JP6245808B2 - Position control device and position control method - Google Patents

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Description

本発明は、位置制御装置に関する。 The present invention relates to a position control device.

従来、3つのインクリメンタル信号を3つのサンプルホールド回路で同時保持するアブソリュートエンコーダがある(特許文献1参照)。 Conventionally, there is an absolute encoder that simultaneously holds three incremental signals by three sample and hold circuits (see Patent Document 1).

特開平5-272988号公報(図1)JP-A-5-272988 (FIG. 1)

特許文献1に開示の技術では、3つのインクリメンタル信号を3つのサンプルホールド回路へそれぞれ接続する必要があり、このようなアブソリュートエンコーダを使う位置制御装置においては、信号線の本数が多くなってしまう。これを回避するためには、ピッチ切替え制御により、ピッチの異なる複数のインクリメンタル信号を同一の信号線に出力する構成とすることで、信号線の本数を削減することができる。ここで、ピッチの異なる複数のインクリメンタル信号を組み合わせて制御対象物の絶対位置の演算を行う場合、制御対象物が安定して静止した状態で前記複数のインクリメンタル信号を取得しなくてはならない。なぜなら、制御対象物の位置が異なる状態でそれぞれのインクリメンタル信号を取得してしまうと、制御対象物の絶対位置の演算を正しく行えないためである。 In the technique disclosed in Patent Document 1, it is necessary to connect three incremental signals to three sample and hold circuits, respectively. In such a position control device using an absolute encoder, the number of signal lines increases. In order to avoid this, the number of signal lines can be reduced by adopting a configuration in which a plurality of incremental signals having different pitches are output to the same signal line by pitch switching control. Here, when calculating the absolute position of the controlled object by combining a plurality of incremental signals having different pitches, the plurality of incremental signals must be acquired while the controlled object is stably stationary. This is because if the respective incremental signals are acquired in a state where the position of the control object is different, the absolute position of the control object cannot be calculated correctly.

制御対象物を静止させるためには、まず開始ピッチのインクリメンタル信号で暫定的に相対位置制御を行う。次にピッチ切替え制御により、ピッチの異なるインクリメンタル信号を取得し、再びピッチ切替え制御により開始ピッチへ戻し、位置制御を引続き行いながら絶対位置の演算を行い、相対位置情報を絶対位置情報に差し替えれば良い。しかし、ピッチの異なるインクリメンタル信号が同一の信号線へ出力されると、受け手の位置エンコード処理側には、制御対象物が動いていないにもかかわらず、動いたような信号変化が起きたように見えることがある。つまり、静止させる位置制御用に開始ピッチのインクリメンタル信号で位置エンコード処理を行っているところへ、ピッチの異なるインクリメンタル信号が出力されると、位置エンコード処理部から、動いたような位置情報が出力される。その位置情報をフィードバックして位置制御を行う場合、動いていないにもかかわらず、動いたものとして逆に誤って位置制御をかけてしまい、静止状態が不安定になるということがある。 In order to make the controlled object stand still, first, the relative position control is temporarily performed with the incremental signal of the start pitch. Next, acquire incremental signals with different pitches by pitch switching control, return to the starting pitch again by pitch switching control, calculate absolute position while continuing position control, and replace relative position information with absolute position information. good. However, when incremental signals with different pitches are output to the same signal line, the receiver's position encoding processing side seems to have changed the signal as if it moved, even though the control object did not move. May be visible. In other words, when an incremental signal with a different pitch is output to the place where the position encoding process is performed with the incremental signal of the starting pitch for the position control to be stopped, the position information as if it moved is output from the position encoding processing unit. The When the position control is performed by feeding back the position information, the stationary state may be unstable because the position control is erroneously performed even though the position information is not moved.

そこで、本発明の目的は、異なるピッチの位置検出信号へ切り替えている間に位置制御が不安定にならないようにできる位置制御装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a position control device capable of preventing position control from becoming unstable while switching to position detection signals having different pitches.

本発明の位置制御装置は、外部からの複数種のピッチ間の切替え制御により、複数種のピッチの数より少ない数の信号線への周期波形の出力が、ピッチの異なる複数種のピッチの周期波形の間で切り替わるエンコーダと、前記エンコーダの各周期波形の出力から位置情報を生成する位置情報生成手段と、前記位置情報生成手段の出力により制御対象物の位置制御を行う位置制御手段と、を備える。そして、前記位置制御手段により制御対象物をほぼ静止するように制御する位置制御状態になった後に、前記位置情報生成手段による位置情報の生成を停止し、さらに、前記エンコーダのピッチ切替え制御が完了してから、前記位置情報生成手段の動作状態を切替えることを特徴とする。 According to the position control device of the present invention, the output of the periodic waveform to the number of signal lines smaller than the number of the plurality of types of pitches is controlled by the switching control between the plurality of types of pitches from the outside. An encoder for switching between waveforms, position information generating means for generating position information from the output of each periodic waveform of the encoder, and position control means for performing position control of a controlled object by the output of the position information generating means. Prepare. After the position control unit enters a position control state in which the controlled object is controlled to be almost stationary, the position information generation unit stops generating position information, and the encoder pitch switching control is completed. from to, and switches the operating state of the position information generating means.

本発明によれば、異なるピッチの位置検出信号へ切り替えようとする時は、位置エンコード演算を止め、その後にピッチを切り替えるので、異なるピッチの位置検出信号へ切り替えている間に位置制御が不安定にならないという効果がある。 According to the present invention, when switching to a position detection signal with a different pitch, the position encoding calculation is stopped and then the pitch is switched. Therefore, position control is unstable while switching to a position detection signal with a different pitch. There is an effect of not becoming.

本発明を適用した位置制御装置のブロック図である。It is a block diagram of a position control device to which the present invention is applied. インクリメンタル信号の処理の概念図である。It is a conceptual diagram of the process of an incremental signal. 実施例のフローチャートである。It is a flowchart of an Example. インクリメンタル信号と合成信号の概念図である。It is a conceptual diagram of an incremental signal and a synthetic signal. 実施例のフローチャートである。It is a flowchart of an Example. 実施例のフローチャートである。It is a flowchart of an Example. 実施例のフローチャートである。It is a flowchart of an Example. 実施例のフローチャートである。It is a flowchart of an Example.

本発明では、前記位置制御手段により制御対象物を静止するように制御する位置制御状態になった後に、前記エンコーダのピッチ切替え制御が完了してから、位置情報生成手段の動作状態を切替える。本発明によれば、複数の位置検出信号を、信号発生手段の数より少ない数の信号線(例えば、同一の信号線)に出力する構成においても、位置検出信号で位置エンコード処理を行っているところへ、ピッチの異なる位置検出信号が出力されることはない。また、複数の位置検出信号を、制御対象物が安定してほぼ静止した状態で取得できる。したがって、制御対象物の絶対位置の演算を正しく行うことができる。 According to the present invention, after the position control state in which the control object is controlled to be stationary by the position control unit, the operation state of the position information generation unit is switched after the pitch switching control of the encoder is completed. According to the present invention, position encoding processing is performed with position detection signals even in a configuration in which a plurality of position detection signals are output to a smaller number of signal lines (for example, the same signal line) than the number of signal generation means. However, position detection signals with different pitches are not output. In addition, a plurality of position detection signals can be acquired in a state where the controlled object is stable and almost stationary. Accordingly, the absolute position of the control object can be correctly calculated.

以下、本発明の実施の形態について説明する。
(実施例1)
実施例1では、最小ピッチから、異なるピッチのインクリメンタル信号へ切り替えようとする時は、位置エンコード演算を止め、それから、ピッチを切り替える例を述べる。
Embodiments of the present invention will be described below.
Example 1
In the first embodiment, when switching from the minimum pitch to an incremental signal of a different pitch, an example in which the position encoding calculation is stopped and then the pitch is switched will be described.

