JPH0336976A - Finite rotation motor - Google Patents

Finite rotation motor

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Publication number
JPH0336976A
JPH0336976A JP1167129A JP16712989A JPH0336976A JP H0336976 A JPH0336976 A JP H0336976A JP 1167129 A JP1167129 A JP 1167129A JP 16712989 A JP16712989 A JP 16712989A JP H0336976 A JPH0336976 A JP H0336976A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
comparator
motor
deviation
speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP1167129A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Ota
一男 太田
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.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP1167129A priority Critical patent/JPH0336976A/en
Publication of JPH0336976A publication Critical patent/JPH0336976A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To control a minute angle at high speed and with a high accuracy by detecting a direct-acting operation through a position sensor after converting a motor rotation angle into the direct-acting operation through pinion and rack, by obtaining a deviation between a temperature-compensated sensor signal and position command signal and a speed command signal deviation, and by feedback-controlling these deviations so that they are reduced to zero. CONSTITUTION:In a moving coil type motor 1 using a high flux density magnet, the rotation angle of the motor is converted into DC voltage by a DC tachometer generator 3 and into the direct-acting operation of a magnetic plate 7 via pinion and rack 4, 5 and further converted into a signal by a non-contact sensor 8. Then, a position sensor signal Vpf passed through a temperature compensator 10 and a position command signal Vpo from a commander part 9 are compared by a first comparator 11 so that a position deviation signal Vp is outputted and inputted to PID controller to output a speed command signal Vs. In a second comparator 13, the speed command signal Vs and a feedback signal Vsf from the tachometer generator are compared with each other and a speed deviation signal Vs is outputted and inputted to a power amplifier 14 to output a motor control signal Vout.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザトリマ、レーザマーカ等のレーザ加工
機やOA機器等におけるスキャンニング駆動装置の駆動
源として用いられる有限同転電動機に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a finite co-rotating motor used as a drive source for a scanning drive device in a laser processing machine such as a laser trimmer or a laser marker, or in OA equipment.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の上記有限回転電動機としては特許第116433
0号及び実開昭50−76315号の各公報に示される
ものが知られている。
The conventional limited rotation electric motor mentioned above is Patent No. 116433.
0 and Utility Model Application Publication No. 50-76315 are known.

そして上記従来のものにおいて、前者のものは、ロータ
の回転軸に低慣性で、かつ高分解能である静電容量型の
回転角センサが装着されていて、この回転角センサにて
ロータの回転角を検出し、この検出値に基づいてロータ
の回転角を制御するようになっている。
Among the above conventional systems, the former has a capacitance type rotation angle sensor with low inertia and high resolution attached to the rotation axis of the rotor, and this rotation angle sensor detects the rotation angle of the rotor. is detected, and the rotation angle of the rotor is controlled based on this detected value.

また後者のものにあっては、ロータ回転角はポテンショ
メータにて検出するようになっている。
In the latter case, the rotor rotation angle is detected by a potentiometer.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来の技術のうち、前者のものにあっては、低慣性
で、かつ高分解能の回転角センサを用いているので、高
速応答可能であるが、回転角センサの温度ドリフトによ
り短期間しか高精度が維持できないという問題がある。
Among the above conventional technologies, the former uses a rotation angle sensor with low inertia and high resolution, so it is capable of high-speed response, but due to temperature drift of the rotation angle sensor, the response is only possible for a short period of time. There is a problem that accuracy cannot be maintained.

また後者のものにあっては、構造上低慣性になりに<<
、また角度検出にポテンショメータを用いているので、
高精度は期待できないという問題がある。
In addition, the latter type has a low inertia due to its structure.
, and since a potentiometer is used to detect the angle,
The problem is that high accuracy cannot be expected.

