JPS58186364A - Ｘｙリニアモ−タ装置 - Google Patents
Ｘｙリニアモ−タ装置Info
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- JPS58186364A JPS58186364A JP57067853A JP6785382A JPS58186364A JP S58186364 A JPS58186364 A JP S58186364A JP 57067853 A JP57067853 A JP 57067853A JP 6785382 A JP6785382 A JP 6785382A JP S58186364 A JPS58186364 A JP S58186364A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- linear motor
- mover
- stator member
- position control
- Prior art date
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
- G05B19/25—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control
- G05B19/251—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for continuous-path control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37296—Electronic graduation, scale expansion, interpolation
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41337—Linear drive motor, voice coil
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- G—PHYSICS
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- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45189—Plotter
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、２次元平向の任意の位置に制御対象を位置決
め、あるいは目出に移動せしめるよりなＸＹ２軸の駆動
＊構及びその位置制御４ｋｂｉに関するものであり、特
にその駆動機構のアクチュエータとしてリニアモータを
用いた平面台（フラットベッド）型のＸ Ｙ ＩＪニア
モータ機構及びその位置制御駁ｔ１１を備えたｘＹリニ
アモータ装置に関するものである。
め、あるいは目出に移動せしめるよりなＸＹ２軸の駆動
＊構及びその位置制御４ｋｂｉに関するものであり、特
にその駆動機構のアクチュエータとしてリニアモータを
用いた平面台（フラットベッド）型のＸ Ｙ ＩＪニア
モータ機構及びその位置制御駁ｔ１１を備えたｘＹリニ
アモータ装置に関するものである。
本発明にかかるＸＹリニアモータ装置の適用範囲は、例
えば布、紙などの裁断機、工作機械、フラットベッド型
のＸＹレコーダあるいはＸＹプロッタなど極めて広範で
あるが、以下の説明では理解を容易にするために、ＸＹ
レコーダ、ＸＹプロッタのような記録装置を例に挙けて
説明する。
えば布、紙などの裁断機、工作機械、フラットベッド型
のＸＹレコーダあるいはＸＹプロッタなど極めて広範で
あるが、以下の説明では理解を容易にするために、ＸＹ
レコーダ、ＸＹプロッタのような記録装置を例に挙けて
説明する。
従来よシ、上記のようなフラットベッド型のＸＹｚ軸装
ｖｊＬは、駆動機構のアクチュエータとして、ロータリ
型モータを用い、ベルトあるいはスチールワイヤなど伝
達部材を介して位置制御対象（記録装置の場合は記録ベ
ンを含むペンブロック）をＸＹ２軸平面上で移動させた
シ、位置決めさせたすすることが多かった。しかしなか
ら精密位置決めという立場や信頼性の面からみると、上
記のような伝達部材は無い方が好ましいことはぎうまで
もない。
ｖｊＬは、駆動機構のアクチュエータとして、ロータリ
型モータを用い、ベルトあるいはスチールワイヤなど伝
達部材を介して位置制御対象（記録装置の場合は記録ベ
ンを含むペンブロック）をＸＹ２軸平面上で移動させた
シ、位置決めさせたすすることが多かった。しかしなか
ら精密位置決めという立場や信頼性の面からみると、上
記のような伝達部材は無い方が好ましいことはぎうまで
もない。
そこでＸＹＺ軸の２方向に直接位置制御対象を駆動する
ことをｏＪ能にした、リニアモータを用いた駆動装置が
提案されている。第１図はこのような従来のＸＹリニア
モータ装置の駆動機構の概略斜視図であり、（１）はＸ
軸すニアモータの案内固定子部材、（２）はＸ軸すニア
モータのＸ軸可動子であって、この）（＠ｏＪ動子（２
）は前記Ｘ軸案内固定子部材（１）に沿ってＸ軸方向（
図中矢印Ｘ方向）に直線的に移動する。（３）は一端を
前記Ｘ軸可動子（２）に収り付けられて該ｘ＠ＯＪ＃ｌ
子（２）と−緒に移動するＹ軸すニアモータの案内固定
子部材、（４）はＹ軸すニアモータのＹ軸０Ｔ動子であ
って、このＹ軸口■動子（４）は前記Ｙｌｌｌｌ茶内固
定子部材（３）にそってＹ軸方向（図中矢印Ｙ方向）に
直線的に移動する。（５）は前記Ｙ軸ｏＪ動子（４）に
取りつけられた位置制御対象であって、ここでは記録ベ
