控制装置、位置控制系统、位置控制方法及记录媒体制造方法及图纸

技术编号:20023835 阅读:37 留言:0更新日期:2019-01-06 03:32
本发明专利技术提供一种控制装置、位置控制系统、位置控制方法及记录媒体,利用简单的构成及处理来实现高速且高精度的定位控制。控制器(10)具备反馈控制部(11)及位置决定部(12)。位置决定部(12)以周期(Tc)取得来自驱动器(20)的编码器值(PVm)。位置决定部(12)以较周期(Tc)长的时间间隔取得测量位置(PVv),此测量位置(PVv)是通过图像处理测量控制对象位置与目标位置的位置关系所得。位置决定部(12)使用编码器值(PVm)及测量位置(PVv),决定与控制对象位置对应的估算插补位置(PV)。反馈控制部(11)使用由位置决定部(12)所决定的估算插补位置(PV),将使控制对象位置调整到目标位置的控制数据输出至驱动器(20)。

【技术实现步骤摘要】
控制装置、位置控制系统、位置控制方法及记录媒体
本专利技术涉及一种使用伺服电机(servomotor)及图像传感器的控制装置、位置控制系统、位置控制方法及记录媒体。
技术介绍
在工厂自动化(FactoryAutomation,FA)中,已实际应用使用伺服电机将工件等的预定位置(控制对象位置)调整到目标位置的各种技术(定位技术)。此时,作为测量控制对象位置与目标位置的差(距离)的方法,有使用伺服电机的编码器值的方法、及使用利用图像传感器进行图像处理的方法等。使用编码器值的方法通过将以规定周期获得的编码器值依次相加,而算出控制对象位置的移动距离。使用图像处理的方法以包含控制对象位置和目标位置的方式进行拍摄,并对拍摄的图像进行分析,由此算出(测量)控制对象位置与目标位置的距离。在进行图像处理的方法中,已认识到会因图像处理所耗的时间等而产生延迟,影响位置控制的精度。因此,专利文献1中使用卡尔曼滤波器(Kalmanfilter)对通过图像处理所测量的距离进行校正。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2015-213139号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]但是,专利文献1所记载的方法不得不设定针对卡尔曼滤波器中的延迟的模型。因此,为了进行高精度的校正而需要高度的技术水平,高精度的校正并不容易。另外,若未适当地设定初始值则无法进行高精度的校正,另外即便能进行高精度的校正,在稳定地输出经校正的距离之前也需要时间。因此,不适于需要高速且高精度控制的FA。另外,在仅使用编码器值来决定距离的情况下,能实现高速的定位控制。但是,预计通过有效运用由图像处理所得的测量距离而进一步提高定位精度。因此,本专利技术的目的在于利用简单的构成及处理来实现高速且高精度的定位控制。[解决问题的技术手段]本专利技术的控制装置具备位置决定部及反馈控制部。位置决定部重复取得来自使控制对象物移动的驱动装置的与控制对象物有关的位置关联数据。位置决定部以较位置关联数据的取得间隔长的时间间隔,取得通过图像处理测量控制对象物与目标位置的位置关系所得的测量数据。位置决定部使用位置关联数据及测量数据,决定与控制对象位置对应的估算位置。反馈控制部使用由位置决定部所决定的估算位置,将使控制对象物调整到目标位置的控制数据输出至驱动装置。所述构成中,位置决定部估算图像处理中所用的图像的拍摄时刻的位置关联数据。位置决定部使用拍摄时刻的位置关联数据、测量数据及与此测量数据相同时刻的位置关联数据,决定估算位置。所述构成中,使用估算的拍摄时刻的位置关联数据,校正当前时刻的控制对象位置。另外,所述控制装置中,位置决定部将同一时刻的测量数据与位置关联数据的相加值减去估算的拍摄时刻的位置关联数据,由此决定估算位置。所述构成中,示出所述校正运算的具体一例。由此,估算位置是通过简单的运算而算出。另外,所述控制装置中,位置决定部根据接近拍摄时刻的多个时刻的位置关联数据的内推插补值,估算拍摄时刻的位置关联数据。所述构成中,示出所述校正运算的具体一例。由此,估算位置是通过更简单的运算而算出。另外,所述控制装置中,位置决定部使用与拍摄有关的延迟时间及与位置关联数据的传输有关的延迟时间,算出内推插补值。所述构成中,示出所述校正运算的更具体的一例。由此,控制对象位置是通过更简单的运算以良好精度算出。[专利技术的效果]根据本专利技术,能利用简单的构成及处理来实现高速且高精度的定位控制。附图说明图1为表示本专利技术的第一实施例的位置控制系统的构成的功能方块图。图2(A)和图2(B)为表示本专利技术的第一实施例的位置控制系统的应用例的外观立体图。图3为表示本专利技术的第一实施例的位置控制系统的控制装置的处理的流程图。图4(A)为表示编码器值PVm及测量位置PVv的时间变化的图表,图4(B)是表示估算插补位置PV的时间变化的图表。图5为表示拍摄时刻的编码器值的估算算出方法的流程图。图6为表示拍摄时刻的编码器值的算出概念的图。图7(A)为表示进行估算插补的情况(本申请构成)与不进行估算插补的情况(比较构成)下的目标位置与控制对象位置的距离的时间变化的图,图7(B)为表示不进行估算插补的情况下的测量距离的时间变化的图,图7(C)为表示进行估算插补的情况下的测量距离与估算插补距离(目标位置与控制对象位置的距离)的时间变化的图。图8为表示本专利技术的第二实施例的位置控制系统的构成的功能方块图。[符号的说明]1、1A:位置控制系统;10:控制器;11:反馈控制部;12:位置决定部;20、20A:驱动器;30、31、32:电机;40、40A:图像传感器;91:工作台;92:工件;93:拧紧机;401、402:相机;920:螺孔;930:螺钉;MV;操作量;PV:估算插补位置;PVm、PVms、PVm(n-k)、PVm(n-k+1)、PVm(n-k+2)、PVm(n-k+3)、PVm(n)、PVms(ni):编码器值;PVv、PVv(n):测量位置;S11~S21、S61~S63:步骤;SP:目标位置;Tc:周期(控制周期);tc0:控制开始时间;Ted、Tsd:传输延迟时间;TRp:拍摄触发;tn、t(n-k)、t(n-k+1)、t(n-k+2)、t(n-k+3):算出时刻;ti、tv1、tvi:拍摄时刻;tm:取得时刻;ΔPVm:变化部分。具体实施方式参照图对本专利技术的第一实施例的位置控制技术进行说明。图1为表示本专利技术的第一实施例的位置控制系统的构成的功能方块图。此外图1中,实线的箭头表示由信号线等连接,虚线的箭头表示以非接触方式取得对象物的信息的构成。如图1所示,位置控制系统1具备控制器10、驱动器20、电机30及图像传感器40。控制器10例如为所谓可编程逻辑控制器(ProgrammablelogicController,PLC),进行各种FA控制。控制器10具备反馈控制部11及位置决定部12。反馈控制部11使用目标位置SP及与控制对象位置对应的估算插补位置(对应于本专利技术的“估算位置”)PV,以目标位置SP与估算插补位置PV一致的方式执行比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative,PID)控制等运算。反馈控制部11通过进行此运算而算出操作量MV。反馈控制部11将操作量MV输出至驱动器20。位置决定部12使用来自驱动器20的编码器值PVm及来自图像传感器40的测量位置PVv,算出与控制对象位置对应的估算插补位置PV,详细处理将于下文中描述。位置决定部12将估算插补位置PV输出至反馈控制部11。所述反馈控制是以控制周期Tc重复执行。即,反馈控制部11在每个控制周期Tc中输出操作量MV。此外,所谓操作量MV,是指对驱动器20的指令位置、指令速度、指令转矩中的任一个。驱动器20使用操作量MV进行电机30的动作控制。另外,驱动器20取得来自电机30的编码器值PVm,并输出至位置决定部12。此时,驱动器20以与控制周期Tc相同的周期将编码器值PVm输出至位置决定部12。电机30例如为伺服电机,接受来自驱动器20的动作控制而动作。通过电机30的动作,工作台91移动,控制对象位置移动。驱动器20及电机30是依控制对象位置的移动方向数、即依位置控制的可动轴的个数而分别设置。图像传感器40拍摄工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制装置,其特征在于包括:位置决定部,重复取得来自使控制对象物移动的驱动装置的与所述控制对象物有关的位置关联数据,并以较所述位置关联数据的取得间隔长的时间间隔,取得通过图像处理测量所述控制对象物与目标位置的位置关系所得的测量数据,使用所述位置关联数据及所述测量数据,决定所述控制对象物的估算位置;以及反馈控制部,使用由所述位置决定部决定的所述估算位置,将使所述控制对象物调整到所述目标位置的控制数据输出至所述驱动装置;且所述位置决定部:估算所述图像处理中所用的图像的拍摄时刻的所述位置关联数据,以及使用所述拍摄时刻的位置关联数据、所述测量数据及与所述测量数据相同时刻的所述位置关联数据,决定所述估算位置。

