KR900002540B1 - 위치 제어장치 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제 1 도는 본 발명에 따른 위치 제어장치의 바람직한 실시예를 나타내는 선도.
제 2 도는 본 발명에 따른 수정된 실시예를 나타내는 선도.
제 3 도는 위치제어장치의 선행 기술을 나타내는 선도.
제 4 도는 기능발생기를 유효하게 설명할 수 있는 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 보올나사 3 : 모터
4 : 리졸버 5 : 검출위치레지스터
6 : 명령위치 레지스터 8 : 속도제어장치
9 : 에러정정장치 9A : 변환기
12 : 위치 계산기
본 발명은 기계장치의 테이블 위치를 제어하는 장치에 관한 것으로 특히 테이블 등을 구동하는 구동시스템의 기계적 에러를 수정하는 장치 또한 위치 검지기 등의 피치 에러를 수정하는 장치에 관한 것이다. 기계장치의 테이블위치를 제어하기 위하여 제 3도에 도시한 장치가 사용되어 왔다.
제 3 도에 있어서, 증분형식 위치검출기(24)는 공지의 보올나사(22)에 의해 테이블(21)을 수평방향으로 이동시키는 전기모터(23)에 연결되어 있으며 위치검출기(24)에 의해 검출된 변위 데이타는 선행운동에 의하여 도달된 절대위치를 저장하는 검출위치 레지스터(25)에 공급된다.(또한 테이블이 전원스위치를 닫는 순간에 원위치로 복귀한 후 초기위치가 세트된다.)
레지스터(25)의 내용은 감산기(27)을 사용하여 명령위치 레지스터(26)의 내용으로부터 감산되고 이렇게 얻어진 차이에 기초를하여 모터(23)는 속도 제어장치(28)에 의해 제어된다.
피이드백을 위한 위치검출은 위치검출장치(24)에 의해 모터(23)로 공급하는 간접적인 테이블(21) 위치검출 방법으로 이루어지므로 테이블(21)의 실제위치와 검출위치가 보올나사(22)와 위치검출장치(24)의 정확도에 의해 발생하는 에러로 인하여 테이블(21)의 실제위치와 검출위치가 항상 상호 일치하지 않는다. 이런 문제점을 제거하기 위하여 에러정정장치(29)가 마련되어 있으며 이 에러정정장치내에서 명령위치와 검출위치에 대응되는 테이블(21)의 실제위치와 검지위치 사이의 에러는 고정밀 측정장치에 의해 측정되어 에러 테이블내에 측정된 에러가 저장되거나 하나의 회로가 형성되어 정정치 또는 신호를 얻을수 있다.
테이블의 실제위치와 검출위치 사이의 에러 또는 차이를 대응에러 데이타를 사용하여 명령위치 또는 검출위치를 정정하므로써 각각 삭제되어질수 있으므로 테이블(21)을 명령위치에 정확하게 이동시킬 수 있다. 증분 형식 위치검출기를 사용하는 선행 기술구동장치에 있어서는 상대운동 데이타만 검출할수 있어서 절대위치 데이타를 얻기 위해서는 절대위치를 관련 포인트로 사용할 필요가 있다.
따라서 증분형식 위치검출기의 관련 포인트를 세팅하기 위해 전환스위치를 닫은후 구동장치를 북귀해야할 필요가 있고 검출위치 레지스터와 명령위치레지스터(26)내에서 원점으로서 작용하는 초기치를 저장하기 위한 초기화 공정을 필요로하여 그 공정효율이 감소된다. 따라서 본 발명의 목적은 전원스위치를 닫는 순간에 초기 상태로 회복시키는 공정을 삭제함으로써 고정확도를 가진 위치제어장치를 공급함에 있다.
본 발명은 피동부재를 이동시키기 위한 구동원, 구동원이나 피동부재에 마련되어 있어서 위치를 검출하는 위치검출장치, 위치검출장치에 의해 검출된 위치와 외부로부터 지시된 명령 위치와의 차이에 의해 구동원을 구동시키기 위한 속도제어장치를 포함하는 형태의 위치 제어장치로서, 검출장치가 절대형 위치검출장치를 포함하는 것을 특징으로 하고 있으며 명령위치나 검출위치에 대응하는 정정신호를 발생하는 에러정정장치, 정정신호를 절대형 위치검출장치에 의해 검출된 위치 신호를 합산하여 합계 신호를 발생하는 가산장치, 합산신호를 명령신호를 저장하는 장치에 동일하게 갱신되도록 보내지는 장치를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 위치제어장치에 관한 것이다.
첨부한 도면과 관련하여 본 발명을 설명한다.
제 2 도와 관련하여 본 발명을 수치제어(NC)기계 테이블의 위치제어에 적용시킨 실시예를 통하여 본 발명의 위치제어장치를 설명한다.
제 3 도와 유사하게 수치제어 기계의 테이블(1)은 보올나사(2)를 통하여 전기모타(3)에 의해 수평방향으로 이동을 한다.
