JP4694063B2

JP4694063B2 - Positioning stop control method for rotary drive system

Info

Publication number: JP4694063B2
Application number: JP2001273018A
Authority: JP
Inventors: 謙二郎上滝; 一雅須賀
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2021-09-10
Also published as: JP2003084837A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転駆動系の位置決め停止制御方法に関し、例えば同期制御方式が適用される複数の回転駆動系を持つ印刷機や搬送装置における回転駆動系の停止制御に適した位置決め停止制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０を参照して、同期制御方式が適用されるプロセスラインの一部について説明する。ここでは、わかり易くするために駆動系、つまり機械軸が２つの場合について示し、その一方をマスター系、他方をスレーブ系として説明するが、実際の同期制御方式では機械軸は２つ以上であり、マスター系とスレーブ系の関係も固定的に設定されるものではない。
【０００３】
図１０において、マスター系においては速度指令器１００からの速度指令値がドライバ６０に与えられ、ドライバ６０は速度指令値に基づいてモータ６１を回転させる。そして、モータ６１の動力を動力伝達機構６２を介して伝達することで第１のローラ６３を回転駆動する。モータ６１の回転量はエンコーダ６５により検出され、パルス信号が速度フィードバック値として出力される。第１のローラ６３には第２のローラ６４が圧接され、第１のローラ６３との間の被搬送物２００を搬送する。第１のローラ６３には原点マークが付され、これは原点マークセンサ６６により検出される。位置検出カウンタ６７はエンコーダ６５からのパルスをカウントし続け、原点マークセンサ６６からの信号でリセットされる。エンコーダ６５には、インクリメンタル、またはアブソリュートエンコーダが使用される。インクリメンタルエンコーダの場合は、位置検出カウンタ６７のカウント値は、モータ６１の回転量、言い換えればマスター系の基準位置を示す信号として扱われる。一方、アブソリュートエンコーダの場合は、検出値がそのまま基準位置として扱われる。尚、この基準位置はマスター系の機械軸の基準位置と見なすことができ、機械軸の位相の基準と見なすことができる。
【０００４】
一方、スレーブ系においてはモータ７１の動力を動力伝達機構７２を介して伝達することで第１のローラ７３を回転駆動する。モータ７１の回転量はエンコーダ７５により検出され、パルス信号が速度フィードバック値として出力される。第１のローラ７３には第２のローラ７４が圧接され、第１のローラ７３との間の被搬送物２００を搬送する。第１のローラ７３にも原点マークが付され、これは原点マークセンサ７６により検出される。位置検出カウンタ７７は、エンコーダ７５がインクリメンタルエンコーダの場合はパルスをカウントし続け、原点マークセンサ７６からの信号でリセットされる。エンコーダ７５がインクリメンタルエンコーダの場合はまた、位置検出カウンタ７７のカウント値は、モータ７１の回転量、言い換えれば位置のフィードバックを示す信号として扱われる。一方、アブソリュートエンコーダの場合は検出値がそのまま位置のフィードバックとして扱われる。このフィードバック位置はスレーブ系の機械軸の位置のフィードバックと見なすことができ、基準位置との差を位相のフィードバックと見なすことができる。
【０００５】
マスター系の位置検出カウンタ６７からの基準位置とスレーブ系の位置検出カウンタ７７からのフィードバック位置とを演算器８１でサミングすることで相対位置、すなわち位相が算出され、これを更に図示しない位相設定器からの設定信号が演算器８１でサミングされて位相誤差が算出される。この算出結果は積分器８２で積分され、この積分値は演算器８３で速度指令値に補正量として加算されてスレーブ系のドライバ７０に与えられる。
【０００６】
図１１は、図１０におけるマスター系の構成を示し、ここではエンコーダ６５も第１のローラ６３に設置した場合を示している。上記のようにエンコーダ６５としてインクリメンタルエンコーダを使用する場合には、位置検出カウンタ６７にはリングカウンタが使用される。リングカウンタは入力したパルスをカウントして原点検出でクリアされる。従って、リングカウンタの出力は、図１１の位置検出カウンタ６７の出力ラインに付して示したように、回転角度の増加につれてカウント値が増加し、１回転して原点が検出されるとクリアされて０になり、次の回転により再びカウント値が増加し、次の原点検出で再びクリアされる。その結果、リングカウンタの出力波形は鋸歯状波のようになる。
