JPS633667A - 位置決め方法 - 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） 本発明は、汎用インバータなどの制御］範囲がそれ程広
くない可変速ドライバにより駆動される位置決め装置の
位置決め方法に関する。

（従来の技術） 従来からサーボモータなどを使用した位置決め制御が行
われている。これらの位置決め制御は、連続的な指令パ
ルスを入力とした場合、モータの出力軸、又は、駆動装
置部分に取り付けられた、エンコーダなどの速度検出器
からの速度に比例したフィードバックパルスを指令パル
ス量から減算し、その偏差量を偏差カウンタに蓄え、こ
の偏差量をＤ／Ａ　（ディジタル／アナログ）変換し、
サーボモータなどの可変速ドライバの速度指令電圧とす
るものである。ここで、指令パルスはパルスの描出周波
数でもってサーボモータの送り速度を、またパルスの総
描出石でもってサーボモータの移動場を決定しており、
サーボモータはこの指令パルスに追従して回転や位置決
め停止を行なう。

これらのサーボモータは、あらかじめ位置決め用に考慮
されており、可変速のｍ制御範囲も定格速度に対し、１
／１０００〜１／１００００迄の低速迄制御することが
できるし、また、停止時もサーボロック状態で停止トル
クを発生させることができ、それだけに停止精度もよい
が、サーボモータやドライバ装置ｔよ非常に複雑で高価
なものである。

−方、変速範囲は１／１０〜１／１００程度であるが一
般電動磯を変速用にインバータ装置で駆動する方法が近
年よく用いられており、広く使用されて来ている。この
汎用インバータは、−般には汎用の交流電動機を可変速
する目的に作られており、その為、ドライバ装置も、サ
ーボモータ専用のドライバ装置に比べれば簡易であるし
、交流電動機も低衛格である。このため、サーボモータ
による位置決めほどの精度を必要としない位置決めは、
インバータと交流電動機を用いて行う様になって来た。

例えばサーボモータによる位置決めでは０．１Ｍ〜１μ
ｍの程度の停止精度であるが汎用インバータによるもの
では、搬送装置など数馴〜０．１８程度の停止精度に使
用されるものが多い。

従来から汎用インバータによる位置決め方法は、簡易的
にはリミットスイッチを配置し、停止位置の手前で高速
運転から低速運転に速度を落とし、停止位置にてブレー
嘗をかけ停止させるものや、電動殿にエンコーダを取り
付け、そのフィードバックパルスをカウンタに読み込み
先のりミツトスイッチの代りにそのカウンタ値でもって
高速から低速への速度切換えや停止ブレーキのタイミン
グをとり、位置決めを行っていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の停止装置をリミットスイッチを配
置し、高速から低速への切換えや、停止位置のタイミン
グをとるものでは、停止位置を変更する場合には、その
都度リミットスイッチの位置を再設定する必要があり、
作業性が悪くなる。

−方、電動機、または外部にエンコーダを取り付け、そ
のフィードバックパルスをカウンタに読み込み、その値
でもってリミットスイッチの代りをさせるものでは、停
止装置のタイミングの変更はカウンタの切換を行なう値
を変更するだけであるので作業性は良くなるが、高速か
ら低速に一旦速度変化させると、どうしても低速である
程度の距離を送る必要があるので位置決めに要する時間
がかかり、作業効率が悪くなるという問題がある。

これより本発明においては、インバータを利用した位置
決め装置の位置決めに要する時間を短縮でき、高速から
でも精度よい位置決めが可能な位置決め方法を提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段） すなわら本発明は、位置決め装置を駆動する電Ｕ灘の速
度及び移ｖＪ吊の指令値を基準とし、この指令値に対す
る前記電動機の回転数に応じて出力される検出値の脇差
を積算して、この積算値に応じてインバータに速度指令
を出して前記電動機の制御を行なう。そしてこの位置決
め装置の停止の際には前記積偉値が零になる直前にある
所定値を設定し、この所定値で前記電動機を回転制御す
るインバータへの速度指令を零とすると同時にブレーキ
をかけることに特徴を有する。

（作　用） 上述した方法により高速からでも良い精度で位置決めが
でき、位置決め時間の短縮が図れる。

また電動別にブレーキをかけるときにはインバータの速
度指令が零となるのでブレーキへの負担が少なくなる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について第１図を参照しながら
説明する。第１図において、指令パルス発生器１により
、指令パルス列が偏差カウンタ３に入力される。指令パ
ルスは偏差カウンタ３で積算され、そのカウンタ値は次
のＤ／Ａ変換器４に入力されインバータ７の速度設定電
圧のアナログ巳に変換される。またＤ／Ａ変換器４とイ
ンバータ７とはＤ／Ａ出力をオンオフさせるためのスイ
ッチ５を介して接続されており、スイッチ５は偏差カウ
ンタ３によって制御されている。インバータ７は、交流
電動機８を駆動しており、移動対称物であるワークコ２
を勅かし位置決めする様（こしている。また交流電動機
８には、回転速度に比例したパルスを発生させるエンコ
ーダ９が取り付けられており、エンコーダ９からの位置
に積算されるフィードバックパルスがパルス整形器６に
入力される。パルス整形器６では、フィードバックパル
スの波形整形と、エンコーダ９を２相形エンコーダとし
た時に交流電動機８の回転方向を判別してその極性と同
時に偏差カウンタ３へのフィ−ドパツクを行なう。偏差
カウンタ３は通常アップダウンカウンタで指令パルス発
生器１からは指令パルス列と同時に交流電動＾８の回転
方向を指令するための正負の極性も同時に入力される。

