JPS60515A - 位置決め装置 - Google Patents
位置決め装置Info
- Publication number
- JPS60515A JPS60515A JP10835084A JP10835084A JPS60515A JP S60515 A JPS60515 A JP S60515A JP 10835084 A JP10835084 A JP 10835084A JP 10835084 A JP10835084 A JP 10835084A JP S60515 A JPS60515 A JP S60515A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- speed
- output
- gain
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- Pending
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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
- 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
- G05B19/23—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 point-to-point control
- G05B19/231—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 point-to-point control the positional error is used to control continuously the servomotor according to its magnitude
-
- 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
- G05B2219/41029—Adjust gain as function of position error and position
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は位置決め装置、特に、速度に比例した周波数の
パルス列信号により速度フィードバックを行う位置決め
装置に関する。
パルス列信号により速度フィードバックを行う位置決め
装置に関する。
モータを用いる位置決めサーボ機構においては、速度信
号をフィードバックすることにより系の応答を向上する
ことができる。従来、この手段として、第１図に示すよ
うに、タコジェネレータ（速度発電Ｊａ）３を用い、モ
ータ２の速度に比例した信号をモータ駆動回路の前段増
幅器１にフィードバックする手段が多く用いられてきた
。しかし、この手段によると、タコジェネレータ３のほ
かに位置（，７号をフィードバックする手段４ （たと
えばシンクロ、レゾルバあるいはポテンショメータなど
）を別途用いる必要があり、機（苗が複１１１１．にな
るという欠点があった。
号をフィードバックすることにより系の応答を向上する
ことができる。従来、この手段として、第１図に示すよ
うに、タコジェネレータ（速度発電Ｊａ）３を用い、モ
ータ２の速度に比例した信号をモータ駆動回路の前段増
幅器１にフィードバックする手段が多く用いられてきた
。しかし、この手段によると、タコジェネレータ３のほ
かに位置（，７号をフィードバックする手段４ （たと
えばシンクロ、レゾルバあるいはポテンショメータなど
）を別途用いる必要があり、機（苗が複１１１１．にな
るという欠点があった。
一方、近年回路のディジタル化にともない、第２図に示
すように１位置検出器としてインクレメンタル形エンコ
ーダ５を用い、これより発生するパルス列をアシプダウ
ンヵウンタフにより目標値から減算し、その結果をＤＡ
変換器８に加えることにより、位置フィードバンクルー
プを形成し、パルス列のパルスのたち上りたち下りを利
用してパルス発生回路６により速度に比例した周波数の
速度パルス列を発生し、これを速度フィートノ（ツク信
号として利用するサーホ機構が用いられるようになった
。
すように１位置検出器としてインクレメンタル形エンコ
ーダ５を用い、これより発生するパルス列をアシプダウ
