JPS61109116A - サ−ボ制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、多関節ロボットなどのサーボ系の駆動制御
に適応されるサーボ制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 第４図はこの種のサーボ制御′Ｊ、ｆｆｌの一例を示す
ブロック図である０図において、（１）は回転体などの
図小しない被駆動部材を駆動するサーボモータ、（２）
はサーボモータ（１）の回転位置を光学的もしくは磁気
的に検出するエンコーダなどからなる回転位置検出器で
ある。（３）はサーボ制御回路で、このサーボ制御回路
（３）は、中央処理回路（以下、ＣＰＵと称す、）にお
ける複数の並列データ出力ポートからの並列データを受
けて、上記廿−ポモータ（１）を正逆転駆動制御するも
のである。

（４）は並直列データ変換回路で、この並直列データ変
換回路（４）は中央処理回路における並列データ出力ポ
ートからの並列データを受けて、この並列データを直列
データに変換するものである。

（５）は偏差カウンタ回路で、この偏差カウンタ回路（
５）は並直列データ変換回路（４）からの直列データイ
バ号と、回転位置検出器（２）からの検出パルス信号と
を受けるものである。（８）はデジタル・アナログ変換
回路（以下、ＤＡ変挽回路と称す、）で、このＤＡ変換
回路（６）は上記偏差カウンタ回路（５）からの出力パ
ルス信号をアナログ信号に変換するものである。

（７）は周波数・電圧変換回路（以下、ＦＶ変換回路と
称す、）で、このＦＶ９換回路（７）はサーボモータ（
１）の回転位置を検出する回転位置検出器（２）からの
出力パルス信号の周波数に対応する電圧に変換する回路
である。

（８）は増幅器で、この増幅器（８）は上記ＤＡ変換回
路（６）からの出力信号と、ＦＶ変換回路（７）からの
出力信号を増幅するもので、この増幅器（１２）で増幅
された増幅信号は、モータ駆動回路（９）に印加されて
サーボモータ（１）の回転駆動制御がなされる。

第５図は上記ＦＶ変換回路（７）を示すブロック図であ
る０図において、（１１）は単安定マルチバイブレータ
（以下、単安定マルチと称す、）で、この単安定ブルチ
（１１）は、端子（！０）に印加される回転位置検出器
（２）からの検出パルス信号を受けて、所定のパルス幅
のパルス信号を出力するものである。　（＋２）　、　
（＋３）は排他論理和回路（以下、ＮＯＲ回路と称す、
）で、このＮＯＲ回路（＋２）　、　（＋３）はその一
方の入力端子に上記単安定マルチ（１１）からのパルス
信号を受けるとともに、ＮＯＲ回路（１２）の他方の入
力端子は直接に、またＮＯＲ回路（１３）の他方の入力
端子はインバータ回路（１４）を介して、サーボモータ
（１）の回転方向を判別する方向判別信号をそれぞれ端
子（１５）から受ける。

（１６）は積分回路で、この積分回路（１６）は抵抗体
Ｒ１，Ｒ２，コンデンサＣＩおよび演算増幅器（１７）
からなる反転増幅回路で構成されている。すなわち、前
立増幅器（１７）の一方の入力端子（負端子）は、抵抗
体Ｒ１を介してＥ記ＮＯＲ回路（１２）の出力端子に接
続されるとともに　上記入力端子と出力端子との間には
、抵抗体Ｒ２とコンデンサＣ１との並列回路が接続され
ている。これによって、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖａ
ｕｔとの関係は、Ｖｏｕｔ　／　Ｖ　ｉｎ＝　−Ｒｌ　
／　Ｒ２となる。

また、上記演算増幅器（１７）の他方の入力端子（正端
子）は、抵抗体Ｒ３を介して上記ＮＯＲ回路（１３）の
出力端子に接続されるとともに、上記入力端子は、抵抗
体Ｒ４とコンデンサＣ２との並列回路を介して接地され
ている。なお、　（１８）は上記演算増幅器（１７）の
出力端子である。

