JP5149820B2 - コントローラおよび加工装置 - Google Patents
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Description
A=cosθ
B'=sin(θ+δ)
B=sinθ
=sinθ・cosδ+cosθ・sinδ
=B・cosδ+A・sinδ
ここで、A、B'がエンコーダから出力される周期信号であり、求めたい周期信号がBであり、以下の式に従って周期信号Bを計算することができる。
δを求める方法は、例えば特許第3524225号公報に記載されている。
Z1の領域:4a≧0、4b≧0
Z2の領域:4a≧0、4b<0
Z3の領域:4a<0、4b<0
Z4の領域:4a<0、4b≧0
Velocity(k)=Position(k)−Position(k−1) ・・・(1)式
Accel(k)=Velocity(k)−Velocity(k−1) ・・・(2)式
Curr(k)=Gain×(TargetP(k)−Position(k)) ・・・(3)式
Accel(k)=M×Curr(k−1) ・・・(5)式
ここで、Mは比例定数である。サンプリング点(k−1)において駆動指令値Curr(k−1)に従ってミラー1が加速された結果として、サンプリング点kにおいてミラー1の加速度が加速度Accel(k)として検出される。
図7は、演算部8におけるカウント値の補正動作を示すフローチャートである。ステップS1では、演算部8は、現在のサンプリング点kにおける位置情報Position(k)と過去のサンプリング点(k−1)における位置情報Position(k−1)を用いて(1)式に従って速度情報Veleocity(k)を計算する。
ステップS7では、演算部8は、カウント値11を1だけ増やすことによって位置情報Position(k)を補正する。ここで、1周期の分割数をR(例えば、1024)とすると、補正は、(8)式に従ってなされる。また、例えば、Curr(K)を演算するためにVelocity(k)および/またはAccel(k)が必要な場合には、(8)式に従って補正されたPosition(k)に基づいて、Velocity(k)および/またはAccel(k)が計算される。
その他の実施形態として、1つ過去のサンプリング点(K−1)における加速度Accel(k−1)と現在のサンプリング点Kにおける加速度Accel(k)とを比較することによって不連続を検出し、カウント値11を補正してもよい。これは、質量または慣性モーメントを有する運動している物体の加速度または角加速度が短時間の間に大きく変化することがないことを利用するものであり、通常動作における加速度変化の最大値に応じて決定される基準として不連続性を検出すればよい。このような実施形態における処理は、図7に示す処理のステップS3で実行される(6)式を(9)式で置き換えたものとなる。
以上の実施形態は、モータ2aがロータリーモータでありエンコーダ2bがロータリーエンコーダである場合の例であるが、モータ2aがリニアモータでありエンコーダ2bがリニアエンコーダである場合にも本発明を適用することができる。
2a モータ
2b エンコーダ
3 コントローラ
3a 信号処理部
3b 駆動回路
4a、4b、4a'、4b'周期信号
5 駆動信号
6a、6b アナログデジタル変換器
7a、7b 2値化回路
8 演算器
9 カウンタ
11 カウント値
15a、15b 2値信号
16 駆動指令
Claims (8)
- エンコーダから提供される互いに位相が異なる2つの周期信号に基づいて物体の位置を検出しながら前記物体の駆動を制御するための駆動指令を発生するコントローラであって、
前記2つの周期信号のいずれか一方の周期をカウントするカウンタと、
前記2つの周期信号の値の比のアークタンジェント値と前記カウンタから提供されるカウント値とに基づいて前記物体の位置を検出し、その位置に基づいて前記駆動指令を発生する演算部とを備え、
前記演算部は、前記アークタンジェント値と前記カウント値とに基づいて計算される前記物体の加速度と過去に発生した前記駆動指令とに基づいて前記カウント値の誤りを補正し、その補正されたカウント値に基づいて前記物体の位置を計算する、
ことを特徴とするコントローラ。 - 前記カウント値の誤りは、前記アークタンジェント値において段差が現れるタイミングと前記カウント値において段差が現れるタイミングとが一致していないことによって生じる、
ことを特徴とする請求項1に記載のコントローラ。 - 前記演算部は、前記物体の加速度の計算値から過去に発生した前記駆動指令を減じた値が正の第1閾値よりも大きいときは前記カウント値を1だけ小さくし、負の第2閾値より小さいときは前記カウント値を1だけ大きくする、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のコントローラ。 - エンコーダから提供される互いに位相が異なる2つの周期信号に基づいて物体の位置を検出しながら前記物体の駆動を制御するための駆動指令を発生するコントローラであって、
前記2つの周期信号のいずれか一方の周期をカウントするカウンタと、
前記2つの周期信号の値の比のアークタンジェント値と前記カウンタから提供されるカウント値とに基づいて前記物体の位置を検出し、その位置に基づいて前記駆動指令を発生する演算部とを備え、
前記演算部は、前記アークタンジェント値と前記カウント値とに基づいて計算される前記物体の現在の加速度と過去の加速度とに基づいて前記カウント値の誤りを補正し、その補正されたカウント値に基づいて前記物体の位置を計算する、
ことを特徴とするコントローラ。 - 前記カウント値の誤りは、前記アークタンジェント値において段差が現れるタイミングと前記カウント値において段差が現れるタイミングとが一致していないことによって生じる、
ことを特徴とする請求項4に記載のコントローラ。 - 前記演算部は、前記物体の現在の加速度から前記物体の過去の加速度を減じた値が正の第1閾値よりも大きいときは前記カウント値を1だけ小さくし、負の第2閾値より小さいときは前記カウント値を1だけ大きくする、
ことを特徴とする請求項4または5に記載のコントローラ。 - 物体を駆動する駆動機構と、
前記物体の位置を検出するエンコーダと、
前記エンコーダから提供される互いに位相が異なる2つの周期信号に基づいて前記物体の位置を検出しながら該位置に基づいて前記駆動機構を制御するように構成された請求項1乃至6のいずれか1項に記載のコントローラと、
を備えることを特徴とする加工装置。 - 前記物体はミラーであり、前記駆動機構はロータリーモータであり、ガルバノ装置として構成されていることを特徴とする請求項7に記載の加工装置。
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