JPS63195707A - 位置決め制御装置 - 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］ 本発明は可動物体を目標位置に位置決めする位置決め制
御装置に係り、特に、起動から停止までの時間が短かい
高速の位置決めが要求されしかもその間の速度の経過を
きめ細かく制御することを要求される場合に好適な位置
決め制御装置に関する。

［従来技術］ 第５図に従来の位置決めサーボ制御装置の構成を示す（
特開昭６０−２１７４１６号参照）。

同図において、初期状態では切換スイッチ８は８−１側
に切り換えられており、またアップ・ダウン・カウンタ
５３はリセット状態にある。第７図に示す速度特性にお
いて時刻１＝０で制御装置１から位置指令２が減算器４
に出力されると同時にスタート信号５１がアントゲ−）
　６０．６４に出力される。この時減算器４より出力さ
れる位置偏差εが一定値、例えば２ｎｏｎ以上であるこ
とを検出する論理回路５２の出力は論理“ビ′となり、
アンドゲート６０に人力される。

このとき、アンドゲート７０の出力は“０”であり、イ
ンバータ７２の出力は“１゛°である。したがってアン
ドゲート６０の出力は°１″となり、これがアンドゲー
ト６６の一方の入力端子に印加される。

これにより、パルス発生回路５４の出力パルスはアンド
ゲート６６を介してアップ・ダウン・カウンタ５３のア
ップカウント側の入力端子５３−１に加えられ、カウン
タ５３の計数内容は０から一定速度で増加して行く。ア
ップ・ダウン・カウンタ５３の３１数出力は読み出し専
用メモリ（以下ＲＯＭと印す）５５のアドレス端子に接
続されているので、ＲＯＭ５５の出力端子には、ＲＯＭ
５５の内容が０番地から次々と走査されて出力される。

ＲＯＭ５５には第６図に示すように、第７図の区間［０
，Ｔ］における速度特性曲線を２進コード化した速度値
が予め記憶されており、ＲＯＭ５５の出力はＤ／Ａ変換
器６を経て、速度指令となるから直流電動機１２は円滑
な加速を行なう。

一方、アップ・ダウン・カウンタ５３の計数内容が上限
値に達し、ＲＯＭ５５のアドレスの最終番地に達すると
アンドゲート７０の出力が°゛ビ、インバータ７２の出
力が“０゛°となり、アントゲート６（１の出力が“０
”となる。これにより、アンドゲート６６が非導通とな
り、パルス発生回路５４からアンドゲート６６を介して
アップ・ダウン・カウンタ５３のアップカウント側端子
へ人力されていたパルス信号が断たれるためカウンタ５
３は計数を停止し、直流電動機１２はＲＯＭ５５の最終
番地の記憶エリアに格納された速度値に基づいて一定速
度で運転を続ける。そして移動物体１４が目標位置に近
づき、位置（ｍ差が論理回路５２の設定値、例えば２１
以下になって、論理回路５２の出力″が０°′になると
、今度はアンドゲート５４の出力が“１”となり、アン
ドゲート６８が導通状態となるため、パルス発生回路５
４の出力パルスは、アンドゲート６８を介してアップ・
ダウン・カウンタ５３のダウンカウント側の入力端子５
３−２に加えられ、アップ・ダウン・カウンタ５゛３の
内容は上限値から、一定速度で減少する。したがって、
直流電動機１２は第６図に示される曲線を、加速の時と
は逆の向きにたどって、円滑な減速を行なう。更に移動
物体１４が目標位置に十分近づいた時点で、制御装置１
から切換信号９が切換スイッチ８に出力され、切換スイ
ッチ８は８−２側に切り換えられ、以後Ｄ／Ａ変換器６
′による位置決めサーボ・ループが形成され、移動物体
が目標位置に到蓮した時点で直流電動機１２は回転動作
を停止する。

［発明が解決しようとする問題点１ 以上のような従来装置の問題点を以下に述べる。

まず、上記の従来装置では、第６図に示される曲線を加
速と減速の両方に使用している。このため、物体１４が
目標位置に十分近づく前に減速が終了すると、ＲＯＭ５
５からの出力はＯとなり、モータ１２は停止してしまう
。ここで切換スイッチ８を８−２側に切換えて位置決め
サーボループにしても、目標位置までの距離が大きすぎ
るので、第７図に示すように、位置決め時間が長くなっ
てしまう。