本発明は上記のことにかんがみなされたもので、微小角
度を高速、高精度に制御でき、また長時間にわたって高
精度位置再現性を発伸できる有限回転電動機を提供する
ことを目的とするものである。
The present invention has been made in consideration of the above, and aims to provide a finite rotating electric motor that can control minute angles at high speed and with high precision, and that can develop high precision position repeatability over a long period of time. be.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明に係る有限回転電動
機は、高磁束密度磁石使用のムービングコイル型モータ
の回転軸にピニオンギヤを固着し、このピニオンギヤに
噛合するラックギヤの一端に磁性プレートを固着し、こ
の磁性プレートに対向する位置に非接触形の位置センサ
の設置し、この位置センサの出力回路に温度補償回路を
介装し、この位置センサの出力回路乙指令部とを第1比
較器の入力端に接続し、この第1比較器の出力側にPI
D制御部を介装し、この第1比較器の出力回路と上記モ
ータの回転軸に取付けたタコジェネレータの出力回路と
を第2比較器の入力端に接続し、この第2比較器を上記
モータ用のパワーアンプに接続した構成となっている。
In order to achieve the above object, the finite rotation electric motor according to the present invention has a pinion gear fixed to the rotating shaft of a moving coil type motor using a high magnetic flux density magnet, and a magnetic plate fixed to one end of a rack gear that meshes with the pinion gear. A non-contact type position sensor is installed at a position facing this magnetic plate, a temperature compensation circuit is interposed in the output circuit of this position sensor, and the output circuit of this position sensor and the command part of the first comparator are connected. PI is connected to the input terminal, and the PI is connected to the output side of this first comparator.
D control section is inserted, and the output circuit of the first comparator and the output circuit of the tacho generator attached to the rotating shaft of the motor are connected to the input terminal of the second comparator, and the second comparator is connected to the input terminal of the second comparator. The configuration is connected to a power amplifier for the motor.

〔作 用〕[For production]

モータの回転角はピニオンギヤとラックギヤにて直動変
換され、これの動きが位置センサにて検出される。この
位置センサの検出値は温度補償回路にて、これの温度ド
リフトが電気的に補償されてから第1比較器にて指令部
からの指令信号を比較される。第1比較器からの偏差出
力はPID制御部にてPID処理されて速度指令として
出力され、この速度・指令とタコジェネレータからのフ
ィードバック信号とが第2比較器にて比較され、その速
度偏差がパワーアンプに出力される。
The rotation angle of the motor is converted into direct motion by a pinion gear and a rack gear, and the movement of this is detected by a position sensor. The detected value of this position sensor is electrically compensated for its temperature drift in a temperature compensation circuit, and then compared with a command signal from a command section in a first comparator. The deviation output from the first comparator is subjected to PID processing in the PID control section and output as a speed command, and this speed/command and the feedback signal from the tachogenerator are compared in the second comparator to calculate the speed deviation. Output to power amplifier.

〔実 施 例〕〔Example〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

図Φ1は高磁束密度磁石を使用したムービングコイル型
モータであり、これはハウジング2に支持されて、直流
電流により所定の有限回転角、例えば10°の回転角に
わたって往復動回転するようになっている。3はこのム
ービングコイル型モータ1の回転軸の一端に取付けたp
Cり・コシエネレータであり、これによりムービングコ
イル型モータ1の回転角が直流電圧こして検出されるよ
うになっている。また上記ムービングコイル型モータ1
の回転軸の他端部にピニオンギヤ4が固着されている。
Figure Φ1 is a moving coil type motor using a high magnetic flux density magnet, which is supported by a housing 2 and is configured to reciprocate and rotate over a predetermined finite rotation angle, for example, 10 degrees, using a direct current. There is. 3 is a p attached to one end of the rotating shaft of this moving coil type motor 1.
The rotation angle of the moving coil motor 1 is detected by applying a DC voltage. In addition, the moving coil type motor 1
A pinion gear 4 is fixed to the other end of the rotating shaft.

5はこのピニオンギヤ4に噛合するラックギヤであり、
このラックギヤ5はガイドベアリング6を介してノ1ウ
ジング2に摺動自在に支持されており、このラックギヤ
5の一端に磁性プレート7が取付けである。8はこの磁
性プレート7の移動方向に離間対向させて設けられた非
接触型の位置センサで、この位置センサ8で磁性プレー
ト7の位置を検出することにより上記ムービングコイル
型モータ1の回転角を検出するようになっている。ラッ
クギヤ5は位置センサ8から離間する方向にばね5aに
て付勢されている。
5 is a rack gear that meshes with this pinion gear 4;
This rack gear 5 is slidably supported by the nozzle housing 2 via a guide bearing 6, and a magnetic plate 7 is attached to one end of this rack gear 5. Reference numeral 8 denotes a non-contact type position sensor that is provided facing away from the magnetic plate 7 in the moving direction.By detecting the position of the magnetic plate 7 with this position sensor 8, the rotation angle of the moving coil type motor 1 can be determined. It is designed to be detected. The rack gear 5 is urged in a direction away from the position sensor 8 by a spring 5a.

