JPS61161510A - 位置決め装置 - Google Patents

位置決め装置

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JPS61161510A
JPS61161510A JP173285A JP173285A JPS61161510A JP S61161510 A JPS61161510 A JP S61161510A JP 173285 A JP173285 A JP 173285A JP 173285 A JP173285 A JP 173285A JP S61161510 A JPS61161510 A JP S61161510A
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JP
Japan
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pulse
origin
pulses
feedback
command
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Application number
JP173285A
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English (en)
Inventor
Tadakatsu Aida
相田 忠勝
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPS61161510A publication Critical patent/JPS61161510A/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/401Numerical 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 control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
    • G05B19/4015Numerical 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 control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes going to a reference at the beginning of machine cycle, e.g. for calibration

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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は各種工作用ロボットのアームなどの機器を駆動
するモータを制御し、原点復帰動作をする位置決め装置
に関する。
各種工作用ロボットのアームなどの機器の位置検出には
インクリメンタルエンコーダ(以後エンコーダと略称す
る)が用いられている。このエンコーダを用いた位置検
出は原点を基準とした相対的位置の検出であるから、電
源投入時などにアームなどの機器をこの原点に戻す作業
を行う必要がある。このような原点復帰時の位置決め装
置はロボットの動作の基準位置となるので正確かつ高速
で位置決めできることが望まれる。
〔従来技術とその問題点〕
第7図は従来の位置決め装置の二側を示すブロック図で
あり、マイクロコンビーータ(以下マイコンと略称する
)1はフリップフロップ2のリセット入力にリセット信
号Rを送り、パルス分配器3から周期的に出されるデー
タ要求信号DRと原点検出信号LSを監視し、データ要
求信号DRが与えられると原点検出信号L8のレベルに
より図示しないロボットの移動量を指令するデータXを
ソフトウエヤで変化させパルス分配器3に与える。
フリップフロップ2はマイコン1から出力されるリセッ
ト信号几を受けて、この信号がハイレベル(以下このハ
イレベルをHLという)になると初期設定され、このQ
出力によりアンドゲート6がアンドゲート4およびイン
バータ5を介して指令パルスCPをパルスカウンタ8の
一方の入力への供給可能状態となる。7はマイコン1か
ら出力されるリセット信号几を入力とし、この入力信号
を反転してアンドゲート4の一方の入力端子に与えるイ
