JPH083733B2 - 数値制御装置の原点復帰方式 - Google Patents
数値制御装置の原点復帰方式Info
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- JPH083733B2 JPH083733B2 JP61003625A JP362586A JPH083733B2 JP H083733 B2 JPH083733 B2 JP H083733B2 JP 61003625 A JP61003625 A JP 61003625A JP 362586 A JP362586 A JP 362586A JP H083733 B2 JPH083733 B2 JP H083733B2
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- JP
- Japan
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- main processor
- droop
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は数値制御装置の原点復帰方式に関し、特に
インクリメンタルなパルスを出力する位置検出器を用い
た数値制御装置の原点復帰方式に関するものである。
インクリメンタルなパルスを出力する位置検出器を用い
た数値制御装置の原点復帰方式に関するものである。
従来、数値制御装置に用いられる位置検出器はレゾル
バ，インダクトシンなど、各種の検出器が用いられてい
るが、最近ではロータリーエンコーダやリニアパルスス
ケールが用いられていることが多い。これらの位置検出
器は最小移動（または角度）を検出すると、Ａ相および
Ｂ相のパルスの他、Ｚ相またはマーカと呼ばれるパルス
を出力する（第５図（ａ）〜第５図（ｃ）参照）。この
Ｚ相またはマーカはロータリエンコーダの場合には１回
転に１パルス、リニアパルススケールの場合には全スト
ロークで１パルス発生するのが通常である。次に、この
種の位置検出器を用いたサーボ方式において、機械原点
を定めるための原点復帰を行なう場合の例を第４図に示
す。第４図は従来の数値制御装置の原点復帰方式を示す
ブロツク図である。同図において、１は移動指令信号1a
を出力するメインプロセツサ、２はサーボ制御部、３は
このサーボ制御部２によつて駆動されるモータ、４はこ
のモータ３の回転軸に接続されたボールネジ、５はこの
ボールネジ４に噛み合い、ボールネジ４の回転によつて
直線的に移動する機械部、６はこの機械部５に固定さ
れ、マーカ6aが設けられたリニアパルススケール、７は
このリニアパルススケール６の位置を読みとり、第５図
（ａ）および第５図（ｂ）に示すＡ相信号およびＢ相信
号からなる位置フイードバツク信号7aと第５図（ｃ）に
示すＺ相（マーカ）のマーカ検出信号7bを出力するリニ
アパルススケール６の読取りヘツド、８は前記機械部５
に取り付けられた原点復帰用の減速ドグ、９はこの減速
ドグ８に対応して設けられ、減速検出信号9aを出力する
リミツトスイツチ、10は前記マーカ検出信号7bによつて
セツトされるフリツプフロツプである。
バ，インダクトシンなど、各種の検出器が用いられてい
るが、最近ではロータリーエンコーダやリニアパルスス
ケールが用いられていることが多い。これらの位置検出
器は最小移動（または角度）を検出すると、Ａ相および
Ｂ相のパルスの他、Ｚ相またはマーカと呼ばれるパルス
を出力する（第５図（ａ）〜第５図（ｃ）参照）。この
Ｚ相またはマーカはロータリエンコーダの場合には１回
転に１パルス、リニアパルススケールの場合には全スト
ロークで１パルス発生するのが通常である。次に、この
種の位置検出器を用いたサーボ方式において、機械原点
を定めるための原点復帰を行なう場合の例を第４図に示
す。第４図は従来の数値制御装置の原点復帰方式を示す
ブロツク図である。同図において、１は移動指令信号1a
を出力するメインプロセツサ、２はサーボ制御部、３は
このサーボ制御部２によつて駆動されるモータ、４はこ
のモータ３の回転軸に接続されたボールネジ、５はこの
ボールネジ４に噛み合い、ボールネジ４の回転によつて
直線的に移動する機械部、６はこの機械部５に固定さ
れ、マーカ6aが設けられたリニアパルススケール、７は
このリニアパルススケール６の位置を読みとり、第５図
（ａ）および第５図（ｂ）に示すＡ相信号およびＢ相信
号からなる位置フイードバツク信号7aと第５図（ｃ）に
示すＺ相（マーカ）のマーカ検出信号7bを出力するリニ
アパルススケール６の読取りヘツド、８は前記機械部５
