JPH06178571A - Access controller of linear motor for carriage - Google Patents

Access controller of linear motor for carriage

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JPH06178571A
JPH06178571A JP4331383A JP33138392A JPH06178571A JP H06178571 A JPH06178571 A JP H06178571A JP 4331383 A JP4331383 A JP 4331383A JP 33138392 A JP33138392 A JP 33138392A JP H06178571 A JPH06178571 A JP H06178571A
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JP
Japan
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offset
access
linear motor
speed
gain
Prior art date
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Pending
Application number
JP4331383A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Harushige Nakagaki
春重 中垣
Junji Shiokawa
淳司 塩川
Hiromi Tanaka
大幹 田中
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a controller where the speedup of access is possible even in the case that the start-up speed of a motor is restricted by the voltage of power source for a driving circuit. CONSTITUTION:An offset input superposing means 10 superposes fixed offset on regular access command, and the operation of the system is started to access the position by a fixed distance apart from the regular target position. Next, it removes the offset input by the control signal of a position detecting means 14; which detects a fixed distance this side of the regular access target position, and at the same time, a gain changeover means 15 changes it over so as to lower the gain of a speed control system.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、搬送用リニアモータの
アクセス制御装置に係り、特にアクセス時間を短縮する
のに好適な制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an access control device for a transport linear motor, and more particularly to a control device suitable for shortening access time.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近では、リニアモータを用いた搬送シ
ステムが工業用機器、民生用機器分野等において随所に
広く用いられている。
2. Description of the Related Art Recently, a conveyance system using a linear motor has been widely used in various fields such as industrial equipment and consumer equipment.

【0003】図5は、従来のリニアモータのアクセス制
御に用いられている一般的なサーボ系のブロック構成を
示したものである。同図において1はアクセス指令入力
と位置検出器9の出力(光エンコーダ等を用い、パルス
数をカウントして位置を検出)を比較する比較器、2は
比較器1の出力を電圧に変換する位置誤差−電圧変換
器、3は2の出力とリニアモータの速度検出器8の検出
出力を比較しリニアモータ駆動用の制御信号を発生する
比較器、4はリニアモータの推力定数、5はリニアモー
タの負荷重量、6及び7はそれぞれ積分器を示す。
FIG. 5 is a block diagram of a general servo system used for access control of a conventional linear motor. In the figure, 1 is a comparator for comparing the access command input and the output of the position detector 9 (using an optical encoder or the like, the number of pulses is counted to detect the position), and 2 is the output of the comparator 1 converted to a voltage. Position error-voltage converter, 3 is a comparator that compares the output of 2 with the detection output of the speed detector 8 of the linear motor and generates a control signal for driving the linear motor, 4 is a thrust constant of the linear motor, and 5 is a linear The motor load weights, 6 and 7, respectively, represent integrators.

【0004】図5の装置は、アクセス指令入力として距
離を位置検出用のエンコーダパルス数に換算した数値N
0として与え、速度検出器8のル−プで速度ダンピング
を掛けながら位置検出器9からの総検出パルス数が
0、即ちリニアモータの移動距離が所要の目標値とな
るようフィ−ドバック制御するものである。この系の伝
達関数(指令入力パルスN0に対するリニアモータの移動
距離xの応答特性)H(S)を数1に、また数1より求め
た系のステップ応答を図6に示した。
The apparatus shown in FIG. 5 is a numerical value N obtained by converting a distance into an encoder pulse number for position detection as an access command input.
The feedback control is performed so that the total number of detection pulses from the position detector 9 becomes N 0 , that is, the moving distance of the linear motor reaches a required target value while applying speed damping with the loop of the speed detector 8. To do. The transfer function (response characteristic of the moving distance x of the linear motor to the command input pulse N 0 ) H (S) of this system is shown in Equation 1, and the step response of the system obtained from Equation 1 is shown in FIG.

【0005】[0005]

【数1】 [Equation 1]

【0006】図6の(a)は速度v、(b)は移動距離xの
応答特性であり、両図とも横軸はwntで正規化して表
してある。アクセス開始と同時にリニアモータは最大の
位置誤差信号で加速され、速度の上昇に伴って速度検出
信号が上昇してくるとダンピングが始まり速度の応答は
緩やかなものとなる。速度の傾斜が正から負に変わる変
化点は、図5中に示した位置誤差信号ΔVpと速度検出
信号ΔVvが等しくなる時点である。
FIG. 6 (a) shows the response characteristic of the velocity v, and FIG. 6 (b) shows the response characteristic of the moving distance x. In both figures, the horizontal axis is normalized by w n t. Simultaneously with the start of access, the linear motor is accelerated by the maximum position error signal, and when the speed detection signal increases as the speed increases, damping starts and the speed response becomes slow. The change point where the slope of the speed changes from positive to negative is the time when the position error signal ΔVp and the speed detection signal ΔVv shown in FIG. 5 become equal.