以下、図面を参照しながら本実施例を説明する。図1は、本発明の各実施形態を適用可能な位置制御装置100の一例の構成を示す。図1において、内部バス109に対してCPU101、ROM102、RAM103、制御信号出力部104、AD(アナログ・デジタル)入力部108が接続される。内部バス109に接続される各部は、内部バス109を介して互いにデータのやりとりを行うことができる。ROM102には、CPU101が動作するための各種プログラムなどが格納される。制御手段や計測手段としてのCPU101は、例えばROM102に格納されるプログラムに従い、RAM103をワークメモリとして用いて、この位置制御装置100の各部を制御する。信号選択手段である制御信号出力部104は、モータードライバ105に対して、駆動手段をなすリニアモーター106を駆動させるためのCPU101から命令された制御信号を出力する。また、位置信号発生手段であるリニアエンコーダ107に対して、異なるピッチのインクリメンタル信号を出力させるためのCPU101から命令された制御信号を出力する。リニアモーター106はレンズ等の制御対象(不図示)の位置を移動させ、リニアエンコーダ107が制御対象の移動に応じてインクリメンタル信号を出力する。信号出力手段であるAD入力部108は、リニアエンコーダ107が出力するインクリメンタル信号をAD変換して、AD変換データ信号をCPU101に供給する。CPU101は、AD入力部108で変換されたインクリメンタル信号から、インクリメンタル位置エンコード処理およびアブソリュート位置エンコード処理により制御対象の現在位置を算出する。 Hereinafter, this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an exemplary configuration of a position control apparatus 100 to which each embodiment of the present invention can be applied. In FIG. 1, a CPU 101, ROM 102, RAM 103, control signal output unit 104, and AD (analog / digital) input unit 108 are connected to an internal bus 109. Each unit connected to the internal bus 109 can exchange data with each other via the internal bus 109. The ROM 102 stores various programs for the CPU 101 to operate. The CPU 101 as a control unit or a measurement unit controls each unit of the position control device 100 using the RAM 103 as a work memory according to a program stored in the ROM 102, for example. A control signal output unit 104 serving as a signal selection unit outputs a control signal instructed by the CPU 101 for driving the linear motor 106 serving as a driving unit to the motor driver 105. In addition, a control signal instructed by the CPU 101 for outputting incremental signals of different pitches to the linear encoder 107 which is a position signal generating means is output. The linear motor 106 moves the position of a control target (not shown) such as a lens, and the linear encoder 107 outputs an incremental signal according to the movement of the control target. An AD input unit 108 serving as a signal output unit AD converts the incremental signal output from the linear encoder 107 and supplies an AD converted data signal to the CPU 101. The CPU 101 calculates the current position of the control target from the incremental signal converted by the AD input unit 108 through incremental position encoding processing and absolute position encoding processing.

図2は、インクリメンタル信号の処理の概念図である。図3はCPU101のインクリメンタル位置エンコード処理のフローチャートである。図2と図3を用いてインクリメンタル位置エンコードを説明する。図2(A)では、縦軸は10bitのAD変換値、横軸は制御対象の位置であり、201と202は、それぞれ、サイン波およびコサイン波として、制御対象の移動に応じて出力される2相のインクリメンタル信号のイメージである。図2(B)では、縦軸は角度ラジアン、横軸は位置である。203は、制御対象の移動に応じて信号201と信号202間の逆正接関数として、0から2πまでに正規化され演算される逆正接関数結果のイメージである。図2(C)では、縦軸はインクリメンタル位置エンコード値、横軸は位置であり、逆正接関数結果203が0を跨いだ時、LSBが2πに相当する上位桁を増減させるインクリメンタル位置エンコード値のイメージである。 FIG. 2 is a conceptual diagram of incremental signal processing. FIG. 3 is a flowchart of the incremental position encoding process of the CPU 101. Incremental position encoding will be described with reference to FIGS. In FIG. 2A, the vertical axis represents the 10-bit AD conversion value, the horizontal axis represents the position of the controlled object, and 201 and 202 are output as a sine wave and a cosine wave according to the movement of the controlled object, respectively. It is an image of a two-phase incremental signal. In FIG. 2B, the vertical axis represents angle radians, and the horizontal axis represents position. 203 is an image of an arc tangent function result that is normalized and calculated from 0 to 2π as an arc tangent function between the signal 201 and the signal 202 in accordance with the movement of the controlled object. In FIG. 2C, the vertical axis is the incremental position encoded value, the horizontal axis is the position, and when the arctangent function result 203 crosses 0, the LSB is an incremental position encoded value that increases or decreases the upper digits corresponding to 2π. It is an image.

図3のフローチャートのs301において、CPU101はインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグがセット状態であるかどうかを判断し、許可フラグセット状態でなければ処理を終了、許可フラグセット状態ならs302へ処理を移す。s302において、CPU101は図2(A)の201、202のような2相信号のAD変換値を取得する。そして、オフセット除去演算、ゲイン調整演算を行った後、図2(B)の203のような逆正接関数を演算した結果をRAM103へ保存して、s303へ処理を移す。s303において、CPU101は前回の逆正接関数演算結果と今回の逆正接関数演算結果の差が3π/8以下であるかどうかを判断し、以下であればs304へ処理を移し、以下でなければs310へ処理を移す。この差の値は、変化が正常か否かを決める観点から決定されるもので、3π/8に限定されるものではない。 In s301 of the flowchart of FIG. 3, the CPU 101 determines whether or not the permission flag for the incremental position encoding process is set. If the permission flag is not set, the CPU 101 ends the process. If the permission flag is set, the process proceeds to s302. In s302, the CPU 101 acquires AD conversion values of two-phase signals such as 201 and 202 in FIG. Then, after performing the offset removal calculation and the gain adjustment calculation, the result of calculating the arctangent function such as 203 in FIG. 2B is stored in the RAM 103, and the process proceeds to s303. In s303, the CPU 101 determines whether or not the difference between the previous arc tangent function calculation result and the current arc tangent function calculation result is 3π / 8 or less, the process proceeds to s304 if not, and the process proceeds to s310 if not. Move processing to. The value of this difference is determined from the viewpoint of determining whether the change is normal or not, and is not limited to 3π / 8.

s304において、CPU101は前回の逆正接関数演算結果と今回の逆正接関数演算結果の移動で0を跨いだかどうかを判断し、跨いでいればs305へ処理を移し、いなければs308へ処理を移す。s305において、CPU101は今回の逆正接関数演算結果が前回の逆正接関数演算結果以下であるかどうかを判断し、以下であればs306へ処理を移し、以下でなければs307へ処理を移す。s306において、移動方向が増加方向であると考えられるので、CPU101は2π単位である上位桁へ1を加算して、s308へ処理を移す。上位桁とは、インクリメンタル位置エンコード値の2π以上の桁である。一方、s307においては、移動方向が減少方向であると考えられるので、CPU101は2π単位である上位桁から1を減算して、s308へ処理を移す。 In s304, the CPU 101 determines whether or not the value of the previous arctangent function calculation result and the current arctangent function calculation result has crossed 0, and if so, the process moves to s305, and if not, the process moves to s308. . In s305, the CPU 101 determines whether or not the current arc tangent function calculation result is equal to or less than the previous arc tangent function calculation result, and if not, the process proceeds to s306, and if not, the process proceeds to s307. In s306, since the moving direction is considered to be an increasing direction, the CPU 101 adds 1 to the upper digit, which is 2π units, and shifts the processing to s308. The upper digit is a digit of 2π or more of the incremental position encoded value. On the other hand, in s307, since the movement direction is considered to be a decreasing direction, the CPU 101 subtracts 1 from the upper digit, which is 2π units, and shifts the processing to s308.

