KR0160692B1

KR0160692B1 - 산업용 제어기의 절대 원점 찾는 방법

Info

Publication number: KR0160692B1
Application number: KR1019950011015A
Authority: KR
Inventors: 최상진
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-05-04
Filing date: 1995-05-04
Publication date: 1999-03-20
Also published as: US5670857A; JPH08339212A; KR960042283A

Abstract

본 발명은 로보트 및 컴퓨터 수치 제어기(CNC : computer numeric controller) 등의 제어기에 있어서 절대 원점을 찾는방법에 관한 것으로, 주제어기가 좌, 우 및 중앙 센서에 의해 감지되는 각 축의 위치 신호를 기준으로 각 축을 중앙으로 이동시켜 대략적인 절대 위치를 잡은 후, 위치 제어기가 모터를 보간된 보다 짧은 시간 간격의 위치 제어 주기마다 모터에서 발생되는 제로-펄스를 탐색하여 절대 원점을 찾아냄으로써, 항상 절대 원점의 위치는 항상 일정한 장점이 있으며, 제로 펄스를 찾는 속도(제로-값의 크기)는 주제어기의 명령에 따르고, 또한 주제어기와는 상관 없이 위치 제어기가 독립적으로 최종적인 절대 원점을 찾도록 효율적인 동작을 할 수 있게 되어 절대 원점 찾기에 있어서 많은 시간이 절약된다.

Description

산업용 제어기의 절대 원점 찾는 방법

제1도는 로보트 제어기의 블럭도이고,

제2도는 센서에 의한 영점(절대 원점)을 찾는방법을 설명하는 설명도이며,

제3도는 본 발명에 따른 위치 제어기의 동작 순서를 나타내는 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 주 제어기 2 : DP-RAM

3 : 위치 제어기 4 : 서보기

본 발명은 로보트 및 컴퓨터 수치 제어기(CNC : computer numeric controller) 등의 산업용 제어기에 있어서 절대 원점을 찾는 방법에 관한 것으로, 상세하게는 모터의 제로-펄스(zero-pulse)를 이용하여 신속하게 절대 원점을 찾는 산업용 제어기의 절대 원점 찾는 방법에 관한 것이다.

제1도는 로보트 제어기의 블럭도이다. 이 로보트 제어기는 주제어기(1), DP-RAM(dual port RAM: 2), 위치 제어기(3), 서보기(4) 및 모터(M)로 구성되어 있다. 여기서, 주제어기(1)는 DP-RAM(2)을 통하여 위치 제어기(3)와 정보를 교환하며, 서로간의 통신은 DP-RAM(2)의 인터럽트 기능을 이용하고 있다.

이와 같은 구성의 제어기에서 절대 원점을 찾는방법은 다음과 같다.

주제어기(1)가 각 축에 붙어있는 왼쪽, 중앙, 그리고 오른쪽 센서를 기준으로 하여 각축이 중앙 센서를 만나면, 즉 제2도의 경우 ① 및 ②에서와 같이, 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하다가 중앙 센서를 만나면 그 만나는 곳을 절대 원점으로 한다.

그러나 이와같은 방법의 문제점은 주제어기(1)가 센서 입력을 받아서 위치 제어기(3)에 위치 명령을 전달하므로, 주제어기(1)가 센서 입력을 받는 순간 이미 위치 제어기(3)로 내려간 위치 명령에 의해 위치 제어기(3)가 작동하여, 축이 그 만큼 더 움직이게 된다. 따라서, 절대 원점에 축이 정지를 못할 수도 있게 된다.