【0007】移動距離xは速度vを積分したものである
が、ダンピング係数ζが大きい程、速度制御系が強く作
用して速度の減速開始が早まるため、最大速度は低下、
特性自体も緩やかなものとなってアクセスの収束時間は
延びる方向にあるものの、系は必ず自動的に収束すると
いう特徴を有している。因に、ζを略1に設定したとき
移動距離xが目標値に対して1エンコーダの範囲内に到
達する理論上のwnt値は略17である。即ち、例えば
リニアモータのアクセス精度を1エンコーダ分解能以
内、アクセス時間を0.2sec の目標に定めたならばwn
値は85であり、この値を基準に数1より各パラメータ
を設定すれば良く、設計の簡便さも兼ね備えた制御装置
でもある。
The moving distance x is the integral of the speed v. The larger the damping coefficient ζ, the stronger the speed control system operates and the faster the speed deceleration starts, so the maximum speed decreases.
Although the characteristics themselves are gradual and the convergence time of access tends to be extended, the system has a feature that it always converges automatically. Incidentally, the theoretical w n t value at which the moving distance x reaches the range of one encoder with respect to the target value when ζ is set to about 1 is about 17. That is, for example, if the access accuracy of the linear motor is set to within 1 encoder resolution and the access time is set to 0.2 sec, then w n
The value is 85, and each parameter may be set based on this value from Equation 1, and it is also a control device that is easy to design.

【0008】なお、この種の関連する公知例としては特
開平1−320647、特開平2−179975などが
挙げられる。
As related known examples of this kind, there are JP-A 1-320647 and JP-A-2-179975.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5の
アクセス制御装置では、前記のように理論上1エンコー
ダ分解能以内を0.2secでアクセスするように系を設計
したとしても、実際のアクセス時間は0.2secを超えて
しまうという欠点がある。
However, in the access control apparatus of FIG. 5, even if the system is designed to access within 0.2 sec within the resolution of one encoder as described above, the actual access time is It has the drawback of exceeding 0.2 seconds.

【0010】以下、この点について説明する。Hereinafter, this point will be described.

【0011】具体例として、推力定数6.4N/V、重量3
0Kgの負荷を担ったリニアモータで距離20mmを0.
2secでアクセスするものとし、エンコーダ分解能は1
μm、アクセス時間の0.2secはエンコーダ分解能1μ
m以内の収束時間とする。この仕様における図5で示し
た各伝達要素の具体設計値は表1である。
As a concrete example, the thrust constant is 6.4 N / V and the weight is 3
A linear motor that bears a load of 0 Kg reduces the distance to 20 mm.
Access is made in 2 seconds, and encoder resolution is 1
μm, access time 0.2sec encoder resolution 1μ
The convergence time is within m. Table 1 shows specific design values of each transfer element shown in FIG. 5 in this specification.

【0012】[0012]

【表1】 [Table 1]

【0013】図7は、表1のパラメータ設計を行った場
合の系のステップ応答の解析結果である。同図にて(a)
は速度v、(b)は移動距離x、(c)は制御電圧ΔVp、Δ
Vv、ΔVcの応答を示す。(a)、(b)図とも破線
で示したカ−ブがアクセス時間0.2secを実現する理
想特性である。速度vの最大値は約0.55m/sに達
し、移動距離xがアクセス目標距離20mmに対しエン
コーダ1分解能の1μm以内に収束する時間は、(b)
から読み取ることは困難であるが、計算上は約0.2sec
である。
FIG. 7 shows the analysis result of the step response of the system when the parameters shown in Table 1 are designed. In the figure (a)
Is the speed v, (b) is the moving distance x, (c) is the control voltage ΔVp, Δ
The response of Vv and ΔVc is shown. The curves shown by broken lines in both FIGS. (A) and (b) are ideal characteristics for realizing an access time of 0.2 sec. The maximum value of the speed v reaches about 0.55 m / s, and the time for the movement distance x to converge within 1 μm of the encoder 1 resolution for the access target distance of 20 mm is (b).
It is difficult to read from, but it is calculated about 0.2sec
Is.

【0014】しかしながら、実際の系で速度v、移動距
離xを破線の特性のような理論的な応答特性とすること
は困難である。この理由は、速度が破線の応答をするた
めにはリニアモータの加速度は約15G(約147m/
s2)、発生推力としては約4400Nが必要となり、使
用モータの推力定数6.4N/Vを考慮するとモータ駆動
回路の所要電源電圧は約690Vにも及び、現実性を伴
わない高電源なってしまうためである。結局のところ
は、モータ駆動回路に使用される集積回路などの電圧使
用範囲、装置の経済性などを考慮すれば電源電圧として
は50V前後の設定が妥当な値であり、これによりモー
タの加速度には自ずと制約が生じ破線の特性のような急
激な速度の立ち上げを得ることはできない。
However, in an actual system, it is difficult to set the velocity v and the moving distance x to theoretical response characteristics such as the characteristics of the broken line. The reason is that the acceleration of the linear motor is about 15 G (about 147 m /
s 2 ), about 4400N is required as the generated thrust, and considering the thrust constant of 6.4N / V of the motor used, the required power supply voltage of the motor drive circuit is about 690V, which is a high power supply without any practicality. This is because it ends up. After all, considering the voltage usage range of the integrated circuit used for the motor drive circuit, the economical efficiency of the device, etc., the setting of about 50V is a reasonable value for the power supply voltage. As a result, a constraint naturally arises, and it is not possible to obtain a sharp rise in velocity as shown by the characteristic of the broken line.

