JPH0616246B2 - Positioning control device - Google Patents

Positioning control device

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JPH0616246B2
JPH0616246B2 JP59240420A JP24042084A JPH0616246B2 JP H0616246 B2 JPH0616246 B2 JP H0616246B2 JP 59240420 A JP59240420 A JP 59240420A JP 24042084 A JP24042084 A JP 24042084A JP H0616246 B2 JPH0616246 B2 JP H0616246B2
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deviation
data
gain
speed
control
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Inventor
誠 肥後村
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キヤノン株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の属する分野] 本発明は、ステップアンドリピート型露光装置やICボ
ンダー等の半導体製造装置、産業用ロボットおよびNC
工作機械等における可動体の位置決め制御装置に関し、
特に、負荷の変動や摺動部の摩擦力変化等の外乱の影響
を補正し、短時間に定常位置偏差なく位置決めでき、か
つ位置決め方向による定常位置偏差の差をなくすること
を可能とした位置決め制御装置に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus such as a step-and-repeat exposure apparatus and an IC bonder, an industrial robot, and an NC.
Regarding a positioning control device for movable bodies in machine tools,
In particular, positioning that corrects the effects of disturbances such as load fluctuations and changes in the frictional force of the sliding parts, and can perform positioning without steady position deviation in a short time and eliminate the difference in steady position deviation depending on the positioning direction. Regarding the control device.
[従来技術の説明] 従来、この種の位置決め制御装置の制御回路は第8図の
ように構成されており、可動体の位置決めは、第9図の
ような速度曲線に従って行なわれていた。第9図におい
て、a〜eまでが速度制御区間であり、目標位置近傍の
e点で位置制御に切換えて最終的な位置決めを行なって
いる。同図において、aは加速開始点、bは最高速度に
達して定速駆動に移行する加速終了点、cは減速開始
点、dは終速度に達した点で減速終了点、eは制御モー
ド切換点、fは位置決め完了点である。
[Description of Prior Art] Conventionally, the control circuit of this type of positioning control device is configured as shown in FIG. 8, and the positioning of the movable body is performed according to the velocity curve as shown in FIG. In FIG. 9, a to e are speed control sections, and at the point e near the target position, the position control is switched to the final positioning. In the figure, a is the acceleration start point, b is the acceleration end point at which the maximum speed is reached and shifts to constant speed drive, c is the deceleration start point, d is the deceleration end point at which the final speed is reached, and e is the control mode. The switching point, f, is the positioning completion point.
第8図において、速度制御時、アナログスイッチ6は速
度指令用D/A変換器2を選択し、速度関数発生器1
で、第9図a〜eのような速度曲線を作り、D/A変換
器2で速度指令電圧を得る。増幅器7、モータ8および
速度検出器9の閉ループは速度フィードバック制御によ
る速度制御を行ない、D/A変換器2からの速度指令電
圧に従った速度で可動体10を移動する。次に制御切換位
置eにて位置制御に切換わり、アナログスイッチ6は位
置偏差出力用D/A変換器5を選択する。現在位置カウ
ンタ4にはじまるD/A変換器5、増幅器7、モータ
8、可動体10、位置検出器11の閉ループは位置決めフィ
ードバック制御系を形成する。
In FIG. 8, during speed control, the analog switch 6 selects the D / A converter 2 for speed command, and the speed function generator 1
Then, a velocity curve as shown in FIGS. 9A to 9E is created, and the D / A converter 2 obtains a velocity command voltage. The closed loop of the amplifier 7, the motor 8 and the speed detector 9 performs speed control by speed feedback control, and moves the movable body 10 at a speed according to the speed command voltage from the D / A converter 2. Then, the control is switched to the position control at the control switching position e, and the analog switch 6 selects the D / A converter 5 for position deviation output. The closed loop of the D / A converter 5, the amplifier 7, the motor 8, the movable body 10, and the position detector 11 which start from the current position counter 4 forms a positioning feedback control system.
