JPH0854934A - 速度制御方法および位置決め装置 - Google Patents
速度制御方法および位置決め装置Info
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- JPH0854934A JPH0854934A JP6185717A JP18571794A JPH0854934A JP H0854934 A JPH0854934 A JP H0854934A JP 6185717 A JP6185717 A JP 6185717A JP 18571794 A JP18571794 A JP 18571794A JP H0854934 A JPH0854934 A JP H0854934A
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- Japan
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- speed
- profile
- target
- acceleration
- equation
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Automatic Disk Changers (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 被移動体の任意の目標位置までの移動所要時
間を短縮する。 【構成】 光ディスクカートリッジ２５が収納される複
数のセル１５ａを備えた収納棚１５、光ディスク駆動装
置２４、収納棚１５と光ディスク駆動装置２４との間に
おける光ディスクカートリッジ２５の移動動作を行う搬
送機構１６と、プーリ１８と１９の間に張架されたベル
ト１７を介して搬送機構１６を駆動するＤＣサーボモー
タ１とを含む光ディスクオートチェンジャ２０におい
て、搬送機構１６が光ディスクカートリッジ２５を光デ
ィスク駆動装置２４からセル１５ａ（NO.n）まで搬送す
る場合、まず上位装置２３から搬送命令が届き、論理回
路２１が移動距離Ｌr を算出した後、速度が大きくなる
と加速度と減速度が小さくなるような目標速度プロファ
イルを設定し、この目標速度プロファイルに従って、出
発点から目標点までモータドライブ回路２２がＤＣサー
ボモータ１を駆動する。
間を短縮する。 【構成】 光ディスクカートリッジ２５が収納される複
数のセル１５ａを備えた収納棚１５、光ディスク駆動装
置２４、収納棚１５と光ディスク駆動装置２４との間に
おける光ディスクカートリッジ２５の移動動作を行う搬
送機構１６と、プーリ１８と１９の間に張架されたベル
ト１７を介して搬送機構１６を駆動するＤＣサーボモー
タ１とを含む光ディスクオートチェンジャ２０におい
て、搬送機構１６が光ディスクカートリッジ２５を光デ
ィスク駆動装置２４からセル１５ａ（NO.n）まで搬送す
る場合、まず上位装置２３から搬送命令が届き、論理回
路２１が移動距離Ｌr を算出した後、速度が大きくなる
と加速度と減速度が小さくなるような目標速度プロファ
イルを設定し、この目標速度プロファイルに従って、出
発点から目標点までモータドライブ回路２２がＤＣサー
ボモータ１を駆動する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、速度制御技術および位
置決め技術全般に関し、特に、たとえば光ディスク装置
におけるディスクオートチェンジャ等に用いられる位置
決め装置に適用して有効な技術に関する。
置決め技術全般に関し、特に、たとえば光ディスク装置
におけるディスクオートチェンジャ等に用いられる位置
決め装置に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に光ディスク装置におけるディスク
オートチェンジャは、多数の光ディスクカートリッジが
連続的、規則的に配置された媒体収納棚（セル）から必
要なカートリッジを媒体搬送機構が自動的に取り出し、
光ディスク装置まで搬送して装填し、上記光ディスク装
置による再生／記録を実施した後、再び上記媒体搬送機
構により上記カートリッジを上記光ディスク装置から上
記媒体収納棚に戻す機能を有している。
オートチェンジャは、多数の光ディスクカートリッジが
連続的、規則的に配置された媒体収納棚（セル）から必
要なカートリッジを媒体搬送機構が自動的に取り出し、
光ディスク装置まで搬送して装填し、上記光ディスク装
置による再生／記録を実施した後、再び上記媒体搬送機
構により上記カートリッジを上記光ディスク装置から上
記媒体収納棚に戻す機能を有している。
【０００３】上記搬送機構は、駆動源として、たとえば
ＤＣサーボモータが用いられており、搬送時の速度制御
機構の代表例を図１１に示す。すなわち、同図におい
て、２０１は上記搬送機構を移動させるＤＣサーボモー
タ、２０２はこのＤＣサーボモータ２０１の回転速度に
比例した電圧を出力するタコゼネレータ等からなる速度
検出器、２０３は一定時間毎に入力させるクロックパル
スにより、そのパルスの入力された時間に対応する目標
速度Ｖｄ（ディジタル値）を出力する速度テーブル、２
０４はＶｄをディジタル値からアナログ値Ｖａに変換す
るＤ／Ａ変換器、２０７はこのサーボ系の安定性を向上
させる位相補償回路、２０８はＤＣサーボモータ２０１
を駆動するパワーアンプ、２０９はこの搬送系の負荷を
示す。
ＤＣサーボモータが用いられており、搬送時の速度制御
機構の代表例を図１１に示す。すなわち、同図におい
