JPS6244643B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は回転機械の定位置停止制御装置の動
作モードの改善に関する。

一般に、この種の定位置停止制御装置では、通
常の運転状態から定位置停止動作へ移行し、停止
動作完了まで、機械的および電気的なシヨツクを
与えることなくスムーズに作動することが望まれ
る。

従来より、この種の定位置停止制御装置は、通
常の運転状態から定位置停止動作へ移行する場
合、一且停止もしくは一定の低速度まで減速した
後、緩速々度で運転し、所定の停止ゾーンに入つ
た時に停止時のトルク設定が行われ、回転機械が
停止ゾーンから外れていないことを条件として、
動作を完了させるようにしていた。

上記の定位置停止制御装置においては、移動体
を駆動するモータのモータ駆動装置はPI調節器を
備えており、上記PI調節器の積分動作機能のた
め、移動体の定位置停止時にオーバシユートやア
ンダシユートが発生し、機械的シヨツクや電気的
なシヨツクが発生する問題があり、このため、移
動体の定位置停止に先立つてモータを零に近い一
定の緩速々度まで減速し、停止時にモータをPI調
節器の比例動作機能のみで停止させることも行わ
れているが、この場合、モータの引戻しトルクが
弱くなり、上記と同様に、移動体の停止時にオー
バシユートやアンダシユートが発生し、定位置停
止制御時の制御時間が長くかゝる問題があつた。

本発明は従来の定位置停止制御装置における上
記問題を解消すべくなされたものであつて、移動
体の定位置停止時に外力が加わつたときにも充分
な復帰トルクを有する安定した定位置停止制御装
置を提供することを目的としている。

このため、本考案は、移動体を駆動するモータ
と、少なくとも比例（Ｐ）動作と積分(I)動作機能
を備えた上記モータの速度調節器と、モータで駆
動される移動体の一部に移動方向に異極となるよ
うにマグネツトを装着する一方、このマグネツト
の磁気を検出して所定の停止位置に対応した範囲
で基準値を中心として正負に変化する出力信号を
生じる検出器を備えた位置検出手段と、位置検出
手段の出力信号に対して一定の範囲の不感帯を有
するとともに該不感帯の両側でモータを正もしく
は逆方向に駆動する信号を生じる比較部と、停止
指令があつたときに緩速指令を速度調節器に与え
るとともに速度調節器を第１のＰ動作に切り換
え、停止位置近傍で比較部の出力を速度調節器に
与えるとともに速度調節器を利得の高い第２のＰ
動作に切り換える制御部とを備え、定位置停止時
に移動体の引戻しトルクを大きくして移動体を早
急に停止させるようにしたことを特徴としてい
る。

以下本発明の実施例を示す図面を参照して詳細
に説明する。

第１図において、１は工作機械の刃物回転機等
の制御対象を回転駆動するモータ、２はモータ１
の回転軸に装着された円板形状のロータで、該ロ
ータ２上には、第２図に示すように、予め定めた
所定の停止位置に対応した位置に、矢印Ａで示す
ロータ２の回転方向に対して異極NSとなるよう
に、マグネツト３を装着している。

４は上記マグネツト３の磁束を検出する磁束検
出器で、該磁束検出器４は、第４図イに示すよう
に、マグネツト３の中心と対向する位置、即ち、
所定の停止位置で基準値ゼロボルトとなるととも
に、この基準値を中心としてロータ２の回転角度
に対応して、正負に正弦波状に変化する信号を出
力するようにしている。

なお、上記磁束検出器４の出力信号はマグネツ
ト３の設置範囲外では基準値となる。

５は上記磁束検出器４の出力信号から停止位置
制御用の信号を生じる比較部である。

上記比較部５は、例えば第３図に示すように、
磁束検出器４の出力信号Ｖ_sと直流電圧Ｅとを加
算する加算回路６と、該加算回路６の出力電圧を
比較する比較回路７および８からなる。

比較回路７には磁束検出器４の出力信号の基準
値よりも正側のしきい値Ｖ＋h₁が設定され、磁束
検出器４の上記出力信号Ｖ_sがしきい値Ｖ＋h₁を
正側に越えると、第４図ロに示すように“１”レ
ベルの正転信号Ｆを出力する一方、比較回路８に
は磁束検出器４の出力信号の基準値よりも負側の
しきい値Ｖ＋h₂が設定され、上記の出力信号Ｖ_s
がこのしきい値Ｖ＋h₂を負側に越えると、第４図
ハに示すように“１”レベルの逆転信号Ｒが生じ
るようにしている。

さらに、上記出力信号Ｖ_sの値がしきい値Ｖ＋
h₁とＶ＋h₂との間、即ち、不感帯にあるときは、
比較回路７および８の出力信号ＦおよびＲは共に
“０”レベルとなるようにしており、これら出力
信号ＦおよびＲが“０”レベルとなる区間αは目
的の停止位置に対応し、モータ１はこの区間で停
止するようにしている。