ンバータである。パルス分配器3はデータXに応じた周
波数の指令パルスCPを送出し、この指令パルスCPは
アンドゲート6を介して偏差カウンタ8に加えられてい
る。偏差カウンタ8はその指令パルスCPを計数する。
この計数値(以後溜りパルスという)はデジタル・アナ
ログ変換回路(以下D/A変換器と略称する)9によっ
て直流電圧に変換されモータ10に駆動電圧として印加
される。このモータ10の軸にはモータ10の回転数に
対応した周波数のフィードバックパルスFPと原点パル
スBPを発生するエンコーダ11が結−1されCいる。
このエンコーダ11の発生スルフィードバックパルスF
Pは偏差カウンタ8に加えられ、偏差カウンタ8の溜り
パルスを減数する。
したがって、モータ10は、指令パルスCPの周波数が
フィードバックパルスFPの周波数より高いときは、偏
歪カウンタ8に指令パルスCPが溜るから加速し、等し
いときは定速回転し、低いときは指令パルスCPが減る
から減速する。また、エンコーダ11より出力される原
点パルスBPはフリップフロップ2のセット入力に加え
られる。
リミットスイッチ12は、モータ10の回転によりロボ
ットが原点の近傍(以下粗原点という)まで移動すると
押下げられ閉じるようにロボットの移動路に取付けられ
た粗原点検出用の機械的スイッ゛チで、このリミットス
イッチ12が閉じると粗原点検出信号LSがHLになっ
てマイコン1に加えられる。また粗原点検出信号LSが
ローレベル(以下このローレベルをLLという)になる
とマイコン1から出力されるリセット信号RがLLとな
るからフリップフロップ2はエンコーダ11から加えら
れた原点パルスBPに応答しつる態勢になる。
次に原点復帰時の動作を第8図の原点復帰動作を示す図
に基づいて説明する。第8図において、機軸はロボット
の位置を示している。まずマイコンlからリセット信号
几が送出されてフリップフロップ2がセット可能な状態
に初期設定される。
したがってフリップフロップ2はリセット状態にあり、
そのQ出力はLLとなり、アンドゲート4の出力はLL
、インバータ5の出方はHLとなり、アンドゲート6の
一方の入力はHLである。こうしてアンドゲート6はパ
ルス分配器3から偏差カウンタ8に指令パルスCPを供
給可能状態にする。
マイコン1はパルス分配器3からのデータ要求信号DR
が入るごとにデータXをパルス分配器3に供給するが、
このときのデータXの値は例えばXmであり、パルス分
配IS3はこのXmに対応する周波数の指令パルスCP
をアンドゲート6を介して偏差カウンタ8に与える。ま
た、偏差カウンタ8にはエンコーダ11からフィードバ
ックパルスFPが与えられる。こうして指令パルスCP
とフィードバックパルスFPの周波数との間に差がある
とモータloは加速または減速し、画周波数が一致した
ときD/A変換器9からモータ1oに印加される駆動電
圧が一定し、モータ1oは定速回転する。したがってロ
ボットは第8図の左から右ヘモータ速度Vmに相当する
速度で定速移動する。
このようにしてロボットが粗原点まで移動してくるとリ
ミットスイッチ12が閉じ粗原点検出信号LSがHLに
なる。マイコン1は粗原点検出信号L8を監視しており
、この粗原点検出信号LSがHLになるとマイコン1は
それ以後にデータ要求信号DBを受けたときパルス分配
器3に与えるデータXの値をXmより低い入とする。パ
ルス分配器3に与えられるデータXの値がXmよりXl
に変化した当初においては指令パルスCPの周波数はフ
ィードバックパルスFPの周波数に比して低゛くなり、
偏差カウンタ8の溜りパルスはパルス分配器3番こ与え
られるデータXの値がXmのときに比して少ないパルス
数となる。したがってD/A変換器9からモータ10に
印加される駆動電圧は低下し、モータ10の速度はV、
に低下し、ここで指令パルスCPとフィードバックパル
スFPの周波数は一致し、ロボットは以後モータ速度v
1に相当する速度で左から右へ定速移動する。
ロボットがその移動路に取付けられたリミットスイッチ
12を通過するとリミットスイッチ12は開くので粗原
点検出信号LSはLLになる。マイコン1は粗原点検出
信号LSがLLになるとリセット信号比をLLにするか
らフリップフロップ2は原点パルスBPに応答し得る態
勢になり、最初の原点パルスBPでセットされる。フリ
ップフロップ2がセットされるとインバータ5の出力は
LLとなりアンドゲート6は不導通となる。すなわち、
