JPS581803B2 - Servo device - Google Patents
Servo deviceInfo
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- JPS581803B2 JPS581803B2 JP8573278A JP8573278A JPS581803B2 JP S581803 B2 JPS581803 B2 JP S581803B2 JP 8573278 A JP8573278 A JP 8573278A JP 8573278 A JP8573278 A JP 8573278A JP S581803 B2 JPS581803 B2 JP S581803B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は非接触形の位置帰還機構を用いたサーボ装置に
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a servo device using a non-contact position feedback mechanism.
第1図は従来のサーボ装置の一例の概略構成説明図であ
る。FIG. 1 is a schematic structural explanatory diagram of an example of a conventional servo device.
この装置は位置帰還機構としてロータモータMOとポテ
ンショメータPoを使用したもので、入力Exとポテン
ショメータPoの出力Vfの偏差で回転するモータMo
でポテンショメータPoのブラツシBの位置を移動させ
るようになっている。This device uses a rotor motor MO and a potentiometer Po as a position feedback mechanism, and the motor Mo rotates depending on the deviation between the input Ex and the output Vf of the potentiometer Po.
to move the position of brush B of potentiometer Po.
このようにロータモータMoとポテンショメータPoよ
りなる位置帰還機構を使用したサーボ装置は従来より広
く用いられている。As described above, servo devices using a position feedback mechanism consisting of a rotor motor Mo and a potentiometer Po have been widely used.
しかし、位置帰還機構として用いられているポテンショ
メータPoにはプラツシBの接触圧があり、この接触圧
はサーボ系に不感帯をもたらす。However, the potentiometer Po used as a position feedback mechanism has a contact pressure of the plastic B, and this contact pressure causes a dead zone in the servo system.
サーボ系の不感帯はそれが大きくなるほど好ましいもの
にはならない。The larger the dead zone of the servo system becomes, the less desirable it becomes.
また、ブラツシBの出力を回路に接続するために可撓性
のリードが入用であるが、この町撓性のリードを曲げる
だめの力も必要となる。Further, a flexible lead is required to connect the output of the brush B to the circuit, but it also requires sufficient force to bend this flexible lead.
更に、この従来のサーボ装置においてはモータMoの回
転をくり糸等を介して記録ペン或いは指針等の可動部に
伝えていたが、くり糸等を用いるとその構造が複雑にな
る欠点がある。Further, in this conventional servo device, the rotation of the motor Mo is transmitted to a movable part such as a recording pen or a pointer via a thread or the like, but the use of a thread or the like has the disadvantage that the structure becomes complicated.
本発明はこのような点にかんがみてなされたもので、ロ
ータモータに代えて非接触形のリニア・モータを使用す
るとともに、位置検出に差動インダクタ形の変位検出器
を用いることにより位置帰還機構を非接触形に構成し、
これにより不感帯を小さくするとともに、可撓性のリー
ド或いはぐり糸等を用いることのない簡単な構成のサー
ボ装置を実現したものである。The present invention has been made in view of these points, and uses a non-contact type linear motor in place of the rotor motor and a position feedback mechanism by using a differential inductor type displacement detector for position detection. Constructed in a non-contact manner,
This makes it possible to reduce the dead zone and realize a servo device with a simple configuration that does not use flexible leads or pull-through lines.
以下、図面により本発明を説明する。The present invention will be explained below with reference to the drawings.
第2図は本発明装置の一実施例を示す構成説明図である
。FIG. 2 is a configuration explanatory diagram showing an embodiment of the device of the present invention.
第2図において、Exは入力電圧、Aは差動増幅器で、
入力Exは抵抗を介してAの一方の入力端に加えられて
いる。In Figure 2, Ex is the input voltage, A is the differential amplifier,
Input Ex is applied to one input end of A via a resistor.
PFは位置帰還機構でサーホモータとして用いられるリ
ニアモータLMと、差動インダクタ形よりなる位置検出
器PDおよび同期整流器SRとで構成されている。PF is composed of a linear motor LM used as a surf motor in a position feedback mechanism, a position detector PD of a differential inductor type, and a synchronous rectifier SR.