s308において、CPU101は2π単位である上位桁と今回結果を加算して、図2(C)の204のような新しいインクリメンタル位置エンコード値として求め、s309へ処理を移す。s309において、CPU101は、今回と前回の移動が3π/8以下であり移動方向が正しく判別されていることから、移動方向判別エラー警告無しとして処理を終了する。一方、s310において、CPU101は、今回と前回で3π/8以上となった移動量の移動方向が、増加により3π/8以上の移動となったのか、減少により3π/8以上の移動となったのかを判別しにくい。よって、移動方向判別エラー警告有りとして処理を終了する。これにより、インクリメンタル信号からインクリメンタル位置エンコード値を生成して位置制御に用いることができる。以上のように常用位置検出ピッチで相対的な位置制御を行い、後述する如く絶対位置を求めるときのみ絶対位置検出用ピッチに切り替える。 In s308, the CPU 101 adds the upper digit of 2π and the current result to obtain a new incremental position encoded value as indicated by 204 in FIG. 2C, and shifts the processing to s309. In s309, since the current and previous movements are 3π / 8 or less and the movement direction is correctly determined, the CPU 101 ends the process with no movement direction determination error warning. On the other hand, in s310, the CPU 101 moves 3π / 8 or more due to an increase in the movement direction of the movement amount that is 3π / 8 or more this time or the previous time, or 3π / 8 or more due to a decrease. It is difficult to determine whether Therefore, the process ends with a moving direction determination error warning. Thereby, an incremental position encoded value can be generated from the incremental signal and used for position control. As described above, relative position control is performed with the normal position detection pitch, and the absolute position detection pitch is switched only when the absolute position is obtained as described later.

図4は、ピッチの異なる3種類のインクリメンタル信号と合成信号の概念図である。図5はCPU101のアブソリュート位置エンコード処理のフローチャートである。図4と図5を用いてアブソリュート位置エンコードを説明する。図4(A) は、縦軸は角度ラジアン、横軸は位置で、401は、制御対象の移動に応じて逆正接関数として、0から2πまでに正規化され演算される最小ピッチの逆正接関数結果のイメージである。全ストロークで21周期出現する。図4(B) は、縦軸は角度ラジアン、横軸は位置で、402は、移動に応じて逆正接関数として、0から2πまでに正規化され演算される中間ピッチの逆正接関数結果のイメージである。全ストロークで10周期出現する。図4(C) は、縦軸は角度ラジアン、横軸は位置で、403は、移動に応じて逆正接関数として、0から2πまでに正規化され演算される最大ピッチの逆正接関数結果のイメージである。全ストロークで4周期出現する。 FIG. 4 is a conceptual diagram of three types of incremental signals and synthesized signals having different pitches. FIG. 5 is a flowchart of the absolute position encoding process of the CPU 101. Absolute position encoding will be described with reference to FIGS. In FIG. 4A, the vertical axis is the angle radians, the horizontal axis is the position, and 401 is the arctangent of the minimum pitch that is normalized and calculated from 0 to 2π as an arctangent function according to the movement of the controlled object. It is an image of the function result. 21 cycles appear in all strokes. In FIG. 4B, the vertical axis is the angle radians, the horizontal axis is the position, and 402 is the arc tangent function result of the intermediate pitch that is normalized and calculated from 0 to 2π as the arc tangent function according to the movement. It is an image. Appears 10 cycles in all strokes. In FIG. 4C, the vertical axis is the angle radians, the horizontal axis is the position, and 403 is the arc tangent function result of the maximum pitch that is normalized and calculated from 0 to 2π as the arc tangent function according to the movement. It is an image. Appears in 4 cycles in all strokes.

図4(D) は、縦軸は角度ラジアン、横軸は位置で、404は、移動に応じて図5のs504の下記の式(1)の結果として、0から2πまでに正規化され演算される結果のイメージである。前記したように全ストロークでp1は21周期、p2は10周期出現するので、p2を2倍したものとp1とは全ストロークで1周期分の差分を持つので、ph1は全ストロークで1周期出現する。図4(E) は、縦軸は角度ラジアン、横軸は位置で、405は、移動に応じて図5のs504の下記の式(2)の結果として、0から2πまでに正規化され演算される結果のイメージである。10周期と4周期の差分であるので、全ストロークで6周期出現する。図4(F) は、縦軸は角度ラジアン、横軸は位置で、406は、移動に応じて図5のs504の下記の式(3)の結果として、0から2πまでに正規化され演算される結果のイメージである。21周期と4周期の2倍との差分であるので、全ストロークで13周期出現する。 In FIG. 4D, the vertical axis is angle radians, the horizontal axis is the position, and 404 is normalized from 0 to 2π as a result of the following expression (1) of s504 in FIG. 5 according to the movement. Is the resulting image. As described above, p1 appears in 21 cycles and p2 appears in all cycles as described above, so doubling p2 and p1 have a difference of one cycle in all strokes, so ph1 appears in one cycle in all strokes To do. In FIG. 4E, the vertical axis is angle radians, the horizontal axis is position, and 405 is normalized from 0 to 2π as a result of the following expression (2) of s504 in FIG. 5 according to the movement. Is the resulting image. Since it is the difference between 10 cycles and 4 cycles, 6 cycles appear in all strokes. In FIG. 4F, the vertical axis is angle radians, the horizontal axis is position, and 406 is normalized from 0 to 2π as a result of the following expression (3) of s504 in FIG. 5 according to the movement. Is the resulting image. Since it is the difference between 21 cycles and twice the 4 cycles, 13 cycles appear in all strokes.

式(1) ph1=p1−2*p2
式(2) ph6=p2−p3
式(3) ph13=p1−2*p3
Formula (1) ph1 = p1-2 * p2
Formula (2) ph6 = p2-p3
Formula (3) ph13 = p1-2 * p3

CPU101のアブソリュート位置エンコード処理のフローチャートである図5のフローチャートのs501において、CPU101はRAM103へ保存してある最小ピッチの2相信号のAD変換値を取得する。そして、オフセット除去演算、ゲイン調整演算を行った後、図4(A)の401のような逆正接関数演算した結果をp1としてRAM103へ保存して、s502へ処理を移す。s502において、CPU101はRAM103へ保存してある中間ピッチの2相信号のAD変換値を取得する。そして、オフセット除去演算、ゲイン調整演算を行った後、図4(B)の402のような逆正接関数演算した結果をp2としてRAM103へ保存して、s503へ処理を移す。s503において、CPU101はRAM103へ保存してある最大ピッチの2相信号のAD変換値を取得する。そして、オフセット除去演算、ゲイン調整演算を行った後、図4(C)の403のような逆正接関数演算した結果をp3としてRAM103へ保存して、s504へ処理を移す。 In s <b> 501 of the flowchart of FIG. 5, which is a flowchart of the absolute position encoding process of the CPU 101, the CPU 101 acquires the AD conversion value of the two-phase signal with the minimum pitch stored in the RAM 103. Then, after performing the offset removal calculation and the gain adjustment calculation, the result of the arctangent function calculation as 401 in FIG. 4A is stored in the RAM 103 as p1, and the process proceeds to s502. In step S <b> 502, the CPU 101 acquires the AD conversion value of the two-phase signal having the intermediate pitch stored in the RAM 103. Then, after performing the offset removal calculation and the gain adjustment calculation, the result of the arctangent function calculation such as 402 in FIG. 4B is stored in the RAM 103 as p2, and the process proceeds to s503. In s503, the CPU 101 acquires the AD conversion value of the two-phase signal with the maximum pitch stored in the RAM 103. Then, after performing the offset removal calculation and the gain adjustment calculation, the result of the arctangent function calculation such as 403 in FIG. 4C is stored in the RAM 103 as p3, and the process proceeds to s504.