【0015】図7中の実線のカーブは、モータ駆動回路
の電源電圧を46Vに設定した場合の速度、移動距離の
応答である。電源電圧を46Vの設定によりモータの最
大発生推力は約294N、発生加速度は約1G(9.8m
/s2)であり、アクセス開始後モータ速度は加速度約1
Gでしか上昇し得ず、これに応じ移動距離の応答も破線
の理想特性に比べて緩やかなものとなる。(c)図は各
部制御電圧の応答であるが、アクセス開始後(a)図の
モータ速度上昇により速度検出器8からは直線的に増加
する検出信号ΔVvが出力される一方、(b)図の移動
距離変化に応じて位置誤差−電圧変換器2からは時間の
経過と共に減少する検出信号ΔVpが出力され、ΔVv
とΔVpの両者は時間の経過と共に漸近する方向に応答
する。そして比較増幅器3(利得は47倍)で出力され
る両者の差ΔVcがモータ駆動回路の電源電圧46V,
即ち比較増幅器3の入力換算差である約1V以内になっ
た時点からはサーボ系が能動状態となるため本来設計し
た系の応答が始まり,モータ速度のダンピングが始ま
る。(c)図のΔVcは比較増幅器3の入力換算差で表
現したものであるが、ΔVcが約1Vとなる時間T0
約0.039secである。 以上、図5のアクセス制御装
置を用いた具体設計例について説明した。
The solid curve in FIG. 7 shows the response of speed and movement distance when the power supply voltage of the motor drive circuit is set to 46V. By setting the power supply voltage to 46V, the maximum thrust of the motor is about 294N and the generated acceleration is about 1G (9.8m).
/ s 2 ) and the motor speed is about 1 acceleration after the access is started.
It can rise only at G, and accordingly, the response of the moving distance becomes gentler than the ideal characteristic indicated by the broken line. FIG. 7C shows the response of the control voltage of each part. After the access is started, the speed detector 8 outputs a detection signal ΔVv which increases linearly as the motor speed in FIG. The position error-voltage converter 2 outputs a detection signal ΔVp that decreases with the passage of time according to the change in the moving distance of
And ΔVp both respond in an asymptotic direction with the passage of time. The difference ΔVc between the two output by the comparison amplifier 3 (gain is 47 times) is the power supply voltage 46V of the motor drive circuit,
That is, since the servo system becomes active when the input conversion difference of the comparison amplifier 3 becomes within about 1 V, the response of the originally designed system starts and the damping of the motor speed starts. Although ΔVc in the diagram (c) is expressed by the input conversion difference of the comparison amplifier 3, the time T 0 when ΔVc becomes about 1 V is about 0.039 sec. The specific design example using the access control device in FIG. 5 has been described above.

【0016】図7(b)の応答特性より類推されるよう
に、破線の理論特性によるアクセス時間に対して実線の
実制御によるアクセス時間は長くなり、厳密には1エン
コーダ分解能である1μm以内の収束時間で比べると理
論特性の約0.2secに対し実制御では約0.25secに延
びてしまう。
As can be inferred from the response characteristic of FIG. 7B, the access time by the actual control of the solid line is longer than the access time by the theoretical characteristic of the broken line, and strictly speaking, within 1 μm which is one encoder resolution. Compared with the convergence time, the theoretical characteristic is about 0.2 sec, but in actual control it is extended to about 0.25 sec.

【0017】本発明の目的は、上記問題点を解決し、図
7の実線の応答特性のように電源電圧の制約などによっ
てモータ立ち上げ速度が制約を受けた場合でも、破線で
示した理論応答と同等なアクセス時間を得ることが可能
なアクセス制御装置を提供することにある。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and even if the motor start-up speed is restricted by the restriction of the power supply voltage as shown by the response characteristic of the solid line in FIG. 7, the theoretical response shown by the broken line. It is to provide an access control device capable of obtaining an access time equivalent to

