JPH03253918A - 位置決めテーブルの駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、位置決めテーブルに物体を載置してその位置
決めを行なう場合の位置決めテーブルの駆動制御方法に
関する。

［従来の技術］ 位置決めテーブルに物体を載置し、当該位置決めテーブ
ルを移動させて物体の位置決めを行なう装置は、例えば
半導体製造装置、電子顕微鏡装置等の多くの分野に使用
されている。

上記位置決めテーブルは、駆動装置、例えばサーボモー
タと適当な連結機構を介して結合され、サーボモータに
速度指令を与えてこれを駆動することにより移動せしめ
られる。上記連結機構には種々のものがあるが、−例と
して摩擦力を利用した連結機構（摩擦駆動機構）を図に
より説明する。

第１０図は位置決めテーブルの駆動機構の一部破断斜視
図である。図で、１はベース、ｌａはベース１に固定さ
れたリニアガイド、２は位置決めテーブル、２ａは位置
決めテーブルのリニアガイド、２ｂは下方に突出したス
ライダを示す。３はリニアガイドｌａ、２ａ間に介在す
るクロスローラであり、位置決めテーブル２の支持およ
びその円滑な移動に寄与する。４は駆動装置、例えばサ
ーボモータを示し、入力された速度指令信号に応じた速
度で駆動される。４ａはサーボモータ４の軸を示す。５
はベース１に軸４ａと対向して設けられるローラである
。位置決めテーブルのスライダ２ｂは、軸４ａとローラ
５との間に予圧を与えられた状態で挟着されている。こ
れにより、サーボモータ４が駆動せしめられると、その
軸４およびローラ５とスライダ２ｂとの間の摩擦力によ
り位置決めテーブル２がサーボモータ４の回転方向に応
じて移動することとなる。

次に、上記サーボモータ４に入力する速度指令信号につ
いて説明する。第１１図は速度指令信号の特性図である
。図で、横軸には時間、縦軸には速度がとっである。こ
の図から明らかなように、速度指令は、時刻ｔａ１１か
ら最大速度Ｖ工、Ｘに達する時刻Ｌ１１まで時間に比例
して増加し、最大速度Ｖ、、、に達した後は当該最大速
度Ｖ、、ｘ一定となり、時刻ｔ１．から時刻ｔ１．まで
時間に比例して減少し、時刻［１，に至ってＯとなる。

時刻ｔ１．〜仁３．が加速領域、時刻ｔ１、〜ｔ１．が
定速領域、時刻り１．〜ｔ１．が減速領域であり、かつ
、この台形パターンに囲まれた面積が位置決めテーブル
の移動距離となる。位置決めテーブルは、このような速
度指令パターンにしたがって移動せしめられる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記従来の速度指令パターンにしたがうと、
時刻ｔ、。における移動開始時、時刻ｔにおける加速か
ら定速への移行時、時刻Ｌ１．における定速から減速へ
の移行時、および時刻シ１．における停止時に急激な速
度変化が生じることになる。このような急激な速度変化
は、位置決めテーブルや連結機構に振動を発生させ、駆
動系が不安定となり、安定した駆動制御を行なうことが
できず、ひいては精度のよい位置決めを行なうことがで
きないという問題があった。

本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、
振動を生じない安定した制御を行なうことができる位置
決めテーブルの駆動制御方法を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明は、駆動源に速度指
令を与えて、指示された目標位置へ位置決めテーブルを
移動させる位置決めテーブルの駆動制御方法において、
定められた最大速度および最大加速度に基づいて時間に
関する３次関数の速度指令パターンを作成し、この速度
指令パターンに基づいて前記駆動源に速度指令を与える
ことを特徴とする。

さらに他の発明は、上記発明に加え、減速時の駆動速度
が所定値以下になったとき積分補償制御を行なうことを
も特徴とする。

［作用コ 速度指令パターンを時間に関する三次関数で作成するこ
とにより、加速時、加速から定速への移行時、定速から
減速への移行時、および停止時の速度の変化がゆるやか
となり、これにより振動の発生が抑制される。