に取り付けられた原点復帰用の減速ドグ、９はこの減速
ドグ８に対応して設けられ、減速検出信号9aを出力する
リミツトスイツチ、10は前記マーカ検出信号7bによつて
セツトされるフリツプフロツプである。
次に上記構成による数値制御装置の原点復帰方式の動
作について第６図に示すタイムチヤートを参照して説明
する。まず、メインプロセツサ１は決められた方向に決
められた速度で移動させるため、第６図の指令位置11で
示す移動指令1aをサーボ制御部２に出力する。したがつ
て、このサーボ制御部２はこの移動指令1aを受けて、モ
ータ３を駆動制御する。このため、サーボネジ４が回転
し、機械部５が第６図の実際位置12で示すように移動す
る。そして、機械部５が移動し、減速ドグ８が第６図の
時刻ｔ1でリミツトスイツチ９を踏むと、減速検出信号9
aがメインプロセツサ１に出力される（なお、第６図の
時刻ｔ2で減速ドグ８がリミツトスイツチ９を通過して
オフになる）。このため、メインプロセツサ１はこの減
速検出信号9aの入力により減速の指令を出力し、マーカ
6aの検出を開始する。そして、読取りヘツド７が第６図
の時刻ｔ3でマーカ6aを検出すると、マーカ検出信号7b
をフリツプフロツプ10に出力する。したがつて、このフ
リツプフロツプ10はこのマーカ検出信号7bによつてセツ
トされ、メインプロセツサ１にマーカを検出したことを
伝える。このため、メインプロセツサ１はマーカ6aから
原点までの距離（予め設定されている）だけ、移動指令
1aをサーボ制御部２に与える。そして、原点位置で機械
部５が停止すると、原点復帰の動作が完了する。
作について第６図に示すタイムチヤートを参照して説明
する。まず、メインプロセツサ１は決められた方向に決
められた速度で移動させるため、第６図の指令位置11で
示す移動指令1aをサーボ制御部２に出力する。したがつ
て、このサーボ制御部２はこの移動指令1aを受けて、モ
ータ３を駆動制御する。このため、サーボネジ４が回転
し、機械部５が第６図の実際位置12で示すように移動す
る。そして、機械部５が移動し、減速ドグ８が第６図の
時刻ｔ1でリミツトスイツチ９を踏むと、減速検出信号9
aがメインプロセツサ１に出力される（なお、第６図の
時刻ｔ2で減速ドグ８がリミツトスイツチ９を通過して
オフになる）。このため、メインプロセツサ１はこの減
速検出信号9aの入力により減速の指令を出力し、マーカ
6aの検出を開始する。そして、読取りヘツド７が第６図
の時刻ｔ3でマーカ6aを検出すると、マーカ検出信号7b
をフリツプフロツプ10に出力する。したがつて、このフ
リツプフロツプ10はこのマーカ検出信号7bによつてセツ
トされ、メインプロセツサ１にマーカを検出したことを
伝える。このため、メインプロセツサ１はマーカ6aから
原点までの距離（予め設定されている）だけ、移動指令
1aをサーボ制御部２に与える。そして、原点位置で機械
部５が停止すると、原点復帰の動作が完了する。
上述した従来の数値制御装置の原点復帰方式では数値
制御工作機械の高速，高精度化の要求は近年ますます強
くなつているが、指令位置と実際位置との間には偏差、
いわゆるドループ13（第６図参照）がある。このドルー
プ13が生じる理由はサーボ制御部２において、加減速制
御を行ない、かつ位置のフイードバツクループを組むた
めに、時間的遅れが存在することにある。このドループ
は一般的に、指令速度に比例して増大する。したがつ
て、原点復帰の際、マーカを検出した瞬間において、メ
インプロセツサ１はその時の指令位置を基準に原点位置
を計算するのであるが、実際位置はドループだけ異なる
のであるから、原点位置もドループ分だけずれることに
なる。したがつて、原点位置の精度を上げるためには、
ドループを無視できるほど小さくする必要があり、マー
カを検出するときに、減速する必要がある。また、マー
カを検出したことをメインプロセツサが知る応答時間も
原点位置の精度を悪化させる原因となり、このためにも
マーカを検出するときに減速する必要がある。このよう
に、マーカを検出する前に十分減速する必要があるた
め、原点復帰の動作が非常に遅いという問題点があつ
た。
制御工作機械の高速，高精度化の要求は近年ますます強
くなつているが、指令位置と実際位置との間には偏差、
いわゆるドループ13（第６図参照）がある。このドルー
プ13が生じる理由はサーボ制御部２において、加減速制
御を行ない、かつ位置のフイードバツクループを組むた
めに、時間的遅れが存在することにある。このドループ
は一般的に、指令速度に比例して増大する。したがつ
て、原点復帰の際、マーカを検出した瞬間において、メ
インプロセツサ１はその時の指令位置を基準に原点位置
