JPH06242830A - 位置制御システムの位置情報判別装置及びその判別方法 - Google Patents

位置制御システムの位置情報判別装置及びその判別方法

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JPH06242830A JP5261307A JP26130793A JPH06242830A JP H06242830 A JPH06242830 A JP H06242830A JP 5261307 A JP5261307 A JP 5261307A JP 26130793 A JP26130793 A JP 26130793A JP H06242830 A JPH06242830 A JP H06242830A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、制御システムの構成部分
を最小限に減らしてシステムを簡単化することはもとよ
り、製造原価をダウンさせるため、ソフトウェアとして
の制御システムを構成した位置制御システムの位置情報
判別装置及び判別方法を提供することにある。 【構成】 モータと、上記モータの速度を制御する速度
制御器と、上記モータにより作動されるマニピュレータ
ーを具えた位置制御システムにおいて、モータの現在位
置を検知する位置検出器と、上記位置検出器により検知
されたモータの現在位置情報を一定周期ごとにカウント
する位置カウンタと、上記位置カウンタによりカウント
されたモータの現在位置情報が入力されて、これを判読
した位置情報データを自体に蓄えられている正常の位置
命令値と比較し、その差値を補ったモータの位置制御値
を出力する中央処理装置と、上記中央処理装置から出力
されるモータの位置制御値をアナログデータに変換して
モータを制御するＤ／Ａ変換器とからなることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ロボットコンピュー
タ数値制御工作機械などにおいて、駆動モータの現在位
置を検知するエンコーダ又はリゾルバーなどの位置検知
センサによる検知値を正確に判別することにより、位置
制御精密性を向上させうる位置制御システムの位置情報
判別装置及びその判別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、産業用機器にマイクロプロセッサ
又はマイクロコントローラなどの使用が増すことにつれ
て、システム供給装置の低電圧状態又は供給電圧内のグ
リーチ（glitch：パルス周期の突然の変化）現象や中央
処理装置（ＣＰＵ）の誤動作などによるシステムの誤動
作が頻発に生じている。
【０００３】したがって、システムの信頼性を保つた
め、電源供給装置及び中央処理装置の動作状態を常に監
視して誤動作の際、これに対し適切に対処できる回路が
必要となった。これに対する対策として今までは一般の
ハードウェア的なシステム構成により所期の目的を達成
しており、次に、これについて詳しく述べる。
【０００４】一般の位置制御システムは、図１に示すご
とく、モータ５の現在位置を検知するエンコーダ又はリ
ゾルバの位置検出器７による検出値により位置制御器１
及び速度制御器３の制御値にフィードバックして位置を
保ちつつ、駆動するように構成されていた。このような
構成においては、モータ５の現在位置判別によりモータ
５の現在位置が望む位置にあるのかどうかが判別される
ため、仮にモータ５が望む位置にいないとすれば、つま
り、位置エラーが生じたとすれば、モータ５の加減速を
調整できる位置制御データを位置制御器１及び速度制御
器３に印加してアナログデータに変換した後、モータ５
に印加することにより、ロボットのマニピュレーター９
を作動させる。この際、モータ５がこの制御データによ
り制御されるようにして位置エラーを補うようにした。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の位置制御システムは、モータの位置制御の精密性
を保つ目的は達成できるが、ハードウェアとしての回路
構成によりシステムが複雑となり、製造原価も高まるよ
りしかないとの短所があった。また、アナログとしての