９は定位置停止動作時にモータ１を緩速運転、
正転、逆転および停止を夫々指令する制御回路で
あつて、該制御回路９は、モータ１の速度を検出
する速度検出器１１の出力信号が零附近となつた
とき、“１”出力を生じる判定回路１２と、該判
定回路１２の出力が“１”となつている時間を計
測するタイマ１３と、フリツプフロツプ１４およ
びアンドゲート１５とからなつている。

上記フリツプフロツプ１４のセツト入力端子は
タイマ１３の出力端子と接続され、リセツト端子
は比較部５の正転信号Ｆの出力端子と接続されて
いる。

アンドゲート１５の一方の入力端子はフリツプ
フロツプ１４のセツト出力端子に接続するととも
に、他方の入力端子は停止命令でオンとなる接点
１０に接続している。

次に、１６Ｆ，１６Ｒおよび１７は夫々停止時
におけるモータ１の正転、逆転および緩速の速度
設定器であつて、これら速度設定器１６Ｆ，１６
Ｒおよび１７は、制御回路９から出力する正転指
令、逆転指令および緩速指令で夫々駆動されるゲ
ート１８Ｆ，１８Ｒおよび２０に夫々接続し、対
応するゲートが駆動されると、速度設定器１６
Ｆ，１６Ｒおよび１７で設定された電圧が、停止
モード、即ち、接点１０のオンでａ側に切り換わ
り、接点１０がオフの通常運転モードではｂ側に
切り換わるリレー２２を介して、モータ駆動回路
２１に夫々入力するようにしている。

上記のモータ駆動回路２１は、第５図に示すよ
うに、次に述べる速度調節器３３および電流調節
器、移相制御回路、電力変換器（いずれも図示せ
ず。）等からなる周知の静止レオナード制御装置
３４により構成されている。

上記の速度調節器３３は、演算増巾器２５、抵
抗器２４，２６、半固定抵抗器２８、積分用のコ
ンデンサ２７からなる周知のPI調節器の構成を有
し、通常の運転モードのとき、速度調整精度を高
くするようにしている。

積分用の上記コンデンサ２７の両端子間には、
上記速度調節器３３の利得を切り換える切換回路
３５を接続している。

上記切換回路３５は、ロジツク回路１９に入力
する緩速指令でオンとなり、磁束検出器４の出力
信号が区間α（第４図イ参照）にあるときにオフ
するゲート２９、抵抗器３０，３１、コンデンサ
３２および接点１０のオン（停止モード）および
オフ（通常運転モード）で夫々オンおよびオフす
るリレー接点３６からなり、速度調節器３３のコ
ンデンサ２７の両端に、上記リレー接点３６、抵
抗器３０および３１を直列に接続し、リレー接点
３６と抵抗器３０との接続点３７と、抵抗器３１
と速度調節器３３の抵抗器２６との接続点３８の
間にはゲート２９を接続するとともに、上記抵抗
器３１の両端子間にはコンデンサ３２を接続して
いる。

なお、通常の運転モードのときのモータ１の速
度は速度設定器２３により設定しており、該速度
設定器２３の出力信号はリレー２２をｂ側に切り
換えることによつて、モータ駆動回路２１に入力
するようにしている。上記速度設定器２３には、
具体的には図示しないが、モータ１の速度検出器
１１から周波数／電圧変換器（Ｆ／Ｖ変換器）等
を通して、モータ１の速度信号が入力されてい
る。

上記構成において、定位置停止制御装置が通常
運転モードから定位置停止モードとなると、モー
タ駆動回路２１により、モータ１は一度、零附近
まで減速される。

このとき、制御回路９の判定回路１２は、速度
検出器１１の出力信号が零近傍の値となつたこと
を検出し、その出力が“１”となるとタイマ１３
が作動する。

上記タイマ１３の設定値よりも長い時間、判定
回路１２の出力が“１”信号を継続すると、上記
タイマ１３から“１”信号が出力して、フリツプ
フロツプ１４がセツトされ、アンドゲート１５か
ら緩速指令が出力し、ゲート２０がオンするとと
もに、第５図のリレー接点３６およびゲート２９
が夫々オンとなる。

このため、モータ駆動回路２１には速度設定器
１７の出力電圧が入力する一方、速度調節器３３
はコンデンサ２７の両端が短絡されて抵抗器２４
および２６で定まる利得で比例（Ｐ）動作し、モ
ータ１は一定の緩速々度で回転する。

次いで、磁速検出器４の出力Ｖ_sがＶ_s＞Ｖ＋h₁
となると、ゲート１８Ｆがオンし、モータ駆動回
路２１には速度設定器１６Ｆの出力が入力し、モ
ータ１は引き続き一定の緩速々度で回転する。