リニアモータLMにおいて、11.12は一定の間隙を
隔てて並行配置された一対の棒状コアで、コア12にぱ
一定の巻線間隔でコイル13が巻装され、このコイルの
一端は差動増幅器Aの出力端に接続され、他端はコモン
に接続されている。In the linear motor LM, reference numerals 11 and 12 denote a pair of rod-shaped cores arranged in parallel with a certain gap between them.A coil 13 is wound around the core 12 at a certain winding interval, and one end of this coil is connected to a differential amplifier. It is connected to the output end of A, and the other end is connected to common.
14はその磁極面が図示の如<N,Sに磁化された高抗
磁力の永久磁石で、コアI1,12の間隔内の中間位置
に例えば車軸によって保持され、コア11.12の長さ
方向に移動町能なようになっている。14 is a high coercive permanent magnet whose magnetic pole face is magnetized to <N, S as shown in the figure, and is held at an intermediate position within the interval between the cores I1 and 12 by, for example, an axle, and is held in the longitudinal direction of the cores 11 and 12. The town is moving to Noh.
以下、この永久磁石14を可動磁石という。Hereinafter, this permanent magnet 14 will be referred to as a movable magnet.
位置検出器PDにおいて、21はモータLMに対向して
配置された細長い口字状のコア、22ぱ銅で作った口字
状の短絡リングである。In the position detector PD, reference numeral 21 denotes an elongated core-shaped core disposed opposite to the motor LM, and 22 a short-circuiting ring made of copper.
この短絡リングはコア21の一辺23に遊嵌されるとと
もに前記可動磁石14に機械的に結合され、コア23上
を図において右又は左方向に自由に移動できるようにな
っている。This shorting ring is loosely fitted to one side 23 of the core 21 and is mechanically coupled to the movable magnet 14, so that it can freely move on the core 23 to the right or left in the figure.
24は一定の交流電圧(又は電流)Erを出力する励磁
電源、25,26はコイルで、両コイルはコア23の両
端に巻装されている。24 is an excitation power source that outputs a constant alternating current voltage (or current) Er; 25 and 26 are coils; both coils are wound around both ends of the core 23;
コイル25の一端は励磁電源24を介してコモンに接続
され、他端はコイル26を介してコモンに接続されてい
るとともに同期整流器SRを介して前期差動増幅器Aの
他方の入力端に接続されている。One end of the coil 25 is connected to the common via the excitation power supply 24, and the other end is connected to the common via the coil 26, and is also connected to the other input terminal of the differential amplifier A via the synchronous rectifier SR. ing.
このような構成のサーボ装置の動作を説明すると次の通
りである。The operation of the servo device having such a configuration will be explained as follows.
入力電圧Exは差動増幅器Aにおいて位置帰還機構PF
により得られる帰還電圧Vfと比較され、差動増幅器A
はその偏差に応じた直流電圧を出力し、この電圧はりニ
アモータLMのコイル13に与えられ、これによりコイ
ル13に電流Imが流れる。The input voltage Ex is applied to the position feedback mechanism PF in the differential amplifier A.
is compared with the feedback voltage Vf obtained by the differential amplifier A.
outputs a DC voltage according to the deviation, and this voltage is applied to the coil 13 of the linear motor LM, so that a current Im flows through the coil 13.
この場合、電流Imの流れを図示の方向とすると、コイ
ル13の上面、すなわち可動磁石14のS極に面した側
には電流Imが紙面の表面より裏面に向って流れる。In this case, if the current Im flows in the illustrated direction, the current Im flows from the front surface of the paper toward the back surface on the upper surface of the coil 13, that is, on the side facing the S pole of the movable magnet 14.
一方、可動磁石14のN極から出だ磁束はコア11.1
2を経てS極に戻る。On the other hand, the magnetic flux coming out from the N pole of the movable magnet 14 is the core 11.1.
2 and return to the S pole.
しだがって、フレミングの法則により明らかなように、
可動磁石14との対向面のコイル13には図において右
方向に向う電磁力が働く。Therefore, as evidenced by Fleming's law,
An electromagnetic force acting rightward in the figure acts on the coil 13 on the surface facing the movable magnet 14.
コイル13ぱコア12に固定されている。The coil 13 is fixed to the core 12.
その為、コイル13に働く力の反作用として可動磁石1
4には左方向に向う力が与えられる。Therefore, as a reaction to the force acting on the coil 13, the movable magnet 1
4 is given a force to the left.