又、減速時、所定速度以下で積分補償制御を行なうので
、目標位置での停止動作が安定したものとなる。

［実施例コ 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る位置決めテーブルの駆動
制御方法における速度指令パターンを示す特性図である
。図で、横軸には時間がとっである。実線は速度指令パ
ターンを示す速度指令曲線、点鎖線は位置偏差、即ち現
在位置と目標位置との偏差を示す位置偏差曲線である。

図示の速度指令曲線から明らかなように、この速度指令
パターンは第１１図に示す従来の台形速度パターンに比
較してなだらかな形状となっている。

このような速度指令曲線を得るため、本実施例では、位
置決めテーブルの駆動制御を図示の速度指令曲線上の３
つの領域、即ち領域＋、　Ｉｔ、　ｍに分けて実行する
。即ち、領域■は加速領域、領域■は定速および減速領
域、領域ｍは積分補償領域である。まず、領域■、Ｈの
制御の概略を第２図（ａ）、　（ｂ）を参照して説明す
る。なお、積分補償領域■は、位置決めテーブルが目標
位置に近付き、位置偏差が小さくなり、速度指令値も小
さくなり、その小さくなった速度指令値では位置決めテ
ーブル２とサーボモータ４との間に介在する摩擦力に打
ち勝って移動テーブル２を動かすことができなくなる事
態が生じるのを防止するためその補償を行なう領域であ
る。即ち、この領域ｍでは、位置偏差を順次加算してゆ
く（積分してゆく）ことにより速度指令値を大きくして
位置決めテーブル２の移動を可能とする。積分補償領域
ｍの説明は、領域Ｉ、Ｉ［の制御の説明終了後に行なう
。

第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の実施例に係る
駆動制御方法における領域Ｉおよび領域■の制御の機能
を説明するブロック図である。まず、領域Ｉの制御の概
略を説明する。第２図（ａ）で、１０は速度指令値を発
生する速度指令値発生手段である。１１は加算手段、１
２は増幅手段、１３はモータを表わす伝達関数発生手段
、１４は積分手段、１５は微分手段を示す。加算手段１
１．増幅手段１２、伝達関数発生手段１３、積分手段１
４および微分手段１５はサーボモータ４のドライバの内
部機構１６を構成する。

上記領域■における制御は次のようになされる。

即ち、位置決めテーブル４の目標位置（又は目標移動量
、以下同じ）指令θ、が速度指令値発生手段ＩＯに入力
されると、速度指令値発生手段１０からは第１図に示す
領域■の速度指令パターンにしたがった速度指令値（角
速度指令値）ω、が出力される。なお、速度指令値発生
手段１０の内容については後に詳述する。この速度指令
値ω、は加算手段１１により実際の角速度ωと比較され
両者の速度偏差Δωが算出される。この速度偏差Δωは
増幅手段１２によりこれに比例してサーボモータ４に入
力すべき電圧Ｖに変換される。この電圧Ｖはサーボモー
タ４を駆動し、この結果、伝達関数発生手段１３からは
サーボモータ４の実際の駆動速度ωが出力される。積分
手段１４はこの駆動速度ωを入力して位置（又は移動量
、以下同じ）θを演算し、この位置θは微分手段１５で
再び駆動速度ωに変換されて加算器１１に入力される。

上記ドライバーの内部機Ｉｆ１６内の動作は通常のフィ
ードバック制御である。

次に、領域Ｈの制御の概略について説明する。

第２図（ｂ）で、２０は加算手段、２１は速度指令値発
生手段である。ドライバの内部機構１６の構成は第２図
（ａ）に示すものと同じである。この領域Ｈの制御は、
目標位置指令θ１と実際の位置θとの位ｉｔ偏差Δθを
加算手段２０で演算し、これを速度指令値発生手段２１
に入力し、速度指令値発生手段２１から速度指令値ω、
を出力することにより行なわれる。速度指令値発生手段
２１の内容については後に詳述する。

