JP2001241943A - ドラムの回転位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円筒ドラムの回転伝達機構に弛みや遊びがあ
っても、常に、正確な回転位置を検出して、高い位置精
度で円筒ドラムを自動停止させる。 【解決手段】 円筒ドラム４が回転を開始し、磁石７ｂ
が絶対原点位置センサ（図示せず）と対向する位置に来
ると、パルスカウンタ１５はアブソリュートエンコーダ
５のパルスカウントを開始する。一方、投入口６が真上
に来て磁気センサがパルスを出す時のアブソリュートエ
ンコーダ５のパルスカウント数は予め記憶されている。
今、投入口６を真上の位置で停止させる停止指令を入力
すると、現在のパルスカウント数が停止位置に対応する
パルスカウント数に近付くと、ベクトルインバータ１の
周波数を徐々に低下させ、円筒ドラム４を超低速回転に
する。そして、磁気センサが検出されたときに円筒ドラ
ム４を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば円筒状の回
転ドラムを所定の回転位置で停止させるためのドラムの
回転位置決め装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、円筒ドラムに魚の頭
や内臓や骨などの魚あらを収納して、回転させながら乾
燥させるドラムの運転制御装置が知られる。このような
円筒ドラムでは、円周上に設けられた投入口がほぼ真上
の位置にあるときに魚あらなどを投入し、その後、例え
ば真上から４５度付近の位置等、内容物がこぼれない
で、且つ操作しやすい位置で一旦停止させ、投入口の蓋
を閉めてから回転させる。そして、乾燥が終了すると、
円筒ドラムの投入口の蓋を外して回転させ、内容物を排
出するようにしている。そして、従来、このような円筒
ドラムの停止位置決めは、作業者が手動操作で目視しな
がら行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のよう
に手動操作によって停止の位置決めを行っていると、正
確な位置決めを行うことは難しい。特に、被乾燥物を投
入したり排出したりする投入口の位置は、蓋外しの位置
決めをして自動的に機械で蓋の取り外しを行うため、比
較的精度良く停止位置で止める必要がある。一方、この
ような用途に使用される円筒ドラムの回転駆動機構は、
円筒ドラムを低速で回転させる関係上、モータなどの駆
動源から減速機を介して、チェーンやベルトなどの動力
伝達手段を経て円筒ドラムを回転させるように構成され
ている。このような回転駆動機構の場合、停止位置がド
ラム内部構造のアンバランスなどで逆戻りしたり、チェ
ーンやベルトの弛みの分が影響したりして、精度の高い
位置決めを行うことは難しい。さらに、減速機の伝達ギ
アの組み合わせ部分におけるバックラッシュなども影響
して、手動操作によって所望の精度で回転ドラムの停止
位置を決めることはかなり面倒である。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、円筒ドラムの回転伝達機構
に弛みや遊びがあっても、常に、正確な回転位置を検出
して、高い位置精度で円筒ドラムを自動停止させること
のできる回転位置決め装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、回転駆動源によって回転するドラムを
所望の位置で停止させるようにしたドラムの回転位置決
め装置において、前記ドラムの所定の位置を固定側適所
において検出する位置センサと、前記ドラムの回転に伴
ってパルスを出力するエンコーダと、前記エンコーダよ
り出力されるパルスをカウントすると共に、前記ドラム
の回転毎にカウント値がリセットされるカウンタと、前
記位置センサの出力と前記カウンタの出力とに基づい
て、前記回転駆動源を制御して前記ドラムを停止させる
制御手段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】このような構成によれば、目視による手動
操作を要することなく、自動的に且つ、高精度でドラム
を停止させることができる。

【０００７】また、本発明のドラムの回転位置決め装置
は、前記カウンタが所定のカウント値となった場合に、
前記位置センサの出力があることを条件として前記回転
駆動源を停止することを特徴とする。

【０００８】カウンタの計数値のみに基づいて回転位置
決めをする場合は、制御構成は容易であるが、円筒ドラ
ムの回転伝達機構に弛みや遊びがある場合は、正確な位
置決めができなくなる。そこで、位置センサ出力を併用
することにより、極めて高い位置精度でドラムを停止す
ることができる。