테이블(1)의 위치를 직접 검출할수 있는 선형 위치검출장치(11)가 테이블에 마련되어있고 리졸버(4)가 모터(3)에 연결되어 있어서 모터(3)의 회전각의 보올나사(2)에 기초한 테이블(1)의 현 위치를 정밀하게 측정한다.
리졸버(4)와 선형 위치검출장치(11)에 의해 검출된 데이타가 위치 계산기(12)에 보내져서 테이블(1)의 절대위치가 계산된다.
계산된 절대위치는 검출위치 레지스터(5)에 보내지고 계산기(10)내에서 에러정정장치(9)로부터 보내진 정정장치에 의해 정정된다.
테이블(1)을 정확한 위치로 정정하기 위하여 에러정정장치(9)는 에러 테이블 또는 근사치 기능 발생장치를 포함하고 있어서, 테이블이 고정확도를 가진 독립 측정장치에 의해 측정된 실제위치로써 운동범위내의 어느 위치에 있든지간에 위치검출장치(5)의 내용과 비교함으로써 얻어지는 에러 테이타가 기계가 작동하는 동안 검출위치에 대응하는 테이블(1)의 정정위치에 세트되어질수 있다.
제 4 도는 기능발생기의 작동을 설명하는 그래프로써 종축은 에러 E를 표시하고 횡축은 원점으로부터 거리를 나타낸다.
L1, L2, L3…은 에러 커브의 곡선 세그먼트(segment)를 직선 세그먼트로 근사시켜 얻어진 세그먼트이다. 세그먼트 L1, L2, L3의 경사도를 a1, a2, a3…으로 표시하고 세그먼트를 연장한 선과 종축과의 교차되는 좌표치를 b1, b2, b3…로 표시하면 다음식을 얻을 수 있다.
세그먼트L1에 대한 에러 = a1·x-b1(0 x x1)세그먼트 L2에 대한 에러 = a2·x+b2(x1 x x2) 세그먼트 L3에 대한 에러 = a3·x+b3(x2 x x3)이 에러기능시스템을 각각의 위치 X1, X2, X3에서의 에러양을 에러 테이블로서 기억장치내에 저장하는 시스템보다 기억장치의 용량을 감소시킬수 있다.
검출위치에 관한 에러 데이타는 가산기(10)에 보내져서 검출위치 레지스터(5)의 출력과 더해진다. 가산기(10)의 출력은 명령위치 레지스터(6)로부터 발생한 명령 신호로부터 감산기에 의해 감산된다. 에러정정장치(9)의 출력신호는 전원스위치가 닫히는 순간과 동시에 초기화할수 있도록 명령위치 레지스터(6)에 보내진다.
감산기(7)의 출력 즉 명령위치와 검출위치의 차는 구동모터(3)을 위한 속도제어장치(8)로 보내진다.
상기한 장치에 있어서, 초기상태에서 테이블(1)의 절대위치는 선형위치검출장치(11)과 리졸버(4)에 의해 검출된 데이타를 사용하여 위치 계산기(12)에 의해 계산된다.
위치계산기(12)에 의해 계산된 절대위치는 검출위치레지스터(5)에 보내지고, 가산기(10)에 의해 제 4 도에 도시한 기능발생장치를 사용하는 에러정정장치(9)의 출력신호에 가산된다.
수치제어장치에 의해 운동명령이 지시되면, 명령위치레지스터(6)의 내용은 운동명령에 의해 갱신된다. 결과적으로 모터(3)은 명령위치 레지스터(5)내에서 명령된 위치와 검출위치 레지스터(6)의 수정된 내용과의 차이에 의해 작동이 되어서 보올나사(2)에 의해 테이블(1)을 구동한다.
이동테이블(1)의 위치는 선형위치검출장치(11)와 리졸버(4)에 의해 검출되고 절대위치는 위치계산기(12)에 의해 계산된다.
절대위치는 에러정정장치(9)에 의해 정확한 절대위치로 정정되고 정정된 절대위치는 감산기로 명령위치와 비교되어서 테이블(1)을 명령위치로 정확하게 구동시킬수 있다.
상기의 실시예에 있어서, 절대위치검출기로서 작용하는 선형위치검출기(11)과 리졸버(4)가 사용되기 때문에 전원스위치가 닫히는 순간 테이블(1)의 원점으로 복귀시키는 공정이 불필요하게 되어 공정의 효율을 높일수 있다. 더구나, 테이블(1)의 초기위치가 전원 스위치가 닫힌 후 즉시 명령위치 레지스터(6)에 입력되면 테이블(1)은 순탄하게 초기위치로부터 시작되어 질 수 있다.
검출위치가 기능형식 에러정정장치(9)에 의해 정정되므로 테이블(1)이 고속으로 명령위치에 정확하게 이동될 수 있다.
상기 실시예에 있어서, 검출위치를 관련 포인트로 활용하는 에러정정장치(9)가 사용되었지만 제 2 도에 도시한 본 발명의 다른 실시예에서는 명령위치를 관련 포인트로 사용하는 에러정정장치(9)와 변환기(9A)가 사용되어 진다.
