KR960016798B1

KR960016798B1 - 디지탈서보모터의 위치제어방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR960016798B1
Application number: KR1019930012811A
Authority: KR
Inventors: 김민섭; 김용희
Original assignee: 삼성중공업 주식회사; 최훈
Priority date: 1993-07-08
Filing date: 1993-07-08
Publication date: 1996-12-21
Also published as: KR950004713A

Abstract

요약없음

Description

디지탈서보모터의 위치제어방법 및 그 장치

제1도는 일반적인 디지탈서보시스템을 설명하기 위한 블록도.

제2도는 본 발명에 의한 디지탈서보모터의 위치제어장치를 나타내는 블록도.

제3도는 제2도 장치에서 마이크로프로세서의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 마이크로프로세서13 : 기준펄스발생기

15 : 이송펄스출력부17 : 카운터부

19 : 논리합소자

본 발명은 디지탈서보모터에 의한 대상물의 이송위치를 제어하기 위한 시스템에 관한 것으로, 특히 카운터를 이용하여 서보모터를 구동시키는 펄스수와 서보모터로부터 피이드백되는 펄스수를 계수하므로 정밀한 위치제어를 할 수 있는 디지탈서보모터의 위치제어방법 및 그 장치에 관한 것이다.

현재, 서보모터제어에 사용되는 기준펄스지령방식에서 기준펄스의 수는 모터의 이송량을 나타내며, 기준펄스의 주파수는 서보모터의 이송속도를 나타낸다. 따라서, 기준펄스의 펄스수를 적절하게 조절하므로써 디지탈서보모터의 이송위치를 제어할 수 있다.

이와 같은 디지탈서보시스템의 일반적인 구성이 제1도에 도시되어 있다. 제1도는 일반적인 디지탈서보시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 제1도의 장치는 디지탈서보모터의 속도 및 위치지령을 나타내는 기준펄스신호(REP) 내지 모터정지신호(MSS)를 발생하고, 소정의 피이드백펄스신호(FBP)를 인가받는 콘트롤러(10)를 구비한다. 콘트롤러(10)의 출력단에는 디지탈서보모터를 구동시키며, 소정의 피이드백펄스신호(FBP)를 인가받는 디지탈서보드라이버(20)가 연결된다. 디지탈서보드라이버(20)의 출력단에는 서보모터(30)와, 서보모터(30)의 회전수만큼 펄스를 발생하여 콘트롤러(10)와 디지탈서보드라리버(20)로 궤환 입력시키는 펄스발생기(40)가 차례로 연결되도록 구성된다.

제1도에서, 콘트롤러(10)는 서보모터(30)를 통해 대상물을 원하는 위치로 이송하기 위해 디지탈서보드라이버(20)로 기준펄스신호(REP)를 인가한다. 디지탈서보드라이버(20)는 콘트롤러(10)로부터 인가되는 기준펄스신호(REP)에 응답하여 서보모터(30)에 이송지령을 전달한다. 서보모터(30)는 디지탈서보드라이버(20)로부터 속도 및 위치지령을 인가받아 해당 대상물을 이송하게 된다. 펄스발생기(Pulse Generator; PG)(40)는 서보모터(30)가 회전하게 되면 회전량에 상응하는 펄스를 발생하여 콘트롤러(10)와 디지탈서보드라이버(20)로 궤환 입력시킨다. 콘트롤러(10)는 펄스발생기(40)로부터 궤환 입력되는 피이드백펄스신호(FBP)의 수를 계수하여 지령한 펄스수만큼 서보모터(30)가 회전하였는지를 체크한다. 체크결과 지령한 펄스수만큼 서보모터(30)가 회전하였으면 콘트롤러(10)는 모터정지신호(MSS)를 디지탈서보드라이버(20)로 인가하여 서보모터(30)의 회전을 중단시킨다. 하지만 계수된 피이드백펄스신호(FBP)의 수와 실제 지정한 회전수와는 편차가 발생하게 된다. 이 편차는 지정된 펄스수보다 클 수도 있고, 작을 수도 있다. 이렇게 종래의 서보시스템에서는 지정된 펄스수보다 피이드백펄스수가 클 경우는 드물게 발생하므로 별다른 제어를 하지 않게 되고, 지정된 펄스수보다 피이드백펄스수가 작을 경우 그 편차만큼 기준펄스신호(REP)를 다시 발생하므로써 서보시스템의 위치를 제어하게 된다. 또한, 피이드백펄스신호(FBP)를 인가받는 디지탈서보드라이버(20)에서는 서보모터(30)의 속도를 제어하게 된다. 이와 같은 디지탈서보모터의 위치제어에 있어서 종래에는 발생하는 편차량이 크기 때문에 정확한 위치제어를 할 수 없는 문제점이 있었다. 그래서, 발생하는 편차량을 최소화시켜 정확한 위치제어를 할 수 있는 방식이 요구되게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 카운터수단을 이용하여 기준펄스의 수와 서보모터로부터 피이드백(Feedback)되는 펄스의 수를 별도로 계수하여 어느 하나라도 먼저 지정된 펄스수에 도달하였을 경우 기준펄스의 출력을 차단하여 서보모터를 정지시킬 수 있도록 하므로써 전술한 편차를 최소화할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 전술한 디지탈서보모터의 위치제어방법을 구현하기 위한 장치를 제공함에 있다.