ンを含むペンブロック、（６）は平一台（以下フラット
ベッドと称す） 、（７）は記録用紙５（Ｓ）ＩＩｉ前
記前記Ｘエリニアモータ内（２）定量部材（１）やフラ
ットベッド（６）などを支持するフレームである。
ことをｏＪ能にした、リニアモータを用いた駆動装置が
提案されている。第１図はこのような従来のＸＹリニア
モータ装置の駆動機構の概略斜視図であり、（１）はＸ
軸すニアモータの案内固定子部材、（２）はＸ軸すニア
モータのＸ軸可動子であって、この）（＠ｏＪ動子（２
）は前記Ｘ軸案内固定子部材（１）に沿ってＸ軸方向（
図中矢印Ｘ方向）に直線的に移動する。（３）は一端を
前記Ｘ軸可動子（２）に収り付けられて該ｘ＠ＯＪ＃ｌ
子（２）と−緒に移動するＹ軸すニアモータの案内固定
子部材、（４）はＹ軸すニアモータのＹ軸０Ｔ動子であ
って、このＹ軸口■動子（４）は前記Ｙｌｌｌｌ茶内固
定子部材（３）にそってＹ軸方向（図中矢印Ｙ方向）に
直線的に移動する。（５）は前記Ｙ軸ｏＪ動子（４）に
取りつけられた位置制御対象であって、ここでは記録ベ
ンを含むペンブロック、（６）は平一台（以下フラット
ベッドと称す） 、（７）は記録用紙５（Ｓ）ＩＩｉ前
記前記Ｘエリニアモータ内（２）定量部材（１）やフラ
ットベッド（６）などを支持するフレームである。
このような従来のｘＹリニアモータ装置では、Ｙ軸案内
固定子部材（３Ｊが片持ち梁（カンチレバー）であるた
め剛性が割合低く、このため、Φ χ輔ロエ劾子（２）
の支持機構が充分でないとＹ軸案内固定子部材（３）に
ガタを生ずる。
固定子部材（３Ｊが片持ち梁（カンチレバー）であるた
め剛性が割合低く、このため、Φ χ輔ロエ劾子（２）
の支持機構が充分でないとＹ軸案内固定子部材（３）に
ガタを生ずる。
ＯＹ軸案内固定子部材（３）の剛性が低いと、過渡的に
しなって曲ったシ、振動したりする。
しなって曲ったシ、振動したりする。
リ これらを防止するために各部を丈夫に作りどうして
もｏＴ動部分の重量がふえるので、高速、高加速動作が
阻害される。
もｏＴ動部分の重量がふえるので、高速、高加速動作が
阻害される。
などのような欠点があり、結果的には総じて精度とか、
性能の面で一定の限界がでてくる。
性能の面で一定の限界がでてくる。
本発明は上記の点に鑑み、優れた性能を有するＸＹリニ
アモータ装置を得ることを目的とする。
アモータ装置を得ることを目的とする。
すなわち本発明にかかるｘＹリニアモータ装置は、第１
の軸方向に沿って一般固定された第１の案内固定子部材
とこの第１の案内固定子部材に案内されて前記第１の軸
方向に移動可能な第１の町された第２の案内固定子部材
とこの第２の案内固定子部材に案内されて前記第１の軸
方向に移動可能な第２０町勤子とを備えた第２のりニア
モータと、前記第１の軸と直交する第２の軸方向に沿い
かつ前記第１及び第２の可動子に両端を支持された第３
の案内固定子部材とこの第３の案内固定子部材に案内さ
れて前記第２の軸方向に移動０Ｔ能な第３の可動子とを
備えた第３のりニアモータと、この第３のりニアモータ
の第３のｏＪ ｍ子にｈり付けられた２軸位置制御対象
と、この２軸位置制御対象の第１の軸方向の位置を指定
する位置入力信号に追従して前記第１の可動子もしくは
第２０り動子もしくはその両方の位置制御を実現するよ
うな閉ループサーボ要素と第１及び第２０町動子のうち
その一方の位置に追従して他方の位置制御を実現するよ
うな閉ループサーボ要素との２つの要素を備えた前記第
１及び第２のりニアモータの位置制御５ｋｍと、前記２
軸位置制御対象の第２の軸方向の位置を指定する位置入
力信号に追従して前記第３０叫勤子の位置制御を実現す
るような閉ループサーボ散索を備えた前記第３のりニア
モータの位置制御装置とを設けたものであり、第３の案
内固定子部材はその両端を第１及び第２のロエ動子に支
持式れており、しかもこの第１及び第２の口Ｉ動子は第
１及び＠２のリニアモータの位置制御装置により完全に
同期して駆動されるので、位置精度、加速性能、高速性
などの諸性ｔ！！！、を著しく向上できるのである。
の軸方向に沿って一般固定された第１の案内固定子部材
とこの第１の案内固定子部材に案内されて前記第１の軸
方向に移動可能な第１の町された第２の案内固定子部材
とこの第２の案内固定子部材に案内されて前記第１の軸
方向に移動可能な第２０町勤子とを備えた第２のりニア
モータと、前記第１の軸と直交する第２の軸方向に沿い
かつ前記第１及び第２の可動子に両端を支持された第３
の案内固定子部材とこの第３の案内固定子部材に案内さ
れて前記第２の軸方向に移動０Ｔ能な第３の可動子とを
備えた第３のりニアモータと、この第３のりニアモータ
の第３のｏＪ ｍ子にｈり付けられた２軸位置制御対象
と、この２軸位置制御対象の第１の軸方向の位置を指定
する位置入力信号に追従して前記第１の可動子もしくは
第２０り動子もしくはその両方の位置制御を実現するよ
うな閉ループサーボ要素と第１及び第２０町動子のうち
その一方の位置に追従して他方の位置制御を実現するよ
うな閉ループサーボ要素との２つの要素を備えた前記第
１及び第２のりニアモータの位置制御５ｋｍと、前記２
軸位置制御対象の第２の軸方向の位置を指定する位置入
力信号に追従して前記第３０叫勤子の位置制御を実現す
るような閉ループサーボ散索を備えた前記第３のりニア
モータの位置制御装置とを設けたものであり、第３の案
内固定子部材はその両端を第１及び第２のロエ動子に支
持式れており、しかもこの第１及び第２の口Ｉ動子は第
１及び＠２のリニアモータの位置制御装置により完全に
同期して駆動されるので、位置精度、加速性能、高速性