を計算するのであるが、実際位置はドループだけ異なる
のであるから、原点位置もドループ分だけずれることに
なる。したがつて、原点位置の精度を上げるためには、
ドループを無視できるほど小さくする必要があり、マー
カを検出するときに、減速する必要がある。また、マー
カを検出したことをメインプロセツサが知る応答時間も
原点位置の精度を悪化させる原因となり、このためにも
マーカを検出するときに減速する必要がある。このよう
に、マーカを検出する前に十分減速する必要があるた
め、原点復帰の動作が非常に遅いという問題点があつ
た。
この発明に係る数値制御装置の原点復帰方式は指令位
置およびこの指令位置と実際位置との差を監視する監視
手段を設け、この監視手段の持つデータによつて原点位
置までの残り移動量をドループの影響を無くすように計
算して制御するようにしたものである。
置およびこの指令位置と実際位置との差を監視する監視
手段を設け、この監視手段の持つデータによつて原点位
置までの残り移動量をドループの影響を無くすように計
算して制御するようにしたものである。
この発明はサーボ制御部の中に存在するドループの影
響をなくすことができ、しかもメインプロセツサの処理
の遅れがあつたとしても、高速で高精度の原点復帰を実
現することができる。
響をなくすことができ、しかもメインプロセツサの処理
の遅れがあつたとしても、高速で高精度の原点復帰を実
現することができる。
第１図はこの発明に係る数値制御装置の原点復帰方式
の一実施例を示すブロツク図である。同図において、14
はマーカ検出信号7bが入力したとき、そのときのドルー
プ信号14aを下記の原点復帰監視部に出力するサーボ制
御部、15はこのサーボ制御部14から入力するドループ信
号14aを監視すると共に、メインプロセツサ１から入力
する移動指令信号ａを監視し、マーカ受信信号15aおよ
びマーカ位置情報15bをメインプロセツサ１に出力する
原点復帰監視部である。なお、マーカ検出時のドループ
および指令位置を総称してマーカ位置情報と称するもの
とする。
の一実施例を示すブロツク図である。同図において、14
はマーカ検出信号7bが入力したとき、そのときのドルー
プ信号14aを下記の原点復帰監視部に出力するサーボ制
御部、15はこのサーボ制御部14から入力するドループ信
号14aを監視すると共に、メインプロセツサ１から入力
する移動指令信号ａを監視し、マーカ受信信号15aおよ
びマーカ位置情報15bをメインプロセツサ１に出力する
原点復帰監視部である。なお、マーカ検出時のドループ
および指令位置を総称してマーカ位置情報と称するもの
とする。
次に、上記構成による数値制御装置の原点復帰方式の
動作について第２図および第３図を参照して説明する。
まず、メインプロセツサ１は決められた方向に速度で移
動させるため、指令位置16で示す移動指令ａをサーボ制
御部14に出力する。したがつて、サーボ制御部14はその
移動指令ａを受けてモータ３を駆動制御する。このた
め、ボールネジ４が回転し、機械部５が第２図の実際位
置17で示すように移動する。そして、リニアパルススケ
ーラ６が移動し、読取りヘツド７がマーカ6a（第２図に
おけるマーカ位置Ｐ1）を検出すると、マーカ検出信号7
bを原点復帰監視部15に出力する。したがつて、この原
点復帰監視部15はその瞬間のドループおよび指令位置
（なお、これは移動指令ａの累積値である）を記憶する
と共に、マーカ受信信号15aをメインプロセツサ１に出
力し、マーカ6aを受信したことを伝える。したがつて、
メインプロセツサ１はマーカ受信信号15aが入力したと
き、マーカ位置情報15bを読みとることができる。ここ
で、第２図に示すように、マーカ検出時のドループ13を
D,指令位置をＰM，予め定められたマーカから原点まで
の距離をＰX，メインプロセツサ１がこの計算を行なお
うとする瞬間の指令位置をＰPとすると、原点Ｐ2（第２
図参照）までの残り移動量ＰRは次式で示すことができ
る。
動作について第２図および第３図を参照して説明する。
まず、メインプロセツサ１は決められた方向に速度で移
動させるため、指令位置16で示す移動指令ａをサーボ制
御部14に出力する。したがつて、サーボ制御部14はその
移動指令ａを受けてモータ３を駆動制御する。このた
め、ボールネジ４が回転し、機械部５が第２図の実際位
置17で示すように移動する。そして、リニアパルススケ
ーラ６が移動し、読取りヘツド７がマーカ6a（第２図に
おけるマーカ位置Ｐ1）を検出すると、マーカ検出信号7
bを原点復帰監視部15に出力する。したがつて、この原
点復帰監視部15はその瞬間のドループおよび指令位置