て、２０１は上記搬送機構を移動させるＤＣサーボモー
タ、２０２はこのＤＣサーボモータ２０１の回転速度に
比例した電圧を出力するタコゼネレータ等からなる速度
検出器、２０３は一定時間毎に入力させるクロックパル
スにより、そのパルスの入力された時間に対応する目標
速度Ｖｄ（ディジタル値）を出力する速度テーブル、２
０４はＶｄをディジタル値からアナログ値Ｖａに変換す
るＤ／Ａ変換器、２０７はこのサーボ系の安定性を向上
させる位相補償回路、２０８はＤＣサーボモータ２０１
を駆動するパワーアンプ、２０９はこの搬送系の負荷を
示す。
【０００４】次に、上記ＤＣサーボモータ２０１の周辺
の駆動系回路の概要を図１２に示す。この図１２で図１
１と同一番号は同じものを表す。図１２において、２１
０はパワーアンプ２０８（図１１）の出力電圧ｅ、２１
１はＤＣサーボモータ２０１の抵抗成分Ｒ、２１２はイ
ンダクタンス成分Ｌ、２１３はＤＣサーボモータ２０１
の回転に伴う逆起電力ｅm 、２１４は摩擦抵抗トルクＴ
f を示す。この図１２より、逆起電力は、
の駆動系回路の概要を図１２に示す。この図１２で図１
１と同一番号は同じものを表す。図１２において、２１
０はパワーアンプ２０８（図１１）の出力電圧ｅ、２１
１はＤＣサーボモータ２０１の抵抗成分Ｒ、２１２はイ
ンダクタンス成分Ｌ、２１３はＤＣサーボモータ２０１
の回転に伴う逆起電力ｅm 、２１４は摩擦抵抗トルクＴ
f を示す。この図１２より、逆起電力は、
【０００５】
【数１】
【０００６】電圧関係式は、
【０００７】
【数２】
【０００８】トルク関係式は、
【０００９】
【数３】
【００１０】の関係式が成立する。通常、ＬとＴf は小
さいため、無視できる場合が多いので、上記の第（２）
式と第（３）式は、
さいため、無視できる場合が多いので、上記の第（２）
式と第（３）式は、
【００１１】
【数４】
【００１２】
【数５】
【００１３】となる（ここで、Ｋb ：誘起電圧定数、
θ：モータ回転角、ｉ：モータ電流、Ｔ：モータ発生ト
ルク、Ｊ：負荷２０９の慣性モーメント、をそれぞれ示
す）。第（４）式より、
θ：モータ回転角、ｉ：モータ電流、Ｔ：モータ発生ト
ルク、Ｊ：負荷２０９の慣性モーメント、をそれぞれ示
す）。第（４）式より、
【００１４】
【数６】
【００１５】となり、第（１）式を第（６）式に代入す
ると、
ると、
【００１６】
【数７】
【００１７】となる。
【００１８】パワーアンプ２０８の出力電圧ｅは制御
中、時々刻々変化するが、常にこの図１２の回路の電源
電圧ＥP （図示は省略）を超えることはできない。すな
わち、ｅ≦ＥP であり、これを第（７）式に代入する
と、
中、時々刻々変化するが、常にこの図１２の回路の電源
電圧ＥP （図示は省略）を超えることはできない。すな
わち、ｅ≦ＥP であり、これを第（７）式に代入する
と、
【００１９】
【数８】
【００２０】となる。
【００２１】また、ＤＣサーボモータ２０１の回転速度
ｄθ／ｄｔと、速度検出器２０２により検出された現在
速度Ｖr （図１１）とは比例関係にあるため、
ｄθ／ｄｔと、速度検出器２０２により検出された現在
速度Ｖr （図１１）とは比例関係にあるため、
【００２２】
【数９】
【００２３】となる。（Ｃ1 は定数） これを第（８）式に代入すると、
【００２４】
【数１０】
【００２５】となる。
【００２６】したがって、
【００２７】
【数１１】
【００２８】が得られる。
【００２９】この式は、図４のように「（Ａ）現在速度
Ｖr が大きくなれば逆起電力ｅm が大きくなるために、
モータの最大電流（ｉ）max が小さくなる」ことを意味
している。
Ｖr が大きくなれば逆起電力ｅm が大きくなるために、
モータの最大電流（ｉ）max が小さくなる」ことを意味
している。
【００３０】現在位置の加速度をαr とすると、第
（９）式より、
（９）式より、
【００３１】
【数１２】
【００３２】
【数１３】
【００３３】となる。
【００３４】これを第（５）式に代入して、
【００３５】
【数１４】
【００３６】
【数１５】
【００３７】となる。
【００３８】よって、
【００３９】
【数１６】
【００４０】が成立する。
【００４１】したがって、第（１１）式と第（１６）式
より、「（Ｂ）現在速度Ｖr が大きくなるほど、モータ
により達成可能な加速度は小さくなる」ことが判る。
より、「（Ｂ）現在速度Ｖr が大きくなるほど、モータ
により達成可能な加速度は小さくなる」ことが判る。
【００４２】さて、従来の搬送機構の目標速度プロファ
イル（目標位置までの速度軌跡の目標プロファイル）
は、たとえば、日刊工業新聞社、１９８６年１０月発
行、安川電機製作所編「メカトロニクスのサーボ技術入
門」第ＶＩＩ章サーボの応用例Ｐ１７４，Ｐ１７５の図
ＶＩＩ・７・６、にその形状が記載されているように、
最初は、一定の加速度（αa ) で加速し、最高速度Ｖ
max に到達した後はある時間等速で移動し、その後、一
定の減速度（αd ）で減速する台形の形状をなしている
（図６）。したがって、上記の第（１６）式および
（Ｂ）で記載した内容を考慮すると、速度プロファイル
の加速度と減速度は、
イル（目標位置までの速度軌跡の目標プロファイル）
は、たとえば、日刊工業新聞社、１９８６年１０月発
行、安川電機製作所編「メカトロニクスのサーボ技術入
門」第ＶＩＩ章サーボの応用例Ｐ１７４，Ｐ１７５の図
ＶＩＩ・７・６、にその形状が記載されているように、
最初は、一定の加速度（αa ) で加速し、最高速度Ｖ
max に到達した後はある時間等速で移動し、その後、一
定の減速度（αd ）で減速する台形の形状をなしている
