JPS6311684B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プリンタの印字ヘツドあるいは磁気
デイスク装置の書込み／読出しヘツド等を指定さ
れた位置に正確に停止させる位置決めサーボ制御
方式に関するものである。

周知のように、位置決めサーボ制御は可動物体
を駆動するサーボモータの速度を速度指示信号に
追従させて制御する一種の速度サーボ形式をとる
ものであるが、定速度制御とは異なり、速度指示
信号のレベルを可動物体が所定の距離移動するご
とに順次下げていき、最終的にそれを零とするこ
とで可動物体を指定した位置に停止させるもので
ある。このため、位置決めサーボ制御においては
所謂偏差カウンタを用意し、初めは該カウンタを
可動物体の現在停止位置から次の目標停止位置ま
での距離を示す値に設定して、最高レベルの速度
指示信号を出力し、それによつてサーボモータが
最高速度で駆動を始めた後は、可動物体が単位距
離動くごとにタイミング信号を発してカウントダ
ウンしていき、そのときのカウンタの値に対応し
たレベルの速度指示信号を順次選択して出力する
ようにしている。ところで、上記偏差カウンタの
歩進動作を司どるタイミング信号は、従来、各サ
イクルが可動物体の単位移動距離を示し、かつ互
いに90゜異なる位相を有する２つの周期的位置信
号を用いて作成するのが一般的で、そのための回
路構成が複雑であるという問題があつた。

一方、可動物体を駆動するサーボモータは上記
偏差カウンタが零になり、それに対応して速度指
示信号のレベルが零になつても直ちに停止するこ
とはなく、ある期間回転し続けて停止する。この
期間が所謂デイテント領域である。通常、このデ
イテント領域では周期的位置信号を直接速度指示
信号としてサーボモータに与え、該位置信号が零
になる点でサーボモータが停止するようにしてい
るが、この場合、従来は上記偏差カウンタが零に
なり、かつ、上記タイミング信号が出力されたと
いう論理条件で、位置信号を選択して出力してお
り、先のタイミング信号を作成する回路構成の複
雑さに加えて、該論理条件を検出するためのゲー
ト回路を必要としていた。更に、従来のこの種サ
ーボ制御においては、偏差カウンタが零になつた
後も、タイミング信号を該偏差カウンタにフイー
ドバツクすることを常套手段としており、これに
より、ハンチングもしくは外力等の要因により位
置ずれが生じた場合、タイミング信号のフイード
バツクにより位置ずれを検知し、その位置ずれを
修正するように速度信号を生ぜしめているが、デ
イテント領域が狭いため、サーボモータのハンチ
ングにより必要以上に偏差カウンタが歩進される
場合があり、その結果、該カウンタの値に基づく
速度指示信号が送出され、サーボモータが誤動作
するという欠点があつた。

本発明は上述した従来方式の問題点を解決する
ためになされたもので、偏差カウンタの歩進動作
を司どるタイミング信号は例えば１つの位置信号
により作成し、又、該タイミング信号で偏差カウ
ンタが所定の目標値になると直ちに位置信号を選
択して出力すると同時に、その後はタイミング信
号が偏差カウンタに与えられるのを禁止してデイ
テント状態を保持するようにした位置決めサーボ
制御方式を提供することにある。

以下、図示の実施例により本発明の内容を詳細
に説明する。

第１図は本発明による位置決めサーボ制御方式
の一実施例の概略ブロツク図を示したもので、１
はタイミング信号発生回路、２は外部指令装置、
３は偏差カウンタ、４はデイジタル・アナログ変
換回路（Ｄ―Ａ変換回路）、５は信号反転回路、
６はスイツチ回路である。なお、簡単のため、第
１図においては可動物体を駆動するサーボモー
タ、モータ駆動回路、位置信号検出器、実速度信
号検出器などは省略してある。第２図は第１図の
動作を説明するためのタイムチヤートで、ａ図は
サーボモータの実速度曲線、ｂ図は速度指示信号
パターン曲線、ｃ図は実速度信号と速度指示信号
との差信号、ｄ図は偏差カウンタの出力信号、ｅ
図は動作開始を指示するストローブ信号を示した
ものである。