この力をFとすると、Fは次式で表わされる。Letting this force be F, F is expressed by the following equation.
ただし、N・・・コイル13の巻数
t・・・コイル13の長さ
Φ・−・可動磁石14による磁束
(1)式で表わされる力Fによって町動磁石14はコア
11と12の間隙内を電流Imの大きさに応じて図にお
いて左方向に移動する。However, N... Number of turns of the coil 13 t... Length of the coil 13 Φ - Magnetic flux due to the moving magnet 14 Due to the force F expressed by equation (1), the moving magnet 14 is moved within the gap between the cores 11 and 12. is moved to the left in the figure according to the magnitude of current Im.
人力電圧Exと帰還電圧Vfの大きさが逆になり、電流
Imの方向が図の矢印とは逆になった場合、可動磁石1
4は図において右方向に移動する。When the magnitude of the human power voltage Ex and the feedback voltage Vf are reversed and the direction of the current Im is opposite to the arrow in the figure, the movable magnet 1
4 moves to the right in the figure.
なお、コア11にもコイルを巻装すれば可動磁石14に
はコア11に巻装したコイルによっても力Fが動き、そ
の為、可動磁石14には2Fの力が働くようになる。Note that if a coil is also wound around the core 11, a force F will also be applied to the movable magnet 14 by the coil wound around the core 11, and therefore a force of 2F will act on the movable magnet 14.
このような可動磁石14の移動はこの磁石に連結されて
いる位置検出器PDの短絡リング22に伝えられ、これ
を変位させる。Such movement of the movable magnet 14 is transmitted to the shorting ring 22 of the position detector PD connected to this magnet, thereby displacing it.
位置検出器を構成するコイル25と26は直列に接続さ
れており、この直列回路には励磁電源24の出力Erが
与えられている。Coils 25 and 26 constituting the position detector are connected in series, and the output Er of the excitation power source 24 is applied to this series circuit.
しだがって、コイル25のインダクタンスをL1、コイ
ル26のインダクタンスをL2とし、コイル25と26
の接続点kより取出される電圧をEfとすれば、Efは
で表わされる。Therefore, the inductance of the coil 25 is L1, the inductance of the coil 26 is L2, and the coils 25 and 26 are
Letting Ef be the voltage taken out from the connection point k, Ef is expressed as.
この場合、短絡リング22によりコア21は点線で示す
如くの2つの磁路が形成されるが、この両磁路のコアの
磁気抵抗が両磁路のそれぞれのエアギャップの磁気抵抗
に比較して無視できるほど小さいとすれば、
が成立する。In this case, two magnetic paths are formed in the core 21 by the shorting ring 22 as shown by dotted lines, but the magnetic resistance of the core of both magnetic paths is greater than the magnetic resistance of the respective air gaps of both magnetic paths. If it is so small that it can be ignored, then holds true.
ただし、N1,N2・・・コイル25,26の巻数W・
・・コア21の第3図の紙面と
直角方向の厚さ
t1,l2・・・コイル25,26から短絡リング22
までのそれぞれ
の距離
tg・・・エアギャップの長さ
μ0・・・真空透磁率
第(3)式及び第(4)式から明らかなように、コイル
25,26のインダクタンスL1,L2は短絡リング2
2の移動距離t1,t2に比例して差動的に変化する。However, N1, N2...Number of turns W of coils 25, 26
...Thickness t1, l2 of the core 21 in the direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. 3... From the coils 25, 26 to the shorting ring 22
Each distance tg...Air gap length μ0...Vacuum permeability As is clear from equations (3) and (4), the inductances L1 and L2 of the coils 25 and 26 are short-circuited rings. 2
It changes differentially in proportion to the moving distances t1 and t2 of 2.
したがって、第(2)式は次式で表わされる。短絡リン
グ22の移動はこれに連結されているリニアモータLM
を構成する可動磁石14の移動によって行われる。Therefore, equation (2) is expressed by the following equation. The movement of the shorting ring 22 is controlled by a linear motor LM connected thereto.
This is done by moving the movable magnet 14 that constitutes the.