（図６）。したがって、上記の第（１６）式および
（Ｂ）で記載した内容を考慮すると、速度プロファイル
の加速度と減速度は、
【００４３】
【数１７】
【００４４】となり、α0 はＶr が大きくなるほど小さ
くなるため最高速度時（Ｖr ＝Ｖmax）が最も小さく
（α0 ＝Ｃ3 （Ｅp −Ｃ2 Ｖmax ）／Ｒ≡α0min）な
る。よってαa とαd は図５のようにα0minより小さく
する必要がある。
くなるため最高速度時（Ｖr ＝Ｖmax）が最も小さく
（α0 ＝Ｃ3 （Ｅp −Ｃ2 Ｖmax ）／Ｒ≡α0min）な
る。よってαa とαd は図５のようにα0minより小さく
する必要がある。
【００４５】すなわち、従来の搬送系は最高速度時の大
きな逆起電力ｅm によりモータ電流が小さくなり、それ
から得られる加速度／減速度も小さくなるため、目標台
形速度プロファイルの加速・減速部が各々一定勾配の直
線であるので、目標加速度／減速度（αa ／αd ）を小
さくせざるを得なかった。
きな逆起電力ｅm によりモータ電流が小さくなり、それ
から得られる加速度／減速度も小さくなるため、目標台
形速度プロファイルの加速・減速部が各々一定勾配の直
線であるので、目標加速度／減速度（αa ／αd ）を小
さくせざるを得なかった。
【００４６】
【発明が解決しようとする課題】従来の搬送系において
は、上記したように目標速度プロファイルの加速度／減
速度を最高速度時の大きな逆起電力により低下するモー
タ電流から得られる小さな値（α0min）にまで制限せざ
るをえなかった。すなわち、低速時（Ｖr ≪Ｖma x ）に
は、逆起電力ｅm が最高速度近辺に比べて小さく、モー
タ電流が大きくなるために、モータにより達成可能な加
速度／減速度が大きくなるので、もっと低速時の目標加
速度を大きくできる（α0 ≫α0min）にもかかわらず、
目標プロファイルの台形形状の制限により小さな加速度
α0min以下に均一に設定されてしまった。
は、上記したように目標速度プロファイルの加速度／減
速度を最高速度時の大きな逆起電力により低下するモー
タ電流から得られる小さな値（α0min）にまで制限せざ
るをえなかった。すなわち、低速時（Ｖr ≪Ｖma x ）に
は、逆起電力ｅm が最高速度近辺に比べて小さく、モー
タ電流が大きくなるために、モータにより達成可能な加
速度／減速度が大きくなるので、もっと低速時の目標加
速度を大きくできる（α0 ≫α0min）にもかかわらず、
目標プロファイルの台形形状の制限により小さな加速度
α0min以下に均一に設定されてしまった。
【００４７】したがって、低速時の加速度を最高速度の
近辺の加速度よりも大きくする場合と比べて、目標位置
への移動時間が余分にかかるという問題があった。
近辺の加速度よりも大きくする場合と比べて、目標位置
への移動時間が余分にかかるという問題があった。
【００４８】本発明の目的は、被移動体の任意の目標位
置までの移動所要時間を短縮することが可能な速度制御
技術を提供することにある。
置までの移動所要時間を短縮することが可能な速度制御
技術を提供することにある。
【００４９】本発明の目的は、被移動体の任意の目標位
置までの移動所要時間を短縮することが可能な位置決め
技術を提供することにある。
置までの移動所要時間を短縮することが可能な位置決め
技術を提供することにある。
【００５０】
【課題を解決するための手段】本発明では、目標速度プ
ロファイルを次のように改善した。
ロファイルを次のように改善した。
【００５１】すなわち、図７のように最高速度Ｖmax 近
辺の加速度はα0min（図５参照）以下にし、速度が小さ
くなるにつれて、第（１７）式の関係にしたがって連続
的に加速度と減速度が大きくなり、速度０の時に加速度
がα0max以下になるような曲線とした（図８のＣｒ5)。
また、同様の加速／減速特性を持つように、加速部およ
び減速部の各々を複数段の折れ線（２段の場合は図９の
Ｃｒ6 、３段以上の場合は図１０のＣｒ8)となるように
構成した。
辺の加速度はα0min（図５参照）以下にし、速度が小さ
くなるにつれて、第（１７）式の関係にしたがって連続
的に加速度と減速度が大きくなり、速度０の時に加速度
がα0max以下になるような曲線とした（図８のＣｒ5)。
また、同様の加速／減速特性を持つように、加速部およ
び減速部の各々を複数段の折れ線（２段の場合は図９の
Ｃｒ6 、３段以上の場合は図１０のＣｒ8)となるように
構成した。
【００５２】
【作用】本発明によれば、低速時の加速度と減速度を高
速時の加速度と減速度よりも大きくできるので、所望の
目標位置までの移動所要時間を短縮することができる。
速時の加速度と減速度よりも大きくできるので、所望の
目標位置までの移動所要時間を短縮することができる。
【００５３】すなわち、図８において、従来の制御技術
の場合の速度制御のプロファイルＣr4と本発明の場合の
プロファイルＣr5の各々によって囲まれる図形の面積
は、目標位置までの距離を意味しており、同一の目標位
置に移動させる場合、両者で同じになるが、加速部およ
び減速部における本発明の場合のプロファイルＣr5はよ
り凸形であるため、加速部および減速部における面積が
大きくなり、最高速度までの到達時間および停止までの
減速の所要時間が少なくなり、最高速度が等しい場合、
その分だけ、従来の場合よりも、プロファイルの全体が
図の左側にシフトすることとなり、目標位置までの所要
時間を従来よりも短縮することができることが判る（Ｔ
N ＜ＴP ）。
の場合の速度制御のプロファイルＣr4と本発明の場合の