いま１回転位置検出器（２）から第６図（ａ）に示すよ
うな検出パルス信号が出力されて単安定マルチ（１１）
に印加されると、検出パルス信号の立ちとりで立ち下る
信号が同図（ｂ）に示すように単安定マルチ（１１）か
ら出力されて、上記ＮＯＲ回路（＋２）　、　（１３）
の一方の入力端子に印加される。

また、端子（１５）には方向判別信号が印加されており
、サーボモータ（１）が正転のとき、その方向判別信号
が同図（Ｃ）に示すようにＨレベルにあると、上記ＮＯ
Ｒ回路（１２）の出力はＬレベルとなり、上記演算増幅
器（１７）の出力は同図（ｄ）に示すようにＨレベルで
ある。

また、他方のＮＯＲ回路（１３）の出力はＨレベルとな
り、ｈ記演算増幅器（１７）の他方の入力端子には、同
図（ｂ）に示された単安定ブルチ（１１）からの出力パ
ルス信号の反転パルス信号が印加され、コンデンサＣ２
にその反転パルス信号のパルス幅に相当する電荷が充電
されて、その充電電圧が１腎し、演算増幅器（１７）の
出力電圧は同図（ｄ）の実線で示すように上昇する。

つぎに、同図（ｂ）に示された単安定マルチ（１１）か
らの出力パルス信号が所定時間↑−後に立ち１つだとき
、Ｊ：記ＮＯＲ回路（１３）からの反転パルス信号はＬ
レベルとなり、コンデンサＣ２の充電電荷は放゛屯され
て、演算増幅器（１７）の出力電圧は同図（ｄ）の実線
でボすように下降する。

以下、同様の動作を鰻り返すことにより、回転位置検出
器（２）からの検出パルス信号の周波数。

つまりサーボモータ（１）の回転数に相当する出力電圧
が端子（１８）に出力される。

なお、サーボモータ（１）が逆転のとき、端子（１５）
には、同図（Ｃ）に示すようにＬレベルの方向判別信号
が印加されるから、上記演算増幅器（１７）の出力端子
（１８）には同図（ｄ）に示すようなＬレベルの出力電
圧が出力される。

［発明が解決しようとする問題点〕 従来装置における演算増幅器（１７）の出力電圧は、同
図（ｄ）の実線で示すように、同図（ｂ）に示された単
安定マルチ（１１）からの出力パルス信号のパルス幅Ｔ
―によって決定されており、このパルス＠ＴＷが変動し
た場合には、演算増幅器（１７）の出力電圧自体が変動
し、サーボモータ（１）の回転速度制御に変動を生じる
。

ところが、上記単安定ブルチ（１１）は抵抗体やコンデ
ンサなどの回路定数が変動したり１周囲温度などによる
環境条件の変動により、その出力パルス信号のパルス幅
Ｔｌ１ｌが変動する欠点があった。

この発明は上記欠点を改善するためになされたもので、
回路定数や環境条件の変動に影響されないで、一定のパ
ルス幅をもったパルス信号を演算増幅器に印加すること
により１回転位置検出塁からの検出パルス信号の周波数
に正確に対応するアナログ電圧を出力し、もってサーボ
モータの正確な回転速度制御を簡単な回路構成で達成す
ることができるサーボ制御装置を提供することを目的と
する。

［問題点を解決するための手段］ この発明によるサーボ制御装置においては、周波数・電
圧変換回路が、！？Ｆｉパルス信号を発生する糸車信号
発生回路と、上記基準パルス信号でカウント動作すると
ともに１回転位置検出器からの検出パルス信号を受ける
ごとにリセットされるカウンタ回路とを備えている。

