JPH0797296B2 - 自動製図機のサーボ機構における自動ゲイン調整方法 - Google Patents
自動製図機のサーボ機構における自動ゲイン調整方法Info
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- JPH0797296B2 JPH0797296B2 JP63275518A JP27551888A JPH0797296B2 JP H0797296 B2 JPH0797296 B2 JP H0797296B2 JP 63275518 A JP63275518 A JP 63275518A JP 27551888 A JP27551888 A JP 27551888A JP H0797296 B2 JPH0797296 B2 JP H0797296B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は用紙駆動型自動製図機等のサーボ機構における
自動ゲイン調整方法に関する。
自動ゲイン調整方法に関する。
此種のサーボ機構において、CPU内で演算された偏差出
力はD/A変換器に出力される。
力はD/A変換器に出力される。
D/A変換器への入力は速度指令値となり、該D/A変換器の
出力とモータ側のフィードバック速度信号との差が駆動
回路へ入力される。このとき、目標位置と現在位置との
誤差Errは、モータによる移動速度Ｆに比例し、その比
例定数Wcは、各回路のアンプゲインのバラツキなどが原
因で調整が必要となる。特に、自動製図機などでは、X,
Y各軸の定常ゲインの誤差が異なると、描画線質が劣化
する。従来のゲイン調整方法について説明すると、以下
の如くである。
出力とモータ側のフィードバック速度信号との差が駆動
回路へ入力される。このとき、目標位置と現在位置との
誤差Errは、モータによる移動速度Ｆに比例し、その比
例定数Wcは、各回路のアンプゲインのバラツキなどが原
因で調整が必要となる。特に、自動製図機などでは、X,
Y各軸の定常ゲインの誤差が異なると、描画線質が劣化
する。従来のゲイン調整方法について説明すると、以下
の如くである。
第２図において、条件はモータ72の駆動による移動体の
最高速度800mm/s,サーボ系の定常ゲインWc＝200sec-1、
分解能0,005mm、D/A（デジタル・アナログ）変換器62は
12ビットプラスマイナス10ボルト、増幅器64のアンプゲ
インは１倍とする。この結果、最高速で移動中の留まり
パルスは800/200×0,005＝800パルスとなる。また、D/A
変換器62の分解能は20/212ボルトとなる。まず、CPU60
はD/A変換器62に固定データ800を出力し、増幅器64の出
力が800×20/212＝3,906（ボルト）になるよう増幅器64
のアンプゲインを手動ボリューム調整する。次に、モー
タ72により駆動される移動体を最高速度で移動させ、増
幅器64の出力が3906ボルトになるように増幅器82のアン
プゲインを手動ボリューム調整する。以上の調整をX,Y
両軸に対して行なった後、定常ゲイン調整テストパター
ンを作図して線間隔が一定になるよう微調整する。
最高速度800mm/s,サーボ系の定常ゲインWc＝200sec-1、
分解能0,005mm、D/A（デジタル・アナログ）変換器62は
12ビットプラスマイナス10ボルト、増幅器64のアンプゲ
インは１倍とする。この結果、最高速で移動中の留まり
パルスは800/200×0,005＝800パルスとなる。また、D/A
変換器62の分解能は20/212ボルトとなる。まず、CPU60
はD/A変換器62に固定データ800を出力し、増幅器64の出
力が800×20/212＝3,906（ボルト）になるよう増幅器64
のアンプゲインを手動ボリューム調整する。次に、モー
タ72により駆動される移動体を最高速度で移動させ、増
幅器64の出力が3906ボルトになるように増幅器82のアン
プゲインを手動ボリューム調整する。以上の調整をX,Y
両軸に対して行なった後、定常ゲイン調整テストパター
ンを作図して線間隔が一定になるよう微調整する。
上記の説明の如く、自動製図機に於いて、定常ゲインの
調整は手操作によって操作者がボリュームを回して行っ
ていたため、調整が容易でないという欠陥が存した。そ
こで、本発明は、用紙ごとに最適な定常ゲインを自動調
整できるようにして、自動製図機のメーカー側とユーザ