プロファイルＣr5の各々によって囲まれる図形の面積
は、目標位置までの距離を意味しており、同一の目標位
置に移動させる場合、両者で同じになるが、加速部およ
び減速部における本発明の場合のプロファイルＣr5はよ
り凸形であるため、加速部および減速部における面積が
大きくなり、最高速度までの到達時間および停止までの
減速の所要時間が少なくなり、最高速度が等しい場合、
その分だけ、従来の場合よりも、プロファイルの全体が
図の左側にシフトすることとなり、目標位置までの所要
時間を従来よりも短縮することができることが判る（Ｔ
N ＜ＴP ）。
【００５４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
【００５５】図１は本発明の一実施例である速度制御方
法および位置決め装置の一例を示す概念図であり、図２
は、その制御系の構成の一例を示す概念図、図３は、そ
の作用の一例を示すフローチャートである。
法および位置決め装置の一例を示す概念図であり、図２
は、その制御系の構成の一例を示す概念図、図３は、そ
の作用の一例を示すフローチャートである。
【００５６】本実施例では、位置決め装置の一例とし
て、光ディスクオートチェンジャ２０に適用した場合を
例に採って説明する。
て、光ディスクオートチェンジャ２０に適用した場合を
例に採って説明する。
【００５７】図１において、１５は複数の光ディスクカ
ートリッジ２５を個別に積載収納する複数のセル１５ａ
（NO.1〜NO.n，・・・）を備えた収納棚、１６は光ディ
スクカートリッジ２５の搬送機構、１７はＤＣサーボモ
ータ１により駆動され、搬送機構１６を上下に駆動する
ベルト、１８と１９はベルト１７が張架されるプーリ、
２１は光ディスクオートチェンジャ２０の制御を司る論
理回路、２２はＤＣサーボモータ１を駆動するモータド
ライブ回路、２３は光ディスクオートチェンジャ２０の
上位装置、２４は光ディスクカートリッジ２５内の光デ
ィスクを記録・再生する光ディスク駆動装置、２６は搬
送機構１６の上下運動をリニアベアリング（図は省略）
等で支承するガイドポストである。
ートリッジ２５を個別に積載収納する複数のセル１５ａ
（NO.1〜NO.n，・・・）を備えた収納棚、１６は光ディ
スクカートリッジ２５の搬送機構、１７はＤＣサーボモ
ータ１により駆動され、搬送機構１６を上下に駆動する
ベルト、１８と１９はベルト１７が張架されるプーリ、
２１は光ディスクオートチェンジャ２０の制御を司る論
理回路、２２はＤＣサーボモータ１を駆動するモータド
ライブ回路、２３は光ディスクオートチェンジャ２０の
上位装置、２４は光ディスクカートリッジ２５内の光デ
ィスクを記録・再生する光ディスク駆動装置、２６は搬
送機構１６の上下運動をリニアベアリング（図は省略）
等で支承するガイドポストである。
【００５８】図２に例示されるように、論理回路２１
は、後述のような目標速度プロファイルが記憶される目
標速度テーブル３（図２）を備えており、一定時間毎に
入力させるクロックパルスにより、そのパルスの入力さ
れた時間ｔに対応する目標速度Ｖｄ（ディジタル値）を
出力する機能を含む。
は、後述のような目標速度プロファイルが記憶される目
標速度テーブル３（図２）を備えており、一定時間毎に
入力させるクロックパルスにより、そのパルスの入力さ
れた時間ｔに対応する目標速度Ｖｄ（ディジタル値）を
出力する機能を含む。
【００５９】モータドライブ回路２２は、論理回路２１
から与えられる目標速度Ｖｄをディジタル値からアナロ
グ値Ｖａに変換するＤ／Ａ変換器４、サーボ系の安定性
を向上させる位相補償回路７、ＤＣサーボモータ１を駆
動するパワーアンプ８を備えており、プーリ１８、ベル
ト１７を介して搬送機構１６（負荷）を駆動するＤＣサ
ーボモータ１の速度検出器２からの現在速度Ｖr を帰還
入力とする閉ループ制御によって搬送機構１６の移動動
作を制御する。
から与えられる目標速度Ｖｄをディジタル値からアナロ
グ値Ｖａに変換するＤ／Ａ変換器４、サーボ系の安定性
を向上させる位相補償回路７、ＤＣサーボモータ１を駆
動するパワーアンプ８を備えており、プーリ１８、ベル
ト１７を介して搬送機構１６（負荷）を駆動するＤＣサ
ーボモータ１の速度検出器２からの現在速度Ｖr を帰還
入力とする閉ループ制御によって搬送機構１６の移動動
作を制御する。
【００６０】また、特に、図示しないが、たとえばＤＣ
サーボモータ１に設けられたロータリエンコーダや、搬
送機構１６を案内するガイドポスト２６に設けられたリ
ニアセンサ等により、搬送機構１６の現在位置を検出す
ることができる構成となっている。
サーボモータ１に設けられたロータリエンコーダや、搬
送機構１６を案内するガイドポスト２６に設けられたリ
ニアセンサ等により、搬送機構１６の現在位置を検出す
ることができる構成となっている。
【００６１】本実施例の場合、論理回路２１における目
標速度テーブル３に設定される目標速度プロファイルと
しては、図７で示すような加速度・減速度が第（１７）
式の関係にしたがって、速度が大きくなるにつれて連続
的に小さくなるプロファイル（第１の実施例）を採用す
る。この時、αa ，αd ＜α0 ＝Ｃ3 （Ｅp −Ｃ
2 Ｖr ）／Ｒとする必要があり、
標速度テーブル３に設定される目標速度プロファイルと
しては、図７で示すような加速度・減速度が第（１７）
式の関係にしたがって、速度が大きくなるにつれて連続
的に小さくなるプロファイル（第１の実施例）を採用す
る。この時、αa ，αd ＜α0 ＝Ｃ3 （Ｅp −Ｃ
2 Ｖr ）／Ｒとする必要があり、