【０００７】
上記のような構成は、例えばセクショナルドライブ型と呼ばれる印刷機や、加工機、搬送装置等の様々なプロセスラインに適用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のプロセスラインにおいては、運転状態にある回転駆動系の回転部、つまり図１０で言えば第１あるいは第２のローラ６３、７３があらかじめ決められた位置に停止するように、位置決め停止制御を行うことを要求される場合がある。
【０００９】
図１２を参照して、運転状態にある回転駆動系に対して位置決め停止させる方法には、一般的には減速してからクリープ停止を行う方法（図ａ）と、一旦停止させた後に速度制御から位置制御に切り換えて原点復帰動作を行う方法（図ｂ）とが知られている。
【００１０】
しかし、クリープによる停止方法では時間的ロスに加えて位置決め精度上に問題があり、停止後の再起動方法では時間的ロスが発生する。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、短時間でしかも高い精度で位置決め停止を実現できる回転駆動系の位置決め停止制御方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、モータにより駆動される少なくとも１つの回転駆動系を備えたプロセスラインにおいて、前記回転駆動系の回転部を目標位置に位置決め停止させるに際し、減速開始時に、該減速開始速度Ｖａを検出してラッチすると共に、前記目標位置に停止するまでの前記回転部の初期残り距離Ｌｉｎを算出してラッチし、減速中は、制御周期毎に、減速中の残り距離Ｌｃｓを前記初期残り距離Ｌｉｎで除算すると共に、その演算結果の平方根を算出し、更に該平方根を前記減速開始速度Ｖａに乗算して減速中の速度指令値Ｖｒを算出し、前記速度指令値Ｖｒにより前記回転駆動系を前記目標位置に停止させる回転駆動系の位置決め停止制御方法であって、前記初期残り距離Ｌｉｎを算出するためにあらかじめ複数の式が設定されており、位置決め停止指令による減速開始時の初期処理として、減速開始から停止までの基準移動量ＬｘをＶａ^２／（２×Ｇｄ）（但し、Ｇｄは位置決め停止指令が出されてから停止位置まで減速する既定の減速レート）に基づいて算出し、次に、現在位置から停止目標位置までの距離Ｐｒｆと現在位置から減速開始時の回転部の位置までの距離Ｐｉｎと差（Ｐｒｆ−Ｐｉｎ）を算出し、前記差（Ｐｒｆ−Ｐｉｎ）と前記基準移動量Ｌｘとを比較し、その比較結果に応じて前記複数の式の中から式を選択して前記初期残り距離Ｌｉｎの算出を行うことを特徴とする回転駆動系の位置決め停止制御方法が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図２を参照して、本発明による位置決め停止制御方法を簡単に説明する。図２（ａ）は定速度で運転中の回転駆動系を停止目標位置に位置決め停止させる場合であり、図２（ｂ）は減速中の回転駆動系を停止目標位置に位置決め停止させる場合を示している。いずれの場合においても、運転状態から停止目標位置に向かって現在位置のフィードバック値から残り距離を演算して、位置決め減速開始時と現在の残り距離との比率の平方根を演算し、更にこの平方根に減速開始時の減速開始速度を乗算して得られる速度指令値によりランプ状に減速させるようにしている。
【００１４】
本位置決め停止制御方法は、減速動作自体が位置決め動作なので、クリープ動作や停止後に再起動することなく最短時間で位置決めできる。
【００１５】
本発明による位置決め停止制御方法は、以下のような制御手段により実現される。図１０で説明したように、回転駆動系にはモータによる駆動源が備えられている。各駆動源においては、回転部の回転角度を検出するためにインクリメンタル、またはアブソリュートエンコーダが設置されている。インクリメンタルエンコーダの場合はリングカウンタを組合わせて位置検出部を構成する。リングカウンタは、図１１で説明したように、入力パルスをカウントしてカウント値を出力し、原点検出でクリアされる。各駆動源においてはまた、制御装置が位置検出部からの位置検出信号をフィードバック信号として受けると共に速度指令器からの速度指令信号を受ける。制御装置は、これらの両信号から速度指令値を算出して出力しモータの速度制御を行う。制御装置は、内蔵あるいは外部から与えられるクロック周波数で規定される制御周期で制御動作を実行する。制御装置にはまた、速度指令器から位置決め停止を指示すると共に、停止目標位置を示す位置決め停止指令信号が入力される。
【００１６】
