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专利摘要:
公开号:WO1989008287A1 申请号:PCT/JP1989/000150 申请日:1989-02-15 公开日:1989-09-08 发明作者:Keiji Sakamoto;Shunsuke Matsubara;Kaname Matsumoto 申请人:Fanuc Ltd; IPC主号:G05B19-00
专利说明:
[0001] 明細書 [0002] 原点復帰方法 [0003] 技術分野 [0004] 本発明は原点復帰方法に係 リ 、 特にデジタルで速度指 令を発生 して可動部を移動させるデジタルサ一ボ回路と 絶対位置検出器と を採用 した数値制御ェ作機械の原点復 帰に用ぃて好適な原点復帰方法に関する。 [0005] 背景技術 [0006] 数値制御ェ作機械にぉぃては数値制御開始に先立っ て 可動部を予め定め られた原点に復帰させ、 これにょ リ機 械位置と数値制御装置内部の現在位置をー致させる必要 がぁる。 [0007] 第 4 図は従来の原点復帰方法を実現する部分のブロ ッ ク 図、 第 5 図はその タ ィ ムチャ ー 卜でぁる。 [0008] 原点復帰指令 Z R Nが " 0 " の場合にぉぃて、 N こデ [0009] —タ と して移動指令が与ぇ られれば、 数値制御部 1 1 は 所定時間毎に該時間に移動すべき各軸方向の微小移動量 を計算 し、 目的地に到達する迄該時間毎に該微小移動量 を各軸のパルス分配器 1 2 に入カする。 パルス分配器 1 2 は入カされた微小移動量に基づぃてパルス分配演算を 行っ て指令パルス P c を発生する。 可逆カ ゥ ンタで構成 さ れたェラ一カ ゥ ンタ 1 3 は該指令パルス P c を計数し、 図示 しなぃ D A変換器は該計数内容に比例 した電圧を速 度コ マン ド と して速度制御部 1 4 に入カ してサーボモー タ 丄 5 を回転させ、 図示 しなぃェ具ぁ るぃはテーー /ル等 の可動部を移動させる。 [0010] 又、 サ一ボモ一タの回転ょ り ロ一タ リェンコ一ダ 1 6 が回転する。 ロータ リェンコーダ 1 6は、 所定量回転す る毎に 1個のフィ 一ド ノ ッ クパルス P P を発生し、 又 1 回転信号 R T S を発生するょぅ に搆成されてぃる。 従っ て、 サ一ボモータ 1 5 の回転量はロ一タ リ ェンコーダ 1 6 にょ リ検出され、 その回転量はフィ 一 ド ノ ッ クパルス P F と してェラーカ ゥンタ 1 3 に入カされ、 該カゥンタ の内容を零方向に減少させる。 そ して、 定常状態にはェ ラ一カ ゥンタ 1 3の内容 (ェラー) Eは啐一定にな リサ ーボモ一タ 1 5は唣ー定速度で回転するこ と になる: 指 令パルスの到来が停止し、 指令パルス数に等しぃ数のフ ィ 一 ド ノくッ クパルス P F が発生する とェラ一カゥンタ 1 3 の内容は零になってサ一ボモ一タ 1 5 はその回転を停 止する。 [0011] ー方、 原点復帰指令 Z R Nが " 1 " の場合には数値制 御部 1 1 は早送リ速度で可動部を移動させるべく各軸の 所定時間毎の微小移動量を演算してパルス分配器 1 2 に 入カ し、 これにょ リ前述と同様に可動部を移動させる。 尚、 この時実速度 V a は第 5 図に示すょぅ に早送り速度 迄衞増する。 [0012] 又、 ゲー ト 1 7 は原点復帰開始時開ぃてぃるため、 可 逆カ ゥンタ構成で容量 N ( Π —タ リェンコ一ダが 1 回転 する間に発生する フィ ー ド ノ ッ クパルス P F の数) の リ フ ァ レンスカ ゥンタ 1 8 には指令パルス P c と フィ 一 ド ノ ッ クパルス P F がニラ一カ ゥ ン タ 1 3 と 同様に入カさ れ、 その内容 R E Fは該ェラ一カ ゥ ン タ 1 3 の内容 (ェ ラ 一) E とー致してぃ る。 [0013] 実速度 V a が所定の第 1 の基準速度 V R 1 以上になる と、 数値制御部 1 1 は制御信号 D 0 1 を発生する 。 そ し て、 制御信号 D 0 1 が発生 してから最初の 1 回転信号 R T S の発生にょ リ ゲ一 ト制御回路 1 9 はゲ一 ト 1 7 を閉 じ る。 以後 リ フ ァ レ ン スカ ゥ ン タ 1 8 は指令パル ス P c のみ加算するため、 その内容 R E Fは第 5 図に示すょ ぅ に変化する。 尚、 リ フ ァ レ ン スカ ゥ ンタ 1 S には時刻 T 。 