JP2002302235A - 位置決め制御装置及び位置決め制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、搬送されるワークを的確に停
止・位置決めを行う。 【解決手段】 ワーク１の搬送（Ｘ）方向の先端部エッ
ジ１ａ及び位置決め用マーク１Ｍを検出するセンサ４４
を有し、制御器３は、センサ４４からの先端部エッジ１
ａの通過検出信号に基づき、サーボモータ（搬送手段）
２２を制御するとともに、先端部エッジ１ａ検出後の所
定時間Ｔ経過後に、センサ４４による位置決め用マーク
１Ｍの検出に基づく位置決め制御を行なうように制御す
る。上記構成により、少ないセンサ数によりワーク１の
減速制御と位置決め制御が可能となり、簡単な構成で信
頼性の高い位置決め制御装置及び制御方法を提供でき
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、搬送されてくるワ
ークを減速させ、そして所定位置に位置決めするのに好
適な位置決め制御装置及び位置決め方法の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ロボット等を採用して自動化された製造
工程では、多くの場合、ワークに対する位置決め制御技
術が組み込み採用されている。位置決め制御は、たとえ
ばＸ−Ｙ−θテーブルの移動にて位置決め位置近辺に位
置付けられたワークに対し、ワークに付された位置決め
用マークをカメラ等で撮影し、制御手段が、その撮影さ
れたマークパターンの認識位置と予め設定された基準位
置との差が零となるように、Ｘ−Ｙ−θテーブルを駆動
してワークの最終位置決めが行なわれる。

【０００３】なお、一般には上述のように、ワークに付
された位置決め用マークの撮像信号に基づいて位置決め
が行なわれるが、ワークの種類等によっては、位置決め
用マークに代えて、例えば、ワーク自体の外形や回路パ
ターンが用いられることも有る。

【０００４】しかしながら、ワークの種類やワークの製
造処理工程によっては、高速搬送されてくるワークの検
知から始まり、減速制御を行なって所定位置近傍に位置
付け、そして最終的にそのワークを所定位置に正確に位
置決めするまでの一連の制御を高速に行なうことが要求
される場合があり、本願発明の位置決め制御では、その
ように搬送されてくるワークを検知し、その検知したワ
ークの搬送の減速制御と、ワークの位置決め制御の２段
階制御を連続的に行なうものである。

【０００５】ワークに対する減速制御と位置決め制御の
２段階制御を制御系を構成して短時間で効率良く行なう
ために、従来の位置決め制御装置では、搬送されてくる
ワークを捕らえて減速制御のタイミング信号を得る第１
のセンサと、ワークが所定位置近傍に到達したことを検
出する第２のセンサと、このワークを最終位置決めする
ために、ワークに付された位置決め用マークを撮像する
第３のセンサとの計３個のセンサが配置されていた。

【０００６】上記３個のセンサのうち、第１のセンサは
搬送されてくるワークを検知して、搬送手段に減速制御
のタイミングを与えるもので、移動中のワークの先端
部、例えば先端部エッジの通過を検出する。第２のセン
サは、第1のセンサの位置よりワークの搬送方向の先方
に設けられ、移動中のワークの先端部、例えば先端部エ
ッジの通過を検出することで、ワークが所定位置近傍に
到達したことを検出する。第３のセンサは、第1のセン
サの位置よりワークの搬送方向の手前側に設けられ、位
置決め制御を行なうための位置決め用マークの検出を行
なうものである。

【０００７】なお、ワークに対する上記位置決めは、第
２のセンサでワークが所定位置近傍に到達したことが検
出された後、第３のセンサの位置決め用マークの撮影映
像信号に基づき行なわれる。従って、もしも第２のセン
サによるワーク検出信号が得られる前に、ワークにおけ
る位置決め用のマークに紛らわしいマークが第３のセン
サによって撮影検出されても、制御系がその検出信号に
基づき誤って位置決め制御を行なうことはない。

【０００８】図６は、フィルム状ワークのパッケージン
グを行なうのに適用された従来の位置決め制御装置の構
成図で、図７は図６に示した装置の制御手順の説明図、
図８はワークの搬送移動速度特性図である。

【０００９】図６に示したように、フィルム状のワーク
１は、搬送手段２の搬送ベルト２１上に載置され、サー
ボモータ２２の回転駆動によって矢印Ｘ方向に向けて高
速搬送されてくる。サーボモータ２１は制御器３により
回転制御され、制御器３は、搬送ベルト２１の上方に配
置された第１ないし第３のセンサ４１〜４３からのワー
ク検出信号を受けて、減速制御と位置決め制御を行な
う。

