JP2004279188A - Absolute position detector - Google Patents

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JP2004279188A JP2003070323A JP2003070323A JP2004279188A JP 2004279188 A JP2004279188 A JP 2004279188A JP 2003070323 A JP2003070323 A JP 2003070323A JP 2003070323 A JP2003070323 A JP 2003070323A JP 2004279188 A JP2004279188 A JP 2004279188A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make precisely detectable the absolute position, even when the accumulated number of revolutions of a motor exceeds the maximum count number of a multi-revolution counter. <P>SOLUTION: The remainder (M) of dividing the maximum count of the multi-revolution counter by the number of revolutions of the motor per one rotation of a mobile body is calculated. A correction count value is updated by adding/subtracting the remainder (M) to/from the initial value of the correction count value every time when the count number of the multi-revolution counter returns from the maximum number minus one to zero. When the count number of the multi-revolution counter returns from the maximum count number to zero, the correction count value is made as the initial value of the count number, and the absolute coordinates of the rotational position of the mobile body are calculated from the count number of a single-counter and the count number of the multi-counter after the correction. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械のテーブルなどの移動体の位置を検出するアブソリュート位置検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
工作機械において、移動体の位置を検出する方式としては、絶対位置を検出するアブソリュート方式の位置検出と、基準点からの増分を累積して相対的な位置を検出するインクリメント方式の位置検出がある。
【0003】
工作機械のロータリテーブルのように、エンドレスに正逆方向に回転できるものでは、インクリメント方式によってはテーブルの位置の検出が厄介なので、近年ではアブソリュート位置検出方式が採用されてきている。
【0004】
アブソリュート位置検出方式では、テーブルを回転駆動するモータに設けられる位置検出器から出力されるパルスをカウントするカウンタとして、モータの回転軸が一回転する間のパルスをカウントするシングルカウンタと、モータの回転軸の回転数を累積してカウントする多回転カウンタとが組み合わされている。
【0005】
例えば、テーブルが一回転するためのモータの回転数が360回転で、モータの回転軸が一回転する間にシングルカウンタがカウントするパルス数を1000カウント、テーブルが停止したときの多回転数カウンタのカウント数が14000、シングルカウンタのカウント数が500であったとすれば、
14000=360×39+100
であるから、(100×1000+500)にシングルカウンタの1カウントあたりの回転角度を乗ずれば、テーブルの位置を検出することができる。
【0006】
多回転カウンタは、無制限にモータの回転数をカウントできるのではなく上限があり、多回転カウンタの最大カウント数がテーブル一回転に必要なモータ回転数の倍数(例えば、上記の例でいえば、14400カウント)であれば、多回転カウンタが14399をカウントしてから0に戻るとしても、問題なくテーブルのアブソリュート位置を求めることができる。
【0007】
