KR890001047B1

KR890001047B1 - 페루우프 위치제어기에 있어서의 모우터 폭주현상 방지장치

Info

Publication number: KR890001047B1
Application number: KR1019850008640A
Authority: KR
Inventors: 고덕용; 신영철
Original assignee: 삼성항공산업 주식회사; 이동복
Priority date: 1985-11-19
Filing date: 1985-11-19
Publication date: 1989-04-20
Also published as: KR870005506A

Abstract

내용 없음.

Description

페루우프 위치제어기에 있어서의 모우터 폭주현상 방지장치

제1도는 종래 서어보 모우터의 위치 제어 장치의 계략도.

제2도는 본 발명의 전체 계통도.

제3도는 본 발명의 요부 세부회로도.

제4도는 본 발명에 있어서의 속도 명령이 없는 경우의 평행 및 불평형시의 속도지령 전압의 변화도.

제5도는 본 발명에 있어서의 속도명령을 하는 경우의 평행 및 불평형시의 속도지령 전압의 변화도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 마이크로 프로세서 6 : 오차계수기

7 : D/A 컨버터 12 : (+)측 전압비교회로

13 : (-)측 전압비교 회로 14 : (+)측 기준전압 발생회로

15 : (-)측 기준전압 발생회로 16 : 합성회로

R₁-R₁₁: 저항 ZD₁, ZD₂: 제어다이오드

B₁, B₂: 개방버퍼

본 발명은 각종 서어보 모우터를 이용한 공작기계 및 로보트의 위치제어 장치의 안정성을 향상시키기 위한 것으로, 외부 컴퓨터와 연결하여 서어보 모우터의 위치를 제어하는 경우 모우터의 폭주현상을 방지하기 위한 페루우프 위치제어기에 있어서의 모우터의 폭주현상을 방지하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 서어보 제어시스템의 위치제어 페루우프계가 평형을 상실할 경우 위치제어기 및 모우터가 장치된 기구 부분이나 위치제어 시스템을 적용하는 주변장치에 치명직인 손상을 입게 되는 문제점이 있다. 즉. 제1도에 도시된 바와 같은 일반적인 위치제어 시스템에 있어서, 속도명령이 없는 경우 D/A 컨버어터(G)의 출력(b)이 제4도 (I)부분과 같은 상태의 평형을 유지하게 되나, 평형 상태가 상실되면 오차계수기(Error Counter)(F)의 출력이 최대치(a)가 될때 외부컴퓨터(A)나 마이크로 프로세서(C)등이 감지하게 되므로 결과적으로 D/A 컨버어터(G)의 출력 전압(b)은 제4도의 (Ⅱ) 또는 (Ⅱ')와 같은 상태로 상승하여 포화 (Vs)되는 상태에 도달하게 되며, 속도명령을 하는 도중에 있어서도 정상 상태에서는 D/A 컨버어터 (G)의 출력전압(b)은 제5도의 (Ⅲ)(Ⅲ')와 같이 출력되면 도중에 평형상태가 상실되면 제5도의 (Ⅱ) 또는 (Ⅱ')와 같이 D/A 컨버어터(G)의 출력전압(b)이 상습하여 역시 포화되는 상태(Vs)에 도달하게 되고, 이경우 제어되지 않는 모우터 (Motor)의 회전이 최대치(제4도 및 제5도의 Vs)에 도달할때까지 존재하여 예로서 모우티 1회전당 수백개의 펄스열을 발생하는 엔코더(EN)와 수십 내지 수백대 1로 감속하는 기어를 사용한 경우 불평형이 발생한 시점으로 부터 약 10° 내지 15°정도 모우터의 회전이 일어난 후에 감지되어 제어됨으로서 모우터의 폭주현상이 나타나 안정성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 속도명령이 없는 정지 상태와 속도명령을 하는 경우로 구분하여 각기 별도로 제어되도록 하여 불균형이 발생한 시점으로 부터 제어되지 않는 모우터의 회전각도를 최소화할 수 있도록 하여 안정성이 보다 우수한 위치제어 장치를 제공할 수 있도록 한 것으로, 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 제2도는 본 고안의 전체적인 계통도를 도시하고 있다. 제2도는 제1도에 도시된 바와 같은 외부컴퓨터 (1)와 마이크로 프로세서 (2)사이에 입, 출력 데이터를 주고 받을 수 있게 입출력회로(3)를 구성하고, 마이크로 프로세서 (2)의 출력신호의 주파수를 변환시키는 주파수 변환회로(4), Up/down 선택회로(5), 오차계수기 (6)로 구성되어 있으며, 오차계수기 (6)의 에러신호는 외부 검퓨터 (1) 및 마아크로 프로세서 (2)로 반송하여 에러상태를 검출토록하고 정상적인 지령신호는 D/A 컨버터 (7), 증폭기 (8) 및 속도제어기(9)를 통하여 모우터(M)의 회전속도를 제어토록하고, 모우터(M)의 회전속도를 검출하여 부호화하는 엔코더회로(10)의 엔코드신호를 속도 검출기(11)와 위치계수기(11')로 송출하고 위치계수기(11')의 위치 계수신호를 입출력회로 (3)를 통해 외부 컴퓨터(1) 및 마이크로 프로 세서(2)에 의하여 모우터(M)의 위치에 따라 모든 계통을 제어함과 동시에 속도 검출기(11)의 검출신호에 따라 속도 제어기(9)를 제어하여 모우터(M)의 속도를 제어하에 구성 원리가 도시되어 있다.