以下に、本位置決め停止制御方法を詳細に説明する。
【００１７】
［基本減速レート］
位置決め停止指令信号が入力されてから、停止目標位置まで減速するレート（減速度）は、複数の回転駆動系が同期運転、つまり連動運転している時の減速レート、あるいは複数の回転駆動系が非同期、つまり単独運転している時の減速レート、もしくは複数の回転駆動系が個別の任意の減速レートでもかまわないが、いずれにしても規定値のＧｄとする。制御装置は、この既定の減速レートＧｄを越えず、しかも最も短い時間で停止目標位置に停止させるための速度指令値を算出する。
【００１８】
［減速開始時（位置決め停止指令信号入力時）の処理］
制御装置は、運転中に位置決め停止指令信号を入力した時点で、運転速度をラッチして減速開始速度Ｖａを位置決め停止完了までホールドする。同時に現在速度Ｖａから停止までの回転部の移動量の目安となる基準移動量Ｌｘを既定の減速レートＧｄより以下の式に基づいて演算する。
【００１９】
Ｌｘ＝Ｖａ²／（２×Ｇｄ）
これは、図３を参照して説明すると、以下の理由による。減速開始速度Ｖａ、減速レートＧｄで時間Ｔ（＝Ｖａ／Ｇｄ）後に停止目標位置に停止させるために必要な移動距離、つまり基準移動量Ｌｘは図３に斜線で示す面積で与えられる。このことから、Ｌｘ＝（Ｖａ／Ｇｄ）×Ｖａ×１／２が導出される。
【００２０】
次に、現在位置から停止目標位置までの距離をＰｒｆ、現在位置から位置決め減速開始時の回転部の位置までの距離をＰｉｎとし、停止目標位置までの距離から減速開始時の位置までの距離を差し引いた（Ｐｒｆ−Ｐｉｎ）を算出する。
【００２１】
Ａ．（Ｐｒｆ−Ｐｉｎ）≧基準移動量Ｌｘの場合
図４を参照して、現在位置から位置決め減速開始時の回転部の位置までの距離をＰｉｎとし、停止目標位置までの距離Ｐｒｆから距離Ｐｉｎを差し引いた値（Ｐｒｆ−Ｐｉｎ）が基準移動量Ｌｘ以上の正の値であれば、初期残り距離Ｌｉｎはそのまま（Ｐｒｆ−Ｐｉｎ）とし、また停止までの残り周回数Ｒｃを０、残り原点通過回数Ｂｃも０とする。
【００２２】
なお、位置決め減速開始時の位置までの距離Ｐｉｎは位置検出信号から知ることができ、停止目標位置までの距離Ｐｒｆは前に述べた停止位置を示す位置決め停止指令信号から知ることができる。また、図４及び以降で参照される図５〜図９は、残り距離が位相周期毎に減少してゆく変化状態を示している。原点信号の検出で位置検出はクリアされるが、周期毎の残り距離は原点検出で位相一周期分の距離Ｌｐｈ（既知の値）にプリセットされる。つまり、この変化は図１１で示したリングカウンタの出力波形とは逆になる。
【００２３】
Ｂ．（Ｐｒｆ−Ｐｉｎ）＜基準移動量Ｌｘの場合
Ｂ−１．図５を参照して、位置決め減速開始時の位置までの距離Ｐｉｎを位相一周期分の距離Ｌｐｈ（既知の値）から差し引いて、原点までの距離Ｌａを算出する。距離Ｌａに停止目標位置までの距離Ｐｒｆを加算した値が減速距離の目安である基準移動量Ｌｘ以上であれば、初期残り距離Ｌｉｎは（Ｌａ＋Ｐｒｆ）とし、停止までの残り周回数Ｒｃは０、原点通過回数Ｂｃを１とする。
【００２４】
Ｂ−２．図６を参照して、（Ｌａ＋Ｐｒｆ）が基準移動量Ｌｘより小さい場合は、Ｌｘより（Ｌａ＋Ｐｒｆ）を差し引き、この減算結果を位相一周期分の距離Ｌｐｈで除算する。除算結果の小数部を繰り上げた値をＮとする。ここで、Ｌｐｈ×Ｎに原点までの距離Ｌａと停止目標位置までの距離Ｐｒｆを加算した値を初期残り距離Ｌｉｎとする。つまり、初期残り距離Ｌｉｎは次式で表される。
【００２５】
Ｌｉｎ＝（Ｌｐｈ×Ｎ）＋Ｌａ＋Ｐｒｆ
また、残り周回数ＲｃはＮ（図６では３）、残りの原点通過回数Ｂｃを（Ｎ＋１）とする。
【００２６】
以上の処理は減速開始時の初期処理であり、以下に減速中の処理について説明する。
【００２７】
［減速中の残り距離の算出］
制御装置は、減速中は以下の計算を制御周期毎に行って速度指令値を算出する。また、原点を通過する毎に残り周回数Ｒｃと原点通過回数Ｂｃを１ずつ減算していく。
【００２８】
Ａ．位相周回数Ｒｃ≧１の時
図７を参照して、減速を開始してから減速中の現在位置までの距離をＰｓｔとおき、位相一周期分の距離Ｌｐｈから差し引いた値を減速中の原点までの距離Ｌｂとする。（Ｌｐｈ×Ｒｃ）に距離Ｌｂと停止目標位置までの距離Ｐｒｆを加算した値を、減速中の残り距離Ｌｃｓとする。つまり、残り距離Ｌｃｓは以下の式で与えられる。
【００２９】
Ｌｃｓ＝（Ｌｐｈ×Ｒｃ）＋Ｌｂ＋Ｐｒｆ
【００３０】
Ｂ．位相周回数Ｒｃ＝０の時
図８を参照して、Ｒｃ＝０になった時点で位相周回は無くなるので、停止目標位置までの距離Ｐｒｆに原点までの残り距離Ｌｂを加算した値が残り距離Ｌｃｓとなる。
【００３１】
つまり、Ｒｃ＝０、Ｂｃ＝１の時、残り距離Ｌｃｓは以下の式で与えられる。
【００３２】
Ｌｃｓ＝Ｌｂ＋Ｐｒｆ