フリップフロップ2は原点パルスBPに応答し得る態勢
になると最初の原点パルスBPでアンドゲート6を不導
通とし、指令パルスCPを偏差カウンタ8に供給しない
ようにする。したがって偏差カウンタ8の溜りパルスは
フィードバックパルスFPによって減数されていく。そ
してこの溜りパルスがOになるとD/A変換器9からモ
ータ10に印加される駆動電圧がOviこなりモータ1
0すなわちロボットは停止する。
このように位置決め装置は、ロボットがリミットスイッ
チ12を通過すると直ちに粗原点検出信号LSをLLに
して指令パルスCPを止める。以後モータは溜りパルス
により駆動電圧がOvになるまでLだけ惰走して停止す
る。すなわち溜りパルスに相当する距離だけ回転して停
止する。したがってこの惰走距離(以下シフト量という
)Lを予め見込んでおけば原点位置決めができる。
ところでモータの回転速度をV、偏差カウンタ置では例
えばD/A変換器の出力ゲインを変化させた場合、偏差
カウンタの溜りパルスnが変化し、シフト量りが変動し
位置決めが正確にできないという欠点がある。また、モ
ータを高速で回転させた場合、偏差カウンタの溜りパル
スnが大きくなるためシフト量りの誤差が大きくなる。
これを小さくするため粗原点検出以前にモータ速度を低
下する必要があり、原点復帰動作化時間がかかるという
欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明はループゲインに影響されず正確で高速度の位置
決め装置を提供することを目的とする。
〔発明の要点〕
第1図は本発明の構成を示す機能ブロック図である。第
1図番こおいて指令パルス発生手段CPGは指令パルス
CPを発生し、パルス計数手段PC8に印加する。この
指令パルスCPはパルス計数手段PCBで計数され、デ
ィジタルアナログ変換手段DACで変換して駆動手段D
RYに印加して機器を躯らに修正パルスCRvを発生し
てパルス計数手段PcSが計数した指令パルスCPのパ
ルス数に代数的に加え、この代数和を原点近傍の所定位
置から原点まで到達するシフト量に必要な予め定められ
たパルス数とし、パルス計数手段PC8が計数したこの
合計パルスでデジタルアナログ変換手段を介して駆動手
段DRYを駆動する。このパルス数は単独に定められて
いるからループゲインに影響されない。また機器が所定
位置に達したときまたは修正パルスを発生したときから
フィードバックパルス発生手段FPGが発生するフィー
ドバックパルスで前記合計パルスを減算しながら駆動手
段を制御し、−貫して高速度の原点位置決めをさせよう
という構成である。
〔発明の実施例〕
次に本発明の実施例を第2図ないし第6図に基づいて詳
細に説明する。なお第2図のブロック図において、従来
のものと同じ役目をするものについては第7図と同じ符
号を付して説明の重複をさけた。第2図は本発明の一実
施例を示すブロック図でマイコン1、フリップフロップ
。2)パルス分配器3、偏差カウンタ8、D/A変換器
9、モータ゛101エンコーダ11およびリミットスイ
ッチ12の役目は従来とほぼ同様であるから改変した部
分を主として回路構成を説明する。マイコン1は従来の
動作のほかパルス分配器3の分配完了信号と偏差カウン
タ8が計数した溜りパルスの状態を読み取り得るように
接続され、さらにアンドゲート14を介して原点パルス
BPを読み取れるように接続されている。フリップフロ
ップ2はマイコン1のリセット信号孔を一つの入力とす
るほかに、リミットスイッチ12からインバータ13を
介してアンドゲート14の一方の入力端子に接続され、
他方の入力端子に接続されたエンコーダ11からの原点
パルスBPをS端子の入力とするように接続されている
。また、フリップフロップ2の出力を一方の入力とする
アンドゲート15の他方の入力端子にエンコーダ11か
らのフィードバックパルスFPを入力とするように接続
され、このアンドゲート15の出力FPBが偏差カウン
タ8に入力するように接続されている。
この実施例において、マイコン1とパルス分配器3が指
令パルス発生手段CPGを、偏差カウンタ8がパルス計
数手段PC8を、D/A変換器9がディジタル・アナロ
グ変換手段DACを、モータ10が駆動手段DRYを、
エンコーダ11がフィードバックパルス発生手段FPG
を、フリップフロップ2と成する。
以下第3図ないし第6図番こおけるフローチャートと動
作図を参照して本実施例の動作を説明する。
なおモータ10はロボットの可動部を移動させるものと