【技术特征摘要】
2017.06.15 JP 2017-1173191.一种控制装置,其特征在于包括:位置决定部,重复取得来自使控制对象物移动的驱动装置的与所述控制对象物有关的位置关联数据,并以较所述位置关联数据的取得间隔长的时间间隔,取得通过图像处理测量所述控制对象物与目标位置的位置关系所得的测量数据,使用所述位置关联数据及所述测量数据,决定所述控制对象物的估算位置;以及反馈控制部,使用由所述位置决定部决定的所述估算位置,将使所述控制对象物调整到所述目标位置的控制数据输出至所述驱动装置;且所述位置决定部:估算所述图像处理中所用的图像的拍摄时刻的所述位置关联数据,以及使用所述拍摄时刻的位置关联数据、所述测量数据及与所述测量数据相同时刻的所述位置关联数据,决定所述估算位置。2.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于:所述位置决定部对所述测量数据加上和所述测量数据相同时刻的所述位置关联数据与所述拍摄时刻的位置关联数据的差值,由此决定所述估算位置。3.根据权利要求1或2所述的控制装置,其特征在于:所述位置决定部利用接近所述拍摄时刻的多个时刻的所述位置关联数据的内推插补值,估算所述拍摄时刻的位置关联数据。4.根据权利要求3所述的控制装置,其特征在于:所述位置决定部使用与所述拍摄有关的延迟时间及与所述位置关联数据的传输有关的延迟时间,算出所述内推插补值。5.根据权利要求4所述的控制装置,其特征在于:所述位置关联数据是以一定周期取得,所述位置决定部使用所述周期算出所述内推插补值。6.一种位置控制系统,其特征在于包括:根据权利要求1至5中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员:浪江正树藤井高史桥本直哉
申请(专利权)人:欧姆龙株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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