이와 같은 본 발명의 목적은, 펄스수가 이송량에 해당하는 이송펄스신호를 서보모터로 공급하므로써, 서보모터의 위치제어를 수행하기 위한 위치제어방법에 있어서, 서보모터의 위치 및 속도를 제어하기 위한 위치데이타 및 속도데이타를 발생하는 단계와, 상기 속도데이타에 상응하는 기준펄스신호를 상기 이송펄스신호로서 발생하는 단계와, 상기 기준펄스신호와 서보모터의 회전량에 상응하는 궤환펄스신호를 사전 설정된 수와 각각 비교하는 단계와, 상기 비교단계에서 어느 하나라도 사전 설정된 수에 도달하는 경우 인터럽트신호를 발생하는 단계, 및 상기 인터럽트신호발생시 상기 이송펄스 신호발생을 중단하는 단계에 의하여 달성된다.

본 발명의 다른 목적은, 펄스신호에 따라 서보모터를 구동하는 서보모터를 이용한 이송위치제어장치에 있어서, 서보모터의 위치 및 속도를 제어하기 위한 위치데이타 및 속도데이타를 발생하는 마이크로프로세서와, 상기 마이크로프로세서로부터 인가되는 속도데이타에 상응하는 기준펄스신호를 이송펄스신호로서 출력하고, 인터럽트발생수단으로부터 인터럽트신호가 인가될 때 상기 기준펄스신호의 출력이 차단되는 이송펄스출력부와, 복수개의 카운터를 구비하여 상기 마이크로프로세서로부터 인가되는 위치데이타를 사전설정하고, 상기 이송펄스출력부로부터 출력되는 이송펄스신호와 서보모터로부터 인가되는 궤환펄스신호를 사전설정된 데이타만큼 각 카운팅하는 카운터부, 및 상기 카운터부의 카운팅출력신호를 공급받아, 어느 하나라도 카운팅이 완료되는 시점에서 소정의 인터럽트신호를 발생하여 상기 마이크로프로세서와 이송펄스출력부로 공급하는 인터럽트발생수단에 의하여 달성된다.

이하, 첨부한 도면을 참도하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

제2도는 본 발명에 따른 디지탈서보모터의 위치제어장치를 나타내는 블록도이다. 제2도에서 제1도장치와 동일한 동작을 하는 구성에 대해서는 동일부호를 사용하였고, 동일부호에 대한 구성설명은 생략하기로 한다. 제2도의 장치는 마이크로프로세서(11)와, 마이크로프로세서(11)로부터 인가되는 속도데이타(D_v)에 따라 가변되는 주파수를 갖는 기준펄스신호(REP)를 발생하는 기준펄스발생기(13)를 구비한다. 기준펄스발생기(13)의 출력단에는 소정의 인터럽트신호(INTP)의 제어하에 입력되는 기준펄스신호(REP)를 이송펄스신호로 출력하는 이송펄스출력부(15)가 연결된다. 이송펄스출력부(15)의 출력단에는 카운터부(17)의 제1카운터(CNT1)가 연결된다. 카운터부(17)는 기준펄스신호(REP)를 클럭단자(CLK1)로 인가받아 카운트하는 제1카운터(CNT1)와, 소정의 피이드백펄스신호(FBP)를 클럭단자(CLK2)로 인가받아 카운트하는 제2카운터(CNT2)로 이루어졌다. 제1카운터(CNT1) 및 제2카운터(CNT2)의 출력단을 논리합연산하여 인터럽트신호(INTP)를 이송펄스출력부(15) 및 마이크로프로세서(11)로 인가하는 논리합소자(19)가 연결되도록 구성된다.