また、従来の装置では加減速パターンが一定であるため
、例えばストローク量が小さくて、加速時にアップ・ダ
ウン・カウンタ５３の値が上限値になる以前に位置偏差
が論理回路５２の設定値に達した場合、第８図に示すよ
うに加速途中で急に減速に切り換わって加速度が急変し
てしまう。このように加速度が急変すると、駆動される
機械に振動を誘起し、位置決め精度が悪化し、位置決め
が完了するまでの時間が長くかかることになる。

本発明は、上記従来装置の欠点を解消し、所望の加減速
制御を行なうことにより、位置決め時間を短縮すること
を目的とする。

［問題点を解決するための手段および作用］上記問題点
を解決するため本発明は、可動体を目標位置に移動する
に際し、該可動体を先ず速度重視の第１の制御モードで
目標位置近傍まで移動し、次いで停止位置精度重視の第
２の制御モードに切り換えて目標位置に位置決めするサ
ーボ制御系において、予め複数の加減速パターンのデー
タを記憶しておき、第１の制御モードでは、これらの加
減速パターンのうち所望のものに基づいて可動体の移動
を行なうようにしている。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図〜第４図に基づいて説明
する。

第１図は本発明の一実施例に係る位置決め制御装置の制
御系の構成を示す。同図において、１はシーケンスを制
御する制御回路、４は差分器、６はＤ／Ａ変換器、７は
位置サーボと速度サーボを切り換えるセレクタ、ｌＯは
ドライバアンプ、１２はサーボモータ、１４はステージ
等の可動体、１５はレーザ干渉計等の位置検出器、３０
は加減速パターンを選択する選択信号、３１は加速と減
速を切り換える加減速選択（切換）信号、３２は位置サ
ーボと速度サーボを選択する選択信号、５３はメモリ５
５に与えるアドレスを発生するカウンタ、５４は発振器
、５５は複数の加減速パターンに対応する複数のデータ
群を記憶するＲＯＭ／ＲＡＭ等の書き換え可能なデジタ
ルメモリ、５６は発振器５４のパルスを自由に分周でき
るプログラマブル分周タイマ、６ｏは速度データである
。また、２は目標位置データ、３は現在位置データ、５
は位置偏差データである。

次に、この装置の動作を説明する。初期状態において、
メモリ５５には第２図のような加速データと第３図のよ
うな減速データが別々に設定しであるものとする。

まず、ストローク量に従って制御回路１はメモリ５５に
書かれている複数の加減速パターンの中から最適な加減
速パターンを加減速パターン選択信号３０によって選択
する。つまり大きなストローク量に対しては高速まで加
速する加減速パターンを選び、小さなストローク量に対
しては低速までしか加速しない加減速パターンを選択す
る。次に加減速選択信号３１は加速を選択し、位置サー
ボ／速度サーボ選択信号３２によってセレクタ７を速度
サーボに切り換え、カウンタ５３をＯにリセットする。

そして、選んだ加減速パターンに従って、分周定数を分
周タイマ５６に設定することにより、カウンタ５３のカ
ウントアツプが開始されると、メモリ５５に書き込まれ
た加速パターンのデータが順次読み出される。このデー
タはＤ／Ａ変換器６によりアナログ信号に変換されてか
らドライバアンプＩＯを経てモータ１２に伝えられるた
め、モータ１２はメモリ５５に書き込まれた加速パター
ンに従ってなめらかな加速を開始する。

カウンタ５３が順々にカウントアツプしてゆき最高値に
達すると、カウンタ５３はその値をホールドする。その
後メモリ５５は加速パターンの最高値を出力し続け、可
動体１４は定速で移動する。この間可動体Ｉ４の位置は
位置検出器１５により計測されており、差分器４は目標
位置データ２と現在位置データ３との差をとり、位置偏
差データ５を出力している。そして可動体１４が目標位
置に近づき、位置偏差が加減速パターンに従って定めら
れた減速を開始すべき位置偏差に等しくなると、制御回
路１は加減速選択信号３１を減速に切り換え、カウンタ
５３をＯにクリアし、再びカウントアツプを開始する。

そしてメモリ５５からは第３図のようななめらかな減速
パターンに従った減速データが出力され始め、モータ１
２はなめらかに減速を開始する。

減速パターンの最低速度はモータ１２が停止しないよう
に、０より多少大きな値にしておく。減速の場合も加速
の場合と同じように、カウンタ５３が最高値に達すると
その値をホールドし、その後メモリ５５は最低速度デー
タを出力し続ける。