또한 본 발명은 상기와 같은 기존 시스템의 D/A 컨버어터(7)의 출력(a)를 양방향 전압비교회로(12),(13)의 (+)단자와 (-)단자에 저항(R₁)(R₂)를 통하여 각각 입력되게 연결구성하고, 마이크로 프로세서(2)에서 출력되는 제어신호(b)에 의하여 (+)측 기준전압 발생회로(14)와 (-)측 기준전압발생회로(15)의 출력 (c)(d)를 (+) (-)의 2중으로 발생하게 하고 이 전압을 각가 전압 비교회로(12)(13)의 (-)입력단자와 (+)입력단자에 기준전압으로 입력되게 하고, 양방향의 전압 비교회로(12)(13)의 출력 (e)(f)를 저항(R₃)(R₃') 및 OR 게이트(OR GATE)로 구성된 신호합성회로(16)로 합성하여 그 출력신호(g)를 마이크로 프로세서(2)에 입력시켜 줌과 동시에 오차계수기 (6)에 입력시켜 이를 초기 상태로 전환신켜 주며, 또한 입,출력 회로(3)를 통하여 외부 컴퓨터 (1)에 신호를 가하여 불평형시의 동작을 정지시키도록 구성하고 있다.

따라서 불평형이 발생하였을때 D/A 컨버어터(7)의 출력(a)와 (+) (-)측 기준전압 발생회로(14)(15)에서 발생되는 기준전압(c)(d)을 비교하여 D/A 컨버어터 (7)의 출력이 제어하는 기준전압을 초과할 경우 이를 감지하여 모우터(M)의 회전각을 최소화 할 수 있는 것이다.

제3도는 본 발명의 양방향 전압 비교회로(12)(13)와 (+)(-)측 기준전압 발생회로(14)(15) 및 합성회로(16)의 의 구체화된 세부회로도로서 이에 따라 본 발명을 이하에서 더욱 구체적으로 설명한다. 먼저 (+)측 기준전압 발생회로(14)에 대하여 설명하면, 위치 제어기 (9)에 공급되는 (+)전압 (+V)을 정항(R₄)의 접속점 (P₁)을 통해 가하면 저항(R₄)와 제너 다이오드(ZD₁)으로 구성된 정전압회로에 의하여 일정전압을 유지하고 이 정전압(+V₁)은 저항(R₅)(R₆)과 트랜지스터(TR₁)으로 구성된 전압 분배기에 의하여 저항(R₇)의 접속점(P₂)에 (+)방향 기준전압을 발생하게 하는데 저항 (R₆)과 트랜지스터(TR₁)의 콜렉터와 에미터는 병렬로 접속되며, 트랜지스터 (TR₁)의 베이스측은 개방버퍼(B₁)을 통하여 마이크로 프로세서(2)의 제어신호(b)에 의하여 입력되게 되는데, 이때 마이크로 프로세서(3)의 제어신호(b)가 논리″O″일때 트랜지스터 (TR₁)은 OFF되어 저항(R₇)의 접속점(P₂)에서 출력되는 전압(c)(제4도의 전압+Vc₁)은 +V÷ (R₅+R₆+R₇) ×R₅로서 정지 상태의 기준전압으로 하고, 속도명령시에서는 속도 지령 직전에 마이크로 프로세서(2)의 제어신호(b)를 논리 ″1″로 하여 트랜지스터(TR₁)을 ON시켜 전압분배기를 구성하는 저항(R₆)의 영향을 배제하면 저항(R₇)의 접속점(P₂)에서 출력되는 기준 전압(C)(제5도의 전압+Vc₂)은 V_1-(R₅+R₇)×R₇의 상태로 출력된다. 따라서 속도명령이 없는 경우에는 D/A 컨버어터(7)의 출력전압(a)이 기준전압(제4도의 전압 Vc₁)을 초과하거나 속도명령시 D/A 컨버어터(7)의 출력전압(a)이 기준전압(제3도의+Vc₂)을 초과하면, (十)측 전압비교기 (12)의 출력(e)이 (-)전압(-V)에서 +전압(+V)으로 변화되어 합성회로(16)의 OR 게이트(OR GATE)의 출력(g)가 논리″0″에서 논리″1″상태로 변환되게 된다. 또한 (-)측 기준전압 발생회로(15)에 있어서는 위치제어기 전체에 공급되는 (-)전압(-V)틀 접속점(P₁')을 통하여 저항(R₈)과 제너다이오드(ZD₂)로 구성된 정전압회로에 인가하여 정전압을 얻고 그 출력전압(-V₁)을 저항(R₈) (R₁₀)(R₁₁)과 트랜지스터 (TR₂)로 구성된 전압분배기에 의하여 전압을 분배시킨 다음, 저항(R₁₁)의 접속점 (P₂')에 (-)방향의 기준전압(d)을 발생토록 한다.