【００６２】
【数１８】
【００６３】
【数１９】
【００６４】αa は速度プロファイルの加速度（＝
α）、Ｖr は速度（＝Ｖ）であり、α＝ｄＶ／ｄｔであ
るから、第（１８）式は、
α）、Ｖr は速度（＝Ｖ）であり、α＝ｄＶ／ｄｔであ
るから、第（１８）式は、
【００６５】
【数２０】
【００６６】とすることができ、この式はさらに、
【００６７】
【数２１】
【００６８】と変形できる。
【００６９】この式はＶのｔに関する一次微分方程式で
あり、これを解くと、
あり、これを解くと、
【００７０】
【数２２】
【００７１】の解が得られる。
【００７２】次に、この速度プロファイルの加速が終わ
って等速部が始まる時間ｔ1 を求める。上記第（２２）
式にｔ＝ｔ1 、Ｖ＝Ｖmax を代入すると、
って等速部が始まる時間ｔ1 を求める。上記第（２２）
式にｔ＝ｔ1 、Ｖ＝Ｖmax を代入すると、
【００７３】
【数２３】
【００７４】が得られる。この式からｔ1 を求めると、
【００７５】
【数２４】
【００７６】となる。
【００７７】次に、加速時に移動する距離Ｌa を求め
る。
る。
【００７８】
【数２５】
【００７９】また、減速時に移動する距離Ｌd は第（２
５）式中のＣ4 をＣ5 （＞Ｃ2 ）に置き換えれば求ま
り、
５）式中のＣ4 をＣ5 （＞Ｃ2 ）に置き換えれば求ま
り、
【００８０】
【数２６】
【００８１】となる。
【００８２】したがって、最大移動距離をＬs とする
と、最高速度Ｖmax で移動する時間ｔ2 は、
と、最高速度Ｖmax で移動する時間ｔ2 は、
【００８３】
【数２７】
【００８４】となる。
【００８５】また、減速に要する時間ｔ3 は第（２４）
式中のＣ4 をＣ5 に置き換えればよく、
式中のＣ4 をＣ5 に置き換えればよく、
【００８６】
【数２８】
【００８７】として得られる。
【００８８】したがって、Ｌs 、Ｖmax が与えられれ
ば、Ｃ4 とＣ5 を適切に決定することにより、第（２
２),（２４）,(２７),（２８）式から最大ストロークの
速度プロファイルを一義的に設計できる。
ば、Ｃ4 とＣ5 を適切に決定することにより、第（２
２),（２４）,(２７),（２８）式から最大ストロークの
速度プロファイルを一義的に設計できる。
【００８９】さて、次に最大ストロークＬs より小さい
移動距離Ｌr が任意に与えられた時にそれに対応する目
標速度プロファイルをどのように決定するのかについて
説明する。
移動距離Ｌr が任意に与えられた時にそれに対応する目
標速度プロファイルをどのように決定するのかについて
説明する。
【００９０】まず、図７の加速部αa のプロファイルに
したがってＶmax まで加速した後、曲線Ｃr0（αd と同
一形状）にしたがってすぐに減速する場合（Ｖmax の等
速部なし）の移動時間ｔ0 と移動距離Ｌ0 について求め
る。
したがってＶmax まで加速した後、曲線Ｃr0（αd と同
一形状）にしたがってすぐに減速する場合（Ｖmax の等
速部なし）の移動時間ｔ0 と移動距離Ｌ0 について求め
る。
【００９１】加速部の所要時間はｔ1 、減速部の所要時
間はｔ3 であるから、 ｔ＝ｔ1 ＋ｔ3 となる。
間はｔ3 であるから、 ｔ＝ｔ1 ＋ｔ3 となる。
【００９２】次に、与えられた移動距離Ｌr がＬ0 より
も大きい時（図７の曲線Ｃr1の場合）には、Ｖmax の等
速部分が存在し、その等速移動時間をｔ4 とすると、第
（２７）式のＬs をＬr に置き換えて、
も大きい時（図７の曲線Ｃr1の場合）には、Ｖmax の等
速部分が存在し、その等速移動時間をｔ4 とすると、第
（２７）式のＬs をＬr に置き換えて、
【００９３】
【数２９】
【００９４】となる。
【００９５】一方、Ｌr がＬ0 よりも小さい時（図７の
Ｃr3の場合）には、予め速度プロファイルの頂点の速度
Ｖ5 をパラメータとして、加速時間ｔ5 と移動距離Ｌr
をそれぞれ下記の如く求めておく。すなわち、第（２
４）式中のＶmax をＶ5 に置き換えることにより、
Ｃr3の場合）には、予め速度プロファイルの頂点の速度
Ｖ5 をパラメータとして、加速時間ｔ5 と移動距離Ｌr
をそれぞれ下記の如く求めておく。すなわち、第（２
４）式中のＶmax をＶ5 に置き換えることにより、
【００９６】
【数３０】
【００９７】として得られる。
【００９８】また、加速距離Ｌa ′と減速距離Ｌd ′は
第（２５）式と第（２６）式中のＶmax をＶ5 に置き換
えることにより、
第（２５）式と第（２６）式中のＶmax をＶ5 に置き換
えることにより、
【００９９】
【数３１】
【０１００】
【数３２】
【０１０１】よって、
【０１０２】
【数３３】
【０１０３】したがって、Ｖ5 を０＜Ｖ5 ＜Ｖmax の範
囲で必要十分な点数だけ可変させた値に対するＬr とＴ
5 （Ｌr ，Ｔ5 ）を上記第（３１）式〜第（３３）式と
第（３０）式により求めてテーブルとして記憶しておけ
ば、Ｌr が与えられればこのテーブルによりｔ5 が求ま
り、速度プロファイルは一義的に決定できる。
囲で必要十分な点数だけ可変させた値に対するＬr とＴ
5 （Ｌr ，Ｔ5 ）を上記第（３１）式〜第（３３）式と
第（３０）式により求めてテーブルとして記憶しておけ
ば、Ｌr が与えられればこのテーブルによりｔ5 が求ま
り、速度プロファイルは一義的に決定できる。
【０１０４】さて、次に本実施例の動作について説明す
る。
る。
【０１０５】まず、最初は搬送機構１６が光ディスク駆
動装置２４の前に位置付いていたとし、次に上位装置２