などの諸性ｔ！！！、を著しく向上できるのである。
以下本発明の一実施例を図面に基ついて説明する。第２
図はｘＹリニア七−夕装箇の駆動機構の概略斜視図であ
り、（９）は第１のＸ軸すニアモータの第１の案内固定
子部材、（ＩＩは第１のＸ軸すニアモータの第１のＸ軸
重」動子であって、この第１のＸ４１１０Ｊ動子叫は前
記第１のＸ軸案内固定子部材（９）に沿ってＸ軸方向（
図中矢印Ｘ方向）に直線的に移動する。０υＦｉ＠２の
Ｘ軸すニア七−夕の第２の案内固定子部材、（２）は第
２のＸ軸すニアモータの第２＋７）Ｘ輔ａＪ＠子でアラ
て、この第２のＸｌ１１１ｇ２Ｊ動子す２は前記第２の
Ｘ軸案内固定子部材Ｏυに沿ってＸ軸方向に直線的に移
動する。Ｑ３は一端及び他端が前記第１及び第２のｘ＊
ＩＩｌ町動子叫可動）にそれぞれ収りつけられて骸ｘ軸
可動子（ＩＱ（６）と−緒にＸ軸方同に移動するＹ軸す
ニアモータの案内固定子部材、α◆はＹ軸すニアモータ
のＹＩ！！１町動子であって、このＹ４ＩｌｌｌＩＪ１
動子α◆は前記Ｙ軸案内固定子部材０に沿ってＸ軸方向
と直交するＹ軸方向（図中矢印Ｙ方向）に直線的に移動
する。ａＢＦｉ前１ｅＹ軸町動子α尋に取りつげられた
位置制御対象であって、ここでは記録ペンを含むペンブ
ロック、四は平面台（フラットベッド）、卯は記録用紙
、（ト）は前記Ｘ軸リニアモータの案内固定子部材（９
） ０１１やフラットベッド四などを支持するフレーム
でるる。
図はｘＹリニア七−夕装箇の駆動機構の概略斜視図であ
り、（９）は第１のＸ軸すニアモータの第１の案内固定
子部材、（ＩＩは第１のＸ軸すニアモータの第１のＸ軸
重」動子であって、この第１のＸ４１１０Ｊ動子叫は前
記第１のＸ軸案内固定子部材（９）に沿ってＸ軸方向（
図中矢印Ｘ方向）に直線的に移動する。０υＦｉ＠２の
Ｘ軸すニア七−夕の第２の案内固定子部材、（２）は第
２のＸ軸すニアモータの第２＋７）Ｘ輔ａＪ＠子でアラ
て、この第２のＸｌ１１１ｇ２Ｊ動子す２は前記第２の
Ｘ軸案内固定子部材Ｏυに沿ってＸ軸方向に直線的に移
動する。Ｑ３は一端及び他端が前記第１及び第２のｘ＊
ＩＩｌ町動子叫可動）にそれぞれ収りつけられて骸ｘ軸
可動子（ＩＱ（６）と−緒にＸ軸方同に移動するＹ軸す
ニアモータの案内固定子部材、α◆はＹ軸すニアモータ
のＹＩ！！１町動子であって、このＹ４ＩｌｌｌＩＪ１
動子α◆は前記Ｙ軸案内固定子部材０に沿ってＸ軸方向
と直交するＹ軸方向（図中矢印Ｙ方向）に直線的に移動
する。ａＢＦｉ前１ｅＹ軸町動子α尋に取りつげられた
位置制御対象であって、ここでは記録ペンを含むペンブ
ロック、四は平面台（フラットベッド）、卯は記録用紙
、（ト）は前記Ｘ軸リニアモータの案内固定子部材（９
） ０１１やフラットベッド四などを支持するフレーム
でるる。
このようにＹ軸案内固定子部材−をＸ軸方向に駆動する
のに第１．第２の２個のＸ軸すニアモータを使えば、い
わゆる両持ちＫなるため、■ Ｙ軸案内固定子部材Ｑ３
のガタが生じにくくなる。
のに第１．第２の２個のＸ軸すニアモータを使えば、い
わゆる両持ちＫなるため、■ Ｙ軸案内固定子部材Ｑ３
のガタが生じにくくなる。
（ロ） Ｙ＊ＩＩＩ茶内固定子部材−を軽量化しても、
しなり曲りや、振動が少くなり、過渡的な特性が向上す
る。
しなり曲りや、振動が少くなり、過渡的な特性が向上す
る。
（＜ｙ ｉｆ動部分の重皺を軽くできるので高速、高
加速動作が期待できる。
加速動作が期待できる。
というように、第１１％Ｉに示す従来例の欠点を除去出
来るようになり、精度、４！ｌｌ：能の面で一段と改善
が期待される。
来るようになり、精度、４！ｌｌ：能の面で一段と改善
が期待される。
しかしながら第２図に示す本発明の一実施例におけるｘ
Ｙリニア七−夕装置の駆動機構では、Ｘ軸のりニアモー
タが２つあるので、この２つが完全に同期して駆動され
なけれは精度などの向上を図ることが出来ない。Ｘ軸の
りニアモータがステップモータであればそれ程問題は無
いが、それぞれ独立して不テンシ１メータを用いて位置
フィーＦ／（ツク閉ループ制＃をするリニアサーボモー
タｔ−用いる場合には、２組のＸ軸のリニア七−夕に特
性Ｅの差かめれば過渡的には動作に差が完生じ、結果的
に精度が保障できなかったり、極端な場合は、２つのＸ
軸のリニアモータのＸＩＩＩＩＯＴ動子叫＠同志がＹ軸
案内固定子部材−で連結されているため、いわゆるこじ
れを生じて動きに〈〈なったルする。そこで実施例では
このような問題を解消するため、以下のようなＸＹリニ
アモータ装置の位置制御装置を用いている。すなわち、
第３図はＸＹリニアモータ装置のＸ軸方向の位置制御装
置の電子回路のブロック図であシ、０１０りｔ’ｉそれ
ぞれ第１％第２のＸ軸すニアモータの駆動部（特にアマ
チュアコイル）、ｃ２υ（２）は前記それぞれのＸ軸す
ニアモータに含められる第１、第２のポテンショメータ
、翰はＸ軸位置入力信号Ｌｅｆが入力される入力端子、
（ハ）は前記第１のポテンショメータ（ハ）の出力信号
ＥｘｌとＸ軸位置入力信号Ｅ、、、との差分をとり出す
第１の減算器、（ホ）はこの差分を増幅して閉ループサ
ーボの負帰還ゲインを適切に定める第１の誤差増幅器、
（ホ）はこの第１ｏ誤差増幅器に）の出力に従ってｓｔ
Ｉ起第１のＸ軸すニアモータの駆動部０９を付勢する第
１のＸ軸すニアモータ１ｌａａ［ｓｌ路、翰は前記第１
及びｗｇ２のポテンショメータ（財）■の出力信号Ｅ８
１と−との差分をとり出す第２の減算器、＠はこの差分
を増幅して閉ループサーボの負帰還ゲインを適切に定め
る第２の誤差増幅器、翰はこの第２の誤差増幅器−の出
力に従って前記第２のＸ軸すニアモータの駆動部（ホ）
を付勢する第２のＸ輔すニアモータ駆動回路である。
