(57)【要約】      （修正有）【課題】外部からの入力信号により、モータの回転位置を目標の位置に到達するまで移動して停止するのに好適な位置決め装置を提供する。【解決手段】従来の位置決め装置にタイマカウンタラッチ処理部３１と比率計算部３２とを付加し、外部からの入力信号が発せられると、タイマカウンタのカウンタ値をラッチし、新たなサンプル信号が発せられると、このときのタイマカウンタのカウンタ値をラッチするとともに、比率計算部３２ではこれらの値と、このときモータ位置演算部１３が出力したモータ１の出力軸の回転位置の今回値，前回値と、サンプル信号の周期のカウント値とに基づく比率計算を行い、ラッチタイミングモータ位置とする。この値と移動量設定部１４の出力値との加算演算をした値をモータ１の回転軸の位置決め目標値とし、モータ１の回転軸は、前記入力信号が発せられたタイミングの位置を起点として、移動量設定部１４の出力値だけ移動して停止する。【選択図】図１
2012252445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを可変速駆動しつつ外部からの入力信号を検知すると、該モータの回転位置を目標の位置に到達するまで移動させて停止させる位置決め装置において、
前記入力信号が発せられたタイミングで前記位置決め装置の内部に備えるタイマカウンタが計測するカウンタ値をラッチし、このラッチしたカウンタ値に基づいて、このタイミングでの前記モータの回転位置を導出することを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
請求項１に記載の位置決め装置において、
前記入力信号が発せられたタイミングでの前記モータの回転位置は、
前記入力信号を検知したサンプリング区間の始点および終点での前記モータの回転位置それぞれと、前記タイミングでの前記タイマカウンタが計測したカウンタ値と、前記終点での該タイマカウンタが計測したカウンタ値とに基づく比率計算により導出することを特徴とする位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータを可変速駆動しつつ外部からの入力信号を検知すると、該モータの回転位置を目標の位置に到達するまで移動させて停止させる位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の位置決め装置においては、該位置決め装置内での制御を司るために実施されている定周期毎のサンプリング処理により、上述の移動動作をさせる外部からの入力信号が発せられたか否かを検知するようにしている。
【０００３】
しかしながら、前記入力信号は前記モータを駆動源とする機械設備など外部から発せられる信号であることから、この入力信号を検知するために前記位置決め装置内で実施されている上述の定周期毎のサンプリング処理とは非同期の関係にあり、従って、該位置決め装置における前記入力信号を検知処理されるタイミングは、前記サンプリング処理周期の最大で約１周期分の時間ばらつきを持つことになる。
【０００４】
例えば、前記モータが高速回転の状態で前記入力信号が発せられ、この入力信号に基づいて該モータが停止動作をしたときの回転位置には、前記時間ばらつきに起因して、目標とする回転位置に対して無視出来ない大きな行き過ぎ量が生ずる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２９２６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の位置決め装置においては、例えば、前記モータが高速回転の状態で前記入力信号が発せられて前記モータが停止したときの回転位置には、目標とする回転位置に対して無視出来ない大きな行き過ぎ量が生ずる恐れがあるという問題点を解消するために、前記モータを一旦低速回転状態に設定した上で停止指令信号を与えるなどが行われていた。
【０００７】
しかしながら、前記入力信号が発せられる直前までに前記モータを低速回転状態に設定することにより、外部からの入力信号を検知して、該モータの回転位置を目標の位置に到達するまで移動させるにはより長い時間を要すると言う難点があり、その結果、前記機械設備などの稼働率を悪化させるという新たな問題点が生じた。
【０００８】