ンヵウンタフにより目標値から減算し、その結果をＤＡ
変換器８に加えることにより、位置フィードバンクルー
プを形成し、パルス列のパルスのたち上りたち下りを利
用してパルス発生回路６により速度に比例した周波数の
速度パルス列を発生し、これを速度フィートノ（ツク信
号として利用するサーホ機構が用いられるようになった
。
後者の手段においては、速度に比例した周波数の速度パ
ルス列信号をアンプ１およびモータ２系のローパスフィ
ルタ特性により等価的に速度しこ比例した速度信号とし
て用いており、モータ速度が大きい状態ではアナログ信
しと同等の効果を示す。
ルス列信号をアンプ１およびモータ２系のローパスフィ
ルタ特性により等価的に速度しこ比例した速度信号とし
て用いており、モータ速度が大きい状態ではアナログ信
しと同等の効果を示す。
しかし、アンプおよびモータ系は高次おくＡＬの伝達関
数特性を有し、高周波数での位相遅れが大きく、多くの
系では摩擦力として非線形のクーロン摩擦が作用し、か
つ負荷として機４１Ｖｌ要素により発生ずる弾性を有す
るオフセラ１−力が作用することから位置決め目標値伺
近ではりレーサーボ系となり、速度パルスに起因する自
励振動を発生する欠点を有する。
数特性を有し、高周波数での位相遅れが大きく、多くの
系では摩擦力として非線形のクーロン摩擦が作用し、か
つ負荷として機４１Ｖｌ要素により発生ずる弾性を有す
るオフセラ１−力が作用することから位置決め目標値伺
近ではりレーサーボ系となり、速度パルスに起因する自
励振動を発生する欠点を有する。
本発明は、このような欠点を除去するためになさＪした
もので、自励振動を防止し、位置決め１′１７度が良り
ｆて安定性の高い位置決め装置を提供することを［１的
どする。
もので、自励振動を防止し、位置決め１′１７度が良り
ｆて安定性の高い位置決め装置を提供することを［１的
どする。
かかる目的を達成するため本発明は、出力変位の目標値
からの偏差を検出する回路およびその出力信号を一定時
間遅延する回路を設け、出力変位が目標位置付近に整定
停止したことを示す動作終了信号により進度ループゲイ
ンを低減し、自励振動を防止することを特徴とするもの
である。
からの偏差を検出する回路およびその出力信号を一定時
間遅延する回路を設け、出力変位が目標位置付近に整定
停止したことを示す動作終了信号により進度ループゲイ
ンを低減し、自励振動を防止することを特徴とするもの
である。
一般に、弾性負荷、クーロンＪｃｆ、に＋ミ、エンコー
ダ、速度パルス発生回路を有するモータによる位置決め
ザーボ系の目標値伺近の制御系モデルは第３図（ａ）の
ブロック線図で表わせる。ここで、引♂性負荷は１０１
、クーロン摩擦は＋０２、エンコーダは１０３、速度パ
ルス発生回路は１０／Ｉのブロックに対応する。エンコ
ーダは階段状関数であるが目標値イ４近の微小変位にお
いてはリレー要素どみなせる。今、ターロン摩擦をｐＨ
５ｔ、視すると系は第３１、Ｊ（１，）に示すような非
線形のリレー製糸と３，１工形の高次おぐれ系より構成
さＡしるオートｊマスな系として記述関数法による安定
判別が可能となる。この系において１、〒性方程式は １＋Ｎ （Ｅ） Ｇ （ｊ Ｗ） ＝０と表わせる。た
だし Ｎ （ＩΣ）：リレー要素の記述関数 Ｇ（ｊ＼ｖ）：系の伝達関数 ナイキストの安定判別法にしたがえは、第３図（Ｃ）に
おいて、リレー要素の振幅軌跡−１，／Ｎ（Ｅ）は負の
実ΦＩＩ目５Ｊ応し、周波数軌跡Ｇ（ｊｗ）との交点Ａ
で自励振動が存在し得る。
ダ、速度パルス発生回路を有するモータによる位置決め
ザーボ系の目標値伺近の制御系モデルは第３図（ａ）の
ブロック線図で表わせる。ここで、引♂性負荷は１０１
、クーロン摩擦は＋０２、エンコーダは１０３、速度パ
ルス発生回路は１０／Ｉのブロックに対応する。エンコ
ーダは階段状関数であるが目標値イ４近の微小変位にお
いてはリレー要素どみなせる。今、ターロン摩擦をｐＨ
５ｔ、視すると系は第３１、Ｊ（１，）に示すような非
線形のリレー製糸と３，１工形の高次おぐれ系より構成
さＡしるオートｊマスな系として記述関数法による安定
判別が可能となる。この系において１、〒性方程式は １＋Ｎ （Ｅ） Ｇ （ｊ Ｗ） ＝０と表わせる。た
だし Ｎ （ＩΣ）：リレー要素の記述関数 Ｇ（ｊ＼ｖ）：系の伝達関数 ナイキストの安定判別法にしたがえは、第３図（Ｃ）に
おいて、リレー要素の振幅軌跡−１，／Ｎ（Ｅ）は負の
