CN112889012B - 控制系统 - Google Patents

Abstract

一种控制系统，其对由马达驱动控制的对象装置的控制状态进行监视，所述控制系统具有：设定部，其对于对象装置设定位置监视用的原点；以及传感器，其检测对象装置到达规定位置。而且，设定部具有：取得部，其取得在由马达对对象装置进行规定的驱动控制时与该对象装置到达规定位置对应地从传感器输出的检测信号的上升和下降；以及计算部，其利用根据检测信号的上升和下降而计算出的、与对象装置的位置相关的第1位置信息以及与该对象装置的位置相关的不同于该第1位置信息的第2位置信息来计算原点。根据该结构，能够更加简单地提高与由马达驱动控制的对象装置的位置监视相关的安全性能。

Description

控制系统

技术领域

本发明涉及对由马达进行驱动控制的对象装置的控制状态进行监视的控制系统。

背景技术

关于使工作台等准确地移动到预定位置的直线运动装置的原点找正，配置在使工作台等移动的直线上确定大致的原点的工作台原点传感器，通过该传感器的输出信号和安装于马达的增量编码器的旋转原点信号来确定了原点位置。但是，在这样的原点找正中，使马达的电源接通、断开并多次重复原点传感器的位置调整或编码器角度调整，因此，需要熟练度和非常多的工时。因此，在例如专利文献1所示的技术中，检测出工作台原点传感器的位置并检查该位置是否适当，进而切断马达的电源，以手动的方式使马达转动，从而一边观察伴随马达旋转的旋转周期信号一边使工作台原点传感器的位置移动来进行原点的设定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-6179号公报

发明内容

发明要解决的课题

以往，为了提高对作为对象装置的控制状态之一的对象装置的位置进行监视时的安全性能，也为了进行该位置监视用的原点位置的设定，利用了冗余化的传感器、被赋予了高安全性能的编码器等。为了应对这样的高安全性能，在编码器的设计中，需要满足规定的安全标准的条件。例如，作为该安全标准，规定有IEC61508。IEC61508是关于电气/电子/可编程电子式安全相关的功能安全的国际标准。在IEC61508中，如以下的表1所示，以被称作SIL(Safety Integrity Level：安全完整性等级)的尺度来规定系统的故障概率。

[表1]

而且，在IEC61508中，对表中的每个SIL定义了应满足的要求事项，明确了要构建的系统应达成的措施。SIL被分为SIL1至SIL4的4个阶段，SIL的数值越大，意味着安全性能越高。而且，关于对象装置的位置监视，当欲提高SIL的值时，需要也提高所采用的编码器的SIL，有可能导致该装置的高成本化，或者导致装置设计的复杂化。

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够以更简单的结构提高与由马达进行驱动控制的对象装置的位置监视相关的安全性能的技术。

用于解决课题的手段

在本发明中，为了解决上述课题，利用从对象装置的位置传感器输出的检测信号的上升和下降这两者计算与对象装置的位置相关的第1位置信息，进而也利用与该第1位置信息不同的第2位置信息，由此，能够提高与对象装置的位置监视相关的安全性能。

详细而言，本发明是控制系统，所述控制系统对由马达驱动控制的对象装置的控制状态进行监视，所述控制系统具有：判断部，其根据来自所述马达所具有的编码器的信号来计算所述对象装置的位置，对该对象装置的位置是否属于规定的监视范围进行判断；切断部，其对为了从驱动部向所述马达供给驱动电流而向该驱动部发送的驱动信号的传递进行切断；安全控制部，其在由所述判断部判断为所述对象装置的位置不属于所述规定的监视范围时，经由所述切断部执行所述驱动信号的切断处理；设定部，其设定所述规定的监视范围用的原点；以及至少一个传感器，其用于在所述对象装置的可动范围内，通过由所述马达对该对象装置进行驱动而使该对象装置到达了规定位置时，检测该到达。而且，所述设定部具有：取得部，其关于在由所述马达对所述对象装置进行规定的驱动控制时与该对象装置到达所述规定位置对应地从所述至少一个传感器输出的检测信号，取得与该对象装置接近该规定位置对应的该检测信号的上升、以及与该对象装置从该规定位置远离对应的该检测信号的下降；以及计算部，其利用根据所述检测信号的所述上升和所述下降而计算出的、与所述对象装置的位置相关的第1位置信息以及与该对象装置的位置相关的不同于该第1位置信息的第2位置信息来计算所述原点。

本发明的控制系统是对由马达进行驱动控制的对象装置的控制状态、特别是其位置的状态进行监视的装置。该控制系统可以与作为对马达进行驱动的装置的伺服驱动器、逆变器等形成为一体，也可以构成为与这些对马达进行驱动的装置分体的装置。此外，在该马达处设置有编码器，本发明的控制系统根据与来自该编码器的位置信息、速度信息等相关的反馈信号来掌握对象装置的位置，进行其位置监视。

此处，在控制系统中，具备切断部，该切断部切断驱动信号向驱动部的传递，该驱动部用于向马达进行电力供给。该驱动信号是用于生成从驱动部向马达供给的驱动电流以使对象装置进行规定动作的信号，从比驱动部靠上级的结构部发送到驱动部。因此，切断部构成为在从该上级的结构部发送到驱动部的过程中，切断驱动信号的传递。而且，在关于马达的驱动判断为对象装置的位置不属于在安全上应存在的规定的监视范围的情况下，通过由安全控制部执行驱动信号的切断处理，来实现基于控制系统的安全性能。