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、正規のアクセス指令入力に対して固定
のオフセット入力を重畳、或は位置誤差−電圧変換器の
出力に固定のオフセット電圧を重畳して、先ず正規のア
クセス位置よりも固定距離だけ遠い位置をアクセスする
ように系を動作させる。次いで、正規のアクセス目標位
置よりも固定距離だけ手前の位置を検出する位置検出手
段により、目標値の固定距離手前に到達した時点で上記
のオフセット入力、、或はオフセット電圧を除去すると
同時に、速度制御系の利得を低めるよう切り替え制御す
る構成とした。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a fixed offset input is superimposed on a regular access command input, or a fixed offset voltage is applied to the output of the position error-voltage converter. First, the system is operated so as to access a position farther than the regular access position by a fixed distance. Then, by the position detecting means for detecting a position before the regular access target position by a fixed distance, the offset input or the offset voltage is removed at the time when the position reaches the fixed distance before the target value, and at the same time, the speed is reduced. The configuration is such that switching control is performed so as to reduce the gain of the control system.

【0019】[0019]

【作用】上記オフセット入力、或はオフセット電圧の重
畳による虚偽の過剰なアクセス指令により、速度ダンピ
ングの開始点は遅れ、モータの最大速度が高まってダン
ピング開始以後の移動距離の応答が早くなるよう系は動
作する。即ち、正規のアクセス目標位置迄のアクセス時
間が相対的に短縮される。また、位置検出手段による識
別結果によって、正規のアクセス目標位置の固定距離手
前で上記オフセット入力、或はオフセット電圧が除去さ
れるが、同時に速度制御系の利得も低下するよう制御さ
れるため、オフセット除去に起因する速度の急激な変化
を伴うことなく、系は正規のアクセス目標位置に向かっ
て収束応答する。
The offset input or the false excessive access command due to the superposition of the offset voltage delays the start point of speed damping, increases the maximum speed of the motor, and speeds up the response of the moving distance after the start of damping. Works. That is, the access time to the regular access target position is relatively shortened. Further, according to the identification result by the position detecting means, the offset input or the offset voltage is removed before the fixed distance of the regular access target position, but at the same time, the gain of the speed control system is controlled so as to be lowered. The system responds convergently towards the normal access target position without any abrupt change in velocity due to removal.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】図1は、本発明によるリニアモータのアク
セス制御装置の一実施例を示す構成図である。同図にお
いて、10はオフセット入力重畳手段、14は正規のア
クセス目標位置の固定距離手前を検出するよう構成され
た位置検出手段、15は速度制御系の利得切換手段であ
り、その他図5と同一符号を付した部分は同一、もしく
は同等な部分を指し、その動作もまた同一である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an access control device for a linear motor according to the present invention. In the figure, 10 is an offset input superposing means, 14 is a position detecting means configured to detect a fixed distance before a regular access target position, and 15 is a gain switching means of a speed control system. The parts with reference numerals indicate the same or equivalent parts, and their operations are also the same.

【0022】先ず、図5で示した従来のアクセス装置と
異なる10、14および15の構成、動作について説明
する。
First, the configurations and operations of 10, 14 and 15 different from the conventional access device shown in FIG. 5 will be described.

【0023】オフセット入力重畳手段10は、正規のア
クセス指令入力N0に対して固定のオフセットΔN0を発
生するオフセット入力源11、スイッチ12および加算
器13より構成され、正規のアクセス指令入力N0にΔ
0を重畳して、N0+ΔN0のアクセス指令を出力する
よう動作する。例えば、既述のように位置検出用のエン
コーダ分解能が1μmの場合、20mmの距離をアクセ
スする場合のアクセス指令入力のN0は20×103なる
値が入力されるが、これに対しΔN0は2000なる値に
設定され、N0+ΔN0として22×103を出力するよ
う動作する。またスイッチ12は、位置検出手段14か
らの制御信号Esによって制御されEsが“L”の時に
ON、Esが“H”の時にOFFとなるよう作動する。
The offset input superposing means 10 is composed of an offset input source 11 for generating a fixed offset ΔN 0 with respect to the regular access command input N 0 , a switch 12 and an adder 13, and the regular access command input N 0. To Δ
It operates so as to superimpose N 0 and output an access command of N 0 + ΔN 0 . For example, when the encoder resolution for position detection is 1 μm as described above, a value of 20 × 10 3 is input as N 0 of the access command input when accessing a distance of 20 mm, whereas ΔN 0 Is set to a value of 2000 and operates so as to output 22 × 10 3 as N 0 + ΔN 0 . The switch 12 is controlled by the control signal Es from the position detecting means 14 and operates so as to be ON when Es is "L" and OFF when Es is "H".