３から光ディスク駆動装置２４に装填されている光ディ
スクカートリッジ２５を収納棚１５のセル１５ａ（NO.
n）まで搬送する命令が論理回路２１に対して発せられ
たとすると（ステップ１０１）、論理回路２１は移動す
べき距離Ｌr を算出し（ステップ１０２）、上述した手
順により、図７の速度プロファイルを決定し（ステップ
１０３）、図２の目標速度テーブル３に記憶する（ステ
ップ１０４）。その後、搬送機構１６は光ディスク駆動
装置２４から排出された光ディスクカートリッジ２５を
引き抜く。
動装置２４の前に位置付いていたとし、次に上位装置２
３から光ディスク駆動装置２４に装填されている光ディ
スクカートリッジ２５を収納棚１５のセル１５ａ（NO.
n）まで搬送する命令が論理回路２１に対して発せられ
たとすると（ステップ１０１）、論理回路２１は移動す
べき距離Ｌr を算出し（ステップ１０２）、上述した手
順により、図７の速度プロファイルを決定し（ステップ
１０３）、図２の目標速度テーブル３に記憶する（ステ
ップ１０４）。その後、搬送機構１６は光ディスク駆動
装置２４から排出された光ディスクカートリッジ２５を
引き抜く。
【０１０６】次に、論理回路２１内の目標速度テーブル
３からモータドライブ回路２２に対して目標速度Ｖが逐
次出力されて行き（ステップ１０５）、それがＤ／Ａ変
換器４によりアナログ値Ｖa に変換され、これから速度
検出器２により検出された現在速度Ｖr を減じて速度偏
差ΔＶが求まる。このΔＶが位相補償回路７およびパワ
ーアンプ８を経由して駆動電圧ｅ（伝達関数はＥ）とな
り、ＤＣサーボモータ１を駆動する。この動作を目標位
置に到達するまで繰り返す（ステップ１０６）。これに
より搬送機構１６はＤＣサーボモータ１からプーリ１８
とベルト１７を経由して駆動され、図７の速度プロファ
イルに従った速度で上方向に移動し、収納棚１５の目的
のセル１５ａ（NO.n）に到達する。
３からモータドライブ回路２２に対して目標速度Ｖが逐
次出力されて行き（ステップ１０５）、それがＤ／Ａ変
換器４によりアナログ値Ｖa に変換され、これから速度
検出器２により検出された現在速度Ｖr を減じて速度偏
差ΔＶが求まる。このΔＶが位相補償回路７およびパワ
ーアンプ８を経由して駆動電圧ｅ（伝達関数はＥ）とな
り、ＤＣサーボモータ１を駆動する。この動作を目標位
置に到達するまで繰り返す（ステップ１０６）。これに
より搬送機構１６はＤＣサーボモータ１からプーリ１８
とベルト１７を経由して駆動され、図７の速度プロファ
イルに従った速度で上方向に移動し、収納棚１５の目的
のセル１５ａ（NO.n）に到達する。
【０１０７】本実施例によれば、図８のプロファイルＣ
r5のように、従来（Ｃr4）と比較して、加速部では、移
動開始の初期には従来の加速度α2 よりも大きく、速度
が大きくなるに従って加速度が徐々に小さくなり、等速
部分に移行する直前で当該加速度α2 に等しい加速度α
1 になるような滑らかな凸形のプロファイルを持ち、同
様に減速部では、減速開始部で従来の減速度α3 にほぼ
等しい減速度α4 を持ち、以降、停止までは減速度が徐
々に大きくなるような滑らかな凸形のプロファイルを持
つため、加速度と減速度を従来よりも大きくでき、移動
に要する時間を短く（ＴN ＜ＴP ）することができる。
r5のように、従来（Ｃr4）と比較して、加速部では、移
動開始の初期には従来の加速度α2 よりも大きく、速度
が大きくなるに従って加速度が徐々に小さくなり、等速
部分に移行する直前で当該加速度α2 に等しい加速度α
1 になるような滑らかな凸形のプロファイルを持ち、同
様に減速部では、減速開始部で従来の減速度α3 にほぼ
等しい減速度α4 を持ち、以降、停止までは減速度が徐
々に大きくなるような滑らかな凸形のプロファイルを持
つため、加速度と減速度を従来よりも大きくでき、移動
に要する時間を短く（ＴN ＜ＴP ）することができる。
【０１０８】さらに、他の実施例として、目標速度プロ
ファイルの加速部と減速部を、それぞれ図９の折れ線Ｃ
r6（加速度αa1，αa2：減速度αd2，αd1）のように２
段にした場合（第２の実施例）や、図１０の折れ線Ｃr8
（加速度αa1〜αan：減速度αdn〜αd1）に例示される
ような３段以上にした場合（第３の実施例）等のよう
に、複数段で構成する場合が考えられる。
ファイルの加速部と減速部を、それぞれ図９の折れ線Ｃ
r6（加速度αa1，αa2：減速度αd2，αd1）のように２
段にした場合（第２の実施例）や、図１０の折れ線Ｃr8
（加速度αa1〜αan：減速度αdn〜αd1）に例示される
ような３段以上にした場合（第３の実施例）等のよう
に、複数段で構成する場合が考えられる。
【０１０９】この第２，第３の実施例によれば、第１の
実施例よりもより容易・簡便に速度プロファイルを作成
することができ、従来よりも同一距離を移動するのに要
する時間を短く（Ｔ1 ＜Ｔ2 ，Ｔ3 ＜Ｔ4 ）することが
できる。
実施例よりもより容易・簡便に速度プロファイルを作成
することができ、従来よりも同一距離を移動するのに要
する時間を短く（Ｔ1 ＜Ｔ2 ，Ｔ3 ＜Ｔ4 ）することが
できる。
【０１１０】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１１１】たとえば、モータとしては上記実施例にお
いて例示したＤＣサーボモータ等に限らずＡＣサーボモ
ータ等を用いる制御系であってもよく、適用技術分野も
光ディスクオートチェンジャのみに限定されない。
いて例示したＤＣサーボモータ等に限らずＡＣサーボモ