（なお、これは移動指令ａの累積値である）を記憶する
と共に、マーカ受信信号15aをメインプロセツサ１に出
力し、マーカ6aを受信したことを伝える。したがつて、
メインプロセツサ１はマーカ受信信号15aが入力したと
き、マーカ位置情報15bを読みとることができる。ここ
で、第２図に示すように、マーカ検出時のドループ13を
D,指令位置をＰM，予め定められたマーカから原点まで
の距離をＰX，メインプロセツサ１がこの計算を行なお
うとする瞬間の指令位置をＰPとすると、原点Ｐ2（第２
図参照）までの残り移動量ＰRは次式で示すことができ
る。
ＰR＝ＰX−（ＰP−ＰM＋Ｄ） したがつて、マーカ検出時の速度がいくら高速であつ
ても、またマークを検出してからメインプロセツサ１が
処理する時間Ｔ（第２図参照）がいくら大きくても、前
記ＰP,PM,Dが正確に把握されているので、残りの移動量
の計算は正しく行なわれ、減速することなしに高精度な
原点復帰を行なうことができる。なお、メインプロセツ
サ１の処理時点ｔ2（第２図参照）において、処理中に
指令位置が変化しないことであり、これはメインプロセ
ツサにおけるサーボ制御部14への指令の与え方により容
易に解決できることはもちろんである。どうしても、原
点復帰の処理とサーボ処理部14への指令を与える処理と
の同期をとることが困難であれば、一旦移動指令を停止
させる必要があるが、メインプロセツサ１が前記の式を
計算する間だけなので、通常はほとんど機械部の動きに
影響を与えることはない。また、位置検出器として、ロ
ータリエンコーダを用いた場合には、第３図に示すよう
に、エンコーダの１回転（ボールネジのリードが例えば
10mmとすれば、機械部の動きの10mmに相当する）ごと
に、マーカが発生し、そのマーカ位置をＰ1a,P1b,P1ｃ
で示す。したがつて、機械部の全ストロークの中で、ど
のマーカを基準に原点Ｐ2を決めるかという判定のた
め、ドグとリミツトスイツチおよび、ドループがマーカ
の１周期を超えないようにある程度の減速は必要であ
り、時刻ｔ1で減速ドグがオンになり、時刻ｔ2で減速ド
グがオフになり、時刻ｔ3でマーカを検出し、時刻ｔ4で
メインプロセツサ１の処理時点を示す。このようにし
て、原点復帰を高速に、高精度に行なうことができる。
ても、またマークを検出してからメインプロセツサ１が
処理する時間Ｔ（第２図参照）がいくら大きくても、前
記ＰP,PM,Dが正確に把握されているので、残りの移動量
の計算は正しく行なわれ、減速することなしに高精度な
原点復帰を行なうことができる。なお、メインプロセツ
サ１の処理時点ｔ2（第２図参照）において、処理中に
指令位置が変化しないことであり、これはメインプロセ
ツサにおけるサーボ制御部14への指令の与え方により容
易に解決できることはもちろんである。どうしても、原
点復帰の処理とサーボ処理部14への指令を与える処理と
の同期をとることが困難であれば、一旦移動指令を停止
させる必要があるが、メインプロセツサ１が前記の式を
計算する間だけなので、通常はほとんど機械部の動きに
影響を与えることはない。また、位置検出器として、ロ
ータリエンコーダを用いた場合には、第３図に示すよう
に、エンコーダの１回転（ボールネジのリードが例えば
10mmとすれば、機械部の動きの10mmに相当する）ごと
に、マーカが発生し、そのマーカ位置をＰ1a,P1b,P1ｃ
で示す。したがつて、機械部の全ストロークの中で、ど
のマーカを基準に原点Ｐ2を決めるかという判定のた
め、ドグとリミツトスイツチおよび、ドループがマーカ
の１周期を超えないようにある程度の減速は必要であ
り、時刻ｔ1で減速ドグがオンになり、時刻ｔ2で減速ド
グがオフになり、時刻ｔ3でマーカを検出し、時刻ｔ4で
メインプロセツサ１の処理時点を示す。このようにし
て、原点復帰を高速に、高精度に行なうことができる。
以上詳細に説明したように、この発明に係る数値制御
装置の原点復帰方式によればドループの影響がなくな
り、しかもメインプロセツサの処理の遅れがあつても、
高速，高精度の原点復帰を実現することができる効果が
ある。
装置の原点復帰方式によればドループの影響がなくな
り、しかもメインプロセツサの処理の遅れがあつても、
高速，高精度の原点復帰を実現することができる効果が
ある。
第１図はこの発明に係る数値制御装置の原点復帰方式の
一実施例を示すブロツク図、第２図および第３図は第１
図の動作を示す指令位置と実際位置の関係を示す図、第
４図は従来の数値制御装置の原点復帰方式を示すブロツ
ク図、第５図（ａ）〜第５図（ｃ）は第４図のリニアパ
ルススケールの出力波形を示すタイムチヤート、第６図
は第４図の動作を示す指令位置と実際位置の関係を示す