【００１０】第１のセンサ４１は図７（ａ）に示すよう
に、搬送移動してくるワーク１の先端部エッジ１ａを検
出し、第２のセンサ４２は図７（ｂ）に示すように、停
止位置ライン４２ａ近傍に到達したワーク１の先端部エ
ッジ１ａを検出し、そして第３のセンサ４３は図７
（ｃ）に示すように、ワーク１に付された位置決め用の
マーク１Ｍを検出し制御器３に供給する。

【００１１】すなわち、図６に示す構成の従来の位置決
め制御装置において、第１ステップでは、制御器３はサ
ーボモータ２２を回転制御して、図８に示すようにワー
ク１が速度Ｖで矢印Ｘ方向に向け移動するように制御す
る。

【００１２】第２ステップにおいて、制御器３は、図７
（ａ）に示すように、第１のセンサ４１から、減速開始
ライン４１ａにおけるワーク１の先端部エッジ１ａの通
過検出信号の供給を受ける。減速開始ライン４１ａにお
けるワーク１の先端部１ａの検出信号を受けた制御器３
は、サーボモータ２２に対し、図８に示す予め設定され
た特性曲線に沿った速度制御を行なう。

【００１３】第３ステップにおいて、制御器３は、第２
のセンサ４２からワーク１先端部エッジ１ａが図７
（ｂ）に示すように、停止位置ライン４２ａ近傍に到達
して旨の検出信号を受ける。

【００１４】次に、第２のセンサ４２からワーク先端部
エッジ１ａの検出信号を受けた制御器３は、図６に示す
第３のセンサ４３から、ワーク１の位置決め用のマーク
１Ｍの映像検出信号を導入し、位置決め用マーク１Ｍの
認識位置が、予め設定された基準位置ライン４３ａに一
致したとき、つまり図７（ｃ）に示すように、両者の位
置ずれ量が零になったときにワーク１の移動を停止させ
るようにサーボモータ２２を回転制御し、ワーク１の位
置決め制御が行われる（第４のステップ）。

【００１５】このように、制御器３は、第２のセンサ４
２によるワーク１の先端部エッジ１ａの検出信号の供給
を受けた後、第３のセンサ４３による位置決め用のマー
ク１Ｍの検出による位置決め制御を行なうので、図６及
び図７に示したように、たとえワーク１の先端部エッジ
１ａと位置決めマーク１Ｍとの間に、位置決め用マーク
１Ｍと紛らわしい擬似マーク１Ｇ１、１Ｇ２等が存在し
たとしても、第３のセンサ４３によるそれら擬似マーク
１Ｇ１、１Ｇ２の映像検出信号に基づき、誤って位置決
め制御を行なうことは回避される。

【００１６】このように、従来の位置決め制御装置は、
３個のセンサ（４１〜４３）を配置し、制御器３は、第
１のセンサ４１からワーク１の通過検知信号を導入して
減速制御を行い、第２のセンサ４２から所定範囲内での
ワーク到達確認信号の供給を得て後、第３のセンサ４３
からの信号を取り込み位置制御を行なうように構成され
ている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
位置決め制御装置は、高速で搬送移動されるワークを減
速させ、そして位置決めを行なうのに、第１から第３の
センサ４１〜４３の３個のセンサを配置したので、構成
が複雑であり改善が要望されていた。

【００１８】そこで本発明は、簡単な構成からなる位置
決め制御装置及び位置決め制御方法を提供することを目
的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来の課
題を解決するためになされたもので、第１の発明は、位
置決め制御装置において、位置決め用マークを付したワ
ークを搬送する搬送手段と、この搬送手段によって搬送
される前記ワークの先端部及び前記位置決め用マークを
検出するセンサと、このセンサによる前記先端部の検出
信号に基づいて前記搬送手段を制御するとともに、前記
先端部検出後の予め設定された所定時間経過後、または
前記先端部検出後の予め設定された所定距離前記ワーク
が移動された後に、前記センサからの前記位置決め用マ
ークの検出信号に基づいて前記ワークを位置決めする制
御手段とを具備することを特徴とする。

【００２０】第２の発明は、位置決め制御方法におい
て、搬送されてくるワークの先端部をセンサにより検出
する第１のステップと、この第１のステップによって先
端部が検出された前記ワークの搬送を減速制御させる第
２のステップと、前記第１のステップにおける前記先端
部検出後の予め設定された所定時間経過後、または前記
先端部検出後の予め設定された所定距離前記ワークが移
動された後に、前記ワークの位置決め用マークを前記セ
ンサで検出する第３のステップと、この第３のステップ
で検出された前記位置決め用マークの検出信号に基づい
て前記ワークを位置決めする第４のステップとからなる
ことを特徴とする。