[発明が解決しようとする課題] このような構成では、速度および位置の各制御系のルー
プゲインはそれぞれ一定であり、負荷の変動、摺動部の
摩擦力の変化、または系の剛性の変化等の要因により、
あるいは制御系を不安定にしないためにはループゲイン
を高く出来ない等の理由により、位置制御切換時に振動
が起きたり、定常位置偏差(目標位置と実際の停止位置
との偏差)が大きい、位置および移動方向により定常位
置偏差の大きさが変化するという欠点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] In such a configuration, the loop gain of each control system of speed and position is constant, and the load variation, the frictional force of the sliding portion, or the stiffness of the system changes. Due to factors such as
Alternatively, because the loop gain cannot be increased in order to prevent the control system from becoming unstable, vibrations may occur during position control switching, and steady position deviation (deviation between target position and actual stop position) may be large. Also, there is a drawback that the magnitude of the steady position deviation changes depending on the moving direction.
本発明は、上述の従来形における問題点に鑑み、位置決
め制御装置において、定常位置偏差および目標位置や移
動方向による定常位置偏差の変化を減少して位置決め精
度の向上を図るとともに、位置決め時間の短縮を図るこ
とを目的とする。
In view of the above-mentioned problems in the conventional type, the present invention reduces the steady-state position deviation and changes in the steady-state position deviation due to the target position and the moving direction to improve the positioning accuracy and shorten the positioning time. The purpose is to
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明の位置決め制御装置は、
可動体を移動するためのモータと、前記可動体の現在位
置に関連する現在位置データを検出する位置検出器と、
前記可動体の目標位置に関連して予め設定されている目
標位置データと前記位置検出器からの現在位置データの
差に基づいて算出された位置偏差データを計測する位置
偏差計測器と、前記可動体の移動速度に関連する速度指
令値データを時間に応じて発生する速度指令器と、先ず
速度重視の制御モードで前記可動体を目標位置へ向けて
移動するために前記速度指令器からの速度指令値データ
に基づいた駆動出力を前記モータに供給させ、前記位置
偏差計測器で計測されている位置偏差データが所定値と
なった時切換えられて、前記可動体を目標位置近傍にお
いて停止位置精度重視の制御モードで目標位置に向けて
移動するために前記位置偏差測定器からの位置偏差デー
タに基づいた駆動出力を前記モータに供給させるセレク
タと、前記位置偏差計測器から位置偏差データを入力し
て動作し、前記セレクタが速度重視の制御モード側から
停止位置精度重視の制御モード側に切換えられた後、前
記位置偏差計測器からの位置偏差データの減少に応じて
前記モータに供給される駆動出力に対するゲインを増加
させるゲイン制御器を有する。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the positioning control device of the present invention is
A motor for moving the movable body, a position detector for detecting current position data related to the current position of the movable body,
A position deviation measuring device that measures position deviation data calculated based on a difference between target position data preset in relation to the target position of the movable body and current position data from the position detector; A speed commander that generates speed command value data related to the moving speed of the body according to time, and a speed from the speed commander for moving the movable body toward a target position in a speed-oriented control mode. The drive output based on the command value data is supplied to the motor, and when the position deviation data measured by the position deviation measuring device reaches a predetermined value, it is switched to stop the position accuracy of the movable body near the target position. A selector for supplying a drive output based on position deviation data from the position deviation measuring device to the motor in order to move toward the target position in the priority control mode; It operates by inputting position deviation data from a measuring instrument, and after the selector is switched from the speed-oriented control mode side to the stop position accuracy-oriented control mode side, the position deviation data from the position deviation measuring instrument is reduced. The gain controller increases the gain corresponding to the drive output supplied to the motor.
前記ゲイン制御器は、例えば、前記位置偏差計測器から
の位置偏差データに応じてゲインを設定するゲイン設定
器と、前記位置偏差計測器からの位置偏差データ出力と
前記ゲイン設定器からのゲイン出力を乗算する乗算器を
有する。
The gain controller is, for example, a gain setter that sets a gain according to the position deviation data from the position deviation measuring device, a position deviation data output from the position deviation measuring device, and a gain output from the gain setting device. And a multiplier for multiplying by.
前記ゲイン設定器は、例えば、予め設定される目標位置
データと前記位置偏差計測器からの位置偏差データに応
じたゲイン設定テーブルを有する。
The gain setting device has, for example, a gain setting table corresponding to preset target position data and position deviation data from the position deviation measuring device.