Ｙリニア七−夕装置の駆動機構では、Ｘ軸のりニアモー
タが２つあるので、この２つが完全に同期して駆動され
なけれは精度などの向上を図ることが出来ない。Ｘ軸の
りニアモータがステップモータであればそれ程問題は無
いが、それぞれ独立して不テンシ１メータを用いて位置
フィーＦ／（ツク閉ループ制＃をするリニアサーボモー
タｔ−用いる場合には、２組のＸ軸のリニア七−夕に特
性Ｅの差かめれば過渡的には動作に差が完生じ、結果的
に精度が保障できなかったり、極端な場合は、２つのＸ
軸のリニアモータのＸＩＩＩＩＯＴ動子叫＠同志がＹ軸
案内固定子部材−で連結されているため、いわゆるこじ
れを生じて動きに〈〈なったルする。そこで実施例では
このような問題を解消するため、以下のようなＸＹリニ
アモータ装置の位置制御装置を用いている。すなわち、
第３図はＸＹリニアモータ装置のＸ軸方向の位置制御装
置の電子回路のブロック図であシ、０１０りｔ’ｉそれ
ぞれ第１％第２のＸ軸すニアモータの駆動部（特にアマ
チュアコイル）、ｃ２υ（２）は前記それぞれのＸ軸す
ニアモータに含められる第１、第２のポテンショメータ
、翰はＸ軸位置入力信号Ｌｅｆが入力される入力端子、
（ハ）は前記第１のポテンショメータ（ハ）の出力信号
ＥｘｌとＸ軸位置入力信号Ｅ、、、との差分をとり出す
第１の減算器、（ホ）はこの差分を増幅して閉ループサ
ーボの負帰還ゲインを適切に定める第１の誤差増幅器、
（ホ）はこの第１ｏ誤差増幅器に）の出力に従ってｓｔ
Ｉ起第１のＸ軸すニアモータの駆動部０９を付勢する第
１のＸ軸すニアモータ１ｌａａ［ｓｌ路、翰は前記第１
及びｗｇ２のポテンショメータ（財）■の出力信号Ｅ８
１と−との差分をとり出す第２の減算器、＠はこの差分
を増幅して閉ループサーボの負帰還ゲインを適切に定め
る第２の誤差増幅器、翰はこの第２の誤差増幅器−の出
力に従って前記第２のＸ軸すニアモータの駆動部（ホ）
を付勢する第２のＸ輔すニアモータ駆動回路である。
以↑この位置制御装置の動作を説明する。まず第ｌのＸ
軸すニアモータはこれに含まれる第１のボテンシ硼メー
タ＆Ｕによってその位置が出力信号Ｅｘ１として１＃さ
れる。Ｘ軸位置入力（Ｍ号Ｅ、□はＸ軸すニア七−夕の
位ｗＩｔを指令する外部からの信号であり、このＸ軸位
置入力信号Ｅ１１１．と前記出力信号Ｅｘ１との差分は
第１の誤差増幅器（ホ）で増幅され、第１のＸ軸すニア
モータ駆勧回路（ホ）を介して第１のＸ軸すニアモータ
の駆動部０１を付勢している。
軸すニアモータはこれに含まれる第１のボテンシ硼メー
タ＆Ｕによってその位置が出力信号Ｅｘ１として１＃さ
れる。Ｘ軸位置入力（Ｍ号Ｅ、□はＸ軸すニア七−夕の
位ｗＩｔを指令する外部からの信号であり、このＸ軸位
置入力信号Ｅ１１１．と前記出力信号Ｅｘ１との差分は
第１の誤差増幅器（ホ）で増幅され、第１のＸ軸すニア
モータ駆勧回路（ホ）を介して第１のＸ軸すニアモータ
の駆動部０１を付勢している。
即ちこれらによって構成される第ｌのＸ軸すニアそ一タ
Ｆｉ通常の閉ループ位置サーボ糸の構成によって、Ｘ軸
位置入力信号Ｅｒ、Ｈに従ってその位置が制御される。
Ｆｉ通常の閉ループ位置サーボ糸の構成によって、Ｘ軸
位置入力信号Ｅｒ、Ｈに従ってその位置が制御される。
それに対して第２のＸ軸すニア七−タは、第１及び＠２
のポテンショメータＧ！υ■のそのポテンショメータ（
ロ）の出力信号−に従ってそのれそれの出力信号Ｅｘ、
ともとの差分によって駆動される。即ちこの第２のＸ軸
すニアモータは、第１位置が制御されるように、第２の
減算器（２）、第２の誤差増幅器（２）、第２のＸ軸す
ニアモータ駆動回路＠を含めて構成されている。このよ
うに構成すると、Ｘ軸位置入力信’ｉｊ Ｅ、、として
例えばステップ状の入力が与えられた場合などでも、２
つのＸ軸のりニアモータはほとんど同期して駆動される
ので、良い精度が期待できるし、また前述のようにいわ
ゆるこじれを生ずる＝ＩｆｊＥ性も無くなる。
のポテンショメータＧ！υ■のそのポテンショメータ（
ロ）の出力信号−に従ってそのれそれの出力信号Ｅｘ、
ともとの差分によって駆動される。即ちこの第２のＸ軸
すニアモータは、第１位置が制御されるように、第２の
減算器（２）、第２の誤差増幅器（２）、第２のＸ軸す
ニアモータ駆動回路＠を含めて構成されている。このよ
うに構成すると、Ｘ軸位置入力信’ｉｊ Ｅ、、として
例えばステップ状の入力が与えられた場合などでも、２
つのＸ軸のりニアモータはほとんど同期して駆動される
ので、良い精度が期待できるし、また前述のようにいわ
ゆるこじれを生ずる＝ＩｆｊＥ性も無くなる。
第４図は位置制御装置の特性説明図である。第４図（Ａ
）Ｕ２つのＸ軸すニアモータがそれぞれ独立してＸ軸位
置入力信号Ｅｒ、ｆＫ従って位置制御きれる場合を示し
、Ｅ□、はステップ状のＸ軸位置入力信号、破線（イ）
及び一点鎖線（ロ）はそれに追従する第１及び第２のＸ
軸すニアモータの位置応答である。
）Ｕ２つのＸ軸すニアモータがそれぞれ独立してＸ軸位
置入力信号Ｅｒ、ｆＫ従って位置制御きれる場合を示し
、Ｅ□、はステップ状のＸ軸位置入力信号、破線（イ）
及び一点鎖線（ロ）はそれに追従する第１及び第２のＸ
軸すニアモータの位置応答である。
このように２つのＸ軸すニアモータ同志に特性上の差Ｊ
Ｋ（例えば慣性質蓋、出力、連応性など）かめれば、過
渡時に２つのＸ軸すニアモータに動作の差ＪＫ（図では
第２のＸ軸すニアモータの応答が勝ってｉる）が生じる
。これに対し、第４図（６）はｌｌｌＧ３図に示すよう
な制御方式を採用した場合を示し、Ｅ□１はステップ状
のＸ軸位置入力信号、破線（ハ）はこれに追従する第１
のＸ軸すニアモータの位置応答、一点鎖線に）はこの第