テーブルが一回転するためのモータの回転数は、設計上主として減速比で決定されるが、多回転カウンタの最大カウント数がテーブル一回転のカウント数で割り切れる場合ばかりであるとは必ずしも限らない。
【0008】
そのような場合、例えば、テーブルが一回転するためのモータの回転数が230回転である例を考えると(多回転カウンタの最大カウント数は14400とする)、テーブルが停止したときの多回転カウンタのカウント数が10000であれば、
10000=230×43+110
であるから、このとき余りのカウント数110はテーブルの位置に対応している。つまり、多回転カウンタのカウント数が最大カウント数をクロスして0に戻るまでは、多回転カウンタのカウント数を230で割った余りのカウント値とそのときのシングルカウンタのカウント値を用いて、テーブルの絶対位置を検出することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、テーブルがさらに回って、多回転カウンタの最大カウント数−1をクロスして0に戻った後は、状況が異なってテーブルの絶対位置が判らなくなってくる。
【0010】
上記の例の場合、テーブルが62周目を回った時点での多回転カウンタのカウント数は14260カウントであるから、さらにモータが回って140回カウントしたところで最大カウント数−1の14399に達してから0に戻って、再び、1、2、…、とカウントしていく。ところが、多回転カウンタが計数値が0をクロスした時点では、多回転カウンタのカウント値を230で割った余りである140であるべきところ、これが0になってしまうため、その後の多回転カウンタと実際の位置に140カウント分ずれが生じてくることになる。そして、次に多回転数カウンタが0をクロスすると、さらに140カウント分ずれが加算されるというように、以後、そのまま、ロータリテーブルを一方向に回しつづけると、テーブルの現在のアブソリュート位置とNC装置の認識している位置とが全く合わなくなってくる。
【0011】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、モータの累積回転数が多回転カウンタの最大カウント数を越えても、正確ににアブソリュート位置を検出することができるようにしたアブソリュート位置検出装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、移動体を駆動するモータの回転軸に連結され前記回転軸の回転角に応じたパルスを出力するパルス発生器と、前記モータの回転軸が一回転する間の前記パルス発生器の出力パルス数をカウントする第1のカウンタ手段と、前記パルス発生器の出力パルスに基づいて前記モータの回転軸の回転数を累積的に前記最大カウント数−1までカウントする第2のカウント手段を有するロータリー形のアブソリュート位置検出装置であって、前記第2のカウント手段の最大カウント数を前記移動体の1回転あたりのモータ回転数で除した余り(M)を算出し、前記第2のカウント手段のカウント数が最大カウント数−1から0に戻る毎に補正用カウント値の初期値に余り(M)を増減して補正用カウント値を更新する手段と、前記第2のカウント手段のカウント数が最大カウント数−1から0に戻ったときに前記補正用カウント値を前記カウント数の初期値とする補正手段と、前記第1のカウンタ手段のカウント数と、第2のカウント手段の補正後のカウント数とから移動体の回転位置のアブソリュート座標を演算する演算手段と、を具備したことを特徴とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるアブソリュート位置検出装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【0014】
図1は、本発明によるアブソリュート位置検出装置が適用されるロータリーテーブルを示す。このロータリテーブル10は、テーブルベース11とテーブル12を含む。ベッド13の上面には、テーブルベース11の直線運動を案内するガイドレール14a、14bが敷設されている。
【0015】
参照符号15は、テーブル12を回転を駆動するサーボモータを示している。このサーボモータ15は、ウォーム16を回転させ、このウォーム16に噛み合っているリングギア17を介してテーブル12に駆動トルクを伝達する。テーブル12は、正逆両方向のいずれの方向へも連続して回転でき、また、途中で回転方向を変えられるようになっている。
【0016】
次に、図2は、本実施形態によるアブソリュート位置検出装置の構成ブロック図である。
参照符号18は、位置検出器として用いるアブソリュートエンコーダである。アブソリュートエンコーダ18は、パルス発生器19と、シングルカウンタ20と多回転カウンタ21とからなるカウンタ回路を備えている。
【0017】
パルス発生器19はサーボモータ15の回転軸と直結しており、例えば、回転軸が1000分の1°回転するごとにパルスを発生し、また、回転軸が1回転する毎にパルスを発生する。前者のパルスは、シングルカウンタ20に導入されてカウントされる。後者のパルスは多回転カウンタ21に導入されてカウントされる。多回転カウンタ21は、回転軸1回転毎に発生するパルスをカウントして回転軸の回転数を累積的に前記最大のカウント数−1、例えば、0から14399までカウントすることができるようになっている。