ー側の両者が、描画線質の確保の為に行う用紙ごとの微
妙なゲイン調整から解放されるようにすることを目的と
するものである。
調整は手操作によって操作者がボリュームを回して行っ
ていたため、調整が容易でないという欠陥が存した。そ
こで、本発明は、用紙ごとに最適な定常ゲインを自動調
整できるようにして、自動製図機のメーカー側とユーザ
ー側の両者が、描画線質の確保の為に行う用紙ごとの微
妙なゲイン調整から解放されるようにすることを目的と
するものである。
（１） 上記目的を達成するため、本発明は、自動製図
機のペンヘッドと用紙との相対位置を変化させるための
XYサーボモータをCPUの出力によって所定の方向に自動
制御するサーボ機構において、自動製図機の用紙載置部
材上に用紙をセットした後、前記サーボ機構のサーボ定
常ゲインを理想定常ゲインに設定し、前記ペンヘッドと
用紙との相対位置を最高速で移動して、その時の、ペン
ヘッドの用紙に対する目標位置と現在位置との誤差を求
め、この誤差と上記理想定常ゲインにおいて想定される
ペンヘッドの用紙に対する目標位置と現在位置との誤差
から補正係数を求め、この補正係数によって前記CPUの
出力を補正し、サーボ機構の定常ゲインを前記理想定常
ゲインに一致させたものである。
機のペンヘッドと用紙との相対位置を変化させるための
XYサーボモータをCPUの出力によって所定の方向に自動
制御するサーボ機構において、自動製図機の用紙載置部
材上に用紙をセットした後、前記サーボ機構のサーボ定
常ゲインを理想定常ゲインに設定し、前記ペンヘッドと
用紙との相対位置を最高速で移動して、その時の、ペン
ヘッドの用紙に対する目標位置と現在位置との誤差を求
め、この誤差と上記理想定常ゲインにおいて想定される
ペンヘッドの用紙に対する目標位置と現在位置との誤差
から補正係数を求め、この補正係数によって前記CPUの
出力を補正し、サーボ機構の定常ゲインを前記理想定常
ゲインに一致させたものである。
（２） 上記目的を達成するため、本発明は、自動製図
機のX,YサーボモータをCPUの出力によって自動制御し、
ペンヘッドを用紙に対してXY座標軸方向に相対的に移動
制御するサーボ機構において、前記ペンヘッドが用紙に
対して最高速でXY座標軸に対して45度の角度で移動する
ように前記X,Yサーボモータを駆動して、ペンヘッドの
最高速移動時における、目標位置と実際の現在位置との
誤差をXY座標軸ごとに求め、この両XY座標軸の誤差から
一方の座標軸の出力に、前記補正係数を乗じた値を出力
し、該一方の座標軸の定常ゲインを他方の座標軸の定常
ゲインに一致させるようにしたものである。
機のX,YサーボモータをCPUの出力によって自動制御し、
ペンヘッドを用紙に対してXY座標軸方向に相対的に移動
制御するサーボ機構において、前記ペンヘッドが用紙に
対して最高速でXY座標軸に対して45度の角度で移動する
ように前記X,Yサーボモータを駆動して、ペンヘッドの
最高速移動時における、目標位置と実際の現在位置との
誤差をXY座標軸ごとに求め、この両XY座標軸の誤差から
一方の座標軸の出力に、前記補正係数を乗じた値を出力
し、該一方の座標軸の定常ゲインを他方の座標軸の定常
ゲインに一致させるようにしたものである。
以下に本発明の構成を添付図面に示す実施例を参照して
詳細に説明する。
詳細に説明する。
２は自動製図機の機体４に固設された用紙載置部材であ
り、これの第７図中、紙面垂直方向に沿って形成された
溝の下方にＸサーボモータ72の出力軸に連結する駆動ロ
ーラ６が回転自在に配置されている。前記Ｘサーボモー
タ72の出力軸にはパルスエンコーダ74の入力軸が連結
し、該パルスエンコーダ74の出力端は、第２図に示すよ
うに、波形成形・方向判別回路74、パルスカウンタ76、
デジタル・アナログ変換器80及び増幅器82を介して、サ
ーボ機構の誤差検出器65に接続している。前記パルスエ
ンコーダ74の出力端は、更に、波形成形・方向判別回路
74、パルスカウンタ78を介してCPU（中央処理装置）60
に接続している。前記CPU60の出力側は、デジタル・ア
ナログ変換器62、増幅器64、誤差検出器65及びモータ駆
動回路70を介して、前記Ｘサーボモータ72の入力側に接
続している。８は機体４に回転自在に支承された作図ロ
ーラであり、該ローラ８は、前記駆動ローラ６と平行に