実ΦＩＩ目５Ｊ応し、周波数軌跡Ｇ（ｊｗ）との交点Ａ
で自励振動が存在し得る。
しかし、実際の系においてはクーロン摩擦が存在するの
で振幅軌跡との交点における周波数軌跡のゲインすなわ
ちループゲインか第３図（Ｃ）の破線のように充分小さ
げＡしば、エネルギーは摩擦番；吸収さＪし、振動は持
続しない。（Ｂ点）。ここで、ループゲインはアンプお
よびモータ系のゲイン、位置フィードバックゲインなら
びに速度フィー１４ハツクゲインにより決定され、調節
可能なのは位置および速度フィー１−バッタゲインであ
る。しかし、前者は位１ｄ決め精度および減速特性、後
者は応答１、〒性より最適値がまり、系によってはルー
プゲインが大きくなり、前述の理由により位置決め後自
励振動を発生し、騒音源となるばかりか装置寿命を縮め
る原因となる。このような場合、安定性を満足するルー
プゲインとすると位置決め精度および応答性が悪化する
。
で振幅軌跡との交点における周波数軌跡のゲインすなわ
ちループゲインか第３図（Ｃ）の破線のように充分小さ
げＡしば、エネルギーは摩擦番；吸収さＪし、振動は持
続しない。（Ｂ点）。ここで、ループゲインはアンプお
よびモータ系のゲイン、位置フィードバックゲインなら
びに速度フィー１４ハツクゲインにより決定され、調節
可能なのは位置および速度フィー１−バッタゲインであ
る。しかし、前者は位１ｄ決め精度および減速特性、後
者は応答１、〒性より最適値がまり、系によってはルー
プゲインが大きくなり、前述の理由により位置決め後自
励振動を発生し、騒音源となるばかりか装置寿命を縮め
る原因となる。このような場合、安定性を満足するルー
プゲインとすると位置決め精度および応答性が悪化する
。
本発明は、」二連の位置決め精度、応答性および安定性
を満足させるため、動作状態においてはループゲインを
大きくして応答性を高め、停止状態においてはループゲ
インを小さくし安定性を高める点に特徴がある。ループ
ゲインの低減方法は、位置決め精度を決定する位置フィ
ードバックゲインを変えることなく、速度フィードバッ
クゲインを低減する。また、ゲイン切り換えは、位置決
め動作時応答性を低下させぬよう出力変位が仕様位置決
め精度以内の範囲に位置し、はぼ１（定停止した後行う
ため、１」標値からの偏差が一定値以内となることを検
出する回路、その検出信号を一定時間遅延し動作終了信
号を発する回路および動作終了信号により速度フィード
バックゲインを低減する回路より構成する。
を満足させるため、動作状態においてはループゲインを
大きくして応答性を高め、停止状態においてはループゲ
インを小さくし安定性を高める点に特徴がある。ループ
ゲインの低減方法は、位置決め精度を決定する位置フィ
ードバックゲインを変えることなく、速度フィードバッ
クゲインを低減する。また、ゲイン切り換えは、位置決
め動作時応答性を低下させぬよう出力変位が仕様位置決
め精度以内の範囲に位置し、はぼ１（定停止した後行う
ため、１」標値からの偏差が一定値以内となることを検
出する回路、その検出信号を一定時間遅延し動作終了信
号を発する回路および動作終了信号により速度フィード
バックゲインを低減する回路より構成する。
第４図（、）は本発明による位置決め装置の一実施例の
構成を示すものである。
構成を示すものである。
図において、ディジタル目標値２１は、位置パルス信号
２７により動作するアップダウンカウンタ７に接続され
、このカウンタ７の出力信号である偏差信号はＤ／Δコ
ンバータ８およびログアンプ９、パワーアンプ１を通し
モータ２に人力さＡしる。ここで、位置パルス信号２７
は、第１１図（１」）に示ずようにモータ２の軸に接続
さ］したエンコーダ５の二相パルス信号２６を論理回路
１０を）、ｕして得らＪしる信号である。また、速度フ
ィードバック信号２９は位置パルス信号２７を速度パル
ス発生回路６およびゲイン低減回路１１を通して行ら汎
る。ここで、ゲイン低減回路１１ば偏差信号２２より偏
差が６０以内であることを検出する偏差検出回路］２を
通して出力さＪしる信号２３Ｊ３よびリセノｌ” （＋
’３号２・１により動作する時間丁ｄの遅厄回Ｗ ＋
３の出力信号である動イ１痛゛、ｒ子信号２５により動
作する。
２７により動作するアップダウンカウンタ７に接続され
、このカウンタ７の出力信号である偏差信号はＤ／Δコ
ンバータ８およびログアンプ９、パワーアンプ１を通し
モータ２に人力さＡしる。ここで、位置パルス信号２７