另外，为了通过这样的上述控制系统进行对象装置的位置监视，进行如下的原点的设定处理：适当地决定基于设定部的规定的监视范围。在基于设定部的原点的设定处理中，利用发出与对象装置的位置相关联的检测信号的至少一个传感器。该传感器在对象装置到达了规定的位置时，与该对象装置的接近相对应地产生检测信号的上升，并且与该对象装置的远离相对应地产生检测信号的下降。取得部共同取得该检测信号的上升和下降。然后，计算部根据所取得的该检测信号的上升和下降来计算第1位置信息。该第1位置信息是考虑检测信号的上升和下降这两者来计算的，因此，能够成为不易受对象装置从哪个方向到达了规定位置影响的、表示对象装置的位置的信息。并且，计算部利用该第1位置信息和第2位置信息来计算位置监视用的原点。此外，第2位置信息是与对象装置的位置相关的信息，但与第1位置信息不同，是相互独立的信息。因此，计算部能够通过使第1位置信息和第2位置信息相互地作用，来设定原点。

综上所述，在本发明的控制系统中，由上述设定部设定出的原点不易受原点设定用的对象装置的运动影响，其位置精度比较高。这意味着，根据上述的表1，即使编码器的安全性能相对较低，也能够提高基于控制系统的安全性能本身。例如，能够使与控制系统的安全性能相关的SIL的值比与编码器的安全性能相关的SIL的值提高。其结果是，作为控制系统，能够以更简单的结构提高与由马达驱动控制的对象装置的位置监视相关的安全性能。

此处，在上述的控制系统中，可以是，所述至少一个传感器包含检测所述对象装置到达作为所述规定位置的第1规定位置的第1传感器、和检测该对象装置到达第2规定位置的第2传感器。在该情况下，可以是，所述取得部取得来自所述第1传感器的检测信号的上升和下降、以及来自所述第2传感器的检测信号的上升和下降，所述计算部根据所述规定的驱动控制中的所述对象装置的运动，基于来自所述第1传感器的检测信号的上升和下降来计算所述第1位置信息，并且根据来自所述第2传感器的检测信号的上升和下降来计算所述第2位置信息，并且根据与该规定的驱动控制中的该对象装置的运动，将位于该第1位置信息所表示的位置与该第2位置信息所表示的位置之间的规定候选场所计算为所述原点。

在这样的结构中，由设定部根据与第1规定位置相关联的第1位置信息和与第2规定位置相关的第2位置信息来设定原点。第1位置信息和第2位置信息都是利用各个检测信号的上升和下降来计算的，因此，均不易受对象装置的运动影响，其位置精度比较高。因此，作为根据该第1位置信息和第2位置信息而计算出的原点的规定候选场所的位置精度也能够变得比较高。此外，关于规定候选场所，能够根据用于由各传感器检测到达各规定位置的、规定的驱动控制中的对象装置的运动，决定在第1位置信息所表示的位置与第2位置信息所表示的位置之间。例如，在所述规定的驱动控制中，所述对象装置以恒定速度被驱动的情况下，所述计算部可以根据来自所述第1传感器的检测信号的上升和下降的中间点来计算所述第1位置信息，并且根据来自所述第2传感器的检测信号的上升和下降的中间点来计算所述第2位置信息，并且将该第1位置信息所表示的位置与该第2位置信息所表示的位置的中间位置作为所述规定候选场所，也可以进行除了该方式以外的规定候选场所的决定。

此处，在上述的控制系统中，关于第1传感器和第2传感器的配置方式，例示两个方式。在第1方式中，可以是，以所述第1规定位置与所述第2规定位置远离的方式配置有两个传感器，以使来自所述第1传感器的检测信号从上升起到下降为止的接通时间与来自所述第2传感器的检测信号从上升起到下降为止的接通时间不重叠。关于第1规定位置与第2规定位置的远离程度，能够考虑到对象装置的结构、大小等来决定。例如，还能够设第1规定位置和第2规定位置分别为表示对象装置的可动范围的两端的位置。在该情况下，能够将一般的限位开关等作为第1传感器和第2传感器利用。

另外，在第2方式中，可以是，以所述第1规定位置与所述第2规定位置接近或一致的方式配置有两个传感器，以使来自所述第1传感器的检测信号从上升起到下降为止的接通时间的一部分或全部与来自所述第2传感器的检测信号从上升起到下降为止的接通时间重叠。在该情况下，关于第1规定位置与第2规定位置的远离程度，也能够考虑到对象装置的结构、大小等来决定。例如，能够将一般的接近传感器等作为第1传感器和第2传感器利用。

此处，在上述所记载的控制系统中，所述取得部可以构成为：当在所述规定的驱动控制中，在从来自所述第1传感器的检测信号上升起到通过所述第1规定位置为止的期间内所述对象装置进行折返动作时，不进行来自该第1传感器的检测信号的上升和下降的取得，另外，也可以构成为：当在所述规定的驱动控制中，在从来自所述第2传感器的检测信号上升起到通过所述第2规定位置为止的期间内所述对象装置进行折返动作时，不进行来自该第2传感器的检测信号的上升和下降的取得。当进行了这样的折返动作时，由于不连续地输出在各传感器中原本应取得的检测信号的上升和下降，所以取得不易受对象装置的运动影响的位置信息变得困难。因此，在进行了该折返动作的情况下，优选不进行取得部的上述处理。

另外，在上述所记载的控制系统中，可以是，所述设定部构成为在不满足第1条件和第2条件中的至少一个条件的情况下，所述设定部不进行所述规定的监视范围用的所述原点的设定，该第1条件是根据来自所述第1传感器的检测信号的上升和来自所述第2传感器的检测信号的上升而计算出的第1确认用距离为规定的第1基准距离以下，该第2条件是根据来自所述第1传感器的检测信号的下降和来自所述第2传感器的检测信号的下降而计算出的第2确认用距离为规定的第2基准距离以下。通过采用这样的结构，能够避免以下情况：在所计算的原点位置因动作不佳等某些理由而从原来的位置发生了偏离的情况下，进行不适当的位置监视处理。