[作用] この構成において、先ず速度重視の制御モードで可動体
を目標位置へ向けて移動し、次いで可動体を目標位置近
傍において停止位置精度重視の制御モードで目標位置に
向けて移動して位置決め制御を行なうに際しては、速度
重視の制御モード側から停止位置精度重視の制御モード
側に切換えられたのち、可動体を移動するモータを制御
するための駆動出力に対するループゲインを徐々に増加
させるようにしているため、切換え直後のループゲイン
が小さく、且つ停止直前のループゲインが大きくなり、
したがって、速度重視の制御モード側から停止位置精度
重視の制御モード側に切換えられた直後に可動体が振動
してしまうことなしに、可動体の停止位置での位置決め
制御が高精度で行なわれる。
[Operation] In this configuration, first, the movable body is moved toward the target position in the speed-oriented control mode, and then the movable body is moved to the target position in the vicinity of the target position and moved toward the target position in the control mode focusing on the stop position accuracy. When performing control, after switching from the speed-oriented control mode side to the stop position accuracy-oriented control mode side, gradually increase the loop gain for the drive output for controlling the motor that moves the movable body. Therefore, the loop gain immediately after switching is small, and the loop gain immediately before stop is large,
Therefore, the positioning control at the stop position of the movable body is performed with high accuracy without vibrating the movable body immediately after switching from the speed-oriented control mode side to the stop position accuracy-oriented control mode side.
[実施例の説明] 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。Description of Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例に係る位置決め制御装置の制
御系の構成を示す。同図において、3は目標位置設定
器、4は現在位置カウンタまたは位置偏差カウンタ、7
はサーボアンプである増幅器、8は可動体10を駆動する
モータ、9はタコジェネレータ等のモータ速度検出器、
10はスライドテーブルまたはロボットの腕等の可動体、
11はロータリィエンコーダ、リニアスケールまたはレー
ザ測長器等の位置検出器、12は最大速度設定器、13は速
度データと位置偏差データのどちらかを選択するセレク
タ、14はディジタルデータをアナログ出力に変換するD
/A変換器、15は乗算型D/A変換器、16は乗算型D/
A変換器に設定するデータを記憶するレジスタ、17は速
度データとゲインデータのどちらかを選択するセレク
タ、18は速度曲線に応じた速度指令値を記憶している速
度曲線テーブルであるメモリ、19は位置偏差に応じたゲ
イン設定値を記憶しているゲイン設定テーブルであるメ
モリ、20は速度曲線のタイミングクロックを発生する発
振器、21は速度曲線テーブルから時間に応じたデータを
選択指示するためのカウンタである。
FIG. 1 shows the configuration of a control system of a positioning control device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 3 is a target position setter, 4 is a current position counter or position deviation counter, and 7
Is an amplifier which is a servo amplifier, 8 is a motor for driving the movable body 10, 9 is a motor speed detector such as a tacho generator,
10 is a movable body such as a slide table or a robot arm,
11 is a rotary encoder, a position detector such as a linear scale or a laser length measuring machine, 12 is a maximum speed setter, 13 is a selector for selecting either speed data or position deviation data, and 14 is digital data for analog output. D to convert
/ A converter, 15 is a multiplication type D / A converter, and 16 is a multiplication type D / A converter.
A register for storing data to be set in the A converter, 17 is a selector for selecting either speed data or gain data, 18 is a memory which is a speed curve table storing speed command values according to the speed curve, 19 Is a memory that is a gain setting table that stores a gain setting value according to the position deviation, 20 is an oscillator that generates a timing clock of the velocity curve, and 21 is for selecting and instructing data according to time from the velocity curve table. It is a counter.
第1図の装置の作用説明に先立って本構成の原理につい
て説明する。
Prior to explanation of the operation of the apparatus shown in FIG. 1, the principle of this configuration will be described.