s504において、CPU101はRAM103へ保存してあるp1とp2を用いて式(1)で演算し、ph1を求め、RAM103へ保存する。ph1は全ストロークで1周期出現する。また、CPU101はRAM103へ保存してあるp2とp3を用いて式(2)で演算し、ph6を求め、RAM103へ保存する。ph6は全ストロークで6周期出現する。CPU101はRAM103へ保存してあるp1とp3を用いて式(3)で演算し、ph13を求め、RAM103へ保存する。ph13は全ストロークで13周期出現する。CPU101は、RAM103へ保存してあるp1をph21としてRAM103へ保存し、s505へ処理を移す。ph21は全ストロークで21周期出現する。 In s <b> 504, the CPU 101 calculates the value ph <b> 1 using p <b> 1 and p <b> 2 stored in the RAM 103 to obtain ph <b> 1 and stores it in the RAM 103. ph1 appears for one cycle for every stroke. In addition, the CPU 101 calculates the value ph6 using p2 and p3 stored in the RAM 103, and stores them in the RAM 103. ph6 appears 6 cycles in all strokes. The CPU 101 uses p1 and p3 stored in the RAM 103 to perform an operation using Equation (3), obtains ph13, and stores it in the RAM 103. ph13 appears for 13 cycles in all strokes. The CPU 101 stores p1 stored in the RAM 103 as ph21 in the RAM 103, and shifts the processing to s505. ph21 appears 21 cycles in all strokes.

s505において、CPU101は、RAM103へ保存してあるph1を用いて下記の式(4)で演算し、全ストロークで6周期出現する中のどの周期に制御対象があるかを演算し、abs6としてRAM103へ保存する。またCPU101は、RAM103へ保存してあるabs6とph6を用いて下記の式(5)で演算し、全ストロークで13周期出現する中のどの周期に制御対象があるかを演算し、abs13としてRAM103へ保存する。またCPU101は、RAM103へ保存してあるabs13とph13を用いて下記の式(6)で演算し、全ストロークで21周期出現する中のどの周期に制御対象があるかを演算し、abs21としてRAM103へ保存する。またCPU101は、RAM103へ保存してあるabs21とph21を用いて下記の式(7)で演算し、最小ピッチの分解能でどの周期に制御対象があるかを演算し、FullABSとしてRAM103へ保存して処理を終える。 In s505, the CPU 101 calculates the following expression (4) using ph1 stored in the RAM 103, calculates in which cycle the control target is present in 6 cycles in all strokes, and stores the RAM 103 as abs6. Save to Further, the CPU 101 calculates the following expression (5) using abs6 and ph6 stored in the RAM 103, calculates which cycle among the 13 cycles appearing in all strokes is present, and sets the RAM 103 as abs13. Save to Further, the CPU 101 calculates the following expression (6) using abs 13 and ph 13 stored in the RAM 103, calculates which cycle of 21 cycles appears in all strokes, and sets the RAM 103 as abs 21. Save to Further, the CPU 101 calculates the following equation (7) using the abs 21 and ph 21 stored in the RAM 103, calculates in which cycle the control target exists with the resolution of the minimum pitch, and stores it in the RAM 103 as FullABS. Finish the process.

式(4) abs6=ph1/(2π/6)
式(5) abs13=(2π*abs6+ph6)/(2π*6/13)
式(6) abs21=(2π*abs13+ph13)/(2π*13/21)
式(7) FullABS=(2π*abs21+ph21)
Formula (4) abs6 = ph1 / (2π / 6)
Formula (5) abs13 = (2π * abs6 + ph6) / (2π * 6/13)
Formula (6) abs21 = (2π * abs13 + ph13) / (2π * 13/21)
Formula (7) Full ABS = (2π * abs21 + ph21)

以上のように、ピッチの異なる3種類のインクリメンタル信号を合成して更にピッチの異なるインクリメンタル信号を合成することができる。制御対象が静止した状態で取得したピッチの異なるインクリメンタル信号を合成して、アブソリュート位置エンコード処理を行うことで、最小ピッチの分解能で制御対象のアブソリュート位置を求められる。 As described above, it is possible to synthesize incremental signals having different pitches by synthesizing three types of incremental signals having different pitches. The absolute position encoding process is performed by synthesizing incremental signals with different pitches acquired while the control object is stationary, and the absolute position of the control object can be obtained with the minimum pitch resolution.

図6はCPU101のピッチ切替え制御とエンコード処理切替えのフローチャートである。図7はCPU101の位置制御処理のフローチャートである。図4と図6と図7を用いて、ピッチ切替え制御と同期したエンコード処理切替え(すなわち、ピッチを切り替えようとする時は、位置エンコード演算を止めてから、所定のタイミングでピッチを切り替える制御)の説明をする。図6のs601において、CPU101は制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を図4(A)のような最小ピッチとする制御信号を出力するように命令し、インクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットする。その後、CPU101はインクリメンタル位置エンコードの上位桁を初期化し、サーボ目標位置をインクリメンタル位置エンコードの現在値に設定し、サーボONフラグをセットしてs602へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは最小ピッチのインクリメンタル信号が出力され、CPU101は図3のフローチャートに従ってインクリメンタル位置エンコード処理を行う。またCPU101は、後述する図7のフローチャートに従って目標位置に留まろうとする位置制御をかける。 FIG. 6 is a flowchart of the CPU 101 pitch switching control and encoding process switching. FIG. 7 is a flowchart of the position control process of the CPU 101. 4, 6, and 7, encoding process switching synchronized with pitch switching control (that is, control to switch the pitch at a predetermined timing after stopping the position encoding calculation when switching the pitch) I will explain. In s601 of FIG. 6, the CPU 101 instructs the control signal output unit 104 to output a control signal for setting the pitch of the incremental signal to the minimum pitch as shown in FIG. 4A, and the incremental position encoding process permission flag. Set. Thereafter, the CPU 101 initializes the upper digit of the incremental position encoding, sets the servo target position to the current value of the incremental position encoding, sets the servo ON flag, and shifts the processing to s602. As a result, an incremental signal with the minimum pitch is output from the linear encoder 107, and the CPU 101 performs an incremental position encoding process according to the flowchart of FIG. Further, the CPU 101 applies position control to try to stay at the target position in accordance with the flowchart of FIG.

s602において、CPU101はサーボ安定フラグがセットされているかどうかを判断し、セットされていればs603へ処理を移し、セットされていなければs602へ処理を移す。s603において、CPU101は最小ピッチの2相AD変換値をRAM103へ保存し、サーボONフラグをクリアする。その後、CPU101はインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをクリアしてから、制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を図4(B)のような中間ピッチとする制御信号を出力するように命令する。そして、切替タイマーカウントを開始してs604へ処理を移す。切替タイマーカウントとは、例えばCPU101が処理クロックをカウントするものである。これにより、リニアエンコーダ107からは中間ピッチのインクリメンタル信号が出力されるが、CPU101によるインクリメンタル位置エンコード処理は行われないので、制御対象が動いていないにもかかわらず、動いたような位置情報は出力されない。 In s602, the CPU 101 determines whether the servo stability flag is set. If it is set, the process proceeds to s603, and if not, the process proceeds to s602. In s603, the CPU 101 stores the two-phase AD conversion value with the minimum pitch in the RAM 103, and clears the servo ON flag. After that, the CPU 101 clears the incremental position encoding permission flag, and then instructs the control signal output unit 104 to output a control signal for setting the incremental signal pitch to an intermediate pitch as shown in FIG. To do. Then, the switching timer count is started and the process proceeds to s604. The switching timer count is, for example, that the CPU 101 counts the processing clock. As a result, an intermediate pitch incremental signal is output from the linear encoder 107, but since incremental position encoding processing by the CPU 101 is not performed, position information that has moved even though the control target is not moving is output. Not.