이를 해결하기 위한 다른 방법으로, 축을 정확하게 절대 원점에 세우기 위하여, 주제어기(1)가 위치 제어기(3)로 특정 시간 마다 주는 위치 명령을 작게 주면 절대 원점을 찾는 시간이 그 만큼 늘어나게 되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로, 축의 좌우 및 중앙 센서의 입력을 주제어기가 받고 모터의 위치 제어는 위치 제어기가 담당하고 있는 제어기에서 축의 절대 원점을 빠른 시간에 찾을 뿐 만 아니라, 정확하게 절대 원점에 축이 정지할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 산업용 제어기의 절대 원점 찾는방법은, 복수개의 축들을 구비한 주제어 수단, 위치 제어 수단, 서보 수단 및 모터를 구비하는 산업용 제어기의 절대 원점 찾는 방법에 있어서, 센서 신호를 기준으로 상기 축들이 움직이도록 명령하는 주제어 수단이 사용자가 내리는 절대 위치로 가라는 명령을 소정의 시간 마다 위치 제어 수단에 내리는 단계, 상기 주제어 수단으로 하여금 상기 절대 위치로 가라는 명령을 소정의 시간 간격으로 나누어 상기 위치 제어 수단이 실행하도록 보간하는 보간 단계, 상기 절대 위치로 가라는 명령에 따라 상기 위치 제어 수단이 상기 축들을 움직여, 이 축들이 좌우 센서 중 어느 한 센서를 만나게 되면 그 센서의 반대 방향으로 축들을 움직이게 하여 상기 축들이 중앙 센서를 만나도록 상기 모터로 상기 축들의 위치를 제어하는 제1위치 제어 단계, 상기 제1위치 제어 단계에서 제어된 상기 축들이 정확하게 절대 원점에 있는가를 판단하기 위하여 제로-값이 0인가를 판단하는 단계, 상기 제로-값이 0이면, 상기 주제어 수단으로 부터 다음 명령을 수령하고, 상기 제로-값이 -이 아니면, 상기 축들이 정확하게 절대 원점에 가도록 상기 소정 시간 간격으로 보간된 위치 제어 주기마다 목표 위치 증가분 만큼의 제로-값으로 상기 위치 제어 수단이 상기 모터를 회전시켜 상기 축들의 위치를 제어하는 제2위치 제어 단계, 상기 주제어 수단이 상기 위치 제어 수단에 상기 모터의 제로-펄스를 찾으라는 명령에 의해 상기 모터에서 제로-값을 검출하는 제로-펄스 검출 단계, 상기 제로-펄스 검출 단계에서 검출된 제로-값이 0이 아니면, 다시 상기 제로-값이 0인가를 판단하는 단계 내지 제2위치 제어 단계를 순차적으로 반복 수행하여 증가분 만큼의 제로-값이 되도록 상기 모터를 동작시키고, 0이면 주제어기에 알리고 절대 원점임을 확인시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 모터에, +값의 상기 제로-값을 주면 상기 모터는 +방향으로 회전하고, -값의 상기 제로-값을 주면 상기 모터는 -방향으로 회전하는 것이 바람직하며, 상기 제2위치 제어 단계에서의 상기 모터의 위치 제어 간격은 1ms이고, 상기 제1위치 제어 단계에서의 상기 모터의 위치 제어 간격은 8.16ms인 것이 바람직하며, 상기 제2위치 제어 단계에서 상기 모터 회전 속도는 상기 제로-값의 크기에 의해 결정되는 것이 바람직하다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 산업용 제어기의 절대 원점 찾는 방법을 설명한다.

본 발명에 따른 절대 원점 찾는 방법을 구현하기 위한 제어기에는 제1도에 도시된 바와 같이, 주제어기(1), DP-램(2), 위치 제어기(3), 서보기(4) 및 모터(M)가 구비된다. 또한, 주제어기(1)에는 각 축의 좌우 및 중앙 센서들이 구비된다.

전체 시스템의 동작은 주 제어기(1)로 부터 특정 시간 마다 내려오는 위치 명령을 위치 제어기(3)로 부다 잘게 나누어(보간:interpolation) 모터(M)의 위치 제어를 한다.

절대 위치를 찾을 때의 동작의 순서는 다음과 같다.

먼제 주제어기(1)는 사용자가 내리는 절대 위치로 가라는 명령에 따라서 센서의 신호를 기준으로 각 축들을 움직인다. 그리고 센서 신호를 기준으로 각 축이 움직이도록 명령하는 주제어기(1)로 하여금 절대 위치로 가라는 명령을 소정의 시간 간격으로 나누어 위치 제어기(3)가 실행할 수 있도록 보간한다.

또한 주제어기(1)는 각 축을 이동시켜 좌우 센서에 축이 만나게 되면 그와는 반대 방향으로 축을 움직여서 중앙 센서와 축이 만나도록 한다. 각 축이 중앙 센서를 만나면 주제어기(1)는 위치 제어기(3)로 주는 위치 명령을 중단하여 각 축을 정지시킨다. 이 때 이전의 위치 명령의 값이 커서 위치 제어기(3)가 각 축이 중앙 센서를 벗어나서 정지하게 되면 반대 방향의 위치 명령을 조금씩 주어서 중앙 센서와 만나게 조정한다. 중앙 센서와 축이 만나게 되면 주제어기(1)는 위치 제어기(3)에게 모터의 제로-펄스를 찾으라는 명령을 보내어 절대 원점을 찾게된다. 이 때, 위치 제어기(3)에 주는 제로-값의 크기에 따라서 모터의 회전 속도가 결정되며, +값을 주면 모터(M)는 +방향으로 돌고 -값을 주면 -방향으로 회전하게 된다.