１のＸ軸すニアモータに追従する第２のＸ軸すニアモー
タの位置応答である。このように第２のＸ軸すニアモー
タは第１ｏｘ軸リニアモータに追従するよ５に駆動され
る九め、２つの間の偏差は過渡的にも非常に小きくなる
。似しこの際第２のＸ軸すニアモータはその特性（加減
速性能）が第１のＸ軸すニアモータと比較して上まわっ
ていることが望ましい。なぜならばもし第２のＸ軸すニ
アモータの出方がより小さくて加減速性能が下まわって
いれば、第１のＸ細りニアモータが最大出方を発生した
時、やはりそれに追いつけず過渡偏差を結果的に生ずる
からである。
Ｋ（例えば慣性質蓋、出力、連応性など）かめれば、過
渡時に２つのＸ軸すニアモータに動作の差ＪＫ（図では
第２のＸ軸すニアモータの応答が勝ってｉる）が生じる
。これに対し、第４図（６）はｌｌｌＧ３図に示すよう
な制御方式を採用した場合を示し、Ｅ□１はステップ状
のＸ軸位置入力信号、破線（ハ）はこれに追従する第１
のＸ軸すニアモータの位置応答、一点鎖線に）はこの第
１のＸ軸すニアモータに追従する第２のＸ軸すニアモー
タの位置応答である。このように第２のＸ軸すニアモー
タは第１ｏｘ軸リニアモータに追従するよ５に駆動され
る九め、２つの間の偏差は過渡的にも非常に小きくなる
。似しこの際第２のＸ軸すニアモータはその特性（加減
速性能）が第１のＸ軸すニアモータと比較して上まわっ
ていることが望ましい。なぜならばもし第２のＸ軸すニ
アモータの出方がより小さくて加減速性能が下まわって
いれば、第１のＸ細りニアモータが最大出方を発生した
時、やはりそれに追いつけず過渡偏差を結果的に生ずる
からである。
なおＹ軸方向の位置制御装置は図示していないが％Ｙ軸
！Ｊニア毫−タに含まれるＹ軸ボテンン璽メータと、こ
の出力とＹ軸位置入力信号との差分をとシ出す差分器と
、Ｙ軸誤差増幅器と、Ｙ軸すニアモータ駆動回路となど
から成る同知ｏｗｎ成で６り、Ｙ軸すニア毫−夕はＸ軸
すニアモータとは独立に制御される。
！Ｊニア毫−タに含まれるＹ軸ボテンン璽メータと、こ
の出力とＹ軸位置入力信号との差分をとシ出す差分器と
、Ｙ軸誤差増幅器と、Ｙ軸すニアモータ駆動回路となど
から成る同知ｏｗｎ成で６り、Ｙ軸すニア毫−夕はＸ軸
すニアモータとは独立に制御される。
第５図は別の実施例におけるｘＹリニアモータ装置のＸ
軸方向の位置制御装置の電子回路のブロック図であシ、
（７）ｃｌｌｌはそれぞれ第１、第２のＸ軸すニアモー
タの駆動部（特にアマチェアコイル）、儲〃■ｒｉ前記
それぞれのＸ軸すニアモータに含められる第１、第２の
ポテンＳ／Ｍメータ、図はＸ軸位置入力信号Ｅｒ５ｆが
入力される入力端子、−は前記第１のポテンショメータ
ーの出力信号Ｅ７とｘ軸位置入力信号Ｅｒ＠ｆとの差分
をと夛出す第１の減算器、（至）はこの差分を増幅して
閉ループサーボの負帰還ゲインを適切に定める第１の誤
差増幅器、齢はこの第１の誤差増幅器−の出力に従って
前記第１のＸ軸すニアモータの駆動部員を付勢する第１
４ＤＸ軸リニアモータ駆動回路、（至）は前記第１及び
第２のポテンシ望メータＣＩＺ ＠０出力信号Ｅｘ１と
Ｅ４との差分をと９出す第２の減算器、膿はこの差分を
増幅して閉ループサーボの負帰還ゲインを適切に定める
第２の誤差増幅器、ｉ４Ｑは鋪配第２のポテンショメー
ターの出力信号Ｅｘ２とＸ軸位置入力信号Ｅ、、、との
差分をとり呂す第３の減算器、１４１）はこの差分を増
幅して閉ループサーボの負帰還ゲインを適切に定める第
３の誤差増幅器、りは前記第２及び第３の誤差増幅１ｉ
ｉｉｔｈｌ：１ｌｌｉ４υの出力を加算する加算器、旧
はこの加算ｇｓ−の出力に従って前記第２のＸ軸すニア
モータの駆動部３ｕを付勢する第２のＸ軸すニアモータ
駆動回路でめるっ 以下この位置制御装置の動作を説明する。まず第１のＸ
軸すニアモータの制御は第３図に示す位置制御装置の場
合と全く同様でめシ、通常の閉ループ位置サーボ系の構
成によって、Ｘ軸位置入力信号Ｅ、、、に従ってその位
置が制御される。これに対して第２のＸ軸すニアモータ
は、第１及び第２のボテンＶｇＩメータ鰺儲の出力Ｅ、
とＥ７との差分の要素に加えて、第２のポテンショメー
ターの出力に、とＸ軸位置入力信号Ｅｒｅｆとの差分の
要素との双方によってその位置が制御される。このよう
に構成した上で、上記２つの差分の加算係数を適切に選
ぶと、よシ一層第１及び第２のＸ軸すニアモータの同期
性は改善される。なぜならば第３図に示す位置制御装置
では、第２のＸ軸すニアモータは、第１のＸ軸すニアモ
ータに追従する形急になっているため、その間には少し
であるが過渡偏差が存在し、零にすることは不可能であ
る。ところが第５図に示すような構成をとると、第２の
Ｘ軸すニアモータは第１のＸ軸すニアモータに追従する
と共に、Ｘ軸位置入力信号Ｅ、、、にも追従すると−う
要素も併せて持つため、両要素の加算係数を適当に１ｍ
節すれば、第２のＸ軸すニアモータの動作を第１のＸ軸
すニアモータの動作Ｋかなシ近プけることが可能になる
。即ち両者の過渡偏差をより一層小さくすることが可能
になる。但しこの際、第２のＸ軸すニアモータはその特
性（加減速性能）が第１のＸ軸すニアと比較して上まわ
っていることが望ましい。なぜならばもし第２のＸ軸す
ニアモータの出力がより小さくて加減速性能が下まわっ
ていれば、第１ＯＸ軸リニアモータが最大出力を発生し
た時、それに追いつけず過渡偏差を結呆的に生ずるから
である。
軸方向の位置制御装置の電子回路のブロック図であシ、
（７）ｃｌｌｌはそれぞれ第１、第２のＸ軸すニアモー
タの駆動部（特にアマチェアコイル）、儲〃■ｒｉ前記
それぞれのＸ軸すニアモータに含められる第１、第２の
ポテンＳ／Ｍメータ、図はＸ軸位置入力信号Ｅｒ５ｆが