し、動作図の横軸はロボットの可動部の位置を示し、フ
ローチャートのP1〜Paまた番まP8〜P、はマイコ
ンの各ステップを示す。
この社置決め装置は原点近傍の所定の位置から原点まで
の距離すなわちシフト量L)こ相当するノ(レス数Nを
予め定め、モータ10を速度Vmで駆動するため初め偏
差カウンタ8番こ与えた指令t4)レスCPのパルス数
n、に修正/4/レスMPを加減してパルス数Nを得て
いる。したがって、この予め定メタパルス数Nと指令t
4)レスCPのノマルス数n1との関係により修正パル
スMPのte)レス数と動作が変る。
まずシフト量L1が小さく予め定めたノ櫂ルス数Nが指
苓パルスCPのパルス数n、より小さG1場合ζこつい
て説明する。第3図はこの条件のときのフローチャート
を示し、第4図はその動作を示す。マイコン1がスター
トするとリセット信号RをHLとしくPl)、フリップ
フロップ2のQ出力をLLに保ってゲート15を不導通
とし、エンコーダ11からのフィードバックパルスFP
が偏差カウンタ8へ入力することを禁止する。マイコン
1はパルス分配器3からデータ要求信号DRが出される
とこれを読み取り(Pg)パルス分配器3にデータXを
供給する(Ps)。この場合データXの値はXmであり
、パルス分配器3はデータXmが与えられるとデータX
mに応じたパルス数n1の指令パルスCPを偏差カウン
タ8に与える。するとこの指令パルスCPによりD/A
変換器9を介してモータ10が起動する。このときエン
コーダ11からフィードバックパルスFPを発生するが
アンドゲート15で停止されているから偏差カウンタ8
には指令パルスCPのパルス数n、が溜り、モータ10
を定速Vmで回転させ、ロボットの可動部を第4図の左
から右へ移動させる。こうしてロボットの可動部が原点
に近い粗原点にくるとリミットスイッチ12が閉口られ
るので原点信号LSがHLとなり、マイコン1は原点信
号LSがHLになりたことを読み取り(P、)、リセッ
ト信号BをLLとしくPs)、フリップフロップ2のリ
セットを解除する。しかしゲート14はインバーター3
の出力がLLとなって不導通にされており、エンコーダ
11の原点信号BPを禁止しているからフリップフロッ
プ2はセットされずQ出力は依然としてLLでありゲ、
   −ト15は不導通である。マイコンlはリセット
信号BをLLにすると同時にパルス分配器31こ指する
。原点信号LSがHLの間はフィードパツメパルスFP
はゲート15で通過を禁止され偏差カウンタ8の溜りパ
ルスを減数しないからパルス数N″′(このときの溜り
パルス)に相当する速度v1で回転する。ここでロボッ
トの可動部が粗原点より原点に近い仮原点にくるとリミ
ットスイッチ12は開き、原点信号LSがLLになるか
らゲート14は導通し、フリップフロップ2はエンコー
ダ11からの最初の原点信号BPでセットされQ出力を
HLとし、ゲート15を導通させる。そしてゲーさせる
。こうしてモー月Oは所定のパルス数N%(Oになった
ことを検出する(P、)と位置決めが完了したとして動
作を終了する(Ps)。
になるように最初偏差カウンタが計数した指令パルスC
Pから修正パルスMPを減算しているからモータ速度は
多少低下するが必要なシフト量L1を正確に移動できる
第5図は所定位置から原点までのシフト量り、が大きく
このシフト量に相当するパルス数N)sモーター0をV
mで回転させるときの指令パルスCPによるパルス数n
1より大きい場合にあけるフローチャートであり、第6
図はその動作図である。
マイコン1がスタートしてリセット信号をHLとしくP
I)、データ要求信号DBに応じて(PりデータXmを
与え、このデーターに応じたパルス数n、の指令パルス
CPをパルスカウンタ8に与え(Ps)、この指令パル
スCPでD/A変換器9を介してモータ10を回転させ
、ロボットの可動部が粗原点にくるとリミットスイッチ
12が閉じ原点検出信号L8がHLになったことをマイ
コン1が読み取り(P4)、リセット信号をLLlこす
る(Pl+)までは第3図のフローチャート、第4図の
動作図と同様である。しかしこの実施例では偏差イコン
1はロボットの可動部が粗原点にきても修正パルスMP
の指令を出さず、可動部が粗原点より原点に近い仮原点
にきて原点検出信号L8がLLになったことを読み取っ
たとき(Pe)始めてパルス分配器3にパルス数n3の
修正パルスMPを分配させn、 −1−n、 = Nゞ