【0018】
シングルカウンタ20、多回転カウンタ21はNC装置22に接続され、計数データはNC装置22の演算装置23に導入され、この演算装置23は、後述する図4のフローチャートに従ってテーブル12のアブソリュート座標を演算する。NC装置22は、通常の処理の間にデータの読み書きを行う記憶装置24の他に、電源が0ffになってもデータを保持するバックアップメモリ25を有している。26は、演算したアブソリュート座標等をリアルタイムで表示する表示装置である。
【0019】
次に、図3並びに図4のフローチャートを参照しながら、テーブル12のアブソリュート座標を演算する処理の内容について説明する。
【0020】
まず、図3は、ロータリーテーブル10の稼働を始める前に、原点を確立するために行う位置合わせの際に併せて実施する初期設定の処理内容を示すフローチャートである。
【0021】
この実施形態のロータリーテーブル10の場合、テーブル12を一周回すのに必要なサーボモータ15の回転数をSとし、多回転カウンタ21のカウント数の最大値をRmaxとする。このカウント数の最大値Rmaxは、回転数Sで割り切れない値であるものとする。このような場合、従来技術の欄で述べたように、そのままでは多回転カウンタ21が最大値をカウントした後0に戻ることを繰り返すたびに、カウント値にずれが生じて実際のテーブルの位置がわからなくなる。そこで、補正用のカウント値として新たにMultioffという変数が設定される。
【0022】
まず、最初のステップS10では、多回転カウンタ21の最大カウント数Rmaxを回転数Sで割り、その余りMを求める。この余りMの値は、NC装置22の電源を落としても消えないように、バックアップメモリ25に記憶される(ステップS11)。次に、Multioffの初期値は0とする(ステップS12)。このMultioffのデータもバックアップメモリ25に記憶される(ステップS13)。
【0023】
次に、図4は、すでにテーブル12の位置合わせと図3の初期化処理が終了したロータリーテーブル10において回転するテーブルのアブソリュート座標を算出する処理の流れを示すフローチャートである。
まず、サーボモータ15が起動されると(ステップS20)、バックアップメモリ25からMultioff、OldRctが読み込まれる(ステップS21)。このMultioffの値は、最初は初期値0である。ここで、OldRctは、テーブル12が前回停止したときの多回転カウンタ21のカウント数である。以後、テーブル12が回る間、シングルカウンタ20は、サーボモータ15の回転軸の回転角に比例するパルスの数をカウントし、そのカウント数信号をNC装置22に出力し、演算装置23は、シングルカウンタ20のカウント数を検知することができる(ステップS22)。ここで、シングルカウンタ20の現在のカウント数をCtとする。同様にして、多回転カウンタ21は、サーボモータ15の回転数が一回転する毎に発生するパルスをカウントし、そのカウント数信号をNC装置22に出力し、演算装置23は、多回転カウンタ21のカウント数を検知することができる(ステップS23)。ここで、多回転カウンタ21の現在のカウント数をRctとする。
【0024】
次いで、ステップS24では、Rct−OldRctをレジスタAにセットする。そして、どんなに高速にサーボモータ15が回転しても、短時間で多回転カウンタ21のカウント数の変化は、最大カウント数Rmaxの1/4を越えないものと仮定して、Aの絶対値とRmax−Rmax/4とを比較する(ステップS25)。Aの絶対値の方が大きい場合は、多回転カウンタ21のカウント数が0をクロスしたと判断して、補正用カウント値Multioffを更新するステップS31、S32の処理に進む。現時点では、カウント数の変化、つまりレジスタAの値は小さいので、ステップS26に進む。
【0025】
このステップS26では、Multioffが0であるから、レジスタBにはカウント数Rctがセットされる。そして、ステップS27では、次の計算式によりテーブル12のアブソリュート座標を求めている。
【0026】
アブソリュート座標={(B*C+Ct)*θ+α}÷360の余り …(1)
ここで、
C;回転軸1回転あたりのシングルカウンタのカウント数
θ;シングルカウンタ20の1カウント当たりの移動量[°]
α;位置設定時のオフセット量[°]
続くステップS28では、OldRctの値として現在のカウント数Rctをセットし、テーブル12が停止しない間は、ステップS29の判定からステップS22に戻り、上述の処理が繰り返されてテーブル12のアブソリュート位置が検出される。
ここで、図5は、テーブル12が回転する間の多回転カウンタ21によるカウント数Rctの変化を模式的に示す図である。この横軸はテーブル12の回転数の累積を示し、縦軸がカウント数Rctである。この図5において、実線がカウント数の補正を行った場合を示し、2点鎖線がカウント数の補正を行っていない場合を示している。補正をしない場合には、多回転カウンタ21のカウント数Rctが0をクロスするたびに、カウント値は、余りMだけ累積的にずれてくることになる。
【0027】
これに対して、本実施形態では、カウント値のずれを防止するために、次のように補正を行うようにしている。