위치 제어기(3)는 제로-펄스를 찾으라는 명령을 받으며 위치 제어 주기 마다 목표 위치의 증가분을 제로-값으로 하여 동작한다. 모터에서 제로-펄스가 발생하면 위치 제어기는 제로-값을 0으로 하고 정상적인 위치 제어 즉, 주제어기로 부터 내려오는 명령에 따라 위치 제어를 하게된다. 그러므로 주제어기(1)가 센서에 의해 대략적인 절대 위치를 잡은 다음, 위치 제어기(3)가 모터에서 발생되는 제로-펄스를 찾으므로 항상 절대 위치는 일정하며, 제로 펄스를 찾는 속도(제로-값의 크기)는 주제어기의 명령에 따른 것이며, 또한 주제어기(1)와는 상관 없이 위치 제어기(3)가 독립적으로 동작할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 산업용 제어기의 절대 원점 찾는 방법은 주제어기가 좌, 우 및 중앙 센서에 의해 감지되는 각 축의 위치 신호를 기준으로 각 축을 중앙으로 이동시켜 대략적인 절대 위치를 잡은 후, 위치 제어기가 모터를 보간된 보다 짧은 시간 간격의 위치 제어 주기 마다 모터에서 발생되는 제로-펄스를 탐색하여 절대 원점을 찾아냄으로써, 절대 원점의 위치는 항상 일정한 장점이 있으며, 제로 펄스를 찾는 속도(제로-값의 크기)는 주제어기의 명령에 따르고, 또한 주제어기와는 상관 없이 위치 제어기가 독립적으로 최종적인 절대 원점을 찾도록 효율적인 동작을 할 수 있게 되어 절대 원점 찾기에 있어서 많은 시간이 절약된다.

Claims

복수개의 축들을 구비한 주제어 수단, 위치 제어 수단, 서보 수단 및 모터를 구비하는 산업용 제어기의 절대 원점 찾는 방법에 있어서, 센서 신호를 기준으로 상기 축들이 움직이도록 명령하는 주제어 수단이 사용자가 내리는 절대 위치로 가라는 명령을 소정의 시간 마다 위치 제어 수단에 내리는 단계, 상기 주제어 수단으로 하여금 상기 절대 위치로 가라는 명령을 소정의 시간 간격으로 나누어 상기 위치 제어 수단이 실행하도록 보간하는 보간 단계, 상기 절대 위치로 가라는 명령에 따라 상기 위치 제어 수단이 상기 축들을 움직여, 이 축들이 좌우 센서 중 어느 한 센서를 만나게 되면 그 센서의 반대 방향으로 축들을 움직에 하여 상기 축들이 중앙 센서를 만나도록 상기 모터를 상기 축들의 위치를 제어하는 제1위치 제어 단계, 상기 제1위치 제어 단계에서 제어된 상기 축들이 정확하게 절대 원점에 있는가를 판단하기 위하여 제로-값이 0인가를 판단하는 단계, 상기 제로-값이 0이면 상기 주제어 수단으로부터 다음 명령을 수령하고, 상기 제로-값이 0이 아니면 상기 축들이 정확하게 절대 원점에 가도록 상기 소정 시간 간격으로 보간된 위치 제어 주기 마다 목표 위치 증가분 만큼의 제로-값으로 상기 위치 제어 수단이 상기 모터를 회전시켜 상기 축들의 위치를 제어하는 제2위치 제어 단계, 상기 주제어 수단이 상기 위치 제어 수단에 상기 모터의 제로-펄스를 찾으라는 명령에 의해 상기 모터에서 제로-값을 검출하는 제로-펄스 검출 단계, 상기 제로-펄스 검출 단계에서 검출된 제로-값이 0이 아니면, 다시 상기 제로-값이 0인가를 판단하는 단계 내지 제2위치 제어 단계를 순차로 반복 수행하여 증가분 만큼의 제로-값이 되도록 상기 모터를 동작시키고, 0이면 주제어기에 알리고 절대 원점임을 확인시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 제어기의 절대 원점 찾는방법.
제1항에 있어서, 상기 모터에, +값의 상기 제로-값을 주면 상기 모터는 +방향으로 회전하고, -값의 상기 제로-값을 주면 상기 모터는 -방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 산업용 제어기의 절대 원점 찾는방법.
제1항에 있어서, 상기 제2위치 제어 단계에서의 상기 모터의 위치 제어 간격은 1ms이고, 상기 제1위치 제어 단계에서의 상기 모터의 위치 제어 간격은 8.16ms인 것을 특징으로 하는 산업용 제어기의 절대 원점 찾는방법.
제1항에 있어서, 상기 제2위치 제어 단계에서 상기 모터 회전 속도는 상기 제로-값의 크기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 산업용 제어기의 절대 원점 찾는방법.