指令演算値Ｖのフルスケール値Ｙの回数ごとの補正では，補正周期として長すぎる場合に，任意の単位回数Ｎ回ごと（即ち，任意の単位時間ごと）に前記誤差分を補正できる点で有効である。例えば，Ｎ＝１０であれば，Ｎ回の演算時間（単位時間）における実質的な分解能を１０倍にすることができる。
この第２の実施例では，Ｓ２３での除算（Ｎ×Ｂ）／Ｙ（前記第２の除算）で余りＣが生じる場合，その余りＣ分だけやはり出力誤差が生じる。
そこで，前記余りＣが生じる場合に，図４に示すＮ回の演算ごとにＬ回の補正を行うことに加え，さらに，前記単位回数Ｎと前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）のフルスケール値Ｙとの積（Ｎ×Ｙ）の回数の演算がなされる間に（ごとに），前記第２の除算の余りＣの回数だけ前記速度指令出力値（前記デジタル制御値）をその最小単位分（＝１）補正するようにすれば，さらに精度が高まり好適である。
そこで，前記余りＣが生じる場合に，図４に示すＮ回の演算ごとにＬ回の補正を行うことに加え，さらに，前記単位回数Ｎと前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）のフルスケール値Ｙとの積（Ｎ×Ｙ）の回数の演算がなされる間に（ごとに），前記第２の除算の余りＣの回数だけ前記速度指令出力値（前記デジタル制御値）をその最小単位分（＝１）補正するようにすれば，さらに精度が高まり好適である。
（第３の実施例）
次に，図５のフローチャートを用いて，前記デジタル制御装置Ｘの前記演算部１が，前記プログラムメモリ２に格納された所定のプログラムを実行することにより処理される前記移動台車１０の制御手順の第３の実施例について説明する。本実施例においても，前記演算部１がＶ及びＡを一定周期で演算し，その演算回数によって間接的に時間管理を行う。
この第３の実施例は，前記第１の実施例と同様に，前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）のフルスケール値Ｙの回数（前記単位回数）の演算ごとに，前記誤差分Ｂ（前記第１の除算の余り）回分の補正を行うものである。
但し，前記第１の実施例がＹ回の演算を行う時間帯内においてＢ回の補正を連続して行うものであったが，本第３の実施例は，Ｙ回の演算を行う期間において，前記速度指令出力値Ａ（前記デジタル制御値）を補正する期間を複数に分散させる点で前記第１の実施例と異なる。以下，その具体例について説明する。
次に，図５のフローチャートを用いて，前記デジタル制御装置Ｘの前記演算部１が，前記プログラムメモリ２に格納された所定のプログラムを実行することにより処理される前記移動台車１０の制御手順の第３の実施例について説明する。本実施例においても，前記演算部１がＶ及びＡを一定周期で演算し，その演算回数によって間接的に時間管理を行う。
この第３の実施例は，前記第１の実施例と同様に，前記速度指令演算値Ｖ（前記デジタル演算値）のフルスケール値Ｙの回数（前記単位回数）の演算ごとに，前記誤差分Ｂ（前記第１の除算の余り）回分の補正を行うものである。
但し，前記第１の実施例がＹ回の演算を行う時間帯内においてＢ回の補正を連続して行うものであったが，本第３の実施例は，Ｙ回の演算を行う期間において，前記速度指令出力値Ａ（前記デジタル制御値）を補正する期間を複数に分散させる点で前記第１の実施例と異なる。以下，その具体例について説明する。
制御処理が開始されると，前記演算部１は，前記第１の実施例の場合（図３のＳ１０〜Ｓ１２）と同様の処理により，所定の誤差積算変数Ｓの初期化（Ｓ３０，Ｓ＝０），前記速度指令演算値Ｖの演算（Ｓ３１）及び前記速度指定出力値Ａ及び前記誤差分Ｂ（（Ｖ×Ｒ）／Ｙの余り）の算出（Ｓ３２）を行う。ここで，Ｓ３２における（Ｖ×Ｒ）／Ｙが前記第１の除算の一例であり，Ｓ３２の処理が，前記誤差算出手段の処理の一例である。