テーブル12がn1 +1回目まで回るまでは、多回転カウンタ21は最大カウント数Rmax−1に達して0に戻ることはないため、上述のステップS22からステップS29を繰り返すことで、テーブル12のアブソリュート座標を問題なく求めることができる。
【0028】
ところが、テーブル12がn1 回だけ回ってさらにもう1回転する途中で、多回転カウンタ21のカウント数RctがRmax−1に到達すると次は0に戻るので、このときにはRmax−前回のカウント数OldRctの差の絶対値は、Rmax−Rmax/4より大きくなるので、カウント数Rctが0をクロスしたことを判別できる(ステップS25のyesの場合)。そして、次のように補正用カウント値Multioffを用いて、カウント数の補正を行う。
【0029】
すなわち、カウント数Rctが増加する方向か否かがレジスタAの正負により判別され(ステップS31)、増加する場合は、それまで初期値0であった補正用カウント値Multioffの値に、多回転カウンタ21の最大カウント数Rmaxを回転数Sで割った余りMをセットする(ステップS32)。
【0030】
次いで、レジスタBの値を多回転カウンタ21のカウント数Rctに補正用カウント値Multioffを加えた値とする(ステップS26)。これにより、レジスタBは0をクロスするたびに、M、2M、3MとMずつ増加していく。このようにして、0をクロスした直後から実際のテーブル12の位置を反映したカウント値に補正されることになるので、ステップS27で(1)式を計算してテーブル12のアブソリュート座標を誤差なく算出することができる。
【0031】
同様にして、図5に示すように、テーブル12がさらに回って、n2回目まで回って多回転カウンタ21のカウント値が0をクロスするときには、補正用カウント値Multioffの値は、さらにMが加算されて2Mに更新され、カウントは2Mから始まるように補正されるので、カウント数の誤差は発生しない。
【0032】
他方、テーブル12が逆転する場合は、ステップS31でカウント数Rctが減少する方向である。この場合、多回転カウンタ21のカウントが減少しながら0をクロス時には、ステップS33において、Multioffの値からMを減算した値に更新されるため、見かけ上のカウント数に誤差は生じないようになっている。
【0033】
なお、テーブル12が停止した時には、ステップS28において、補正用カウント値MultioffやOldRctのデータはバックアップメモリ25に保存されるので、たとえ電源が落ちても失われることがなく、次回にサーボモータ15を起動したときに、前回保存したMultioff、OldRctのデータが読みまれることになる。このようにして、多回転カウンタ21の最大カウント数Rmaxがテーブル12を一周するのに必要なサーボモータの回転数Sで割り切れない場合であったとしても、テーブル12が何回回転しても、また正逆両方向に回ろうとも、正確にアブリュート座標を正確に算出することができる。
【0034】
また、電源が落ちている間に、テーブル12が前回停止した位置から手動等により少し回っていたとしても、前回のOldRctのデータはバックアップされており、多回転カウンタ21のカウント値が0をクロスするかどうかをステップ25のように、カウント数の変化とRmax−Rmax/4を比較して判別しているので、電源オフ中の動きに影響を受けずに正しくアブソリュート座標を算出することができる。
【0035】
以上、本発明について、ロータリテーブルに適用した実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、多回転カウントに上限値を設定して0にクロスするようにした移動距離の大きい直線軸に対しても同じように適用することができる。
【0036】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、多回転カウンタの最大カウント数が回転する移動体が一周するのに必要なモータの回転数で割り切れない場合であったとしても、テーブル12が何回回転しようとも、正確にアブリュート座標を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるアブソリュート位置検出装置が適用されるロータリーテーブルを示す斜視図。
【図2】本発明の一実施形態によるアブソリュート位置検出装置のブロック構成図。
【図3】原点を確立するために行う位置合わせの際に併せて実施する初期設定の処理内容を示すフローチャート。
【図4】本発明の一実施形態によるアブソリュート座標を算出する処理の流れを示すフローチャート。
【図5】多回転カウンタ21によるカウント数Rctの変化を模式的に示す図。
【符号の説明】
10 ロータリーテーブル
11 テーブルベース
12 テーブル
13 ベッド
15 サーボモータ
16 ウォーム
17 リングギア
18 アブソリュートエンコーダ
22 NC装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an absolute position detecting device that detects a position of a moving body such as a table of a machine tool.
