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    • 专利摘要:

    公开号:WO1989010590A1
    申请号:PCT/JP1989/000355
    申请日:1989-04-04
    公开日:1989-11-02
    发明作者:Shunsuke Matsubara；Kaname Matsumoto
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G05B19-00
    专利说明:
    [0001] - - 明 細 書
    [0002] サ 一 ボ モ 一 タ 制御方法
    [0003] 技術分野
    [0004] 本発明はサ ー ボ モ ー タ 制御方法に係 り 、 特に絶対位置 検出パ ル ス コ ーダを用 い た サ ー ボ モ ー タ 制御方法に関す る O
    [0005] 背景技術
    [0006] サ 一 ボ モ ー タ を デ ジ タ ル制御す る デ ジ タ ル サ 一 ボ モ ー タ 制御に お いて は 、 数値制御部で所定時間 Δ T 毎の各軸移 動量 Δ R π を計算 し て デ ジ タ ル サ 一 ボ 回路に入力 し 、 デ ジ タ ル サ 一 ボ 回路は Δ Τ毎に次式
    [0007] Ε +厶 Rn—
    [0008] ( た だ し 、 Δ Ρ Πは Δ Τ 毎の実際の移動量、 E r は位置誤 差） の演算を行い 、 該位置誤差の大き さ に応 じ て パ ル ス 幅変調を行 っ て サ 一 ボ モ ー タ を 回転制御す る 。
    [0009] 第 3 図はかか る従来のデ ジ タ ル サ 一 ボ 回路の ブ ロ ッ ク 図で あ り 、 1 は所定時間 Δ Τ 毎の移動指令 A R n と 実際の 移動量 Δ Ρ η の差を演算す る 演算部、 2 は次式
    [0010] Ε + (厶 R —厶 Pn) →Er
    [0011] に よ り 演算部 1 の出力 （ A R n— Δ Ρ Π ) を積算 し て位置 誤差 E r を 出力す る エ ラ 一 カ ウ ン タ 部、 3 は ポ ジ シ ョ ン ゲ イ ン K p設定部、 4 は速度制御部、 5 は電流制御部、 6 は サ ー ボ ア ン プ及びサ ー ボ 乇 一 タ 等のハ 一 ド ウ エ ア部、 7 は サ 一 ボ モ ー タ 1 回転当 り に N 値のパ ル ス を発生す る パ ル ス コ ー ダ、 8 は パ ル ス コ ー ダ 7 力 > ら 厶 T の閭に発生す る パル ス を計数し て計数値 Mを 出力す る積分器、 9 は積 分器 8 の出力 Mに検出マ ル チ プ ラ ィ ァ比 D M R を乗算し て 厶 T の閭に移動し た移動量 Δ Ρ π を移動指令 A R nの設 定単位と 同一に し て 出力す る D M R乗算部で あ る 。
    [0012] 尚、 検出マ ル チ プ ラ イ ア比 D M R は 、 サ ー ボ モ ー タ 1 回転当 り の機械可動部の移動量 L と 、 移動指令の 1 パル ス 当 り の移動量 （設定単位） R と 、 サ ー ボ モ ータ 1 回転 当 り に パ ル ス コ ーダ .7 か ら 出力 さ れ る パ ル ス数 N (パル ス / r e ) と 力 ら次式
    [0013] DMR = L/ (R · N)
    [0014] に よ り 求ま る値であ る 。 従っ て、 移動指令の設定単位 R を 0 β Ι ^ πι Ζパ ル ス 、 モ ータ 1 回転当 り の機械可動部 の移動量 L を 8 隱 、 モ ー タ 1 回転当 り にパ ル ス コ ーダか ら発生す る ノヽ。 ル ス数 N を 2 0 0 0 0 ノヽ。 ノレ ス r e Vと すれ ば、 上式よ り D M R = 4 と な り 、 演算部 1 に入力 さ れる 実際の移動量 Δ Ρ ηの単位は （ 0 * l m Zパ ル ス ） と な つ て移動指令の設定単位と 同一にな る 。
    [0015] と こ ろ で、 従来方法では D M R の値と し て特別な整数 しか用い る こ と 力 で き なか っ た。 こ のため 、 予め N の異 な る複数のパル ス コ ーダを用意し てお き 、 上式に よ り 求 ま る D M R が待別な整数と な り う る よ う に パル ス コ ーダ を還択して サ ーボ系を構成す る よ う に して い る 。 しか し 、 かかる方法では予め多数のパル ス コ ーダを用意し て おか な ければな らず、 し かも L ， R の関係では用意し て あ る ど のパル ス コ ーダを用いて も D M R が整数 と な ら な い場 合があ り 不都合で あ っ た。