在上述内容中，提及了控制系统具有第1传感器和第2传感器的方式，但是，以下，替代该方式，提及控制系统仅具有第1传感器的方式。例如，在上述的控制系统中，可以是，在所述至少一个传感器是检测所述对象装置到达所述规定位置的第1传感器的情况下，所述编码器存储所述第2位置信息，所述取得部取得来自所述第1传感器的检测信号的上升和下降，所述计算部根据所述规定的驱动控制中的所述对象装置的运动，基于来自所述第1传感器的检测信号的上升和下降来计算所述第1位置信息，并且对该第1位置信息与所述第2位置信息进行比较，根据其比较结果将该第2位置信息所表示的位置计算为所述原点。

在这样的结构中，由设定部根据与第1规定位置相关联的第1位置信息和编码器所存储的第2位置信息的比较结果来设定原点。第1位置信息是如上述那样利用该检测信号的上升和下降来计算的，所以不易受对象装置的运动影响，其位置精度比较高。因此，通过将该第1位置信息与第2位置信息进行比较来获得的比较结果也能够与第1位置信息的精度相应地成为高精度的比较结果。作为两个位置信息的比较方式，例如，将原来应存在的原点的位置信息作为第2位置信息存储，对由计算部计算出的第1信息与该第2位置信息进行比较，如果其偏差在容许范围内，则能够判断为现实的对象装置中的位置坐标与以第2位置信息为原点的设想上的位置坐标实质上一致。在这样的情况下，能够避免以下情况：即使将第2位置信息设定为原点，也对现实的对象装置中的位置监视功能带来不理想的影响。

此外，可以是，在上述的控制系统中的所述规定的驱动控制中，所述对象装置以恒定速度被驱动，在该情况下，所述计算部可以根据来自所述第1传感器的检测信号的上升和下降的中间点来计算所述第1位置信息。另外，也可以将表示除了该方式以外的场所的信息作为第1位置信息。

此处，在上述的控制系统中，可以是，所述取得部构成为：当在所述规定的驱动控制中，在从来自所述第1传感器的检测信号上升起到通过所述规定位置为止的期间内所述对象装置进行折返动作时，不进行来自该第1传感器的检测信号的上升和下降的取得。当进行了这样的折返动作时，不连续地输出在第1传感器中原来应取得的检测信号的上升和下降，由此，取得不易受对象装置的运动影响的位置信息变得困难。因此，在进行了该折返动作的情况下，优选不进行取得部的上述处理。

发明效果

可以提供一种能够以更简单的结构提高与由马达进行驱动控制的对象装置的位置监视相关的安全性能的技术。

附图说明

图1是示出组装有伺服驱动器的伺服系统的概略结构的第1图。

图2是本发明的伺服驱动器的功能框图。

图3是由本发明的伺服驱动器执行的位置监视处理的流程图。

图4是由本发明的伺服驱动器执行的原点设定处理的流程图。

图5A是示出图4中所示的原点设定处理中的原点的计算过程的第1图。

图5B是示出执行图5A所示的原点计算单元时的工件的运动的图。

图6是示出图4中所示的原点设定处理中的原点的计算过程的第2图。

图7是示出图4中所示的原点设定处理中的原点的计算过程的第3图。

具体实施方式

<应用例>

根据图1和图2，对实施方式的控制系统的应用例进行说明。图1是组装有伺服驱动器4的伺服系统的概略结构图。伺服系统主要具有网络1、马达2、编码器3、伺服驱动器4、标准PLC(Programmable Logic Controller：可编程逻辑控制器)5和安全PLC 6。由马达2和编码器3形成伺服马达。该伺服系统是用于对马达2进行驱动的系统，该马达2作为未图示的各种机械装置(例如，产业用机器人的手臂、输送装置)的致动器被组装到该装置内。此外，以下，将由马达2进行驱动控制的对象装置称作工件。另外，马达2例如是AC马达。而且，编码器3安装于马达2以检测马达2的动作。编码器3生成表示所检测出的马达2的动作的反馈信号，并且向伺服驱动器4发送该反馈信号。反馈信号例如包含关于马达2的旋转轴的旋转位置(角度)的位置信息、该旋转轴的转速的信息等。关于编码器3，可以应用一般的绝对式编码器。

伺服驱动器4经由网络1从标准PLC 5接收与马达2的动作(motion)相关的动作指令信号，并且接收从编码器3所输出的反馈信号。伺服驱动器4根据来自标准PLC 5的动作指令信号和来自编码器3的反馈信号来执行与马达2的驱动相关的伺服控制。另外，伺服驱动器4经由网络1而与安全PLC 6连接。由此，伺服驱动器4根据从安全PLC 6接收的监视指令信号进行各种监视处理，将其结果返回至安全PLC 6。例如，如后所述，伺服驱动器4进行由马达2进行驱动控制的工件的位置监视处理。

另外，伺服驱动器4根据来自标准PLC 5的动作指令信号和来自编码器3的反馈信号来计算与马达2的动作相关的指令值。并且，伺服驱动器4向马达2供给驱动电流，以使马达2的动作追随该指令值。此外，在该供给电流中，利用从交流电源11向伺服驱动器4发送的交流电力。在本实施例中，伺服驱动器4是接收三相交流的类型的伺服驱动器，但是也可以是接收单相交流的类型的伺服驱动器。

此处，对伺服驱动器4的更具体的结构进行说明。图2是伺服驱动器4的功能框图。如图2所示，伺服驱动器4具有反馈处理部41、马达控制部42、切断部43、驱动部44、安全控制部50和设定部60。反馈处理部41根据来自编码器3的反馈信号来生成反馈值。例如，在从编码器3输出脉冲的情况下，反馈处理部41通过对该脉冲进行计数来计算马达2的旋转轴的旋转位置、转速，并生成包含表示该位置、速度的值的反馈值。

此外，编码器3是绝对式编码器，在其内部具有以能够通过同时进行扫描来输出独立的脉冲的方式被双重化的电路，输出被双重化的反馈信号。因此，反馈处理部41从编码器3接收被双重化的反馈信号，并且根据这些反馈信号来生成被双重化的反馈值。然后，反馈处理部41将该生成的被双重化的反馈值发送到马达控制部42，并且也发送到安全控制部50。