특히 에러정정장치(9)는 명령위치 레지스터(6)에 연결되고 검출위치 레지스터(5)는 에러정정장치(9)에 연결된 변환기(9A)에 연결된다.
이 실시예에 있어서, 위치계산기(12)는 제 1 도에 도시된 제1실시예에서와 동일하게 선형위치검출기(11)와 리졸버(4)에 의하여 검출된 데이타를 기초로하여 절대위치를 계산한다.
이렇게 계산된 절대치는 검출위치 레지스터(5)에 기입되어지고 또한 변환기(9A)에 보내지는데 변환기는 에러정정장치(9)의 출력에 응답하여 에러정정장치(9)에 의해 정정된 검출위치를 나타내는 값을 결정한다.
변환기(9A)의 출력은 가산기(50)에 의해 검출위치 레지스터(5)의 출력에 가산되며 이에 의한 출력은 명령위치 레지스터(6)를 갱신하는데 사용되어 진다. 수치제어 장치로부터 운동명령은 명령위치 레지스터(6)를 재기입하는데 사용된다.
명령위치 레지스터(6)의 내용과 일치하여 기계장치는 시동이되고 에러정정장치(9)에 정정된 명령 위치와 검출위치가 상호 일치할때까지 검출 및 구동이 반복됨으로써 테이블(1)은 명령위치로 정확하게 이동하게 된다.
제2실시예에 있어서, 전원스위치가 닫힐 때 명령위치 레지스터(6)을 세팅하면 에러정정장치(9)의 출력이 변환기(9A)에 의해 변환되기 때문에 정상작동되는 동안 받은 정정과 다른 정정을 받아야할 필요가 있다. 따라서 제2실시예의 구성은 제1의 실시예보다 약간 복잡하다.
제1실시예에서의 이점은 테이블(1)을 원위치로 복귀시켜야 할 필요가 없다는 것이며 또다른 이점도 있다.
에러정정장치(9)에 의해 이루어진 정정은 테이블(1)이 운동하는 동안에 정정이 이루어지는 제1실시예에서 보다 고속으로 이루어질 수 있다.
위치검출장치는 상기 실시예에서 보여준 선형 위치검출기(11)와 리졸버(4)에 한정하지 않으며 리졸버는 인덕트신(Inductsyn), 자기 자, 절대형 인코더등으로 대치될수 있음을 이해하여야 한다.
선형위치검출장치(11)과 리졸버의 결합을 사용하는 대신에 고정확도를 가진 절대형 인코더가 모터(3)을 구동하기 위하여 마련되어질수 있다.
절대형 위치검출기가 사용되어 질수 있다.
에러정정장치(9)가 기능을 사용하여 근사치 정정이 이루어질수 있는 기능형 에러정정장치가 사용되어질 수 있으나, 에러테이블형 에러정정장치가 사용되어지면 처리속도는 복잡한 공정으로 감소되지만 고도의 정확성을 얻을수 있다.
이 양 형태의 에러정정장치를 조합하여 사용할수 있으며, 기능형을 주로하여 근사치에 의해 정정이 이루어질수 없는 특수한 포인트에 대한 에러 데이타만을 에러 테이블로서 사용된다.
그러한 조합을 사용함으로써 고속도와 고정확성을 가지고 정정이 이루어질수 있다.
Claims (4)
- 피동부재를 이동시키기 위한 구동원, 상기 구동원이나 상기 피동부재에 마련되어 있어서 위치를 검출하는 위치검출장치, 상기 위치검출장치에 의해 검출된 위치와 외부로부터 지시된 명령위치와의 차이에 의해 구동원을 구동시키기 위한 속도제어장치를 포함하고 있는 형태의 위치제어장치에 있어서, 상기 위치검출장치가 절대형 위치검출장치이며, 상기 명령위치나 상기 검출위치에 대응하는 정정신호를 발생하는 에러정정장치, 상기 정정신호를 상기 절대형 위치검출장에 의해 검출된 위치신호를 합산하여 합계신호를 발생하는 가산장치 및 상기 합산신호를 상기 명령신호를 저장하는 장치에 동일하게 갱신되도록 보내는 장치를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 위치 제어장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 절대형 위치검출장치는 상기 모터를 위해 마련된 리졸버와 상기 피동부재를 위해 마련된 선형위치검출장치와 상기 리졸버와 상기 선형 위치검출장치의 출력에 일치하여 상기 부재의 절대위치를 얻을 수 있는 장치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 위치제어장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 절대형 위치검출장치는 절대형 인코더를 구성하는 것을 특징으로 하는 위치제어장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 에러정정장치와 상기 절대형 위치검출장치에 연결된 변환기와, 상기 명령위치를 저장하는 상기 장치를 갱신하는데 활용하는 신호를 발생하도록 하기 위하여 상기 변환기의 출력과 상기 절대형 위치검출장치를 합산하는 가산기를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 위치 제어장치.
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