JPH0625903U - Ｘｙプロッタに於けるモータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＸＹプロッタのＸ軸サーボ系とＹ軸サーボ系
の応答特性の差を解消して作画品質の向上と作画速度の
高速化を図る。 【構成】 制御対象の質量が大きく、サーボ系の応答性
が低いＸ軸サーボ系の制御モデルをＹ軸サーボ系に導入
し、モデル追従型制御を行う。Ｙ軸サーボ系の応答特性
がＸ軸サーボ系の応答特性と同等になり、作画速度に係
らず応答特性の差による作画線分の乱れが解消され、処
理速度を高速化することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、ＸＹプロッタに関するものであり、特にＸＹ駆動モータの制御装 置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のＸＹプロッタを図６乃至図８に従って説明する。図６はフラットベッド 形ＸＹプロッタ１を示し、図板２の前後両縁部に設けたＸレール３，４に夫々Ｘ キャリッジ５，６が走行自在に係合され、Ｘキャリッジ５，６はＹレール７によ って結合されている。Ｘキャリッジ５，６は、タイミングベルト８，９を介して Ｘ軸サーボモータ１０によって駆動され、Ｙレール７が図板２上をＸ方向（左右 ）へ平行移動する。

【０００３】 Ｙレール７にはヘッドキャリッジ１１が係合され、ヘッドキャリッジ１１はタ イミングベルト１２を介してＹ軸サーボモータ１３によりＹ方向へ駆動される。 Ｘ軸サーボモータ１０並びにＹ軸サーボモータ１３にはロータリエンコーダ等 の回転量検出手段（図示せず）が設けられており、検出されたモータの回転角度 及び回転角速度を目標値へフィードバックするサーボ系を構成してモータの回転 を制御している。

【０００４】 同図に示すように、ヘッドキャリッジ１１を装着したＹレール７及びＸキャリ ッジ５，６を駆動するＸ軸サーボモータ１０と、ヘッドキャリッジ１１を駆動す るＹ軸サーボモータ１３とでは制御する質量が著しく異なるため、図７に示すよ うにＹ軸サーボ系よりもＸ軸サーボ系の応答性が低くなっている。このＸ軸とＹ 軸との応答性の相異は、図８に示すように目標線分Ａに対して線分Ｂのように追 従の乱れを生ずる虞れがある。従って、Ｘ軸サーボモータ１０並びにＹ軸サーボ モータ１３の加速度を抑制して線分の乱れの発生を防止している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ＸＹプロッタにおいては画質と処理速度が重視されるが、前述したように従来 のＸＹプロッタは、Ｘ軸とＹ軸との応答性の相異により高画質と高速処理を両立 させることが困難であるため、処理速度の高速化に限界がある。 そこで、画質を低下させることなく処理速度の高速化を実現するために解決す べき技術的課題が生じており、この考案は該課題を解決することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案は上記課題を解決するために提案するものであり、ＸＹプロッタのＸ 軸サーボ系とＹ軸サーボ系とにおいて、応答性の低い何れか一方のサーボ系の制 御モデルを他方のサーボ系に導入してモデル追従型制御を行うように構成したＸ Ｙプロッタに於けるモータ制御装置を提案するものである。

【０００７】

【作用】

Ｘ軸とＹ軸のサーボ系の何れか一方の応答性が低いものの制御モデルが他方の サーボ系に導入されモデル追従型制御が行われる。例えば、Ｘ軸の制御モデルを Ｙ軸サーボ系に導入すると、Ｙ軸サーボ系の制御対象はＸ軸サーボ系の制御対象 と同等の応答特性となるように制御され、ＸＹの２系統の応答特性がほぼ等しく なる。従ってＸ軸モータとＹ軸モータが同時に駆動される斜線作画時等に線分の 乱れが生ずることがない。