以上、領域Ｉ、ＩＩの駆動制御の概略について説明した
。次に、第２図（ａ）に示す速度指令値発生手段１０の
内容、即ち、第１図の領域■における速度指令パターン
の作成方法を第３図および第４図を参照しながら説明す
る。第３図は加速度パターンの特性図で、横軸に時間、
縦軸に加速度がとっである。又、第４図は速度パターン
および加速度パターンの特性図で、横軸に時間、縦軸に
速度および加速度がとっである。

本実施例では、速度指令パターンを作成するため、まず
、加速度パターンを作成する。第１図の領域■に示され
る速度パターンから、その速度パターンにおける加速度
は最初急速に大きくなり、あるピークに達し、定速度開
始点に近付くと急速に小さくなる態様を有することが判
る。このような態様は２次関数で表わされる。この２次
関数を第３図に示すように定める。即ち、時間軸を（１
゜／２）と（−Ｌ、／２）で横切る２次関数である。

今、時刻をｔ、加速度をαとすると、当該２次関数は次
式で表わされる。

領域■の加速度の態様は（１）式の係数ａが負の場合で
ある。

上記（１）式で表わされる加速度を積分することにより
、当該加速度にしたがう速度を得ることができる。今、
速度をＶ、積分定数をＶ、とすると、（２）式で、ｔ＝
−ｔ、／２のときＶ（ｔ）＝Ｏであるから、 図に（４）式にしたがった速度曲線が示されている。

なお、第４図に一緒に示されている加速度曲線は第３図
に示す加速度曲線と同じ曲線である。

ところで、実際の制御では、位置決めテーブル２やサー
ボモータ４を含む機構全体の機械的特性に基づいて位置
決めテーブル２を駆動する場合の最大速度と最大加速度
が決定される。したがって、上記（４）式はその定数ａ
、　　ｔ、の代りに、最大速度および最大加速度で表わ
されることが望ましい。

今、最大速度をＶ、、、、、最大加速度をＡ−、ｘとす
ると、次の各式が成立する（第４図参照）。

となる。したがって、速度Ｖを表わす式は次式のように
なる。

Ａ、、、＝。（。、＝°′パ ・・・・・・（６） 上記（５）、　（６）式から 上記（４）式が速度指令パターンの式となる。第４（７
）式から （８）式から となる。したがって、上記（９）、　（１０）式の値ｔ
、。

ａを上記（４）式に代入することにより速度指令値Ｖ（
ｔ）を最大加速度Ａ１．８、最大速度Ｖ、、、、で表わ
される時間ｔの関数とすることができる。即ち、第２図
（ａ）に示す速度指令値発生手段１０から出力される速
度指令値ω１は、最大加速度Ａ、、、および最大速度Ｖ
１．８の具体的数値が設定され、（９）。

（１０）式により値５．ａが定まったときの上記（４）
式の演算により得られる値である。そして、（４）式は
時間ｔの３次関数であるので、位置決めテーブル２の移
動開始時および加速から定速への移行時、速度指令値は
第１図に示すようになだらかな曲線を描くこととなり、
これにより振動は発生せず、又、摩擦駆動機構が用いら
れている場合には、これに加えて滑りが生じることもな
い。

なお、速度指令値発生手段１０には、目標位置指令θ、
が入力されるが、この目標位置指令θ、は（４）式で得
られる速度指令値の適、不適を判断するために用いられ
るものであり、現在位置との偏差を算出するために用い
られるものではない。即ち、領域Ｉでは、現在位置の如
何にかかわらず、（４）式で演算された値を速度指令値
として出力することとなる。なお又、上記適、不適の判
断については最大速度Ｖ、、、ヮの再設定の説明として
後述する。