[0002]
[Prior art]
In a machine tool, methods for detecting the position of a moving body include an absolute position detection that detects an absolute position and an increment position detection that accumulates an increment from a reference point and detects a relative position. .
[0003]
In the case of a rotary table such as a rotary table of a machine tool, which can be rotated endlessly in forward and reverse directions, it is difficult to detect the position of the table depending on the increment method. Therefore, in recent years, an absolute position detection method has been adopted.
[0004]
In the absolute position detection method, a single counter that counts pulses during one rotation of the rotating shaft of the motor is provided as a counter that counts pulses output from a position detector provided in a motor that rotates the table, and a rotation of the motor. It is combined with a multi-rotation counter that accumulates and counts the number of shaft rotations.
[0005]
For example, the number of rotations of the motor for one rotation of the table is 360, the number of pulses counted by the single counter during one rotation of the rotation axis of the motor is 1000, and the number of pulses of the multi-rotation counter when the table stops is 1000. Assuming that the count number is 14000 and the count number of the single counter is 500,
14000 = 360 × 39 + 100
Therefore, the position of the table can be detected by multiplying (100 × 1000 + 500) by the rotation angle per count of the single counter.
[0006]
The multi-rotation counter has an upper limit rather than being able to count the number of rotations of the motor without limit, and the maximum number of rotations of the multi-rotation counter is a multiple of the number of rotations of the motor required for one rotation of the table (for example, in the above example, (14400 counts), the absolute position of the table can be obtained without any problem even if the multi-rotation counter counts 14399 and returns to 0.
[0007]
The number of rotations of the motor for one rotation of the table is mainly determined by the reduction ratio in design, but it is not always the case that the maximum count of the multi-rotation counter is divisible by the count of one rotation of the table.
[0008]
In such a case, for example, considering an example in which the number of rotations of the motor for one rotation of the table is 230 rotations (the maximum number of rotations of the multi-rotation counter is 14400), If the count of is 10,000,
10,000 = 230 × 43 + 110
Therefore, at this time, the remaining count number 110 corresponds to the position of the table. In other words, until the count of the multi-turn counter crosses the maximum count and returns to 0, the count of the remainder of the count of the multi-turn counter divided by 230 and the count of the single counter at that time are used. The absolute position of the table can be detected.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, after the table turns further and crosses over the maximum count number -1 of the multi-turn counter and returns to 0, the situation is different and the absolute position of the table cannot be determined.
[0010]
In the case of the above example, since the count number of the multi-rotation counter at the time when the table goes around the 62nd lap is 14260 counts, when the motor further rotates and counts 140 times, it reaches the maximum count number -1 of 14399. , And returns to 1, 2,... Again. However, when the count value of the multi-turn counter crosses zero, the count value of the multi-turn counter should be 140, which is the remainder after being divided by 230. The actual position will be shifted by 140 counts. Then, when the multi-revolution counter crosses 0 next, a shift of 140 counts is further added. For example, if the rotary table is continuously rotated in one direction, the current absolute position of the table and the NC device are not changed. The position that is recognized does not match at all.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problem of the related art, and to accurately detect an absolute position even if the cumulative number of rotations of a motor exceeds the maximum count of a multi-rotation counter. An object of the present invention is to provide an absolute position detecting device.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a pulse generator which is connected to a rotating shaft of a motor driving a moving body and outputs a pulse corresponding to a rotation angle of the rotating shaft, wherein the rotating shaft of the motor is First counter means for counting the number of output pulses of the pulse generator during rotation; and cumulatively counting the number of rotations of the rotating shaft of the motor based on the output pulses of the pulse generator to the maximum count number-1. A rotary absolute position detecting device having a second counting means for counting up to (M), wherein the maximum counting number of the second counting means is divided by a motor rotation number per rotation of the moving body (M). Is calculated, and each time the count number of the second counting means returns from the maximum count number −1 to 0, the remainder (M) is increased or decreased from the initial value of the correction count value, and the correction count value is updated. Means for making the count value for correction the initial value of the count number when the count number of the second count means returns to 0 from the maximum count number -1; and the first counter means Calculating means for calculating absolute coordinates of the rotational position of the moving body from the counted number of the moving object and the corrected count number of the second counting means.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an absolute position detecting device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0014]
FIG. 1 shows a rotary table to which an absolute position detecting device according to the present invention is applied. The rotary table 10 includes a table base 11 and a table 12. On the upper surface of the bed 13, guide rails 14a and 14b for guiding the linear movement of the table base 11 are laid.