配置され、これらのローラ6,8は、長手方向が用紙10の
送り方向に対して直角に設定されている。前記作図ロー
ラ８は、前記駆動ローラ６の周速と同一か、あるいは、
若干早い周速で同方向に回転するように、前記駆動ロー
ラ６に伝達機構を介して連結している。11はＹレールで
あり、前記機体４の一対のボックス間に用紙10の送り方
向とは直角に配設され、該Ｙレール11には、カーソル12
が、Ｙサーボモータ（図示省略）の回転によって該Ｙレ
ール10に沿って移動可能に取り付けられている。前記Ｙ
カーソル12にはペンヘッド14（移動体）が固設され、該
ペンヘッド14に設けられたペンホルダ16に筆記具18が脱
着可能に取り付けられている。前記ペンホルダ16はペン
ヘッド14に内蔵されたソレノイド等の昇降駆動装置の出
力軸に連結している。20はガイドレールであり前記駆動
ローラ６の斜め上方にこれに対して平行に配設されてい
る。前記ガイドレール20には、これに沿ってスライド可
能にブラケット22が取り付けられている。24は揺動アー
ムであり、これの略中間部は、前記駆動ローラ６と平行
な軸線を中心として機台４に回転自在に軸26に支され、
該アーム24の先端には加圧ローラ28が前記駆動ローラ６
と平行な軸線を中心として回転自在に軸30に支されてい
る。前記アーム24の、加圧ローラ取り付け側とは反対側
の端部と該アーム24回転中心との中間に位置して、前記
揺動アーム24には、直角方向に軸体32が回転自在に支承
され、該軸体32は、前記ブラケット22の突片に形成され
た穴に遊嵌している。前記軸体32に形成されたねじ部に
は、モール34とこれに固着された回転止めナット36が螺
合し、前記モール34の下面と前記ブラケット22の上面と
の間に位置して、前記軸体32に嵌挿されたコイルばね38
が圧縮配置されている。40は、ブラケット22の突片上面
に立設されたガイド筒であり、これの内壁面の両側に
は、軸方向に所定幅のスライド用溝42が穿設され、該溝
42に前記ナット36の両側に突設された突片が軸方向にス
ライド自在に嵌合している。44は前記ガイド筒40の上端
に固定されたストッパーであり、これにリミットスイッ
チから成る基準位置検出センサ46が、前記ナット36の、
溝42に沿った上昇軌跡上に位置して配設されている。48
は自動製図機の機台４にブラケットを介して固設された
ステッピングモータであり、これの出力軸に歯車50が固
着され、該歯車50は、前記軸体32に固着された歯車52と
噛み合っている。54は加圧ローラ上下用カムであり、前
記揺動アーム24の一端上面上に定位置で、レバー（図示
省略）操作により、回転可能に配設されている。前記Ｙ
サーボモータのサーボ系も、第２図に示すＸサーボ機構
と同じ構成でCPU60に接続している。57は、ペンヘッド1
4に設けられた用紙端検出センサ、58は用紙載置部材２
に固設された用紙端検出センサである。
り、これの第７図中、紙面垂直方向に沿って形成された
溝の下方にＸサーボモータ72の出力軸に連結する駆動ロ
ーラ６が回転自在に配置されている。前記Ｘサーボモー
タ72の出力軸にはパルスエンコーダ74の入力軸が連結
し、該パルスエンコーダ74の出力端は、第２図に示すよ
うに、波形成形・方向判別回路74、パルスカウンタ76、
デジタル・アナログ変換器80及び増幅器82を介して、サ
ーボ機構の誤差検出器65に接続している。前記パルスエ
ンコーダ74の出力端は、更に、波形成形・方向判別回路
74、パルスカウンタ78を介してCPU（中央処理装置）60
に接続している。前記CPU60の出力側は、デジタル・ア
ナログ変換器62、増幅器64、誤差検出器65及びモータ駆
動回路70を介して、前記Ｘサーボモータ72の入力側に接
続している。８は機体４に回転自在に支承された作図ロ
ーラであり、該ローラ８は、前記駆動ローラ６と平行に
配置され、これらのローラ6,8は、長手方向が用紙10の
送り方向に対して直角に設定されている。前記作図ロー
ラ８は、前記駆動ローラ６の周速と同一か、あるいは、
若干早い周速で同方向に回転するように、前記駆動ロー
ラ６に伝達機構を介して連結している。11はＹレールで
あり、前記機体４の一対のボックス間に用紙10の送り方
向とは直角に配設され、該Ｙレール11には、カーソル12
が、Ｙサーボモータ（図示省略）の回転によって該Ｙレ
ール10に沿って移動可能に取り付けられている。前記Ｙ