s604において、CPU101は、切替タイマーが所定カウント経過しているかどうかを判断し、カウント経過していればs605へ処理を移し、経過していなければs604へ処理を移す。s605において、CPU101は、中間ピッチの2相AD変換値をRAM103へ保存し、制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を最小ピッチとする制御信号を出力するように命令する。そして、切替タイマーカウントを開始してs606へ処理を移す。s606において、CPU101は、切替タイマーが所定カウント経過しているかどうかを判断し、カウント経過していればs607へ処理を移し、経過していなければs606へ処理を移す。s607において、CPU101はインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットし、サーボONフラグをセットしてs608へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは再び最小ピッチのインクリメンタル信号が出力され、CPU101は図3のフローチャートに従ってインクリメンタル位置エンコード処理を行う。制御対象が動いていなければ、動いていないとする位置情報、制御対象が動いていれば、動いているとする位置情報で出力されるので、CPU101は後述の図7のフローチャートに従って目標位置に留まろうとする位置制御をかける。 In s604, the CPU 101 determines whether or not the switching timer has elapsed a predetermined count. If the count has elapsed, the process proceeds to s605, and if not, the process proceeds to s604. In step s605, the CPU 101 stores the two-phase AD conversion value of the intermediate pitch in the RAM 103, and instructs the control signal output unit 104 to output a control signal that sets the incremental signal pitch setting to the minimum pitch. Then, the switching timer count is started and the process proceeds to s606. In s606, the CPU 101 determines whether or not a predetermined count has elapsed for the switching timer. If the count has elapsed, the process proceeds to s607, and if not, the process proceeds to s606. In s607, the CPU 101 sets a permission flag for incremental position encoding processing, sets a servo ON flag, and shifts the processing to s608. As a result, the incremental signal with the minimum pitch is output again from the linear encoder 107, and the CPU 101 performs the incremental position encoding process according to the flowchart of FIG. If the control object is not moving, the position information indicating that it is not moving is output. If the control object is moving, the position information indicating that it is moving is output. Therefore, the CPU 101 stays at the target position according to the flowchart of FIG. Apply the position control to try.

s608において、CPU101はサーボ安定フラグがセットされているかどうかを判断し、セットされていればs609へ処理を移し、セットされていなければs608へ処理を移す。s609において、CPU101はサーボONフラグをクリアし、インクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをクリアする。それから、制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を図4(C)のような最大ピッチとする制御信号を出力するように命令する。その後、CPU101は切替タイマーカウント開始してs610へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは最大ピッチのインクリメンタル信号が出力されるが、CPU101によるインクリメンタル位置エンコード処理は行われないので、制御対象が動いていないにもかかわらず、動いたような位置情報は出力されない。s610において、CPU101は、切替タイマーが所定カウント経過しているかどうかを判断し、カウント経過していればs611へ処理を移し、経過していなければs610へ処理を移す。s611において、CPU101は最大ピッチの2相AD変換値をRAM103へ保存し、制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を最小ピッチとする制御信号を出力するように命令する。そして、切替タイマーカウントを開始してs612へ処理を移す。 In s608, the CPU 101 determines whether the servo stability flag is set. If it is set, the process proceeds to s609, and if not, the process proceeds to s608. In s609, the CPU 101 clears the servo ON flag and clears the permission flag for the incremental position encoding process. Then, the control signal output unit 104 is instructed to output a control signal that sets the pitch of the incremental signal to the maximum pitch as shown in FIG. Thereafter, the CPU 101 starts the switching timer count and shifts the processing to s610. As a result, although the incremental signal of the maximum pitch is output from the linear encoder 107, since the incremental position encoding processing by the CPU 101 is not performed, position information that has moved even though the control target is not moving is output. Not. In s610, the CPU 101 determines whether or not the switching timer has passed a predetermined count. If the count has elapsed, the process proceeds to s611, and if not, the process proceeds to s610. In s611, the CPU 101 saves the two-phase AD conversion value of the maximum pitch in the RAM 103, and instructs the control signal output unit 104 to output a control signal that sets the incremental signal pitch setting to the minimum pitch. Then, the switching timer count is started and the process proceeds to s612.

s612において、CPU101は、切替タイマーが所定カウント経過しているかどうかを判断し、カウント経過していればs613へ処理を移し、経過していなければs612へ処理を移す。s613において、CPU101はインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットし、サーボONフラグをセットしてs614へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは再び最小ピッチのインクリメンタル信号が出力され、CPU101は図3のフローチャートに従ってインクリメンタル位置エンコード処理を行う。制御対象が動いていなければ、動いていないとする位置情報、制御対象が動いていれば、動いているとする位置情報で出力されるので、CPU101は後述の図7のフローチャートに従って目標位置に留まろうとする位置制御をかける。 In s612, the CPU 101 determines whether or not a predetermined count has elapsed for the switching timer. If the count has elapsed, the process proceeds to s613, and if not, the process proceeds to s612. In s613, the CPU 101 sets a permission flag for incremental position encoding processing, sets a servo ON flag, and shifts the processing to s614. As a result, the incremental signal with the minimum pitch is output again from the linear encoder 107, and the CPU 101 performs the incremental position encoding process according to the flowchart of FIG. If the control object is not moving, the position information indicating that it is not moving is output. If the control object is moving, the position information indicating that it is moving is output. Therefore, the CPU 101 stays at the target position according to the flowchart of FIG. Apply the position control to try.

s614において、CPU101は図5のフローチャートに従ってアブソリュート位置エンコード処理を行い、s615へ処理を移す。以上のように、リニアモーター106が最小ピッチの分解能で位置制御をかけられ静止した状態で、前記ピッチの異なるインクリメンタル信号を取得できるので、絶対位置を正しく検出することができる。 In s614, the CPU 101 performs an absolute position encoding process according to the flowchart of FIG. 5, and moves the process to s615. As described above, since the incremental signals with different pitches can be acquired in a state where the linear motor 106 is stationary and subjected to position control with the minimum pitch resolution, the absolute position can be correctly detected.

s615において、CPU101はサーボONフラグをクリアし、インクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをクリアしてから、インクリメンタル位置エンコード上位桁へs614で求められたアブソリュート位置エンコード結果を上書きする。その後、CPU101はインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットし、サーボ目標位置をインクリメンタル位置エンコードの現在値に設定し、サーボONフラグをセットして処理を終える。これにより、アブソリュート位置エンコード結果を引き継ぎつつ、その後は、最小ピッチのインクリメンタル位置エンコード処理のみで位置情報を得ることができる。 In s615, the CPU 101 clears the servo ON flag, clears the incremental position encoding processing permission flag, and then overwrites the absolute position encoding result obtained in s614 to the upper digit of the incremental position encoding. Thereafter, the CPU 101 sets a permission flag for the incremental position encoding process, sets the servo target position to the current value of the incremental position encoding, sets the servo ON flag, and ends the process. As a result, the position information can be obtained only by the incremental position encoding process with the minimum pitch, while taking over the absolute position encoding result.