可動体がさらに目標位置に近づき位置サーボ切換位置偏
差に等しくなると、制御回路１はセレクタ７を位置サー
ボ側に切り換え、Ｄ　／　Ａ変換器６、ドライバアンプ
１０、モータ１２、可動体１４、位置検出器１５および
差分器４によって位置サーボループを構成し、これによ
り可動体１４は目標位置に位置決めされる。

以上の位置決め動作を時間と速度の関係で示したのが第
４図である。同図で、２０はストローク量が小さい場合
、２２はストローク量が大ぎい場合、２１は２０と２２
の中間くらいのストローク量の場合である。

本実施例によれば加速と減速のデータを別々に設定する
ため、従来装置のように減速終了時に出力がＯになって
しまうようなことはない。さらに、加速、減速でそれぞ
れ自由な曲線を設定することもでき、減速開始位置も所
望の位置に設定することができる。

また１、第４図に示したようにストローク量に応じて複
数の加減速パターンの中から最適な加減速パターンを選
択するため、ストローク量が小さいときに第８図のよう
に加速途中で減速に切り換わって加速度が急変しｙＡｙ
ｊＪされる機械に振動を銹起して位置決め時間が長くな
るという従来装置に起こった現象は起こらない。そのた
め位置決め時間を短縮し、位置決め精度を向上させると
いう効果がある。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、複数の加１ｍパタ
ーンの中から所望の加減速パターンを選択できるため、
任意の目標位置に対してなめらかな加減速制御が可能で
あり、位置決め時間を短縮し位置決め精度を向上させる
ことができる。

また、加速のパターンと減速のパターンを別々に記憶し
であるので、加速と減速で違ったパターンのカーブが設
定でき、減速終了時の速度を０以上の値にすることかで
きるため、減速終了後位置サーボに切り換わる以前にモ
ータが停止してしまうということを避けることができる

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る位置決めサーボ制御装置の一実
施例の構成を示すブロック図、第２図は、第１図に示し
た位置決めサーボ制御装置におけるメモリ５５に記憶さ
せておく加速データを示す図、 第３図は、第１図のメモリ５５に記憶させておく減速デ
ータを示す図、 第４図は、第１図の装置におけるストローク量に対する
時間−速度特性を示す図、 第５図は、従来の位置決めサーボ制御装置の構成を示す
ブロック図、 第６図は、第５図に示した従来装置におけるＲＯＭ５５
に予め記憶させておくべき内容を示す特性図、 第７図は、第５図の従来装置において物体１４が目標位
置に十分近づく前に減速が終了した場合の速度特性を示
す図、 第８図は、第５図の従来装置において加速途中に急に減
速に切り換わった場合の速度特性を示す図である。 に制御回路、４：差分器、 ６　：　Ｄ／Ａ変換器、７：セレクタ、１２：モータ、
１４：可動体、１５：位置検出器、３０：加減速パター
ン選択信号、 ３１；加速減速選択信号、５３：カウンタ、５４：発振
器、５５：メモリ、５６：分周タイマ。 第４図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の加減速パターンのデータを記憶する記憶手段
   と、該加減速パターンのうち所望のものを選択する選択
   手段と、該選択手段により選択された加減速パターンに
   基づき加減速する速度重視の第１の制御モードで可動体
   を目標位置近傍まで移動する第１のサーボ制御系と、該
   目標位置近傍まで移動された可動体を停止位置精度重視
   の第２の制御モードで目標位置に位置決めする第２のサ
   ーボ制御系とを具備することを特徴とする位置決め制御
   装置。 ２、前記第１のサーボ制御系が、減速開始位置を所望の
   位置に設定可能な加速・減速切換手段と、前記選択手段
   により選択された加減速パターンに応じた速度データを
   前記記憶手段から所望の周期で読み出す読出手段とを有
   するものである特許請求の範囲第１項記載の位置決め制
   御装置。 ３、前記選択手段が前記目標位置までの距離に応じた最
   適な加減速パターンを選択するものであり、前記加速・
   減速切換手段が前記目標位置までの距離に応じた最適な
   減速開始位置を設定するものである特許請求の範囲第２
   項記載の位置決め制御装置。