接着，马达控制部42从标准PLC 5接收动作指令信号，并且从反馈处理部41接收反馈值。马达控制部42根据动作指令信号和反馈值，来生成用于执行位置反馈控制、速度反馈控制的指令值。此外，在该反馈控制中所采用的反馈方式是形成适合于组装有马达2的机械装置(输送装置等)的规定目的(例如，货物的输送)的伺服回路的方式，能够适当地设计。然后，由马达控制部42生成的这些指令值作为驱动信号被发送到切断部43。

接着，切断部43在从后述的安全控制部50接收到切断信号的情况下，通过不使来自马达控制部42的驱动信号以电气的方式通过后述的驱动部44，来使驱动部44停止。由此，即使马达控制部42发送了驱动信号，也使基于马达2的扭矩的输出停止。另一方面，在未向切断部43输入切断信号的情况下，切断部43使伴随从马达控制部42输出的指令值的驱动信号直接在驱动部44中通过。

此处，驱动部44经由切断部43接收来自马达控制部42的驱动信号。驱动部44例如具有由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)等半导体开关元件构成的电路，根据来自马达控制部42的驱动信号来生成用于使开关元件按照PWM方式接通/断开的信号，并且按照该信号使开关元件接通/断开。由此，向马达2供给交流电力，并且按照驱动信号对马达2进行驱动。另一方面，当切断部43工作而切断了驱动信号向驱动部44的传递时，将来自驱动部44的输出固定为断开。由此，由于停止向马达2的电力供给，所以停止来自马达2的扭矩的输出，从而使工件的动作停止。

这样，反馈处理部41、马达控制部42、切断部43、驱动部44是所谓与马达2的驱动控制直接相关的功能部。另一方面，安全控制部50是如下功能部：对马达的控制状态进行监视，在该控制状态处于不理想状态的情况下，使马达2的动作停止而确保针对该动作的安全。关于由安全控制部50监视的控制状态，能够适当地设定，在本说明书中，作为该控制状态之一，采用由马达2驱动控制的工件的位置，对工件的位置进行监视，在该位置不属于规定的监视范围的情况下，产生安全上的问题而需要使马达2停止，基于该考虑，安全控制部50构成为向切断部43发送切断信号。

安全控制部50具有判断部51和切断指示部52。根据来自安全PLC 6的监视指令来执行基于安全控制部50的与位置监视相关的控制。判断部51是根据来自马达2所具有的编码器3的信号来计算工件的位置(以下，称作“工件位置”)并且判断工件位置是否属于规定的监视范围的功能部。具体而言，判断部51从反馈处理部41接收被双重化的反馈值，据此计算工件位置。此外，此时作为用于表示所计算的工件位置的基准的原点位置通过后述的设定部60来设定。另外，规定的监视范围是在安全上工件位置应属于的范围，能够考虑基于马达2的工件动作等来适当地设定。工件位置从该规定的监视范围偏离意味着：在基于马达2的工件的驱动控制中，可能成为在安全上不理想的状态。

然后，在由判断部51判断为工件位置不属于规定的监视范围的情况下，由切断指示部52生成切断信号，所生成的切断信号被发送到切断部43。接收到该切断信号的切断部43通过如上述那样切断来自马达控制部42的驱动信号向驱动部44的传递，使基于马达2的扭矩输出停止。此外，这样的安全控制部50的控制状态(工件位置的监视结果等)以针对来自安全PLC 6的监视指令的回答的形式被通知给安全PLC 6。

接着，对设定部60进行说明。设定部60具有取得部61和计算部62。设定部60是进行原点设定的功能部，该原点设定用于进行基于安全控制部50的位置监视，取得部61和计算部62是进行与该原点设定相关的处理的功能部。传感器70是用于检测在工件的可动范围内由马达2对工件进行驱动而使该工件到达了规定位置的情况的传感器。在传感器70的检测信号中，与工件向规定位置的接近对应地产生“上升”，另外，与工件从规定位置的远离对应地产生“下降”。例如，在传感器70中，在工件不存在于规定位置时输出“高”、在存在于规定位置时输出“低”的情况下，检测信号的上升表示从“高”向“低”的变化，检测信号的下降表示从“低”向“高”的变化。相反地，在传感器70中，在工件不存在于规定位置时输出“低”、在存在于规定位置时输出“高”的情况下，检测信号的上升表示从“低”向“高”的变化，检测信号的下降表示从“高”向“低”的变化。然后，取得部61取得该传感器70的检测信号中的上升和下降。此外，在本说明书中，在伺服驱动器4中包含两个传感器70的情况下，标注70a、70b的参考编号以区分各个传感器，在所包含的传感器为一个的情况或无需区分各传感器的情况下，标注70的参考编号。

接着，计算部62是利用根据由取得部61取得的传感器70的检测信号的上升和下降来计算的与工件位置相关的第1位置信息、和第2位置信息来计算基于安全控制部50的位置监视用的原点位置的功能部，该第2位置信息虽然与该第1位置信息不同，但同样与工件位置相关。此处，第1位置信息是根据传感器70的检测信号的上升和下降来计算的，因此，可以说是考虑了与工件到达规定位置相关的两个信息、即与向规定位置接近和从规定位置远离相关的两个信息的、表示工件位置的信息。换言之，第1位置信息是始终考虑到工件向规定位置的接近和从规定位置的远离来决定的信息，因此，可以说是不易受工件从哪个方向到达了规定位置影响的信息。然后，计算部62利用该第1位置信息和第2位置信息来计算位置监视用的原点，该第2位置信息虽然是与工件位置相关的信息，但与第1位置信息不同，是相互独立的信息。这样，第2位置信息是能够通过与第1位置信息相互补充来计算原点的位置信息，之后叙述能够作为第2位置信息采用的多个位置信息的方式。

