JPS63121497A - パルスモ−タのフイ−ドバツク制御装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、パルスモータのフィードバック制御装置に
関する。

（従来の技術） 一般に移動体のフィードバック！ＩＪ　ｍｌは直流サー
ボモータにより行われている。

又、オーブンループで制御されるパルスモータは、簡易
な構成でサーボ制御できること、及び高加減速特性をも
って高速制御ができることから移動体の位置決め制御に
広く利用されてきた。

ところが、オーブンループで制御されるパルスモータは
、フィードバック制御されていないがため、移動体に無
理な力が作用したような場合にはオフセット量として移
動体の移動位置にずれを生ずる恐れがあり、高精度の位
置決め制御を要する移動体、例えば折曲機のバックゲー
ジの移動制御には使用し難いという難点がある。

そこで、従来、パルスモータをフィードバック制御し、
高精度で、かつ、高速の位置決め制御を行うことができ
るパルスモータのフィードバック制御ｌｌ装置が提案さ
れた。

この装置は、パルスモータで移動体を駆動すると共に、
該移動体に７ブソリユート系の位置検出器を設け、該検
出器で検出した移動体の位置信号に合わせてパルスモー
タの同期制御信号を得るものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の如き従来よりのパルスモータのフ
ィードバック制御装置では、アブソリュート系の位置検
出器を必須としているがため、装置が複雑となり、機械
コストを高くしているという問題点があった。

そこで、この発明は、高精度で、かつ、高速の位置決め
装置を安価に提供することができるパルスモータのフィ
ードバック制御装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するためこの発明では、パルスモータの
フィードバック制御装置を、速度指令電圧に同期制御信
号を乗じてパルスモータの駆動信号を得る駆動回路と、
前記モータにより駆動される移動体の実際位置を検出す
るインクリメンタル方式の位置検出器と、前記移動体の
位置に対応させて前記同期制御信号を規定するテーブル
データを参照することにより前記検出器が検出した信号
に基いて前記同期制御信号を発生する同期制御信号発生
回路と、前記移動体が所定位置にあるとき前記テーブル
データに原点位置を設定するテーブルデータ原点設定回
路と、を備えて構成した。

（作用） この発明では、原点設定回路の作用により、移動体が所
定位置、例えば機械原点位置にあるとき、該位置で、パ
ルスモータの同期制御信号を規定するテーブルデータの
原点が合わせられ、パルスモータの機械角と電気角とが
同期される。

（実施例） 以下、添付図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示すパルスモータのフィ
ードバック制御装置のブロック図である。

図示のように、パルスモータのフィードバック制御装置
は、ＮＣ装置１と、ＰＭ形２相４撞のリニアパルスモー
タ３に接続されるドライバ５と、パルスモータ（本例で
は移動体そのもの）３の移動位置（機械角）Ｘを検出し
検出信号を前記ＮＣ装置１に帰還するインクリメンタル
方式のエンコーダ７とで構成されている。

ＮＣ装置１は、例えば折曲機のＮＣ装置であり、内部に
は、移動体例えばバックゲージの移動制御を行う移動体
制御回路等が備えられている。

ＮＣ装置１からは、前記ドライバ５に対し、パルスモー
タ３への速度指令信号Ｖ（ｋ４Ｄと、エンコーダ７から
の帰還信号を分岐した２相信号（Ａ。

Ｂ相）と、原点復帰完了信号（ｌ　ｎ１ｔｉａｌ）と、
作動指令信号ＲＧＳＯと、アラーム及びアラーム解除信
号等が出力される。各信号の内容については第３図以下
で詳述する。

ドライバ５は、前記速度指令信号ＶＯＭＤを入力する速
度ループ回路９と、前記帰還信号（Ａ相。

Ｂ相）を入力し、４てい倍する４てい倍回路１１とを有
している。

前記４てい倍回路１１は、入力した帰還信号（Ａ相、Ｂ
相）に基いて方向及び移動量の信号Ｃｗ、ｃｃｗ、ΔＸ
を出力する。

前記４てい倍回路１１には、カウンタ及び位相進み回路
１３と、電気変換タコジェネレータ１５とが接続されて
いる。電気変換タコジェネレータ１５は前記速度ループ
回路９と接続さている。速度ループ回路９とカウンタ及
び位相進み回路１３との間には、パワーオン時処理回路
１７が設けられ、該回路１７の出力と前記速度ループ回
路９との出力は、加え合わせ点２１で加え合わされるよ
うになっている。

電気変換タコジェネレータ１５は、４てい倍回路１１か
ら出力される移動量の信号△Ｘを時間微分し、前記パル
スモータ（移動体）３の移動速度■を検出し、検出速度
を速度ループ回路９とカウンタ帯び位相進み回路１３と
に出力する。

カウンタ及び位相進み回路１３は、４てい倍回路１１か
ら入力した方向及び移動量の信号ＣＷ。

ＣＣＷ、ΔＸ、及び移動速度Ｖ、並びに、前記パワーオ
ン時処理回路１７の処理信号を入力し、所定の距離Δ交
電に所定の電流や磁束の遅れを考慮してオフセット量を
加えたアドレス信号Ａｓを出力する。