9は上記ムービングコイル型モータ1の回転角の位置指
令Vpoを出力する指令部、10は位置センサ8の出力
回路中に介装したセンサ温度補償回路で、位置センサ8
の出力信号の温度ドリフトを電気的に補償したセンサ出
力信号vprを出力する。11は上記位置指令Vpoと
センサ出力信号Vprを比較する第1比較藩、12は第
1比較器11からの偏差信号ΔVpをPID演算するP
ID制御部、13はこのPID制御部12からの速度指
令Vsとタコジェネレータ3からりフィードバック信号
Vsrとを比較する第2比較器、14はこの第2比較器
13からの速度偏差ΔVsを入力されて、ムービングコ
イルモータ1へ制御信号Voutを出力するモータ用パ
ワーアンプである。
9 is a command unit that outputs a position command Vpo for the rotation angle of the moving coil motor 1; 10 is a sensor temperature compensation circuit interposed in the output circuit of the position sensor 8;
The sensor output signal vpr is outputted by electrically compensating for the temperature drift of the output signal. 11 is a first comparison field that compares the position command Vpo and the sensor output signal Vpr; 12 is a PID that performs a PID calculation on the deviation signal ΔVp from the first comparator 11;
The ID control section 13 is a second comparator that compares the speed command Vs from the PID control section 12 and the feedback signal Vsr from the tacho generator 3, and the second comparator 14 receives the speed deviation ΔVs from the second comparator 13. This is a motor power amplifier that outputs a control signal Vout to the moving coil motor 1.

上記制御回路によるムービングコイルモータ1の回転角
度を制御する作用を第2図に示すフローチャートに基づ
いて説明する。
The operation of controlling the rotation angle of the moving coil motor 1 by the control circuit will be explained based on the flowchart shown in FIG.

ステップ1 指令部9よりムービングコイルモータ1の位置(回転角
)の指令信号Vpoを出力する。
Step 1 A command signal Vpo for the position (rotation angle) of the moving coil motor 1 is output from the command unit 9.

ステップ2 上記指令部9よりの指令信号Vpoと、位置センサ8に
て検出され、かつセンサ温度補償回路10にて補償され
た検出信号Vp(’とが第1比較器11にて比較し、そ
の差が零である場合には指令値と実際が同じなので、位
置決めが完了する。そして上記比較値が零でない場合に
てステップ3へ行く。
Step 2 The command signal Vpo from the command unit 9 and the detection signal Vp(' detected by the position sensor 8 and compensated by the sensor temperature compensation circuit 10 are compared in the first comparator 11, and the If the difference is zero, the command value and the actual value are the same, so positioning is completed.If the comparison value is not zero, the process goes to step 3.

ステップ3 第1比較器11より偏差ΔVpが出力が出力される。Step 3 The first comparator 11 outputs the deviation ΔVp.

ステップ4 PID制御部12にて上記偏差信号ΔVpをPIDの演
算処理を行ない、その結果を速度指令Vsを出力する、
なおこのときVs−K 1Δvpであり、K、はPID
ゲインである。
Step 4: The PID control unit 12 performs PID calculation processing on the deviation signal ΔVp, and outputs the result as a speed command Vs.
At this time, Vs-K is 1Δvp, and K is PID
It is a gain.

ステップ5 上記PID制御部12からの速度指令Vsと、タコジェ
ネレータ3からのフィードバック信号Vsrとが第2比
較器13にて比較(Vs−Vsr) して速度判定され
、その差が零である場合に指令速度が完了となる。そし
て上記速度判定でその差が零でない場合にステップ6へ
行く。
Step 5 The speed command Vs from the PID control unit 12 and the feedback signal Vsr from the tacho generator 3 are compared (Vs-Vsr) by the second comparator 13 to determine the speed, and if the difference is zero. The commanded speed is completed. Then, if the difference is not zero in the speed determination described above, the process goes to step 6.

ステップ6 第2比較器13より速度偏差ΔVsを出力する、なおこ
のときΔVsmKI Vp−Vsl’である。
Step 6 The second comparator 13 outputs the speed deviation ΔVs, which is ΔVsmKI Vp-Vsl'.

ステップ7 上記第2比較器13からの速度7・偏差△Vsに基づい
て出力Voutがパワーアンプ14より出力される。こ
のときvout−に2ΔVsで、K2はモータ速度ゲイ
ンである。
Step 7 Based on the speed 7 and the deviation ΔVs from the second comparator 13, the output Vout is output from the power amplifier 14. At this time, vout- is 2ΔVs, and K2 is the motor speed gain.