然后，由计算部62计算出的原点被作为如下原点来利用：该原点被设定部60交付给安全控制部50，用于划定安全控制部50所执行的工件的位置监视用的位置。这样，在伺服驱动器4中，由设定部60设定的原点不易受原点设定用的工件的运动(朝向规定位置的到达方向)影响，其位置精度比较高。因此，即使编码器3的安全性能相对较低，也能够提高基于伺服驱动器4的安全性能本身，因此，能够以更简单的结构提高与由马达2驱动控制的工件位置的监视相关的安全性能。

<第1结构例>

此处，根据图3对具有上述判断部51和切断指示部52的安全控制部50的位置监视处理进行说明。图3所示的位置监视处理是由形成安全控制部50的运算装置(MPU等)例如以生成指令值的控制周期(例如，2msec)来反复执行的。在S101中，判断部51取得由马达2控制驱动的工件的位置。具体而言，判断部51使用根据从反馈处理部41接收的运算值、即来自编码器3的反馈信号计算出的信息，来计算工件位置。此时，工件位置是以由设定部60设定的原点为基准来决定的。当S101的处理结束时，进入S102。

在S102中，由判断部51判定在S101中所取得的工件位置是否属于规定的监视范围。关于规定的监视范围，如上所述。当在S102中判定为肯定时，结束位置监视处理。此时，不进行基于切断指示部52的切断信号的输出。另一方面，当在S102中判定为否定时，进入S103。在S103中，由切断指示部52生成切断信号，所生成的切断信号被发送到切断部43。由此，使基于马达2的扭矩输出停止。

接着，根据图4对实现上述位置监视处理所需的、设定位置监视用的原点的处理(原点设定处理)进行说明。图4所示的原点设定处理是由形成安全控制部50的运算装置(MPU等)例如在使伺服驱动器4接通电源而启动的定时执行的。另外，在本结构例中，在伺服系统中包含两个传感器70a、70b。传感器70a、70b是限位开关，分别与基于马达2的工件的可动范围的一方和另一方的限制位置对应地配置。在本结构例中，与一方的限制位置对应的传感器被设为第1传感器70a，与另一方的限制位置对应的传感器被设为第2传感器70b。因此，在通过马达2使工件从一方的限制位置移动到另一方的限制位置时，如图5A的上段所示，首先，在第1传感器70a的检测信号SOPT1中检测到工件的到达，然后，在第2传感器70b的检测信号SOPT2中检测到工件的到达。此时，第1传感器70a的检测信号的从“高”向“低”的转变和从“低”向“高”的转变分别被参考为ds11、ds12，第2传感器70b的检测信号的从“高”向“低”的转变和从“低”向“高”的转变分别被参考为ds21、ds22。此外，从“高”向“低”的转变被设为检测信号的上升，从“低”向“高”的转变被设为检测信号的下降。另外，由于作为限位开关的第1传感器70a与第2传感器70b充分地远离，因此，第1传感器70a的检测信号的接通时间(从上升ds11到下降ds12的期间)Δt1成为与第2传感器70b的检测信号的接通时间(从上升ds21到下降ds22的期间)Δt2不重叠的状态。

首先，在S201中，进行原点设定用的、马达2的规定的驱动控制。具体而言，以工件位置从一方的限制位置向另一方的限制位置、即从第1传感器70a侧向第2传感器70b侧以恒定速度推移的方式进行马达2的驱动控制。通过该驱动控制，如图5A的下段所示，在通过驱动控制而使工件到达了一方的限制位置时，在时间t11，生成第1传感器70a的检测信号SOPT1的上升ds11，然后，在时间t12(t12>t11)，生成第1传感器70a的检测信号SOPT1的下降ds12。然后，在通过驱动控制而使工件到达了另一方的限制位置时，在时间t21，生成第2传感器70b的检测信号SOPT2的上升ds21，然后，在时间t22(t22>t21)，生成第2传感器70b的检测信号SOPT2的下降ds22。此外，在图5A的下段所示的曲线图中，横轴表示时间，纵轴表示工件的位置，由此，用线L1表示工件的推移。

接着，在S202中，在进行马达2的驱动控制的期间内，进行第1传感器70a的检测信号和第2传感器70b的检测信号的取得。具体而言，在工件到达了一方的限制位置时，由取得部61取得第1传感器70a的检测信号SOPT1的上升ds11及其下降ds12。然后，在工件移动并到达了另一方的限制位置时，由取得部61取得第2传感器70b的检测信号SOPT2的上升ds21及其下降ds22。

此处，在取得第1传感器70a的检测信号SOPT1的上升ds11和下降ds12时，对工件移动要求连续性。当在产生上升ds11之后直到产生下降ds12为止的期间内，工件进行折返动作(移动方向为相反方向的动作)时，不连续地输出第1传感器70a的检测信号的上升和下降，由此，取得不易受工件的运动影响的位置信息变得困难。因此，在原点设定处理中，工件进行了规定的动作的情况下，不进行检测信号SOPT1的上升ds11和下降ds12的取得。关于此点，根据图5B例示性地所示的以下的情形1～情形7来说明。此外，针对第2传感器70b的检测信号SOPT2的上升ds21和下降ds22的取得，也要求该工件移动的连续性。

在图5B中，与情形1～情形6对应地例示了六种工件的动作。在图5B中，菱形符号表示工件的初始位置，白圈符号表示检测信号的取得位置，黑圈符号表示删除了曾取得的检测信号的位置。十字符号表示检测信号的取得不被认可的位置，黑色三角形符号表示检测信号的取得被保留的位置。

在情形1中，工件从一方的限制位置移动至另一方的限制位置。此时，取得第1传感器70a的检测信号SOPT1的上升ds11和下降ds12，然后，取得第2传感器70b的检测信号SOPT2的上升ds21和下降ds22。