次に、第２図（ｂ）に示す速度指令値発生手段２１の内
容、即ち第１図の領域■における速度指令パターンの作
成方法を説明する。第１図から明らかなように、領域■
は最初定速区間が存在し、この定速区間に連続して減速
区間が存在する。そこで、まず、定速区間の制御につい
て説明する。

第４図に示すように、領域Ｉの制御は時間がｔ、／２に
達し、速度指令値が最大速度Ｖユ、Ｘになって終了する
。定速区間はこれに引続く区間であり、時間ｔ、／２以
後最大速度Ｖｆｆｉ、ｘを出力し続ける区間である。し
たがって、定速区間の制御は、最大速度Ｖ。、８の出力
時間を決定する制御となる。

この制御を行なうため、本実施例では一応、減速区間の
速度指令パターンが加速時（領域Ｉ）の速度指令パター
ンを反転して得られるパターンと等しいと仮定し、かつ
、領域ｍにおいて制御すべき移動量をＯと仮定する。な
お、このように仮定しても、位置決めテーブル２の目標
位置への正確な移動に対しては何等影響を及ぼさないこ
とは、後述する減速区間の制御の説明で明らかとなる。

さて、上記のように仮定すると、位置決めテーブル２の
目標移動量は、領域■における移動量、定速区間の移動
量、および減速区間の移動量（領域Ｉの移動量と等しい
移動量）を加算したものとなる。ここで、上記目標移動
量をＸ、定速区間の時間をｔｃとすると次式が成立する
。

（１１）式において、目標移動量Ｘは目標位置指令θ１
から得ることができるので、（１１）式から時間〔。を
求めることができる。そこで、定速区間の終了点、即ち
減速区間開始点を、位置決めテーブル２の移動開始から
所定移動量Ｘ、だけ移動した位置に設定すると、この移
動量Ｘ、は次式で求めることができる。

（１２）式で、時間ｔゎは（Ｉｔ）式から求められるの
で、Ｘ６は（１２）式を演算することにより求めること
ができる。

したがって、速度指令値発生手段２１は、目標移動量Ｘ
が与えられたとき（１１）式および（１２）式の演算を
行なって移動量Ｘ、を算出し、実際の移動量をフィード
バックしてこれが移動量Ｘ、に達するまで最大速度Ｖ、
、、ｘの出力を継続し、実際の移動量が値Ｘ、に達した
とき最大速度Ｖｍ、、の出力を停止する。これにより、
領域Ｈにおける定速区間の制御が行なわれる。

次に、上記定速区間に引続く減速区間の制御を第５図に
示す特性図を参照しながら説明する。第５図は第１図と
同一の特性図である。前述のように、領域■、即ち加速
時においては、（４）式に基づく速度指令が出力され、
この指令は位置決めテーブル２の現在位置の如何に関係
なく出力されていた。これに対して、減速区間において
は、目標位置と現在位置との間の位置偏差に基き、領域
■において当該位置偏差と等しい移動量を示す移動時点
での速度指令を減速区間の速度指令として用いる方法が
採られる。このように、領域ｒの速度指令を参照するた
め、減速区間の速度指令曲線も（４）式と同様のなだら
かな３次関数の曲線となり。

加速時と同じく振動や滑りの発生を防止することができ
る。又、位置偏差に基づく制御を行なっため、領域Ｉに
おいて位置決めテーブルの実際の速度が速度指令値に追
従していなくても、あるいは定速区間の決定に長短が生
じても、最終的に正確な位置決めを達成することができ
る。

以下、領域Ｈの減速区間の速度指令作成方法の原理およ
びこの原理を用いた実際の速度指令作成方法（第２図（
ｂ）に示す速度指令値発生手段２１の内容）を順を追っ
て説明する。まず、第５図により速度指令作成方法の原
理について説明する。

