JPS62189514A - アクチユエ−タアクセス制御装置 - 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〕 本発明は、光ディスクや磁気ディスク等の各種機械装置
に用いられるアクチュエータのアクセス制御装置に関し
、特にある位置に停止しているアクチュエータを、任意
の距離離れた位置に高速に移動させるアクセス制御装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

アクチュエータは、光ディスクや磁気ディスク、工作機
械、ロボット等多くの機械装置に用いられておシ、任意
の停止位置から他の任意の位置に高速に移動停止するこ
とが要求される。たとえば、電子計算機のファイルメモ
リとして用いられる光ディスク、磁気ディスクにおいて
は、光ヘッドあるいは磁気ヘッドをアクチュエータで駆
動し、複数のトラックにランダムに移動位置決めするの
であるが、この位置決め時間をいかく短くするかが電子
計算機の処理能力をも決める大きな課題となっている。

従来の光ディスク、磁気ディスクにおいては、上位装置
から与えられた目標トラックまでの残差距離の平方根に
比例する第５図に示すような速度規準カーブ（実線）を
閉ループ制御の目標値Ｖｒｅｆとして速度誤差検出回路
３２に与え、速度検出器３１にて検出されるアクチュエ
ータ３４の速度Ｖとの差をフィードバックして、速度を
規準速度に追従させる制御を行って、ヘッドを目標トラ
ックに移動させている。従って、移動を速くするには速
度規準を急峻にする、即ち減速度を大きくする必要があ
るがその場合、速度規準は高周波成分が多くなって、閉
ループの帯域が数ＫＨｚ　　に存在するアクチュエータ
機械共振で制限される状況にあっては速度の追従誤差が
大きくなシ、目標トラックで停止しようとしてもオーバ
シュートして停止できないという欠点があった。そのた
め、このような閉ループ制御によるものに代えて、閉ル
ープ制御を用いる方法も考えられる０例えば、バング・
バング（Ｂａｎｇ　−Ｂａｎｇ）制御のように、アクチ
ュエータが許容する最大電圧もしくは電流を加えて加速
し、指定された移動距離の半分の位置に到達した時点で
極性を反転して減速する方法がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このバンク・バンク制御は、アクチュエータに
軸受摩擦がなく、外力が作用せず、かつ発生力が位置に
よって変化しまいなど理想的な動作をする場合に限って
所定の動作が期待できるのである。これは、非現実的で
あり、実際上は摩擦、外力などを補正する方法を適用す
る例も見受けられるが、このような補正手段を用いても
、アクチュエータごとに摩擦、外力が変動する実際的な
場合には、正確な補正は困難であシ、バンク・パン本発
明は上記のようカバング・バンク制御の問題点に鑑みて
なされたものであシ、開ループでアクチュエータを駆動
することによシ、目標位置に正確に移動できかつアクセ
ス時間を速くできるアクチュエータアクセス制御装置を
提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のアクチュエータアクセス制御装置は、アクチュ
エータの位置を検出する位置検出手段と、外部装置から
のアクチュエータ移動指令に応じてアクチュエータの駆
動を管理する管理装置と、前記管理装置の指示する区間
だけアクチュエータに一定の加速電圧もしくは加速電流
、あるいは一定の減速電圧もしくは減速電流を加える加
減速駆動装置と、前記管理装置の指示するレベルの電圧
もしくは電流をアクチュエータに加える補正駆動装置と
を少くとも備え、前記管理装置はアクチュエータの各移
動距離に対して望ましい加速、減速区間および前記補正
駆動装置の電圧もしくは電流レベルを求めて制御テーブ
ルとして記憶保存し、外部装置からのアクチュエータ移
動指令に基づき前記制御テーブル値を読出してアクチュ
エータを駆動するようにしたことを特徴とするものであ
る。

〔作　用〕

したがって、本発明においてはアクチュエータ個々のば
らつきに対し、バンク・バンク制御の駆動電圧もしくは
電流の切替点および、摩擦、外力などに対する補正電圧
もしくは電流を自動的に最適化することが可能となシ、
最大駆動パワーの限られた条件のもとにアクチュエータ
の移動時間を一層短かくすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第１図は本発明によるアクチュエータアクセル制御装置
の一実施例を示す概略ブロック図である。