上記の緩速々度で運転中、モータ１のロータ２
が第４図イの区間αから外れて行過ぎ、逆転側へ
入つたときはゲート１８Ｒがオンとなり、モータ
１は速度設定器１６Ｒの設定で決まる速度で引き
戻され、ロータ２は上記区間α内に停止する。

このとき、速度設定器１６Ｆおよび１６Ｒによ
る速度設定は、上記区間αからオーバシユートし
て不安定にならないように極く低速に設定されて
いるため、ロータ２が上記区間αから外れた場合
の引戻しトルクが不足する場合がある。このた
め、本実施例においては、ロータ２が上記区間α
に到達したとき、比較回路７および８の出力信号
ＦおよびＲはいずれも“０”となり、かつ、第５
図のゲート２９がオフとなるようにしている。す
なわち、このゲート２９のオフのタイミングで
は、コンデンサ３２にチヤージされている電荷は
零で、その両端の電位差は零となつており、コン
デンサ３２の両端が接続されている抵抗３１は実
質的に短絡されている。よつて、速度調節器３３
は、該速度調節器３３中の抵抗器２４，２６およ
び切換回路３５中の抵抗器３０によつて定まる利
得でモータ１の回転を制御し、次いで、上記ゲー
ト２９のオフのタイミングからコンデンサ３２、
抵抗器３０および３１による時定数で決まる一定
時間後には、上記速度調節器３３は、抵抗器２
４，２６と抵抗器３０，３１で決まるより高い利
得に整定される。

このため、ロータ２が上記区間αに入つた時点
から該区間αを過ぎるまでの間に、速度調節器２
３の利得が大きくなる方向に切り換えられ、ロー
タ２が上記区間αから外れた場合の引戻しトルク
が所要の値となり、上記モータ１が早急に停止す
るとともに、速度調節器３３の比例動作により、
モータ１の停止時のアンダシユートやオーバシユ
ートが無くなり、ロータ２はスムーズに定位置に
停止することになる。

以上の説明において本発明の基本的な実施例に
ついて説明したが、本発明は上記実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々
の構成とすることができる。

以上、詳細に説明したことからも明らかなよう
に、本発明は、移動体の定位置停止時に移動体を
駆動するモータの速度調節器を比例動作に切り換
えるとともに、移動体が停止位置に近付いたとき
に上記速度調節器の利得を大きくして、定位置停
止時の引戻しトルクを大きくするようにしたか
ら、モータの停止時に上記速度調節器の積分(I)動
作に伴うアンダシユートやオーバシユートがなく
なり、モータ停止時に発生する機械的、電気的な
シヨツクも少なくなる一方、モータが停止位置か
ら外れた場合には大きな引戻しトルクが発生する
ため、モータを所定位置に速やかに停止させるこ
とができる等その効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る定位置停止装置の一実
施例を示す回路図、第２図は第１図の実施例に用
いられる定位置検出部の一例を示す説明図、第３
図は第１図の実施例に用いられる比較部の詳細を
示す回路図、第４図イ，ロおよびハは夫々磁束検
出器、比較部の比較回路の出力波形図、第５図は
第１図の実施例に用いられる速度調節器の詳細な
回路図である。 １……モータ、２……ロータ、３……マグネツ
ト、４……磁束検出器、５……比較部、７，８…
…比較回路、９……制御回路、１０……接点、１
１……速度検出器、１２……判定回路、１３……
タイマ、１４……フリツプフロツプ、１５……ア
ンドゲート、１９……ロジツク回路、２１……モ
ータ駆動回路、２２……リレー、２４……抵抗
器、２５……演算増巾器、２６……抵抗器、２７
……コンデンサ、２８……半固定抵抗器、２９…
…ゲート、３０，３１……抵抗器、３２……コン
デンサ、３３……速度調節器、３５……切換回
路、３６……リレー接点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 移動体を駆動するモータと、少なくとも比例
   （Ｐ）動作と積分(I)動作機能を備えた上記モータ
   の速度調節器と、モータで駆動される移動体の一
   部に移動方向に異極となるようにマグネツトを装
   着する一方、このマグネツトの磁気を検出して所
   定の停止位置に対応した範囲で基準値を中心とし
   て正負に変化する出力信号を生じる検出器を備え
   た位置検出手段と、位置検出手段の出力信号に対
   して一定の範囲の不感帯を有するとともに該不感
   帯の両側でモータを正もしくは逆方向に駆動する
   信号を生じる比較部と、停止指令があつたときに
   緩速指令を速度調節器に与えるとともに速度調節
   器を第１のＰ動作に切り換え、停止位置近傍で比
   較部の出力を速度調節器に与えるとともに速度調
   節器を利得の高い第２のＰ動作に切り換える制御
   部とを備え、定位置停止時に移動体の引戻しトル
   クを大きくして移動体を早急に停止させるように
   したことを特徴とする定位置停止制御装置。