JPH0264716A - Positioning device with pulse motor - Google Patents

Positioning device with pulse motor

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Publication number
JPH0264716A
JPH0264716A JP21765588A JP21765588A JPH0264716A JP H0264716 A JPH0264716 A JP H0264716A JP 21765588 A JP21765588 A JP 21765588A JP 21765588 A JP21765588 A JP 21765588A JP H0264716 A JPH0264716 A JP H0264716A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target position
pulse
pulse motor
distance
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21765588A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Yamaguchi
均 山口
Koji Inoue
光二 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP21765588A priority Critical patent/JPH0264716A/en
Publication of JPH0264716A publication Critical patent/JPH0264716A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To position with good accuracy regardless of a maximum speed, acceleration and deceleration ratio and an initial velocity and to shorten positioning time by providing a pulse motor controller having a setting switch, a counter circuit, a pulse generator, etc. CONSTITUTION:When an object is positioned in a target position, first, the target position is inputted to a counter circuit 8 by the operation of a setting switch 9 in a pulse motor controller 3. Next, a slow stop position is also inputted to the circuit 8 through a switch 9 and the circuit 8 performs the operation of what point of time a motor 1 is decelerated from the input values. When the distance to the target position is comparatively short, a deceleration is executed from the halfway of an acceleration through a pulse generator 12, etc., without performing a high-speed operation. When the distance is long, the high-speed operation is performed, and when the distance to the target position becomes fixed, the motor 1 is driven by a low-speed operation pulse and the object reaches the target position slowly. Thus, the positioning is attained with good accuracy regardless of the maximum speed, the acceleration and deceleration ratio and the initial velocity and the positioning time can be shortened.

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 この発明はパルスモータ(ステッピングモータと称され
るものを含む)を使用して、ステージ等の物体を高精度
に位置決めする装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] A. Industrial Application Field This invention relates to a device that uses a pulse motor (including a so-called stepping motor) to position an object such as a stage with high precision. .

B、従来の技術 この種の位置決め装置は、パルスモータでたとえば ね
じ棒を回転駆動させ、ねじ送り機構によってステージを
直進移動させる装置であるが、パルスモータをフィード
バック制御しながら目標位置に位置決めする。
B. Prior Art This type of positioning device uses a pulse motor to rotate, for example, a threaded rod, and uses a screw feed mechanism to move a stage in a straight line, and positions the stage at a target position while feedback controlling the pulse motor.

この場合、予め1パルスあたりの移動距離を考慮し、ス
テージ位置決めの目標位置までの移動距離をパルス数に
換算して設定し、この設定値と現在のステージの位置に
相当するパルス数とを比較しながらパルスモータを加速
、定速、そして減速駆動させながらフィードバック制御
で位置決めする。この場合のパルスモータの定速駆動は
、いわゆる高速運転を行なう。
In this case, consider the travel distance per pulse in advance, convert the travel distance to the target position for stage positioning into the number of pulses, and compare this set value with the number of pulses corresponding to the current stage position. Positioning is performed using feedback control while driving the pulse motor at acceleration, constant speed, and deceleration. The constant speed drive of the pulse motor in this case performs what is called high speed operation.

この位置決め方式を図解すると第5図のとおりであり、
パルスモータ駆動制御は第6図のフロ−チャートに示す
とおりである。
This positioning method is illustrated in Figure 5.
Pulse motor drive control is as shown in the flowchart of FIG.

C0発明が解決しようとする課題 従来の位置決め方式では、つぎのような問題点を有する
。すなわちステージの現在位置から位置決め目標位置ま
での距離を、予めパルス数に換算する必要がある。ごと
ならびに位置情報が制御にフィードバックされないため
、パルスモータの脱調が起こっても検出できない場合が
ある。また高速運転モードで位置決めを行なうため行き
過ぎる等の原因で精度が上がらない、そのため低速運転
すると長時間を要し迅速性が悪化する。
Problems to be Solved by the C0 Invention The conventional positioning method has the following problems. That is, it is necessary to convert the distance from the current position of the stage to the positioning target position into the number of pulses in advance. Since the timing and position information are not fed back to the control, even if the pulse motor loses synchronization, it may not be detected. Furthermore, since positioning is performed in high-speed operation mode, accuracy cannot be improved due to overshooting, etc. Therefore, when operating at low speed, it takes a long time and promptness deteriorates.