位置決め制御系の開ループゲインをKo[1/S]、モ
ータ定格トルクをTp[N・m]、モータ8が定格回転
数のときの送り速度をFr[m/S]、モータ軸換算負
荷トルクをTd[N・m]、位置決め偏差をε[m]と
すると、負荷トルク、摺動部の摩擦力の変化による定常
位置偏差は ε>(Fr/Ko)・(Td/Tp) となる。また、開ループゲインKoはサーボ系のシステ
ム構成により一定の値以上に上げると発振状態となり不
安定となるために上げられない。このため従来の方法で
は定常位置偏差εは一定の値以下に下げることが出来な
かった。
The open loop gain of the positioning control system is Ko [1 / S], the motor rated torque is Tp [N · m], the feed speed when the motor 8 is at the rated speed is Fr [m / S], the motor shaft converted load torque. Is Td [N · m] and the positioning deviation is ε [m], the steady position deviation due to changes in the load torque and the frictional force of the sliding portion is ε> (Fr / Ko) · (Td / Tp). Further, the open loop gain Ko cannot be increased because it becomes an oscillating state and becomes unstable when the servo system system configuration is raised above a certain value. For this reason, the conventional method cannot reduce the steady position deviation ε to a certain value or less.
ここで、ボールネジを使ったステージの位置決め制御系
での発振限界の例を第2図にゲインKoと位置偏差εと
の関係で示す。aは反モータ側、bはモータ側の発振限
界を示す。これによると開ループゲインKo、位置偏差
εの関係は Ko=K・ε−p で表わされる。ただし、K,Pは比例定数であり位置に
より変化する場合がある。
Here, an example of the oscillation limit in the positioning control system of the stage using a ball screw is shown in FIG. 2 by the relationship between the gain Ko and the position deviation ε. “A” indicates the oscillation limit on the non-motor side, and “b” indicates the oscillation limit on the motor side. According to this, the relationship between the open loop gain Ko and the position deviation ε is expressed by Ko = K · ε- p . However, K and P are proportional constants and may change depending on the position.
従来の方法の場合、速度制御から位置決め制御に切換え
後は一定ゲインであり、粘性摩擦を持つ系での減衰波形
はゲインが低い場合は第3図にaで示すように指数関数
的に収束するとともに、ゲインが高い場合は第3図にb
で示すように振動的に収束し、一方、乾燥摩擦の場合は
直線的に一定偏差値に収束する。ここで、ゲインを出来
るだけ上げ、常に安定領域で動作するように位置偏差に
応じたゲインを設定することができれば、定常位置偏差
および移動方向による定常位置偏差の差も小さくなり、
位置決め精度が向上することがわかる。本発明は、この
ような位置偏差すなわち目標位置と現在位置との距離に
応じて安定領域内の出来るだけ大きなゲインで制御を行
なうことを可能にするものである。
In the case of the conventional method, the gain is constant after switching from the speed control to the positioning control, and the damping waveform in the system having viscous friction converges exponentially as shown by a in FIG. 3 when the gain is low. In addition, when the gain is high, b is shown in FIG.
As shown by, the vibration converges in a vibrational manner, while in the case of dry friction, it linearly converges to a constant deviation value. Here, if the gain can be increased as much as possible and the gain according to the position deviation can be set so as to always operate in the stable region, the difference between the steady position deviation and the steady position deviation due to the moving direction also becomes small,
It can be seen that the positioning accuracy is improved. The present invention makes it possible to perform control with such a large gain as possible within the stable region in accordance with such position deviation, that is, the distance between the target position and the current position.
次に第1図の制御系の作用を説明する。Next, the operation of the control system shown in FIG. 1 will be described.
この系は、例えばマイクロプロセッサ等で構成される不
図示の制御装置により、その動作を制御される。該制御
装置においては、演算処理により、あるいはオペレータ
による入力操作により、可動体の移動距離および現在位
置と移動距離との和である目標位置が定まると、移動距
離に応じて最大速度を最大速度設定器12に設定し、速度
曲線テーブル18の速度曲線を選択し、さらに、目標位置
を目標位置カウンタ3に設定するとともに、目標位置に
応じてゲイン設定テーブル19のゲイン曲線を選択する。
The operation of this system is controlled by a control device (not shown) composed of, for example, a microprocessor. In the control device, when the moving distance of the movable body and the target position, which is the sum of the current position and the moving distance, are determined by arithmetic processing or input operation by the operator, the maximum speed is set to the maximum speed according to the moving distance. The speed curve in the speed curve table 18 is selected, the target position is set in the target position counter 3, and the gain curve in the gain setting table 19 is selected according to the target position.
