JPS621014A - 回転体の位置決め制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、例えば工作機械の主軸等を定位置に停止さ
せるに好適な回転体の位置決め制御装置に関するもので
ある。

し従来の技術］ 第５図は従来の位置決め制御装置の概略構成図であり、
図中（１）はフィードバック制御系を構成する制御装置
、（２）はこの制御装置の指令によって速度制御される
電動機、（３）は電動機軸、（４）はこの電動機軸（３
）に結合された歯車、（５）はこれに噛合うもう１つの
歯車、（６）は歯車（５）と結合した回転軸で、工作機
械の主軸となるもの、（７）は回転軸（６）の端部に結
合された小歯車、（８）はこれに噛合うもう１つの小歯
車、（９〕は小歯車（８）に結合されている位置検出器
、（１０）は電動機（２）に取付けられ、その回転に応
じてパルスを発生スるパルスエンコーダである。

第６図はこの位置決め制御装置の詳細な構成を示すブロ
ック図であり、第５図と同一の符号を付したものは同一
の要素を示している。そして、これら以外の（１１）は
ＲＯＭ　、ＲＡＭ　、バッファを備えるマイクロコンピ
ュータで、スイッチ類を除き、その機能をブロックで示
したもの、（１２）は位置検出器（９）が１回転して出
力するｎパルスを４逓倍するカウンタ、（１３）は位置
検出器（９）が１回転して出力するｎパルスをそのまま
計数するカウンタ。

（１４）はカウンタ（１２）、（１３）の計数値に基づ
いて電動機（２）の速度指令を演算する位置制御回路、
（１５）はパルスエンコーダ（１０）の出力パルス数を
計数してＮビット、例えば８ビツトの速度フィードバッ
ク信号を出力する速度検出回路、（１Ｂ）は位置制御回
路（１４）から出力される速度指令および速度検出回路
（１５）から出力される速度フィードバック信号の偏差
を演算して速度制御信号を電動機（２）に加える速度制
御回路、（１７）は減速のための第１の速度指令、（１
８）は第２の速度指令、（１８）は停止位置指令、（２
０）は第１の速度指令（１７）と速度フィードバック信
号とが一致したときＨ”の信号を出力する速度到達回路
、（２１）はギヤ比設定値を読込むギヤ比読込回路、（
２２）は停止位置指令（１８）を読込む位置データ読込
回路、（２３）はギヤ比設定器、（２４）は位置ループ
ゲイン回路、（２５）はこの位置ループゲイン回路のゲ
インを設定する位置ループゲイン設定器である。

以下、この従来の位置決め制御装置の動作を第３図およ
び第７図をも参照して説明する。

先ず、制御装置（１）が電動機（２）に速度制御信号を
加えると、電動機（２）が回転し、歯車（４）。

（５）の歯数比、すなわち、ギヤ比で決まる速度で回転
軸（６）が駆動される。この時、小歯車（７）。

（８）を介して位置検出器（９）が回動され、回転軸（
６）の位置データが制御装置（１）にフィードバックさ
れる。また、パルスエンコーダ（１０）が電動機（２）
の回転に応じた個数のパルス信号を制Ｗ装置（１）に加
える。そこで、制御装置（１）は位置検出器（９）の出
力に基づいて演算した速度指令と、パルスエンコーダ（
１０）のパルスを計数して得られる速度フィードバック
信号とを比較してその差が零になるような速度制御信号
を電動機（２）に加えて回転軸（６）を定位置に停止さ
せる。

ここで、位置検出器（８）は第３図（ｂ）　、　（ｃ）
　、　（ｄ）に示すように、回転軸（６）の１回転につ
いてパルスがｎ個含まれ、互いに位相が異るパルス信号
（９ａ）、パルス信号（９ｂ）と、回転軸（８）の１回
転について１個のパルスが含まれるパルス信号（９Ｃ）
とが出力される。このうち、パルス信号（９ａ）　、　
（９ｂ）はカウンタ（１２）によってパルス数が４逓倍
され。

パルス信号（８ｃ）はカウンタによってそのまま電圧に
対応した値に変換される。

次に、第３図（ａ）に示したように、時刻ｔ１にて定位
置停止指令が加えられると、位置制御回路〔１４〕はス
イッチＳＷＩ　、ＳＷ２を閉成して、通常の運転速度よ
りも小さい第１の速度指令（１７）を速度制御回路（１
８）に加えると同時に、ギヤ比読込回路（２１）によっ
てギヤ比設定値（２３）を読込む。そして、電動機（２
）が減速され、時刻ｔ２にて第１の速度に到達すると第
１の速度指令（１７）および速度検出回路（１５）の速
度フィードバック信号が等しくなるので速度到達回路（
２０）がＨ′の信号を出力し、この信号の立上がりのタ
イミングでスイッチＳＷ５を閉成させる。