00課題を解決するための手段 この発明が提供する位置決め装置は、物体の現在位置か
ら目標位置までの距離から目標位置より前方の所定距離
を設定する手段と、この所定距離より小さい値であって
目標位置より前段の一定距離を設定する手段と、高速運
転パルスと低速運転パルスを切換可能に発生させるパル
ス発生器と、前記所定距離に物体が至るまではパルスモ
ータを加速駆動させ、または及び高速運転パルスによっ
て定速駆動させ所定距離に至ると減速駆動させ、さらに
前記一定距離に至ると低速運転パルスによって定速駆動
させるパルスモータ駆動手段とを具備する。
A positioning device provided by the present invention includes means for setting a predetermined distance in front of the target position from the distance from the current position of an object to the target position, and a means for setting a predetermined distance in front of the target position, the distance being smaller than the predetermined distance. means for setting a fixed distance before the target position; a pulse generator for switchably generating high-speed operation pulses and low-speed operation pulses; It is provided with a pulse motor drive means that drives the motor at a constant speed using a driving pulse, decelerates the motor when a predetermined distance is reached, and further drives the motor at a constant speed using a low-speed driving pulse when the predetermined distance is reached.

60作用 現在位置から目標位置までの距離が長い場合は、高速運
転が行なわれ距離が短い場合には高速運転は行なわれず
、所定距離位置で減速運転が開始される。目標位置まで
の一定距離は低速運転パルスでパルスモータが駆動され
、物体は目標位置にゆるやかに到達する。
60 Effect If the distance from the current position to the target position is long, high-speed operation is performed; if the distance is short, high-speed operation is not performed, and deceleration operation is started at a predetermined distance position. The pulse motor is driven by a low-speed driving pulse for a certain distance to the target position, and the object slowly reaches the target position.

F、実施例 以下、第1図から第4図までの図面に示す実施例にした
がって、この発明の構成、作動を説明する。
F. Embodiments Hereinafter, the structure and operation of the present invention will be explained according to embodiments shown in the drawings from FIG. 1 to FIG. 4.

第1図はこの発明によるパルスモータ式位置決め装置の
構成を模示的に示すブロック図で、1がパルスモータで
あり、2がパルスモータドライバー、そして3がパルス
モータコントローラを示している。4はステージでパル
スモータ1と、このステージ4との機械的な連結は前述
のとおりたとえば ねじ送りtlltlIによって行な
われている。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a pulse motor type positioning device according to the present invention, in which 1 is a pulse motor, 2 is a pulse motor driver, and 3 is a pulse motor controller. Reference numeral 4 denotes a stage, and the pulse motor 1 is mechanically connected to the stage 4 by, for example, a screw feed tlltlI, as described above.

すなわちパルスモータ1によって回転駆動されるねじ棒
(図示せず)がステージ4mに螺挿されていてパルスモ
ータ1の回転に相応してステージ4が図示の左右方向に
移動するようになっている。
That is, a threaded rod (not shown) rotated by the pulse motor 1 is screwed into the stage 4m, so that the stage 4 moves in the left-right direction as shown in the figure in response to the rotation of the pulse motor 1.

5はステージ4の移動を検知するセンサで たとえば 
ねじ棒の回転を計測するロータリエンコーダあるいはス
テージの変位量をデジタル信号に変換するリニアエンコ
ーダなどが利用される。このセンサ5からの信号はBC
D (Binary Coded Decimal)信
号として出力されパルスモータコントローラ3のラッチ
回路6に入力されるようになっている。
5 is a sensor that detects the movement of stage 4, for example
A rotary encoder that measures the rotation of a threaded rod or a linear encoder that converts the amount of displacement of the stage into a digital signal is used. The signal from this sensor 5 is BC
It is output as a D (Binary Coded Decimal) signal and input to the latch circuit 6 of the pulse motor controller 3.

他方、12は高速運転パルスと低速運転パルスを任意に
切換えて出力するパルス発生器で、この出力パルスは制
御回路11からの指示を得て、しかもこの制御回路11
を介してパルスモータドライバー2に入力され、パルス
モータ1を高速運転ないし低速運転さらには加・減速運
転する。10は発振回路である。
On the other hand, 12 is a pulse generator that outputs high-speed operation pulses and low-speed operation pulses by arbitrarily switching between them.
The signal is inputted to the pulse motor driver 2 via the pulse motor driver 2, and the pulse motor 1 is operated at high speed or low speed, and further accelerated or decelerated. 10 is an oscillation circuit.