ゲイン設定テーブル19としては、可変ゲインデータを全
ての位置で同じ値を使う1次元テーブルと、目標位置に
よっても変わる2次元的なテーブルの2つが考えられる
が、ここでは、1次元配列のものを用いた例を示す。
The gain setting table 19 may be a one-dimensional table that uses the same value for variable gain data at all positions and a two-dimensional table that changes depending on the target position. Here, a one-dimensional array is used. The example used is shown below.
第1図の制御系において、上記目標位置および最大速度
等が設定され、さらに発振器20の発振周波数の設定が完
了すると、カウンタ21を初期化し、セレクタ13およびセ
レクタ17を速度制御側に選択して第9図におけるa〜d
区間の速度制御を行なう。この速度制御の結果、可動体
10が目標位置近傍に到達すると、次にセレクタ13,17を
位置制御側に切換え、本発明の特徴とする可変ゲインモ
ードによる位置決め制御を行なう。
In the control system shown in FIG. 1, when the target position, the maximum speed and the like are set and the setting of the oscillation frequency of the oscillator 20 is completed, the counter 21 is initialized and the selector 13 and the selector 17 are selected on the speed control side. A to d in FIG.
Speed control of the section is performed. As a result of this speed control,
When 10 reaches the vicinity of the target position, the selectors 13 and 17 are then switched to the position control side to perform the positioning control in the variable gain mode, which is a feature of the present invention.
この位置決め制御においては、位置偏差値すなわち目標
位置カウント値と現在位置カウント値との差によりゲイ
ン設定テーブル19のゲインデータを選択してレジスタ16
に格納する。乗算型D/A変換器15では、D/A変換器
14から出力されるアナログ電圧をレジスタ16の出力値に
応じて分圧し、制御系のゲインを変化させる。このよう
にすることで、制御系のループゲインKoを常に位置偏
差に応じた最適値とすることが可能となり、定常位置偏
差は少なくなり、かつ、移動方向による定常位置偏差の
差も少なくすることが出来る。また、位置決め制御に切
換わった後の可動体の位置変化は、第3図に曲線cで示
すように臨界制動的またはやや振動的に定常位置に収束
する。すなわち、位置決め時間が短縮される。
In this positioning control, the gain data in the gain setting table 19 is selected according to the position deviation value, that is, the difference between the target position count value and the current position count value, and the register 16 is selected.
To store. In the multiplication type D / A converter 15, the D / A converter
The analog voltage output from 14 is divided according to the output value of register 16 to change the gain of the control system. By doing so, the loop gain Ko of the control system can always be set to the optimum value according to the position deviation, the steady position deviation is reduced, and the difference in the steady position deviation depending on the moving direction is also reduced. Can be done. Further, the position change of the movable body after switching to the positioning control converges to a steady position in a critical braking manner or in a slightly vibration manner as shown by a curve c in FIG. That is, the positioning time is shortened.
第4図は、計算機を使用した制御回路の実施例を示す。
同図において、22はマイクロコンピユータまたはミニコ
ンピユータ等の中央演算処理装置、23はROM,RAM
等のメモリ装置、24は計算機のバス、25は速度指令ラッ
チデータ12′と現在位置カウンタデータ4′の切換指令
フラグである。
FIG. 4 shows an embodiment of a control circuit using a computer.
In the figure, 22 is a central processing unit such as a micro computer or a mini computer, and 23 is a ROM or RAM.
And the like, 24 is a computer bus, and 25 is a switching command flag for the speed command latch data 12 'and the current position counter data 4'.
ここでは第1図に17〜21で示されるブロックの機能が、
計算機を使うことにより、プログラムで実行されてい
る。
Here, the functions of the blocks indicated by 17 to 21 in FIG.
It is executed programmatically by using a calculator.
次に第5図のフローチャートを参照しながら第4図の制
御回路の作用を説明する。
Next, the operation of the control circuit of FIG. 4 will be described with reference to the flowchart of FIG.
この制御回路において、モータトルク、負荷トルクおよ
び慣性力等により最大加速度が決まっているため、移動
距離情報が与えられるとCPU22に最大速度が求まる。
さらに、この最大速度に応じた減速時間および減速区間
移動距離を求め、減速補正値を求める。次に減速開始位
置、位置決め切換位置を求める。
In this control circuit, since the maximum acceleration is determined by the motor torque, the load torque, the inertial force, etc., the maximum speed is obtained by the CPU 22 when the moving distance information is given.