在情形2中，与情形1相反，工件从另一方的限制位置移动到一方的限制位置。此时，取得第2传感器70b的检测信号SOPT2的上升ds22和下降ds21，然后，取得第1传感器70a的检测信号SOPT1的上升ds12和下降ds11。

在情形3中，取得了一次第2传感器70b的检测信号SOPT2的上升ds21和下降ds22，但是，之后接着工件的行进方向反转，工件从另一方的限制位置移动到一方的限制位置。此时，最初所取得的检测信号SOPT2的上升ds21和下降ds22被删除，取得之后的检测信号SOPT2的上升ds22和下降ds21、以及接下来的检测信号SOPT1的上升ds12和下降ds11。

在情形4中，将与第1传感器70a的检测信号SOPT1的上升ds11对应的位置和与下降ds12对应的位置之间作为工件的初始位置来进行工件的移动。因此，最初的检测信号SOPT1的下降ds12的取得未被认可。此外，关于伴随之后的工件动作的检测信号的取得，实质上与情形3相同。

在情形5中，将一方的限制位置与另一方的限制位置之间作为工件的初始位置，工件首先移动到另一方的限制位置侧，然后，从一方的限制位置侧朝向初始位置移动。此时，取得第2传感器70b的检测信号SOPT2的上升ds21和下降ds22，接着，取得第1传感器70a的检测信号SOPT1的上升ds11和下降ds12。

在情形6中，将一方的限制位置与另一方的限制位置之间作为工件的初始位置，工件首先移动到另一方的限制位置侧，但是，在产生检测信号SOPT2的上升ds21之后且产生下降ds22之前，工件进行折返动作，其结果，产生了下降ds21。这样，在工件在检测信号的转变ds21与ds22之间进行了反转动作的情况下，上升ds21和下降ds21的取得不被认可。另外，然后，工件移动到一方的限制位置侧，在产生检测信号SOPT1的上升ds12之后且产生下降ds21之前，工件进行了折返动作，其结果，产生了下降ds12。这样，在工件在检测信号的转变ds12与ds11之间进行了反转动作的情况下，上升ds12和下降ds12的取得不被认可。

在S203中，判定第1传感器70a的检测信号的SOPT1的上升和下降的取得、以及第2传感器70b的检测信号的SOPT2的上升和下降的取得是否成功。当在S203中判定为肯定时，进入S204，当判定为否定时，结束该原点设定处理。

在S204中，根据所取得的第1传感器70a的检测信号的SOPT1的上升和下降来准备第1位置信息，根据所取得的第2传感器70b的检测信号的SOPT2的上升和下降来准备第2位置信息。关于第1位置信息和第2位置信息的准备，以工件如情形1所示那样进行了移动时、即如图5A所示那样产生了各传感器的检测信号时为例进行说明。在该例子中，考虑到工件以恒定速度保持恒定的情况，将第1位置信息设为与中间点p10对应的位置的信息，该中间点p10是与上升ds11对应的位置p11和与下降ds12对应的位置p12的中间点。同样，将第2位置信息设为与中间点p20对应的位置的信息，该中间点p20是与上升ds21对应的位置p21和与下降ds22对应的位置p22的中间点。当S204的处理结束时，进入S205。

在S205中，根据在S204中准备出的第1位置信息和第2位置信息来进行原点的计算。该原点的计算通过计算部62来进行。具体而言，考虑到工件以恒定速度保持恒定的情况，将第1位置信息所表示的位置p10与第2位置信息所表示的位置p20的中间位置ps0计算为原点。以这样的方式计算出的原点在S206的处理中被设定部60交付给安全控制部50，设定为安全监视用的原点。

这样，在该原点设定处理中，上述的第1位置信息和第2位置信息是考虑到检测信号的上升和下降这两者来计算的，因此，能够成为不易受工件从哪个方向到达了规定位置影响且精度比较高的、表示工件的位置的信息。这意味着即使编码器3的安全性能相对较低，也能够提高基于控制系统的安全性能本身。其结果是，作为控制系统，能够以更简单的结构来提高与由马达2驱动控制的工件的位置监视相关的安全性能。

<变形例>

在上述的原点设定处理中，为了避免所计算的原点位置因动作不佳等某些理由而从原来的位置偏离并且由安全控制部50进行不适当的位置监视处理的情况，可以还进行与第1传感器70a相关的位置和与第2传感器70b相关的位置之间的距离的监视。具体而言，在不满足下述的第1条件和第2条件中的至少一个条件的情况下，即使在S205中计算出原点，设定部60也不进行S206中的原点的设定处理。

第1条件：

与来自第1传感器70a的检测信号SOPT1的上升ds11对应的位置p11和与来自第2传感器70b的检测信号SOPT2的上升ds21对应的位置p21之间的距离(p21-p11)为规定的第1基准距离以下。

第2条件：

与来自第1传感器70a的检测信号SOPT1的下降ds12对应的位置p12和与来自第2传感器70b的检测信号SOPT2的上升ds22对应的位置p22之间的距离(p22-p12)为规定的第2基准距离以下。

<第2结构例>

根据图6对能够应用图4所示的原点设定处理的实施方式的第2结构例进行说明。在本结构例中，也在伺服系统中包含两个第1传感器70a和第2传感器70b，但是，第1传感器70a是光电传感器，第2传感器70b是接近传感器。而且，两个传感器在工件的可动范围内位于彼此相邻的位置。因此，如图6的上段所示，第1传感器70a的检测信号的接通时间(从上升ds11到下降ds12的期间)Δt1的一部分成为与第2传感器70b的检测信号的接通时间(从上升ds21到下降ds22的期间)Δt2重叠的状态。