動作の開始にあたり、外部指令装置２から可動
物体（図示せず）の次の目標停止位置までの距離
を示す初期値データとゝもにストローブ信号が出
力されたとする。この外部指令装置１からのスト
ローブ信号を受けることにより、偏差カウンタ３
に上記初期値データがセツトされ、これがＤ―Ａ
変換回路４でアナログ信号に変換されて、上記初
期値データに応じたレベルの速度指示信号Ｆが出
力される（第２図ｂ参照）。この時、サーボモー
タ（図示せず）はまだ停止しており、実速度信号
Ｅは０であるため、Ｄ―Ａ変換回路４から出力さ
れた上記速度指示信号Ｆがそのまゝモータ駆動回
路（図示せず）に供給される（第２図ｃ参照）。
これにより、サーボモータは回転を始め、上記速
度指示信号で示された最高速度の状態に落ち着く
（第２図ａおよびｂ参照）。

上記サーボモータが回転して可動物体が駆動さ
れると、サーボモータの回転軸に取り付けられて
いる周知の位置信号検出器により、互いに位相が
90゜異なり、かつ各サイクルが可動物体の単位移
動距離を示す２つの周期的位置信号Ａ，Ｂが検出
される。同時に、位置信号検出器と同じようにサ
ーボモータの回転軸に取り付けられた速度検出
器、或いは上記位置信号Ａ，Ｂを微分する等によ
り、サーボモータの実速度を示すアナログ実速度
信号Ｅも発生する。後述するように、タイミング
信号発生回路１は位置信号Ａ，ＢのうちのＢ信号
のみを取り込み、可動物体が単位距離移動するの
に対応してタイミング信号D′を出力する構成に
なつている。

上記タイミング信号D′により偏差カウンタ３
の内容が順次カウントダウンしていき、それが予
め設定した速度指示信号切換点に到達するごと
に、該カウンタの出力Vel1〜ｎが順次切換わり
（第２図ｄ参照）、それに対応してＤ―Ａ変換回路
４から出力される速度指示信号Ｆのレベルが順次
階段状にダウンしていく（第２図ｂ参照）。この
間、モータ駆動回路には上記速度指示信号Ｆと実
速度信号Ｅとの差信号Ｇが供給され（第２図ｃ参
照）、該差信号が零になるようにサーボモータの
速度が制御される。すなわち、サーボモータの実
速度は速度指示信号Ｆが階段状にダウンするのに
対応して順次低下していくことになる（第２図ａ
参照）。このようにして、タイミング信号発生回
路１から出力される或るタイミング信号（これが
最後のタイミング信号になる）で偏差カウンタ３
が零になると、すなわちデイテント領域に達する
と、該カウンタ３の出力Vel1〜ｎは全てローレ
ベルになり、これに対応して速度指示信号Ｆは零
になる。同時に、偏差カウンタ３の出力Vel1が
ローレベルになつたことにより、信号反転回路５
を通してスイツチ回路６が閉じ、位置信号Ａが直
接モータ駆動回路へ与えられる。すなわち、偏差
カウンタ３が零になると、それとタイミング信号
D′との一致条件をとることなく、直ちに速度指
示信号Ｆから位置信号Ａへの切換えが行われる。

一方、偏差カウンタ３の出力Vel1はタイミン
グ信号発生回路１にも取り込まれており、該出力
Vel1がローレベルになると、タイミング信号発
生回路１は、デイテント領域到着後、サーボモー
タのハンチングによりタイミング信号が発生して
も、それが偏差カウンタ３へ出力されるのを禁止
する構成になつている。これが本発明の大きな特
徴で、この結果、サーボモータのハンチングによ
る偏差カウンタ３の誤動作が防止され、デイテン
ト領域に達すると、サーボモータは位置信号Ａに
追従して減速していき、所定の停止位置にデイテ
ントされることになる。第３図はこれを説明する
ためのタイムチヤートで、イが位置信号Ａの曲
線、ロが従来方式のデイテント領域、ハが本発明
のデイテント領域、ニがタイミング信号を示して
いる。すなわち、停止位置Ｑに対し、従来方式で
はデイテント領域はＰ―Ｒの間であるが、本発明
では、Ｐ点より次のストローブ信号が出されるま
でデイテントされるため、サーボモータがオーバ
ーハンチングによりＳ点あるいはアンダーハンチ
ングによりＴ点までハンチングを起こしても、Ｑ
点にデイテント可能となる。

第４図はタイミング信号発生回路１の具体的構
成例で、１１はアナログ信号反転回路、１２およ
び１３は比較回路、１４は論理積回路、１５は信
号反転回路、１６および１７はワンシヨツトマル
チ、１８は論理和回路、１９は論理積回路であ
る。第４図の動作を説明するための信号波形図を
第５図に示す。