ータ等を用いる制御系であってもよく、適用技術分野も
光ディスクオートチェンジャのみに限定されない。
【０１１２】
【発明の効果】本発明の速度制御方法および位置決め装
置によれば、被移動体の任意の目標位置までの移動所要
時間を短縮することができる、という効果が得られる。
置によれば、被移動体の任意の目標位置までの移動所要
時間を短縮することができる、という効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例である光ディスクオートチェ
ンジャの速度制御方法および位置決め装置の一例を示す
概念図である。
ンジャの速度制御方法および位置決め装置の一例を示す
概念図である。
【図２】本発明の一実施例である速度制御方法および位
置決め装置の制御系の構成の一例を示す概念図である。
置決め装置の制御系の構成の一例を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施例である速度制御方法および位
置決め装置の動作の一例を示すフローチャートである。
置決め装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】モータの最大電流と搬送系の現在速度との関係
の一例を示す線図である。
の一例を示す線図である。
【図５】従来技術における台形速度プロファイルの加速
度と減速度のとりうる領域の一例を示す線図である。
度と減速度のとりうる領域の一例を示す線図である。
【図６】従来技術における速度プロファイルの形状の一
例を示す線図である。
例を示す線図である。
【図７】本発明の一実施例である速度制御方法および位
置決め装置における速度制御プロファイルの形状の一例
を示す線図である。
置決め装置における速度制御プロファイルの形状の一例
を示す線図である。
【図８】本発明の一実施例である速度制御方法および位
置決め装置における速度制御プロファイルの形状の一例
を従来技術の場合と対比して示す線図である。
置決め装置における速度制御プロファイルの形状の一例
を従来技術の場合と対比して示す線図である。
【図９】本発明の一実施例である速度制御方法および位
置決め装置における速度制御プロファイルの形状の一例
を従来技術の場合と対比して示す線図である。
置決め装置における速度制御プロファイルの形状の一例
を従来技術の場合と対比して示す線図である。
【図１０】本発明の一実施例である速度制御方法および
位置決め装置における速度制御プロファイルの形状の一
例を従来技術の場合と対比して示す線図である。
位置決め装置における速度制御プロファイルの形状の一
例を従来技術の場合と対比して示す線図である。
【図１１】従来の速度制御系の構成の一例を示す概念図
である。
である。
【図１２】従来の速度制御系および位置決め装置におけ
るＤＣサーボモータの周辺の駆動系の構成の一例を示す
回路図である。
るＤＣサーボモータの周辺の駆動系の構成の一例を示す
回路図である。
１・・・ＤＣサーボモータ（モータ）、２・・・速度検
出器、３・・・目標速度テーブル、４・・・Ｄ／Ａ変換
器、７・・・位相補償回路、８・・・パワーアンプ、１
５・・・収納棚、１５ａ・・・セル、１６・・・搬送機
構（被移動体）、１７・・・ベルト、１８，１９・・・
プーリ、２０・・・光ディスクオートチェンジャ、２１
・・・論理回路、２２・・・モータドライブ回路、２３
・・・上位装置、２４・・・光ディスク駆動装置、２５
・・・光ディスクカートリッジ、２６・・・ガイドポス
ト。
出器、３・・・目標速度テーブル、４・・・Ｄ／Ａ変換
器、７・・・位相補償回路、８・・・パワーアンプ、１
５・・・収納棚、１５ａ・・・セル、１６・・・搬送機
構（被移動体）、１７・・・ベルト、１８，１９・・・
プーリ、２０・・・光ディスクオートチェンジャ、２１
・・・論理回路、２２・・・モータドライブ回路、２３
・・・上位装置、２４・・・光ディスク駆動装置、２５
・・・光ディスクカートリッジ、２６・・・ガイドポス
ト。
Claims (4)
- 【請求項１】 モータにより所定の移動座標を移動され
る被移動体の速度を目標速度に従って制御する速度制御
方法であって、前記目標速度は、加速部では、速度が大
きくなるのに従って勾配が徐々に連続的に小さくなるよ
うな第１の凸形のプロファイルを成し、減速部では、速
度が小さくなるのに従って勾配が徐々に連続的に大きく
なるような第２の凸形のプロファイルを成すことを特徴
とする速度制御方法。 - 【請求項２】 前記目標速度において、前記加速部は速
度が大きくなるのに従って勾配が段階的に小さくなるよ
うな第１の複数段の折れ線から構成されて加速部全体で
第１の凸形のプロファイルを成し、前記減速部は速度が
小さくなるのに従って勾配が段階的に大きくなるような
第２の複数段の折れ線から構成されて減速部全体で第２
の凸形のプロファイルを成すことを特徴とする請求項１
記載の速度制御方法。 - 【請求項３】 所定の移動座標を移動される被移動体
と、この被移動体を移動させるモータと、前記被移動体
の速度を検出する速度検出器と、前記被移動体が移動す
べき距離に応じて設定される目標速度プロファイルを記
憶した目標速度テーブルからなり、前記目標速度テーブ
ルから出力される目標速度を目標値とし、前記速度検出
器により検出される現在速度をフィードバック量として
前記被移動体の位置決め制御を行う位置決め装置であっ
て、前記目標速度プロファイルの加速部は、速度が大き
くなるのに従って勾配が徐々に連続的に小さくなるよう
な第１の凸形のプロファイルを成し、減速部は速度が小
さくなるのに従って勾配が徐々に連続的に大きくなるよ