因此，在通过马达2使工件如图5B的情形1那样进行了移动时，如图6的上段所示，首先，在第1传感器70a的检测信号SOPT1中检测到工件的到达而产生该上升ds11。然后，在检测信号SOPT1的下降ds12之前，在第2传感器70b的检测信号SOPT2中检测到工件的到达而产生该上升ds21。然后，依次迎来检测信号SOPT1的下降ds12、检测信号SOPT2的下降ds22。在这样的结构中，当在原点设定处理的S203中判定为肯定时，在接下来的S204中，也考虑到工件以恒定速度保持恒定而将第1位置信息设为与中间点p10对应的位置的信息，该中间点p10是与上升ds11对应的位置p11和与下降ds12对应的位置p12的中间点。同样，也将第2位置信息设为与中间点p20对应的位置的信息，该中间点p20是与上升ds21对应的位置p21和与下降ds22对应的位置p22的中间点。在接下来的S205中，也考虑到工件以恒定速度保持恒定而将第1位置信息所表示的位置p10与第2位置信息所表示的位置p20的中间位置ps0作为原点，并在S206的处理中被设定部60交付给安全控制部50，设定为安全监视用的原点。

此外，在本结构例中，也在取得第1传感器70a的检测信号SOPT1的上升ds11和下降ds12时以及取得第2传感器70b的检测信号SOPT2的上升ds21和下降ds22时，对工件移动要求连续性。因此，如图5B所示，在工件在检测信号SOPT1或SOPT2的上升和下降之间进行了折返动作的情况下，与该动作相关的上升、下降的取得不被认可。另外，也可以将上述的变形例所示的、与第1传感器70a相关的位置和与第2传感器70b相关的位置之间的距离的监视应用于本结构例。

在这样的本结构例中，第1位置信息和第2位置信息也是考虑检测信号的上升和下降这两者来计算的，因此，能够成为不易受工件从哪个方向到达了规定位置影响且精度比较高的、表示工件的位置的信息。因此，作为控制系统，能够以更简单的结构提高与由马达2驱动控制的工件的位置监视相关的安全性能。

<第3结构例>

根据图7对能够应用图4所示的原点设定处理的实施方式的第3结构例进行说明。在本结构例中，在伺服系统中包含一个第1传感器70，第1传感器70可以为光电传感器或接近传感器。另外，编码器3在其内部具有存储器，将表示原点位置的信息(原点位置信息)预先存储到该存储器中。然后，在通过马达2使工件如图5B的情形1那样进行了移动时，如图7的上段所示，首先，在第1传感器70的检测信号SOPT1中检测到工件的到达而产生其上升ds11，然后，迎来其下降ds12。

在这样的结构中，当在原点设定处理的S203中判定为肯定时，在接下来的S204中，考虑到工件以恒定速度保持恒定而将第1位置信息设为与中间点p10对应的位置的信息，该中间点p10是与上升ds11对应的位置p11和与下降ds12对应的位置p12的中间点。另一方面，关于第2位置信息，将编码器3的存储器所存储的原点位置信息设为第2位置信息。此外，在图7中，用p20表示由该第2位置信息(原点位置信息)表示的原点位置。

在接下来的S205中，对在S204中准备出的上述的第1位置信息与第2位置信息进行比较，根据其比较结果来进行原点的计算。具体而言，在根据检测信号SOPT1的上升ds11和下降ds12而计算出的第1位置信息所表示的位置p10在以第2位置信息所表示的位置p20为基准时属于规定的范围内(以p20为中心的Δp1的范围内)的情况、即p10与p20的偏差在以p20为基准时属于规定的范围内的情况下，能够判断为现实的工件中的位置坐标与以第2位置信息为原点的设想的位置坐标实质上一致。因此，在这样的情况下，能够避免如下情况：即使由第2位置信息表示的位置p20在S206的处理中被设定部60交付给安全控制部50，并设定为安全监视用的原点，也对现实的工件中的位置监视功能带来不理想的影响。此外，第1位置信息是如上述那样利用该检测信号SOPT1的上升ds11和下降ds12来计算的，因此，不易受工件的运动影响，其位置精度比较高，上述的原点设定的位置精度也能够提高。

此处，在本结构例中，也在取得第1传感器70的检测信号SOPT1的上升ds11和下降ds12时，对工件移动要求连续性。因此，如图5B所示，在工件在检测信号SOPT1的上升和下降之间进行了折返动作的情况下，与该动作相关的上升、下降的取得不被许可。

<附记1>

一种控制系统，其对由马达(2)进行驱动控制的对象装置的控制状态进行监视，所述控制系统具有：

判断部(51)，其根据来自所述马达(2)所具有的编码器(3)的信号来计算所述对象装置的位置，对该对象装置的位置是否属于规定的监视范围进行判断；

切断部(43)，其切断为了从驱动部(44)向所述马达(2)供给驱动电流而向该驱动部(44)发送的驱动信号的传递；

安全控制部(50)，其在由所述判断部(51)判断为所述对象装置的位置不属于所述规定的监视范围时，经由所述切断部(43)执行所述驱动信号的切断处理；

设定部(60)，其设定所述规定的监视范围用的原点；以及

至少一个传感器(70、70a、70b)，其用于在所述对象装置的可动范围内，通过由所述马达对该对象装置进行驱动而使该对象装置到达了规定位置时，检测该到达，

所述设定部(60)具有：

取得部(61)，其关于在由所述马达(2)对所述对象装置进行规定的驱动控制时与该对象装置到达所述规定位置对应地从所述至少一个传感器(70、70a、70b)输出的检测信号，取得与该对象装置向该规定位置的接近对应的该检测信号的上升、以及与该对象装置从该规定位置的远离对应的该检测信号的下降；以及

计算部(62)，其利用根据所述检测信号的所述上升和所述下降来计算的、与所述对象装置的位置相关的第1位置信息以及第2位置信息来计算所述原点，该第2位置信息与该第1位置信息不同并且与该对象装置的位置相关。

标号说明

1：网络；2：马达；3：编码器；4：伺服驱动器；43：切断部；44：驱动部；50：安全控制部；51：判断部；52：切断指示部；60：设定部；61：取得部；62：计算部；70、70a、70b：传感器。

Claims (9)