次に，前記誤差積算変数Ｓに前記誤差分Ｂを加算する（Ｓ＝Ｓ＋Ｂ）（Ｓ３３）。
そして，前記演算部１は，前記変数Ｓが前記速度指令演算値Ｖのフルスケール値Ｙ以上であるか否かを判別し（Ｓ３４），Ｙ≦Ｓである場合は，前記速度指令出力値Ａにその最小単位分１を加算（補正）した値（Ａ＋１）を前記速度指令出力値Ａとして設定するとともに，前記変数Ｓから前記フルスケール値Ｙを減算（Ｓ＝Ｓ−Ｙ）（Ｓ３５）した後にＳ３１へ戻って処理を繰り返す。
一方，Ｓ３４において，Ｙ≦Ｓでない（Ｙ＞Ｓである）と判別された場合は，前記速度指令出力値Ａの補正は行わずにそのままＳ３１へ戻って処理を繰り返す。
このような処理により，前記誤差積算変数Ｓは，その値がＹ以上となるまでは順次前記誤差分Ｂを積算した値となり，Ｙ以上となるごとにＹ減算された値となる。そして，「Ｙ≦Ｓ」であるときだけ前記速度指令出力値Ａの補正を行うことにより（Ｓ３４，Ｓ３５），Ｙ回の演算を行う期間において，前記速度指令出力値Ａ（前記デジタル制御値）を補正する時間帯が複数に分散する。本実施例では，Ｙ回の演算を行う期間内でほぼ等間隔で１回ずつの補正がＢ回行われることになる。
従って，補正が，Ｙ回の演算が行われる時間帯（単位時間帯）の最初の時間帯に集中しないため，前記速度補正演算値Ｖの変化周期がそのフルスケール値Ｙの回数の演算時間（即ち，前記単位時間）に対して比較的短い場合であっても，補正し過ぎることを緩和できる。
この第３の実施例によっても，前記フルスケール値Ｙの回数の演算が行われる期間の時間長に対する前記速度指令出力値Ａの補正時間長の比が，前記速度指令演算値Ｖの前記フルスケール値Ｙに対する前記余りＢ（前記第１の除算の余り）の比にほぼ一致（Ｙ回の演算中にＶに変化がなければ完全一致）することになる。
これにより，簡易な補正演算を行うだけで，前記フルスケール値Ｙの回数（Ｙ回）の演算が行われる時間帯（単位時間帯）で平均すれば前記誤差分Ｂが解消（補正）され，前記出力分解能を上げることなく（高分解能のＤ／Ａ変換部を用いることなく）速度指令の出力レベルを高精度化できる。
次に，前記誤差積算変数Ｓに前記誤差分Ｂを加算する（Ｓ＝Ｓ＋Ｂ）（Ｓ３３）。
そして，前記演算部１は，前記変数Ｓが前記速度指令演算値Ｖのフルスケール値Ｙ以上であるか否かを判別し（Ｓ３４），Ｙ≦Ｓである場合は，前記速度指令出力値Ａにその最小単位分１を加算（補正）した値（Ａ＋１）を前記速度指令出力値Ａとして設定するとともに，前記変数Ｓから前記フルスケール値Ｙを減算（Ｓ＝Ｓ−Ｙ）（Ｓ３５）した後にＳ３１へ戻って処理を繰り返す。
一方，Ｓ３４において，Ｙ≦Ｓでない（Ｙ＞Ｓである）と判別された場合は，前記速度指令出力値Ａの補正は行わずにそのままＳ３１へ戻って処理を繰り返す。
このような処理により，前記誤差積算変数Ｓは，その値がＹ以上となるまでは順次前記誤差分Ｂを積算した値となり，Ｙ以上となるごとにＹ減算された値となる。そして，「Ｙ≦Ｓ」であるときだけ前記速度指令出力値Ａの補正を行うことにより（Ｓ３４，Ｓ３５），Ｙ回の演算を行う期間において，前記速度指令出力値Ａ（前記デジタル制御値）を補正する時間帯が複数に分散する。本実施例では，Ｙ回の演算を行う期間内でほぼ等間隔で１回ずつの補正がＢ回行われることになる。
従って，補正が，Ｙ回の演算が行われる時間帯（単位時間帯）の最初の時間帯に集中しないため，前記速度補正演算値Ｖの変化周期がそのフルスケール値Ｙの回数の演算時間（即ち，前記単位時間）に対して比較的短い場合であっても，補正し過ぎることを緩和できる。