【００３３】
Ｃ．位相周回数Ｒｃ＝０、かつ原点通過回数Ｂｃ＝０の時
図９を参照して、更に原点通過回数Ｂｃが０になった時点で、停止目標位置までの距離Ｐｒｆから減速中の現在位置までの距離Ｐｓｔを差し引いた値を残り距離Ｌｃｓとする。
【００３４】
つまり、Ｒｃ＝０、かつＢｃ＝０の時、残り距離Ｌｃｓは以下の式で与えられる。
【００３５】
Ｌｃｓ＝Ｐｒｆ−Ｐｓｔ
【００３６】
［減速中の速度指令値の演算］
減速中の速度指令値Ｖｒは、減速中の残り距離Ｌｃｓを減速開始時の初期残り距離Ｌｉｎで除算し、その演算結果の平方根を減速開始時にラッチした減速開始速度Ｖａを乗算して算出される。
【００３７】
つまり、制御装置は、制御周期毎に以下の式により速度指令値Ｖｒを算出する。
【００３８】
Ｖｒ＝Ｖａ×（Ｌｃｓ／Ｌｉｎ）^1/2
【００３９】
図１は、上記の減速中の速度指令値の演算動作を実行するために制御装置で実現される機能ブロック図を示す。図１において、減速開始速度Ｖａをラッチするラッチ部１０−１と、減速開始時の初期残り距離Ｌｉｎをラッチするためのラッチ部１０−２と、減速中に制御周期毎に算出される残り距離Ｌｃｓをラッチされている初期残り距離Ｌｉｎで除算するための演算器１０−３と、演算器１０−３の除算結果の平方根を計算する演算器１０−４と、ラッチされている減速開始速度Ｖａと演算器１０−４からの平方根とを乗算する演算器１０−５とで実現され、演算器１０−５の出力が速度指令値Ｖｒとなる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の位置決め停止制御方法では、運転状態から停止目標位置に向かって現在位置のフィードバック値から残り距離を演算して、位置決め減速開始時と現在の残り距離との比率の平方根を演算し、更にこの平方根に減速開始時の減速開始速度を乗算して得られる速度指令値によりランプ状に減速させるようにしている。そして、減速動作自体が位置決め動作なので、クリープ動作や停止後に再起動することなく最短時間で位置決めできる。その結果、本発明による位置決め停止制御方法は、短時間でしかも高い精度で位置決め停止を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により減速中に実行される速度指令値の演算動作を実現するための制御装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明による位置決め停止制御方法を簡単に説明するための図である。
【図３】本発明により減速開始時における基準移動量算出のための演算式の導出を説明するための図である。
【図４】本発明により減速開始時における残り距離の算出方法を、残り周回数０、原点通過回数０の場合について説明するための図である。
【図５】本発明により減速開始時における残り距離の算出方法を、残り周回数０、原点通過回数１の場合について説明するための図である。
【図６】本発明により減速開始時における残り距離の算出方法を、残り周回数Ｎ、原点通過回数（Ｎ＋１）の場合について説明するための図である。
【図７】本発明により減速中における残り距離の算出方法を、位相周回数≧１の場合について説明するための図である。
【図８】本発明により減速中における残り距離の算出方法を、位相周回数０、原点通過回数１の場合について説明するための図である。
【図９】本発明により減速中における残り距離の算出方法を、位相周回数０、原点通過回数０の場合について説明するための図である。
【図１０】従来の同期制御方式のプロセスラインの一部を示した図である。
【図１１】図１０におけるマスター系の構成の一部を示した図である。
【図１２】従来の位置決め停止制御方法を説明するための図である。
【符号の説明】
６１、７１モータ
６２、７２動力伝達機構
６３、７３第１のローラ
６４、７４第２のローラ
６５、７５エンコーダ
６６、７６原点マークセンサ
６７、７７位置検出カウンタ
８２積分器
１００速度指令器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a positioning stop control method for a rotary drive system, for example, a positioning stop control method suitable for stop control of a rotary drive system in a printing machine or a transport apparatus having a plurality of rotary drive systems to which a synchronous control method is applied.