カーソル12にはペンヘッド14（移動体）が固設され、該
ペンヘッド14に設けられたペンホルダ16に筆記具18が脱
着可能に取り付けられている。前記ペンホルダ16はペン
ヘッド14に内蔵されたソレノイド等の昇降駆動装置の出
力軸に連結している。20はガイドレールであり前記駆動
ローラ６の斜め上方にこれに対して平行に配設されてい
る。前記ガイドレール20には、これに沿ってスライド可
能にブラケット22が取り付けられている。24は揺動アー
ムであり、これの略中間部は、前記駆動ローラ６と平行
な軸線を中心として機台４に回転自在に軸26に支され、
該アーム24の先端には加圧ローラ28が前記駆動ローラ６
と平行な軸線を中心として回転自在に軸30に支されてい
る。前記アーム24の、加圧ローラ取り付け側とは反対側
の端部と該アーム24回転中心との中間に位置して、前記
揺動アーム24には、直角方向に軸体32が回転自在に支承
され、該軸体32は、前記ブラケット22の突片に形成され
た穴に遊嵌している。前記軸体32に形成されたねじ部に
は、モール34とこれに固着された回転止めナット36が螺
合し、前記モール34の下面と前記ブラケット22の上面と
の間に位置して、前記軸体32に嵌挿されたコイルばね38
が圧縮配置されている。40は、ブラケット22の突片上面
に立設されたガイド筒であり、これの内壁面の両側に
は、軸方向に所定幅のスライド用溝42が穿設され、該溝
42に前記ナット36の両側に突設された突片が軸方向にス
ライド自在に嵌合している。44は前記ガイド筒40の上端
に固定されたストッパーであり、これにリミットスイッ
チから成る基準位置検出センサ46が、前記ナット36の、
溝42に沿った上昇軌跡上に位置して配設されている。48
は自動製図機の機台４にブラケットを介して固設された
ステッピングモータであり、これの出力軸に歯車50が固
着され、該歯車50は、前記軸体32に固着された歯車52と
噛み合っている。54は加圧ローラ上下用カムであり、前
記揺動アーム24の一端上面上に定位置で、レバー（図示
省略）操作により、回転可能に配設されている。前記Ｙ
サーボモータのサーボ系も、第２図に示すＸサーボ機構
と同じ構成でCPU60に接続している。57は、ペンヘッド1
4に設けられた用紙端検出センサ、58は用紙載置部材２
に固設された用紙端検出センサである。
次に本実施例の作用を第１図のフローチャート及び自動
ゲイン調整のアルゴリズムを示す第３図のブロック説明
図を参照して説明する。
ゲイン調整のアルゴリズムを示す第３図のブロック説明
図を参照して説明する。
まず、揺動アーム24を第７図中、軸26を中心として時計
方向に揺動して、加圧ローラ28を上昇させ、該状態で用
紙10を用紙載置部材２の上に置く（ブロック１）。次
に、カム54を回転して、揺動アーム24をばね38の弾発に
よって、第５図中、軸26を中心として、反時計方向に復
帰させ、加圧ローラ28を、用紙10の上から、駆動ローラ
６に弾接させる（ブロック２）。次に、カバー84を閉じ
る（ブロック３）。次に、Ｘサーボモータ72を低速で駆
動して、センサ57と58とで用紙10の送りの長さ即ち縦幅
を測定するとともに、Ｙサーボモータを駆動して、セン
サ57により用紙10の横幅を測定する（ブロック４）。次
に、理想定常ゲイン設定手段96により、自動製図機内部
のサーボ定常ゲインを調整なしの値Wc（理論上の理想
値）に設定する（ブロック５）。ここで自動製図機の機
械的分解能0,005mm,ペンヘッド14の最高速度Ｆ＝800mm/
s,理想の前記定常ゲインWc＝200sec-1とすると、CPU60
内部で発生される目標位置は800mm/sであり、CPU60は16
0Kパルス/sで変換する。理想定常状態では、このペンヘ
ッド14の目標位置と実際の現在位置との誤差Errは、 Err＝F/Wc ＝（800/0,005）/200 ＝800パルス であるべきである。演算手段104は、この、目標位置と
現在位置との理論上の差Errを演算する。ところが実際
のサーボ系の定常ゲインがWc′になっていた場合には、
ペンヘッド14の目標位置と現在位置の実際の差Err′
は、 Err′＝F/Wc′＝160×103/Wc′ となる。
方向に揺動して、加圧ローラ28を上昇させ、該状態で用
紙10を用紙載置部材２の上に置く（ブロック１）。次
に、カム54を回転して、揺動アーム24をばね38の弾発に