    [0016] 尚、 D M R と し て整数以外の値を用 い る と D M R 乗算 部に お け る 乗算結果に小数点以下の数値が発生 し 、 該小 数点以下の値が誤差 と し て Δ Τ毎に 累積し て サ 一 ボ モ ー タ 制御の精度を低下 さ せ、 従っ て D M R と し て は整数以 外の数値を用 い る こ と がで き な い 。
    [0017] 以上か ら本発明の目 的は 、 D M R が小数点を含む任意 の数値で も よ く 、 し か も 種々 のパ ル ス コ ー ダ を用意 し て お く 必要がな い サ ー ボ モ ー タ 制御方法を提供す る こ と で あ る 。
    [0018] 発明の開示
    [0019] 上記課題を解決す る た めに本発明に お いて は 、 （i) モ ー タ 1 回転当 り の機械可動部の移動量 L と 、 （ )移動指令の
    [0020] 1 パ ル ス 当 り の移動量 R と 、 （冊モ ー タ 1 回転当 り に絶対 位置検出 パ ル ス コ ー ダか ら発生す る ィ ン ク リ メ ン タ ル パ ル ス 数 N と か ら マ ル チ プ ラ イ ア比 D M R を演算 し て お き 、 サ ー ボ モ ー タ 制御に際し て 、 移動指令を積算す る と 共に 、 絶対位置検出パ ル ス コ ーダか ら 出力 さ れ る絶対位置を D M R倍 し 、 移動指令の積算値 と 前記乗算結果 と の差を位 置誤差 と し て演算 し 、 該位置誤差を用 いて サ ー ボ モ ー タ の回転制御を行 う 。
    [0021] 以上の よ う に本発明は 、 絶対位置を D M R 倍す る も の で あ る 為、 検出 マ ル チ プラ イ ア比 D M R が小数点以下を 含んで いて も 従来の よ う に誤差が累積す る こ と は な い 。
    [0022] 図面の簡単な説明 一 一
    [0023] 第 1 図は本発明に係わ る サー ボ モ ータ 制御回路の ブ ロ ッ ク 図、
    [0024] 第 2 図（a)は絶対位置検出パ ル ス コ 一 ダの説明図、 第 2 図（b)は カ ウ ン タ 構成図、
    [0025] 第 3 図は従来方法を説明す る た め の プ ロ ッ ク で あ る 。
    [0026] 発明 を実施する た め の最良の形態 第 1 図は本発明に係わ る サ一ボ モ ータ 制御装置の プ ロ ッ ク 図、 第 2 図は絶対位置検出パ ル ス コ ーダの説明図で め る 。
    [0027] 1 1 は所定時閭 Δ Τ 毎の移動指令 Δ Ι ηを積算し て移動 指令の積算値 Pcを 出力す る移動指令積算部、 1 2 は移動 指令の積算値 Pe と機械可動部の実際の絶対位置 PAの差 で ある位置誤差を演算す る 位置誤差演算部、 1 3 は位置 誤差を記億す る ヱ ラ 一保持部、 1 4 は ポ ジ シ ョ ン ゲ イ ン Kp設定部、 1 5 は速度制御部、 1 6 は電流制御部、 1 7 は サ ー ボ ア ン プ及びサ ーボ モータ 等のハ 一 ド ウ エ ア部、 1 8 は絶対位置検出パ ル ス コ ーダで あ る 。
    [0028] 絶対位置検出パ ル ス コ ーダ 1 8 は第 2 図（a)に示す よ う に モ ータ 1 7 a が所定角度回転す る毎に 1 値の ィ ン ク リ メ ン タ ル パル ス を発生す る パ ル ス コ ーダ 1 8 a と 、 該ノヽ。 ル ス コ ーダか ら発生す る パ ル ス を回転方向に応じ て計数 し 、 こ れに よ り モ ー タ 1 回転内 の絶対位置と モ ータ 回転 数 と か ら成る絶対位置 ΡΑ ' を記億 · 出力す る と 共に 、 電 源が切断さ れて も 該絶対位置 ΡΑ ' を記億し繞け る カ ウ ン タ 1 8 b と で構成さ れて い る 。 尚、 第 2 図（a)に お いて 2 1 は機械可動部で あ り 、 パ ル ス コ ー ダ 1 8 a は モ ー タ 1 回転当 り に N 個の ィ ン ク リ メ ン タ ル パ ル ス を発生す る 。