回路構成によりシステム内部及び外部温度などの影響な
どによって誤動作が生じる可能性も極めて高いとの短所
があった。これは、現在自動化作業が急速に推進中にあ
る現状において何よりも制御の精密性を考慮すれば、重
要なことであると言わざるをえない。
【０００６】
【発明の目的】したがって、この発明は上記のごとき問
題点の解決のためなされたものであって、この発明の目
的は、制御システムの構成部分を最小限に減らしてシス
テムを簡単化することはもとより、製造原価をダウンさ
せるため、ソフトウェアとしての制御システムを構成し
た位置制御システムの位置情報判別装置及び判別方法を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のためのこ
の発明による位置制御システムの位置情報判別装置は、
モータと、上記モータの速度を制御する速度制御器と、
上記モータにより作動されるマニピュレーターを具えた
位置制御システムにおいて、モータの現在位置を検知す
る位置検出器と、上記位置検出器により検知されたモー
タの現在位置情報を一定周期ごとにカウントする位置カ
ウンタと、上記位置カウンタによりカウントされたモー
タの現在位置情報が入力されて、これを判読した位置情
報データを自体に蓄えられている正常の位置命令値と比
較し、その差値を補ったモータの位置制御値を出力する
中央処理装置と、上記中央処理装置から出力されるモー
タの位置制御値をアナログデータに変換してモータを制
御するＤ／Ａ変換器とからなることを特徴とする。ま
た、位置制御システムの位置情報判別方法は、モータの
現在駆動位置を感知し、この感知された値をカウント
し、モータの現在位置情報を一定回数繰り返し判読する
第１ステップと、上記第１ステップで一定回数を繰り返
し判読された結果により中間値を一先ずモータの現在位
置情報を判断する第２ステップと、上記第２ステップで
モータの現在位置情報と判断された値に対する正確性の
可否を一定値との大小の如何により判別する第３ステッ
プと、上記第３ステップでモータの現在位置情報と判断
された値が正確でないと判別された場合には、モータの
移動時及び停止時とに仕分けて位置情報を推定する第４
ステップと、上記第４ステップで推定された位置情報に
よりモータの位置エラー可否を判別し、この位置エラー
可否によりモータを制御する第５ステップとからなるこ
とを特徴とする。
【０００８】
【実施例】以下、この発明による一実施例を添付図面に
沿って詳述する。図２において、１０はこの発明による
位置情報判別エラーを防止するため、位置情報判別用プ
ログラムを蓄えた中央処理装置であって、通常、演算装
置、入出力装置などから構成されている。２０は中央処
理装置により判別されたディジタル位置情報をアナログ
データに変換して、モータ５０の位置制御用データに活
用するべくするＤ／Ａ変換器であり、３０はＤ／Ａ変換
器２０から出力されるアナログデータをうけてモータ４
０の速度を制御するべく速度制御信号を出力する速度制
御器、４０はエンコーダ、リゾルバなどからなる位置検
出器であって、この位置検出器４０はモータ５０の現在
位置データを検出するものである。６０は位置検出器４
０により検出されたモータ５０の現在位置データをカウ
ントし、そのカウント値を中央処理装置１０に出力する
位置カウンタ、７０はモータ５０の駆動につれて作動さ
れるマニピュレーターである。
【０００９】このように構成されたこの発明による位置
制御システムの位置情報判別装置は、位置検出器４０か
ら検出されたモータ５０の現在位置に対するデータを位
置カウンタにより正確にカウントをして最小限の必須構
成部分を利用して、モータの位置をより精密に制御する
ことができる。
【００１０】次に、図３により位置情報判別方法につい
て述べる。まず、ステップＳ１では位置検出器４０によ
りモータ５０の現在駆動位置を検出し、この検出値を２
進数により符号化して位置カウンタ６０に印加する。こ
れにより、位置カウンタ６０はモータ５０の現在位置情
報値を一定周期でカウントし、このカウント値を中央処
理装置に入力する。
【００１１】次に、ステップＳ２ではモータ５０の制御
精密性の向上のため中央処理装置１０がモータ５０の現
在位置情報値を３回繰り返し判読する、この際、上記判