【0024】位置検出手段14は、アクセス開始後のモ
ータの移動距離xを監視して正規のアクセス目標位置の
固定距離手前を検出するよう構成されており、正規のア
クセス目標位置の固定距離手前を検出した時点で“L”
から“H”に反転する制御信号Esを出力し、Esによ
りオフセット入力重畳手段10および利得切換手段15
を制御するよう動作する。正規のアクセス目標位置の固
定距離手前の時点とは、アクセス目標位置が上記の20
mm(アクセス指令入力N0=20×103)の場合、例
えば18mm(位置エンコダのカウント数=18×10
3)等に設定されるものである。
The position detecting means 14 is constructed so as to detect the fixed distance before the regular access target position by monitoring the moving distance x of the motor after the start of access, and detect the fixed distance before the regular access target position. “L” when detected
Outputs a control signal Es which is inverted from "H" to "H", and the offset input superposition means 10 and the gain switching means 15 are generated by Es.
Operate to control. The time point before the fixed distance from the regular access target position means that the access target position is 20
mm (access command input N 0 = 20 × 10 3 ), for example, 18 mm (position encoder count number = 18 × 10
3 ) etc. are set.

【0025】利得切換手段15は、位置検出手段14か
らの制御信号Esにより、Esが“L”から“H”に反
転した時点で利得が低下するように働く。図2はその具
体構成例を示したものであり、同図にて16は減衰器、
17は切替えスイッチである。切替えスイッチ17は、
制御信号Esが“L”の時には接点がA側に、またEs
が“H”の時にはB側に閉じるように構成されており、
従って位置検出手段14により正規のアクセス目標位置
の固定距離手前が検出されるまでは利得は高く(利得=
1)、正規のアクセス目標位置の固定距離手前が検出さ
れた以後は利得は低く(利得=1/k)動作する。
The gain switching means 15 operates so that the control signal Es from the position detecting means 14 reduces the gain when Es is inverted from "L" to "H". FIG. 2 shows an example of its concrete structure. In FIG. 2, 16 is an attenuator,
Reference numeral 17 is a changeover switch. The changeover switch 17 is
When the control signal Es is "L", the contact is on the A side, and Es
Is configured to close to the B side when is "H",
Therefore, the gain is high (gain = until the fixed distance before the regular access target position is detected by the position detecting means 14 (gain =
1) After the fixed distance before the regular access target position is detected, the gain is low (gain = 1 / k).

【0026】以下、係る構成による全体動作について図
3を参照しながら説明する。
The overall operation of this structure will be described below with reference to FIG.

【0027】ここでは、図7で示した従来のアクセス装
置の具体設計例と同一条件の基に、本発明を適用した場
合の系の応答について説明をする。即ち、サーボ系の各
伝達要素は表1の設定で、距離20mmを0.2sec(エ
ンコーダ分解能1μm以内の収束時間)でアクセスする
ものとし、オフセット入力重畳手段10による重畳オフ
セットΔN0値は2000(距離換算2mm)、位置検
出手段14による移動距離検出点は目標値の2mm手前
の18mm(位置エンコダのカウント数=18×1
3)、利得切換手段15の減衰器16の利得は0.9
(k=1.1)に設定した場合の動作を説明する。な
お、図3の特性で実線のカーブが本発明の場合、破線の
カーブは図7で示した従来装置の場合のものであり、比
較のために併記した。
Here, the response of the system when the present invention is applied will be described based on the same conditions as the specific design example of the conventional access device shown in FIG. That is, assuming that each transfer element of the servo system is set to the distance shown in Table 1 and a distance of 20 mm is accessed in 0.2 sec (convergence time within an encoder resolution of 1 μm), the superposition offset ΔN 0 value by the offset input superposition means 10 is 2000 2 mm in distance conversion, and the moving distance detection point by the position detecting means 14 is 18 mm 2 mm before the target value (count number of position encoder = 18 × 1).
0 3 ), the gain of the attenuator 16 of the gain switching means 15 is 0.9.
The operation when (k = 1.1) is set will be described. It should be noted that in the characteristics of FIG. 3, the solid curve is for the present invention, and the broken curve is for the conventional device shown in FIG. 7, and is also shown for comparison.

【0028】アクセス開始指令としてN0=20×103
が入力されると、オフセット入力重畳手段10よりオフ
セットΔN0=2000が重畳され、比較器1には22×
103の位置誤差信号が加わる。この時、速度、移動距
離はゼロのためモータは最大の制御信号ΔVcで加速を
始めるが、モータ駆動回路の電源電圧は46Vで発生推
力は約294Nに制約されるため、モータ速度は加速度
約1G(9.8m/s)で上昇を始める。この動作は、図7
で示した従来のアクセス装置と変わりはなく、従って図
3(a)、(b)の速度v、移動距離xの応答に差はなく、
また(c)図のように速度検出器8および利得切換手段1
5を介した速度検出信号ΔVvも同じである。
N 0 = 20 × 10 3 as an access start command
Is input, the offset ΔN 0 = 2000 is superposed by the offset input superposing means 10, and 22 × is input to the comparator 1.
A position error signal of 10 3 is added. At this time, the motor starts to accelerate with the maximum control signal ΔVc because the speed and movement distance are zero, but the power supply voltage of the motor drive circuit is 46 V and the generated thrust is limited to about 294 N, so the motor speed is about 1 G acceleration. Starts climbing at (9.8m / s). This operation is shown in FIG.
3 is the same as that of the conventional access device shown in FIG. 3, and therefore there is no difference in the response of the speed v and the movement distance x in FIGS.
Further, as shown in (c), the speed detector 8 and the gain switching means 1
The same applies to the speed detection signal ΔVv via 5.

