JPS5914380A - サ−ボモ−タの位置制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデジタル制御されるサーボモータの位置制御方
式に関するものである。

従来のラインプリンタの用紙送シ装置に用いられている
サーボモータのデジタル制御方式の一例を第１図に示す
。用紙送り量は、サーボモータ１が所定角回転するごと
に出力されるエンコーダ２からのフィードバックパルス
を利用することで制御される。用紙送シの加速制御と定
速制御は、速度制御回路３が適用される。速度制御回路
６は所定の用紙送り速度まで加速する加速パルスと、所
定速度を保つための速度補正パルスを発生し、用紙を一
定速度で送るように制御する。この速度方式はＰ　Ｔ、
　ＴＪとかＰＷＭと呼ばれる一般的技術であるためここ
での詳細な説明は省略する。

減速制御・には減速制御回路４が適用される。減速制御
回路４は改行位置に停止するため一定の時間間隔をもつ
減速パルスを発生することにより、サーボモータ速度を
減速する。位置制御回路５は、所定の改行位置に用紙を
停止させることと、印字中の外乱に抗し゛Ｃサーボモー
タ軸を所定の停止位置に保持しておく機能を有する。具
体的な制御動作は、前記エンコーダ２よυの２相出力か
ら得られる正転パルス及び逆転パルスによシ制御される
図示しないアップダウンカウンタからなる位置カウンタ
のカウント値を零に収束させる動作である。

位置制御の制御量は該位置カウンタのカウント値による
重み付けされたパルス幅と適当なサンプリング周期で決
定される。

位置制御は、該位置カウンタにより制御され所定位置に
停止していない時は、位置カウンタが零に収束するまで
断続的に位置補正のため、上記制御量の電流を供給する
。所定位置に停止している時は電流は流れない。第３図
は前記位置制御回路５内の位置カウンタの出力と上記電
流によりサーボモータ１軸に付加されるトルクの関係を
示す。

第２図は前記制御回路３〜５によシ発生する駆動信号と
実際のサーボモータ１の軸変位との関係を示す。４個の
トランジスタからなるサーボアンプ６は、加速パルス速
度制御パルス及び位置カウンタが正のときの位置制御パ
ルスに対してはトランジスタ７．８が駆動され、サーボ
モータ１に正回転方向の電流を供給し、減速パルス及び
位置カウンタが負のときの位置制御パルスは、トランジ
スタ９．１０が駆動され逆回転方向の電流を供給する。

用紙が加速され、減速され、所定位置に停止する時、第
２図の如くオーバーシュートすると、前記位置カウンタ
ーは、−Ｎとなシ、第３図の実線の矢印に沿い、位置カ
ウンタの出力が零になるように、逆回転方向の電流を供
給し、サーボモータ１軸に負のトルクを与える。そして
、今度はアンダシュートすると、第３図の破線の矢印に
沿い位置カウンタが零になるように正回転方向の電流を
供給し、正のトルクを与える。とのようにして、位置制
御が行われ用紙が所定位置に停止する。

上記従来技術の位置制御の欠点は、位置制御回路５が停
止り位置へ近づく時のサーボモータ１の軸の速度補償の
機能をもたないため、該制御系の７リクシヨンが不適な
場合、なかなか整定せず整定するまで時間がかかること
である。具体的には、１部紙のように軽い紙で速く整定
するように回路条件を決定すると、６部紙のように重い
用紙では、オーバーシュート、アンダシュート量が多く
なシ整定に時間がかかることである。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、サ
ーボモータを短かい時間内で目標位置に整定させること
である。

本発明は、デジタル的に制御されるサーボモータの位置
制御方式において、停止位置に到達する直前のモータ軸
の速度を測定し、モータ軸速度に応じた逆付勢トルクを
与えて、ダンピング特性を改善し、負荷条件に関係なく
サーボモータをよシ短かい時間で停止位置に停止せしめ
るようにしたものである。

本発明をラインプリンタの用紙送シ装置に適用した場合
を示す一実施例を参照して説明する。速度制御、減速制
御及び位置制御方式は従来技術と同じゆえ省略し、従来
技術の位置制御方式と組み合わせて用いられる本発明に
よる位置制御方式を詐述する。