[0002]
[Prior art]
With reference to FIG. 10, a part of the process line to which the synchronous control method is applied will be described. Here, for the sake of clarity, the drive system, that is, the case where there are two mechanical axes will be described, one of which will be described as a master system and the other as a slave system. The relationship between the master system and the slave system is not fixedly set.
[0003]
In FIG. 10, in the master system, the speed command value from the speed command device 100 is given to the driver 60, and the driver 60 rotates the motor 61 based on the speed command value. Then, the first roller 63 is rotationally driven by transmitting the power of the motor 61 via the power transmission mechanism 62. The rotation amount of the motor 61 is detected by the encoder 65, and a pulse signal is output as a speed feedback value. A second roller 64 is brought into pressure contact with the first roller 63, and the object 200 to be conveyed with the first roller 63 is conveyed. An origin mark is attached to the first roller 63, and this is detected by the origin mark sensor 66. The position detection counter 67 continues to count pulses from the encoder 65 and is reset by a signal from the origin mark sensor 66. As the encoder 65, an incremental or absolute encoder is used. In the case of an incremental encoder, the count value of the position detection counter 67 is treated as a signal indicating the rotation amount of the motor 61, in other words, the reference position of the master system. On the other hand, in the case of an absolute encoder, the detected value is directly used as a reference position. This reference position can be regarded as the reference position of the master system mechanical axis, and can be regarded as the reference of the phase of the mechanical axis.
[0004]
On the other hand, in the slave system, the first roller 73 is rotationally driven by transmitting the power of the motor 71 via the power transmission mechanism 72. The rotation amount of the motor 71 is detected by the encoder 75, and a pulse signal is output as a speed feedback value. A second roller 74 is brought into pressure contact with the first roller 73, and the object 200 to be conveyed with the first roller 73 is conveyed. An origin mark is also attached to the first roller 73, and this is detected by the origin mark sensor 76. The position detection counter 77 continues to count pulses when the encoder 75 is an incremental encoder, and is reset by a signal from the origin mark sensor 76. When the encoder 75 is an incremental encoder, the count value of the position detection counter 77 is handled as a signal indicating the amount of rotation of the motor 71, in other words, position feedback. On the other hand, in the case of an absolute encoder, the detected value is directly used as position feedback. This feedback position can be regarded as a feedback of the position of the mechanical axis of the slave system, and a difference from the reference position can be regarded as a phase feedback.
[0005]
The arithmetic unit 81 sums the reference position from the master position detection counter 67 and the feedback position from the slave position detection counter 77 to calculate the relative position, that is, the phase. The setting signal from is summed by the computing unit 81 to calculate the phase error. This calculation result is integrated by the integrator 82, and this integrated value is added as a correction amount to the speed command value by the calculator 83 and given to the slave driver 70.
[0006]
FIG. 11 shows the configuration of the master system in FIG. 10, where the encoder 65 is also installed on the first roller 63. As described above, when an incremental encoder is used as the encoder 65, a ring counter is used as the position detection counter 67. The ring counter counts the input pulses and is cleared by origin detection. Therefore, as shown in the output line of the position detection counter 67 of FIG. 11, the output of the ring counter increases as the rotation angle increases, and is cleared when the origin is detected after one rotation. The count value increases again by the next rotation, and is cleared again by the next origin detection. As a result, the output waveform of the ring counter becomes a sawtooth wave.
[0007]
The above-described configuration is applied to various process lines such as a printing machine called a sectional drive type, a processing machine, and a conveyance device.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in this type of process line, the rotating part of the rotating drive system in the operating state, that is, the first or second roller 63, 73 in FIG. 10, is positioned so as to stop at a predetermined position. There are cases where it is required to perform stop control.
[0009]
Referring to FIG. 12, there are generally a method of stopping positioning with respect to a rotating drive system in an operating state (a method of performing creep stop after decelerating (FIG. A)) and a speed control after stopping temporarily. There is known a method (FIG. B) in which the origin return operation is performed by switching from position control to position control.