【０００９】また、本発明のドラムの回転位置決め装置
は、前記ドラムを所定の位置に停止させる場合に、前記
カウンタの計数値に基づいて前記ドラムの回転速度を小
さくすることを特徴とする。

【００１０】このような構成によれば、例えば、ドラム
が停止位置に近づいた場合、或いはドラムが停止位置に
近づくにしたがってドラムの回転数を低下させつつ停止
させることができるので、ドラムの慣性モーメントの影
響を小さくすることができ、正確な位置で停止させるこ
とができる。この場合は、ドラムの停止位置を予測する
ことにカウンタのカウント値を用い、正確な位置で停止
させるために位置センサ出力を用いる。このような構成
によっても、ドラムの回転伝達機構に弛みや遊びがあっ
ても、常に、正確な回転位置を検出して、高い位置精度
でドラムを自動停止させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明にお
ける円筒ドラムの回転位置決め装置の実施の形態を説明
する。 実施の形態１．図１は本発明の実施の形態における回転
ドラム機構の構成図、図２は、図１の円筒ドラムを側面
から見た場合の絶対位置センサの配置図である。図１に
示す回転ドラム機構は、駆動源である交流可変速のベク
トルインバータ１ａを有するモータ１と、このモータ１
に直結されて回転速度を落とすための減速機２と、減速
機２の動力を円筒ドラム４へ伝達するためのチェーンや
ベルトなどの動力伝達手段３と、動力伝達手段３から動
力を受けて、低速で回転しながら収納された被乾燥物を
乾燥させるための円筒ドラム４と、円筒ドラム４の回転
に対応して所定のパルス数を生成するアブソリュートエ
ンコーダ５を備えている。

【００１２】円筒ドラム４は、一例として、直径2.5
ｍ、長さ８ｍの回転自在なドラムであり、内部は乾燥炉
となっていて、魚あらなどのリサイクル物を収納して低
速で回転するように構成されている。円筒ドラム４に
は、図２における垂直上部に被乾燥物を投入したり約４
５度の位置で蓋の取り外しをしたりするための投入口６
が設けられている。この投入口６はその位置が真上にお
いて、図示しないホッパの口に嵌合される。さらに、投
入口6はその位置が真下において、図示しない排出ダク
トの口に嵌合される。尚、投入口６が投入側ホッパや排
出側ダクトの口に嵌合するためには、円筒ドラム４の停
止位置は±１０ｍｍ以内の精度で定められなければなら
ない。さらに、円筒ドラム４には、投入口６とほぼ同一
円周上の位置で、投入口６の邪魔にならない位置に磁石
７ａが設けられ、また、円周上の任意の位置に磁石７ｂ
が設けられている。なお、これら磁石の取付位置は一例
であり、これらの取付位置に限定されないことは言うま
でもない。例えば磁石７ａは、投入口６と回転方向に同
じ角度位置に設けたが、位置をずらせて設けるようにし
ても良い。

【００１３】一方、円筒ドラム４の円周近傍の固定側位
置の適所には、磁石７ａ，７ｂと協働して円筒ドラム４
の回転位置を検出するための磁気センサ（近接スイッ
チ）８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが所定の角度を保って設け
られている。磁気センサ８ａは磁石７ａを検出すること
により投入口６が真上に位置したときを検出する。磁気
センサ８ｂは磁石７ａを検出することにより投入口６が
４５度回転したときの位置を検出する。磁気センサ８ｃ
は磁石７ａを検出することにより投入口６が真下に位置
したときを検出する。磁気センサ８ｄは、円筒ドラム４
が１回転する毎に磁石７ｂを検出して後述するカウンタ
をリセットする信号を出力する。これら磁石７ａ，７ｂ
と磁気センサ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは本発明の絶対位
置センサを構成するが、以下、磁気センサ８ｄで構成さ
れる絶対位置センサを特に絶対原点位置センサと呼ぶこ
とにする。