読されたデータが相同一なる場合は、モータ５０の現在
位置情報となるため、これを基にモータ５０の現在位置
が所望の位置にあるかどうかを判別するための比較デー
タとして活用されるようにする。つまり、その比較結果
により中央処理装置で演算された位置制御値をＤ／Ａ変
換器によりアナログデータに変換した後、モータ５０に
印加してモータ５０が正確な位置を保ちながら駆動する
ようにする。さらに、３回繰り返し判読した結果、２回
にわたって判読した結果では同一で、１回だけが異なる
場合には、２回判読した結果によって示されたデータを
モータ５０の現在位置情報として認識し、上述のごとき
動作を行うようにする。一方、３回繰り返して位置カウ
ンタ６０の位置情報を判読した結果、３回の全てが夫々
同一でないデータで示されると、次のごとき動作を行う
ようにする。つまり、ステップＳ３で最初に判読された
データＰａ（１）と２回目に判読されたデータＰａ
（２）及び３回目に判読されたデータＰａ（３）とを比
較した結果、データＰａ（１）が中間値であるステップ
Ｓ４に進んでモータ５０の現在位置情報として判読す
る。
【００１２】ステップＳ５で２回目に判読されたデータ
Ｐａ（２）が中間値をもつ場合には、ステップＳ６に進
んでモータ５０の現在位置情報を判断し、また、ステッ
プＳ７で３回目に判読されたデータＰａ（３）が中間値
を持つ場合、ステップＳ８に進んでモータ５０の現在位
置情報として認識するのである。
【００１３】以後、ステップＳ９では上述のごとき中間
値をもつデータ（利便上Ｐａ(ｎ)という）の信頼性をチ
ェックし、これは、上記位置情報Ｐａ(ｎ)も誤りの情報
である可能性があるため、許容誤差範囲ｘに含まれるか
どうかを判別するのである。
【００１４】このような位置情報Ｐａ(ｎ)の信頼性チェ
ックは、現在判読された位置情報から寸前の位置情報を
差し引いた後、その絶対値を取入れて許容誤差ｘ範囲内
にあるかを判別するものであって、下記式（１）により
判別する。
【００１５】 ｜Ｐａ(ｎ)−Ｐａ(ｎ−１)｜＜ｘ …（１）
【００１６】この際、モータ５０の駆動変位量は、モー
タ５０の性能などにより制限されるため、上式（１）が
成立されない場合（Ｎｏの時）には、ステップＳ１０に
進んで位置情報Ｐａ(ｎ)が中央処理装置１０により誤っ
て判読されたデータであると判断して、ステップＳ１０
で位置情報Ｐａ(ｎ)を推定する動作を行う。この動作は
ステップＳ１１でモータ５０の移動進行時とステップＳ
１３で停止時に区分して行われ、これはモータ５０が移
動する場合と、停止する場合に位置カウンタ６０から中
央処理装置１０に入力された位置情報が違うしかないた
めである。
【００１７】まず、モータ５０の移動時、ステップＳ１
２では下記式（２）により位置情報Ｐａ(ｎ)を推定す
る。
【００１８】 Ｐａ(ｎ)＝Ｐａ(ｎ＋１)＋Ｐｇ(ｎ−１) …（２）
【００１９】（ここで、Ｐｇ(ｎ)は、中央処理装置１０
に蓄えているｔ−１回目の移動命令信号である。）つま
り、以前のモータ５０の位置情報と中央処理装置１０に
蓄えられた移動命令値（正常位置値）を加算する方法で
位置情報Ｐａ(ｎ)を推定するのである。
【００２０】さらに、モータ５０の停止時にはステップ
Ｓ１４で下記式（３）により位置情報Ｐａ(ｎ)を推定す
る。
【００２１】
【００２２】これは、モータ５０の移動４回転位置情報
Ｐａ(ｎ−４)から寸前の移動時の位置情報Ｐａ(ｎ−１)
を合算し、移動回数４で分配し、モータ５０の現在位置
情報Ｐａ(ｎ)を推定するのである。
【００２３】このようにすると、モータ５０の移動時に
は、たとえモータ５０が移動中であっても、一定のサン
プリング時間中、サンプリングだけ位置カウンタ６０か
らの位置情報信号は、一定なるため、モータ５０の寸前
の位置情報Ｐａ(ｎ−１)と、中央処理装置１０に蓄えら
れた移動命令値とが加算され、モータ５０の現在位置情
報Ｐａ(ｎ)がかなり正確に判別される。
【００２４】通常、モータ５０の位置エラーは、エラー
許容範囲外にモータ５０が外れた場合にだけ生じ、中央
処理装置１０により補償値を決定した後、正確な位置へ
の補正が行われるため、上記の方法はこれを利用したも
のである。
【００２５】次に、ステップＳ１５ではモータ５０の移
動の際、又は停止の際の位置情報Ｐａ(ｎ)により中央処