[0010]
However, the stop method using creep has a problem in positioning accuracy in addition to the time loss, and the restart method after the stop causes a time loss.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a positioning stop control method for a rotary drive system that can realize positioning stop in a short time and with high accuracy.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in a process line including at least one rotational drive system driven by a motor, when the rotational portion of the rotational drive system is stopped at the target position, the deceleration start speed Va is set at the start of deceleration. In addition to detecting and latching, the initial remaining distance Lin of the rotating unit until it stops at the target position is calculated and latched. During deceleration, the initial remaining distance Lcs during deceleration is calculated for each control cycle. In addition to dividing by Lin, the square root of the calculation result is calculated, and further, the speed command value Vr during deceleration is calculated by multiplying the square root by the deceleration start speed Va, and the rotational drive system is determined by the speed command value Vr. This is a positioning stop control method for a rotary drive system that stops at the target position, and a plurality of formulas are set in advance to calculate the initial remaining distance Lin. As initial processing at the start of deceleration by positioning stop command, default to decelerate to a stop position reference movement amount Lx until stop of the deceleration start ^{Va 2 / (2 × Gd)} ( where, Gd from being issued positioning stop command of calculated based on the deceleration rate), then calculates the distance Pin and the difference from the current position to the position of the rotating portion at the start of deceleration from a distance Prf and the current position to the target stop position (Prf-Pin), The difference (Prf−Pin) is compared with the reference movement amount Lx, and the initial remaining distance Lin is calculated by selecting an expression from the plurality of expressions according to the comparison result. A positioning stop control method for a rotary drive system is provided.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The positioning stop control method according to the present invention will be briefly described with reference to FIG. FIG. 2 (a) shows a case where the rotational drive system operating at a constant speed is stopped at the stop target position, and FIG. 2 (b) shows a case where the rotational drive system being decelerated is stopped at the stop target position. ing. In any case, the remaining distance is calculated from the feedback value of the current position from the driving state toward the stop target position, and the square root of the ratio between the positioning deceleration start time and the current remaining distance is calculated, and this square root is further calculated. The ramp is decelerated by a speed command value obtained by multiplying the deceleration start speed at the start of deceleration.
[0014]
In this positioning stop control method, since the deceleration operation itself is a positioning operation, positioning can be performed in the shortest time without restarting after a creep operation or stop.
[0015]
The positioning stop control method according to the present invention is realized by the following control means. As described with reference to FIG. 10, the rotational drive system is provided with a drive source by a motor. In each drive source, an incremental or absolute encoder is installed to detect the rotation angle of the rotating unit. In the case of an incremental encoder, a position detector is configured by combining a ring counter. As described with reference to FIG. 11, the ring counter counts input pulses, outputs a count value, and is cleared when the origin is detected. In each drive source, the control device receives a position detection signal from the position detector as a feedback signal and also receives a speed command signal from the speed command device. The control device calculates and outputs a speed command value from these two signals, and controls the speed of the motor. The control device executes a control operation at a control cycle defined by a built-in or externally supplied clock frequency. The control device is also instructed to stop positioning from the speed commander, and receives a positioning stop command signal indicating the target stop position.
[0016]
Below, this positioning stop control method is demonstrated in detail.
[0017]
[Basic deceleration rate]
The rate of deceleration (deceleration) after the positioning stop command signal is input to the stop target position is the deceleration rate when the multiple rotational drive systems are operating synchronously, that is, linked operation, or the multiple rotational drive systems are Asynchronous, that is, a deceleration rate when operating alone, or a plurality of individual rotational drive systems may be arbitrary deceleration rates. The control device calculates a speed command value for stopping at the stop target position in the shortest time without exceeding the predetermined deceleration rate Gd.
[0018]
[Processing at deceleration start (when positioning stop command signal is input)]
When the positioning stop command signal is input during operation, the control device latches the operation speed and holds the deceleration start speed Va until the positioning stop is completed. At the same time, a reference movement amount Lx, which serves as a guide for the movement amount of the rotating part from the current speed Va to the stop, is calculated from a predetermined deceleration rate Gd based on the following equation.
[0019]
Lx = Va ² / (2 × Gd)
This will be described with reference to FIG. 3 for the following reason. The moving distance necessary to stop at the stop target position after time T (= Va / Gd) at the deceleration start speed Va and the deceleration rate Gd, that is, the reference movement amount Lx is given by the area shown by the oblique lines in FIG. From this, Lx = (Va / Gd) × Va × 1/2 is derived.
[0020]
Next, Prf the distance from the current position to the target stop position, and the distance from the current position to the position of the rotating portion at the start position and deceleration Pin, the distance from the distance to the target stop position to the position at the start of deceleration Subtracted (Prf-Pin) is calculated.
[0021]
A. When (Prf−Pin) ≧ reference movement amount Lx Referring to FIG. 4, the distance from the current position to the position of the rotating part at the start of positioning deceleration is Pin, and the distance Pin is subtracted from the distance Prf to the stop target position. If the measured value (Prf−Pin) is a positive value greater than or equal to the reference movement amount Lx, the initial remaining distance Lin is left as it is (Prf−Pin), the remaining number of laps Rc until the stop is 0, and the remaining number of origin passages Bc Also set to 0.
