(57)【要約】      （修正有）【課題】移動体を駆動するための移動体駆動制御装置において、移動体が何かに衝突等して停止するような異常が発生したら、それを早く検出できるようにする。【解決手段】テーブル１７を駆動するための移動体駆動制御装置において、駆動手段に入力される信号が供給されるものであって駆動手段と位置検出器１８を含む系を模擬する制御モデル２０と、制御モデル２０から得られる推定位置応答２１と位置検出器１８からの位置応答１９との位置偏差２２が所定値以上になったことを検出する監視回路２３とを備えるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体を駆動する指令に基づいて移動体を駆動する手段と、当該駆動手段による当該移動体の移動結果に基づく位置情報を検出する位置検出手段と、当該位置検出手段からの位置情報をフィードバックする手段とを有する移動体駆動制御装置において、前記駆動手段に入力される信号が供給されるものであって前記駆動手段と位置検出手段を含む系を模擬する手段と、当該模擬手段から得られる位置情報と前記位置検出手段からの位置情報との差分が所定値以上になったことを検出する監視手段とを備えることを特徴とする移動体駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の移動体駆動制御装置において、前記監視手段は、前記検出により、前記駆動手段の動作を停止させることを特徴とする移動体駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１あるいは２に記載の移動体駆動制御装置において、前記移動体はプリント基板を載置するテーブルであることを特徴とする移動体駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
例えば、ドリルを用いてプリント基板に穴明けを行う基板穴明け装置においては、プリント基板を載置し移動させるテーブルが用いられる。本発明は、例えば、このようなテーブルの如き移動体を駆動するための制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は、プリント基板穴明け装置に用いられる従来のテーブル駆動制御装置のブロック図である。図２において、位置指令発生回路１０から与えられる位置指令１１とフィードバック信号である位置応答１９との差分である位置偏差１２がフィードバック補償器１３へ入力される。フィードバック補償器１３の出力である電流指令１４が制御アンプ１５とモータ１６で構成される駆動手段のうちの入力部である制御アンプ１５に入力され、その出力でモータ１６が回転し、テーブル１７が動く。テーブル１７が動くのに伴い、それの位置情報が位置検出器１８で検出され、位置応答１９として前記のフィードバック信号となる。
【０００３】
図６は、図２において、位置指令１１と位置応答１９の変化を示す図である。点線の如き位置指令１１を入力した場合、実際の位置応答１９は機械的な要因等により、実線のように位置指令１１に対して遅れた波形となる。
一方、テーブルが移動中のT１時点で何らかの障害物に衝突した場合、位置応答１９は破線のように、位置応答は通常動作時から大きく変動し、一定時間後に位置応答は停止するようになる。
【０００４】
図７は、図２において、位置指令１１と位置応答１９との差分である位置偏差１２の変化を示す図である。位置偏差１２は、位置指令１１に対して位置応答１９が遅れる都合上、移動中は一定以上の偏差量が常に出ている状態である。このとき、移動中の時刻Ｔ１で衝突が発生した場合は、位置応答１９が変化するため、位置偏差１２は移動中よりも大きな位置偏差が発生する。
【０００５】
従来は、衝突等により大きな位置偏差が発生し、その偏差量が所定の閾値Ａ１以上になった時刻Ｔ２でテーブル駆動動作を停止させていた。しかし、前述のように、衝突時以外の動作時においても、位置指令１１と位置応答１９の間で遅れがある影響で、一定以上の位置偏差が常にあり、またその偏差量も変動する。そのため、移動中の偏差量を誤検知しないようにするために、この閾値Ａ１は、ある程度余裕を持った大きさの値に設定する必要がある。このため、衝突時でも異常の検出が遅れ、即座にテーブルを停止させることが困難で、テーブル駆動系を損壊する等の問題点があった。
【０００６】
従来、特許文献１に開示されるように、制御アンプへの入力であるトルク指令と仮想トルク指令（衝突等が無い場合での理想的なトルク指令）との差分値をリアルタイムで監視し、衝突して差分値に変化が生じた際は、ブレーキ制御を実施するようにしたものがある。
しかし、この方法では、入力指令であるトルク指令の変化を監視しているため、衝突が発生した際は外乱の影響を含む応答をフィードバック信号として各種フィードバック補償器に通した後の信号を監視することになる。そのため、各種フィードバック補償器での演算が必要な分、衝突等の検知が遅れる問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平11-77580号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、移動体を駆動するための移動体駆動制御装置において、移動体が何かに衝突等して停止するような異常が発生したら、それを早く検出できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の移動体駆動制御装置においては、移動体を駆動する指令に基づいて移動体を駆動する手段と、当該駆動手段による当該移動体の移動結果に基づく位置情報を検出する位置検出手段と、当該位置検出手段からの位置情報をフィードバックする手段とを有する移動体駆動制御装置において、前記駆動手段に入力される信号が供給されるものであって前記駆動手段と位置検出手段を含む系を模擬する手段と、当該模擬手段から得られる位置情報と前記位置検出手段からの位置情報との差分が所定値以上になったことを検出する監視手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また請求項２に記載の移動体駆動制御装置においては、請求項１に記載の移動体駆動制御装置において、前記監視手段は、前記検出により、前記駆動手段の動作を停止させることを特徴とする。