【0029】しかしながら、位置誤差−電圧変換器2よ
り出力される制御信号ΔVpは図7で示した従来のアク
セス装置の場合に比べ高くなる。これは、移動距離特性
は同じでもオフセット入力重畳手段10により重畳され
たオフセット距離2mm(ΔN0=2000)に相当する分
が上積みされて動作するからである。これに応じ比較増
幅器3より出力される制御信号ΔVc(比較増幅器3の
入力換算値で表現)も図7で示した従来のアクセス装置
の場合に比べ高い状態で変化する。
However, the control signal ΔVp output from the position error-voltage converter 2 is higher than that of the conventional access device shown in FIG. This is because even if the movement distance characteristics are the same, the offset input superposing means 10 overlaps the offset distance of 2 mm (ΔN 0 = 2000) and operates. In response to this, the control signal ΔVc output from the comparison amplifier 3 (expressed by the input conversion value of the comparison amplifier 3) also changes in a higher state than in the case of the conventional access device shown in FIG.

【0030】次いで、モータ速度の上昇によりΔVvと
ΔVpが漸近し、その差が約1V以内(比較増幅器3の
出力は約47V)となった時点To以後では、サーボ系
が能動状態となるため本来のサーボ制御が始まる。この
場合のToは、ΔVvとΔVpの交差点が時間軸上右方
向にシフトするため、図7で示した従来のアクセス装置
の場合の0.039secより遅れ約0.042secである。
アクセス目標位置にオフセットを持たせたことにより、
速度サーボ、即ち速度ダンピングの開始点は遅れ、しか
も2mmのオフセットを含んだ22mmなる虚偽の大き
な目標位置へ向けてアクセスが始まるため、速度は実線
のように従来装置より上昇し、移動距離の応答も実線の
ように従来装置(破線と特性)より早くなるよう動作す
る。
Then, after the time To becomes asymptotic between ΔVv and ΔVp due to the increase of the motor speed and the difference between them is within about 1 V (the output of the comparison amplifier 3 is about 47 V), the servo system is in the active state, which is the original condition. Servo control starts. In this case, To is a delay of about 0.042 sec from 0.039 sec in the case of the conventional access device shown in FIG. 7, because the intersection of ΔVv and ΔVp shifts to the right on the time axis.
By giving an offset to the access target position,
The start point of velocity servo, that is, velocity damping, is delayed, and access starts toward a large false target position of 22 mm that includes an offset of 2 mm. Also operates as shown by the solid line so that it is faster than the conventional device (broken line and characteristics).

【0031】次いで、モータの走行により移動距離が本
来のアクセス目標である20mmの2mm手前、即ち1
8mmの位置に到達するTs時点(計算上約0.07sec)
では、位置検出手段14の制御信号Esは“L”から
“H”に反転し、これによりオフセット入力重畳手段の
スイッチ12は開放、利得切換手段の切替えスイッチ1
7の接点はA側からB側に切り替わる。即ち、Ts時点
で初期に重畳したオフセットが除去されると同時に速度
制御系の利得が低い値に切り替わる。これにより、時刻
Ts以後では本来のアクセス目標距離20mmに対して
の残り距離である2mmをアクセスする収束応答に移行
するが、速度制御系の利得も低下させるためオフセット
除去に起因する速度の急激な変化を伴うことなく速度、
移動距離の応答は緩やかなものとなる。
Next, the distance traveled by the running of the motor is 2 mm before the original access target of 20 mm, that is, 1
When Ts reaches the position of 8 mm (calculated about 0.07 sec)
Then, the control signal Es of the position detection means 14 is inverted from "L" to "H", whereby the switch 12 of the offset input superposition means is opened, and the changeover switch 1 of the gain switching means.
The contact of 7 switches from the A side to the B side. That is, at the time of Ts, the initially superimposed offset is removed, and at the same time, the gain of the speed control system is switched to a low value. As a result, after time Ts, a convergence response is reached in which the remaining distance of 2 mm with respect to the original access target distance of 20 mm is accessed, but the gain of the speed control system is also reduced, so that the speed is rapidly increased due to offset removal. Speed without change,
The movement distance response becomes slow.