図である。 １……メインプロセツサ、３……モータ、４……ボール
ネジ、５……機械台、６……リニアパルススケール、７
……読取りヘツド、14……サーボ制御部、15……原点復
帰監視部。
一実施例を示すブロツク図、第２図および第３図は第１
図の動作を示す指令位置と実際位置の関係を示す図、第
４図は従来の数値制御装置の原点復帰方式を示すブロツ
ク図、第５図（ａ）〜第５図（ｃ）は第４図のリニアパ
ルススケールの出力波形を示すタイムチヤート、第６図
は第４図の動作を示す指令位置と実際位置の関係を示す
図である。 １……メインプロセツサ、３……モータ、４……ボール
ネジ、５……機械台、６……リニアパルススケール、７
……読取りヘツド、14……サーボ制御部、15……原点復
帰監視部。
Claims (1)
- 【請求項１】最少移動量を弁別するパルスと１周期また
は全ストロークで１つ出るパルスとを出力する、ロータ
リーエンコーダやリニアパルススケールである位置検出
器を用いてサーボ制御を行なう数値制御装置において、
前記位置検出器がマーカを検出し、マーカ検出信号を出
力したとき、そのマーカ検出時のドループＤ及び指令位
置ＰM、予め定められたマーカから原点までの距離ＰX、
メインプロセツサが計算を行なおうとする瞬間の指令位
置ＰPから、原点位置までの残り移動量ＰRを、ＰR＝ＰX
−（ＰP−ＰM＋Ｄ）を用いて前記ドループＤの影響を無
くすように計算し、原点復帰するようにしたことを特徴
とする数値制御装置の原点復帰方式。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61003625A JPH083733B2 (ja) | 1986-01-13 | 1986-01-13 | 数値制御装置の原点復帰方式 |
| JP12385486U JPS62201457U (ja) | 1986-01-13 | 1986-08-12 | |
| JP12385386U JPS62197254U (ja) | 1986-01-13 | 1986-08-12 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61003625A JPH083733B2 (ja) | 1986-01-13 | 1986-01-13 | 数値制御装置の原点復帰方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62163108A JPS62163108A (ja) | 1987-07-18 |
| JPH083733B2 true JPH083733B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=11562675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61003625A Expired - Lifetime JPH083733B2 (ja) | 1986-01-13 | 1986-01-13 | 数値制御装置の原点復帰方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH083733B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2558252B2 (ja) * | 1986-02-19 | 1996-11-27 | フアナツク株式会社 | 原点復帰方法 |
| JPH0345178A (ja) * | 1989-07-11 | 1991-02-26 | Yokogawa Electric Corp | モータの位置制御システム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52147290A (en) * | 1976-06-03 | 1977-12-07 | Fanuc Ltd | Position determination system |
| JPS59229609A (ja) * | 1983-06-10 | 1984-12-24 | Toshiba Corp | 産業用ロボツトの制御装置 |
-
1986
- 1986-01-13 JP JP61003625A patent/JPH083733B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62163108A (ja) | 1987-07-18 |
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