入力される入力端子、−は前記第１のポテンショメータ
ーの出力信号Ｅ７とｘ軸位置入力信号Ｅｒ＠ｆとの差分
をと夛出す第１の減算器、（至）はこの差分を増幅して
閉ループサーボの負帰還ゲインを適切に定める第１の誤
差増幅器、齢はこの第１の誤差増幅器−の出力に従って
前記第１のＸ軸すニアモータの駆動部員を付勢する第１
４ＤＸ軸リニアモータ駆動回路、（至）は前記第１及び
第２のポテンシ望メータＣＩＺ ＠０出力信号Ｅｘ１と
Ｅ４との差分をと９出す第２の減算器、膿はこの差分を
増幅して閉ループサーボの負帰還ゲインを適切に定める
第２の誤差増幅器、ｉ４Ｑは鋪配第２のポテンショメー
ターの出力信号Ｅｘ２とＸ軸位置入力信号Ｅ、、、との
差分をとり呂す第３の減算器、１４１）はこの差分を増
幅して閉ループサーボの負帰還ゲインを適切に定める第
３の誤差増幅器、りは前記第２及び第３の誤差増幅１ｉ
ｉｉｔｈｌ：１ｌｌｉ４υの出力を加算する加算器、旧
はこの加算ｇｓ−の出力に従って前記第２のＸ軸すニア
モータの駆動部３ｕを付勢する第２のＸ軸すニアモータ
駆動回路でめるっ 以下この位置制御装置の動作を説明する。まず第１のＸ
軸すニアモータの制御は第３図に示す位置制御装置の場
合と全く同様でめシ、通常の閉ループ位置サーボ系の構
成によって、Ｘ軸位置入力信号Ｅ、、、に従ってその位
置が制御される。これに対して第２のＸ軸すニアモータ
は、第１及び第２のボテンＶｇＩメータ鰺儲の出力Ｅ、
とＥ７との差分の要素に加えて、第２のポテンショメー
ターの出力に、とＸ軸位置入力信号Ｅｒｅｆとの差分の
要素との双方によってその位置が制御される。このよう
に構成した上で、上記２つの差分の加算係数を適切に選
ぶと、よシ一層第１及び第２のＸ軸すニアモータの同期
性は改善される。なぜならば第３図に示す位置制御装置
では、第２のＸ軸すニアモータは、第１のＸ軸すニアモ
ータに追従する形急になっているため、その間には少し
であるが過渡偏差が存在し、零にすることは不可能であ
る。ところが第５図に示すような構成をとると、第２の
Ｘ軸すニアモータは第１のＸ軸すニアモータに追従する
と共に、Ｘ軸位置入力信号Ｅ、、、にも追従すると−う
要素も併せて持つため、両要素の加算係数を適当に１ｍ
節すれば、第２のＸ軸すニアモータの動作を第１のＸ軸
すニアモータの動作Ｋかなシ近プけることが可能になる
。即ち両者の過渡偏差をより一層小さくすることが可能
になる。但しこの際、第２のＸ軸すニアモータはその特
性（加減速性能）が第１のＸ軸すニアと比較して上まわ
っていることが望ましい。なぜならばもし第２のＸ軸す
ニアモータの出力がより小さくて加減速性能が下まわっ
ていれば、第１ＯＸ軸リニアモータが最大出力を発生し
た時、それに追いつけず過渡偏差を結呆的に生ずるから
である。
以上説明したように、本発明にかかるｘＹリニアモータ
装置によれば、第３の案内固定子部材はその両端を第１
及び第２のｉＪ動子に支持されており、しかもこの第１
及び第２の可動子はｖｇｌ及び第２のりニアモータの位
置制御装置により完全に同期して駆動されるので、位置
精度、加速性能、高速性などの性能面で、また信頼性な
どの面で非常に良好な品質を実現し得、その工業的利用
価値は極めて大である。
装置によれば、第３の案内固定子部材はその両端を第１
及び第２のｉＪ動子に支持されており、しかもこの第１
及び第２の可動子はｖｇｌ及び第２のりニアモータの位
置制御装置により完全に同期して駆動されるので、位置
精度、加速性能、高速性などの性能面で、また信頼性な
どの面で非常に良好な品質を実現し得、その工業的利用
価値は極めて大である。
第１図は従来のｘＹリニアモータ装置の駆動機構の概略
斜視図、第２図は本発明の一実施例におけるｘＹリニア
モータ装置の駆動機構の概略斜視図、第３図は本発明の
一実施例におけるｘＹリニアモータ装置の位置制御装置
の回路ブロック図、９４図は位置制御装置の特性説明図
で、囚は２個のＸ軸すニアモータを独立に制御した場合
、（Ｂ）は第３図に示す実施例の場合をそれぞれに示し
、第５図は別の実施例における位置制御ｌ装置の回路ブ
ロック図でめる。 （９）・・・第１の案内固定子部材、αＱ・・・第１０
町動子、ａυ・・・第２の案内固定子部材、（ロ）・・
・第２０町動子、（２）・・・Ｗ２Ｂの案内固定子部材
、α４・・・第３０町動子、Ｑ５・・・ペンブロック（
２軸位置制御対象）、（ｌｓＨＤｍ１３１１・・・駆動
部、（ハ）＠（支）關・・・ボテンシ冒メータ、−（２
）酷３ａ１４１１ｍ・・・減算器、Ｗ（至）□□□−船
）・・・誤差増幅器、（ホ）四Ｃ１７）關・・・駆動回
路 代理人 森 本 義 弘 第１図
斜視図、第２図は本発明の一実施例におけるｘＹリニア
モータ装置の駆動機構の概略斜視図、第３図は本発明の
一実施例におけるｘＹリニアモータ装置の位置制御装置
の回路ブロック図、９４図は位置制御装置の特性説明図
で、囚は２個のＸ軸すニアモータを独立に制御した場合
、（Ｂ）は第３図に示す実施例の場合をそれぞれに示し
、第５図は別の実施例における位置制御ｌ装置の回路ブ
ロック図でめる。 （９）・・・第１の案内固定子部材、αＱ・・・第１０
町動子、ａυ・・・第２の案内固定子部材、（ロ）・・
・第２０町動子、（２）・・・Ｗ２Ｂの案内固定子部材
、α４・・・第３０町動子、Ｑ５・・・ペンブロック（
２軸位置制御対象）、（ｌｓＨＤｍ１３１１・・・駆動
部、（ハ）＠（支）關・・・ボテンシ冒メータ、−（２
）酷３ａ１４１１ｍ・・・減算器、Ｗ（至）□□□−船
）・・・誤差増幅器、（ホ）四Ｃ１７）關・・・駆動回