は、第１１図（１」）に示ずようにモータ２の軸に接続
さ］したエンコーダ５の二相パルス信号２６を論理回路
１０を）、ｕして得らＪしる信号である。また、速度フ
ィードバック信号２９は位置パルス信号２７を速度パル
ス発生回路６およびゲイン低減回路１１を通して行ら汎
る。ここで、ゲイン低減回路１１ば偏差信号２２より偏
差が６０以内であることを検出する偏差検出回路］２を
通して出力さＪしる信号２３Ｊ３よびリセノｌ” （＋
’３号２・１により動作する時間丁ｄの遅厄回Ｗ ＋
３の出力信号である動イ１痛゛、ｒ子信号２５により動
作する。
上記に示した本発明の実施例によＪしは、出力偏差がΔ
Ｏ以内どなると信号２３が出力さＪし、時間′］”ｄ後
に動作終了信号２５か出力さ、ＩＬ、速度フィードバッ
ク侶号２１〕は低；緘される。また、位置決めｆ＆、外
乱により偏差が八〇より大きくなると、リセノ１−信号
２４により動作ふｒ了侶号２５はオフになり、速度フィ
ーＩへパノクイバじ２９は低減さＪｌずにフィー１〜ハ
ツクされ応答性はそこなわない。
Ｏ以内どなると信号２３が出力さＪし、時間′］”ｄ後
に動作終了信号２５か出力さ、ＩＬ、速度フィードバッ
ク侶号２１〕は低；緘される。また、位置決めｆ＆、外
乱により偏差が八〇より大きくなると、リセノ１−信号
２４により動作ふｒ了侶号２５はオフになり、速度フィ
ーＩへパノクイバじ２９は低減さＪｌずにフィー１〜ハ
ツクされ応答性はそこなわない。
上記実施（σりにおいてゲイン低減回路１ｊは速度パル
ス発生回路６の出力パルス２８の振（・ｈ（を低、戚す
るものであったが、これをパルス幅を短縮する回路とす
ることによりぢ価な効果を賀ることができる。
ス発生回路６の出力パルス２８の振（・ｈ（を低、戚す
るものであったが、これをパルス幅を短縮する回路とす
ることによりぢ価な効果を賀ることができる。
以上述べたように、本発明によりは、応答性、位置決め
精度が良好で安定性の高い位置決めか’ｔｊい招る。
精度が良好で安定性の高い位置決めか’ｔｊい招る。
第１図および第２図は従来の位置決め装置の構成図、第
３図（、）および（ｂ）は位置決めザーボ系の１」標値
（Ｊ近の制御系モデルおよびそのＱ５’性を示す図、第
４図（、）および（ｂ）はノ１〈発明による位置決め装
置の一実施例の構成図およびその動作説明図である。 ｊ・・・パワアンプ、２・・・モータ、３・・・タコジ
ェネレータ、４・・・位置１災出３）：、５・・・エン
コーダ、６・・・速度パルス信号発生回路、７・・・カ
ウンタ、８・・・Ｄ／Ａコンバータ、９・・・ログアン
プ、１０・・・論理回路、ＩＩ・・・速皮フィードバッ
ク信号低；賊回路、１２・・・偏差比較器、１３・・遅
延回路、２１・・・１」標値、２２・・・偏差信号、２
３・・・偏差比１１つ器出力信じ、２４・・・遅延回路
リセソ１へ信号、２５・・・動作終了信号、２６・・二
相パルス信号、２７・・・位置パルス信じ、２８・・・
速度パルス信号、２９・・・速度フィードバック伯号、
１０１・・・弾性負荷要素、１０２・・・クーロンＩ！
ｉ！Ｉ捺要素、１０３・・・リレー要素、］、 ０１１
・・・パルス発生要ズそ。 第１図 Ｓ 第２図 第３図 （θ、） ＜ｂ） （Ｃ）
３図（、）および（ｂ）は位置決めザーボ系の１」標値
（Ｊ近の制御系モデルおよびそのＱ５’性を示す図、第
４図（、）および（ｂ）はノ１〈発明による位置決め装
置の一実施例の構成図およびその動作説明図である。 ｊ・・・パワアンプ、２・・・モータ、３・・・タコジ
ェネレータ、４・・・位置１災出３）：、５・・・エン
コーダ、６・・・速度パルス信号発生回路、７・・・カ
ウンタ、８・・・Ｄ／Ａコンバータ、９・・・ログアン
プ、１０・・・論理回路、ＩＩ・・・速皮フィードバッ
ク信号低；賊回路、１２・・・偏差比較器、１３・・遅
延回路、２１・・・１」標値、２２・・・偏差信号、２
３・・・偏差比１１つ器出力信じ、２４・・・遅延回路
リセソ１へ信号、２５・・・動作終了信号、２６・・二
相パルス信号、２７・・・位置パルス信じ、２８・・・
速度パルス信号、２９・・・速度フィードバック伯号、
１０１・・・弾性負荷要素、１０２・・・クーロンＩ！
ｉ！Ｉ捺要素、１０３・・・リレー要素、］、 ０１１
・・・パルス発生要ズそ。 第１図 Ｓ 第２図 第３図 （θ、） ＜ｂ） （Ｃ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 速度に比例した周波数のパルス列信号により速度
