JPS62193580A - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は制御装置に係如、特に、例えばロボット等のデ
ィジタルサーボ機構の追従性向上、安定化に好適な制御
装置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来、例えば産業用ロボットの制御等に適用されるディ
ジタルサーボ機構は、速度検出のためにタコジェネレー
タを取付けて、その計測電圧をＡ／Ｄ変換したυ、モー
タに直結するパルス発生器に係るエンコーダの出力パル
スをＦ／Ｖ変換して、それをＡ／Ｄ変換してフィードバ
ックさせるように回路構成されていたが、Ａ／Ｄ変換素
子等の特性のばらつきや価格などが問題となっていた。

また、一定時間、例えばサンプリング周期間のエンコー
ダのパルス数を数える方式も考えられているが、モータ
の制御可能な回転範囲（一般に可制御回転範囲という）
が広いと、低回転のときにエンコーダのパルスが入って
こないために、制御不能になるというような問題点が生
じていた。

なお、この種口ボットの制御装置に関連する先行技術と
して１例えば、オートメーション誌、第２６巻第４号「
実例にみるサーボ機構のディジタル化」が知られている
。

〔発明の目的〕

本発明は、前述の従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので２回路が安定化し低価格の。

制御可能範囲の広いディジタルサーボ機構による制御装
置の提供を、その目的としている。

〔発明の概要〕

本発明に係る制御装置の構成は、モータに直結するパル
ス発生器と、パルス発生器からの出力パルスを計数する
カウンターと、モータへのＤＥ指令信号に応じて、その
指令が低速のときはサンプリング周期を長く、その指令
が高速のときはサンプリング周期を短くするようにサン
プリング信号を切換えて出力するタイミング信号発生回
路と、前記カウンターで計数したパルス数と前記タイミ
ング信号発生回路からのサンプリング信号とに従ってモ
ータ駆動回路に制御信号を出力する演算制御手段とを備
えたものである。

なお付記すると、本発明は、例えば産業用ロボット等の
低価格化、安定化をはかるために、サンプリング周期間
のエンコーダのパルス差分を速度データとし、モータに
対し低速の回転指令が出ているときはサンプリング周期
を長くしてパルスが十分に入るようにして安定な回転を
確保し、高速の回転指令が出ているときはサンプリング
周期を短くしてディジタルサーボ機構の追従の向上をは
かったものでおる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図を参照し
て説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る制御装置の構成図、
第２図は、そのサーボ系のブロック図５第３図は、第１
図におけるタイミング信号発生回路の詳細を示した制御
装置の構成図であシ、これら各図は、例えば産業用ロボ
ットの制御等に適用されるディジタルサーボ機構による
制御装置を示したものである。

第１図において、１はモータ、２は、モータ１に直結す
るパルス発生器に係るエンコーダ、３は。

エンコーダ２からの出力パルスを計数するカウンター、
４は、モータ１を駆動するための駆動回路、５はタイミ
ング信号発生回路、６は、演算制御手段に係るマイクロ
コンピュータからなるＣＰＵである。

モータ１の回転に連動したエンコーダ２からの出力パル
スをカウンター３で計数してＣＰＵ６に入力させる。

一方、タイミング発生回路５は、例えば産業用ロボット
の作業におけるサンプリング周期ごとに。

ＣＰＵ６にサンプリング信号に係るタイミング信号の割
シ込みをかける。

ＣＰＵ６は、前記カウンター３で計数したパルス数と前
記タイミング信号とに従って演算を行い駆動回路４に演
算結果の制御信号を出力し、モータ１を回転させる。

このサーボ機構をブロック図で示したものが第２図であ
る。

第２図で、第１図と同一符号のものは同一部分であシ、
７は制御の目標値に係る速度指令値、ｅ−８７は遅延要
素、Ｇｗ、Ｇっはゲインを示す。エンコーダ２によって
発生した。モータ１の回転速度に対応する出力パルスは
カウンター３で計数される。