路 代理人 森 本 義 弘 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 第１の軸方向に沿って配ｗｋ１＋！ｄ定され九第
１の案内固定子部材とこの第１の案内固定子部材に案内
されて前記第１の軸方向に移動可能な第１０町動子とを
備えた第１のりニアモータと、前記第１の案内固定子部
材と所定間隔をめけて平行に配設固定された第２の案内
固定子部材とこの第２の案内固定子部材に案内されて前
記第１の軸方向に１＃動町屹な第２０町動子とを備えた
第２のりニアモータと、前ｉｌｃ！第ｌの軸と直交する
第２の軸方向に沿いかつ前記第１及び第２の可動子に両
端を支持された第３の案内固定子部材とこの′＠３０案
内固定子部材に案内されてｓｌＪ紀第２の軸方向に移動
口■能な＠３の０］′動子とを備えた第３のりニアモー
タと、この第３のりニアモータの第３のＩ１２］動子に
収り付けられた２軸位置制御刈象と、この２軸位瞳ｌｌ
１１岬対象の第１の軸方向の位−を指定する位電入力ｉ
ｓ号ｒ（追従して０ｉ１記＠１のづ動子もしくは第２の
ｕｆ劫子もしくはその両方の位置制御を実現するような
閉ループサーボ要素と第ｌ及び第２の可動子のうちその
一方の位置に追従して他方の位Ｗ ！＋１ ＠を実現す
るような閉ループサーボ要素との２つの９Ｍ索を備えた
前記第１及び第２のリニア七−夕の位置制御ＩＩｋ直と
、ｏｉＪ紀２軸位置制御対象の第２の軸方向の位置を指
定する位置入力（ａ号に追従してＭｕ記第３の―ｆ動子
の位置制御を実現するような閉ループサーボ要素を備え
た前記第３のリニア七−夕の位置制御４１ｋＩＩ１１と
を設けたｘＹリニア七−夕装皺。 ２、第ｌのリニアモータの位置制御装置は、２−位ｖ１
１制御対象の＠１の軸力向の位置を指定する位−人力信
号に追従して第１の可動子の位置側＃を実現する閉ルー
プサーボａＸ會備え、第２のりニアモータの位置！ＩＪ
御装置は、＝１ｍｃ！第ｌのリニア七−夕の第ｌの可動
子の位直に追従して第２の可動子の位置Ｉｌｌを実現す
る閉ループサーボ要素を備えている特許請求の範囲第１
項記載のｘＹリニアモータ装置。 ３、 第１のりニアモータの位置制＃装置は、２軸位ｍ
制御対象の第１の軸方向の位置を指定する位置入力信号
に追従して第１の可動子の位置制御を実現する閉ループ
サーボ要素を備え、第２のりニアモータの位置制御＊ｍ
は、６１１記第１のりニアモータの第１の―Ｊ動子の位
置に追従してその第２０町動子の位置側ｍを実現する閉
ループサーボ要素と、前記位置入力信号に追従して第２
の可動子の位置制御を実現する閉ループサーボ要素とを
備えている特Ｉｆ！Ｆ請求の範囲第１項記載のｘＹリニ
アモーター装置。 ４、第２のりニアモータは、第１のリニア七−夕に比べ
てその加減速性能が上口っている特許請求の範囲第１項
ないし第３項のいずれかに８己載のＸＹリニアモータ装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57067853A JPS58186364A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | Ｘｙリニアモ−タ装置 |
| US06/486,971 US4507598A (en) | 1982-04-21 | 1983-04-20 | Two-axis positioning system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57067853A JPS58186364A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | Ｘｙリニアモ−タ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58186364A true JPS58186364A (ja) | 1983-10-31 |
Family
ID=13356921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57067853A Pending JPS58186364A (ja) | 1982-04-21 | 1982-04-21 | Ｘｙリニアモ−タ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4507598A (ja) |
| JP (1) | JPS58186364A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61501485A (ja) * | 1984-03-14 | 1986-07-17 | サン−ゴバン・ヴイトラ−ジュ | 特にガラス体の加工のための非同期機のパルス自動制御 |
| JPS62165772U (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | ||
| JPH02501347A (ja) * | 1986-10-08 | 1990-05-10 | ファナメーション、インコーポレーテッド | ロボットシステムに使用するための流体循環方式リニアモータ |
| JPH03243199A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-30 | Matsushita Electric Works Ltd | 位置決め装置 |
| EP0614724A2 (de) † | 1993-03-10 | 1994-09-14 | MAX RHODIUS GmbH | Werkzeugmaschine |