既述したように、位置信号Ａ，Ｂは互いに90゜
位相が異なつた信号であり、このうちのＢ信号の
みが該タイミング信号発生回路の入力となる。こ
のＢ信号はそのまゝ比較回路１２に与えられ、比
較回路１３へはＢ信号を反転回路１１で反転した
Ｂ信号が与えられる。こゝで、両比較回路１２，
１３の閾値レベルV_refをV_ref＜V_p（V_pは信号Ａ，
Ｂのピーク値）と設定することにより、信号B′，
B′が得られ、これらの信号を論理積回路１４を
通すことにより、両信号B′，′が共にハイレベ
ルの期間だけハイレベルをとるＣ信号が得られ
る。ワンシヨツトマルチ１６はＣ信号の立上り部
でトリガがかゝり、他方、ワンシヨツトマルチ１
７は、Ｃ信号を反転回路１５で反転することによ
り、該Ｃ信号の立下り部でトリガがかゝる。これ
らワンシヨツトマルチ１６，１７の出力を論理和
回路１８で合成した信号がタイミング信号Ｄであ
り、該タイミング信号Ｄは、第１図で説明した偏
差カウンタ３の出力Vel1がハイレベルの期間、
ゲート１９を経してタイミング信号D′として出
力されるのである。なお、比較回路１２，１３の
閾値レベルV_refはV_ref＜V_pの関係にあれば任意の
レベルに設定可能であるが、信号Ａ，Ｂが正弦波
形をとるとした場合、V_ref＝V_p／√２に設定すれ
ば、タイミング信号Ｄはπ／４の間隔で発生させ
ることができる。

以上説明した如く、本発明によれば、従来方式
に比較して簡単な構成でタイミング信号の発生、
及び速度指示信号から位置信号への切換えが可能
になり、更に、所定移動量の終端で最後のタイミ
ングパルスが発生すると、次の動作開始のための
ストローブ信号が発生するまで、サーボモータが
ハンチングしてもデイテント状態を保持すること
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による位置決めサーボ制御方式
の主要部の概略構成を示す図、第２図及び第３図
は第１図の動作を説明するためのタイムチヤー
ト、第４図は第１図におけるタイミング信号発生
回路の具体的構成例を示す図、第５図は第４図の
各部の信号波形を示す図である。 １……タイミング信号発生回路、２……外部指
令装置、３……偏差カウンタ、４……Ｄ―Ａ変換
回路、５……信号反転回路、６……スイツチ回
路、Ａ，Ｂ……位置信号、Ｄ……タイミング信
号、Ｅ……実速度信号、Ｆ……速度指示信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可動物体を駆動するサーボモータと、前記サ
   ーボモータの回転伝達機構に取り付けられ、各サ
   イクルが可動物体の単位移動距離を示す周期的位
   置信号を検出する位置信号検出器と、前記位置信
   号を入力し、前記可動物体が単位距離移動するご
   とにタイミング信号を出力するタイミング信号発
   生回路と、前記可動物体の目標停止位置に関する
   データが設定され、前記タイミング信号によりそ
   の値をカウントしていく偏差カウンタと、前記カ
   ウンタの内容に対応した速度指示信号を出力する
   速度指示信号発生回路と、前記カウンタが所定の
   目標値になると前記速度指示信号のかわりに前記
   位置信号を選択して出力するスイツチ回路と、前
   記カウンタが目標値になると以後前記タイミング
   信号発生回路からタイミング信号が前記カウンタ
   に与えられるのを禁止する禁止回路とを具備し、
   前記サーボモータの速度を前記カウンタが目標値
   になるまで前記速度指示信号に追従させて制御
   し、前記カウンタが目標値になると前記位置信号
   に追従させると共に前記タイミング信号による該
   カウンタのカウントを禁止して、前記可動物体を
   目標停止位置に停止せしめ、次の移動が指示され
   ると前記禁止回路による禁止を解除することを特
   徴とする位置決めサーボ制御方式。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の位置決めサーボ
   制御方式において、前記位置信号には位相が互い
   に90゜異なる２つの周期的信号が用いられ、前記
   タイミング信号発生回路は前記２つの位置信号の
   うちの１つの位置信号のみを入力としてタイミン
   グ信号を作成することを特徴とする位置決めサー
   ボ制御方式。