この第３の実施例によっても，前記フルスケール値Ｙの回数の演算が行われる期間の時間長に対する前記速度指令出力値Ａの補正時間長の比が，前記速度指令演算値Ｖの前記フルスケール値Ｙに対する前記余りＢ（前記第１の除算の余り）の比にほぼ一致（Ｙ回の演算中にＶに変化がなければ完全一致）することになる。
これにより，簡易な補正演算を行うだけで，前記フルスケール値Ｙの回数（Ｙ回）の演算が行われる時間帯（単位時間帯）で平均すれば前記誤差分Ｂが解消（補正）され，前記出力分解能を上げることなく（高分解能のＤ／Ａ変換部を用いることなく）速度指令の出力レベルを高精度化できる。
前記実施例１〜３に示した前記デジタル制御装置Ｘによる制御は，前記移動台車装置１０以外のも各種の制御対象に適用可能である。
例えば，図６に示す光ファイバ線引装置２０や，図７に示すガラス旋盤等３０，さらには図８に示すジャケッティング装置等４０がその一例である。
前記光ファイバ線引装置２０は，図６に示すように，プリフォームフィード装置２１により送り込まれたプリフォーム２２が炉２３において加熱，伸張され，炉２３の下から糸状のファイバとなって垂下する。このファイバは，外径測定器２４により外径が測定された後，冷却管２５で冷却され，強度アップのために被覆装置２６にて樹脂が被覆される。そして，被覆された樹脂が樹脂硬化装置２７によって硬化された後に引取装置２８で引き取られ，巻取装置２９によってボビンに巻き取られる。
ここで，前記外径測定器２４により測定されたファイバ外径を一定とするためには，前記引取装置２８における引取速度をファイバ外径の偏差に応じて高精度で制御する必要がある。また，前記引取装置２８の引取速度（線引き速度）は，前記プリフォームフィード装置２１により送り込まれる速度（プリフォームフィード速度）と，前記ファイバ外径を一定にするための引取速度制御により決まる。このため，良質のファイバを得るためには，引取速度（実際の引取速度）を安定させること，即ち，実際の引取速度を目標速度（設定速度）により近い状態に維持することが必要である。そのためには，前記プリフォームフィード速度や前記引取速度の制御出力値を高精度に制御する必要がある。
例えば，図６に示す光ファイバ線引装置２０や，図７に示すガラス旋盤等３０，さらには図８に示すジャケッティング装置等４０がその一例である。
前記光ファイバ線引装置２０は，図６に示すように，プリフォームフィード装置２１により送り込まれたプリフォーム２２が炉２３において加熱，伸張され，炉２３の下から糸状のファイバとなって垂下する。このファイバは，外径測定器２４により外径が測定された後，冷却管２５で冷却され，強度アップのために被覆装置２６にて樹脂が被覆される。そして，被覆された樹脂が樹脂硬化装置２７によって硬化された後に引取装置２８で引き取られ，巻取装置２９によってボビンに巻き取られる。
ここで，前記外径測定器２４により測定されたファイバ外径を一定とするためには，前記引取装置２８における引取速度をファイバ外径の偏差に応じて高精度で制御する必要がある。また，前記引取装置２８の引取速度（線引き速度）は，前記プリフォームフィード装置２１により送り込まれる速度（プリフォームフィード速度）と，前記ファイバ外径を一定にするための引取速度制御により決まる。このため，良質のファイバを得るためには，引取速度（実際の引取速度）を安定させること，即ち，実際の引取速度を目標速度（設定速度）により近い状態に維持することが必要である。そのためには，前記プリフォームフィード速度や前記引取速度の制御出力値を高精度に制御する必要がある。
そこで，前記プリフォームフィード速度や前記引取速度を前記デジタル制御装置Ｘによって前記実施例１〜３に示した制御方法に基づいて制御することにより，引取速度を目標速度により近い状態に維持し，ファイバ外径の精度を向上させることができる。