また、上記の大きな行き過ぎ量の発生を解消するために特許文献１に記載された方法が知られている。特許文献１には、データ処理手段（マイクロコンピュータ）に外部割込み端子を設けて外部からの入力信号を導入する一方、パルスジェネレータからのパルス数をカウントするカウンタにより、入力信号が入力されてからマイクロコンピュータがこれを受け付けるまでのモータの回転量を求めて停止目標位置から差し引くことが記載されている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１のものは、制御装置内にパルスジェネレータのパルス数を常にカウントできる機能を持ったデバイスが必要であるという問題があった。一方、近年のサーボ制御装置等の位置決め装置は、パルスジェネレータの位置情報の取得に、シリアル通信による定周期のサンプリング（サーボ制御装置の制御サンプリングに同期）を用いることが主流となっており、パルス数を常にカウントする特許文献１の方法は実現性が低いものとなっている。
【００１０】
また、特許文献１に記載されている方法では、前記位置決め装置を構成するマイクロコンピュータの割込み端子の１つを占有することから、マイクロコンピュータの割込み端子を用いてなる位置決め装置全体に対するフレキシブルな構成を阻害する恐れがあった。
【００１１】
この発明の目的は、上記問題点を解決し、特別なハードウェアを追加すること無く、位置決め装置に一般的に実装されている汎用マイコンが有する機能のみで、回転位置の行き過ぎ量の発生を抑制することができる位置決め装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この第１の発明はモータを可変速駆動しつつ外部からの入力信号を検知すると、該モータの回転位置を目標の位置に到達するまで移動させて停止させる位置決め装置において、
前記入力信号が発せられたタイミングで、前記位置決め装置の内部に備えるタイマカウンタが計測するカウンタ値をラッチし、このラッチしたカウンタ値に基づいて、このタイミングでの前記モータの回転位置を導出することを特徴とする。
【００１３】
また、第２の発明は前記第１の発明の位置決め装置において、
前記入力信号が発せられたタイミングでの前記モータの回転位置は、前記入力信号を検知したサンプリング区間の始点および終点での前記モータの回転位置それぞれと、前記タイミングでの前記タイマカウンタが計測したカウンタ値と、前記終点での該タイマカウンタが計測したカウンタ値とに基づく比率計算により導出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、従来の位置決め装置にタイマカウンタ，そのカウンタ値のラッチ回路などの僅かな回路と、このラッチしたカウンタ値などによる比率計算機能とを付加することにより、前記入力信号が発せられ、この入力信号が発せられる直前までの前記モータの回転速度が高速のときでも、この入力信号に基づいて前記モータが停止したときの回転位置の行き過ぎ量を僅かにすることが出来る。その結果、位置決め完了時間もより短くなるので前記モータを駆動源とする機械設備などの稼働率を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態を示す位置決め装置の回路構成図
【図２】図１の動作を説明するタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、この発明の実施の形態を示す位置決め装置の回路構成図である。
【００１７】
この図において、１は図示しない機械設備などの駆動源としてのモータ、２はモータ１の出力軸の回転位置を検出し、この検出した値を位置データとして出力するエンコーダ、１０はモータ１の出力軸の回転位置を所望の値の位置に制御する位置決め装置である。
【００１８】
図１に示した位置決め装置１０には位置決め装置内での制御を司るために定周期のサンプル信号を出力するサンプル信号生成部１１と、このサンプル信号が発せられる毎にエンコーダ２が出力する前記位置データを図示のメモリ，Ｚ変換器からなるモータ位置演算部１３へ伝達するサンプラー１２と、後述の比率計算部３２の出力値と移動量設定部１４の通常時の出力値との加算演算を行い、この加算演算した値を位置決め目標値として出力する加算演算部１５とを備えている。
【００１９】
また、この位置決め装置１０には加算演算部１５が出力するモータ１の出力軸の回転位置の位置決め目標値と後述の位置指令積算部１８が出力する前記出力軸の回転位置の指令現在位置との差を求め、この値をモータ１の移動量として出力する減算演算部１６と、この移動量に対応したパルス列を位置指令として出力する払い出しパルス演算部１７と、この位置指令に従ってモータ１を所望の状態に可変速駆動するための電力を供給するモータ制御部１９とを備えている。
【００２０】