[0015]
Reference numeral 15 indicates a servomotor that drives the rotation of the table 12. The servo motor 15 rotates the worm 16 and transmits a driving torque to the table 12 via a ring gear 17 meshing with the worm 16. The table 12 can be continuously rotated in both forward and reverse directions, and the direction of rotation can be changed in the middle.
[0016]
Next, FIG. 2 is a configuration block diagram of the absolute position detection device according to the present embodiment.
Reference numeral 18 is an absolute encoder used as a position detector. The absolute encoder 18 includes a pulse generator 19 and a counter circuit including a single counter 20 and a multi-turn counter 21.
[0017]
The pulse generator 19 is directly connected to the rotation axis of the servomotor 15, and generates a pulse every time the rotation axis rotates 1/1000 °, and generates a pulse every time the rotation axis rotates once. . The former pulse is introduced into the single counter 20 and counted. The latter pulse is introduced into the multi-turn counter 21 and counted. The multi-rotation counter 21 can count the pulses generated for each rotation of the rotation shaft and cumulatively count the rotation number of the rotation shaft from the maximum count number −1, for example, from 0 to 14399. ing.
[0018]
The single counter 20 and the multi-turn counter 21 are connected to an NC device 22, and the count data is introduced into a calculation device 23 of the NC device 22, and the calculation device 23 calculates the absolute coordinates of the table 12 according to a flowchart of FIG. I do. The NC device 22 has a backup memory 25 that retains data even when the power supply becomes 0ff, in addition to a storage device 24 that reads and writes data during normal processing. A display device 26 displays the calculated absolute coordinates and the like in real time.
[0019]
Next, the contents of the processing for calculating the absolute coordinates of the table 12 will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
[0020]
First, FIG. 3 is a flowchart showing the contents of an initialization process to be performed together with the position adjustment for establishing the origin before the operation of the rotary table 10 is started.
[0021]
In the case of the rotary table 10 of this embodiment, the number of rotations of the servo motor 15 required to make one rotation of the table 12 is S, and the maximum value of the count of the multi-rotation counter 21 is Rmax. It is assumed that the maximum value Rmax of the count number is a value that is not divisible by the rotation speed S. In such a case, as described in the section of the prior art, each time the multi-rotation counter 21 repeats returning to 0 after counting the maximum value as it is, a deviation occurs in the count value, and the actual position of the table is changed. become unable to know. Therefore, a variable called Multioff is newly set as a count value for correction.
[0022]
First, in the first step S10, the maximum count number Rmax of the multi-rotation counter 21 is divided by the rotation number S, and the remainder M is obtained. The value of the remainder M is stored in the backup memory 25 so as not to be lost even when the power of the NC device 22 is turned off (step S11). Next, the initial value of Multioff is set to 0 (step S12). The Multioff data is also stored in the backup memory 25 (step S13).
[0023]
Next, FIG. 4 is a flowchart showing a flow of a process of calculating absolute coordinates of a rotating table in the rotary table 10 in which the positioning of the table 12 and the initialization process of FIG. 3 have been completed.
First, when the servo motor 15 is started (Step S20), Multioff and OldRct are read from the backup memory 25 (Step S21). The value of Multioff is initially an initial value 0. Here, OldRct is the count number of the multi-rotation counter 21 when the table 12 stopped last time. Thereafter, while the table 12 rotates, the single counter 20 counts the number of pulses proportional to the rotation angle of the rotation axis of the servo motor 15, outputs the count number signal to the NC device 22, and the arithmetic device 23 The count number of the counter 20 can be detected (step S22). Here, the current count number of the single counter 20 is Ct. Similarly, the multi-rotation counter 21 counts a pulse generated each time the number of rotations of the servo motor 15 makes one rotation, and outputs a count number signal to the NC device 22. Can be detected (step S23). Here, the current count number of the multi-turn counter 21 is Rct.