前記カウンタ及び位相進み回路１３の出力側にＧｅｔ　
ＲＯＭ　２３が接続サレ、ＭＲＯＭ２３ｔ、；：は、２
つの掛算器２５．２７とそれぞれ接続される２つのＤ／
Ａ変換器２９．３１が接続されている。−方、前記加え
合わせ点２１は前記２つの掛算器２５．２７にそれぞれ
接続されている。両掛算器２５．２７と前記パルスモー
タ３との間には幅変調回路３３．３５が接続されている
。

ＲＯＭ２３は、第２図（ａ）、（ｂ）に示すような、ア
ドレスに対する２種の同期制御信号５Ｃ（ｃｏｓθ）、
３Ｃ（ｓｉｎθ）を規定したテーブルデータを有してい
る。ＲＯＭ２３は、カウンタ及び位相進み回路１３が出
力するアドレス信号ＡＳ１．：基いて２種の同期制御信
号３Ｃ（ｃｏｓθ）　、　ＳＣ（ｓｉｎθ）を生成し、
生成された信号をＤ／Ａ変換器２９゜３１に出力する。

Ｄ／Ａ変換器２９．３１は、入力された同期制御信号（
デジタル値）をアナログ変換し、変換したアナログ信号
を掛算器２５．２７に出力する。

一方、前記加え合わせ点２１には、速度ループ回路９又
は、パワーオン時処理回路１７から出力された速度指令
電圧Ｖｉｃが入力され、該信号Ｖｉｃが掛算器２５．２
７に出力されている。

掛算器２５．２７は、入力された速度指令電圧Ｖｉａと
同期制御信号５Ｃ（ｓｉｎθ）、又は、ＳＣ（ＣＯＳθ
）を掛は算し、その結果を幅変調回路２３．３５に出力
する。

幅変調回路３３．３５は、入力された信号を電流変換し
変換電流１＋　、Ｉ２を前記パルスモータ３の各相に与
える。

ラッチ・クリア回路３７はアラーム処理を行うためのも
のである。

次に、第３図〜第５図を用いて、パワーオン時における
ドライバ処理方式を説明する。

第３図は各時刻に対し各信号の状態を示すタイムチャー
トである。第４図及び第５図はパルスモータ３のレール
及び極歯部分を示す断面説明図である。

今、時刻１＝０で電源がオンされると、第３図（ａ　＞
に示すように、自己診断後の時刻ｔ１に、ＮＧ装置１か
ら作動指令信号ＲＧＳ○が出力される。

時刻【−【２に、パワーオン時処理回路１７は、第３図
（ｄ　）に示すように、速度指令電圧■１ｃ（一定電圧
）を出力する。又、このとき、パワーオン時処理回路１
７はカウンタ及び位相進み回路１３に初期位置決め用の
第１の特殊信号を出力し、第３図（ｂ　）に示すように
、ＲＯＭ２３から最大値（ｍａｘ）の同期制御信号を出
力させる。

これにより、パルスモータのレールＲＬに対する第１〜
第４の極３９ａ　〜３９ｄのうち極３９ａ。

３９ｂに巻かれた第１の巻線Ｃ１に電流■１が流され、
第１の極３９ａとレールＲＬの極歯が一致する。

次に、時刻ｔ−ｔ３でパワーオン時処理回路１７はカウ
ンタ及び位相進み回路１３に初期位置決め用の第２の特
殊信号を出力し前記同期制御信号５Ｃ（ＣＯ３θ）をゼ
ロとすると共に第３図（Ｃ）に示す同期制御信号５Ｃ（
ｓｉｎθ）を最大電圧（ｍａｘ）とさせる。

これにより、第５に示すように、第３及び４の極３９ｃ
　、３９ｄに巻かれた巻線Ｃ２に所定の電流■２が流さ
れるので、第４の極３９ｄとレールＲＬ側の極歯とが一
致する。このように、１相励磁状態を各相に対し１回づ
つ発生させるのは、パルスモータ３が非安定点で停止す
るのを防止するためである。

時刻ｔ＝ｔ４では、パワーオン時処理回路１７から出力
される速度指令電圧ＩＣをゼロとする。

そして、カウンタ回路において、ＲＯＭ２３に書き込ん
であるテーブルデータによる同期制御信号の初１月アド
レスを指定し、第３図＜ｅ　＞に示すエンコーダのイネ
ーブル信号ＥＥにより、４てい倍回路１１からの方向及
び移動量の信号ｃｗ、ｃｃＷ、ΔＸをカウンタ及び位相
進み回路１３に出力する。

以上の処理により、パルスモータ３の機械角と、同期制
御信号の位相合せが完了し、第３図（ｂ　）（Ｃ）に示
した同期制御信号５Ｃ（ＣＯ８θ）及び５Ｃ（ｓｉｎθ
）の初期点Ｐ＋　、Ｐ２は、第２図に示したテーブルデ
ータの初期点Ｐ＋　、Ｐ２と一致する。