可動磁石14の移動量は第(1)式で示す如く差動増幅
器Aの出力電流Imの大きさに応じ、Imは入力電圧E
xと帰還電圧Vfとの偏差に比例する。The amount of movement of the movable magnet 14 depends on the magnitude of the output current Im of the differential amplifier A, as shown in equation (1), where Im is the input voltage E.
It is proportional to the deviation between x and the feedback voltage Vf.
したがって、差動増幅器Aのゲインが十分大きければE
x=Vfとなり、系は平衡する。Therefore, if the gain of differential amplifier A is sufficiently large, E
x=Vf, and the system is in equilibrium.
このように、本発明のサーボ装置においては、位置帰還
機構PFを構成するサーボモータとして非接触形のりニ
アモータを使用し、まだ位置検出器PDとしてリニアモ
ータLMの可動磁石14に連結されて移動する短絡リン
グ22の変位置に応じてそのインダクタンスが差動的に
変化する一対のコイルを用いて構成したもので、この位
置帰還機構PFは非接触形であり、第1図に示すように
位置帰還機構としてポテンショメータPOを使用した従
来の装置に比較してブラツシBによる接触圧が無く、ま
だ可動体に可撓性のリード線などを付加する必要もなく
なる。As described above, in the servo device of the present invention, a non-contact type linear motor is used as the servo motor constituting the position feedback mechanism PF, and the linear motor is still connected to the movable magnet 14 of the linear motor LM as the position detector PD for movement. It is constructed using a pair of coils whose inductance changes differentially according to the position of the shorting ring 22. This position feedback mechanism PF is a non-contact type, and as shown in FIG. Compared to conventional devices that use a potentiometer PO as a mechanism, there is no contact pressure caused by the brush B, and there is no need to add a flexible lead wire to the movable body.
更に、記録ペン或いは指指標等を可動磁石14又は短絡
リング22に直接取付けることができるので、従来装置
のようにプーり等を用いてモータMoの回転をペン或い
は指標等に連結する必要がなく、このため本発明によれ
ば簡単な構成のサーボ装置が得られる。Furthermore, since the recording pen or finger index can be directly attached to the movable magnet 14 or the shorting ring 22, there is no need to connect the rotation of the motor Mo to the pen or index using a pulley or the like as in conventional devices. Therefore, according to the present invention, a servo device with a simple configuration can be obtained.
なお、位置検出器PDを構成する差動インダクタ部分の
電気回路は第3図の如くの公知の回路を用いてもよい。Note that a known circuit as shown in FIG. 3 may be used as the electric circuit of the differential inductor portion constituting the position detector PD.
第3図において、31〜34はダイオード、35は抵抗
36とコンデンサ37をその帰還回路に有する演算増幅
器、25.26はそれぞれ第2図に示すコア21に巻装
されるコイルで、コイル25のインダクタンスをLl,
コイル26のインダクタンスをL2とし、励磁電源38
の出力電流をIrとし、またIrが1サイクルの間にコ
イル25に流れる電流を11、コイル26に流れる電流
を12とすると、I1は25→31と36→34→25
に流れ、■2は26→32→36と33→26に流れる
。In FIG. 3, 31 to 34 are diodes, 35 is an operational amplifier having a resistor 36 and a capacitor 37 in its feedback circuit, and 25 and 26 are coils wound around the core 21 shown in FIG. The inductance is Ll,
The inductance of the coil 26 is L2, and the excitation power source 38
Let Ir be the output current of Ir, and let the current flowing through the coil 25 during one cycle of Ir be 11, and the current flowing through the coil 26 be 12, then I1 will be 25→31 and 36→34→25.
2 flows from 26 to 32 to 36 and from 33 to 26.
したがって、で表わされる。Therefore, it is expressed as.
演算増幅器35にはIrが正である半周期とIrが負で
ある半周期に、それぞれ■1と12が逆極性で与えられ
、その差の電流の半分に36の抵抗値を掛けた値の電圧
Vfがこの演算増幅器の出力端より取出される。The operational amplifier 35 is given 1 and 12 with opposite polarity in the half period when Ir is positive and the half period when Ir is negative, respectively, and the value of half of the difference current multiplied by the resistance value of 36 is given. A voltage Vf is taken out from the output of this operational amplifier.