【００１４】各磁気センサ８ａ、８ｂ、８ｃは、回転方
向前後に近接して設けられた一対の磁気センサにより構
成され、回転方向に所定の距離を有して検出できるよう
構成されている。これにより、円筒ドラムの停止位置に
精度内の許容値を持たせている。なお、本実施の形態に
おいては、磁気センサを４つ設け、各々の出力により各
所定の位置を検出するようにしたが、例えば、磁気セン
サは一つとし、円筒ドラム４上に上述した所定位置を検
出するための磁石を複数、所定箇所に設け、回転ドラム
の一回転毎に磁気センサの出力数をモニタすることによ
り、何れの磁石、即ち円筒ドラムの何れの位置を検出し
ているかを判断するように構成しても良い。

【００１５】ベクトルインバータ１ａは、ベクトル制御
を行う交流可変速インバータでもよいし、半導体方式の
ＰＷＭ制御を行う周波数可変インバータであってもよ
い。このベクトルインバータ１ａは、円筒ドラム４を高
い位置精度で停止させるために、超低速にすることがで
きるような低周波数に可変できるようになっている。ま
た、減速機２は、円筒ドラム４を低速回転するため減速
手段であり、円筒ドラム４に収納された内蔵物の種類や
量によって、最適な減速比に可変できるように構成され
ている。さらに、動力伝達手段３は、円筒ドラム４を減
速機２から独立した位置で回転させる配置関係から、ギ
アではなく、チェーンやベルトなどで構成されている。

【００１６】アブソリュートエンコーダ５は、本実施の
形態においては、円筒ドラム４が１回転したときに約３
２回転するように減速機２に直結されている。そして、
アブソリュートエンコーダ５から出力されるパルスのカ
ウント数は、円筒ドラム４が１回転する毎に後述する絶
対位置センサ出力によりクリアされ、再びゼロからカウ
ントされる。通常、アブソリュートエンコーダ５は、１
回転で数十〜数千パルスを出すので、円筒ドラム４が１
回転する間には、かなりの数のパルスを出力する。従っ
て、アブソリュートエンコーダ５は、円筒ドラム４の１
回転をかなり高い分解能で検出することができる。

【００１７】図３は実施の形態における制御ブロック図
を示す。この制御ブロックは、例えばＰＬＣ（Programm
able Logic Controller）１０で構成され、アブソリュ
ートエンコーダ５の出力パルスを計数するパルスカウン
タ１５と、磁気センサ８ｄの出力パルスによりパルスカ
ウンタ１５をリセットするリセット回路１３と、円筒ド
ラムを所望の位置に停止させる場合に、エンコーダパル
スのカウント数（停止パルス数）を記憶する停止パルス
数格納メモリ１６と、パルスカウンタ１５の計数値と停
止パルス数格納メモリ１６の記憶値とを減算比較する比
較演算部１８と、比較演算部１８の出力に基づいてベク
トルインバータ１ａへの入力信号を形成する減速回路２
０とを備えている。

【００１８】以下、図１〜図３を参照しつつ、図４のフ
ローチャートに従って、本実施の形態における円筒ドラ
ムの回転位置決め装置の動作について説明する。先ず、
通常運転時（Ｓ１）は、ベクトルインバータ１ａにより
モータ１が所定の回転速度で駆動され、円筒ドラム４が
回転を行っている。このとき、パルスカウンタ１５はア
ブソリュートエンコーダ５からのパルスをカウントして
いるが、円筒ドラム４に取り付けられた磁石７ｂが絶対
原点位置センサ８ｄに対向する位置を通過する毎に、リ
セット回路１３によりそのカウント値がリセットされ
る。

【００１９】停止パルス数格納メモリ１６には、投入口
６が真上に位置する場合、４５度の位置となる場合、真
下に位置する場合のそれぞれにおけるパルスカウンタ１
５の計数値が予め記憶されている。