    [0029] カ ウ ン タ 1 8 b は第 2 図（b)に示す よ う に 回転方向に応 じ て イ ン ク リ メ ン タ ノレ ノヽ0 ル ス を カ ウ ン ト ア ツ プ / ダ ウ ン す る容量 N の第 1 カ ウ ン タ 1 8 b - 1 と 、 第 1 カ ウ ン タ カ> ら のォ 一 パ フ 口 一 ノヽ。 ル ス を カ ウ ン ト ア ツ プ し 、 ア ン ダ — フ 口 一 ノ、。 ル ス を カ ウ ン ト ダ ウ ン し て モ ー タ の回転数 を 記億す る 第 2 の カ ウ ン タ 1 8 b - 2 と で構成 さ れて い る 。
    [0030] 1 9 は絶対位置検出 パ ル ス コ ー ダ 1 8 の カ ウ ン タ 部 1 8 b か ら 出力 さ れ る 絶対位置 （ パ ル ス数） ΡΑ ' を D M R 倍 し て移動指令の設定単位 と 同一に し て 出力す る D M R 乗算部で あ る 。 2 0 は D M R演算部で あ り 、 モ ー タ 1 回 転当 り の機械可動部の移動量 L と 、 移動指令の 1 パ ル ス 当 り の移動量 （設定単位） R と 、 モ ー タ 1 回転当 り に パ ル ス コ ー ダ 1 8 a か ら 出力 さ れ る パ ル ス数 Ν ( パ ル ス ] e v) と 力 > ら次式
    [0031] DMR = L/ (R · N) (1)
    [0032] に よ り 検出 マ ル チ プ ラ イ ア比 D M R を演算す る 。 た と え ば、 移動指令の設定単位 R を 0 * 1 m / パ ル ス 、 モ ー タ 1 回転当 り の機械可動部の移動量 L を 8 mm、 モ ー タ 1 回転当 り に パ ル ス コ 一 ダカ、 ら発生す る パ ル ス 数を N パ ル ス / " r evと すれば、 上式 よ り
    [0033] D M R = 8 0 0 0 0 / N
    [0034] と な り 、 機械可動部が 1 0 匪 Z r e v移動す る も の と すれ ば D M R = 1 0 0 Q 0 0 / N
    [0035] と な る 。
    [0036] 以下、 第 1 図の全体的動作を説明す る 。
    [0037] 予め D M R演算部 2 0 において（1)式を用いて 、 モータ 1 回転当 り の機械可動部の移動量 L と移動指令の設定単 位 R と ル ス コ ーダ 1 8 a の 1 回転当 り のパ ル ス数 N と 力 > ら マ ル チ プ ラ イ ア比 D M R を演算してお く 。
    [0038] かか る状態に おいて 、 Δ Τ毎の移動指令 Δ Ι πが発生す れば移動指令積算部 1 1 で積算し 、 位置誤差演算部 1 2 で移動指令の積算値 P c と D M R乗算部 1 9 か ら 出力 さ れ る絶対位置 （設定単位で表現し た絶対位置） PA の差を位 置誤差 E r と し て演算して エ ラ 一保持部 1 3 に保持さ せ、 該位置誤差 E r に ポ ジ シ ョ ン ゲ イ ン Kp を乗算し て指令速 度 VC„D を発生し 、 以後速度制御、 電流制御を行っ て サ 一 ボ モータ 1 7 a を 回転させる 。
    [0039] モ ータ が回転すれば絶対位置検出パ ル ス コ ーダ 1 8 の パル ス コ ーダ 1 8 a (第 2 図参照） か ら 1 回転当た り N 値の ィ ン ク リ メ ン タ ル ル ス 力 発生して カ ウ ン タ 1 8 b に積算 さ れ、 該カ ウ ン タ の計数値が絶対位置 Ρ Α ' と し て 出力 さ れ る 。
    [0040] D M R乗算部 1 9 は次式
    [0041] PA= {LZ (R♦ Ν) } · Ρ (2)
    [0042] の演算を行っ て設定単位で表現し た絶対位置 ΡΑ を 出力す る
    [0043] 以後、 所定時間 Δ Τ毎に上記処理が繰 り 返 さ れて サ — ボ モ ー タ は指令速度で回転す る こ と に な る 。
    [0044] 以上本発明は 、 従来の よ う に Δ Τ 毎の ィ ン ク リ メ ン タ ル移動量に D M R倍す る も の で は な く 、 絶対位置に D M R倍す る も ので あ る為、 検出マ ル チ プ ラ イ ア比 D M R 力 小数点以下を含んで いて も 従来の よ う に誤差は累積す る こ と がな く 、 従っ て 1 種類のパ ル ス コ ー ダ を用意 し て お く だけ で十分で あ る 。
    权利要求:
    Claims

    諳求の範囲