Further, the deceleration time and the deceleration section moving distance according to the maximum speed are obtained, and the deceleration correction value is obtained. Next, the deceleration start position and the positioning switching position are obtained.
次に、これらのデータをメモリ23の所定のエリアに設定
し、切換指令フラグ25に指令して速度指令ラッチ12′が
D/A変換器14に接続されるようにセレクタ13を切換え
る。これにより、速度制御モードとなり、加速、定速、
減速という第9図a〜d区間の速度制御を行ない、終速
度による定速区間d〜eとなり、制御切換位置の検出を
行ない、制御切換位置に達した時に、切換指令フラグ25
に指令を与えて位置制御モードに切換える。
Next, these data are set in a predetermined area of the memory 23, and the switching command flag 25 is commanded to switch the selector 13 so that the speed command latch 12 'is connected to the D / A converter 14. As a result, the speed control mode is set, and acceleration, constant speed,
When the speed control in the section a to d of FIG. 9 called deceleration is performed and the constant speed section d to e by the final speed is reached, the control switching position is detected, and when the control switching position is reached, the switching command flag 25
Command to switch to the position control mode.
位置制御に切換えた後、第6図に示すような目標位置に
応じてゲインを変えるような2次元的なゲインテーブル
を持っている場合は、目標位置に応じたゲインテーブル
を選択する。そして、現在位置を現在位置カウンタ4′
から読み、目標位置との差すなわち位置偏差を計算し、
位置偏差値の絶対値でゲインテーブルからゲインデータ
を読み出す。
If a two-dimensional gain table that changes the gain according to the target position as shown in FIG. 6 is provided after switching to the position control, the gain table corresponding to the target position is selected. Then, the current position is set to the current position counter 4 '
Read from, calculate the difference from the target position, that is, position deviation,
The gain data is read from the gain table with the absolute value of the position deviation value.
次に、位置決めが終了したか否かを判定する。この位置
決め終了判定は、位置決め制御開始後一定時間内である
か否か、および位置偏差値が規格値以内に入ったかどう
かを検査して行なう。もし、位置決め制御開始後一定時
間内であり、位置偏差値が規格値以内に入っていない場
合は、位置決めは終了していないものと判断し、上記の
位置偏差計算、ゲインデータ読み出し、および位置決め
終了判定等の動作を繰り返す。一方、もし、位置偏差値
が規格値以内に入っていれば、位置決めは終了したので
あるから位置決め制御動作を終了する。これにより定常
位置偏差は極めて小さくなり、かつ位置または移動方向
による定常位置偏差の差は小さくなり、位置決め精度は
向上する。なお、位置偏差値が規格値以内に入ることな
く上記一定時間が経過したときは、位置決めは不可能で
あるものと判断し、その旨を表示する等のエラー処理を
行なう。
Next, it is determined whether or not the positioning is completed. This positioning completion determination is performed by inspecting whether it is within a fixed time after starting the positioning control and whether the position deviation value is within the standard value. If it is within a certain time after the start of positioning control and the position deviation value is not within the standard value, it is judged that the positioning has not ended, and the above position deviation calculation, gain data reading, and positioning end Operations such as judgment are repeated. On the other hand, if the position deviation value is within the standard value, it means that the positioning has been completed and the positioning control operation is completed. As a result, the steady position deviation becomes extremely small, the difference in the steady position deviation depending on the position or the moving direction becomes small, and the positioning accuracy is improved. It should be noted that when the above-mentioned certain time has passed without the position deviation value falling within the standard value, it is determined that positioning is impossible, and error processing such as displaying that effect is performed.