〔作用］ この発明において、カウンタ回路は回転位置検出器から
の検出パルス信号を受けるごとにリセットされ、ｈ記検
出パルス信号が印加されてから。

つざの検出パルス信号が印加されるまでの間における基
準パルス信号のパルス数をカウントする。

上記カウンタ回路が基準パルス信号の所定パルス数をカ
ウントしたとき、そのカウント動作を停止し、これによ
って基準パルス信号の所定パルス数に相当するパルス幅
のパルス信号が出力される。

１記基準パルス信号のパルス数は、回路定数や環境条件
の変動に影響されないから、上記カウンタ回路から一定
のパルス幅をもったパルス信号を演算増幅器に印加する
ことができる。したがって、上記＠算増幅器は回転位置
検出器からの検出パルス信号の周波数に正確に対応する
アナログ電圧を出力し、もってサーボモータの正確な回
転速度制御を達成することができる。

しかも、この発明による周波数・電圧変換回路によれば
、カウンタ回路を付加するという簡単な回路構成で、上
記サーボモータの正確な回転速度制御を達成することが
できる・ 〔実施例］ 第１図はこの発明によるサーボ制御装行におけるＦＶ変
換回路（７）の−・例を示すブロック図である０図にお
いて、第５図と同一部分には同一符号が付しである。

図において、　（１９）は基準パルス信号を発生するノ
Ｓ帛信号発生回路、　（２０）はカウンタ回路で、この
カウンタ回路（２０）は、端子（１０）に印加される回
転位置検出器（２）からの検出パルス信号をリセット端
子に受けるごとにリセットされる。

（２１）はＡＮＤゲート回路で、このＡＮＤゲート回路
（２１）は上記カウンタ回路（２０）の出力端子Ｑｎお
よびＱｎ−１に接続され、その出力信号がＮＯＲ回路（
１２）　、　（ｔ３）の一方の各入力端子に印加される
。

（２２）はＡＮＤゲート回路（２１）の出力端子に接続
されたインバータ、（２３）は排他論理積回路（以下、
ＮＡＮＤゲート回路と称す、）で、このＮＡＮＤゲート
回路（２３）はインバータ（２２）からの出力信号と、
基準信号発生回路（１９）からの基準パルス信号とを受
けて、その出力信号を上記カウンタ回路（２０）のクロ
ック端子に印加される。

つぎに、上記構成の動作を説明する。

カウンタ回路（２０）は第２図（ａ）に示すような回転
位置検出器（２）からの検出パルス信号を受けるごとに
リセットされる。

いま、端子（１Ｇ）からの検出パルス信号がカウンタ回
路（２０）に印加されて、その立ち上り信号でリセット
されると、上記カウンタ回路（２０）の出力端子Ｑｎお
よびＱｎ−１の出力信号は、第２１２！１（ｃ）、（ｄ
）に示すようにＬレベルとなる。

このため、ＡＮＤゲート回路（２１）の出力信号は　。

Ｌレベル、インバータ（２２）の出力信号はＨレベルと
なり、ＮＡＮＤゲート回路（２３）のゲートが開放され
て、基準パルス信号が上記カウンタ回路（２０）のクロ
ック端子に印加される。

上記カウンタ回路（２０）が基準パルス信号の所定パル
ス数をカウントしてカウントアツプしたとき、上記カウ
ンタ回路（２０）の出力端子ＱｎおよびＣ１ｎ−１の出
力信号は、第２図（Ｃ）、（ｄ）に示すように、共にＨ
レベルとなる。

このため、ＡＮＤゲート回路（２１）の出力信号はＨレ
ベル、インバータ（２２）の出力信号はＬレベルとなり
、ＮＡＮＤゲート回路（２３）のゲートが閉成されて、
基準パルス信号が上記カウンタ回路（２０）のクロック
端子に印加されるのを阻＋ｈする。これによって、ＡＮ
Ｄゲート回路（２１）からは同図（ｂ）に示す基準パル
ス信号の所定パルス数に相当する。同図（ｅ）に示すよ
うなパルス幅ＴＶのパルス１号が出力される。