【００２０】そして、例えば、投入口６を真上の位置で
停止させようとするときに停止指令を入力すると（Ｓ
２，ｙｅｓ）、ＰＬＣ１０は、比較演算部１８により、
パルスカウンタ１５のパルスカウント数とそれに対応す
る記憶値（磁気センサ８ａの位置に対応するパルスカウ
ント数）とを減算比較し（Ｓ３）、その差が所定値以下
となると（Ｓ４，ｙｅｓ）、減速回路２０の出力を変更
し、ベクトルインバータ１ａの周波数を低下させ、円筒
ドラム４の回転数を超低速回転にするように制御する
（Ｓ５）。そして、磁気センサ８ａからの出力パルスが
あった場合に（Ｓ６，ｙｅｓ）、モータ１を停止させて
（Ｓ７）、円筒ドラム４の回転を停止させる。これによ
って、円筒ドラム４を低速運転とした後、停止させるこ
とができるので、極めて精度よく停止位置を定めること
ができる。

【００２１】実施の形態２．図５は実施の形態２の動作
を示すフローチャートである。上述したステップＳ６に
おいては、減速させた後に磁気センサ８ａが検出される
ことを条件として円筒ドラム４を停止させるようにした
が、図５に示すように、パルスカウンタのカウント値と
記憶値とが等しくなり、且つ同時に磁気センサ８ａが検
出されることで、その位置に円筒ドラムを停止させるよ
うにしても良い。なお、図５において、ステップＳ１１
〜Ｓ１４は、図４に説明したステップＳ１〜Ｓ５と同じ
であるが、本実施の形態においては、ステップＳ１４の
減速指令は必ずしも必要ではない。

【００２２】この場合、ステップＳ１５において、カウ
ント値が記憶値と等しくなったが、そのときに磁気セン
サが検出されない場合（Ｓ１５，ｎｏ）は、リトライ回
数がｎ（ここでは１）未満であることを条件に（Ｓ１
６，ｙｅｓ）、磁気センサ８ａの位置に対するカウント
値または記憶値の過不足を判断する（Ｓ１７）。例え
ば、磁気センサ８ａの位置で、パルスカウント数が±１
０ｍｍの停止位置に相当する許容範囲をオーバしたとき
は、回転伝達機構の弛みや遊び分を見込んで、円筒ドラ
ム４を、オーバしたパルスカウント数よりもαカウント
数だけ余分に戻す（Ｓ１８）。

【００２３】この場合、パルスカウンタをアップダウン
カウンタにより構成しておけば、そのカウント数も戻し
た分に相当するパルス数だけ減じられるので、その位置
から再び円筒ドラム４を元の方向に回転させて、前述と
同様に、予め設定されている停止予定位置のエンコーダ
パルスと磁気センサ８ａが送出するパルスとが一致する
かどうかをリトライし（Ｓ１９）、ステップＳ１５に戻
る。ここで、一致した場合は（Ｓ１５，ｙｅｓ）、ステ
ップＳ２０に進んでモータを停止させる。

【００２４】一方、所定のリトライ回数（例えば１回）
を繰り返しても、タイミングずれが生じてパルスが一致
しないとき（Ｓ１６，ｎｏ）は、磁気センサ８ａのみに
よる停止動作に切り替え（Ｓ２１）、磁気センサ８ａか
らのパルス出力があった場合に（Ｓ２２，ｙｅｓ）、ア
ラーム表示を行って（Ｓ２３）、モータを停止させる。

【００２５】尚、予め設定されている停止予定位置のパ
ルスカウント数目のパルスと、磁気センサ８ａが送出す
るパルスとが一致しなかったときは、そのまま同方向の
回転を続けて、原点位置センサ８ｄによりアブソリュー
トエンコーダ５のパルスカウント数をクリアしてから、
再度、停止予定位置のエンコーダパルスと磁気センサ８
ａのパルスとの一致をリトライするようにしても良い。