第7図は、本発明のさらに他の実施例に係る制御回路を
示す。同図の回路は、第1図のものに対し、速度制御と
位置制御のディジタル部を別々にしてアナログ部におい
て切換えるようにしたものである。また、第8図の従来
例に対しては、現在位置カウンタ4の位置偏差出力でゲ
インデータが読み出されるゲインテーブル19を付加する
とともに、D/A変換器5の出力をゲインテーブル19か
ら出力されるゲインデータに応じて分圧する乗算型D/
A変換器15を、D/A変換器5とアナログスイッチ6の
位置決め制御側接点との間に接続したものである。
FIG. 7 shows a control circuit according to still another embodiment of the present invention. The circuit shown in the figure is different from the circuit shown in FIG. 1 in that the digital portion for speed control and the digital portion for position control are separately provided and switched in the analog portion. In addition to the conventional example shown in FIG. 8, a gain table 19 for reading gain data from the position deviation output of the current position counter 4 is added, and the output of the D / A converter 5 is output from the gain table 19. Multiplying D / that divides voltage according to the gain data
The A converter 15 is connected between the D / A converter 5 and the positioning control side contact of the analog switch 6.
[実施例の変形例] なお、本発明は上述の実施例に限定されることなく適宜
変形して実施することができる。例えば第4図における
セレクタ13、切換指令フラグ25、レジスタ16および乗算
型D/A変換器15を廃止し、速度指令ラッチ12′をD/
A変換器14に直接接続するとともに、位置制御時、計算
機は現在位置カウンタの内容すなわち現在位置を読み、
位置偏差に応じた指令電圧と時間変化するゲインデータ
とを乗算して得られた指令値を速度指令ラッチ12′へ出
力するように構成すれば、ハード構成部品を大幅に省略
できる。また、速度指令曲線の形としては、上述の台形
波の他、バーサイン波、サイクロイド波、n次曲線等を
用いることも可能である。
[Modifications of Embodiments] The present invention is not limited to the above-described embodiments and can be modified and implemented as appropriate. For example, the selector 13, the switching command flag 25, the register 16 and the multiplication type D / A converter 15 in FIG. 4 are eliminated and the speed command latch 12 'is set to D / A.
In addition to connecting directly to the A converter 14, the computer reads the contents of the current position counter, that is, the current position during position control,
If the command value obtained by multiplying the command voltage according to the position deviation and the gain data that changes with time is output to the speed command latch 12 ', the hardware components can be largely omitted. In addition to the trapezoidal wave described above, it is also possible to use a bar sine wave, a cycloid wave, an nth-order curve, or the like as the shape of the speed command curve.
[発明の効果] 以上のように本発明によると、特に位置制御時における
各時点でのループゲインを、常に、安定領域内での最大
値またはそれに近い値に設定することが可能であるた
め、定常位置偏差、および可動体の移動方向による定常
位置偏差の差が減少する。すなわち位置決め精度が向上
する。また、位置決め時間が短くなり、さらに、信頼性
の向上する。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, the loop gain at each point in time during position control can always be set to the maximum value in the stable region or a value close to the maximum value. The difference between the steady position deviation and the steady position deviation depending on the moving direction of the movable body is reduced. That is, the positioning accuracy is improved. Moreover, the positioning time is shortened, and the reliability is further improved.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
第1図は、本発明の一実施例に係る位置決め制御装置の
電気回路構成を示すブロック図、 第2図は、位置決め制御装置における位置偏差とゲイン
の安定限界を示すグラフ、 第3図は、位置置決め制御に切換えた後の位置変化(応
答)波形図、 第4図は、本発明の他の実施例に係る制御回路のブロッ
ク図、 第5図は、第4図の制御回路の動作説明のためのフロー
チャート、 第6図は、第4図におけるメモリ内に設定されたゲイン
テーブルの説明図、 第7図は、本発明のさらに他の実施例に係る制御回路の
ブロック図、 第8図は、従来の制御回路を示すブロック図、 第9図は、速度指令曲線の一例を示す線図である。 1:速度関数発生器、3:目標位置設定器、4:現在位
置カウンタ、4′:現在位置カウンタデータ、6:アナ
ログスイッチ、7:増幅器、8:モータ、9:速度検出
器、10……可動体、11……位置検出器、12……最大速度
設定器、12′:速度指令ラッチデータ、13,17:セレク
タ、14:D/A変換器、15:乗算型D/A変換器、18:
速度曲線テーブル、19:ゲイン設定テーブル、22:中央
演算処理装置、23:メモリ装置、25:切換指令フラグ。
FIG. 1 is a block diagram showing an electric circuit configuration of a positioning control device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing position deviation and gain stability limits in the positioning control device, and FIG. Position change (response) waveform diagram after switching to position placement control, FIG. 4 is a block diagram of a control circuit according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an operation of the control circuit of FIG. FIG. 6 is a flow chart for explanation, FIG. 6 is an explanatory diagram of a gain table set in the memory in FIG. 4, FIG. 7 is a block diagram of a control circuit according to still another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 9 is a block diagram showing a conventional control circuit, and FIG. 9 is a diagram showing an example of a speed command curve. 1: Velocity function generator, 3: Target position setter, 4: Current position counter, 4 ': Current position counter data, 6: Analog switch, 7: Amplifier, 8: Motor, 9: Speed detector, 10 ... Movable object, 11 ... Position detector, 12 ... Maximum speed setting device, 12 ': Speed command latch data, 13, 17: Selector, 14: D / A converter, 15: Multiplying D / A converter, 18:
Speed curve table, 19: gain setting table, 22: central processing unit, 23: memory device, 25: switching command flag.