ＣＰＵ６では、パルス計数値とサンプリング前のデータ
とを比較してパルスの差分をとシ、ゲインＧｗｔかけて
フィードバック量とする。

このフィードバック量は、入力端子Ｉ、に印加される速
度指令値７と比較され、その差にゲインＧｏｋかけた演
算結果を制御信号として駆動回路４に出力し、制御目標
に合致するようにモータ１の回転を制御する。

第２図に示すようなサーボ系において、モータ１への速
度指令値７すなわち制御目標に対するサーボ機構の追従
を良くするためには、なるべくサンプリング周波数ｆｓ
ｋ上げる方がよい。

いま、ここではＣＰＵ６の処理速度や追従性等を考慮に
入れてサンプリング周期を１ｍ５ｅｃに決めたとする。

例えば、エンコーダ２ｉｄ２０００パルス／回転のもの
を用いるとすると、モータ回転数３０００ｒ、ｐ、ｍ。

のときには、サンプリング周期期間で、−　Ｘ　−Ｘ　
２０００　＝　１００パルスのパルスが入力される。

ところが、モータ１を１例えば２０　ｒ、ｐｌｍ、　　
の低速で回転させようとすると、 となってしまい、サンプリング期間にパルスが入らない
ことが起こシ、サーボ系は正常に動作しない。

そこで、モータ１へ低速度の指令を与えているときだけ
、サンプリング周期を通常の１ｍ５ｅｃより太きく１例
えは１０倍にすることで、正常なサーボ動作を可能とす
るものである。

このことを考慮した本実施列の制御装置の晴成を第３図
に示す。第３図は、第１図で説明した装置のタイミング
信号発生回路部をより詳細に示したものであり、第１図
と同一符号のものは同一部を示している。

ＣＰＵ６は、モータ１への回転指令信号に係る速度指令
値７（第２図参照）が高速か低速かを判断して速度信号
をタイミング信号発生回路８へ出力する。すると、その
信号によって、タイミング信号発生回路８はサンプリン
グ信号の周期の切換えを行う。

すなわち、速度指令値７が低速のときは１例えばサンプ
リング周期ｔｌＯｍｓｅｃと長く、速度指令値７が高速
のときは１例えばサンプリング周期を１　ｒｒｌ　ｓｅ
ｃと短くするようにサンプリング信号を切換える。

そこで、ＣＰＵ６は、与えられたサンプリング信号に従
って前述の演算処理を行う。

このようにして１本実施例によれば、エンコーダの分解
能の向上による回路基模の増加９価格の上昇、あるいは
Ｆ／Ｖ変換器使用による不安定化などを避けて、低価格
で、高速から低速までの広い範囲のディジタルサーボ制
御を可能としている。

なお、前述の実施例は、産業用ロボットの制御等に適用
されるディジタルサーボ機構による制御装置の例を説明
し九が１本発明は、産業用ロボットの制御に限らず、同
様の効果が期待される範囲で自動制御機械に汎用的に適
用できるものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、回路が安定化し低
価格の、制御可能範囲の広いディジタルサーボ機構によ
る制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る制御装置の構成図、
第２図は、そのサーボ系のブロック図。 第３図は、第１図におけるタイミング信号発生回路の詳
細を示した制御装置の構成図である。 １・・・モータ、２・・・エンコーダ、３・・・カウン
ター、４・・・駆動回路、６・・・ＣＰＵ、７・・・速
度指令値、８・・・タイミング信号発生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、モータに直結するパルス発生器と、パルス発生器か
   らの出力パルスを計数するカウンターと、モータへの回
   転指令信号に応じて、その指令が低速のときはサンプリ
   ング周期を長く、その指令が高速のときはサンプリング
   周期を短くするようにサンプリング信号を切換えて出力
   するタイミング信号発生回路と、前記カウンターで計数
   したパルス数と前記タイミング信号発生回路からのサン
   プリング信号とに従つてモータ駆動回路に制御信号を出
   力する演算制御手段とを備えたことを特徴とする制御装
   置。