第４図は本発明位置制御方式を具現する構成の一実施例
を示すブロック図、第５図は第４図の動作説明用タイム
チャートである。

信号ＦＷＤ・ＰＬＳ及び：ＲＶＳ　　ＰＬＳは夫々前記
サーボモータ１の正転時及び逆転時にエンコーダから発
生されるフィードバックパルス１．信号ＤＡＴＡは紙送
υ量を指示するデータ、信号Ｐ、Ｆは紙送シ開始時に発
生されるパルス、１６号ＰＯｅｉ　Ｔｉｏｎは後述する
位置カウンタ１１のカウント値が４以下の時に論理値１
となる信号である。なお、信号２０日ｉ’ｌ’ｏｎは、
カウント値が４以下の時に論理ｆ直１になるとしたが、
これは減速制御回路４上から決定される値であって、他
の任嫌の数値にすることも可能である。

位置ノ１ウンタ１１は、前記信号Ｐ、Ｆのタイミ“ング
で紙送りデータＤＡＴＡがロードされ、前記ＦＷＤ　Ｐ
ＬＳ及びＲ’Ｖ８　　、ＰＬＳが発生した時夫々カウン
トダウン及びカウントアツプする。

位置カウンタ１１の下位４桁の内容はデコーダ１２によ
シブコードされ、該デコーダ１２は位置カウンタ１１の
事前後に対応する位置信号Ｙ・Ｑ、　、Ｙｌ、Ｙ２、・
・・・・・、Ｙｌ４、Ｙｌ５を出力する。ＹＯ。

Ｙｌ、ｆ２、・・・・・・、Ｙｌ４、Ｙｌ５は位置カウ
ンタ１１の出力が各々０．１．２・・・、１４（＝２）
、１５　（−１）の場合の位置信号に相肖する。以下、
位置カウンタ１１の出力で、１４．１５等は、−２、−
１と記述する。位置カウンタ１１の出力の符号はサーボ
モータ軸が停止位置（位置カウンタ１１のカウント値が
零）よ９手前に位置するときは正、停止位置をオーバし
ているときは負である。

今、位置カウンタ１１のカウント値が２、又は−２にな
った時、すなわちＹ２又はＹ１４が論理値０になった時
、該信号がインバートオアゲート１３を介してカウンタ
１６のクリア端子に加えられ、カウンタ１６はクリアさ
れる。次に位置カウンタ１１のカウント値が１又は−１
になった時、信号Ｙ１又はＹ１５は、インバートオアゲ
ー）１４を介してアンドゲート１５に加えられる。この
結果、カウンタ１６はアンドゲート１５を介してトリガ
入力端に供給される基準クロック１をカウントシ、その
内容は、オアゲート１７〜２０を介して、カウンタ２８
のデータ入力端に加えら扛る。

次に、サーボモータ１が停止位置に達すると、信号ＹＯ
はモノマルチ２１を介してフリップフロップ２４をリセ
ットすると共にカウンタ２８のロード端子に加えられ、
カウンタ１６のカウント値をカウンタ２８にロードする
。モノマルチ２１の出力パルスはカウンタ２８をロード
するだけに十分な短かいパルスである。カウンタ２８は
、基準クロック２をカウントアツプし、所定値をカウン
トした時すなわちそのカウント１直が１５になった時、
ナントゲート２３を介してノリツブフロッグ２４をセッ
ト−する。フＩＪツブフロップ２４の出力は、インバー
タ２５を介して信号Ａとなる。信号Ａのパルス幅ｄ二停
止位置へ近づく時のサーボモータ１の軸の速度すなわち
信号Ｙ１あるいはＹ１５のパルス幅に依存し、前記速度
が速い時は長く、遅い■ミ！は短かい。

−また、停止位置に近づく時のサーボモー・夕１の軸の
速度が遅すぎると、信号Ｙ１、Ｙ１５のパルス幅が長す
ぎカウンタ１６のカウントｉｉ＆が１５以上になり、ナ
ントゲート２７を介してフリップフロップ２２がセット
されオアゲート１７〜２０を介してデータ１５妙；カウ
ンタ２８ＫＯ−ドされるようにするだめ、フリップフロ
ップ２４はリセットされると同時にセν１・され前記信
号Ａは出力されない。