うな第２の凸形のプロファイルを成すことを特徴とする
位置決め装置。 - 【請求項４】 前記目標速度テーブルに記憶された前記
目標速度プロファイルにおいて、前記加速部は速度が大
きくなるのに従って勾配が段階的に小さくなるような第
１の複数段の折れ線から構成されて加速部全体で第１の
凸形のプロファイルを成し、前記減速部は速度が小さく
なるのに従って勾配が段階的に大きくなるような第２の
複数段の折れ線から構成されて減速部全体で第２の凸形
のプロファイルを成すことを特徴とする請求項３記載の
位置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6185717A JPH0854934A (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | 速度制御方法および位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6185717A JPH0854934A (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | 速度制御方法および位置決め装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0854934A true JPH0854934A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=16175626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6185717A Pending JPH0854934A (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | 速度制御方法および位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0854934A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007310923A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Seiko Epson Corp | ディスクのグリッピング方法 |
| WO2009004747A1 (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-08 | Mitsubishi Electric Corporation | 記憶媒体交換装置 |
| WO2013115551A1 (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | Ajinextek Co., Ltd. | Centralized and distributed type controller apparatus |
| JP2013162694A (ja) * | 2012-02-07 | 2013-08-19 | Ricoh Co Ltd | モータ制御装置及び画像形成装置 |
| KR20150032967A (ko) * | 2013-09-23 | 2015-04-01 | (주)유메카 | 서보 모터의 정밀제어 시스템 및 정밀제어 방법 |
-
1994
- 1994-08-08 JP JP6185717A patent/JPH0854934A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007310923A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Seiko Epson Corp | ディスクのグリッピング方法 |
| WO2009004747A1 (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-08 | Mitsubishi Electric Corporation | 記憶媒体交換装置 |
| JPWO2009004747A1 (ja) * | 2007-07-03 | 2010-08-26 | 三菱電機株式会社 | 記憶媒体交換装置 |
| WO2013115551A1 (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | Ajinextek Co., Ltd. | Centralized and distributed type controller apparatus |
| JP2013162694A (ja) * | 2012-02-07 | 2013-08-19 | Ricoh Co Ltd | モータ制御装置及び画像形成装置 |
| US9106164B2 (en) | 2012-02-07 | 2015-08-11 | Ricoh Company, Ltd. | Motor control device, image forming apparatus including the motor control device, and motor control method |
| KR20150032967A (ko) * | 2013-09-23 | 2015-04-01 | (주)유메카 | 서보 모터의 정밀제어 시스템 및 정밀제어 방법 |
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