【0032】以上、図1の実施例について説明した。図
3(b)の応答特性からも類推されるように本実施例によ
るアクセス時間は図7の従来アクセス装置に比べて早
く、計算上約0.19sec(エンコーダ分解能である1μ
m以内の収束時間)であり、既述の理論特性によるアク
セス時間約0.2secとほぼ同等な性能を得ることが出来
る。
The embodiment of FIG. 1 has been described above. As can be inferred from the response characteristic of FIG. 3B, the access time according to this embodiment is faster than that of the conventional access device of FIG. 7, and is calculated to be about 0.19 sec (encoder resolution of 1 μm).
(convergence time within m), and it is possible to obtain almost the same performance as the access time of about 0.2 sec due to the theoretical characteristics described above.

【0033】図4は、本発明によるリニアモータのアク
セス制御装置の他の実施例を示す構成図である。同図に
て、18はオフセット電圧供給源19、スイッチ20お
よび加算器21より成るオフセット電圧重畳手段であ
り、その他図5および図1と同一符号を付した部分は同
一、もしくは同等な部分を指し、その動作もまた同一で
ある。
FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the linear motor access control apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 18 denotes an offset voltage superimposing means composed of an offset voltage supply source 19, a switch 20 and an adder 21, and other parts designated by the same reference numerals as those in FIGS. 5 and 1 are the same or equivalent parts. , Its operation is also the same.

【0034】図4は、図1の実施例のようにアクセス指
令入力N0に対してオフセットΔN0を重畳するのに変え
て、位置誤差−電圧変換器2の出力端で図1のΔN0
相当する数値のオフセットを電圧として重畳するもので
ある。スイッチ20は図1の実施例のスイッチ12と同
様、位置検出手段14の制御信号Esで制御され、Es
が“L”の時にはON、“H”の時にはOFFするよう
動作する。従って、図1の実施例の場合のΔN0=20
00なるオフセットに相当する電圧は、表1に示したG
p値を考慮すると1.466Vであるため、オフセット
電圧供給源19の電圧値を1.466Vに設定すること
により、図1の実施例と全く同様な制御を行わせること
が出来、その応答特性は図3で示したものと同一とな
る。
FIG. 4 is different from the embodiment of FIG. 1 in that the offset ΔN 0 is superimposed on the access command input N 0, but at the output end of the position error-voltage converter 2, ΔN 0 of FIG. The offset of a numerical value corresponding to is superimposed as a voltage. The switch 20 is controlled by the control signal Es of the position detecting means 14 like the switch 12 of the embodiment of FIG.
Is ON when it is "L", and OFF when it is "H". Therefore, ΔN 0 = 20 in the case of the embodiment of FIG.
The voltage corresponding to the offset of 00 is G shown in Table 1.
Considering the p-value, it is 1.466V. Therefore, by setting the voltage value of the offset voltage supply source 19 to 1.466V, it is possible to perform exactly the same control as in the embodiment of FIG. 1 and its response characteristics. Is the same as that shown in FIG.

【0035】以上、本発明の実施例について説明した。
図1および図4では、正規のアクセス目標位置の固定距
離手前を検出するために専用の位置検出手段14を設け
る構成としたが、これは特に限定されるものではなく、
例えばサーボ用の位置検出器9にこの機能を持たせる構
成としても良い。また、利得切換手段15も専用に設け
る構成を示したが、これも限定されるものではなく、例
えばサーボ用の速度検出器8がデイジタル回路で構成さ
れるものにあっては、これに利得切換機能を持たせるこ
とは容易である。更に、アクセス指令入力部と位置検出
器出力との誤差を検出する比較部が、例えばマイクロプ
ロセッサ等で構成されるような場合にあっては、オフセ
ットの重畳および除去の制御をソフト処理で行うことも
可能であり、本発明の要旨を変えない範囲で種々変形可
能は容易である。
The embodiments of the present invention have been described above.
In FIGS. 1 and 4, the dedicated position detecting means 14 is provided to detect a fixed distance before the regular access target position, but this is not particularly limited.
For example, the position detector 9 for servo may have this function. Further, the configuration in which the gain switching means 15 is also provided exclusively is shown, but the configuration is not limited to this. For example, in the case where the servo speed detector 8 is composed of a digital circuit, the gain switching means 15 may be used. It is easy to have a function. Further, when the comparison unit that detects the error between the access command input unit and the position detector output is configured by, for example, a microprocessor or the like, control of offset superposition and removal should be performed by software processing. It is also possible, and various modifications are easy within the scope of the present invention.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、オフ
セット入力、或はオフセット電圧の重畳による虚偽の過
剰なアクセス指令により速度制御の開始点が遅れ、モー
タの最大速度が高まって速度制御開始以後の移動距離の
応答が早くなるよう系が動作する。これにより、アクセ
ス時間は早くなり、例えば20mmをアクセスする場合
では、従来アクセス装置で約0.25sec(エンコーダ分
解能である1μm以内の収束時間)であったものを約0.
19secに高速化でき、既述の理論特性によるアクセス
時間約0.2secとほぼ同等な性能を得ることが出来る。
As described above, according to the present invention, the start point of speed control is delayed by the false excess access command due to the offset input or the superposition of the offset voltage, and the maximum speed of the motor is increased to speed control. The system operates so that the response of the moving distance after the start becomes faster. As a result, the access time is shortened. For example, in the case of accessing 20 mm, it is about 0.25 sec (convergence time within 1 μm which is the encoder resolution) in the conventional access device.
The speed can be increased to 19 seconds, and a performance almost equal to the access time of about 0.2 seconds due to the theoretical characteristics described above can be obtained.