第１図において、１は一定の加速電圧もしくは電流が加
えられる入力線、２はこの入力線１に加わる加速電圧も
しくは電流とは極性が逆の一定の減速電圧もしくは電流
が加えられる入力線、３はこれら入力＄１もしくは２の
入力のいづれかを出力するスイッチ、４はスイッチ３の
出力線、５はディジタル量をアナログ量に変換するＤ／
Ａ変換器、６はＤ／Ａ変換器５の出力線、７はスイッチ
３よシの出力とＤ／Ａ変換器５の出力の和を出力するパ
ワーアンプ、８はパワーアンプＴの出力線、９は制御対
象としてのアクチュエータ、１０はそのアクチュエータ
９のコイルである。また、１１はアクチュエータ９の位
置を検知する位置センサ、１２は位置センサ１１の出力
線、１３は位置センサ１１の出力からアクチュエータ９
の移動距離を検出する位置検出回路、１４は位置検出回
路１３の出力線、１５は後述する管理装置、１Ｂはその
管理装置１５のメモリ、１７はアクチュエータ９の速度
を検出する速度検出回路、１８は速度検出回路１７の出
力線、１９は一定の電圧を入力する信号線、２０は速度
検出回路１７の出力と信号線１９の定電圧のレベルを比
較する比較回路、２１は比較回路２０の出力線、２２Ｆ
ｉ管理装置１５のコントロール信号線としての一方の出
力信号線で、スイッチ３に入力される信号の入力線１に
対するゲートをオン、オフするゲート信号が与えられる
。

２３は同じく管理装置１５のコントロール信号線として
のもう一方の出力信号線で、スイッチ３に入力される信
号の入力線２に対するゲートをオン。

オフするゲート信号が与えられる０また、２４は管理装
置１５のディジタルデータ出力線であって、Ｄ　／　Ａ
変換器５に所定のディジタル量のデータ信号が与えられ
る。なお、２５は外部装置としての上位装置（図示せず
）からのアクセス指令を管理装置１５ＶＣ：入力するア
クセス指令信号線である。

上記構成の装置を動作するには、加速電圧あるいは減速
電圧に相当する＋ＶＢ、−ＶＢなる電圧が入力線１およ
び２にそれぞれ加えられスイッチ３に入力される。する
と、このスイッチ３は管理装置１５が出力信号線２２．
２３に出力するオン／オフ信号のオン／オフ指令に基づ
いてオンの区間だけ＋ＶＢ、−ＶＢを出力し、その出力
がパワーアンプＴに加えられる。そして、Ｄ／Ａ変換器
５は、管理装置１５がデータ出力線２４に出力するディ
ジタルデータをアナログ電圧に変換し、その出力をパワ
ーアンプ７に入力する。これによυ、パワーアンプＴは
、前記スイッチ３０オンにある出力とＤ／Ａ変換器５の
出力の和をとった電圧に比例した電流を信号線８を通し
てアクチュエータ９のコイル１ａに流す。したがって、
アクチュエータ９はコイル１０と磁気回路を有しておシ
、前記パワーアンプ７からそのコイル１０に電流を流す
ことによ）、磁気回路の発生する磁場と電流の関係で発
生する電磁気力によってアクチュエータ９は移動するこ
とになる。とのとき、アクチュエータ９の位置は位置セ
ンサ１１で検知する。この位置センサ１１は、アクチュ
エータ９の固定部側に対向して、発光および受光素子を
配置し、アクチュエータ９の可動部側に周期的に明暗の
パターンを配置したスリットを取シ付けて構成する光ス
ケールや、磁気ディスクのように位置決め用磁化パタン
を用いて構成するサーボ面スケールなど、公知の技術に
よって容易に構成できるものである。位置センサ１１の
１例として、光スケールを用いた場合の出力１２畠の信
号波形を第２図（ａ）に示す。この出力１２ｍは、上記
明暗のパターンのピッチＷで零となシ、正負に変化する
三角波状の信号でちゃ、零点を中心として、変位Ｘに対
し±Ｗ／２の範囲で、Ｘに比例する信号となっている。

また、信号検出回路１３は、第２図に示した位＋ｔｌ島
ソ廿１１の出ｆｔ１り、め凭占冬埼出１．−箪２図（ｂ
）のごときパルスを作って信号線１４を通して、管理装
［１５に送出するものとなっている。一方、速度検出回
路１７は、位置センサ１１の出力である第２図（−の信
号波形を微分し、その位置センサ１１の出力が負の勾配
の区間は極性を変えて同極性としてつなぎ合わせること
によシ、速度を検出する。このように微分操作で速度を
検出する方法は公知の技術で容易に実現できる。そして
、速度検出回路１１で検出した速度信号は、比較回路２
０に送られ、定電圧入力信号線１９を通して該比較回路
２０に加えられる一定電圧と比較される。