減速区間の制御では第２図（ｂ）に示すように速度指令
値発生手段２１に位置偏差Δθが入力される。

今、減速区間における時刻τ、における位置偏差がハツ
チングで示すように値ｅであったとする。

本実施例では、領域Ｉの速度指令曲線から、当該位置偏
差ｅと等しい移動距離（移動開始からの移動距離であり
第５図ではハツチングＥで示されている）における時刻
τ、を求める。この時刻τ、は次式を解くことにより求
めることができる。

、、　　ｔ’　　　ｔ、’　　ｔ、” ・・・・・・・・・・・・（１３） 求めた時刻τ、を（４）式に代入することにより、減速
区間における時刻τ。の速度指令値Ｖ（τ、）を求める
ことができ、これを速度指令値として出力すればよい。

この方法が減速区間の速度指令作成方法の原理である。

この原理を実行するには、第２図（ｂ）に示す速度指令
値発生手段２１で所要の演算を行なえばよい。しかしな
がら、（１３）式は４次関数であり、４次方程式の演算
を行なわねばならない。したがってその演算量は極めて
多い。一方、位置決めテーブル２の駆動制御にはマイク
ロコンピュータが用いられるのが通常であり、この場合
、速度指令値は所定時間毎に出力される。ところが、演
算量が多いと、演算に要する時間が当該所定時間を超え
てしまい、所望の制御は不可能となる。このため、本実
施例における実際の制御では（１３）式の演算を行なわ
ず、位置偏差に対応する速度指令値を求め、予め両者の
対応表を作成しておき、この対応表を用いて制御を実行
するようにする。以下、当該対応表の作成方法について
説明する。

上述のように、減速区間の速度指令値は、減速区間の位
置偏差を領域Ｉの移動量と考え、この移動量に達する時
刻を求め、この時刻を（４）式に代入して得られる。そ
こで、まず位置偏差（移動量）と時刻との式、および速
度指令値と時刻との式を求めておき、前者の式から、位
置偏差を等分化したときの各位置偏差に対応する各時刻
を求め、これら各時刻に対応する速度指令値を後者の式
から求めれば、位置偏差と速度指令値との対応表を得る
ことができる。これを第６図（ａ）　、　（ｂ）および
関係式を用いて説明する。第６図（ａ）は時刻τと位置
偏差Ｅ（τ）との関係を示す特性図、第６図（ｂ）は位
置偏差Ｅ（τ）と速度指令値Ｖ（τ）との関係を示す特
性図である。

まず、時刻τと位置偏差ｅとの関係を求める。

この関係は前述のように（４）式を積分することにより
求められ、次式のようになる。

（１７）式をＥ（τ）とおくと ・・・・・・・・・・・・・・（１４〉ｅ（−ｔ。／２
）＝Ｏのときｅ。＝ａｔ、’／６４であるから（１４）
式は次式となる。

・・・・・・・・・・・・（＋５） ところで、（１５）式中、値ａＩｔ＠はさきに述べたよ
うに設定値Ｖｆｆｉ、、、Ａ□８により変化する値であ
る。それ故、（１５）式に従って対応表を作成した場合
、設定値Ｖｍ、ｘ、　Ａ、、、ｘが変更される毎に対応
表を作り直さねばならない。これを避けるため、（１５
）式で１＝１．τとおいて、（１５）式を設定値ＶＩＩ
ＩＩＸＩＡ工、Ｘについて正規化する。

・・・・・・・・・・・・（１６） （１６）式の両辺を値ａｔ、’で除算するとであり、位
置偏差ｅ　（ｔ）は次式で表わされる。

ｅ（ｔ）＝ａ　ｔ、’Ｅ（ｒ）　　　　　　　　−（＋
９）第６図（ａ）は（１８）式で表わされる値Ｅ（τ）
、即ち位置偏差に比例した値の時刻に関する特性曲線を
示している。そして、減速区間の場合は、τ＝ｌ／２＝
τ。が減速開始時刻となり、τ＝−１／２＝τ。