ここで，前記デジタル制御装置Ｘを前記プリフォームフィード装置２１の制御に適用して引取速度を安定させる例としては，前記プリフォームフィード装置２１が備えるプリフォームフィード昇降用サーボモータ（不図示）に，前記デジタル制御装置Ｘから１／４０００の精度（分解能）を有する前記Ｄ／Ａ変換部５を用いて前記速度指令出力値Ａを出力することが考えられる。この場合，定格速度（フルスケール）が５０（ｍｍ／ｍｉｎ）であれば，０．０１２５（ｍｍ／ｍｉｎ）の前記出力分解能となる。
一方，プリフォーム径（直径）が１２０（ｍｍ）であり，ファイバ径（直径）が０．１２５（ｍｍ）であるとすると，プリフォームフィード速度の最小分解能当たりの引取速度（線引き速度）の最小変化量ΔＡは，（１２０／０．１２５）2×０．０１２５／１０００＝１１．５２（ｍ／ｍｉｎ）となる。
これは，プリフォームフィード速度を最小単位で変化させても，引取速度は１１．５２（ｍ／ｍｉｎ）単位で変化してしまうことになり，例えば，１０（ｍ／ｍｉｎ）以内の引取速度変化に抑える必要がある場合には，通常の制御方法では対応できない。
これに対し，例えば，前記第２の実施例（図４）に示した制御手法を適用し，前記単位回数Ｎ＝１０としてＮ回演算する時間帯当たりの分解能を１０倍に向上させれば，その時間帯当たりの引取速度を１．１５２（ｍ／ｍｉｎ）単位の変化に抑えることができる。
また，前記第１又は第３の実施例（図３又は図５）に示した制御手法を適用し，前記演算分解能を０．０００１（ｍｍ／ｍｉｎ）単位の演算に対応させておけば，その分解能相当で引取速度の変化を抑えることができる。
ここで，前記デジタル制御装置Ｘを前記プリフォームフィード装置２１の制御に適用して引取速度を安定させる例としては，前記プリフォームフィード装置２１が備えるプリフォームフィード昇降用サーボモータ（不図示）に，前記デジタル制御装置Ｘから１／４０００の精度（分解能）を有する前記Ｄ／Ａ変換部５を用いて前記速度指令出力値Ａを出力することが考えられる。この場合，定格速度（フルスケール）が５０（ｍｍ／ｍｉｎ）であれば，０．０１２５（ｍｍ／ｍｉｎ）の前記出力分解能となる。
一方，プリフォーム径（直径）が１２０（ｍｍ）であり，ファイバ径（直径）が０．１２５（ｍｍ）であるとすると，プリフォームフィード速度の最小分解能当たりの引取速度（線引き速度）の最小変化量ΔＡは，（１２０／０．１２５）2×０．０１２５／１０００＝１１．５２（ｍ／ｍｉｎ）となる。
これは，プリフォームフィード速度を最小単位で変化させても，引取速度は１１．５２（ｍ／ｍｉｎ）単位で変化してしまうことになり，例えば，１０（ｍ／ｍｉｎ）以内の引取速度変化に抑える必要がある場合には，通常の制御方法では対応できない。
これに対し，例えば，前記第２の実施例（図４）に示した制御手法を適用し，前記単位回数Ｎ＝１０としてＮ回演算する時間帯当たりの分解能を１０倍に向上させれば，その時間帯当たりの引取速度を１．１５２（ｍ／ｍｉｎ）単位の変化に抑えることができる。
また，前記第１又は第３の実施例（図３又は図５）に示した制御手法を適用し，前記演算分解能を０．０００１（ｍｍ／ｍｉｎ）単位の演算に対応させておけば，その分解能相当で引取速度の変化を抑えることができる。
また，前記ガラス旋盤等３０（ガラス旋盤，ＭＣＶＤ装置，ＰＣＶＤ装置，ＦＣＶＤ装置（の旋盤部分）等）は，図７に示すように，加工材料３３を２つのチャック３１，３２で把持した状態で，一定速度で移動する移動テーブル３６に設けられたバーナ３５（前記ガラス旋盤，ＭＣＶＤ装置の場合）によって加熱する。前記移動テーブル３６の移動速度（即ち，前記バーナ３５の移動速度）を高精度で制御できれば，加工精度が向上のための微調整が可能となる。