【００２１】第３の発明は、位置決め制御装置におい
て、位置決め用マークを付したワークを搬送する搬送手
段と、この搬送手段によって搬送される前記ワークの先
端部を検出する第１のセンサと、この第１のセンサの位
置より前記搬送方向の先方に設けられ、前記位置決め用
マークを検出する第２のセンサと、前記第１のセンサか
らの前記先端部の検出信号に基づいて前記搬送手段を制
御するとともに、前記先端部検出後の予め設定された所
定時間経過後、または前記先端部検出後の予め設定され
た所定距離前記ワークが移動された後に、前記第２のセ
ンサからの前記位置決め用マークの検出信号に基づいて
前記ワークを位置決めする制御手段とを具備することを
特徴とする。

【００２２】そして第４の発明は、位置決め制御方法に
おいて、搬送されてくるワークの先端部を第１のセンサ
により検出する第１のステップと、この第１のステップ
によって先端部が検出された前記ワークの搬送を減速制
御する第２のステップと、前記第１のステップにおける
前記先端部検出後の予め設定された所定時間経過後、ま
たは前記先端部検出後の予め設定された所定距離前記ワ
ークが移動された後に、前記ワークの位置決め用マーク
を第２のセンサにより検出する第３のステップと、この
第３のステップで検出された前記位置決め用マークの検
出信号に基づいて前記ワークを位置決めする第４のステ
ップとからなることを特徴とする。

【００２３】このように第１から第４の発明によれば、
センサによりワークの先端部を検出し、制御手段は、そ
のセンサからの前記先端部の検出信号に基づき搬送手段
を制御するとともに、その検出信号受信後の予め設定さ
れた所定時間経過後、または予め設定された所定距離ワ
ークが移動された後に、そのセンサあるいは他のセンサ
により位置決め用マークを検出して位置決め制御を行な
うので、配置されるセンサ数を削減でき、構成の簡略化
が可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明による位置決め制御
装置の一実施の形態を図１及び図４を参照して詳細に説
明する。なお、図６から図８で示した従来の構成と同一
構成には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

【００２５】図１は、本発明による位置決め制御装置及
び位置決め制御方法の第１の実施の形態を示す構成図
で、フィルム状のワーク１は、搬送手段２であるサーボ
モータ２２及びそのサーボモータ２２により駆動される
搬送ベルト２１によって矢印Ｘ方向に高速搬送され、サ
ーボモータ２２は制御器３によって回転制御される。

【００２６】ワーク１の搬送方向（矢印Ｘ方向）に沿っ
て、１個のセンサ４４が配置されており、センサ４４
は、次の２つの機能を有する。

【００２７】一つは通過するワーク１の先端部エッジ１
ａを検出し、その検出信号を制御器３に供給する機能で
あり、他の一つは、ワークの位置決めマーク１Ｍの映像
を捕らえて、その映像信号を同様に制御器３に供給する
機能である。

【００２８】すなわち、制御器３はサーボモータ２２を
制御し、ワーク１を矢印Ｘ方向に高速搬送させるととも
に、図２（ａ）の動作手順及び図３の搬送移動速度特性
図に示したように、センサ４４から先端部エッジ１ａの
通過検出信号を受けると、直ちに（あるいは一定時間の
経過を経てから）サーボモータ２２を減速制御し、予め
設定した所定時間Ｔ経過後に、ワーク１の先端部エッジ
１ａが所定の停止位置ラインＬ近傍に到達するように制
御する。ここで、所定時間Ｔの経過後は、ワーク１にお
ける擬似マーク１Ｇ１、１Ｇ２がいずれもセンサ４４の
下方を通り過ぎるような時間Ｔに設定される。

【００２９】制御器３は、サーボモータ２２への減速制
御を開始した後、所定時間Ｔ経過後に、図２（ｂ）の動
作手順に示すように、センサ４４から供給される減速状
態下に有るワーク１に付された位置決めマーク１Ｍの検
出信号に基づき、その検出位置と基準位置ライン４４ａ
との差が零になったときにワーク１の搬送を停止させる
ようサーボモータ２２を制御する。