電圧Vfは帰還電圧Vfとして第2図に示す差動増幅器
Aに帰還される。The voltage Vf is fed back to the differential amplifier A shown in FIG. 2 as a feedback voltage Vf.
■1と12の差電流は次式で表わされる。前記したよう
に、L1711 L212であるので、(6)式は、
となる。(2) The difference current between 1 and 12 is expressed by the following equation. As described above, since L1711 L212, equation (6) becomes as follows.
t,+t2は一定であるので、(7)式に示すI1と1
2の差電流はコイル25と26のインダクタンスL1,
L2の差に等しく、これは短絡リング22の移動量、す
なわち差動増幅器Aの出力電流Imに応じた値となる。Since t, +t2 are constant, I1 and 1 shown in equation (7)
The difference current between the two is the inductance L1 of the coils 25 and 26,
This value corresponds to the amount of movement of the shorting ring 22, that is, the output current Im of the differential amplifier A.
このような第3図に示す差動インダクタ回路を用いても
第2図装置で説明したのと同様の作用効果をもつサーボ
装置が得られる。Even if such a differential inductor circuit shown in FIG. 3 is used, a servo device having the same effect as that described in connection with the device in FIG. 2 can be obtained.
第1図は従来のサーボ装置の一例の概略説明図、第2図
は本発明のサーボ装置に係る一実施例の構成説明図、第
3図は第2図の装置に用いられる差動インダクタ部分の
他の例の回路図である。
PF・・・位置帰還機構、PD・・・位置検出器、LM
・・・リニアメータ、11,12.21・・・コア、1
3,25,26・・・コイル、14・・・町動磁石、2
2・・・短絡リング。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of an example of a conventional servo device, FIG. 2 is a configuration explanatory diagram of an embodiment of the servo device of the present invention, and FIG. 3 is a differential inductor portion used in the device of FIG. 2. FIG. 3 is a circuit diagram of another example. PF...Position feedback mechanism, PD...Position detector, LM
... Linear meter, 11, 12.21 ... Core, 1
3, 25, 26... Coil, 14... Town motion magnet, 2
2...Short ring.
Claims (1)
ンダクタンスが差動的に変化する一対のコイルを有する
位置検出器と、その一方又は双方にコイルが巻装された
一対のコアが所定の間隙を介して対向配置されると共に
その間隙内に前記位置検出器における短絡リングに機械
的に連結され前記一対のコアの長さ方向に移動可能なよ
うに設けられた可動磁石を有するリニアモータとよりな
る位置帰還機構を具備し、この位置帰還機構の出力を入
力信号と比較してその偏差信号を前記リニアモータのコ
イルに与えるように構成したサーボ装置。1. A position detector that has a pair of coils whose inductance differentially changes according to the displacement of a shorting ring that is loosely fitted to the core, and a pair of cores that have a coil wound around one or both of them. a linear motor having movable magnets arranged opposite to each other with a gap therebetween and provided within the gap so as to be mechanically connected to a shorting ring in the position detector and movable in the length direction of the pair of cores; What is claimed is: 1. A servo device comprising: a position return mechanism; the output of the position return mechanism is compared with an input signal; and a deviation signal thereof is applied to a coil of the linear motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8573278A JPS581803B2 (en) | 1978-07-14 | 1978-07-14 | Servo device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8573278A JPS581803B2 (en) | 1978-07-14 | 1978-07-14 | Servo device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5523506A JPS5523506A (en) | 1980-02-20 |
JPS581803B2 true JPS581803B2 (en) | 1983-01-13 |
Family
ID=13867003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8573278A Expired JPS581803B2 (en) | 1978-07-14 | 1978-07-14 | Servo device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS581803B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61153003A (en) * | 1984-12-26 | 1986-07-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Buffer of piston rod |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4341171A (en) * | 1981-04-30 | 1982-07-27 | The Singer Company | Thread handling device for lockstitch sewing machines |
EP2345930A1 (en) * | 2010-01-19 | 2011-07-20 | Dialog Imaging Systems GmbH | Camera shutter and position control thereof |
-
1978
- 1978-07-14 JP JP8573278A patent/JPS581803B2/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61153003A (en) * | 1984-12-26 | 1986-07-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Buffer of piston rod |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5523506A (en) | 1980-02-20 |
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