ここで，前記移動テーブル３６は，当該ガラス旋盤等３０を手動操作する際は比較的速い速度（例えば，１０００（ｍｍ／ｍｉｎ））で移動させる必要がある一方，自動加工の際は低速（例えば，１００（ｍｍ／ｍｉｎ））で移動させる必要がある。
従来，高速動作から低速動作まで広範囲の速度制御を行うため，高速用と低速用の２つもモータを必要に応じてクラッチにより切り替えていた。
このような制御対象に対し，クラッチや減速機による切り替えを行わずに，１つのモータで前記移動テーブル３６を移動させる場合を考える。
前記移動テーブル３６のモータへの前記速度指令出力値Ａの精度（分解能）が１／４０００，定格速度（手動操作時の速度）が２０００（ｍｍ／ｍｉｎ）である場合，速度分解能は０．５（ｍｍ／ｍｉｎ）となる。これは，自動加工の際の速度（例えば，１００（ｍｍ／ｍｉｎ））に対して１／２００の精度（速度分解能）に止まる。
これに対し，例えば，前記第２の実施例（図４）に示した制御手法を適用し，前記単位回数Ｎ＝１０としてＮ回演算する時間帯当たりの分解能を１０倍に向上させれば，自動加工の際の前記移動テーブル３６の移動速度の制御分解能を１０倍にすることができる。
ここで，前記移動テーブル３６は，当該ガラス旋盤等３０を手動操作する際は比較的速い速度（例えば，１０００（ｍｍ／ｍｉｎ））で移動させる必要がある一方，自動加工の際は低速（例えば，１００（ｍｍ／ｍｉｎ））で移動させる必要がある。
従来，高速動作から低速動作まで広範囲の速度制御を行うため，高速用と低速用の２つもモータを必要に応じてクラッチにより切り替えていた。
このような制御対象に対し，クラッチや減速機による切り替えを行わずに，１つのモータで前記移動テーブル３６を移動させる場合を考える。
前記移動テーブル３６のモータへの前記速度指令出力値Ａの精度（分解能）が１／４０００，定格速度（手動操作時の速度）が２０００（ｍｍ／ｍｉｎ）である場合，速度分解能は０．５（ｍｍ／ｍｉｎ）となる。これは，自動加工の際の速度（例えば，１００（ｍｍ／ｍｉｎ））に対して１／２００の精度（速度分解能）に止まる。
これに対し，例えば，前記第２の実施例（図４）に示した制御手法を適用し，前記単位回数Ｎ＝１０としてＮ回演算する時間帯当たりの分解能を１０倍に向上させれば，自動加工の際の前記移動テーブル３６の移動速度の制御分解能を１０倍にすることができる。
また，前記ジャケッティング装置等４０（ジャケッティング装置，縦型旋盤等）は，図８に示すように，上下に配された２つのチャック４１，４２で加工材料４３が把持され，加熱部４５（炉又はバーナ）が加工材料４３を軟化点以上の温度に加熱しながら上下方向に移動（昇降）する。ここで，加工材料４３の外径を変更したい場合，上側のチャック４１も加熱部４５の昇降速度に同調して移動させる必要がある。
これに対し，前記加熱部４５の昇降速度及び前記チャック４１の昇降速度の制御に，前記第１〜第３の実施例（図３〜図５）に示した制御手法を適用すれば，クラッチや減速機による切り替え機構を設けることなく，加工材料４３の外径精度を向上させ，高品質の製品を作ることが可能となる。
これに対し，前記加熱部４５の昇降速度及び前記チャック４１の昇降速度の制御に，前記第１〜第３の実施例（図３〜図５）に示した制御手法を適用すれば，クラッチや減速機による切り替え機構を設けることなく，加工材料４３の外径精度を向上させ，高品質の製品を作ることが可能となる。
また，前記第１〜第３の実施例（図３〜図５）に示した処理は，前記デジタル制御装置Ｘが備える前記演算部１が，前記プログラムメモリ２に格納された所定のプログラムを実行することにより実現するものであったが，本発明の実施形態はこれに限るものではない。例えば，所定のコンピュータに同様のプログラム（コンピュータに実行させるためのデジタル制御プログラム）を実行させ，最終的に求められる前記デジタル制御値（前記速度指令出力値Ａ）を所定の通信インターフェース（ＲＳ２３２ＣやＩＥＥＥ８０２．３規格のインターフェース等）を介して該通信インターフェースに対応した外部の制御機器へ出力する実施形態や，同様のコンピュータにＤ／Ａ変換ボードを装着して前記デジタル制御装置Ｘと同様の構成とする実施形態等も考えられる。