ステップ8 ピニオンギヤ4とラックギヤ5との関係でムービングコ
イルモータ1の回転を位置センサ8にて直動作用に変換
する。このときRθ−XでRはピニオンギヤ4の半径、
Xはラックギヤ5の移動距離である。
Step 8 The rotation of the moving coil motor 1 is converted into direct operation by the position sensor 8 based on the relationship between the pinion gear 4 and the rack gear 5. At this time, Rθ-X is the radius of the pinion gear 4,
X is the moving distance of the rack gear 5.

ステップ9 位置センサ8より上記Rθ−Xに相当する位置信号■p
rが第1比較器11へ出力されてステップ2へ行く、コ
ノときVp「−K 3 RN’、K3は(’:zす補正
ゲインである。
Step 9 Position signal ■p corresponding to the above Rθ−X from the position sensor 8
When r is output to the first comparator 11 and the process goes to step 2, Vp "-K 3 RN', K3 is the correction gain (':z).

また上記ステップ5に、ステップ7における出力信号V
outにて駆動されたムービングコイルモータ1の回転
結果が、タコジェネレータ3からの出力Vsrとして人
力される。
Furthermore, in step 5, the output signal V in step 7 is
The rotation result of the moving coil motor 1 driven by OUT is manually inputted as the output Vsr from the tacho generator 3.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、微小角度を高速、高精度に制御でき、
また長時間にわたって高精度位置再現性を発揮できる。
According to the present invention, minute angles can be controlled at high speed and with high precision;
Also, it can demonstrate high precision position repeatability over a long period of time.

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

第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図はフ
ローチャートである。 1はムービングコイル型モータ、3はタコジェネレータ
、4はピニオンギヤ、5はラックギヤ、7は磁性プレー
ト、8は位置センサ、9は指令部、10はセンサ温度補
償回路、11.13は比較器、12はPID制御部、1
4はモータ用パワーアンプ。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flow chart. 1 is a moving coil type motor, 3 is a tacho generator, 4 is a pinion gear, 5 is a rack gear, 7 is a magnetic plate, 8 is a position sensor, 9 is a command unit, 10 is a sensor temperature compensation circuit, 11.13 is a comparator, 12 is the PID control unit, 1
4 is a power amplifier for the motor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 高磁束密度磁石使用のムービングコイル型モータの回転
軸にピニオンギヤを固着し、このピニオンギヤに噛合す
るラックギヤの一端に磁性プレートを固着し、この磁性
プレートに対向する位置に非接触形の位置センサを設置
し、この位置センサの出力回路に温度補償回路を介装し
、この位置センサの出力回路と指令部とを第1比較器の
入力側に接続し、この第1比較器の出力側にPID制御
部を介装し、この第1比較器の出力回路と上記モータの
回転軸に取付けたタコジェネレータの出力回路とを第2
比較器の入力側に接続し、この第2比較器を上記モータ
用のパワーアンプに接続したことを特徴とする有限回転
電動機。
A pinion gear is fixed to the rotating shaft of a moving coil type motor that uses high magnetic flux density magnets, a magnetic plate is fixed to one end of a rack gear that meshes with the pinion gear, and a non-contact position sensor is installed at a position opposite to this magnetic plate. A temperature compensation circuit is interposed in the output circuit of this position sensor, the output circuit of this position sensor and the command section are connected to the input side of the first comparator, and a PID control circuit is connected to the output side of the first comparator. A second comparator is inserted between the output circuit of the first comparator and the output circuit of the tachogenerator attached to the rotating shaft of the motor.
A finite rotation electric motor, characterized in that the second comparator is connected to the input side of a comparator, and the second comparator is connected to a power amplifier for the motor.
JP1167129A 1989-06-30 1989-06-30 Finite rotation motor Pending JPH0336976A (en)

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JP1167129A JPH0336976A (en) 1989-06-30 1989-06-30 Finite rotation motor

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JP (1) JPH0336976A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0518711A (en) * 1991-07-16 1993-01-26 Mitsubishi Electric Corp Position detection method and its device
JPH05268784A (en) * 1991-09-18 1993-10-15 Samsung Electron Co Ltd Limiter circuit for servo motor controller

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0518711A (en) * 1991-07-16 1993-01-26 Mitsubishi Electric Corp Position detection method and its device
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