にぉけるサ一ボの遅れ ( = E ) がセ ソ ト され、 し かる 後指令パルス p c を計数する こ と からその内容 R E Fは 容量 N毎に リ セ ッ 卜 される指令位置とみなすこ と ができ、 又実際の機械位置は第 5 図にぉぃて 1点鎮線で示すょ ぅ になる 。 [0014] さて、 可動部が移動 して原点近傍に設けた減速 リ ミ ッ ト ス ィ ジ チを踏むと減速信号 D E Cがロ '一レ べル ( = " 〇 " ) になる。 これにょ リ 、 数値制御部 1 1 は可動部の 移動速度を減速し、 第 2の基準速度 V R 2 に到達すれば (時刻 ) 以後該速度 V R 2で可動部を移動させる ょ ぅ に処理を行ぅ 。 [0015] そ して、 低速度で可動部が更に移動 して減速リ ミ ッ ト スィ ッチが復旧する と (時刻 Τ 2 ) 数値制御部 1 1 はゲ ー ト信号 D O 2 を発生する。 [0016] し かる後、 所定の指令パルス P c が発生する と可動部 が更に移動し、 かっ リ フ ァ レンスカゥンタ 1 S の計数値 R E Fが零になる。 これにょ リ信号 Z Rが " 1 " になれ ば (時刻 T 3 ) ゲ一 卜 2 0 は閉じ、 以後指令パルス P c を出カしなぃ。 [0017] 以後ェラ一カゥンタ 1 3 の内容が次第に減少してゅき、 結果と してサ一ボモ一タ 1 5の回転速度は減少し、 最終 的に 1 回転信号 R T S が発生した時ェラ一カ ゥンタ 1 2. の内容 E が零になって停止する。 [0018] 以上の従来の原点復帰方法にょれば、 遅れ量に依存し なぃ正確な原点復帰ができる と共に、 1 回転位置を格子 点&置とすれば該格子点位置に原点復帰させる こ とがで き、 しかも リ フ ァ レンスカゥンタ 1 8 に数値 Mをプリセ ッ ト してぉく ことにょ り格子点位置から Mパルス分ずれ た位置を原点復帰位置とする こ ともでき有効な手法でぁ る = [0019] と ころで、 最近はサーボモータ をデジタル制御する傾 向にぁる。 かかるデジタルサ一ボは、 数値制御部で所定 時間 Δ Τ (たとぇば 2 msec) 毎の各軸移動量 A R n を計 算し、 該移動量 Δ R n に -所定のゲィ ンを掛けた数値を該 所定時間 Δ T毎にデジタルサ一ボ回路に入カ し、 デジタ ルサ一ボ回路は Δ T毎に次式 [0020] E + A R n - A P n→ E [0021] (ただし、 Δ P n は Δ T毎の実際の移動量、 Eはェラー) の演算を行ぃ、 該ェラ一 Eの大きさに応じてパルス幅変 調を行ってサーボモータ を制御するものでぁる。 すなゎちデジタルサ一ボにぉぃては、 シ リ ァルなパル スを発生するパルス分配器 1 2は存在せず、 しかもェラ —カ ゥ ンタ は数値制御部 1 1 の R A Mで代用される。 [0022] このため、 従来の原点復帰方法はかかるデジタルサ一 ボを採用 した数値制御ェ作機械の原点復帰に適用できな ぃとぃぅ問題がぁった。 [0023] このため、 本願出願人はデジタルサーボを採用 したェ 作機械の原点復帰に適用できる原点復帰方法を特願昭 61 — 034880号 (出願日 62. 02 . 1 9、 名称 「原点復帰方法」 、 対応米国特許 4 , 782 , 275 ) と して提案してぃる。 [0024] この提案されてぃる原点復帰方法は、 モータ が所定角 度回転する毎に発生するィ ンク リ メ ンタルパルスとモ一 タ 1 回転毎に発生する 1 回転信号と を必須の要件とする ものでぁっ た。 [0025] と ころで、 最近、 モータ が所定角度回転する毎にモー タ 1 回転内の絶対位置を出カするパルスコーダと . 該パ ルスコ一ダから発生する 1 回転内の絶対位置を用ぃて回 転方向に応じてモータ回転数を計数し、 該モータ 回転数 と 1 回転内の絶対位置とから機械絶対位置を記憶すると 共に、 電源が切断されても該機械絶対位置を記憶し続け るカゥンタ とで構成された絶対位置検出器がェ作機械に 採用される ょ ぅ になってきてぃる。 尚、 カ ゥンタ の容量 はモータ 1 回転当 り にパルスコーダから発生するパルス 数 Nとなっ てぃる。 [0026] かかる絶対位置検出器はモ一タ 1 回転内の絶対位置を 出カするが、 ィ ンク リ メ ンタルパルスゃ 1 回転信号を出 カするょぅ になってぃなぃ。 [0027] この為、 提案されてぃる原点復帰方法は、 絶対位置検 出器を備ぇたェ作機械の原点復帰に適用できなぃとぃぅ 問題がぁった。 [0028] 以上から、 本発明の 目的はデジタルサーボ回路及び絶 対位置検出器を採用 した数値制御ェ作機械に適用でき る 原点復帰方法を提供する こ とでぁる。 [0029] 発明の開示 [0030] 原点復帰に際して、 数値制御部のプロセッサは任意時 点にぉけるモ一タ の 1 回転内の絶対位置を絶対位置検出 器から読み敢リ、 予め定められてぃるモータの 1点 (グ リ ッ ド点) から該読み取った絶対位置迄の距離 B を求め、 距離 B をグリ ッ ド点からの指令位置 R E F ii と して初期 設定する。 尚、 モ一タ 1 回転内の絶対位置数は N個でぁ る - 以後所定時刻 Δ Τ毎に移動指令値 A R ri をデジタルサ ーボ回路に出カすると共に、 次式 [0031] R E F n +厶 R n→ R E F n [0032] ただし、 ( R E F n + A R n ) ≥ Nの場合には [0033] R E F n + A R n - N→ R E F n [0034] にょ リ指令位置 R E F ii を更新し、 減速リ ミ ッ トが踏ま れてから復旧した後の最初の時刻にぉける R E F n を求 め、 ( N— R E F n ) を最後の指令移動量 A R n と して デジタルサ一ボ回路に出カして可動部を所定の格子点上 5 o [0035] に定めた原点位置に復帰させる。 [0036] 図面の箇単な説明 [0037] 第 1 図は本発明にかかる原点復帰方法を説明するため の数値制御システムの要部ブロ ッ ク図、 [0038] 5 第 2 図は本発明の処理の流れ図、 [0039] 第 3 図は本発明のタ ィ ムチャ ー ト、 [0040] 第 4 図は従来装置のブロ ッ ク 図、 [0041] 第 5 図はその タ ィ ムチャ 一 卜でぁる。 [0042] 発明を実施するための最良の形態 [0043] 1 0 第 1 図は本発明にかかる原点復帰方法を説明するため の数値制御システムの要部ブロ ジ ク図でぁる 。 [0044] 2 1 は所定時間 Δ Τ毎の各時刻にぉぃて移動指令値 Δ R n を発生 してェ具ぁる ぃはテ一ブル等の可動部を移動 させる コ ン ピュータ構成の数値制御部、 2 l a はプロセ 丄 0 ッ サ、 2 1 b は R A Mでぁる。 2 2 はデジタルサーボ回 路、 2 3 はサーボモータ 、 2 4 は絶対位置検出器でぁ リ 、 モータ 2 3 が所定角度回転する毎にモー タ 1 回転内の絶 対位置を出カするパルスコ ーダと、 該パルスコ一ダから 発生する 1 回転内の絶対位置を用ぃて回転方向に応 じて モータ 回転数を計数し、 該モー タ 回転数と 1 回転内の絶 対位置と から機械絶対位置を記憶 · 出カする と共に、 電 源が切新されても該絶対位置を記憶し続けるカ ゥ ンタ 24 b とで構成されてぃる。 尚、 例ぇばモータ 1 回転内の絶 対位置は〇 〇 〇 0 H ( Hは 1 6進数でぁる こ と を示す) から F F F F 迄総計 N個存在するもの と し、 〇 〇 〇 0M で示されるポィ ン トをグリ ッ ド点とぃぅ - 2 5は原点近傍に設けられた減速リ ミ ッ トスィ ッチ、 2 6 はェ作機械の可動部でぁる。 [0045] 第 2図は本発明かかる原点復帰方法の処理の流れ図、 第 3図はタ ィムチャー 卜でぁる。 以下本発明の原点復帰 を第 1 図乃至第 3図に従って説明する。 尚、 Δ Τ (たと ぇば 2 msec ) 毎にサンプリ ングパルス S Pが発生して プロセッサは所定の演算を行ぅ ものと し、 各時刻 T n [0046] ( η = 1 , 2 · · ) にぉける指令位置は R ηで、 機搣現 在位置は Ρ ηで、 ェラーは Ε ηで、 1 回転毎のグリ ッ ド 点からの指令位置は R E F ηで表現するものとする。 [0047] (a)数値制御システムの電源が投入されて原点復帰モ一 ドとなると、 プロセッサ 2 1 a は Δ T毎の所定時刻にぉ ぃて絡対位置検出器 2 4 からのモータ が現在位置する絶 対位置 P A ( PA は 1 6進数値) を読み取る - [0048] (b)っぃで、 プロセッサ 2 1 a はグリ ッ ド点からモ一タ が位置する絡対位置迄の距籬 B を計算する。 尚、 例ぇば グリ ッ ド点を 0 〇 〇 〇 n とする と、 距離 B = PA でぁる - PA = 1 F F F h でぁれば距離 Bは: L F F F h となる。 (c)距離 B が求まればプロセッサ 2 1 a は B をグリ ッ ド 点からの指令位置 R E F ri-1 と して初期設定する。 [0049] (d)以後、 プロセッサ 2 1 a は早送リ速度で可動部 2 S を移動させるべく各軸の所定時間 Δ Τ ( 2 msec ) 毎の 微小移動量 Δ R n を演算し、 所定のゲィ ンを乗算してデ ジタルサ一ボ回路 2 2 に入カしてサーボモータ 2 3 を回 転させて可動部 2 6 を移動させる。 [0050] (e)ステジプ(d) の早送リ処理と並行してプロセッサ 2 1 a は、 Δ T ( 2 msec ) 毎に以下に示す渲算 [0051] R n-1 + 厶 R n→ R n (1) [0052] R n - P n→ E n (2) [0053] R E F π-1 + Δ R n→ R E F n (3) [0054] を行って指令位置 R n 、 ェラ一 E n、 R E F n を得、 こ れら を R A M 2 1 b に記憶する。 尚、 R E F n はモータ のグリ ッ ド点からの指令位置 ( 1 回転毎の指令位置) と なってぉリ 、 ( R E F η + Δ R n ) が Nょ リ大きぃ場合 には ( 3 ) 式にかぇて、 [0055] R E F n + A R n - N→ R E F n (3) ' [0056] にょ リ 1 回転毎の指令位置 R E F n を求める。 この結果、 1 回転毎の指令位置 R E F n は Δ Τ毎に指令移動量 Δ R n を加算されて第 3 図に示すょ ぅ に変化する。 ただし, 1 点鎖線にょ り絶対位置検出器 2 4 から読み取られた絶 対位置 A n 、 換言すれぱグリ ッ ド点からの機械現在位置 を示し、 R E F n と A n の差分が遅れ E n に相当する。 又、 ( 2 ) 式にぉぃて P n は機械現在位置でぁ リ、 時 刻△ T前の位置を P n-1 、 時刻 Δ T前及び現時刻にぉけ る絶対位置を A n-1 、 A n とすれば [0057] P n-1 + ( A n - A n-1) → P n (4) [0058] ょ り演算される。 [0059] )以上の制御にょ リ、 実速度 V a が漸増してー定の早 送リ速度に到達し、 該早送 り速度で可動部 2 6 は原点方 向に移動する。 そして、 プロセッサ 2 1 a は以後ステ ソ プ ( d )、 ( e ) の早送リ制御と並行して減速リ ミ ッ トス ィ ッチ 2 5 が可動部 2 6 にょ リ踏まれて減速信号 D E C が " 0 " になったかどぅ かをチェ ッ クする。 [0060] (g)可動部 2 6 が原点方向に移動し、 原点近傍に設けら れた減速リ ミ ッ トスィ ッチ 2 5 が該可動部にょ リ踏まれ る と、 減速信号 D E Cが "0 " になる。 減速信号 D E C が " 0 " になれば、 プロセッサ 2 1 a は減速処理を行ぅ。 すなゎち、 順次 Δ Τ毎の移動指令量 A R n を減少する と 共に、 ステップ(e )の処理を行ぅ 。 [0061] (h)以後、 プロセッサ 2 l a は実速度 V a が第 2 の基準 速度 V R 2に到達したかどぅ かをチェ ッ クする。 [0062] (i)そして、 V a = V R 2 となれば信号 V R Gが " 1 " となるから減速処理を停止する。 この結果、 可動部 2 6 は以後該速度で原点方向に移動する。 [0063] (]')引き続き、 プロセッサ 2 1 a は減速信号 D E Cが " 1 " になったかどぅ かをチェ ッ クする。 [0064] (k)可動部 2 6 が更に原点方向に移動する とそれ迄該可 動部 2 6 にょ リ踏まれてぃた減速リ ミ ッ トスィ ッチ 2 5 が復旧し、 減速信号 D E Cが " 0 " → " 1 " になる。 [0065] D E C = " 1 " になれば、 Δ T毎の最初の時刻 T kに なっ たかどぅ かをチ工 ッ クする。 [0066] (1)時刻 T kになれば、 プロセッサ 2 1 a は(1 )〜 (2)式、 (3)ぁるぃは(3)' 式の演算を行って (各式にぉぃて n→ k とする) 指令位置 R k、 ェラ一 E k並びに 1回転毎の 指令位置 R E F k を計算する。 [0067] 又、 R E F k→ C (第 3 図参照) とする。 [0068] (m)っぃで、 プロセ ッ サ 2 1 a は次式 [0069] N— C→厶 R k+1 (7) [0070] にょ り 、 指令位置をモータ のグ リ ジ ド位置にする に必要 な移動量 A Rk+l を演算する と共に、 (1) 式にょ リ指令 位置を更新する。 [0071] (n)し かる後、 最後の指令移動量と して k+1 をデジ タ ルサーボ回路 2 2 に出カする。 これにょ り 、 時刻 T k から可動部 2 S は Δ R.k+1 と遅れ分移動 し て 1 回転位置 に到達 して停止 し、 原点復帰が終了する。 [0072] 以上本発明にょれば、 コ ン ピュ一タ構成の数値制御部 内部で ソ フ ト処理にょ リ原点復帰させる こ と ができ るた め、 デジタ ルサーボ及ぴ絶対位置検出器を採用 した数値 制御ェ作機械の原点復帰に適用 して好適でぁる -
权利要求:
Claims請求の範囲 1 . 所定時間毎の各時刻にぉぃて移動指令値 Δ R n を 発生して可動部を移動させるコ ンピュータ構成の数値制 御部と、 可動部を駆動するモータ と、 モータ 1 回転内の N個の絶対位置を識別でき、 モ一タ が現在位置するモー タ 1 回転内の絶対位置を出カする絶対位置検出器と、 減 速リ ミ ッ トスィ ッチを備ぇた数値制御システムにぉける 原点復帰方法にぉぃて、 数値制御部は 原点復帰開始時点にぉけるモ一タの 1 回転内の絶対位 置と予め定め られてぃるモータのー点でぁるグリ ッ ド点 間の距離 B を求める第 1 のステップと、 該距離 B をグリ ッ ド点からの指令位置 R E F n と して 初期設定する第 2のステ ップと、 以後所定時刻毎に該指令位置 R E F ri を次式 R E F n + A R n→ R E F n にょ リ更新する第 3 ステップと、 減速リ ミ ッ トが踏まれてから復旧した後の最初の時刻 にぉけるグリ ッ ド点からの指令位置 R E F n を求め、 ( N - R E F n ) を最後の指令移動量 A R n と して出カ する第 4ステップにょ リ可動部を原点復帰させる こと を 特徴とする原点復帰方法。 2 . 前記第 3 ステップにぉぃて、 R E F n + A R n≥ Xとなっ た場合には次式 R E F n + A R n - N→ R E F n にょ り R E F ii を更新する こと を特徵とする請求の範囲 第 1項記載の原点復帰方法。
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引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
法律状态:
1989-09-08| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US | 1989-09-08| 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 | 1989-10-19| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1989902530 Country of ref document: EP | 1990-06-13| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1989902530 Country of ref document: EP | 1994-07-20| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1989902530 Country of ref document: EP |
优先权:
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申请号 | 申请日 | 专利标题 JP63041106A|JP2525849B2|1988-02-24|1988-02-24|原点復帰方法| JP63/41106||1988-02-24||DE68916917T| DE68916917T2|1988-02-24|1989-02-15|Verfahren zur rückkehr zum ursprung.| KR8971880A| KR930001582B1|1988-02-24|1989-02-15|원점 복귀방법| EP89902530A| EP0372082B1|1988-02-24|1989-02-15|Method for returning to origin| 相关专利
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