本発明は，デジタル制御装置への利用が可能である。
１…演算部
２…プログラムメモリ
３…データメモリ
４…通信インターフェース
５…Ｄ／Ａ変換部
６…Ａ／Ｄ変換部
Ｘ…デジタル制御装置
Ｓ１１，Ｓ１２，，，…処理手順（ステップ）の番号
２…プログラムメモリ
３…データメモリ
４…通信インターフェース
５…Ｄ／Ａ変換部
６…Ａ／Ｄ変換部
Ｘ…デジタル制御装置
Ｓ１１，Ｓ１２，，，…処理手順（ステップ）の番号
Claims (4)
- 整数演算によって所定の演算分解能のデジタル演算値をそれより低い分解能である出力分解能のデジタル制御値に換算する換算処理を一定周期で行い，該デジタル制御値に応じた制御信号を出力するデジタル制御装置であって，
前記デジタル演算値を精度確保に必要な最小単位を１とする整数とし，前記換算処理が行われるごとに，前記デジタル演算値と前記デジタル制御値のフルスケール値との積を前記デジタル演算値のフルスケール値で除算する第１の除算の余りを算出する整数演算を行う誤差算出手段と，
前記換算処理が所定の単位回数だけ行われる期間ごとに，その期間内において，前記単位回数に対する補正回数の比が前記デジタル演算値のフルスケール値に対する前記第１の除算の余りの比と一致するよう設定される前記補正回数分だけ，前記第１の除算の商に前記デジタル制御値の最小単位分を加算した値を前記デジタル制御値として出力し，残りは前記第１の除算の商を前記デジタル制御値として出力する制御値補正手段と，を具備してなり，
前記換算処理が前記単位回数だけ行われる期間は前記デジタル演算値がほぼ変化しない期間であることを特徴とするデジタル制御装置。 - 前記単位回数が前記デジタル演算値のフルスケール値であり，前記補正回数が前記第１の除算の余りである請求項１に記載のデジタル制御装置。
- 前記補正回数が，前記第１の除算の余りと前記単位回数との積を前記デジタル演算値のフルスケール値で除算する第２の除算の商であり，
前記制御値補正手段が，前記第２の除算で余りが生じる場合，さらに前記単位回数と前記デジタル演算値のフルスケール値との積の回数の前記換算処理がなされる間に，前記第２の除算の余りの回数だけ前記デジタル制御値をその最小単位分補正するものである請求項１に記載のデジタル制御装置。 - 整数演算によって所定の演算分解能のデジタル演算値をそれより低い分解能である出力分解能のデジタル制御値に換算する換算処理を一定周期で行い，該デジタル制御値に応じた制御信号を出力するデジタル制御装置であって，
前記デジタル演算値を精度確保に必要な最小単位を１とする整数とし，前記換算処理が行われるごとに，前記デジタル演算値と前記デジタル制御値のフルスケール値との積を前記デジタル演算値のフルスケール値で除算する第１の除算の余りを算出する整数演算を行う誤差算出手段と，
前記換算処理が所定の単位回数だけ行われる期間ごとに，その期間内において，前記誤差算出手段によって算出される前記第１の除算の余りを積算し，該積算値が前記デジタル演算値のフルスケール値以上である場合は，前記第１の除算の商に前記デジタル制御値の最小単位分を加算した値を前記デジタル制御値として出力すると共に，該積算値から前記デジタル制御値のフルスケール値を減算し，残りは前記第１の除算の商を前記デジタル制御値として出力する制御値補正手段と，を具備してなることを特徴とするデジタル制御装置。
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