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

【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の利得切換手段の具体構成図である。FIG. 2 is a specific configuration diagram of a gain switching unit of FIG.

【図3】図1の実施例の速度、移動距離、各部制御電圧
の応答特性図である。
3 is a response characteristic diagram of speed, movement distance, and control voltage of each part in the embodiment of FIG.

【図4】本発明の他の一実施例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.

【図5】従来のリニアモータのアクセス制御装置を示す
構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a conventional linear motor access control device.

【図6】図5の装置の速度、移動距離の理論応答特性図
である。
6 is a theoretical response characteristic diagram of speed and movement distance of the apparatus of FIG.

【図7】図5の装置の実制御における速度、移動距離、
制御電圧の応答特性図である。
FIG. 7 shows a speed, a movement distance, and an actual control of the apparatus of FIG.
It is a response characteristic view of a control voltage.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8…速度検出器、 9…位置検出器、 10…オフセット入力重畳手段、 14…位置検出手段、 15…利得切換手段、 18…オフセット電圧重畳手段。 8 ... Velocity detector, 9 ... Position detector, 10 ... Offset input superposition means, 14 ... Position detection means, 15 ... Gain switching means, 18 ... Offset voltage superposition means.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】搬送用リニアモータ装置にあって、光エン
コーダなどで構成され上記リニアモータの位置を検出す
る位置検出器、および上記リニアモータの走行速度を検
出する速度検出器を備え、アクセス指令入力と上記位置
検出器出力を第1の比較器で比較して位置誤差を検出
し、この位置誤差を制御増幅器を介した後に第2の比較
器により上記速度検出器出力と比較して上記リニアモー
タの制御信号を得るように構成された搬送用リニアモー
タのアクセス制御装置において、 上記位置誤差にオフセットを重畳するオフセット重畳手
段、上記アクセス指令入力に対応するアクセス目標位置
よりも固定距離手前の位置を検出する位置検出手段、上
記速度検出器出力の利得を切り替える利得切換手段を具
備し、アクセス開始時に上記オフセット重畳手段により
位置誤差にオフセットを重畳すると共に、上記リニアモ
ータの走行によりアクセス位置が目標位置よりも固定距
離手前に到達した時点で上記位置検出手段の制御信号に
より上記オフセット重畳手段による重畳オフセットを除
去すると同時に、上記利得切換手段の利得を下げるよう
に制御したことを特徴とする搬送用リニアモータのアク
セス制御装置。
1. A transport linear motor device comprising a position detector configured by an optical encoder or the like for detecting the position of the linear motor, and a speed detector for detecting a traveling speed of the linear motor, and an access command. A first comparator compares the input with the output of the position detector to detect a position error, and the position error is passed through a control amplifier and then compared with the output of the speed detector by a second comparator to obtain the linear error. In an access control device for a linear motor for conveyance configured to obtain a control signal of a motor, an offset superimposing means for superimposing an offset on the position error, a position a fixed distance before the access target position corresponding to the access command input. Is provided with a position detecting means for detecting the gain, and a gain switching means for switching the gain of the speed detector output. The tatami means superimposes an offset on the position error, and when the access position reaches a fixed distance before the target position by the traveling of the linear motor, the superposition offset by the offset superposition means is removed by the control signal of the position detection means. At the same time, the access control device for the linear motor for conveyance is characterized in that the gain of the gain switching means is controlled to be lowered.
【請求項2】上記オフセット重畳手段を、上記アクセス
指令入力対し固定のオフセット指令入力を重畳するオフ
セット入力重畳手段で構成したことを特徴とする請求項
1記載の搬送用リニアモータのアクセス制御装置。
2. An access control device for a linear motor for conveyance according to claim 1, wherein said offset superimposing means is constituted by offset input superimposing means for superimposing a fixed offset command input on said access command input.
【請求項3】上記オフセット重畳手段を、上記制御増幅
器出力にオフセット電圧を重畳するオフセット電圧重畳
手段で構成したことを特徴とする請求項1記載の搬送用
リニアモータのアクセス制御装置。
3. An access control device for a linear motor for conveyance according to claim 1, wherein said offset superimposing means comprises offset voltage superimposing means for superimposing an offset voltage on the output of said control amplifier.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4868649A (en) * 1987-06-01 1989-09-19 Framatome Apparatus for the televisual monitoring of an arc welding operation

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