が位置偏差Ｏの時刻となる。（１８）式において、Ｅ（
τ）の全領域、即ち、 の領域の値をｎ等分に分割し、（１８）式によりこれら
分割した多値に対応する時刻τを求める。このようにｎ
等分に分割した状態が第６図（ａ）に示されている。図
中、τ４．τ、は分割されたある値とその値に隣接する
値に対応する時刻を示す。

次に、速度指令値と時刻との式について述べる。

この式は（４）式そのものであるが、上記と同様にａ　
　Ｌ　。

正規化するため、［＝シ、τとおく。そうすると（４）
式は次式のようになる。

両辺を値ａｔ、’で除算して得られる式をＶ（τ）とす
ると、■（τ）は となる。この（２１）式の値τに、上記ｎ等分された各
位Ｅ（τ）に対応する時刻τを代入すればその時刻にお
ける速度指令値Ｖ（τ）が得られる。これは、とりもな
おさず位置偏差に比例する値と速度指令値に比例する値
との対応関係に外ならない。この対応状態が第６図（ｂ
）に示されている。図中、Ｖ（ｒ　、）、　Ｖ　（ｒ　
ｋ）は第６図（ａ）に示す時刻τｊ＋　　Ｔｋ（そのと
きの値Ｅ（τ、）、Ｅ（τ、））に対応する値である。

第６図（ｂ）に示す関係が位置偏差に対応する速度指令
値の対応表として作成され記憶される（実際は両者に比
例する値の対応表である。）。

次に、減速区間における制御方法について説明する。第
２図（ｂ）において、速度指令値発生手段２１は上記対
応表、およびその制御において設定されている値Ａ、、
、ｘ、Ｖ、、、ｘにより定まる値ａ、ｕ。

（又はこれらに基づいて算出された値ａｔ、　’　、　
ａｔ。゛）を記憶している。位置決めテーブル２の移動
量が定速区間を終了すべき移動量に達すると、速度指令
値発生手段２１は直ちに位置偏差Δθを入力して減速制
御に入る。即ち、入力された位置偏差を値ａｔ、’で除
算する演算を行ない、得られた値（Ｅ（τ））に対し対
応表を用いて対応する（Ｖ（τ））を求める。次いで、
求められた値に値ａｔ、’を乗算する演算を行なう。こ
の乗算により得られた値を速度指令値ω、として出力す
る。ドライバ１６はこの出力値にしたがってフィードバ
ック制御を実行する。

減速区間におけるこのような制御は、領域Ｉに倣う制御
であるので、減速曲線は時間に関する３次関数の曲線と
なり、加速時同様に振動や滑りの発生を防止する。又、
制御要因として位置偏差が導入されるので、領域Ｉおよ
び定速区間において制御された位置決めテーブル２の実
際の位置（制御結果）の如何にかかわらず、又、外乱の
有無の如何にかかわらず、正確な位置決めを行なうこと
ができる。さらに、対応表を用いたので、演算量を少な
くして迅速に速度指令値を得ることができ、かつ、当該
対応表は正規化した数式を用いて作成したので、１つの
対応表によりどのような速度指令パターンにも対処する
ことができる。

なお、上記対応表を用いる場合、当然、対応表にない数
値（中間の数値）Ｅ（τ）が存在する。しかし、このよ
うな数値に対しては補間手段により対処すればよい。こ
の補間手段は周知の手段であるので、説明は省略する。

さて、以上、領域■および領域■の制御について説明し
た。この説明では、最大速度■。−は機構の特性により
定められるものとして説明した。

しかしながら、目標移動量Ｘが次式で表わされる場合に
は当該最大速度Ｖ、１．の設定を変更する必要がある。

Ｘ＜２ｆ−ζＶ（ｔ）ｄｔ　　　　・・・・・・・・・
・・・・・・（２２）即ち、目標移動量が、加速領域の
移動量と減速区間の移動量とを加算した値（定速区間は
Ｏ）より小さい場合、最大速度Ｖ−，ｘの再設定が必要
となる。以下、この再設定を第７図（ａ）、（ｂ）およ
び第８図（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。