【００１１】
また請求項３に記載の移動体駆動制御装置においては、請求項１あるいは２に記載の移動体駆動制御装置において、前記移動体はプリント基板を載置するテーブルであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、移動体を駆動するための移動体駆動装置において、移動体が何かに衝突等して停止するような異常が発生したら、それを早く検出できるようになり、駆動系を保護することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例となるテーブル駆動制御装置のブロック図である。
【図２】従来のテーブル駆動制御装置のブロック図である。
【図３】図１において、位置指令と位置応答と推定位置応答の変化を示す図である。
【図４】図１において、位置指令と位置応答の変化を示す図である。
【図５】図１において、実際の位置応答と推定位置応答との差分となる位置偏差の変化を示す図である。
【図６】図２において、位置指令と位置応答の変化を示す図である。
【図７】図２において、位置指令と位置応答との差分である位置偏差の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の一実施例について説明する。
【００１５】
図１は、本発明に基づくテーブル駆動制御装置のブロック図である。図１において、図２と同じ符号のものは、同一のものである。
図１において、フィードバック補償器１３から得られる電流指令１４は、駆動手段の入力部となる制御アンプ１５に入力されるだけでなく、制御モデル２０へ入力する。制御モデル２０は、後述するように、駆動手段を構成する制御アンプ１５やモータ１６、さらにテーブル１７及び位置検出器１８までの特性（入出力関係）を数式で模擬したものであり、ある電流指令１４を入力すると、位置応答１９に相当する位置応答（以下、推定位置応答と呼ぶ）２１を得ることができるものである。２３は、位置応答１９と推定位置応答２１との差分である位置偏差２２を常時監視する監視回路である。この監視回路２３は、位置偏差２２が所定の閾値Ａ２以上になったことを検出し、衝突が起きたことを認識する。この検出後、監視回路２３は位置指令発生回路１０に検出信号２４を送り、テーブル１７を衝突位置より手前まで戻してテーブル駆動動作を停止させるための位置指令１１を発生させる。
【００１６】
制御モデル２０の実現方法は、以下の通りである。駆動手段を構成する制御アンプ１５やモータ１６、テーブル１７及び位置検出器１８までの特性（入出力関係）をあらかじめ測定し、その結果と一致するように、下記に示す近似式の変数を調整して実現するものである。この近似式はs領域での伝達関数である。
【００１７】
【数１】
2015107044.tif 000003
ここで、P(s)は制御モデル20の伝達関数、sはラプラス演算子、Ktは単位換算係数、K0は剛体モードのゲイン、ζiは各振動モードの減衰係数、ωiは各振動モードの角周波数、Kiは各振動モードの影響係数、nは任意の振動モード数、eは自然対数の底、Lは遅れ時間を表わす。
【００１８】
図３は、図１において、位置指令１１と位置応答１９と推定位置応答２１の変化を示す図である。推定位置応答２１の波形は破線のように変化し、これは、図６の実線で示した、衝突等の外的要因が無い場合の位置応答１９と等価になる。すなわち、衝突等の外的要因が発生した場合でも、実際の位置応答１９には変動が生じるが、推定位置応答２１は衝突等の影響を受けることはない。
【００１９】
図４は、図１において、位置指令１１と位置応答１９の変化を示す図である。また図５は、図１において、実際の位置応答１９と推定位置応答２１との差分となる位置偏差２２の変化を示す図である。図５に示すように、衝突時刻Ｔ１以降は、推定位置応答２１に対する位置偏差２２は値０から変動するが、監視回路２３は、位置偏差２２が所定の閾値以上になったら、その検出時点Ｔ２'で衝突が起きたことを認識する。この検出後、監視回路２３は位置指令発生回路１０に検出信号２４を送り、図４に示すように、テーブル１７を衝突位置より手前まで戻してテーブル駆動動作を停止させるための位置指令１１を発生させる。
閾値Ａ２は、図７に示す従来における閾値Ａ１よりも小さな値で設定可能であり、衝突等の異常の検知時刻がＴ２＞Ｔ２’となり、異常状態を従来よりも早く検知することが可能となる。
【００２０】
以上の実施例においては、図１の主な要素を回路等のハードウェアで実現しているが、必ずしもそうする必要はない。テーブル１７の駆動制御が必要な加工装置等では、プログラム制御の処理装置によって装置全体を制御するものがあり、例えば、制御アンプ１５、モータ１６及び位置検出器１８以外の部分は、このような処理装置によって実現しても良い。
【符号の説明】
【００２１】
１０：位置指令発生回路
１１：位置指令
１３：フィードバック補償器
１４：電流指令
１５：制御アンプ
１６：モータ
１７：テーブル
１８：位置検出器
２０：制御モデル
１９、２１：位置応答
２２：位置偏差
２３：監視回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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