[0024]
Next, in step S24, Rct-OldRct is set in the register A. Then, no matter how fast the servomotor 15 rotates, the change in the count of the multi-rotation counter 21 in a short time does not exceed 1/4 of the maximum count Rmax. Rmax−Rmax / 4 is compared (step S25). If the absolute value of A is larger, it is determined that the count number of the multi-rotation counter 21 has crossed zero, and the process proceeds to steps S31 and S32 for updating the correction count value Multioff. At this time, the change in the count number, that is, the value of the register A is small, so that the process proceeds to step S26.
[0025]
In this step S26, since Multioff is 0, the count number Rct is set in the register B. Then, in step S27, the absolute coordinates of the table 12 are obtained by the following formula.
[0026]
Absolute coordinate = {(B * C + Ct) * θ + α} ÷ Remainder of 360 ... (1)
here,
C: count number of the single counter per rotation of the rotating shaft θ: moving amount of the single counter 20 per count [°]
α: Offset amount at position setting [°]
In the following step S28, the current count number Rct is set as the value of OldRct, and while the table 12 is not stopped, the process returns from the determination in step S29 to step S22, and the above processing is repeated to detect the absolute position of the table 12. Is done.
Here, FIG. 5 is a diagram schematically showing a change in the count number Rct by the multi-rotation counter 21 while the table 12 rotates. The horizontal axis indicates the cumulative number of rotations of the table 12, and the vertical axis indicates the count Rct. In FIG. 5, the solid line shows the case where the count number is corrected, and the two-dot chain line shows the case where the count number is not corrected. When the correction is not performed, the count value is cumulatively shifted by the remainder M every time the count number Rct of the multi-rotation counter 21 crosses zero.
[0027]
On the other hand, in the present embodiment, correction is performed as follows in order to prevent deviation of the count value.
The multi-turn counter 21 does not reach the maximum count number Rmax-1 and does not return to 0 until the table 12 turns to the n1 +1 time. Therefore, by repeating the above-described steps S22 to S29, the absolute coordinates of the table 12 are obtained. Can be obtained without any problem.
[0028]
However, if the count number Rct of the multi-rotation counter 21 reaches Rmax-1 while the table 12 is turning n1 times and the rotation is performed one more time, the count 12 returns to 0, and at this time, the value of Rmax-the previous count number OldRct is calculated. Since the absolute value of the difference is larger than Rmax−Rmax / 4, it can be determined that the count Rct crosses zero (yes in step S25). Then, the count value is corrected using the correction count value Multioff as follows.
[0029]
That is, it is determined whether the count Rct is increasing or not based on the sign of the register A (step S31). If the count is increasing, the multi-turn counter is set to the value of the correction count value Multioff which had been the initial value 0 until then. A remainder M obtained by dividing the maximum count Rmax of 21 by the number of revolutions S is set (step S32).
[0030]
Next, the value of the register B is set to a value obtained by adding the correction count value Multioff to the count number Rct of the multi-rotation counter 21 (step S26). Thus, the register B increases by M, 2M, 3M, and M each time it crosses 0. In this way, the count value reflecting the actual position of the table 12 is corrected immediately after crossing 0, so that the absolute coordinates of the table 12 are calculated without error by calculating the expression (1) in step S27. Can be calculated.
[0031]
Similarly, as shown in FIG. 5, when the table 12 is further rotated and reaches the n2 times and the count value of the multi-turn counter 21 crosses 0, M is further added to the correction count value Multioff. Then, the count is updated to 2M, and the count is corrected to start from 2M, so that there is no error in the count number.
[0032]
On the other hand, when the table 12 rotates in the reverse direction, the count Rct is in the direction of decreasing in step S31. In this case, when the count of the multi-rotation counter 21 crosses 0 while decreasing, the count is updated to the value obtained by subtracting M from the value of Multioff in step S33, so that no error occurs in the apparent count number. ing.