比較回路２０は、速度検出回路１７の速度信号が入力信
号線１９に加えられる一定電圧以下になっている間、ハ
イレベルとなる信号を信号線２１を通して管理装置１５
に送るようになっている。また、管理装置１５は後に詳
述するプログラムを実行する機能を有するコンピュータ
からなり、１チツプマイクロコンピユータで実現できる
０すなわち、この管理装置１５は、アクセス指令信号線
２５を通して与えられる上位装置からのアクセス指令を
解読して各コントロール信号線２２　、２３　、２４に
コントロール信号をそれぞれ発生するとともに、自身で
アクセス指令を発生して、試験アクセスを実行すること
によシ、アクチュエータ個別にアクセス距離に対応して
最適な前記各コントロール信号を決定する機能を有する
ものであシ、以下、この機能について第３図に示すフロ
ーチャートを用いて説明する。

先ス、スタートルーチン１００で試験アクセスモードを
指定する。次いで、１０１〜１０８までのルーチンでＤ
　／　Ａ変換器５の出力を決定する。ここで、Ｄ／Ａ変
換器５の出力は、アクチュエータ９の可動部に走用する
外力を打消す電流を流すために用いられる。この外力と
しては、各種信号線が発生するカディスク回転空気流に
よる力、アクチュエータを傾けて置いた場合の重力など
が相当する。

しかして、ルーテン１０１で、アクチュエータを移動さ
せるべき例えば最大距離をアクセス距離としてセットし
、アクセス距離の碌の位置まで加速信号１ａｆｔ入力線
１に出力し、その後、減速信号２ａを入力線２に出力す
るようにセットする。そして、ルーチン１０２で管理装
置１５はＤ／Ａ変換器５に小さいアナログ電圧を出力す
るようなディジダル量をセットする。管理装置１５は、
ルーチン１０３で、コントロール信号１８２２ｔオン（
ＯＮ　）　、コントロール信号線２３をオフ（ＯＦＦ）
　　として位置検出回路１３の出力であるパルス１４ｍ
をカウントアツプし、アクセス距離の憾の位置に到達す
るまで加速信号１１を出力するようにコントロール信号
線２２をオンにし続ける。そして、径の位置に到達した
かどうかをルーチン１０４で検出した時点で、コントロ
ール信号線２２をオフとし、コントロール信号線２３を
オンにする。さらにルーチン１０５゜１０６で、上記出
力パルス１４１をカウントアツプするとともに、速度が
Ｏとなったことを示し、比較回路２０の出力線２１つま
多出力がオンになったかどうかを判断し続ける。このと
き、出力線２１の出力がオンになったことを検出すると
、ルーチン１０７で、その時の上記出力パルス１４＆の
カウントアツプ値がルーチン１０１でセットしたアクセ
ス距離と等しいかどうか判断する。アクセス距離と等し
くなくカウントアツプ値が大きい場合は、Ｄ　／　Ａ変
換器５の出力を減するあるいは極性を変えるようなディ
ジタル量をセットし、上記と同様ルーチン１０２〜１０
１までを実行する。このようにして、カウントアツプ値
がアクセス距離と等しくなった時、ルーチン１０８でコ
ントロールデータ信号線２４に出力していたディジタル
量をメモリ１６の所定の位置に格納する。

次に、このように求めたディジタル量を定常的にセット
して、ルーチン１０９〜１１９で、コントロール信号線
２２，２３のオン／オフ区間を、アクセス距離を変化さ
せながら、アクセス距離ごとに決定する。先ずルーチン
１０９で、アクセス距離を設定する。この設定値は１ト
ラツクづ＼増加しても良いし、Ｍ（Ｍ＞１　）　トラッ
クづつ増加させても良く、要はアクチュエータの特性変
化が無視できる程度の大きい増加分を用いるのが試験ア
クセス時間短縮の面から良い。ルーチン１１０で、コン
トロール信号線２２をオンにして加速する区間をセット
する。初期セット値はアクセス距離の棒トラックからＮ
（Ｎ：加速区間パラメータ）差し引いた値とし、ルーチ
ン１１１〜１１５を実行する。ルーチン１１１〜１１５
の動作は、先に説明したルーチン１０３〜１０７までの
動作と全く同一である。ルーチン１１５で、アクチュエ
ータが指定されたアクセス距離移動していないと判断し
た場合はルーチン１１６でＮｔＮ−１に再セットし、ル
ーチン１１５で指定されたアクセス距離よシも多く移動
したと判断した場合はルーチン１１６でＮをＮ＋１に再
セットし、カウントアツプ値が指定されたアクセス距離
に等しくなるまで、ルーチン１１０〜１１６を複数回実
行する。カウントアツプ値が指定されたアクセス距離に
等しくなった時点で、ルーチン１１６でその時用いたＮ
の値をメモリの所定の位置に格納する０次に、ルーチン
１１Ｂでそれまでに実行したアクセス距離が最大アクセ
ス距離に達したかどうか判断し、達していない場合は、
ルーチン１１９でアクセス距離を任意のトラックＭ増加
させて、ルーチン１０９〜１１８マで実行する。　最大
アクセス距離に達している場合は、ルーチン１２０を実
行し試験アクセスを終了する。なお、アクチュエータが
アクセス方向によって特性が異なる場合は、反対方向に
ついてもルーチン１０９〜１２０を実行する。