とする。このとき同時に最初の原点パルスBPでゲート
14が開かれ、フリップフロップ2でゲー)15が開か
れるからフィードバックパルスFPEが偏差カウンタ8
に与えられて偏差カウンタの溜りパルスを減算する。す
なわち修正パルスMPが与えられると、これをフィード
バックパルスFPEが減算するから修正パルスMPの分
配−停止するまでは溜りパルスにはパルス数の変化はな
くモータ10は速度Vmで回転する。そして修正パル′
スMPはそのパルス数n3だけを送出するから以後溜り
パルスは減少し、モータ10の速度は低下し、可動部を
シフト量L3だけ移動させて遂に停止する。この場合は
速度Vmを保つ距離が長いから高速で位置決めができる
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば指令パルスで運転中の
駆動手段が機器を原点に近い所定の点まで近付けるとこ
の位置から原点までの距離を予め定めたパルス数で駆動
するようにされているからパルス数が装置のループゲイ
ンに影響されることなく正確な位置決めができる。しか
もこのパルス数は指令パルスに修正パルスを加減して得
ているから駆動手段の駆動速度は充分高めることができ
位置決めを高速で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による位置決め装置の機能ブロック図、
第2図は本発明の一実施例を示すブロック図、第3図は
第2図の装置を駆動するフローチャート、第4図は第3
図のフローチャートによる動作図、第5図は第2図の装
置を駆動する第3図と異なるフローチャート、第6図は
第5図のフローチャートlとよる動作図、第7図は従来
の位置決め装置の一例を示すブ、ロック図、第8図は第
7図の装置の動作図である。 1・・・マイコン、2・・・フリップフロップ、3°°
°パ゛ ルス分配器、8・・・偏差カウンタ、9・・・
D/A変換器、10・・・モータ、11・・・エンコー
ダ、12・・・リミットスイッチ。 第1WJ 第2図 第4図 第5@ 第6肋

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)予め定めた指令パルスと修正パルスを発生する指令
    パルス発生手段、機器を駆動する駆動手段、該駆動手段
    に結合され該駆動手段の速度に応じたフィードバックパ
    ルスと原点パルスを発生するフィードバックパルス発生
    手段、前記指令パルスと前記修正パルスと前記フィード
    バックパルスとの代数和を計数するパルス計数手段、該
    パルス計数手段が計数したパルス数をアナログ信号に変
    換して前記駆動手段を駆動するデジタルアナログ変換手
    段、前記機器が原点に接近したことを検出する原点近傍
    検出手段、該原点近傍検出手段の信号に応じて前記パル
    ス計数手段に供給する前記フィードバックパルスを制御
    するフィードバックパルス制御手段を備え、前記機器が
    デジタルアナログ変換手段を介した指令パルスで駆動さ
    れて原点近傍に到達すると指令パルス発生手段が該原点
    近傍から原点までの距離に相当するパルス数になるよう
    な修正パルスを前記パルス計数手段に与え、前記フィー
    ドバックパルス制御手段は前記機器が所定位置に達する
    と前記フィードバックパルスを前記偏差カウンタに印加
    することを特徴とする位置決め装置。 2)特許請求の範囲第1項記載の位置決め装置において
    、前記フィードバック制御手段は前記修正パルスが発生
    すると同時に前記フィードバックパルスを前記偏差カウ
    ンタに印加することを特徴とする位置決め装置。
JP173285A 1985-01-09 1985-01-09 位置決め装置 Pending JPS61161510A (ja)

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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04195502A (ja) * 1990-11-28 1992-07-15 Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp 位置決め位置の検出方法
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