[0022]
The distance Pin to the position at the start of positioning deceleration can be known from the position detection signal, and the distance Prf to the stop target position can be known from the positioning stop command signal indicating the stop position described above . 4 and FIG. 5 to FIG. 9 referred to in the following show a change state in which the remaining distance decreases for each phase period. The position detection is cleared by detecting the origin signal, but the remaining distance for each period is preset to a distance Lph (known value) for one phase period by the origin detection. That is, this change is opposite to the output waveform of the ring counter shown in FIG.
[0023]
B. When (Prf−Pin) <reference movement amount Lx B-1. Referring to FIG. 5, the distance Pin to the position at the start of positioning deceleration is subtracted from the distance Lph (known value) for one phase period to calculate the distance La to the origin. If the value obtained by adding the distance Prf to the stop target position to the distance La is equal to or larger than the reference movement amount Lx that is a guideline for the deceleration distance, the initial remaining distance Lin is (La + Prf), and the remaining number of laps Rc until the stop is 0. The origin passing frequency Bc is 1.
[0024]
B-2. Referring to FIG. 6, when (La + Prf) is smaller than the reference movement amount Lx, (La + Prf) is subtracted from Lx, and the subtraction result is divided by a distance Lph for one phase period. The value obtained by raising the decimal part of the division result is N. Here, a value obtained by adding the distance La to the origin and the distance Prf to the stop target position to Lph × N is defined as an initial remaining distance Lin. That is, the initial remaining distance Lin is expressed by the following equation.
[0025]
Lin = (Lph × N) + La + Prf
Further, the remaining number of rotations Rc is N (3 in FIG. 6), and the remaining number of origin passage times Bc is (N + 1).
[0026]
The above processing is the initial processing at the start of deceleration, and the processing during deceleration will be described below.
[0027]
[Calculation of remaining distance during deceleration]
During deceleration, the control device calculates the speed command value by performing the following calculation for each control cycle. Further, every time passing through the origin, the remaining number of revolutions Rc and the number of origin passages Bc are decremented by one.
[0028]
A. When the number of phase rotations Rc ≧ 1, referring to FIG. 7, the distance from the start of deceleration to the current position during deceleration is denoted by Pst, and the value subtracted from the distance Lph for one phase period is the origin of deceleration Distance Lb. A value obtained by adding the distance Lb and the distance Prf to the stop target position to (Lph × Rc) is set as a remaining distance Lcs during deceleration. That is, the remaining distance Lcs is given by the following equation.
[0029]
Lcs = (Lph × Rc) + Lb + Prf
[0030]
B. When the number of phase rounds Rc = 0 With reference to FIG. 8, since the phase rounds disappear when Rc = 0, the value obtained by adding the remaining distance Lb to the origin to the distance Prf to the target stop position is the remaining distance. Lcs.
[0031]
That is, when Rc = 0 and Bc = 1, the remaining distance Lcs is given by the following equation.
[0032]
Lcs = Lb + Prf
[0033]
C. Phase laps Rc = 0, and with reference to FIG. 9 when the origin number of passes Bc = 0, further when the origin number of passes Bc becomes 0, to the current position during deceleration from a distance Prf to target stop position A value obtained by subtracting the distance Pst is defined as a remaining distance Lcs.
[0034]
That is, when Rc = 0 and Bc = 0, the remaining distance Lcs is given by the following equation.
[0035]
Lcs = Prf−Pst
[0036]
[Calculation of speed command value during deceleration]
The speed command value Vr during deceleration is calculated by dividing the remaining distance Lcs during deceleration by the initial remaining distance Lin at the start of deceleration and multiplying the square root of the calculation result by the deceleration start speed Va latched at the start of deceleration. .
[0037]
That is, the control device calculates the speed command value Vr by the following formula for each control cycle.