フィードバックを行なうサーボ機ｔｌＷからなる位置決
め装置において、出力変位が目標値に対し所定の範囲内
に位置することを検出する検出手段と、該検出手段の検
出信号を一定時間遅延する遅延手段と、該遅延手段の出
力により速度フィードバックゲインを低減するゲイン低
減手段とを備えたことを特徴とする位置決め装置。 ２、上記ゲイン低減手段が、上記パルス列信号の振幅を
低減する手段であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の位置決め装置。 ３、上記ゲイン低減手段が、上記パルス列信号のパルス
幅を短縮する手段であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の位置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10835084A JPS60515A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10835084A JPS60515A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 位置決め装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60515A true JPS60515A (ja) | 1985-01-05 |
Family
ID=14482477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10835084A Pending JPS60515A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60515A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6214202A (ja) * | 1985-07-10 | 1987-01-22 | Omron Tateisi Electronics Co | 位置制御装置 |
| JPS62126401A (ja) * | 1985-11-27 | 1987-06-08 | Omron Tateisi Electronics Co | 位置制御装置 |
| US4856080A (en) * | 1986-11-18 | 1989-08-08 | Nokia-Mobira Oy | Circuitry for the diversity unit in an FM receiver for a telephone system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51126486A (en) * | 1975-04-25 | 1976-11-04 | Fujitsu Ltd | Positioning control system |
-
1984
- 1984-05-30 JP JP10835084A patent/JPS60515A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51126486A (en) * | 1975-04-25 | 1976-11-04 | Fujitsu Ltd | Positioning control system |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6214202A (ja) * | 1985-07-10 | 1987-01-22 | Omron Tateisi Electronics Co | 位置制御装置 |
| JPS62126401A (ja) * | 1985-11-27 | 1987-06-08 | Omron Tateisi Electronics Co | 位置制御装置 |
| US4856080A (en) * | 1986-11-18 | 1989-08-08 | Nokia-Mobira Oy | Circuitry for the diversity unit in an FM receiver for a telephone system |
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