ここで、払い出しパルス演算部１７が出力する位置指令としてのパルス列の周波数が高いとき、すなわち減算演算部１６が出力するモータ１の移動量が大きいときには、モータ制御部１９を介したモータ１は高速に回転して、モータ１の出力軸の回転位置の移動量も急速に増大させ、また、前記パルス列の周波数が低い程、すなわち減算演算部１６が出力するモータ１の移動量が小さいときには、モータ制御部１９を介したモータ１は低速に回転して、モータ１の出力軸の回転位置の移動量も少しずつ増大させる。すなわち、払い出しパルス演算部１７が出力するパルスの積算数がモータ１の出力軸の回転位置の移動量に対応している。従って、位置指令積算部１８では前記パルス列の個々のパルスを積算し、この積算した値をモータ１の出力軸の回転位置の指令現在位置としている。
【００２１】
なお、この位置決め装置１０を構成する上述のサンプル信号生成部１１、サンプラー１２、モータ位置演算部１３、移動量設定部１４、加算演算部１５、減算演算部１６、払い出しパルス演算部１７、位置指令積算部１８、モータ制御部１９それぞれは周知の技術を用いて形成されている。
【００２２】
さらに、この位置決め装置１０には、この発明の演算処理を行うタイマカウンタラッチ処理部３１と比率計算部３２とを備えている。
【００２３】
このタイマカウンタラッチ処理部３１および比率計算部３２、モータ位置演算部１３それぞれの処理動作を、モータ１を位置決め装置１０により可変速駆動しつつ外部からの入力信号が発せられたタイミングでの動作を中心に、図２に示したタイミングチャートを参照しつつ、以下に説明をする。
【００２４】
先ず、図２に示す時刻Ｔ2 直前までは、ラッチ信号、すなわち外部からの入力信号が発せられていないので、サンプル信号生成部１１からの定周期のサンプル信号が発せられる（図２に示す時刻Ｔ1 を参照）と、モータ位置演算部１３のメモリにはサンプラー１２がサンプルしたエンコーダ２が出力する位置データが記憶され、この記憶値と前回の記憶値とをモータ１の出力軸の回転位置の今回値と前回値としてモータ位置演算部１３から出力している。さらに、この時刻Ｔ2 直前までは、比率計算部３２からはモータ１の出力軸の回転位置の今回値を出力するようにしている。従って、この比率計算部３２の出力値と移動量設定部１４の通常時の出力値とを加算演算した値が先述の位置決め目標値となる。
【００２５】
次に、図２に示す時刻Ｔ2 にラッチ信号、すなわち、外部からの入力信号が発せられると、タイマカウンタ，ラッチ回路，記憶回路などからなるタイマカウンタラッチ処理部３１により、該タイマカウンタのカウンタ値を該ラッチ回路がラッチし、これをラッチタイミングカウンタ値ｔ２として該記憶回路に記憶する。
【００２６】
次に、図２に示すように入力信号の後に、新たなサンプル信号が発せられた時刻Ｔ3 になると、前記タイマカウンタのカウンタ値を前記ラッチ回路がラッチし、これをサンプルタイミングカウンタ値ｔ１として前記記憶回路とは別の記憶回路に記憶するとともに、比率計算部３２ではこれらの記憶値と、この時刻Ｔ3 直後に、モータ位置演算部１３が出力したモータ１の出力軸の回転位置の今回値（＝ａ）および前回値（＝ｂ）と、予め、前記タイマカウンタにより計測されたサンプル信号生成部１１が出力するサンプル信号の１周期分のカウント値（＝ｔｓ）とにより、下記数１に示す比率計算を行いラッチタイミングモータ位置とし、この値を時刻Ｔ3 以後保持しつつ、加算演算部１５へ出力している。
［数１］
ラッチタイミングモータ位置＝ａ−［（ａ−ｂ）×（ｔ１−ｔ２）／ｔｓ］
従って、図２に示した時刻Ｔ3 以後は、上述の比率計算部３２の出力値と、移動量設定部１４の出力値との加算演算を行い、この加算演算した値をモータ１の回転軸の位置決め目標値として出力することにより、モータ１の回転軸は、前記入力信号が発せられたタイミングでの位置を起点として、移動量設定部１４のこのときの出力値だけ移動して停止するので、高精度の位置決め動作が可能になる。
【００２７】
その結果、モータ１が高速状態のときに前記入力信号が発せられても、素早く且つ精度良く位置決め動作を行えるので、モータ１を駆動源とする機械設備などの稼働率を向上させることが出来る。
【００２８】
なお、図１に示した回路構成では位置指令積算部１８を用いているが、この位置指令積算部１８を省略し、減算演算部１６の減算入力にはエンコーダ２の出力値を用いる回路構成にしてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１…モータ、２…エンコーダ、１０…位置決め装置、１１…サンプル信号生成部、１２…サンプラー、１３…モータ位置演算部、１４…移動量設定部、１５…加算演算部、１６…減算演算部、１７…払い出しパルス演算部、１８…位置指令積算部、１９…モータ制御部、３１…タイマカウンタラッチ処理部、３２…比率計算部。
【図１】
2012252445.tif 000003
【図２】
2012252445.tif 000004