時刻ｔ＝ｔ５では、以上の位相合せの処理に次いで、位
置サーボループがオンとされ、ＮＣＩ置装からの速度指
令信号Ｖｃ　Ｍ　Ｄに基づいて、エンコーダ７からの帰
還信＠ｘｌ、：ｌｆｆ１期して、パルスモータ３が同期
運転される。

カウンタ及び位相進み回路１３における位相進み回路は
、電流及び磁束の遅れを補うために第２図に示したアド
レスに所定のオフセット固を持たせるためのものである 前記例では１相励磁状態を作る事によりパルスモータ３
の機械角と同期信号の位相合せを行った。

しかし１相励磁におけるパルスモータ３の停止ｔａＪ度
によっては、位相合せに誤差を生じる恐れがある。

第６図は、機械原点位置における位相合せの制御内容を
示したタイムチャートである。

まず、第３図において時刻ｔｏ−ｔ５で示したように、
パワーオン時におけるシーケンスによって、パルスモー
タ３の機械角と同期制御信号の位相合せを行い、サーボ
ループをオンとし、ＮＣ装置１から速度指令信号Ｖｃ　
Ｍ　ｏを出力される。

次に、原点復帰指令により原点復帰を行う。

すると、時刻で６において、エンコーダ７のゼロパルス
信号に基いてＮＣ装置１は原点復帰完了信号（Ｉ　ｎ１
ｔｉａｌ）を出力する。ドライバ５は、この信号のロー
レベル化により、ＲＯＭ２３に書き込んであるテーブル
データの初期アドレスを指定し、時刻ｔ７以後通常のフ
ィードバック制御に移る。

以上により、第１図に示したパルスモータ３のフィード
バックＩＪｔｌｌ装置は、機械角と電気角との位相合せ
を確実に行った後所定のフィードバック制御を行うこと
ができるようになる。

従って、例えば、パルスフモータ３が折曲機のバックゲ
ージであるような場合、例えばバックゲージに板材が付
き当てられ、位置ずれが生じたとしても、この位置ずれ
はエンコーダ７で検出され、パルスモータ３は直ちに元
の位置に位置決め制御される。

なお、以上示した実施例では、２相４極のＰ〜１形パル
スモータの例で示したが、この発明はＶＲ形のパルスモ
ータ等全ての同期モータに対して適用可能である。

又、位置検出器としてエンコーダの例を示したが、エン
コーダとしては回転形に限られず、更に、光学式、磁気
式の位置検出器等あらゆる形のインクリメンタル方式の
位置検出器を用いることが可能である。

この発明は上記実施例に限定されるものではなく、適宜
の設計的変更に行うことにより、他の態様でも実施でき
るものである。

［発明の効果１ 以上の通り、この発明によれば、インクリメンタル方式
の位置検出器を用いてパルスモータのフィードバック制
御装置を構成したので、高精度で、かつ、高速の位置決
め装置を安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るパルスモータのフィ
ードバック制御装置のブロック図、第２図はテーブルデ
ータの説明図、第３図は位相合わせ処理時における制御
信号の状態を示すタイムチャート、第４図及び第５図は
パルスモータの初期位置合わせの状態を示す断面説明図
、第６図は□械原点復帰制御における各信号の状態を示
すタイムチャートである。 １・・・ＮＣ装置 ３・・・パルスモータ ５・・・ドライバ ７・・・インクリメンタルエンコーダ 代理人　　弁理士　　三　好　　保　男（Ｃ） 第４図 貴 第５面 ： （ｄ）　　　Ｖｉｃ　　　　　　−−一一一一一−←−
−ＯＶｔｓ　　　　ｂ 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）速度指令電圧に同期制御信号を乗じてパルスモー
   タの駆動信号を得る駆動回路と、前記モータにより駆動
   される移動体の実際位置を検出するインクリメンタル方
   式の位置検出器と、前記移動体の位置に対応させて前記
   同期制御信号を規定するテーブルデータを参照すること
   により前記検出器が検出した信号に基いて前記同期制御
   信号を発生する同期制御信号発生回路と、前記移動体が
   所定位置にあるとき前記テーブルデータに原点位置を設
   定するテーブルデータ原点設定回路と、を備えて構成さ
   れるパルスモータのフィードバック制御装置。
2. （２）前記テーブルデータの原点位置の設定は、前記パ
   ルスモータの少なくとも２相の巻線に順次所定の電流を
   与えたのち行われる特許請求の範囲第１項記載のパルス
   モータのフィードバツクの制御装置。
3. （３）前記テーブルデータの原点位置の設定には、電流
   及び磁束の遅れを補償するために所定量のオフセットが
   かけられる特許請求の範囲第１項記載のパルスモータの
   フィードバック制御装置。
4. （４）前記テーブルデータの原点位置の設定は、前記移
   動体の機械的原点位置で実施される特許請求の範囲第１
   項記載のパルスモータのフィードバック制御装置。