よって、第５図中、軸26を中心として、反時計方向に復
帰させ、加圧ローラ28を、用紙10の上から、駆動ローラ
６に弾接させる（ブロック２）。次に、カバー84を閉じ
る（ブロック３）。次に、Ｘサーボモータ72を低速で駆
動して、センサ57と58とで用紙10の送りの長さ即ち縦幅
を測定するとともに、Ｙサーボモータを駆動して、セン
サ57により用紙10の横幅を測定する（ブロック４）。次
に、理想定常ゲイン設定手段96により、自動製図機内部
のサーボ定常ゲインを調整なしの値Wc（理論上の理想
値）に設定する（ブロック５）。ここで自動製図機の機
械的分解能0,005mm,ペンヘッド14の最高速度Ｆ＝800mm/
s,理想の前記定常ゲインWc＝200sec-1とすると、CPU60
内部で発生される目標位置は800mm/sであり、CPU60は16
0Kパルス/sで変換する。理想定常状態では、このペンヘ
ッド14の目標位置と実際の現在位置との誤差Errは、 Err＝F/Wc ＝（800/0,005）/200 ＝800パルス であるべきである。演算手段104は、この、目標位置と
現在位置との理論上の差Errを演算する。ところが実際
のサーボ系の定常ゲインがWc′になっていた場合には、
ペンヘッド14の目標位置と現在位置の実際の差Err′
は、 Err′＝F/Wc′＝160×103/Wc′ となる。
これを補正するため、CPU60は次の動作を行う。
まず、CPU60は、X,Yサーボモータを駆動してペンヘッド
14を、＋X,＋Y45度の方向へ最高速で移動し、目標位置
設定手段94と現在位置検出手段92の出力から、演算手段
100によって、ペンヘッド14の目標位置と現在位置の誤
差Err′をサンプルし、記憶する（ブロック６）。ま
た、ペンヘッド14を−X,−Y45度方向へ最高速で移動
し、目標位置と現在位置の誤差Err′をサンプルし記憶
する（ブロック７）。上記記憶した誤差Err′から最適
なサーボ定常ゲインを設定する（ブロック８）。即ちCP
U60の位置偏差出力Ｅ′に次の演算を行なって、CPU60は
補正値をD/A変化器62へ出力する。
14を、＋X,＋Y45度の方向へ最高速で移動し、目標位置
設定手段94と現在位置検出手段92の出力から、演算手段
100によって、ペンヘッド14の目標位置と現在位置の誤
差Err′をサンプルし、記憶する（ブロック６）。ま
た、ペンヘッド14を−X,−Y45度方向へ最高速で移動
し、目標位置と現在位置の誤差Err′をサンプルし記憶
する（ブロック７）。上記記憶した誤差Err′から最適
なサーボ定常ゲインを設定する（ブロック８）。即ちCP
U60の位置偏差出力Ｅ′に次の演算を行なって、CPU60は
補正値をD/A変化器62へ出力する。
Ｅ＝Ｅ′・（Wc′/Wc） ＝Ｅ′・（Err′/Err） 上記誤差Err′を求めるタイミングは、制御手段98の制
御により、ペンヘッド14の十分長い直線移動中の中点通
過後、数回の誤差を求め、これらを平均するものであ
る。補正係数演算手段106は係数乗算手段108に補正係数
Err′/Errを入力する。制御手段98により切換手段102が
切換えられると、目標位置設定手段94の位置偏差出力
Ｅ′は係数乗算手段108に入力され、ここで補正係数が
乗じられ、補正値Ｅとなって、D/A変換器62へ出力され
る。Ｙ軸サーボ系も同様な手法で理想定常ゲインに一致
させられる。
御により、ペンヘッド14の十分長い直線移動中の中点通
過後、数回の誤差を求め、これらを平均するものであ
る。補正係数演算手段106は係数乗算手段108に補正係数
Err′/Errを入力する。制御手段98により切換手段102が
切換えられると、目標位置設定手段94の位置偏差出力
Ｅ′は係数乗算手段108に入力され、ここで補正係数が
乗じられ、補正値Ｅとなって、D/A変換器62へ出力され
る。Ｙ軸サーボ系も同様な手法で理想定常ゲインに一致
させられる。
上記方式は、サーボ系の定常ゲインを理想定常ゲインに
設定したものであるが、理想定常ゲインを設定しない
で、Ｙ軸の定常ゲインと同じゲインが得られるようにＸ
軸出力を補正し、XY2軸をバランスさせるようにしても
良い。この方式を以下に説明する。この自動ゲイン調整
は次の３つの部分から構成される。
設定したものであるが、理想定常ゲインを設定しない
で、Ｙ軸の定常ゲインと同じゲインが得られるようにＸ
軸出力を補正し、XY2軸をバランスさせるようにしても