目標位置に留まろうとする位置制御をかけるフローチャートの図7を説明する。s701において、CPU101はサーボONフラグがセットされているかどうかを判断し、セットされていればs702へ処理を移し、セットされていなければs709へ処理を移す。s702において、CPU101はサーボ目標位置を取得し、インクリメンタル位置エンコードの現在値を取得してs703へ処理を移す。s703において、CPU101はサーボ目標位置とインクリメンタル位置エンコードの現在値から制御エラーを算出してs704へ処理を移す。 FIG. 7 of a flowchart for applying the position control to stay at the target position will be described. In s701, the CPU 101 determines whether the servo ON flag is set. If it is set, the process proceeds to s702, and if not, the process proceeds to s709. In s702, the CPU 101 acquires the servo target position, acquires the current value of the incremental position encoding, and moves the process to s703. In s703, the CPU 101 calculates a control error from the servo target position and the current value of the incremental position encoding, and proceeds to s704.

s704において、CPU101は、制御エラーは所定範囲内かどうかを判断し、範囲内であればs705へ処理を移し、範囲内でなければs706へ処理を移す。s705において、CPU101はサーボ安定フラグをセットしてs707へ処理を移す。s706において、CPU101はサーボ安定フラグをクリアしてs707へ処理を移す。s707において、CPU101は、制御エラーから、補償に必要な制御信号を算出してs708へ処理を移す。s708において、CPU101は、制御信号出力部104がモータードライバ105に対してリニアモーター106を駆動させるために出力させたい制御信号を更新して処理を終える。s709において、CPU101は、制御信号出力部104がモータードライバ105に対してリニアモーター106を駆動させるために出力させたい制御信号を非更新として処理を終える。 In s704, the CPU 101 determines whether or not the control error is within a predetermined range. If it is within the range, the process proceeds to s705, and if not within the range, the process proceeds to s706. In s705, the CPU 101 sets a servo stability flag and shifts the processing to s707. In s706, the CPU 101 clears the servo stability flag and shifts the processing to s707. In s707, the CPU 101 calculates a control signal necessary for compensation from the control error, and shifts the processing to s708. In S <b> 708, the CPU 101 updates the control signal that the control signal output unit 104 wants to output to drive the linear motor 106 to the motor driver 105, and ends the process. In step s709, the CPU 101 finishes the processing by setting the control signal that the control signal output unit 104 wants to output to drive the linear motor 106 to the motor driver 105 as non-updated.

以上のように、最小ピッチのインクリメンタル信号を用いて位置制御をかけ、サーボが安定になった後、ピッチの異なるインクリメンタル信号に切り替える前に、インクリメンタル位置エンコード処理を一旦止める構成とした。それにより、制御対象が動いていないにもかかわらず、動いたような位置情報が出力されることで、逆に誤って位置制御をかけてしまい静止状態が不安定になることが防止できる効果がある。 As described above, the position control is performed using the incremental signal with the minimum pitch, and after the servo becomes stable, the incremental position encoding process is temporarily stopped before switching to the incremental signal with a different pitch. As a result, the positional information that appears to have moved despite the fact that the control target is not moving is output, which can prevent the stationary state from becoming unstable due to erroneous position control. is there.

(実施例2)
次に実施例2を説明する。ここでは、最小ピッチから、異なるピッチのインクリメンタル信号へ切り替えている間は、個別のピッチ用の位置エンコード演算に切り替えてから、ピッチを切り替える例を述べる。例えば、レンズ鏡筒において、フォーカスレンズ位置制御、ズームレンズ位置制御、防振レンズ位置制御など、複数の位置制御を行う必要があるので、インクリメンタル位置エンコード処理も複数系統の並行処理が可能な構成とされることがある。そこで、リニアモーターが1個しか搭載されない場合は、余剰の2番、3番系統のインクリメンタル位置エンコード処理を組み合わせることができる。すなわち、実施例2では、複数の位置情報生成手段を備え、エンコーダのピッチ切替え制御と同期して、ピッチごとに決められた個別の位置情報生成手段へ切り替える。
(Example 2)
Next, Example 2 will be described. Here, an example will be described in which the pitch is switched after switching to the position encoding calculation for individual pitches while switching from the minimum pitch to the incremental signals of different pitches. For example, in a lens barrel, since it is necessary to perform a plurality of position controls such as a focus lens position control, a zoom lens position control, an anti-vibration lens position control, etc., the incremental position encoding process can also be performed in parallel with a plurality of systems. May be. Therefore, when only one linear motor is mounted, the redundant second and third incremental position encoding processes can be combined. That is, in the second embodiment, a plurality of position information generating means are provided, and switching to individual position information generating means determined for each pitch is performed in synchronization with encoder pitch switching control.

図8はCPU101のピッチ切替え制御とエンコード処理切替えのフローチャートである。図8、及び実施例1の説明と同じ図1、図3、図4、図5、図7を用いて説明する。図8のs801において、CPU101は、図1の制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を図4(A)のような最小ピッチとする制御信号を出力するように命令する。そして、インクリメンタル位置エンコード処理の1番の許可フラグをセット、2番と3番の許可フラグをクリアする。インクリメンタル位置エンコード処理の1番、2番、3番とは、図3のフローチャートが独立で3個処理されているイメージである。その後、CPU101は1番のインクリメンタル位置エンコードの上位桁を初期化し、サーボ目標位置を1番のインクリメンタル位置エンコードの現在値に設定し、サーボONフラグをセットしてs802へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは最小ピッチのインクリメンタル信号が出力され、CPU101は図3のフローチャートに従って1番のインクリメンタル位置エンコード処理を行う。また、CPU101は図7のフローチャートに従って目標位置に留まろうとする位置制御をかける。 FIG. 8 is a flowchart of the CPU 101 pitch switching control and encoding process switching. The description will be made with reference to FIG. 8, and FIGS. 1, 3, 4, 5, and 7, which are the same as those in the first embodiment. In s801 in FIG. 8, the CPU 101 instructs the control signal output unit 104 in FIG. 1 to output a control signal that sets the pitch of the incremental signal to the minimum pitch as shown in FIG. Then, the first permission flag for the incremental position encoding process is set, and the second and third permission flags are cleared. Incremental position encoding processing No. 1, No. 2, and No. 3 are images in which three flowcharts of FIG. 3 are independently processed. Thereafter, the CPU 101 initializes the upper digit of the first incremental position encoding, sets the servo target position to the current value of the first incremental position encoding, sets the servo ON flag, and shifts the processing to s802. As a result, an incremental signal with the minimum pitch is output from the linear encoder 107, and the CPU 101 performs the first incremental position encoding process according to the flowchart of FIG. In addition, the CPU 101 performs position control so as to stay at the target position according to the flowchart of FIG.

s802において、CPU101はサーボ安定フラグがセットされているかどうかを判断し、セットされていればs803へ処理を移し、セットされていなければs802へ処理を移す。s803において、CPU101は図4(A)の401のような最小ピッチの逆正接関数値をRAM103へ保存し、サーボONフラグをクリアする。その後、CPU101は1番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをクリアしてから、制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を中間ピッチとする制御信号を出力するように命令する。そして、切替タイマーカウントを開始してs804へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは中間ピッチのインクリメンタル信号が出力されるが、CPU101による1番のインクリメンタル位置エンコード処理は行われない。したがって、1番のインクリメンタル位置エンコード処理からは、制御対象が動いていないにもかかわらず、動いたような位置情報は出力されない。 In s802, the CPU 101 determines whether the servo stability flag is set. If it is set, the process proceeds to s803, and if not, the process proceeds to s802. In s803, the CPU 101 stores the arctangent function value with the minimum pitch as 401 in FIG. 4A in the RAM 103, and clears the servo ON flag. After that, the CPU 101 clears the first incremental position encoding process permission flag, and then instructs the control signal output unit 104 to output a control signal with the pitch setting of the incremental signal as an intermediate pitch. Then, the switching timer count is started and the process proceeds to s804. As a result, an intermediate pitch incremental signal is output from the linear encoder 107, but the first incremental position encoding process by the CPU 101 is not performed. Therefore, from the first incremental position encoding process, position information that is moved is not output even though the control target is not moved.