前記信号Ａは、第１図の位置制御回路５と組み合わされ
、回転方向によシ対応して例えばフオファード信号、リ
バース信号にと論理和がとられ、その出力がサーボアン
プ６に加えられる。

第６図は、従来技術の位置制御方式と本発明の位置制御
方式を組合わせた時の位置カウンタ１１の出力とサーボ
モータ１の軸に作用するトルクの関係を示す。サーボモ
ータ１の軸が停止位置手前の位置にある時は、第６図の
実線の矢印の方向へ前記従来技術の位置制御方式に従い
、位置カウンタ１１の出力を零に収束させるべくトルク
がサーボモータ１に働くが、位置カウンタ１１の出力が
零になる時に、本発明の位置制御方式に従い、前記信号
Ａに基づいてサーボモータ１に逆回転方向の電流を供給
し、サーボモータ１に逆付勢トルクすなわち減速トルク
を与える。目標停止位置に速度が速く近づいた場合は多
くの減速トルクを、速度が遅く近づいた場合は少しの減
速トルクが付加される。また十分遅い時には、フリップ
フロップ２２によシ前記信号Ａは発生しないため、サー
ボモータ１の軸の位置制御は従来技術の位置制御方式に
のみ従う。

逆にサーボモータ軸が停止位置後方に位置する時は、第
６図の破線の矢印の方向へ、停止位置までは従来技術の
位置制御方式に従い、位置カウンタ１１の出力が零にな
る時に本発明の位置制御方式に従い前記信号ＡＫ基づい
てサーボモータ１の軸に減速トルクが付加される。前記
基準クロック１及びクロック２の周期は制御系のイナー
シャ、フリクシラン等によって決定される。

上記実施例では、位置カウンタ１１のカウント値が１ま
たは−１の時のサーボモータ１の速度を測定し、カウン
ト値が０になった時、逆付勢トルクが働くようにしたが
、位置カウンタ１１のカウント値が任意のＮまたは−Ｎ
の時のサーボモータ１の速度を測定し、カウント値が）
Ｉ−１、または−Ｎ−１になった時、逆付勢トルクが働
くよう罠しても同様の効果が得られる。

本発明によれば、サーボモータが位置制御される時、り
標停止位置に到達する時のモータ軸の速度を補償した位
置制御ができるので、制御系の負荷変動に強くかつ整定
時間を短かくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術の一例を示すブロック図、第２図は従
来技術による駆動信号とサーボモータ軸の変位との関係
を示す特性図、第６図は従来技術による位置カウンタ出
力とモータ軸に付勢されるトルクとの関係を示す特性図
、第４図は本発明位置制御方式を具現する構成の一実施
例を示すブロック図、第５図は第４図の動作説明用タイ
ムチャート、第６図は従来技術の位置制御方式と本発明
による位置制御方式とを組み合わせた時の位置カウンタ
出力とモータ軸に付勢されるトルクの関係を示す特性図
である。 図において、１はサーボモータ、２はエンコーダ、６は
速度制御回路、４は減速制御回路、５は位置制御回路、
６はサーボアンプ、７〜１０はトランジスタ、１１は位
置カウンタ、１２はデコーダ、１３．１４はインバート
オアゲート、１５はアンドゲート、１６はカウンタ、１
７〜２ｏはオアゲート、２１はモノマルチ、２２．２４
はフ１Ｊツブフロップ、２３．２７はナントゲート、２
５゜２６はインバータ、２８はカウンタである。 特許出願人の名称　　日立工機株式会社第１［￥］ オフ図 第３図 才４図 ／／ Ａｖｘｊ Ｐ、Ｆ− オｆロ イ吉セシＡ 才す図 ４３７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 工：／：ｌ−１１−ヲＬ備するサーボモータをデジタル
   的に制御するための速度制御回路、減速制御回路及び位
   置制御口゛路と、前記サーボモータを駆動するためのサ
   ーボアンプとを有するものにおいて、前記サーボモータ
   の停止位置に到達する直前の速度を測定し、該速度に対
   応した逆付勢トルクをサーボモータに加えるようにした
   ことを特徴とするサーボモータの位置制御方式。