WO1987007404A1 - Positioning system - Google Patents

Description

一 一

- I

5

明 位置決め方式 技 術 分 野

本発明は数値制御装置あるいは口ボッ ト制御装置等に使用 される位置決め方式に閩し、 特に、 帰還信号を位置情報信号 とし、 高锖度で高速の位置决めに適した位置決め方式に関す る。

10

背 景 技 術

従来の位置決め方式としては帰還 I 号として一定の重みを 有するパルス列を用いていた。 この例を第 3図に示す。 図に おいて、 1 はテープ入力等に応じて分配パルスを発生するパ ルス分配器であり、 2 はパルス分配器 1 からのパルス と帰還 パルスを比較してサーボ指令信号を出力する指令処理装置で ある。 3 はサーボアンプであり、 指令処理装置 2からのサー ボ指令信号を受け、 サーボモータ 4を駆動する。 4はサーボ モータであり、 図示していない可動部を駆動する。 サーボモ

20 ータ 4 は位置検出器としてエンコ ーダ 5を内蔵している。 ェ ンコーダ 5 サーボモータ 5 のシャ フ 卜に結'きされて、 帰還 信号として 0帰還パルス 8を発生する。 Ί はア ツプダウ ン力 ゥ ンタであ 'り、 帰還パルス 8をカ ウ ン ト して、 そのカ ウ ン ト 量は指令処理装置 2 によつて読み取られる。

しかし、 数 ί直制御装置等においては位匱決め精度の向上、 一 一 パルス分配速度の高速化という要請が強く 、 徒来の方式では この要請を満足することが函難になってきた。

即ち、 徒来の方式では帰還パルスの伝送路の特性から伝送 できるパルス伝送速度は 1 M H 2程度である。 このパルス伝 送速度で分解能 Γ 0 . i 'ノパルス -' の速窆を求めると、 0 . 1 X 1 0 " ⁶ 1 0 ⁶ 6 0 = 6

( m / ρ ) ( p / 3 ) ( m / m i n )

こ こで、 0 . 1 x 1 0— ⁶は 「 0 . i 'ノパルス一 を m (メ 一 トル） で表した数値、 1 0 ⁶ は帰還パルスの伝送速度 （ 1 M H z を p p s で表してぁる） でぁり、 6 0 は毎分当たりに 変換するための数値である。 上記の式から可動部の移動速度 が S m 分となり、 充分な高速度が得られないという問題点 がある。 発 明 の 開 示

本発明の目的は上記問題点を解決し、 高精度の分解能にお いても、 高速度の位置決めを可能にする位置決め方式を提供

5 \_ のる。

本発明では上記の問題点を解決するために、

指令値に応じてサーボモータを回転させて可動部を移動さ せ、 該サーボモータ又は可動部に取り られた位置検出器 からの帰還信号と指令値を比較してサーボ指令値を出力する 指令手段を有する位置決め方式において、

前記サーボモータ又は前記可勤部の位置を表す位置情報 ft 号を発生する位置情報発生手段を設け、 該位置情報発生手段からの該位置情報信号を前記指令手段 に して、

, 位置决めを行うように搆成したことを特徴とする位置決め 方式が、

提供される。

帰還信号はサーボモータまたは可動部の位置情報信号であ るので、 指令処理'装置で一定周期でこれを読み、 前回の位置 情報信号から可動部の移動距離を算出する。

例えば、 分解能 Q . 1 'ノバルス、 可動部の最大移動範囲 を 1 0 O mとし、 この値を 2進数で表せば、

1 0 0 ÷ ( 0 . 1 X I 0 - ⁶ ) == 1 0 ⁹ - 2 ^{3 0}

となり、 3 0 ビ ン トで表すことができる。 指令処理装置の サンプリ ング周期を 1 m s とする と、 1 m s .に 3 0 ヒ- ッ トの パルス伝送速度があればよいから、

3 0 (ピ ン ト ） + 1 ( m s ) = 3 0 1 0 ³ (ビ ッ ト / s ) となり、 充分低い伝送路で帰還信号を伝送するこ とが可能 である。 図 面 の ¾ 単 な 説 明 第 i 11は本発明の一実施例のブ π ·ン ク図、