s804において、CPU101は切替タイマーが所定カウント経過しているかどうかを判断し、カウント経過していればs805へ処理を移し、経過していなければs804へ処理を移す。s805において、2番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットし、サーボ目標位置を2番のインクリメンタル位置エンコードの現在値に設定し、サーボONフラグをセットしてs806へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは中間ピッチのインクリメンタル信号が出力され、CPU101は図3のフローチャートに従って2番のインクリメンタル位置エンコード処理を行う。CPU101は、ここでサーボ目標値を2番のインクリメンタル位置エンコード処理の現在値としているので、静止した状態で最小ピッチから中間ピッチに乗り換えて、図7のフローチャートに従って目標位置に留まろうとする位置制御をかけ続けられる。 In s804, the CPU 101 determines whether or not the switching timer has reached a predetermined count. If the count has elapsed, the process proceeds to s805, and if not, the process proceeds to s804. In s805, the permission flag for the second incremental position encoding process is set, the servo target position is set to the current value of the second incremental position encoding, the servo ON flag is set, and the process proceeds to s806. As a result, an intermediate pitch incremental signal is output from the linear encoder 107, and the CPU 101 performs the second incremental position encoding process according to the flowchart of FIG. Since the CPU 101 uses the servo target value as the current value of the incremental position encoding process No. 2, the CPU 101 changes the position from the minimum pitch to the intermediate pitch in a stationary state and tries to stay at the target position according to the flowchart of FIG. You can continue to apply.

s806おいて、CPU101はサーボ安定フラグがセットされているかどうかを判断し、セットされていればs807へ処理を移し、セットされていなければs806へ処理を移す。s807において、CPU101は図4(B)の402のような中間ピッチの逆正接関数値をRAM103へ保存し、サーボONフラグをクリアする。その後、CPU101は2番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをクリアしてから、制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を最大ピッチとする制御信号を出力するように命令し、切替タイマーカウントを開始してs808へ処理を移す。 In s806, the CPU 101 determines whether the servo stability flag is set. If it is set, the process proceeds to s807, and if it is not set, the process proceeds to s806. In s807, the CPU 101 saves the arc tangent function value of the intermediate pitch as indicated by 402 in FIG. 4B in the RAM 103, and clears the servo ON flag. Thereafter, the CPU 101 clears the second incremental position encoding processing permission flag, and then instructs the control signal output unit 104 to output a control signal with the maximum pitch setting of the incremental signal, and the switching timer count. And the process proceeds to s808.

s808において、CPU101は、切替タイマーが所定カウント経過しているかどうかを判断し、カウント経過していればs809へ処理を移し、経過していなければs808へ処理を移す。s809において、3番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットし、サーボ目標位置を3番のインクリメンタル位置エンコードの現在値に設定し、サーボONフラグをセットしてs810へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは最大ピッチのインクリメンタル信号が出力され、CPU101は図3のフローチャートに従って3番のインクリメンタル位置エンコード処理を行う。 In s808, the CPU 101 determines whether or not a predetermined count has elapsed for the switching timer. If the count has elapsed, the process proceeds to s809, and if not, the process proceeds to s808. In s809, the permission flag for the third incremental position encoding process is set, the servo target position is set to the current value of the third incremental position encoding, the servo ON flag is set, and the process proceeds to s810. As a result, an incremental signal with the maximum pitch is output from the linear encoder 107, and the CPU 101 performs the third incremental position encoding process according to the flowchart of FIG.

CPU101は、ここでサーボ目標値を3番のインクリメンタル位置エンコード処理の現在値としているので、静止した状態で中間ピッチから最大ピッチに乗り換えて、図7のフローチャートに従って目標位置に留まろうとする位置制御をかけ続けられる。s810おいて、CPU101はサーボ安定フラグがセットされているかどうかを判断し、セットされていればs811へ処理を移し、セットされていなければs810へ処理を移す。s811において、CPU101は図4(C)の403のような最大ピッチの逆正接関数値をRAM103へ保存し、サーボONフラグをクリアする。その後、CPU101は3番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをクリアしてから、制御信号出力部104に、インクリメンタル信号のピッチ設定を最小ピッチとする制御信号を出力するように命令し、切替タイマーカウントを開始してs812へ処理を移す。 Since the CPU 101 uses the servo target value as the current value of the incremental position encoding process No. 3, the CPU 101 switches from the intermediate pitch to the maximum pitch in a stationary state and attempts to stay at the target position according to the flowchart of FIG. You can continue to apply. In s810, the CPU 101 determines whether the servo stability flag is set. If it is set, the process proceeds to s811, and if not, the process proceeds to s810. In s811, the CPU 101 stores the arc tangent function value of the maximum pitch as indicated by 403 in FIG. 4C in the RAM 103, and clears the servo ON flag. Thereafter, the CPU 101 clears the No. 3 incremental position encoding processing permission flag, and then instructs the control signal output unit 104 to output a control signal that sets the pitch setting of the incremental signal to the minimum pitch. And the process proceeds to s812.

s812において、CPU101は、切替タイマーが所定カウント経過しているかどうかを判断し、カウント経過していればs813へ処理を移し、経過していなければs812へ処理を移す。s813において、1番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットし、サーボ目標位置を前回の最小ピッチ切換え時と同じ値に設定し、サーボONフラグをセットしてs814へ処理を移す。これにより、リニアエンコーダ107からは再び最小ピッチのインクリメンタル信号が出力され、CPU101は図3のフローチャートに従って1番のインクリメンタル位置エンコード処理を行う。 In s812, the CPU 101 determines whether or not a predetermined count has elapsed for the switching timer. If the count has elapsed, the process proceeds to s813, and if not, the process proceeds to s812. In s813, the 1st incremental position encoding process permission flag is set, the servo target position is set to the same value as the previous minimum pitch switching, the servo ON flag is set, and the process proceeds to s814. As a result, the incremental signal having the minimum pitch is output again from the linear encoder 107, and the CPU 101 performs the first incremental position encoding process according to the flowchart of FIG.

前回の最小ピッチでも1番のインクリメンタル位置エンコード処理を行っているため、制御対象が動いていなければ、動いていないとする位置情報、制御対象が動いていれば、動いているとする位置情報で出力される。引き続きCPU101は図7のフローチャートに従って目標位置に留まろうとする位置制御をかける。s814において、CPU101は図5のフローチャートに従ってアブソリュート位置エンコード処理を行い、s815へ処理を移す。 Since the first incremental position encoding process is performed even at the previous minimum pitch, if the control object is not moving, position information indicating that it is not moving, and if the control object is moving, position information indicating that it is moving Is output. Subsequently, the CPU 101 applies position control to stay at the target position according to the flowchart of FIG. In s814, the CPU 101 performs an absolute position encoding process according to the flowchart of FIG. 5, and moves the process to s815.

以上のように、リニアモーター106が各ピッチの分解能で位置制御をかけられ静止した状態で前記ピッチの異なるインクリメンタル信号を取得できるので、絶対位置を正しく検出することができる。s815において、CPU101はサーボONフラグをクリアし、1番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをクリアする。それから、1番のインクリメンタル位置エンコード上位桁へs814で求められたアブソリュート位置エンコード結果を上書きする。その後、CPU101は再び1番のインクリメンタル位置エンコード処理の許可フラグをセットし、サーボ目標位置を1番のインクリメンタル位置エンコードの現在値に設定し、サーボONフラグをセットして処理を終える。これにより、アブソリュート位置エンコード結果を引き継ぎつつ、その後は1番のインクリメンタル位置エンコード処理のみで位置情報を得ることができる。 As described above, the incremental signals having different pitches can be acquired while the linear motor 106 is stationary and subjected to position control with the resolution of each pitch, so that the absolute position can be correctly detected. In s815, the CPU 101 clears the servo ON flag, and clears the permission flag for the first incremental position encoding process. Then, the absolute position encoding result obtained in s814 is overwritten on the first incremental position encoding upper digit. Thereafter, the CPU 101 sets again the permission flag for the first incremental position encoding process, sets the servo target position to the current value of the first incremental position encoding, sets the servo ON flag, and ends the process. As a result, the position information can be obtained only by the first incremental position encoding process while taking over the absolute position encoding result.