【００３０】上記のように、この第１の実施の形態で
は、制御器３は、少なくともセンサ４４によるワーク１
の先端部エッジ１ａの通過検出信号の供給を受けた後、
所定時間Ｔ経過するまでの間は、センサ４４からたとえ
位置決め用マーク１Ｍと紛らわしい擬似マーク１Ｇ１、
１Ｇ２の映像信号が制御器３に供給されたとしても、制
御部３はそのセンサ４４からの映像信号に基づく位置決
め制御を行なわないので誤動作は回避される。

【００３１】なお上記説明で、制御器３側では、センサ
４４からの先端部エッジ１ａ検出信号を基準に少なくと
も所定時間Ｔの経過後に、センサ４４からの信号により
位置決め制御を行なったが、センサ４４側にタイマを備
えて、先端部エッジ１ａ検出信号供給後の少なくとも所
定時間Ｔの経過後に、位置決め用マーク１Ｍの映像信号
を制御器３に供給するようにして、途中の擬似マーク１
Ｇ１、１Ｇ２による位置決め制御の誤動作を回避するよ
うにしても良い。

【００３２】また、図３に示したサーボモータ２２によ
る搬送移動速度特性図の特性曲線は、ワーク１の搬送速
度やワーク１の先端部エッジ１ａ位置から位置決め用の
マーク１Ｍまでの距離の長さや、搬送ベルト２１とワー
ク１との間のすべり摩擦係数等種々の条件に基づき、安
定かつより効率的に減速停止するように予め設定されて
いる。

【００３３】上記説明のようにこの第１の実施の形態で
は、制御器３は、１個のセンサ４４からの検出信号のみ
によって、サーボモータ２２を減速制御及び位置決め制
御を行なうので、簡単な構成により、従来と同様に誤検
出を回避しつつ、位置決め停止制御が可能であり、部品
点数が少なく信頼性の高い位置決め制御装置を提供する
ことができる。

【００３４】次に、上記第１の実施の形態では、ワーク
１の搬送速度を早めたとき、センサ４４によるワーク１
の先端部エッジ１ａ検出信号を得てから、制御器３がサ
ーボモータ２２を減速制御を行なったのでは、ワーク１
の先端部エッジ１ａが停止位置ラインＬをオーバしてし
まうことが考えられる。

【００３５】そのような場合、２つのセンサを配置して
位置決め制御することができる。

【００３６】すなわち、２つのセンサを配置して位置決
め制御する本発明の第２の実施の形態を図４及び図５を
参照して説明する。

【００３７】図５（ａ）に示すように、第１のセンサ４
５はワーク１の先端部エッジ１ａ通過を通過検出ライン
４５ａの位置において検出して制御器３に供給して、第
１の実施の形態と同様に、制御器３をしてワーク１に対
する減速制御を実行させる。

【００３８】次に、その減速制御の実行から予め設定さ
れた所定時間Ｔ経過して、ワーク１の先端部エッジ１ａ
が所定の停止位置ラインＬ近傍に到達した後に、第１セ
ンサ４５と停止位置ラインＬとの間に配置された第２の
センサ４６により、図５（ｂ）に示すように、検出され
た位置決め用マーク１Ｍの認識位置と、予め設定された
基準位置ライン４６ａ位置との間の差が零となったとこ
ろでワーク１の搬送を停止させ位置決めするように作動
させる。

【００３９】従って、第２の実施の形態によれば、ワー
ク１の先端部エッジ１ａとワーク１に形成された位置決
め用マーク１Ｍとの間の距離が短くても、第１のセンサ
４５が搬送方向の手前側でワーク１の通過を捕らえて減
速制御に入るので、第２のセンサ４６は支障なく停止位
置ラインＬ近傍に到達したワーク１の位置決め用マーク
１Ｍを捕らえて、位置決め制御を行なうことができる。

【００４０】なお、上記の二つの実施の形態において
は、いずれもワーク１の先端部エッジ１ａがセンサ４
４、あるいは第１センサ４５により検出された後の所定
時間経過後におけるセンサからの位置決め用マーク１Ｍ
の検出信号に基づいてワークの位置決めを行なうように
したが、ワーク１の先端部エッジ１ａがセンサ４４、あ
るいは第１センサ４５により検出された後の予め設定し
た所定距離ワーク１が移動された後におけるセンサから
の位置決め用マーク１Ｍの検出信号に基づいてワークの
位置決めを行なうようにしても良い。この場合、例えば
サーボモータ２２にエンコーダを取り付け、このエンコ
ーダ値よりワーク１の搬送距離を把握することができ
る。またこの場合、所定距離とは、図示例による擬似マ
ーク１Ｇ１、１Ｇ２による誤動作を回避するためには、
ワーク１における先端部エッジ１ａより擬似マーク１Ｇ
１、１Ｇ２までの距離以上に設定することが好ましい。