次に、上位装置からアクセス指令信号線２５を通してア
クセス指令が与えられ、アクセス距離と方向が指定され
た場合の動作について説明する。

外力打消、し電流を決めるディジタルデータに対応した
メモリ番地にアクセスし、読出すとともにアクセス距離
と方向に対応したメモリ番地にアクセスし、加速区間パ
ラメータＮを読出す。このデータをもとに、管理装置１
５は信号線２４を通してＤ　／　Ａ変換器５に上記ディ
ジタルデータをセットする。次に、管理装置１５はアク
セス方向に応じて信号線２２（もしくは２３）をオンに
する。そして位置検出回路１３の出力パルス１４ｍをカ
ウントアツプし、カウントアツプ値が上記Ｎに等しくな
った時点で信号線２２（もしくは２３）をオフにし、信
号線２３（もしくは２２）をオンにする。

その後も上記出力パルス１４ｍのカウントアツプを続け
、カウントアツプ値が指定されたアクセス距離に等しく
なった時点で信号線２３（もしくは２２）をオフにし、
アクセスを終了する。

上記動作時の位置センサ１１の出力１２ｍおよびアクチ
ュエータ９を駆動するアクチュエータ駆動電流＆、信号
線２２および２３の各出力２２ａ。

２３ｍの波形を第４図に示す。

なお、上記実施例においては速度が０となったことを判
断条件としている場合について説明したが、これを一定
速度以下となったことを判断条件としても同じであるこ
とはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、アクチュエータに
作用する外力を打消す補正電圧もしくは電流と加速減速
切替位置を、アクチュエータ個別に、かつアクセス距離
に対応して自動的に最適化する機能を備えた制御装置を
提供できるので、アクチュエータが杆容する最大パワー
を用いて開ループでアクチュエータを駆動することが可
能となシ、アクセス時間を速くできるなど各種アクチュ
エータのアクセス制御においてすぐれた効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第２
図（’）　＋　（ｂ）は第１図の位置センサの出力およ
び位置検出回路の出力を示す波形図、第３図は上記実施
例の動作を示すフローチャート、第４図は同じく上記実
施例の動作波形を示す図、第５図は従来の閉ループアク
セス制御法の概念図である０１・・・・加速電圧もしく
は電流入力線、２・・・・減速電圧もしくは電流入力線
、３・・・・スイッチ、４・・拳・スイッチの出力線、
５・・・・Ｄ／Ａ変換器、６拳・・・Ｄ／Ａ変換器の出
力線、７　＠　１１　ａ　ｅパワーアンプ、ｇｌｌ＠＠
＠パワーアンプの出力線、９・・・・アクチュエータ、
１０・・・・アクチュエータのコイル、１１・・・Ｏ位
置センサ、１２・・・・位置センサの出力線、１３・・
ｍ−位置検出回路、１４・・・・位置検出回路の出力線
、１５・・・・管理装置、１６・・・・メモｌ］、１７
ｓ働・・凍庁検出回路、１８・・・・速度検出回路の出
力線、１９・・・Φ定電圧入力信号線、２０１１・・φ
比較回路、２１・・・・比較回路の出力線、２２．２３
・・・・コントロール信号線、２４・拳・・ディジタル
データ出力線、２５・・φ・アクセス指令信号線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アクチュエータの位置を検出する位置検出手段と、外部
   装置からのアクチュエータ移動指令に応じてアクチュエ
   ータの駆動を管理する管理装置と、前記管理装置の指示
   する区間だけアクチュエータに一定の加速電圧もしくは
   加速電流、、あるいは一定の減速電圧もしくは減速電流
   を加える加減速駆動装置と、前記管理装置の指示するレ
   ベルの電圧もしくは電流をアクチュエータに加える補正
   駆動装置とを少くとも備え、前記管理装置はアクチュエ
   ータの各移動距離に対して望ましい加速、減速区間およ
   び前記補正駆動装置の電圧もしくは電流レベルを求めて
   制御テーブルとして記憶保存し、外部装置からのアクチ
   ュエータ移動指令に基づき前記制御テーブル値を読出し
   てアクチュエータを駆動するようにしたことを特徴とす
   るアクチュエータアクセス制御装置。