第７図（ａ）、　（ｂ）は定速区間を０とした変更前の
速度および加速度の特性図である。いずれも横軸に時間
、縦軸に速度、加速度がとっである。上記（２２）式で
示される不等式は第７図（ａ）、　（ｂ）の状態を示し
、（２２）式の左辺は第７図（ａ）のハツチング部分の
面積を意味し、右辺は速度曲線で曲まれる部分の面積を
意味する。両面積が一致するように再設定を行なえば適
切な駆動制御を行なうことができる。両面積を一致させ
た状態が第８図（ａ）に示され、そのときの加速度が第
８図（ｂ）に示されている。このように両面積を一致さ
せるには、最大速度Ｖ−８を変更しなければならず、こ
の場合必然的に値ｔ、、　ａも変化する。今、第８図（
ａ）。

となる。この（２７）式を（２５）式に代入すると、（
ｂ）に示すように、時間ｔ、に代る新しい時間をり１．
で表わすと、第８図（ａ）は次式で表わされる。

Ｖ（ｔ）ｄｔ・・・・・・・・・・・・・・・（２３）
この（２３）式を満足するようなＶ、、ｘを求めればよ
い。（２２）式を解くと、 ａｔ、。

Ｘ＝ ・・・・・・・・・・・・・・・（２４）となる。又、
（６）式から であるから、これを（２４）式に代入すると、を得る。

（２６）式より、 となる。（２７）式および（２８）式により得られた値
℃、。、ａを（５）、（６）式に代入することにより新
たな値Ｖ。ヮ、を得ることができ、この値Ｖ、、、ｘを
用いて再設定が行なわれる。

以上で領域■、■における制御の説明を終え、次に領域
ｍの積分補償領域の制御について説明する。第９図（ａ
）、　（ｂ）は本発明の実施例に係る駆動制御方法にお
ける領域■の制御の機能を説明するブロック図である。

図で、第２図（ｂ）に示す部分と同一機能部分には同一
符号が付しである。２２は積分ゲイン手段、２３は比例
ゲイン手段、２４は加算手段である。

次に、上記積分補償領域ｍの制御について説明する。本
実施例では、積分補償制御の開始時点を速度がＯとなっ
たときとする。即ち、領域Ｈの減速区間において前述の
ように減速制御が実施されるとサーボモータ４への速度
指令値は減少してゆき、これとともに駆動トルクも小さ
くなる。そして、機構内の摩擦力の存在により、ある時
点からは位置偏差が存在して速度指令値が出力されてい
るにもかかわらずサーボモータ４は停止状態となる。本
実施例では、このように速度がＯとなったことを検出し
て積分補償制御に入る。

積分補償制御は、第９図（ａ）に示すように位置偏差Δ
θを積分ゲイン手段２２によりゲインＧ。

を乗じて積分した値と実際の位置θに比例ゲイン手段２
３によりゲインＧ、を乗じた値との差を速度指令ω１と
することにより行われる。サーボモータ４が停止しても
、上記の理由により位置偏差が存在しているので、位置
偏差Δθは継続して出力される。この位置偏差Δθは積
分ゲイン手段２２により順次加算されてゆくので、速度
指令ω１も順次増大してゆく。この速度指令ω１による
駆動トルクが上記摩擦力を超えるとサーボモータ４が回
転し位置偏差Δθはさらに小さくなる。このような状態
の繰返しにより、遂には位置偏差Ｏとなり、位置決めテ
ーブル２は指令された位置に停止することとなる。