良い。この方式を以下に説明する。この自動ゲイン調整
は次の３つの部分から構成される。
（１） 自動ゲイン調整による補正なしの状態で移動体
の45度最高速往復動作を行ない最高速移動時の誤差カウ
ンタ即ち目標位置に対する実際の現在位置の誤差の値を
記憶する。
の45度最高速往復動作を行ない最高速移動時の誤差カウ
ンタ即ち目標位置に対する実際の現在位置の誤差の値を
記憶する。
（２） 記憶したXY両軸の誤差カウンタの値からＸ軸の
補正係数を求める。この補正係数kgxは kgx＝Ext/Eyt ……（1.1） で決定される。
補正係数を求める。この補正係数kgxは kgx＝Ext/Eyt ……（1.1） で決定される。
ここで、Extは最高速移動時のＸ軸誤差カウンタ、Eytは
最高速移動時のＹ軸誤差カウンタである。
最高速移動時のＹ軸誤差カウンタである。
（３） 位置偏差フィードバック時のCPU60のＸ軸位置
偏差に補正係数kgxを乗じて出力する。このときの出力
データUxは Ux＝kgx・Ex ……（1,2） で求められる。なお、Exは目標位置と現在位置の誤差で
ある。Ｙ軸出力はＹ軸位置偏差をそのまま出力する。
偏差に補正係数kgxを乗じて出力する。このときの出力
データUxは Ux＝kgx・Ex ……（1,2） で求められる。なお、Exは目標位置と現在位置の誤差で
ある。Ｙ軸出力はＹ軸位置偏差をそのまま出力する。
以上をまとめるとCPU60からD/A変換器６へ書き込まれる
データUx,Uyは次式で求まる。
データUx,Uyは次式で求まる。
Ux＝kgx・Ex ……（1,3） Uy＝Ey ……（1,4） ここで kgx＝Ext/Eyt ……（1,5） （ただしEx,EyはそれぞれX,Y軸の誤差カウンタの値、Ex
t,Eytは最高速移動時の誤差カウンタの値） 以上の動作を第４図を参照して説明する。
t,Eytは最高速移動時の誤差カウンタの値） 以上の動作を第４図を参照して説明する。
まず、CPU60は、X,Yサーボモータを駆動してペンヘッド
14を、＋X,＋Y45度の方向へ最高速で移動し、X,Y軸目標
位置設定手段112,114とX,Y軸現在位置検出手段110,116
の出力から、演算手段118,122によって、ペンヘッド14
の目標位置と現在位置の誤差（誤差カウンター）をX,Y
軸毎にサンプルし、記憶する。また、ペンヘッド14を−
X,−Y45度方向へ最高速で移動し、目標位置と現在位置
の誤差をサンプルし記憶する。上記記憶した誤差Ext,Ex
yから補正係数乗算手段126は補正係数Kgtを演算する。
補正係数演算手段126は係数乗算手段128に補正係数Kgt
を入力する。制御手段98により切換手段102が切換られ
ると、Ｘ軸目標位置設定手段112の位置偏差出力は係数
乗算手段128に入力され、ここで補正係数Kgtが乗じら
れ、補正値となって、Ｘ軸のD/A変換器62へ出力され
る。Ｙ軸目標位置設定手段114の位置偏差出力はそのま
まＹ軸のD/A変換器62′へ出力される。
14を、＋X,＋Y45度の方向へ最高速で移動し、X,Y軸目標
位置設定手段112,114とX,Y軸現在位置検出手段110,116
の出力から、演算手段118,122によって、ペンヘッド14
の目標位置と現在位置の誤差（誤差カウンター）をX,Y
軸毎にサンプルし、記憶する。また、ペンヘッド14を−
X,−Y45度方向へ最高速で移動し、目標位置と現在位置
の誤差をサンプルし記憶する。上記記憶した誤差Ext,Ex
yから補正係数乗算手段126は補正係数Kgtを演算する。
補正係数演算手段126は係数乗算手段128に補正係数Kgt
を入力する。制御手段98により切換手段102が切換られ
ると、Ｘ軸目標位置設定手段112の位置偏差出力は係数
乗算手段128に入力され、ここで補正係数Kgtが乗じら
れ、補正値となって、Ｘ軸のD/A変換器62へ出力され
る。Ｙ軸目標位置設定手段114の位置偏差出力はそのま
まＹ軸のD/A変換器62′へ出力される。
ここでこの方法の正当性を考察する。ただし動摩擦トル
クを無視した理想状態とする。
クを無視した理想状態とする。
第５図のようにX,Yの位置偏差のゲインをそれぞれKpx,K
pyとし、速度成分のゲインをそれぞれKvx,Kvyとする。
pyとし、速度成分のゲインをそれぞれKvx,Kvyとする。