上記基準パルス信号のパルス数は１回路定数や環境条件
の変動に影響されないから、上記カウンタ回路（２０）
から一定のパルス幅ＴＶをもったパルス信号を演算増幅
器（１７）に印加することがでさる。

したがって、上記演算増幅器（１７）は回転位置検出器
（２）からの検出パルス信号の周波数に正確に対応する
。同図（ｅ）に示すようなアナログ電圧を出力すること
ができ、サーボモータ（りの正確な回転速度制御を達成
することができる。

しかも、上記周波数−電圧変換回路（７）によれＩｆ　
、カウンタ回路（２０）を付加するというＩｌｌ単な回
路構成で、上記サーボモータ（１）の正確な回転速度制
御を達成することができる。

なお、：１ＩＪ３図に示すように、ＡＮＤゲート回路（
２工）はカウンタ回路（２ｏ）の複数の出力端子に接続
されてもよいことはいうまでもない。

「発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、回路定数や１ｑ境条
件の変動に影響されないで、一定のパルス幅をもったパ
ルス信号を演算増幅器に印加することができるから１回
転位置検出器からの検出パルス信号の周波数に正確に対
応するアナログ電圧を出力することができ、もってサー
ボモータの正確な回転速度制御を簡単な回路構成で達成
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるサーボ制御ｊ４１１ｔＭにおけ
るＦＶ変換回路の一例を示すブロック回路図、第２図は
上記ＦＶ変換回路の動作を説明するためのタイムチャー
ト、第３図はこの発明によるサーボ制御″Ｊ装置におけ
るＦＶ変挽回路の他の例を示すブロック回路図、第４図
はこの種のサーボ制御回路の一例を示すブロック回路図
、第５図は従来のサーボ制御装置におけるＦＶ変換回路
の一例を示すブロック回路図、第６図は従来のＦＶ変換
回路の動作を説明するためのタイムチャートである。 （１）・・・サーボモータ、（２）・・・回転位置検出
器（２）　、　（３）・・・サーボ制御回路、（５）・
・・・・・偏差カウ７４回路、（８）・・・デジタル・
アナログ変換回路。 （７）・・・周波数・電圧変換回路、（１６）・・・積
分回路、（１３）・・・基準信号発生回路、（２０）・
・・カウンタ回路、（２１）・・・ＡＮＤゲート回路、
（２２）・・・インバータ、（２３）・・・ＮＡＮＤゲ
ート回路。 なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）サーボモータと、指令信号を受けて上記サーボモ
   ータを正逆転駆動制御するサーボ制御回路と、このサー
   ボ制御回路で駆動制御されるサーボモータの回転位置を
   検出する回転位置検出器とを具備し、上記サーボ制御回
   路は、位置指令信号と回転位置検出器からの検出パルス
   信号とを受ける偏差カウンタ回路と、この偏差カウンタ
   回路からの出力パルス信号をアナログ信号に変換すると
   ともにこの出力パルス信号に対応するアナログ信号を出
   力するデジタル・アナログ変換回路と、上記回転位置検
   出器からの検出パルス信号を受けてこの検出パルス信号
   をアナログ信号に変換するとともにこの検出パルス信号
   の周波数に対応するアナログ電圧信号を出力する周波数
   ・電圧変換回路とを備え、上記サーボモータの回転位置
   と回転速度とを駆動制御するサーボ制御装置において、
   上記周波数・電圧変換回路は、基準パルス信号を発生す
   る基準信号発生回路と、上記回転位置検出器からの検出
   パルス信号を受けるごとにリセットされるカウンタ回路
   と、上記検出パルス信号がカウンタ回路に印加されてか
   らつぎの検出パルス信号が印加されるまでの間における
   上記基準パルス信号の所定パルス数をカウンタ回路にカ
   ウント動作させるゲート回路と、上記カウンタ回路から
   出力される所定のカウント数に相当するパルス幅のパル
   ス信号を積分して上記パルス幅に相当するアナログ電圧
   信号に変換する積分回路とからなることを特徴とするサ
   ーボ制御装置。