パルスモータコントローラ3には、さらに演算回路13
ならびに設定用スイッチ9が設置されている。この設定
用スイッチ9には目標位置設定用スイッチ、スロースト
ップ用スイッチ、その他のスイッチなどが並設され、さ
らに所望の値を入力するキー群が設置されている。した
がって、たとえば目標位置(第2図、第3図においてX
、)を入力する場合、その所望の値をキーで入力し、つ
ぎに目標位置設定用スイッチを押すと、このスイッチの
ところにデジタル的にその目標位置が表示されるととも
に出力し、カウンタ回路8に入力される。つぎにスロー
ストップ位置く第2図、第3図におけるX、−凡の位置
)を入力する場合は、その所望の値Xsをキーで同様に
入力し、つぎにスローストップ位置用スイッチを押す、
すると、その値がそのスイッチのところにデジタル的に
表示されるとともに出力されて、カウンタ回路8に入力
される。カウンタ回路8は、これらの入力値からパルス
モータ1をどの時点でスローダウン、すなわち減速させ
るか すなわちX。−X/)位置を演算して求める。第
3図に示すように目標位置が比較的短い場合、この減速
を開始するまでの所定距離は、第2図のようにx、x、
1べて充分にとることはできず、 X、−Xs  /2
の値を設定することになり、この場合はステージ4は最
高速V丁に至らず、加速の途中から直ちに減速を行なう
、このような減速開始位置、すなわち目標位置から前方
の所定位置をカウンタ回路は演算で自動的に算出し、比
較器7に入力するのである。比較器7はラッチ回N6に
て記憶保持された現在位置信号とカウンタ回路8にて設
定された信号とを比較し、いわゆるフィードバック制御
としてその比較出力を制御回路11に入力し、パルス発
生器12からのフルステップパルス信号をパルスモータ
ドライバ3を適宜入力制御し、パルスモータlを加速駆
動または及び高速(定速)運転駆動を行なわせる。
The pulse motor controller 3 further includes an arithmetic circuit 13.
A setting switch 9 is also installed. This setting switch 9 is provided with a target position setting switch, a slow stop switch, other switches, etc., and is further provided with a group of keys for inputting desired values. Therefore, for example, the target position (X in FIGS. 2 and 3)
, ), input the desired value using the key, and then press the target position setting switch.The target position is digitally displayed at this switch and output, and the counter circuit 8 is input. Next, when inputting the slow stop position (X in Figures 2 and 3), input the desired value Xs in the same way using the keys, and then press the slow stop position switch.
Then, the value is digitally displayed at the switch, output, and input to the counter circuit 8. The counter circuit 8 determines at what point the pulse motor 1 is slowed down, that is, decelerated, based on these input values, that is, X. -X/) position. When the target position is relatively short as shown in FIG. 3, the predetermined distance until the start of deceleration is x, x,
You can't take enough for 1, so X, -Xs /2
In this case, stage 4 does not reach the maximum speed, and deceleration is performed immediately during acceleration.The counter circuit determines the deceleration start position, that is, a predetermined position ahead of the target position. is automatically calculated and input to the comparator 7. The comparator 7 compares the current position signal stored and held in the latch circuit N6 with the signal set in the counter circuit 8, and inputs the comparison output to the control circuit 11 as so-called feedback control. The pulse motor driver 3 is appropriately inputted and controlled by the full step pulse signal from the pulse motor 1 to drive the pulse motor 1 at an accelerated speed or at a high speed (constant speed).

このような制御駆動でステージ4が所定量移動し、目標
位置前方の一定距離まで至ると比較器7はそれを検知し
、制御回路11を介してパルス発生器12のパルス発生
を低速運転パルス発生に切換える指令信号を出力する。
When the stage 4 moves a predetermined amount by such controlled driving and reaches a certain distance in front of the target position, the comparator 7 detects this and changes the pulse generation of the pulse generator 12 to low-speed operation pulse generation via the control circuit 11. Outputs a command signal to switch to

この指令信号によってパルス発生器12は以後低速運転
パルスを出力し、パルスモータ1を以前より遅い運転に
切換える。
This command signal causes the pulse generator 12 to output a low-speed operation pulse from now on, thereby switching the pulse motor 1 to a slower operation than before.

そして低速運転でステージ4が目標位置に向かって移動
し、許容誤差領域内(X、−D)に至ると、比較器7か
らは出力されずパルスモータ1は駆動を停止する。この
場合低速運転なので、停止は確実に行なわれ目標位置か
ら誤差範囲りを越えて行き過ぎることはない。
When the stage 4 moves toward the target position during low-speed operation and reaches within the tolerance range (X, -D), no output is output from the comparator 7 and the pulse motor 1 stops driving. In this case, since the operation is at low speed, the stop is performed reliably and the target position is not exceeded beyond the error range.

以上の作動は第4図に示されるフローチャートに示され
るとおりである。
The above operation is as shown in the flowchart shown in FIG.

