[發明專利]控制裝置、位置控制系統、位置控制方法及記錄媒體

有效

• 申請號: 201810151201.X
• 申請日: 2018-02-13
• 公開（公告）號: CN109143968B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 浪江正樹;藤井高史;橋本直哉
• 申請（專利權）人: 歐姆龍株式會社
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 馬爽;臧建明

本發明提供一種控制裝置、位置控制系統、位置控制方法及記錄媒體，利用簡單的構成及處理來實現高速且高精度的定位控制。控制器(10)具備反饋控制部(11)及位置決定部(12)。位置決定部(12)以周期(Tc)取得來自驅動器(20)的編碼器值(PVm)。位置決定部(12)以較周期(Tc)長的時間間隔取得測量位置(PVv)，此測量位置(PVv)是通過圖像處理測量控制對象位置與目標位置的位置關系所得。位置決定部(12)使用編碼器值(PVm)及測量位置(PVv)，決定與控制對象位置對應的估算插補位置(PV)。反饋控制部(11)使用由位置決定部(12)所決定的估算插補位置(PV)，將使控制對象位置調整到目標位置的控制數據輸出至驅動器(20)。

技術領域

本發明涉及一種使用伺服電機(servo motor)及圖像傳感器的控制裝置、位置控制系統、位置控制方法及記錄媒體。

背景技術

在工廠自動化(Factory Automation，FA)中，已實際應用使用伺服電機將工件等的預定位置(控制對象位置)調整到目標位置的各種技術(定位技術)。

此時，作為測量控制對象位置與目標位置的差(距離)的方法，有使用伺服電機的編碼器值的方法、及使用利用圖像傳感器進行圖像處理的方法等。

使用編碼器值的方法通過將以規定周期獲得的編碼器值依次相加，而算出控制對象位置的移動距離。

使用圖像處理的方法以包含控制對象位置和目標位置的方式進行拍攝，并對拍攝的圖像進行分析，由此算出(測量)控制對象位置與目標位置的距離。

在進行圖像處理的方法中，已認識到會因圖像處理所耗的時間等而產生延遲，影響位置控制的精度。因此，專利文獻1中使用卡爾曼濾波器(Kalman filter)對通過圖像處理所測量的距離進行校正。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2015-213139號公報

發明內容

[發明所要解決的問題]

但是，專利文獻1所記載的方法不得不設定針對卡爾曼濾波器中的延遲的模型。因此，為了進行高精度的校正而需要高度的技術水平，高精度的校正并不容易。另外，若未適當地設定初始值則無法進行高精度的校正，另外即便能進行高精度的校正，在穩定地輸出經校正的距離之前也需要時間。因此，不適于需要高速且高精度控制的FA。

另外，在僅使用編碼器值來決定距離的情況下，能實現高速的定位控制。但是，預計通過有效運用由圖像處理所得的測量距離而進一步提高定位精度。

因此，本發明的目的在于利用簡單的構成及處理來實現高速且高精度的定位控制。

[解決問題的技術手段]

本發明的控制裝置具備位置決定部及反饋控制部。位置決定部重復取得來自使控制對象物移動的驅動裝置的與控制對象物有關的位置關聯數據。位置決定部以較位置關聯數據的取得間隔長的時間間隔，取得通過圖像處理測量控制對象物與目標位置的位置關系所得的測量數據。位置決定部使用位置關聯數據及測量數據，決定與控制對象位置對應的估算位置。反饋控制部使用由位置決定部所決定的估算位置，將使控制對象物調整到目標位置的控制數據輸出至驅動裝置。

所述構成中，位置決定部估算圖像處理中所用的圖像的拍攝時刻的位置關聯數據。位置決定部使用拍攝時刻的位置關聯數據、測量數據及與此測量數據相同時刻的位置關聯數據，決定估算位置。

所述構成中，使用估算的拍攝時刻的位置關聯數據，校正當前時刻的控制對象位置。

另外，所述控制裝置中，位置決定部將同一時刻的測量數據與位置關聯數據的相加值減去估算的拍攝時刻的位置關聯數據，由此決定估算位置。