[0033]
When the table 12 is stopped, the data of the correction count values Multioff and OldRct are stored in the backup memory 25 in step S28, so that they are not lost even if the power is turned off. When activated, the data of Multioff and OldRct previously stored will be read. In this way, even if the maximum count Rmax of the multi-rotation counter 21 is not divisible by the number of revolutions S of the servo motor required to make one round of the table 12, no matter how many times the table 12 rotates, In addition, the ablute coordinates can be accurately calculated regardless of the direction of rotation.
[0034]
Also, even if the table 12 is slightly rotated manually or the like from the position where it was stopped last time while the power is turned off, the data of the previous OldRct is backed up, and the count value of the multi-rotation counter 21 crosses zero. Since the determination as to whether or not to perform the determination is made by comparing the change in the count number with Rmax-Rmax / 4, as in step 25, the absolute coordinates can be correctly calculated without being affected by the movement during power-off. .
[0035]
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment applied to the rotary table. However, the present invention is not limited to this, and the upper limit of the multi-rotation count is set so that the moving distance crosses zero. The same applies to large linear axes.
[0036]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, even if the maximum count of the multi-rotation counter is not divisible by the number of rotations of the motor necessary for the rotating moving body to make one revolution, the table 12 is No matter how many rotations are made, the absolute coordinates can be calculated accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a rotary table to which an absolute position detecting device according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram of an absolute position detecting device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing initial setting processing that is also performed at the time of positioning performed to establish an origin.
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of a process for calculating absolute coordinates according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a change in a count Rct by a multi-rotation counter 21.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 rotary table 11 table base 12 table 13 bed 15 servo motor 16 worm 17 ring gear 18 absolute encoder 22 NC device

Claims (2)

移動体を駆動するモータの回転軸に連結され前記回転軸の回転角に応じたパルスを出力するパルス発生器と、前記モータの回転軸が一回転する間の前記パルス発生器の出力パルス数をカウントする第1のカウンタ手段と、前記パルス発生器の出力パルスに基づいて前記モータの回転軸の回転数を累積的に前記最大カウント数−1までカウントする第2のカウント手段を有するロータリー形のアブソリュート位置検出装置であって、
前記第2のカウント手段の最大カウント数を前記移動体の1回転あたりのモータ回転数で除した余り(M)を算出し、前記第2のカウント手段のカウント数が最大カウント数−1から0に戻る毎に補正用カウント値の初期値に余り(M)を増減して補正用カウント値を更新する手段と、
前記第2のカウント手段のカウント数が最大カウント数−1から0に戻ったときに前記補正用カウント値を前記カウント数の初期値とする補正手段と、
前記第1のカウンタ手段のカウント数と、第2のカウント手段の補正後のカウント数とから移動体の回転位置のアブソリュート座標を演算する演算手段と、
を具備したことを特徴とするアブソリュート位置検出装置。
A pulse generator that is connected to a rotation axis of a motor that drives a moving body and that outputs a pulse corresponding to the rotation angle of the rotation axis; and the number of output pulses of the pulse generator during one rotation of the rotation axis of the motor. A rotary type having first counter means for counting and second counting means for cumulatively counting the number of rotations of the rotating shaft of the motor to the maximum count number -1 based on output pulses of the pulse generator; An absolute position detection device,
A remainder (M) is calculated by dividing the maximum count number of the second counting means by the number of motor revolutions per rotation of the moving body, and the count number of the second counting means is increased from the maximum count number -1 to 0. Means for updating the correction count value by increasing or decreasing the remainder (M) from the initial value of the correction count value each time the process returns to
Correction means for setting the correction count value to an initial value of the count number when the count number of the second count means returns from the maximum count number -1 to 0;
Calculating means for calculating absolute coordinates of the rotational position of the moving body from the count number of the first counter means and the corrected count number of the second count means;
An absolute position detecting device comprising:
前記補正用カウント値を記憶し電源が切れてもデータを保持するバックアップ用の記憶装置を有することを特徴とする請求項1に記載のアブソリュート位置検出装置。The absolute position detecting device according to claim 1, further comprising a backup storage device that stores the correction count value and retains data even when power is turned off.
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