1.一种控制系统，其对由马达进行驱动控制的对象装置的控制状态进行监视，所述控制系统具有：

判断部，其根据来自所述马达所具有的编码器的信号来计算所述对象装置的位置，对该对象装置的位置是否属于规定的监视范围进行判断；

切断部，其对为了从驱动部向所述马达供给驱动电流而向该驱动部发送的驱动信号的传递进行切断；

安全控制部，其在由所述判断部判断为所述对象装置的位置不属于所述规定的监视范围时，经由所述切断部执行所述驱动信号的切断处理；

设定部，其设定所述规定的监视范围用的原点；以及

多个传感器，其包含在所述对象装置的可动范围内通过由所述马达对该对象装置进行驱动而使该对象装置到达了第1规定位置时检测该到达的第1传感器和使该对象装置到达了第2规定位置时检测该到达的第2传感器，

所述设定部具有：

取得部，其关于在由所述马达对所述对象装置进行规定的驱动控制时与该对象装置到达所述第1规定位置对应地从所述第1传感器输出的检测信号，取得与该对象装置向该第1规定位置接近对应的该检测信号的上升、与该对象装置从该第1规定位置远离对应的该检测信号的下降、与该对象装置向所述第2规定位置接近对应的该检测信号的上升、以及与该对象装置从该第2规定位置远离对应的该检测信号的下降；以及

计算部，其根据所述规定的驱动控制中的所述对象装置的运动，基于来自所述第1传感器的检测信号的上升和下降来计算与该对象装置的位置相关的第1位置信息，并且基于来自所述第2传感器的检测信号的上升和下降来计算与该对象装置的位置相关的第2位置信息，并且根据与该规定的驱动控制中的该对象装置的运动，将位于该第1位置信息所表示的位置与该第2位置信息所表示的位置之间的规定候选场所计算为所述原点。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，

在所述规定的驱动控制中，所述对象装置以恒定速度被驱动，

所述计算部根据来自所述第1传感器的检测信号的上升和下降的中间点来计算所述第1位置信息，并且根据来自所述第2传感器的检测信号的上升和下降的中间点来计算所述第2位置信息，并且将该第1位置信息所表示的位置与该第2位置信息所表示的位置的中间位置作为所述规定候选场所。

3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，

所述第1规定位置与所述第2规定位置是分离的，以使来自所述第1传感器的检测信号从上升起到下降为止的接通时间与来自所述第2传感器的检测信号从上升起到下降为止的接通时间不重叠。

4.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，

所述第1规定位置与所述第2规定位置接近或一致，以使来自所述第1传感器的检测信号从上升起到下降为止的接通时间的一部分或全部与来自所述第2传感器的检测信号从上升起到下降为止的接通时间重叠。

5.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，

所述取得部构成为：当在所述规定的驱动控制中，在从来自所述第1传感器的检测信号上升起到通过所述第1规定位置为止的期间内所述对象装置进行折返动作时，不进行来自该第1传感器的检测信号的上升和下降的取得，

所述取得部构成为：当在所述规定的驱动控制中，在从来自所述第2传感器的检测信号上升起到通过所述第2规定位置为止的期间内所述对象装置进行折返动作时，不进行来自该第2传感器的检测信号的上升和下降的取得。

6.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，

所述设定部构成为：在不满足如下的第1条件和第2条件中的至少一个条件的情况下，所述设定部不进行所述规定的监视范围用的所述原点的设定，该第1条件是根据来自所述第1传感器的检测信号的上升和来自所述第2传感器的检测信号的上升而计算出的第1确认用距离为规定的第1基准距离以下，该第2条件是根据来自所述第1传感器的检测信号的下降和来自所述第2传感器的检测信号的下降而计算出的第2确认用距离为规定的第2基准距离以下。

7.一种控制系统，其对由马达进行驱动控制的对象装置的控制状态进行监视，所述控制系统具有：

判断部，其根据来自所述马达所具有的编码器的信号来计算所述对象装置的位置，对该对象装置的位置是否属于规定的监视范围进行判断；

切断部，其对为了从驱动部向所述马达供给驱动电流而向该驱动部发送的驱动信号的传递进行切断；

安全控制部，其在由所述判断部判断为所述对象装置的位置不属于所述规定的监视范围时，经由所述切断部执行所述驱动信号的切断处理；

设定部，其设定所述规定的监视范围用的原点；以及

第1传感器，在所述对象装置的可动范围内通过由所述马达对该对象装置进行驱动而使该对象装置到达了规定位置时，该第1传感器检测该到达，

所述设定部具有：

取得部，其关于在由所述马达对所述对象装置进行规定的驱动控制时与该对象装置到达所述规定位置对应地从所述第1传感器输出的检测信号，取得与该对象装置向该规定位置接近对应的该检测信号的上升、以及与该对象装置从该规定位置远离对应的该检测信号的下降；以及

计算部，其利用根据所述检测信号的所述上升和所述下降而计算出的、与所述对象装置的位置相关的第1位置信息以及与该对象装置的位置相关的不同于该第1位置信息的第2位置信息来计算所述原点，

所述编码器存储所述第2位置信息，

所述计算部根据所述规定的驱动控制中的所述对象装置的运动，基于来自所述第1传感器的检测信号的上升和下降来计算所述第1位置信息，并且对该第1位置信息与所述第2位置信息进行比较，根据该比较的结果将该第2位置信息所表示的位置计算为所述原点。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其中，

在所述规定的驱动控制中，所述对象装置以恒定速度被驱动，

所述计算部根据来自所述第1传感器的检测信号的上升和下降的中间点来计算所述第1位置信息。

9.根据权利要求7或8所述的控制系统，其中，

所述取得部构成为：当在所述规定的驱动控制中，在从来自所述第1传感器的检测信号上升起到通过所述规定位置为止的期间内所述对象装置进行折返动作时，不进行来自该第1传感器的检测信号的上升和下降的取得。