제2도에서, 마이크로프로세서(11)는 서보모터(30)의 이송속도를 결정하는 소정 비트의 속도데이타(D_V)를 기준펄스발생기(13)로 공급하고, 서보모터(30)의 이송위치를 결정하는 소정 비트의 위치데이타(D_P)를 카운터부(17)의 제1 및 제2카운터(CNT1, CNT2)로 공급한다. 기준펄스발생기(13)는 마이크로프로세서(11)로부터 인가되는 속도데이타(D_V)에 상응하는 주파수를 갖는 기준펄스신호(REP)를 이송펄스출력부(15)를 통하여 카운터부(17)의 제1카운터(CNT1)와 디지탈서보드라이버(20)로 각각 인가한다. 카운터부(17)의 제1 및 제2카운터(CNT1, CNT2)는 우선, 마이크로프로세서(11)로부터 인가되는 위치데이타(D_P) 즉, 이송량을 사전 세팅한다. 그런 다음, 제1카운터(CNT1)는 이송펄스출력부(15)를 통하여 기준펄스발생기(13)로부터 인가되는 기준펄스신호(REP)를 클럭단자(CLK1)로 인가받아 소정 엣지부분마다 카운팅하여 사전설정된 이송량과 비교하게 된다. 비교결과에 따라 이진형태의 신호를 출력하게 된다. 즉, 카운트값이 사전설정된 이송량과 같거나 크면 "하이(High)"레벨의 신호를 출력하고, 반대로 카운트값이 사전설정된 이송량보다 작으면 "로우(Low)"레벨의 신호를 출력하게 된다. 제2카운터(CNT2)는 펄스발생기(40)로부터 서보모터(30)의 회전량에 상응하여 발생되는 피이드백펄스신호(FBP)를 클럭단자(CLK2)로 인가받아 소정 엣지부분마다 카운팅하여 사전설정된 이송량과 비교하게 된다. 비교결과에 따라 이진형태의 신호를 출력하게 된다. 즉, 카운트값이 사전설정된 이송량과 같거나 크면 "하이(High)"레벨의 신호를 출력하고, 반대로 작으면 "로우(Low)"레벨의 신호를 출력하게 된다. 이와 같이, 카운터부(17)에서 발생되는 제1카운터(CNT1)의 출력신호(OUT1)및 제2카운터(CNT2)의 출력신호(OUT2)는 논리합소자(19)의 2개 입력단자로 각각 입력된다. 그러면, 논리합소자(19)는 두 카운터(CNT1, CNT2)중 어느 하나라도 "하이(High)"레벨의 신호를 발생하면, 즉 어느 하나라도 사전설정된 위치데이타에 해당하는 수만큼의 펄스가 카운팅된 시점에서 인터럽트신호(INTP)를 발생한다. 이 인터럽트신호(INTP)는 이송펄스출력부(15)와 마이크로프로세서(11)로 동시에 입력된다. 이송펄스출력부(15)는 논리합소자(19)로부터 인터럽트신호(INTP)가 인가되면 기준펄스발생기(13)로부터 인가되는 기준펄스신호(REP)가 디지탈서보드라이버(20)로 공급되지 못하도록 기준펄스신호의 출력을 중단하게 된다. 디지탈서보드라이버(20)로 기준펄스신호(REP)가 공급되지 않으면 서보모터(30)는 자동적으로 정지하게 된다. 인터럽트신호(INTP)를 인가받은 마이크로프로세서(11)는 기준펄스발생기(13)를 동작시키는 지령펄스신호를 중단한다. 만약, 제1카운터(CNT1)에 의해 인터럽트신호(INTP)가 발생하면 서보모터(30)가 지정된 회전수보다 적게 회전하고 정지할 가능성이 높으므로 마이크로프로세서(11)는 제2카운터(CNT2)의 카운트값을 독출하여 사전설정된 이송량과의 편차를 구한다. 편차가 발생하면 편차량만큼의 위치데이타(D_P)를 제1카운터(CNT1)와 제2카운터(CNT2)에 재설정하여 편차량만큼의 기준펄스신호(REP)가 발생하도록 한다.

제3도는 제2도 장치에서 마이크로프로세서(11)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 먼저, 마이크로프로세서(11)는 사용자에 의해 입력되는 속도 및 위치데이타(D_V, D_P)를 읽어들인다(제310단계). 그런 다음, 이 위치 데이타(D_P) 즉 이송량을 카운터부(17)의 제1 및 제2카운터(CNT1,CNT2)에 사전 세팅시킨다(제320단계). 그런 다음, 이 속도데이타(D_V)를 기준펄스발생기(13)로 인가하여 이에 해당하는 주파수를 갖는 기준펄스신호(REP)를 발생하도록 한다(제330단계). 그런 다음, 전술한 바와 같이 카운터부(17)에서 카운팅동작을 수행하므로써, 위치데이타(D_P)에 해당하는 펄스수가 카운트되는 시점에서 논리합소자(19)로부터 인터럽트신호(INTP)가 발생하게 된다. 따라서, 마이크로프로세서(11)는 논리합소자(19)로부터 인터럽트신호(INTP)의 발생유무를 체크한다(제340단계). 체크결과 인터럽트신호(INTP)가 발생하지 않았으면 인터럽트신호(INTP)의 발생유무를 계속 반복체크하고, 발생하였으면 모터정지신호를 기준펄스발생기(13)로 인가하여 기준펄스신호(REP)를 차단시켜 서보모터를 정지하도록 한다(제350단계). 그런 다음 제2카운터(CNT2)의 계수치를 읽어서(제360단계), 지정된 이송량과 계수치가 동일한지를 비교한다(제370단계). 비교결과 동일하면 지정된 이송량 만큼 서보모터가 회전한 것으로 동작을 종료한다. 반대로, 동일하지 않으면 지정된 이송량과 계수치 사이의 편차를 구하여 그 편차량을 제1카운터(CNT1)와 제2카운터(CNT2)에 세팅시킨다(제380단계). 그런 다음 그 편차량만큼 기준펄스신호(REP)가 발생하도록 제330단계로 돌아가 동작을 반복수행한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 디지탈서보모터의 위치제어방법 및 그 장치에 관한 것으로, 복수개의 카운터를 이용하여 서보모터를 구동시키는 펄스의 수와 서보모터로부터 궤환 입력되는 펄스의 수를 계수하여 서보모터의 이송량을 확인한 후 지정된 이송량만큼 이송하였으면 서보모터를 정지하도록 하므로써 위치제어의 편차를 최소화시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims

펄스신호에 따라 서보모터를 구동하는 서보모터를 이용한 이송위치 제어장치에 있어서, 서보모터에 위치 및 속도를 제어하기 위한 위치데이타 및 속도데이타를 발생하는 마이크로프로세서; 상기 마이크로프로세서로부터 인가되는 속도데이타에 상응하는 기준펄스신호를 이송펄스신호로서 출력하고, 인터럽트발생수단으로부터 인터럽트신호가 인가될 때 상기 기준펄스신호의 출력이 차단되는 이송펄스출력부; 복수개의 카운터를 구비하여 상기 마이크로프로세서로부터 인가되는 위치데이타를 사전 설정하고, 상기 이송펄스출력부로부터 출력되는 이송펄스신호와 서보모터로부터 인가되는 궤환펄스신호를 사전 설정된 데이타만큼 각 카운팅하는 카운터부; 및 상기 카운터부의 카운팅출력신호를 공급받아, 어느 하나라도 카운팅이 완료되는 시점에서 소정의 인터럽트신호를 발생하여 상기 마이크로프로세서와 이송펄스출력부로 공급하는 인터럽트발생수단을 포함하는 디지탈서보모터의 위치제어장치.
제1항에 있어서, 상기 카운터부는 상기 이송펄스출력부로부터 인가되는 이송펄스신호를 클럭단자로 인가받아 소정 엣지부분마다 카운트하여 사전설정된 데이타만큼 카운트되면 소정레벨의 신호를 출력하는 제1카운터; 및 서보모터의 회전수에 해당하는 궤환펄스신호를 클럭단자로 인가받아 소정 엣지부분마다 카운트하여 사전설정된 데이타만큼 카운트되면 소정레벨의 신호를 출력하는 제2카운터로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지탈서보모터의 위치제어장치.
제1항에 있어서, 상기 인터럽트발생수단은 상기 제1카운터의 출력신호를 제1입력단자로 공급받고 상기 제2카운터의 출력신호를 제2입력단자로 공급받아, 이들 2개 입력신호에 대해 논리합연산을 행하여 상기 인터럽트신호를 출력하는 논리합소자로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지탈서보모터의 위치제어장치.
제2항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 상기 인터럽트발생수단으로부터 인터럽트신호가 인가되면 상기 제2카운터의 계수치를 인가받아 위치데이타와 비교하여 그 편차량을 구하고, 그 편차량만큼의 위치데이타를 상기 제1카운터와 제2카운터에 세팅시키는 것을 특징으로 하는 디지탈서보모터의 위치제어장치.
펄스수가 이송량에 해당하는 이송펄스신호를 서보모터로 공급하므로써, 서보모터의 위치제어를 수행하기 위한 위치제어방법에 있어서, 서보모터의 위치 및 속도를 제어하기 위한 위치데이타 및 속도데이타를 발생하는 단계; 상기 속도데이타에 상응하는 기준펄스신호를 상기 이송펄스신호로서 발생하는 단계; 상기 기준펄스신호와 서보모터의 회전량에 상응하는 궤환펄스신호를 사전 설정된 수와 각각 비교하는 단계; 상기 비교단계에서 어느 하나라도 사전 설정된 수에 도달하는 경우 인터럽트신호를 발생하는 단계; 및 상기 인터럽트신호발생시 상기 이송펄스신호발생을 중단하는 단계를 포함하는 디지탈서보모터의 위치제어방법.
제5항에 있어서, 상기 사전 설정된 수는 서보모터의 위치를 제어하히 위한 위치데이타를 나타내는 것을 특징으로 하는 디지탈서보모터의 위치제어방법.