[0038]
Vr = Va × (Lcs / Lin) ^1/2
[0039]
FIG. 1 is a functional block diagram realized by a control device for executing the above-described calculation operation of the speed command value during deceleration. In FIG. 1, a latch unit 10-1 that latches the deceleration start speed Va, a latch unit 10-2 that latches an initial remaining distance Lin at the start of deceleration, and a remaining distance calculated for each control cycle during deceleration. An arithmetic unit 10-3 for dividing Lcs by the latched initial remaining distance Lin, an arithmetic unit 10-4 for calculating the square root of the division result of the arithmetic unit 10-3, and a latched deceleration start speed Va And the arithmetic unit 10-5 that multiplies the square root from the arithmetic unit 10-4, and the output of the arithmetic unit 10-5 becomes the speed command value Vr.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, in the positioning stop control method of the present invention, the remaining distance is calculated from the feedback value of the current position from the operation state toward the stop target position, and the ratio between the start of positioning deceleration and the current remaining distance is calculated. The square root is calculated, and the square root is multiplied by the deceleration start speed at the start of deceleration, and the ramp is decelerated in accordance with a speed command value obtained. Since the deceleration operation itself is a positioning operation, positioning can be performed in the shortest time without restarting after a creep operation or stopping. As a result, the positioning stop control method according to the present invention can realize positioning stop in a short time and with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram of a control device for realizing a calculation operation of a speed command value executed during deceleration according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for simply explaining a positioning stop control method according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining derivation of an arithmetic expression for calculating a reference movement amount at the start of deceleration according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a method for calculating a remaining distance at the start of deceleration according to the present invention in a case where the remaining number of laps is zero and the number of times of origin passage is zero.
FIG. 5 is a diagram for explaining a calculation method of a remaining distance at the start of deceleration according to the present invention in a case where the remaining number of laps is 0 and the number of times of origin passage is 1;
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of calculating a remaining distance at the start of deceleration according to the present invention in the case of the remaining number of laps N and the number of times of origin passage (N + 1).
FIG. 7 is a diagram for explaining a calculation method of a remaining distance during deceleration according to the present invention when the number of phase rotations ≧ 1.
FIG. 8 is a diagram for explaining a calculation method of a remaining distance during deceleration according to the present invention in a case where the number of phase laps is 0 and the number of times of origin passage is 1;
FIG. 9 is a diagram for explaining a calculation method of a remaining distance during deceleration according to the present invention in a case where the number of phase laps is zero and the number of times of origin passage is zero.
FIG. 10 is a diagram showing a part of a process line of a conventional synchronous control method.
11 is a diagram showing a part of the configuration of the master system in FIG.
FIG. 12 is a diagram for explaining a conventional positioning stop control method;
[Explanation of symbols]
61, 71 Motors 62, 72 Power transmission mechanisms 63, 73 First rollers 64, 74 Second rollers 65, 75 Encoders 66, 76 Origin mark sensors 67, 77 Position detection counter 82 Integrator 100 Speed command device

Claims

In a process line with at least one rotational drive system driven by a motor,
When positioning and stopping the rotating part of the rotary drive system at the target position, at the start of deceleration, the deceleration start speed Va is detected and latched, and the initial remaining distance Lin of the rotating part until stopping at the target position is determined. Calculate and latch,
During deceleration, the remaining distance Lcs during deceleration is divided by the initial remaining distance Lin for each control cycle, the square root of the calculation result is calculated, and further, the deceleration root speed Va is multiplied by the square root. The speed command value Vr of
A rotation stop positioning control method for stopping the rotation drive system at the target position by the speed command value Vr,
A plurality of formulas are set in advance to calculate the initial remaining distance Lin,
As an initial process when starting deceleration by positioning stop command,
A reference movement amount Lx from the start of deceleration to stop is calculated based on Va ² / (2 × Gd) (where Gd is a predetermined deceleration rate at which the vehicle decelerates to the stop position after the positioning stop command is issued)
Next, calculate the distance Pin and the difference from the current position to the position of the rotating portion at the start of deceleration from a distance Prf and the current position to the target stop position (Prf-Pin),
The difference (Prf−Pin) is compared with the reference movement amount Lx, and the initial remaining distance Lin is calculated by selecting an expression from the plurality of expressions according to the comparison result. Positioning stop control method for rotary drive system.

An origin mark is attached to the rotating part,
Calculation of the initial remaining distance Lin according to the comparison result,
When the comparison result is (Prf−Pin) ≧ Lx, the initial remaining distance Lin is calculated using a preset formula (Prf−Pin),
When the comparison result is (Prf−Pin) <Lx,
1) The distance Pin from the current position to the position of the rotating part at the start of deceleration is subtracted from the known distance Lph for one rotation of the rotating part to calculate the distance La to the origin mark, and the stop target is set to the distance La If the value (La + Prf) obtained by adding the distance Prf to the position is equal to or greater than the reference movement amount Lx, the initial remaining distance Lin is calculated using a preset formula (La + Prf),
2) When the value (La + Prf) is smaller than the reference movement amount Lx, the value (La + Prf) is subtracted from the reference movement amount Lx, the subtraction result is divided by the distance Lph, and the decimal part of the division result is obtained. the carry value is N, the sum of the distance Prf of the distance La to the origin mark on the LPH × N to the target stop position, the using equation {(Lph × N) + La + Prf} that is preset initial 2. The positioning stop control method for a rotary drive system according to claim 1, wherein the remaining distance Lin is calculated and executed.