【００４１】以上説明のように、本発明によれば、セン
サ数が１または２個の構成でも、搬送されるワークを的
確に減速、そして位置決め制御することができるので、
簡単な構成により信頼性の高い位置決め制御装置及び位
置決め制御方法を提供できる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明装置及び方法によ
れば、数少ないセンサの設置によって、搬送されるワー
クの減速及び位置決め制御を行なうことができるので、
実用に際し得られる効果大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による位置決め装置の第１の実施の形態
を示す構成図である。

【図２】図１に示す装置の動作説明図である。

【図３】図１に示す装置の搬送手段の搬送速度特性図で
ある。

【図４】本発明による位置決め装置の第２の実施の形態
を示す構成図である。

【図５】図４に示す装置の動作説明図である。

【図６】従来の位置決め制御装置を示す構成図である。

【図７】図７に示す装置の動作説明図である。

【図８】図６に示す装置の搬送手段の搬送速度特性図で
ある。

【符号の説明】

１ ワーク ２ 搬送手段 ２１ 搬送ベルト ２２ サーボモータ ３ 制御器（制御手段） ４１〜４６ センサ １Ｍ 位置決め用マーク １Ｇ１、１Ｇ２ 擬似マーク Ｌ 停止位置ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F027 AA02 CA02 DA01 DA02 EA01 FA12 3F048 AA00 AB06 BA21 BB02 BB10 CC03 DA06 DB07 DB11 DC11 EB31 3F102 AA20 AB05 BA01 BA09 BB02 CA03 CB01 CB07 EA08 EC02 FA03 FA05 FA08 FA09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置決め用マークを付したワークを搬送
   する搬送手段と、 この搬送手段によって搬送される前記ワークの先端部及
   び前記位置決め用マークを検出するセンサと、 このセンサによる前記先端部の検出信号に基づいて前記
   搬送手段を制御するとともに、前記先端部検出後の予め
   設定された所定時間経過後、または前記先端部検出後の
   予め設定された所定距離前記ワークが移動された後に、
   前記センサからの前記位置決め用マークの検出信号に基
   づいて前記ワークを位置決めする制御手段とを具備する
   ことを特徴とする位置決め制御装置。
2. 【請求項２】 搬送されてくるワークの先端部をセンサ
   により検出する第１のステップと、 この第１のステップによって先端部が検出された前記ワ
   ークの搬送を減速制御させる第２のステップと、 前記第１のステップにおける前記先端部検出後の予め設
   定された所定時間経過後、または前記先端部検出後の予
   め設定された所定距離前記ワークが移動された後に、前
   記ワークの位置決め用マークを前記センサで検出する第
   ３のステップと、 この第３のステップで検出された前記位置決め用マーク
   の検出信号に基づいて前記ワークを位置決めする第４の
   ステップとからなることを特徴とする位置決め制御方
   法。
3. 【請求項３】 位置決め用マークを付したワークを搬送
   する搬送手段と、 この搬送手段によって搬送される前記ワークの先端部を
   検出する第１のセンサと、 この第１のセンサの位置より前記搬送方向の先方に設け
   られ、前記位置決め用マークを検出する第２のセンサ
   と、 前記第１のセンサからの前記先端部の検出信号に基づい
   て前記搬送手段を制御するとともに、前記先端部検出後
   の予め設定された所定時間経過後、または前記先端部検
   出後の予め設定された所定距離前記ワークが移動された
   後に、前記第２のセンサからの前記位置決め用マークの
   検出信号に基づいて前記ワークを位置決めする制御手段
   とを具備することを特徴とする位置決め制御装置。
4. 【請求項４】 搬送されてくるワークの先端部を第１の
   センサにより検出する第１のステップと、 この第１のステップによって先端部が検出された前記ワ
   ークの搬送を減速制御する第２のステップと、 前記第１のステップにおける前記先端部検出後の予め設
   定された所定時間経過後、または前記先端部検出後の予
   め設定された所定距離前記ワークが移動された後に、前
   記ワークの位置決め用マークを第２のセンサにより検出
   する第３のステップと、 この第３のステップで検出された前記位置決め用マーク
   の検出信号に基づいて前記ワークを位置決めする第４の
   ステップとからなることを特徴とする位置決め制御方
   法。