第 2図' ,ίェ ン ニ一ダのブ口 フ ク図、

第 3図は従来の位置決め方式の洌を示す図である 癸明を実施するための最良の形態 以下本発明の一実施例を図面に基ずいて說明する 第 1図に本発明の一実施洌のブロ ック図を示す。 図におい て、 1 はテープ入力等に応じて分配バルスを発生するパルス 分配器であり、 2 はパルス分配器 1からのパルス と帰還パル スを比較してサーボ指令信号を出力する指令処理装置て'ある。 3 はサーボア ンプであり、 指令処理装置 2からのサーボ指令 信号を受け、 サーボモータを駆動する。 4はサーボモータで あり、 図示していない可動部を II動する。 サーボモータ 4 は 位置検 ώ器としてエンコーダ 5を内蔵している。 エ ンコーダ 5 はサーボモータ 4のシャフ 卜に結合されており、 移勛量を カウ ン トするカウ ンタ及びこのカウ ンタの値を直列信号に変 渙する並列 Ζ直列変換器を内蔵し、 可動部の現在位置として の帰還 ft号 6を発生する。 ここでは帰還信号 6 は便宜上 3 ビ ッ '卜の信号として表してある。 7 は直列 Z並列変換器であり、 直列に伝送された帰還信号 6を受けて、 これを並列信号に変 換する。 指令処理装置 2 はこの信号、 即ち、 可動部の現在位 置を読み取り、 前回の現在位置との差を算出して、 可動部の 移動量を検岀し、 パルス分配器 1 からの指令値と移動量を比 較してサーボ指令値を求め、 これを出力する。

次に、 エンコ ーダ 5 の構成について述べる。 第 2図にェ ン コーダ 5 のブロ ッ ク図を示す。 図において、 5 1 ェンコ 一 ダ本体であり、 サーボモータの面転量に It例したパルスを出 力する。 5 2 ア ン プダウ ンカウ ンタであり、 エ ンコ ーダ本 体からのパルスをカウ ン ト し、 その値を出力する。 5 3 は並 列ノ直列変換器でありア ン プダウ ンカ ウ ンタ 5 2 の岀カを読 み、 これを直列信号に変換して出力する。 図で 出力 i言号 - o - 便宜上 3 ビ ッ トの直列信号で表してある。

本実施例のよう に、 帰還信号を現在位置と しているので、 帰還信号の伝送速度はパルス帰還信号に比較し泜速度でよ く 伝送路にノ イ ズ防止用のフ ィ ルタの定数の選択の範囲が広く なり 、 伝送路の信穎性が向上する。

上記の実施例では、 位置検出器にサーボモ ー タ に結合され たエ ン コ ーダを使用した例を示したが、 サーボモータ と別に 可動部側のボ一ルスク リ ュ一等に設けてもよい。 又、 位置検 出器と してはェ ンコ一ダのかわり に、 レゾルバ、 電磁式直線 スケ ール、 光学式直線スケ ール等を使用する こともできる。

さ らに、 上記の実施洌では可動都の現在位 Sを位置情報信 号と して使 ¾ したが、 エ ン コ ーダ 5 で一定時間内に可動部が 移動した移動量を検出して、 これを &置情報信号と して使用 する こ ともできる。

以上説明したよう に、 本発明では位 g決めの帰還信号を位 置情報を表す位置情報信号とした？）で、 帰還信号伝送路の伝 送速度が低速度でも、 高い分解能で高い移動速度が可能とな り 、 また帰還信号の伝送路の信頓性も向上する。

Claims

請 汞 の 範 囲

1 . 指令値に応じてサーボモータを回転させて可動部を移 動させ、 該サーボモータ又は可動部に取り付けられた位置検 出器からの帰還信号と指令値を比較してサーボ指令値を出力 する指令手段を有する位置決め方式において、

前記サーボモータ又前記可動部の位置情報を表す位置情報 信号を発生する位置情報発生手段を設け、

該位置情報発生手段からの該位置情報信号を前記指令手段 市返 乙、

位置決めを行うように構成したことを特徴とする位置決め 方式。

2 . 前記位置情報信号 前記可勤部又はサーボモータの現 在位置である特許請求の範囲第 1 項に記載の位置決め方式。

3 . 前記位置情報信号は前記可動部又はサーボモータが一 定時間内に移動した移動量である特許請求の範囲第 1 項記載 の位置決め方式。

4 . 前記位置情報信号をシ リ アル信号として帰還するよう に構成したことを特徵とする特許請求の範囲第 1項に記載の 位置決め方式。

5 . 前記位置情報 ί言号 エ ンコ ーダの出力をカ ウ ン トする ことによって得ることを特徴とする特許請求の範¾第 1項に 記載の位置決め方式。