Claims (3)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】可動体を移動するためのモータと、前記可
    動体の現在位置に関連する現在位置データを検出する位
    置検出器と、前記可動体の目標位置に関連して予め設定
    されている目標位置データと前記位置検出器からの現在
    位置データの差に基づいて算出された位置偏差データを
    計測する位置偏差計測器と、前記可動体の移動速度に関
    連する速度指令値データを時間に応じて発生する速度指
    令器と、先ず速度重視の制御モードで前記可動体を目標
    位置へ向けて移動するために前記速度指令器からの速度
    指令値データに基づいた駆動出力を前記モータに供給さ
    せ、前記位置偏差計測器で計測されている位置偏差デー
    タが所定値となった時切換えられて、前記可動体を目標
    位置近傍において停止位置精度重視の制御モードで目標
    位置に向けて移動するために前記位置偏差測定器からの
    位置偏差データに基づいた駆動出力を前記モータに供給
    させるセレクタと、前記位置偏差計測器から位置偏差デ
    ータを入力して動作し、前記セレクタが速度重視の制御
    モード側から停止位置精度重視の制御モード側に切換え
    られた後、前記位置偏差計測器からの位置偏差データの
    減少に応じて前記モータに供給される駆動出力に対する
    ゲインを増加させるゲイン制御器を有することを特徴と
    する位置決め制御装置。
    1. A motor for moving a movable body, a position detector for detecting current position data relating to a current position of the movable body, and a preset position related to a target position of the movable body. A position deviation measuring device that measures the position deviation data calculated based on the difference between the target position data and the current position data from the position detector, and speed command value data related to the moving speed of the movable body according to time. And a drive output based on speed command value data from the speed commander in order to move the movable body toward a target position in a speed-oriented control mode, It is switched when the position deviation data measured by the position deviation measuring device reaches a predetermined value, and the movable body is moved toward the target position in a control mode that emphasizes the stop position accuracy in the vicinity of the target position. For this purpose, a selector for supplying a drive output based on the position deviation data from the position deviation measuring device to the motor and a selector for operating the position deviation data from the position deviation measuring device are operated, and the selector emphasizes speed. A gain controller for increasing the gain with respect to the drive output supplied to the motor in response to a decrease in the position deviation data from the position deviation measuring device after the mode is switched to the control mode side that emphasizes the stop position accuracy. A positioning control device characterized by the above.
  2. 【請求項2】前記ゲイン制御器は、前記位置偏差計測器
    からの位置偏差データに応じてゲインを設定するゲイン
    設定器と、前記位置偏差計測器からの位置偏差データ出
    力と前記ゲイン設定器からのゲイン出力を乗算する乗算
    器を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の位置決め制御装置。
    2. The gain controller comprises: a gain setting device for setting a gain in accordance with position deviation data from the position deviation measuring device; a position deviation data output from the position deviation measuring device; and a gain setting device. The positioning control device according to claim 1, further comprising a multiplier that multiplies the gain output of 1.
  3. 【請求項3】前記ゲイン設定器は、予め設定される目標
    位置データと前記位置偏差計測器からの位置偏差データ
    に応じたゲイン設定テーブルを有することを特徴とする
    特許請求の範囲第2項記載の位置決め制御装置。
    3. The gain setting device according to claim 2, wherein the gain setting device has a gain setting table corresponding to preset target position data and position deviation data from the position deviation measuring device. Positioning control device.
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