即ち、正では正転、負では逆転指令となる様に行われて
いるため偏差カウンタ３も正負のディジタル値となり、
Ｄ／Ａ変換変換比力も正又は負のアナログ電圧となりイ
ンバータはこの正負の速度指令電圧でもって交流電動機
８を正逆転させる。

−方、交流電動機８は外部のブレーキ１０によって停止
、保持をかけることができる様になっており、ブレーキ
１０は先のスイッチ５と同様に偏差カウンタ３によりス
イッチ１１の制御を行う様にしている。

次にこの動作を第２図を参照して説明する。今、指令パ
ルス発生器１より、回転方向の極性と同時に指令パルス
列が出力（１＋　）されると偏差カウンタ３はこれを積
算し、そのカウンタ値がＤ／Ａ変換器４に与えられてイ
ンバータの速度指令となり、電動機８が回転し、ワーク
１２が移動する。

電ｗＪ機８に取り付けられたエンコーダ９からのフィー
ドバックパルスはパルス整形器６により、回転方向の判
別符号とともに偏差カウンタ３にフィードバックされ指
令パルスに対し減算する。指令パルスが連続的に入力（
Ｐｔ）されればフィードバックパルスも同じ人力パルス
周波数に等しくなる様にフィードバックされ電動機８の
回転速度は−・定となる。ワーク１２の移動量に相当す
る指令パルスが入力されると、指令パルス入力は停止（
ＰＥ）され、偏差カウンタ３に溜っているカウンタ値は
フィードバックパルスにより徐々に減算されるので速度
指令も徐々に下がり、零となって停止（ｔ２）する。

この様に指令パルスが入力されると電動機８は加速され
一定となり、その後指令パルスがなくなればティードパ
ツク信号により偏差量が零になるまで減速される。第２
図において偏差ｆｆ１ｓ＋は偏差カウンタ３のカウンタ
値であり、加速時の偏差量Ｓ１と減速時の偏差ｆｆ１ｓ
２は等しいので、指令パルスの総パルス發が電動機８０
回転総予に等しいので指令パルスに追従した移！１ｌｆ
ｆｉが得られる。

しかしながら、汎用インバータにおける制御可能な変速
範囲は定格速度に対し１／１０から１／１００程度であ
り、これ以下の低速では定格トルクを発生できず制御で
きない。従って偏差カウンタ３にディジタル設定器１３
を付加して零近傍の所定値を設定し、偏差の積算値がこ
れ以下になったら位置決め完了とみなしインバータへの
速度指令電圧を切って零とすると同時にブレーキ１０を
オンとする様にする。

ここでディジタル設定器１３で指定されるカウンタ値Ａ
＋　、Ａ２以内の８＋　、Ｂ２を空送域と呼ぶことにす
る。この空送域の設定は、負荷トルクに合わせて、出来
る限り停止指令位置に近い所で停止する様に調整する。

そして第３図に零近傍を拡大して示す様にこの空送ｉｉ
ｉ！設定値ＡＩ　、Ａ２でインバータへの速度指令を零
とすると同時に位置決め完了信号を出しブレーキ１ｏを
動作させ位置決めを行っているので速度指令電圧がわず
かでも残った状態でプレー狛が入ることはない。従って
、この空送載設定値では、指定の停止位置に対しほぼ停
止寸前の状態であるので、ブレーキに負担がかからず、
また停止時の保持としても使用できるので信頼性が向上
する。

以上の説明では、空送ｍ設定値でブレーキをかける様に
しているが、ワーク１２に負荷があり、停止時に停止負
荷トルクがある様なものであれば、外部のブレーキ１０
は無くても再現性のよい（３７置決めは可能である。

［発明の効果］ 以上説明した通り本発明によればインバータを利用した
位置決め装置の位置決めに要する時間を短縮することが
でき、高速からでも精度よく位置決めすることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の購成を示すブロック説明図、第２図は
指令パルスと回転速度の時系列的関係を示す説明図、第
３図は速度指令電圧と偏差カウンタ値の関係を示す説明
図である。 １・・・指令パルス発生器、　３・・・偏差カウンタ、
４・・・Ｄ／Ａ変換器、　５・・・スイッチ、６・・・
パルス整形器、　７・・・インバータ、８・・・交流電
動機、　９・・・エンコーダ、１０・・・ブレーキ、　
１１・・・スイッチ、１２・・・ワーク、　１３・・・
ディジタル設定器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動機の速度及び移動量の指令値を基準としてこの指令
   値と前記電動機の回転数に応じた検出値との偏差を積算
   し、この積算値によりインバータに速度指令を出して前
   記電動機を制御する位置決め装置において、前記積算値
   が零近傍の所定の値に達したときに前記インバータへの
   速度指令を零にすると同時に電動機にブレーキをかける
   ことを特徴とする位置決め方法。