理装置１０に蓄えられている同一移動回数目の移動命令
値と比較した結果による位置制御値を出力させモータ５
０を制御する。
【００２６】一方、ステップＳ９で位置情報Ｐａ(ｎ)の
信頼性チェック時、現に判読された位置情報から寸前の
位置情報を差し引いた後、その絶対値を取入れて許容誤
差範囲内にある場合（Ｙｅｓの時）には、ステップＳ１
５に進んでステップＳ１５以下の動作を行うのは勿論で
ある。
【００２７】
【発明の効果】上述のように、この発明の位置制御器の
位置情報判別装置及び判別方法によれば、従来のハード
ウェア的な構成から逸脱してソフトウェア的に位置制御
システムを構成することにより、システムの簡単化はも
とより製造原価をダウンさせる効果があるのみならず、
より精密性が向上されるようソフトウェア的に位置制御
が行われるため、生産ラインにおける生産性及び作業性
を向上させるなどの優れる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の位置制御システムの構成ブロック図であ
る。
【図２】この発明による位置制御システムの構成ブロッ
ク図である。
【図３】この発明による位置情報判別方法の動作順のフ
ローチャートである。
【符号の説明】
１０ 中央処理装置 ２０ Ｄ／Ａ変換器 ３０ 位置カウンタ ４０ モータ ５０ 位置検出器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータと、上記モータの速度を制御する
    速度制御器と、上記モータにより作動されるマニピュレ
    ーターを具えた位置制御システムにおいて、モータの現
    在位置を検知する位置検出器と、上記位置検出器により
    検知されたモータの現在位置情報を一定周期ごとにカウ
    ントする位置カウンタと、上記位置カウンタによりカウ
    ントされたモータの現在位置情報が入力されて、これを
    判読した位置情報データを自体に蓄えられている正常の
    位置命令値と比較し、その差値を補ったモータの位置制
    御値を出力する中央処理装置と、上記中央処理装置から
    出力されるモータの位置制御値をアナログデータに変換
    してモータを制御するＤ／Ａ変換器とからなることを特
    徴とする位置制御器の位置情報判別装置。
  2. 【請求項２】 モータの現在駆動位置を感知し、この感
    知された値をカウントし、モータの現在位置情報を一定
    回数繰り返し判読する第１ステップと、上記第１ステッ
    プで一定回数を繰り返し判読された結果により中間値を
    一先ずモータの現在位置情報を判断する。第２ステップ
    と、上記第２ステップでモータの現在位置情報と判断さ
    れた値に対する正確性の可否を一定値との大小のいかん
    により判別する第３ステップと、上記第３ステップでモ
    ータの現在位置情報と判断された値が正確でないと判別
    された場合には、モータの移動時及び停止時とに仕分け
    て位置情報を推定する第４ステップと、上記第４ステッ
    プで推定された位置情報によりモータの位置エラー可否
    を判別し、この位置エラー可否によりモータを制御する
    第５ステップとからなることを特徴とする位置制御器の
    位置情報判別方法。
  3. 【請求項３】 上記一定回数を繰り返し判読されたデー
    タが同一の場合には、その値をそのままモータの現在位
    置情報と判断することを特徴とする請求項２に記載の位
    置制御器の位置情報判別方法。
  4. 【請求項４】 上記モータ移動の際、位置情報は、モー
    タの現在位置直前の位置情報と中央処理装置に蓄えられ
    ている正常の移動命令値を加算して推定することを特徴
    とする位置制御器の位置情報判別方法。
  5. 【請求項５】 上記モータ停止の際、位置情報は、モー
    タの現在位置直前の位置情報から以前４回目までの位置
    情報を加算した後、これを上記回数で分けて推定するこ
    とを特徴とする請求項２に記載の位置制御器の位置情報
    判別方法。
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