補正なしで低速移動しているときは次式が成り立つ Kpx・Ex-Kvx・Vx＝０ ……（1,6） Kpy・Ey-Kvy・Vy＝０ ……（1,7） ここでX,Y両軸とも最高速度Vxt,Vytで移動しているとき
の誤差カウンタExt,Eytとすると Kpx・Kxt-Kvx・Vxt＝０ ……（1,8） Kpy・Eyt-Kvy・Vyt＝０ ……（1,9） よって Ext＝（Kvx/Kpx）・Vxt ……（1,8） Eyt＝（Kvy/Kpy）・Vyt ……（1,11） ここで式（1,1）及び（1,5）式の補正係数kgxを考える
と、 kgx＝Ext/Eyt＝Kvx・Kpy・Vxt/Kvy・Kpy・Vyt……（1,1
2） Ｘ軸Ｙ軸の最高速度VxtとVytは同じだから補正係数kgx
は kgx＝Kvx・Kpy/Kvy・Kpy ……（1,13） を求めたことになる。
の誤差カウンタExt,Eytとすると Kpx・Kxt-Kvx・Vxt＝０ ……（1,8） Kpy・Eyt-Kvy・Vyt＝０ ……（1,9） よって Ext＝（Kvx/Kpx）・Vxt ……（1,8） Eyt＝（Kvy/Kpy）・Vyt ……（1,11） ここで式（1,1）及び（1,5）式の補正係数kgxを考える
と、 kgx＝Ext/Eyt＝Kvx・Kpy・Vxt/Kvy・Kpy・Vyt……（1,1
2） Ｘ軸Ｙ軸の最高速度VxtとVytは同じだから補正係数kgx
は kgx＝Kvx・Kpy/Kvy・Kpy ……（1,13） を求めたことになる。
次にこのkgxで補正したサーボ系を考えると、Ｙ軸に関
しては補正なしだから式（1,7）より Ey＝（Kvy/Kpy）・Vy ……（1,14） が成り立ち、Ｘ軸に関しては第６図のようになって Kgx・Kpx・Ex-Kvx・Vx＝０ ……（1,15） が成り立つ。
しては補正なしだから式（1,7）より Ey＝（Kvy/Kpy）・Vy ……（1,14） が成り立ち、Ｘ軸に関しては第６図のようになって Kgx・Kpx・Ex-Kvx・Vx＝０ ……（1,15） が成り立つ。
式（1,15）より Ex＝（Kvx/Kgx・Kpx）・Vx ……（1,16） ここで式（1,13）を用いて Ex＝（Kvy/Kpy）・Vx ……（1,17） 式（1,14）と式（1,17）を比べると速さと誤差カウンタ
の比例定数が、Ｙ軸と補正されたＸ軸とで等しいことが
確認できる。
の比例定数が、Ｙ軸と補正されたＸ軸とで等しいことが
確認できる。
本発明は上述の如く、用紙ごとに最適な定常ゲインを自
動調整できるようにしたので、自動製図機のメーカー側
とユーザー側の両者が、描画線質の確保の為に行う用紙
ごとの微妙なゲイン調整から解放されるという効果が存
する。
動調整できるようにしたので、自動製図機のメーカー側
とユーザー側の両者が、描画線質の確保の為に行う用紙
ごとの微妙なゲイン調整から解放されるという効果が存
する。
第１図はフローチャート、第２図はブロック回路図、第
３図は説明図、第４図は説明図、第５図は説明図、第６
図は説明図、第７図は側面図、第８図は外観図である。 ２……用紙載置部材、４……機体、６……駆動ローラ、
８……作図ローラ、11……Ｙレール、12……Ｙカーソ
ル、14……ペンヘッド、16……ペンホルダ、20……ガイ
ドレール、22……ブラケット、24……揺動アーム、26…
…軸、28……加圧ローラ、30……軸、32……軸体、34…
…モール、36……ナット、38……コイルばね、40……ガ
イド筒、42……溝、44……ストッパー、48……ステッピ
ングモータ、50……歯車、57,58……センサ
３図は説明図、第４図は説明図、第５図は説明図、第６
図は説明図、第７図は側面図、第８図は外観図である。 ２……用紙載置部材、４……機体、６……駆動ローラ、
８……作図ローラ、11……Ｙレール、12……Ｙカーソ
ル、14……ペンヘッド、16……ペンホルダ、20……ガイ
ドレール、22……ブラケット、24……揺動アーム、26…
…軸、28……加圧ローラ、30……軸、32……軸体、34…
…モール、36……ナット、38……コイルばね、40……ガ
イド筒、42……溝、44……ストッパー、48……ステッピ
ングモータ、50……歯車、57,58……センサ
Claims (2)
- 【請求項１】自動製図機のペンヘッドと用紙との相対位
置を変化させるためのXYサーボモータをCPUの出力によ
って所定の方向に自動制御するサーボ機構において、自
動製図機の用紙載置部材上に用紙をセットした後、前記
サーボ機構のサーボ定常ゲインを理想定常ゲインに設定