    1 ♦ モ ータ 1 回転当 り N値の ィ ン ク リ メ ン タ ル ル ス を発生す る パ ル ス コ ー ダ と 、 ィ ン ク リ メ ン タ ル 、。 ル ス を 回転方向に応じ て可逆計数す る カ ウ ン タ と を有す る 絶対 位置検出パ ル ス コ ーダを用 いて モ ー タ の回転制御を行 う サ 一ボ モ ータ 制御方法において、
    モ ータ 1 回転当 り の機械可動部の移動量 L と 移動指令 の 1 パ ル ス 当 り の移動量 R と 前記ィ ン ク リ メ ン タ ル パ ル ス 数 N と か ら マ ル チ プ ラ イ ア比 D M R を演算し て お き 、 サ ー ボ制御に際し て、 移動指令を積算す る と共に 、 絶対位置検出パル ス コ ーダか ら 出力 される絶対位置を D M R倍し 、
    移動指令の積算値 と前記乗算結果 と の差を位置誤差と し て演算し 、
    該位置誤差を用いてサ ー ボ モ ー タ の回転制御を行 う こ と を待徵 と す る サ 一 ボ モ ータ 制御方法。
    2 β 前記 D M R を次式
    DMR = L/ (R · N)
    に よ り 演算す る こ と を特徵 と す る 請求の範囲第 1 項記載 の サ ー ボ モ ー タ 制御方法。
    3 前記回転制御を所定時閭閭隔で行 う こ と を特徵 と す る請求の範囲第 2 項記載のサ ーボ モータ 制御方法。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    US4216415A|1980-08-05|Position control system comprising a digital algebraic adder circuit
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE68924699T2|1996-04-04|
    DE68924699D1|1995-12-07|
    JPH01267708A|1989-10-25|
    EP0374255A4|1993-03-03|
    KR900700950A|1990-08-17|
    EP0374255A1|1990-06-27|
    KR920009888B1|1992-11-05|
    JP2702499B2|1998-01-21|
    EP0374255B1|1995-11-02|
    US5231340A|1993-07-27|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-11-02| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
    1989-11-02| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1989-12-15| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1989904230 Country of ref document: EP |
    1990-06-27| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1989904230 Country of ref document: EP |
    1995-11-02| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1989904230 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP63095776A|JP2702499B2|1988-04-20|1988-04-20|サーボモータ制御方法|
    JP63/95776||1988-04-20||EP89904230A| EP0374255B1|1988-04-20|1989-04-04|Method of controlling servo motor|
    KR8972350A| KR920009888B1|1988-04-20|1989-04-04|서보모타 제어방법|
    DE68924699T| DE68924699T2|1988-04-20|1989-04-04|Verfahren zur steuerung eines servomotors.|
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