트랜지스터(TR₂)의 콜렉터와 에미타를 저항(R₁₀)과 병렬로 접속하고 트랜지스터 (TR₂)를 트랜지스터(TR₃)로서 ON OFF되도록 제어함과 동시에 트랜지스터(TR₃)는 콜렉터 개방버퍼(B₂)의 출력(C')으로부터 ON, OFF제어하여 마이크로 프로세서(2)의 제어신호(b)가 논리″0″일때 트랜지스터(TR₃)가 ON되게 하고, 이에 따라 트랜지스터(TR₂)가 OFF되게 하여 저항(R₁₁)로 부터 출력되는 기준신호(d)의 전압(제4도의 -Vc₁)은 -V₁-(R₉+R₁₀+R₁₁)×R₁₁이 되게 하여 이를 정지 상태의 (-)의 기준전압으로 하고, 속도명령을 하는 경우 속도지령 직전에 마이크로 프로세서(2)의 제어신호(b)를 논리″1″로 하여 트랜지스터(TR₃)가 OFF 이에 따라 트랜지스터(TR₂)이 ON되게 하여 전압 분배기를 구성하는 저항(R10)의 영향을 배제시켜 저항(R₁₁)의 접속점 (P₂')에서 출력되는 기준신호(d) 전압(제3도의 -Vc₂)이 -V₁-(R₉+R₁₅)×R_l5로 나타나게 한다.

따라서 속도명령이 없을때 D/A 컨버어터(7)이 출력전압(a)이 기준전압(d) (제4도의 -Vc₁)을 초과하거나, 속도명령시에 D/A 컨버어터(7)의 출력전압(a)이 기준전압 (d)(제5도의 -Vc₂)을 초과할 경우 (-)측 전압비교회로(13)의 출력(f)이 (-)전압(-V)에서 (+)전압(+V)로 변환되어 합성회로(16)의 OR게이트 (OR GATE)의 출력(g)가 논리″0″에서 논리″1″상태로 변환되어 외부 검퓨터(1), 마이크로 프로세서(2) 및 오차계수기(6)에 입력되게 되는 것이다. 따라서 합성회로(16)의 OR 게이트(OR GATE)의 출력(g)으로 폭주현상의 감지신호(제4신호의 g부분)로 이용하여 오차계수기(6)에서 최대값이 출력되기전 즉, D/A 컨버어터(7)의 출력신호(a)이 포화상태(제4도 및 제5도의 Vs)로 되기전에 모우터(M)의 폭주현상을 감지하여 제어하게 됨으로서 정지상태에서의 제어되지 않는 모우터(M)의 회전을 0.01이하로 하고, 속도명령시에는 3-7이하로 억제하여 외부 컴퓨터와 연결되어 서어보 모우터의 위치를 제어하는 경우 모우터의 폭주를 완벽하게 방지하여 동작의 안정성이 보다 우수한 위치 제어장치를 얻을 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명은 속도 명령이 없는 정지 상태와 속도 명령을 하는 경우로 구분하여 각각 별도로 제어함으로서 불균형이 발생한 시점부터 제어되지 않는 모우터의 회전각도를 최소화하여 줌으로서 페루우프 위치제어기의 안정성을 향상시킬 수 있는 특징을 지닌 것이다.

Claims

오차계수기 (6)와 D/A 컨버어터(7)를 사용하여 위치 제어 폐루우프를 형성하는 위치 제어기에 있어서, 상기 D/A 컨버어터 (7)의 출력단이 (+)측 전압비교회로(12)와 (-)측 전압 비교회로(13)에 접속되고, 양방향 전압 비교회로(12)(13)의 출력단은 다시 신호 합성회로(16)를 통해 마이크로 프로세서(2)에 접속됨과 동시에 마이크로프로세서 (2)의 출력단은 (+) (-)기준전압 발생회로(14)(15)에 접속 구성되며, 상기 기준 전압발생회로(14)(15)의 출력단을 접압비교회로(12)(13)의 입력단자에 기준전압으로 입력되도록 접속구성하여서 됨을 특징으로하는 페루우프 위치제어기에 있어서의 모우터 폭주현상 방지장치.
제1항에 있어서, 마이크로 프로세서(2)의 출력단에 접속되는 양 기준 전압 발생회로 (14) 및 15 가 저항(R₅)(R₆)(R₇), 트랜지스터(TR₁) 및 저항(R₉) (R₁₀) (R₁₁), 트랜지스터 (TR₂)(TR₃)로 각기 구성됨을 특징으로 하는 모우터 폭주 현상 방지 장치.