以上のように、各ピッチのインクリメンタル信号を用いて位置制御をかけ、サーボが安定になった後、ピッチの異なるインクリメンタル信号に切り替える前に、予め決められた系統のインクリメンタル位置エンコード処理に切り替える構成とした。それにより、制御対象が動いていないにもかかわらず、動いたような位置情報が出力されることで、逆に誤って位置制御をかけてしまい静止状態が不安定になることが防止できる効果がある。 As described above, after the position is controlled using the incremental signal of each pitch, and after the servo becomes stable, before switching to the incremental signal having a different pitch, the system is switched to the incremental position encoding process of a predetermined system. did. As a result, the positional information that appears to have moved despite the fact that the control target is not moving is output, which can prevent the stationary state from becoming unstable due to erroneous position control. is there.

100・・位置制御装置、101・・CPU(位置情報生成手段、位置制御手段)、102・・ROM、103・・RAM、104・・制御信号出力部、107・・リニアエンコーダ(エンコーダ)、108・・AD入力部 100..Position control device, 101..CPU (position information generating means, position control means), 102..ROM, 103..RAM, 104..Control signal output unit, 107..Linear encoder (encoder), 108 ..AD input section

Claims (10)

外部からの複数種のピッチ間の切替え制御により、複数種のピッチの数より少ない数の信号線への周期波形の出力が、ピッチの異なる複数種のピッチの周期波形の間で切り替わるエンコーダと、
前記エンコーダの各周期波形の出力から位置情報を生成する位置情報生成手段と、
前記位置情報生成手段の出力により制御対象物の位置制御を行う位置制御手段と、
を備え、
前記位置制御手段により制御対象物をほぼ静止するように制御する位置制御状態になった後に、前記位置情報生成手段による位置情報の生成を停止し、さらに、前記エンコーダのピッチ切替え制御が完了してから、前記位置情報生成手段の動作状態を切替えることを特徴とする位置制御装置。
By switching control between multiple types of pitches from the outside, an encoder that switches the output of periodic waveforms to a number of signal lines less than the number of multiple types of pitches between cyclic waveforms of multiple types of pitches with different pitches, and
Position information generating means for generating position information from the output of each periodic waveform of the encoder;
Position control means for controlling the position of the control object by the output of the position information generating means;
With
After the position control unit enters a position control state in which the controlled object is controlled to be substantially stationary, the position information generation unit stops generating position information, and the encoder pitch switching control is completed. To switch the operating state of the position information generating means.
前記動作状態を切替えた位置情報生成手段による位置情報の生成を開始し、前記切替えたピッチの周期波形の出力から位置情報を生成することを特徴とする請求項1に記載の位置制御装置。 The position control device according to claim 1, wherein generation of position information by the position information generation unit that has switched the operation state is started, and position information is generated from an output of a periodic waveform of the switched pitch. 前記位置制御手段により所定誤差以内の制御対象物の位置制御状態になった後に、前記エンコーダのピッチ切替え制御と同期して、前記位置情報生成手段の動作状態を切替えることを特徴とする請求項1または2に記載の位置制御装置。 2. The operation state of the position information generating means is switched in synchronization with the pitch switching control of the encoder after the position control means enters a position control state of a controlled object within a predetermined error. Or the position control apparatus of 2. 複数の位置情報生成手段を備え、
前記エンコーダのピッチ切替え制御と同期して、ピッチごとに決められた個別の位置情報生成手段へ切り替えることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の位置制御装置。
A plurality of position information generating means;
4. The position control device according to claim 1, wherein the position control device switches to individual position information generating means determined for each pitch in synchronization with the pitch switching control of the encoder. 5.
前記位置制御手段は、前記エンコーダの常用の位置検出用ピッチで相対的な位置制御を行い、絶対位置を求めるときのみ前記エンコーダの絶対位置検出用ピッチに切り替えることを特徴とする請求項1ないし4の何れか1項に記載の位置制御装置。 5. The position control means performs relative position control at a normal position detection pitch of the encoder, and switches to the absolute position detection pitch of the encoder only when an absolute position is obtained. The position control device according to any one of the above. 外部からの複数種のピッチ間の切替え制御により、複数種のピッチの数より少ない数の信号線への周期波形の出力を、ピッチの異なるエンコーダの複数種のピッチの周期波形の間で切り替える、切り替え制御工程と、
前記エンコーダの各周期波形の出力から位置情報を生成する位置情報生成工程と、
前記位置情報生成工程における出力により制御対象物の位置制御を行う位置制御工程と、を有し、
前記位置制御工程において制御対象物をほぼ静止するように制御する位置制御状態になった後に、前記位置情報生成工程における位置情報の生成を停止し、さらに、前記切り替え制御工程における複数種のピッチの周期波形の間での切り替えが完了してから、前記位置情報生成工程における動作状態を切替えることを特徴とする位置制御方法。
By switching control between multiple types of pitches from the outside, the output of periodic waveforms to a number of signal lines less than the number of multiple types of pitches is switched between the periodic waveforms of multiple types of pitches of encoders with different pitches . Switching control process;
A position information generation step of generating position information from the output of each periodic waveform of the encoder;
A position control step for controlling the position of the control object by the output in the position information generation step,
After entering the position control state in which the control object is controlled to be substantially stationary in the position control step, the generation of the position information in the position information generation step is stopped, and further, the plurality of pitches in the switching control step are A position control method characterized by switching an operation state in the position information generating step after switching between periodic waveforms is completed.
前記動作状態を切替えた位置情報生成工程における位置情報の生成を開始し、前記切替えたピッチの周期波形の出力から位置情報を生成することを特徴とする請求項6に記載の位置制御方法。 The position control method according to claim 6, wherein generation of position information in the position information generation step in which the operation state is switched is started, and position information is generated from an output of a periodic waveform of the switched pitch. 前記位置制御工程において所定誤差以内の制御対象物の位置制御状態になった後に、前記切り替え制御工程における複数種のピッチの周期波形の間での切り替えと同期して、前記位置情報生成工程における動作状態を切替えることを特徴とする請求項6または7に記載の位置制御方法。 The operation in the position information generation step is performed in synchronization with the switching between the periodic waveforms of a plurality of types of pitches in the switching control step after the position control state of the controlled object within the predetermined error in the position control step. The position control method according to claim 6 or 7, wherein the state is switched. 前記切り替え制御工程における複数種のピッチの周期波形の間での切り替えと同期して、ピッチごとに決められた個別の位置情報生成手段による位置情報生成工程へ切り替えることを特徴とする請求項6ないし8の何れか1項に記載の位置制御方法。 7. A position information generation step by individual position information generation means determined for each pitch is performed in synchronization with switching between periodic waveforms of a plurality of types of pitches in the switching control step. The position control method according to claim 1. 前記位置制御工程では、前記エンコーダの常用の位置検出用ピッチで相対的な位置制御を行い、絶対位置を求めるときのみ前記エンコーダの絶対位置検出用ピッチに切り替えることを特徴とする請求項6ないし9の何れか1項に記載の位置制御方法。 10. The position control step performs relative position control at a normal position detection pitch of the encoder, and switches to the absolute position detection pitch of the encoder only when an absolute position is obtained. The position control method according to any one of the above.
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