| JP2002315297A (ja) * | 2001-04-11 | 2002-10-25 | Shinko Electric Co Ltd | リニアモータシステムおよび移動体システム |
| JP2006197770A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Juki Corp | リニアモータ駆動装置及び部品搭載装置 |
| JP2008002743A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
Families Citing this family (16)
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| JPH02149869A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-08 | Sharp Corp | 複写機の直線駆動装置 |
| JP3087305B2 (ja) * | 1990-03-05 | 2000-09-11 | 株式会社ニコン | ステージ装置 |
| US5523941A (en) * | 1994-10-04 | 1996-06-04 | Burton; Gary L. | X-Y-theta positioning mechanism |
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| FR2812778B1 (fr) | 2000-08-03 | 2002-10-25 | Valeo Climatisation | Procede et dispositif de detection du blocage d'un moteur pas a pas |
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| US8771538B2 (en) * | 2009-11-18 | 2014-07-08 | Applied Materials, Inc. | Plasma source design |
| US8742665B2 (en) * | 2009-11-18 | 2014-06-03 | Applied Materials, Inc. | Plasma source design |
| DE112010005277T5 (de) * | 2010-02-17 | 2013-01-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Parallelantriebssystem |
| CN109927681A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-25 | 四川中匠科技有限公司 | 一种双重闭环的功率跟踪接触式洗车机控制装置及方法 |
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| US3836835A (en) * | 1971-04-19 | 1974-09-17 | B Sawyer | Multi axes linear movement positioning system |
| US3857075A (en) * | 1971-07-19 | 1974-12-24 | B Sawyer | Positioning device |
| US3878411A (en) * | 1972-06-21 | 1975-04-15 | Xynetics Inc | Compensating positioning system |
| US3832610A (en) * | 1972-09-08 | 1974-08-27 | Fujitsu Ltd | Pulse operated surface motor |
| US3940676A (en) * | 1974-10-11 | 1976-02-24 | Electroglas, Inc. | Damping control for positioning apparatus |
-
1982
- 1982-04-21 JP JP57067853A patent/JPS58186364A/ja active Pending
-
1983
- 1983-04-20 US US06/486,971 patent/US4507598A/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS62165772U (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-21 | ||
| JPH02501347A (ja) * | 1986-10-08 | 1990-05-10 | ファナメーション、インコーポレーテッド | ロボットシステムに使用するための流体循環方式リニアモータ |
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| JP2006197770A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Juki Corp | リニアモータ駆動装置及び部品搭載装置 |
| JP2008002743A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4507598A (en) | 1985-03-26 |
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