上記積分補償制御において、速度指令ω１１位置（サー
ボモータ４の回転角）θ、位置偏差Δθの関係は次式の
ようになる。

この積分補償制御はいわゆるＩ−ＰＤ制御であるが、積
分の初期値として（θ、・Ｇ、）を与えたとすると、こ
のＩ−ＰＤ制御は、第９図（ｂ）に示すようないわゆる
通常のＰＩ制御として考えることができる。即ち、（２
９）式に上記初期値を与えると、 したがって、 （３１）式はＰＩ制御の式である。このように、第９図
（ｂ）に示すＰＩ制御は、位置偏差の積分項と比例項の
和を速度指令とすることとなり、このため、制御の高速
化を達成することができる。

このような制御では、偏差値を制御の目安とするのが一
般であるが、この手段を適用すると、制御に入った時点
での速度が一定せずばらばらである。したがって、積分
補償制御を所望の特性を得るような制御とすることは困
難である。しかしながら、本実施例では、積分補償制御
開始時点を位置偏差を目安どせず、速度がＯとなった時
点を開始時点としたので、（静止状態から始めるので、
）積分補償制御領域における応答波形を容易に調整する
ことができ、これにより任意に適切な制御を行うことが
できる。

なお、制御開始時点は速度ＯではなくＯ付近の定められ
た値とすることもできるのは明らかである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、設定された最大速度お
よび最大加速度に基づいて作成された３次関数の速度指
令パターンに応じて駆動源を駆動するようにしたので、
なめらかな加減速を行うことができ、これにより、振動
を防止して安定した駆動を実施することができる。特に
、駆動系に摩擦駆動が用いられている場合には、上記の
効果に加えて機構に滑りが発生するのを防止することが
でき、ひいては位置決め精度の低下を防止することがで
きる。

又、他の発明では、減速時の駆動速度が所定値以下にな
ったとき積分補償制御を行うようにしたので、任意の積
分補償制御を容易に実行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る位置決めテーブルの駆動
制御方法における速度指令パターンを示す特性図、第２
図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ第１図に示す領域１．ＩＩ
における制御機能を説明するブロック図、第３図は速度
曲線図、第４図は加速度および速度曲線図、第５図は減
速時の制御方法を説明する速度指令パターンの特性図、
第６図（ａ）。 （ｂ）は減速時の位置偏差と速度指令値の対応表の作成
方法を説明するブロック、第７図（ａ）、　（ｂ）、第
８図（ａ）、（ｂ）は最大速度の再設定を説明するブロ
ック図、第９図（ａ）、（ｂ）は積分補償制御の機能を
説明するブロック図、第１０図は摩擦駆動機構の斜視図
、第１１図は従来の速度指令パターンを示す特性図であ
る。 １０．２１・・・・・・速度指令値発生手段、１１゜２
０．２４・・・・・・加算手段、１２・・・・・・増幅
手段、１３・・・・・・伝達関数発生手段、１４・・・
・・・積分手段。 第１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動源に速度指令を与えて、指示された目標位置
   へ位置決めテーブルを移動させる位置決めテーブルの駆
   動制御方法において、定められた最大速度および最大加
   速度に基づいて時間に関する３次関数の速度指令パター
   ンを作成し、この速度指令パターンに基づいて前記駆動
   源に速度指令を与えることを特徴とする位置決めテーブ
   ルの駆動制御方法。
2. （２）請求項（１）において、前記速度指令は、加速時
   には前記速度指令パターンと一致した速度指令とし、か
   つ、減速時には、前記目標位置からの偏差と等しい前記
   速度指令パターンから得られる加速時の移動量における
   速度指令値をその速度指令とすることを特徴とする位置
   決めテーブルの駆動制御方法。
3. （３）請求項（２）において、前記減速時の速度指令は
   、前記偏差に対応して予め設定され記憶されている値に
   基づいて演算により求めることを特徴とする位置決めテ
   ーブルの駆動制御方法。
4. （４）請求項（１）記載の位置決めテーブルの駆動制御
   方法において、減速時の駆動速度が所定値以下になつた
   とき積分補償制御を行なうことを特徴とする位置決めテ
   ーブルの駆動制御方法。