【０００８】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図１乃至図５に従って詳述する。図１はＸＹプロ ッタのブロック図である。ホストコンピュータ（図示せず）から入力されたデー タは、作図制御部２１によってＸ，Ｙ，Ｚの制御データに変換され、夫々Ｘ軸サ ーボ回路２２、Ｙ軸サーボ回路２３並びにペンヘッド昇降回路２４へ制御信号が 出力される。

【０００９】 従来例において述べたように、Ｘ軸サーボモータ２５はＸキャリッジを駆動し てＹレール２６をＸ方向へ移動し、Ｙ軸サーボモータ２７はＹレール２６上のヘ ッドキャリッジ２８を走行させる。ヘッドキャリッジ２８に装着されたムービン グコイル等のアクチュエータ２９がペンヘッド３０を昇降し、ＸＹＺの３次元の 動作が同期運転されて作画が行われる。

【００１０】 Ｘ軸サーボモータ２５並びにＹ軸サーボモータ２７の回転量はロータリエンコ ーダ等の回転量検出器３１，３２により検出されてサーボ回路２２，２３へフィ ードバックされ、ヘッドキャリッジ２８のＸＹ座標と速度が目標位置並びに目標 速度と一致するように制御される。 図２はＸ軸サーボ系の制御ブロック図であり、回転量検出器３１によって検出 されたＸ軸サーボモータ２５の回転角度と角速度を角度指令信号にフィードバッ クして回転量並びに速度を自動制御している。一方、Ｙ軸サーボ系は従来例にお いて説明したように、Ｙレール上のヘッドキャリッジのみを制御するため、Ｙレ ール全体を走行させるＸ軸サーボ系に比較して加減速の応答が迅速である。そこ で、図３のＹ軸サーボ系には図２に示す線形システムの状態方程式で表わされる Ｘ軸の制御モデルを導入し、角度指令信号を補正するモデル追従型制御を行って いる。これにより、Ｙ軸サーボ系の応答特性がＸ軸サーボ系の応答特性とほぼ等 しくなり、加速度及び速度に係らず図８に示した線分の乱れは発生しない。

【００１１】 図４及び図５は他の実施例を示し、図示は省略するがＸキャリッジとヘッドキ ャリッジの位置を検出するリニアエンコーダ等の検出手段をＸレールとＹレール とに設け、図４に示すＸ軸サーボ系はＸキャリッジの位置並びに速度をフィード バックし、図５に示すＹ軸サーボ系は、ヘッドキャリッジの位置並びに速度をフ ィードバックして状態フィードバック制御を行っている。

【００１２】 Ｘ軸サーボ系から作成した制御モデルによりＹ軸サーボ系のヘッドキャリッジ をモデル追従型の制御を行うことによって、ヘッドキャリッジの振動特性等もＸ キャリッジの特性に近づけることができ、Ｘ軸とＹ軸の応答特性の差が更に減少 する。

【００１３】

【考案の効果】

この考案は上記一実施例において詳述したように、Ｘ軸サーボ系とＹ軸サーボ 系の応答特性の差を解消したので、ペンヘッドの移動方向並びに加速度に係らず 、作画線分に乱れが発生しない。従って、作画品質が向上するとともに、作画速 度の高速化に対応でき、作画精度と処理速度の向上を両立できる実用的価値ある 考案である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＸＹプロッタのブロック図。

【図２】Ｘ軸サーボ系の制御ブロック図。

【図３】本考案のＹ軸サーボ系の制御ブロック図。

【図４】他の実施例を示すＸ軸サーボ系の制御ブロック
図。

【図５】他の実施例を示すＹ軸サーボ系の制御ブロック
図。

【図６】ＸＹプロッタの構成を示す解説図。

【図７】従来のＸ軸とＹ軸の応答特性を示すグラフ。

【図８】Ｘ軸とＹ軸の応答特性の相異による作図結果の
乱れを示す解説図。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＸＹプロッタのＸ軸サーボ系とＹ軸サー
   ボ系とにおいて、応答性の低い何れか一方のサーボ系の
   制御モデルを他方のサーボ系に導入してモデル追従型制
   御を行うように構成したＸＹプロッタに於けるモータ制
   御装置。