【００２６】上記の何れかの方法によって数回リトライ
しても、両パルスにタイミングずれが生じるときは、回
転伝達機構の弛みや遊びが変化したものと見なし、ＣＲ
Ｔなどにアラームを表示する（Ｓ２３）。そして、アブ
ソリュートエンコーダ５の取り付け位置の変更や、磁気
センサ８ａ，８ｂ、８ｃに対応するパルスカウント数の
設定の変更を行う。なお、回転伝達機構に弛みや遊びが
生じて、カウンタによるカウント値と位置センサの出力
が一致しなくなった場合は、位置センサ出力に基づいて
カウンタ計数値の修正を行う。

【００２７】上記の説明は、投入口６を真上の位置で停
止させる場合について述べたが、４５度の位置での停止
や真下の位置での停止についても、それぞれの位置に対
応する磁気センサ８ｂまたは８ｃに対応するパルスカウ
ント数が予め設定されているので、その位置での磁気セ
ンサとエンコーダパルスとの一致によって円筒ドラム４
を停止させればよいことは前述の場合と同様であり、こ
こでの動作説明は省略する。

【００２８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の円筒ド
ラムの回転位置決め装置は、磁気センサのパルスと、エ
ンコーダのパルス出力とに基づいてドラムを停止させる
ので、極めて高い位置精度で円筒ドラムを停止させるこ
とができる。さらに、回転駆動源を極低速からゼロ速度
設定できる装置としてゼロ速度設定をしてブレーキをか
け、その後設定をなくしたので、機械のアンバランスに
よる逆転位置ずれも防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における回転ドラム機構の
構成図である。

【図２】図１の円筒ドラムを側面から見た場合の磁気セ
ンサの配置図である。

【図３】ＰＬＣ及びその周辺機器のシステム構成を示す
ブロックである。

【図４】本発明における円筒ドラムの回転位置決め装置
の動作の流れを示すフローチャートである。

【図５】本発明における円筒ドラムの回転位置決め装置
の他の動作の流れを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ モータ、 １ａ ベクトルインバータ、 ２ 減速
機、 ３ 動力伝達手段、 ４ 円筒ドラム、 ５ ア
ブソリュートエンコーダ、 ７ａ、７ｂ 磁石、８ａ、
８ｂ、８ｃ 磁気センサ、 ８ｄ 原点位置センサ、
１０ ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、
１３ リセット回路、 １５ パルスカウンタ、 １６
停止パルス数格納メモリ、 １８ 比較演算部、 ２
０ 減速回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｄ 5/12 Ｇ０１Ｄ 5/12 Ｌ Ｆターム(参考） 2F063 AA35 BC02 DA04 DD04 DD08 EA03 GA52 JA08 KA03 2F069 AA83 BB40 CC02 DD12 EE04 GG06 GG59 HH07 HH15 MM38 MM40 2F077 AA38 CC02 JJ01 JJ07 NN17 NN24 PP05 QQ02 QQ11 QQ15 QQ17 VV01 3L113 AA06 AC42 AC47 AC58 AC63 AC68 CA06 CB29 CB34 DA08 DA25

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動源によって回転するドラムを所
   望の位置で停止させるようにしたドラムの回転位置決め
   装置において、 前記ドラムの所定の位置を固定側適所において検出する
   位置センサと、 前記ドラムの回転に伴ってパルスを出力するエンコーダ
   と、 前記エンコーダより出力されるパルスをカウントすると
   共に、前記ドラムの回転毎にカウント値がリセットされ
   るカウンタと、 前記位置センサの出力と前記カウンタの出力とに基づい
   て、前記回転駆動源を制御して前記ドラムを停止させる
   制御手段とを備えたことを特徴とするドラムの回転位置
   決め装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のドラムの回転位置決め
   装置において、 前記カウンタが所定のカウント値となった場合に、前記
   位置センサの出力があることを条件として前記回転駆動
   源を停止することを特徴とするドラムの回転位置決め装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のドラム
   の回転位置決め装置において、 前記ドラムを所定の位置に停止させる場合に、前記カウ
   ンタの計数値に基づいて前記ドラムの回転速度を小さく
   することを特徴とするドラムの回転位置決め装置。