この発明の特徴は以上詳記したとおりであるが、この発
明は上記ならびに図示例に限定されるものではなく、種
々の変形実施例を包含するものである。パルスモータを
使用することは前提であっても、ステージを直線移動さ
せるものに限定されるものではなく、回転移動方式で位
置決めする装置としても応用できる。目標位置からの所
定距離および一定距離の設定を行なう設定用スイッチの
構成、操作方法、設定値表示方法なども上記に限定され
るものではない、また、センナからの信号もBCD信号
に限らない、また、低速運転モードに1ステツプを分割
して駆動するマイクロステップ機能を持つパルスモータ
ドライバを使用することもできる。
Although the features of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-mentioned and illustrated examples, but includes various modified embodiments. Although the use of a pulse motor is a prerequisite, the present invention is not limited to a device that moves the stage linearly, but can also be applied as a positioning device using a rotational movement method. The configuration, operating method, setting value display method, etc. of the setting switch for setting the predetermined distance and constant distance from the target position are not limited to the above, and the signal from the senna is not limited to the BCD signal. It is also possible to use a pulse motor driver having a microstep function that divides one step into a low-speed operation mode.

G、OQ明の効果 この発明が提供するパルスモータ式位置決め装置は、以
上詳述したとおりであるから、目標位置からの所定距離
を適切に設定すれば最高速、加減速率、初速に無関係に
精度良く位置決めをでき、位置決め時間の短縮化もはか
れる。
Effects of G, OQ Light The pulse motor type positioning device provided by this invention is as detailed above, so if the predetermined distance from the target position is appropriately set, the accuracy can be achieved regardless of the maximum speed, acceleration/deceleration rate, and initial speed. Good positioning is possible and positioning time can be shortened.

たとえば、センサーに分解能0.1/4m、初速157
074m/s、最高速を3140/4131/ s、低
速運転速度を15.im/sに設定し実験をした結果、
従来方式で数1107a、の精度が”、 0.1 Hm
の精度が得られた。
For example, the sensor has a resolution of 0.1/4 m and an initial velocity of 157 m.
074m/s, maximum speed 3140/4131/s, low operating speed 15. As a result of experimenting with setting to im/s,
The accuracy of the conventional method is 1107a, 0.1 Hm.
Accuracy was obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の構成を模示的に示す図、第2図、第
3図はこの発明の作動説明図、第4図はこの発明に関す
るフローチャート図、第5図は従来装置の作動図、第6
図はそのフローチャート図である。 l・・・パルスモータ、2・・・パルスモータドライバ
3・・・パルスモータコントローラ、4・・・ステージ
、5・・・センサ、7・・・比較器、8・・・カウンタ
ー回路、9・・・設定用スイッチ、11・・・制御回路
、12・・・パルス発生器、13・・・演算回路ツバ 旧バ 第6因 ズデーシイt1
Fig. 1 is a diagram schematically showing the configuration of the present invention, Figs. 2 and 3 are explanatory diagrams of the operation of the invention, Fig. 4 is a flowchart diagram related to the invention, and Fig. 5 is an operation diagram of the conventional device. , 6th
The figure is a flowchart diagram. l...Pulse motor, 2...Pulse motor driver 3...Pulse motor controller, 4...Stage, 5...Sensor, 7...Comparator, 8...Counter circuit, 9... ...Setting switch, 11...Control circuit, 12...Pulse generator, 13...Arithmetic circuit collar 6th factor t1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)パルスモータを回転駆動させて物体を目標位置に
位置決めさせる装置において、物体の現在位置から目標
位置までの距離から目標位置より前方の所定距離を設定
する手段と、この所定距離より小さい値であって目標位
置より前段の一定距離を設定する手段と、大ステップパ
ルスと小ステップパルスを切換可能に発生させるパルス
発生手段と、前記所定距離に物体が至るまではパルスモ
ータを加速駆動させまたは及び大ステップパルスによっ
て定速駆動させ所定距離に至ると減速駆動させさらに前
記一定距離に至ると小ステップパルスによって定速駆動
させるパルスモータ駆動手段とを具備したことを特徴と
するパルスモータ式位置決め装置。
(1) In a device that rotates and drives a pulse motor to position an object at a target position, means for setting a predetermined distance ahead of the target position from the distance from the current position of the object to the target position, and a value smaller than the predetermined distance. means for setting a fixed distance before the target position; pulse generating means for generating a large step pulse and a small step pulse in a switchable manner; and accelerating a pulse motor until the object reaches the predetermined distance. and a pulse motor drive means for driving at a constant speed using large step pulses, decelerating driving when a predetermined distance is reached, and further driving at a constant speed using small step pulses when the predetermined distance is reached. .
JP21765588A 1988-08-30 1988-08-30 Positioning device with pulse motor Pending JPH0264716A (en)

Priority Applications (1)

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JP21765588A JPH0264716A (en) 1988-08-30 1988-08-30 Positioning device with pulse motor

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JP (1) JPH0264716A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5791301A (en) * 1996-01-24 1998-08-11 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Cooling system for construction equipment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5791301A (en) * 1996-01-24 1998-08-11 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Cooling system for construction equipment

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