このスイッチＳＷ５の開成によってカウンタ（１，３）
の出力信号が位置データ読込回路（２２）に加えられ、
電動機（２）の正転側はその信号が立上がるタイミング
で、逆転側はその立下がりのタイミン、グでそれぞれ停
止位置指令（１９）の読込みと、カウンタ（１２）によ
るパルス信号（９ａ）　、　（９ｂ）の４逓倍計数動作
とが開始される。そして、カウンタ（１３）の計数値が
第１の減速点に対応する値に到達すると、位置データ読
込回路（２２）がスイッチＳＷＩ　、ＳＷ２を開放させ
ると共に、スイッチＳＷ３　、ＳＷ４を閉成させる。こ
れによって第２の速度指令（１８）が速度制御回路（１
Ｂ）に加えられると同時に、ギヤ比設定値がギヤ比読込
回路（２１）で読込まれる。したがって電動機（２）は
第２の速度に低下するが、第２減速点の計数値に到達す
る時刻ｔ４で位置データ読込回路（２２）がスイッチｓ
ｗｅを閉成させる。

かくして、停止位置指令（１９）および位置検出器（９
）のパルス信号（９ａ）　、　（９ｂ）に基づいて演算
される速度指令と、速度検出回路（１５）の速度フィー
ドバック信号とを突き合わせた偏差によって電動機（２
）が速度制御され、停止位置指令（１９）のカウントパ
ルスの位置で回転軸（６）が停止せしめられる。第７図
は位置データ読込回路（２２）の処理手順を示すフロー
チャートである。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の回転体の位置決め制御装置は以上のように構成さ
れ、第２減速点から定位置に停止１ニするまでの位置ル
ープゲインと、定位置停止中の位置ループゲインとを同
一に設定しなければならず、このため定位置停止中の位
置決め精度が低く、また、偏位に対する剛性が劣るとい
う問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、回転体の停止位置精度を大幅に向−ヒさせ得
ると共に、偏位による剛性を上げ得る回転体の位置決め
制御装置の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る回転体の位置決め制御装置は、回転体が
減速を開始した所定点で動作を開始し、目標伴出時刻に
信号を発生するタイマ回路と、このタイマ回路に応動し
て位置ループゲインを高い方に切換え設定し得る位置ル
ープゲイン切換手段とを備えている。

［作用］ この発明においては、回転体を位置決め停止した状態で
位置ループゲインを高く設定器えすることによって、停
止位置精度および偏位に対する剛性を高める。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
あり、第６図に示した従来の装置と同一の符号を付した
ものはそれぞれ同一の要素を示している。そして、位置
データ読込回路（２２）の出力によって動作を開始する
タイマ回路（２８）と、このタイマ回路（２６）のタイ
ムアツプ後、位置ループゲイン回路（２４）のゲインを
高く設定し得る位置ループゲイン切換回路（２７）とを
新たく付加した点が第６図と異っている。

以下、この実施例の動作を新たに要素を付加した部分を
中心にして第２図乃至第４図をも参照して以下に説明す
る。

第２図（ａ）に示すように、位置データ読込回路（２２
）が第２の減速点に入ったことの信号を出力すると、位
置ループゲイン設定器（２５）のリニアゾーンに入り、
電動機（２）が減速を開始して目標停止点に停止する。

タイマ回路（２２）は第２図（ｂ）および第３図（ｆ）
に示すように目標停止点に対して僅かに早い時刻ｔ５に
て動作を開始し、その設定時刻の経過後に停止完了信号
が出力されるようにすると共に、この停止完了信号が出
力された昨以後、位置ループゲイン回路（２４）に対し
てゲイン切換信号（２７ａ）を加える。しかして、停止
中は位置ループゲイン設定器（２５）によって２Ｑ足さ
れた値よりも位置ループゲインが大きくなり、停止位置
精度および停止中の偏位に対する剛性を上げることがで
きる。７３４図はこの処理手順を示すフローチャートで
ある。

なお、上記実施例では、工作機械の主軸を所定の位置に
停止させるものについて説明したが本発明は電動機で駆
動される一般的な回転体の停止り位置制御に適用し得る
ことは言うまでもない。

し発明の効果」 以上のようにこの発明によれば、位置決め停止中のみ、
位置ループゲインを高い方に切換え設定しているので、
回転体の停止位置精度および偏位に対する剛性を著しく
大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）はそれぞれ同実
施例の動作を説明するためのタイムチャート、第３図（
ａ）〜（ｆ）はそれぞれ同実施例の動作を従来装置と関
連づけて説明するタイムチャート、第４図は同実施例の
動作を説明するためのフローチャート、第５図は従来の
回転体の位置決め制御装置の概略構成図、第６図は同装
置の詳細な構成を示すブロック図、第７図は同装置の動
作を説明するためのフローチャートである。 図において、 （１）は制御装置、（２）は電動機、 （６）は回転体としての回転軸、 （９）は位置検出器、　　（１４）は位置制御回路、（
２４）は位置ループゲイン回路、 （２６）はタイマ回路、 （２７）は位置ループゲイン切換回路。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動機によって駆動される回転体の位置を検出した位置
   検出信号と、前記回転体の停止位置を設定して得られる
   停止位置指令とに基づいて前記回転体を定位置に停止さ
   せる回転体の位置決め制御装置において、前記回転体が
   減速を開始した所定点で動作を開始し、目標停止時刻に
   信号を発生するタイマ回路と、このタイマ回路の信号に
   応動して位置ループゲインを高い方に切換え設定し得る
   位置ループゲイン切換手段とを具備したことを特徴とす
   る回転体の位置決め制御装置。