し、前記ペンヘッドと用紙との相対位置を最高速で変化
させて、その時の、ペンヘッドの用紙に対する目標位置
と現在位置との誤差を求め、この誤差と上記理想定常ゲ
インにおいて想定されるペンヘッドの用紙に対する目標
位置と現在位置との誤差から補正係数を求め、この補正
係数によって前記CPUの出力を補正し、サーボ機構の定
常ゲインを前記理想定常ゲインに一致させたことを特徴
とする自動ゲイン調整方法。 - 【請求項２】自動製図機のX,YサーボモータをCPUの出力
によって自動制御し、ペンヘッドを用紙に対してXY座標
軸方向に相対的に移動制御するサーボ機構において、前
記ペンヘッドが用紙に対して最高速でXY座標軸に対して
45度の角度で移動するように前記X,Yサーボモータを駆
動して、ペンヘッドの最高速移動時における、目標位置
と実際の現在位置との誤差をXY座標軸ごとに求め、この
両XY座標軸の誤差から補正係数を求め、前記CPUの一方
の座標軸の出力に、前記補正係数を乗じて、該一方の座
標軸の出力を補正し、該一方の座標軸の定常ゲインを他
方の座標軸の定常ゲインに一致させるようにしたことを
特徴とする自動ゲイン調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63275518A JPH0797296B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 自動製図機のサーボ機構における自動ゲイン調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63275518A JPH0797296B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 自動製図機のサーボ機構における自動ゲイン調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02121010A JPH02121010A (ja) | 1990-05-08 |
| JPH0797296B2 true JPH0797296B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
ID=17556584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63275518A Expired - Fee Related JPH0797296B2 (ja) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | 自動製図機のサーボ機構における自動ゲイン調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797296B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5295232A (en) * | 1990-11-16 | 1994-03-15 | Mutoh Industries, Ltd. | Vector-sort drafting method for an automatic drafting machine |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60214018A (ja) * | 1984-04-06 | 1985-10-26 | Mitsubishi Electric Corp | 位置決め制御装置 |
| JPS6134607A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-18 | Hitachi Ltd | ロボツトの自動ゲイン修正方法 |
-
1988
- 1988-10-31 JP JP63275518A patent/JPH0797296B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02121010A (ja) | 1990-05-08 |
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Legal Events
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