JP2516825B2 - 二次元相対位置決め方法 - Google Patents

二次元相対位置決め方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、集合形大容量記憶装置等における記憶媒体
の自動交換装置において、媒体操作用ハンド機構を収納
棚内の媒体に高精度で位置決めするための二次元相対位
置決め方法に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、大容量記憶装置における媒体自動交換装置
は、媒体操作用ハンド機構と、この媒体操作用ハンド機
構を収納庫内で自由に移送するためのハンド機構搬送装
置により構成される。そして、媒体操作用ハンド機構の
位置決めは、ハンド機構搬送装置の駆動用モータのエン
コーダおよび駆動軌道上のリニアスケールを用いて行な
われる。この場合、実際に位置決めする媒体操作用ハン
ド機構および収納棚と位置検出用センサとが離れて配置
されているため、制御系のサーボ誤差の他、媒体自動交
換装置の機構の組立精度が位置決め精度に大きく影響す
る。特に、収納棚内に収納した記録媒体カートリッジの
重量による機構への偏荷重や収納棚の加工歪、装置設置
床の非平面性等によるフレームの経時的な変形等によ
り、位置決め精度は経時的にも大きく低下する。このた
めに、機構の組立に高精度が要求されるだけでなく、ハ
ニカムフレーム等を用いて機構の剛性を高め、機構の変
形による精度低下を防ぐ必要がある。このために、フレ
ームのコストが高くなっている。
また、個々の収納棚においては、機構の組立誤差に相
当する分だけ位置決め誤差マージンを大きくとる必要が
あるために記録媒体カートリッジの収納間隔が広くな
り、収納効率を高くすることが困難である。
〔発明が解決しようとする課題〕
これに対し、媒体操作用ハンド機構に相対位置センサ
を設け、各収納棚に対応する目標位置を予め測定してお
くことにより、収納庫の組立誤差を救済することができ
る。しかしながら、予め目標位置を測定しておくだけで
は、経時的な機構の歪みに対応できず、また常に相対位
置センサを用いて精密位置決めを行なうと、制御が複雑
となり、動作の高速化が困難である。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、媒体操作用ハンド機構を目標
とする収納棚に高精度かつ高速で、経時変化無く位置決
めするための方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
このような課題を解決するために本発明は、ハンド機
構搬送装置の絶対位置センサのみにより媒体操作用ハン
ド機構の位置決めを行なう一段位置決めモードと、ハン
ド機構搬送装置の絶対位置センサにより位置決め後さら
に媒体操作用ハンド機構の先端に設けた二次元相対位置
センサを用いて媒体操作用ハンド機構と目標収納棚との
相対位置修正を行なう二段位置決めモードの2種類の位
置決めモードとを有し、装置稼働状態において位置決め
失敗時等のリカバリ動作において、一段位置決めモード
から二段位置決めモードに移行し、媒体操作用ハンド機
構と目標収納棚との相対位置を修正して再度位置決めを
行なうようにしたものである。
〔作用〕
本発明においては、媒体操作用ハンド機構を高精度か
つ高速で経時変化無く位置決めすることができる。
〔実施例〕 本発明は、媒体操作用ハンド機構を収納棚に位置決め
する時に、ハンド機構搬送装置の絶対的な位置センサの
みによって位置決めを行なう一段位置決めモードと、さ
らに媒体操作用ハンド機構に設けた相対的な位置センサ
により位置修正を行なう二段位置決めモードとの二種類
の位置決めモードを有することを第1の特徴とする。そ
して、あらかじめ用意された絶対位置決め用の目標位置
テーブルを有し、通常の動作においては各目標収納位置
に対応したハンド機構搬送装置の目標位置を参照して一
段位置決めモードにより位置決めを行ない、なんらかの
障害により再度位置決めを実行する場合のみ二段位置決
めモードに移行することを第2の特徴としている。
従来の技術では、ハンド機構搬送装置の位置センサの
みをたよりに位置決めを行なっているため、収納庫やハ
ンド機構搬送装置の機械的組立精度が、媒体操作用ハン
ド機構と収納棚との相対的な位置決め精度に大きく影響
する。このため、あらかじめ、各収納棚の対応する位置
決め目標位置を測定し、組立時の誤差を補償する方法が
とられるが、収納棚の経時的な変形とともに位置決め精
度が低下するため、絶対位置決めのみの一段位置決めモ
ードだけでは、位置決め時間は短いが信頼性に難点があ
る。また、位置修正を行なう二段位置決めを行なうと、
位置決め時間が長くなる。
本発明では、媒体操作用ハンド機構に設けた相対位置
センサによってあらかじめ各収納棚に対応する位置決め
目標位置テーブルを作成し、通常はこのテーブルを参照
してハンド機構搬送装置の絶対位置センサのみを用いて
位置決めする一段位置決めとし、なんらかの障害の復旧
動作においてのみ二段位置決めを実行するため、機構の
組立精度に依存せず、かつ位置決め時間が遅くなること
もなく、高速で高信頼の二次元相対位置決めを実現でき
る点が従来技術とは異なる。
第1図に、本発明による二次元相対位置決め方法の一
実施例を用いる場合の媒体自動交換装置を示し、また、
第2図に、媒体操作用ハンド機構およびハンド機構搬送
装置の一例を第1図の部分拡大図として示す。これらの
図に示すように、媒体自動交換装置は、媒体収納庫1、
媒体操作用ハンド機構2および媒体操作用ハンド機構2
を収納庫内で自由に移送するためのハンド機構搬送装置
3により構成される。本方法においては、媒体操作用ハ
ンド機構2を移送するハンド機構搬送装置3に設けられ
た絶対位置決め用センサと、媒体操作用ハンド機構2に
設けられた相対位置センサとを用いる。絶対位置決め用
センサは、ハンド機構搬送装置3のx軸およびy軸駆動
用モータの出力軸に取り付けられたロータリーエンコー
ダ4a,5aあるいは駆動軌道にそって取り付けられたリニ
アスケール4b,5b等によって構成され、媒体操作用ハン
ド機構2の搬送装置3上でのxy座標位置を検出する。こ
のとき、リニアスケール4b,5bとロータリーエンコーダ4
a,5aを併用してもよい。また、相対位置センサ6には光
電センサ等を用い、これを媒体操作用ハンド機構2に取
り付け、収納棚7に設けられた目標フラグ8を検出す
る。これにより、媒体操作用ハンド機構2と収納棚7の
相対位置を直接検出する。なお、第2図で、9は記録媒
体カートリッジである。
第3図に、本発明による二次元相対位置決め方法の一
実施例による位置制御系の構成を示し、第4図に本発明
による二次元相対位置決め方法の一実施例を説明するた
めのフローチャートを示す。また表は、絶対位置決め用
目標位置テーブルを示す。
第3図において、10は絶対位置決め用目標位置テーブ
ル格納部、11は基準速度演算部、12は増幅部、3はハン
ド機構搬送装置、4および5はx軸およびy軸駆動用モ
ータ、13はF/V変換器、14はカウンタ、2は媒体操作用
ハンド機構、6は相対位置センサとしての光電センサ、
7は収納棚、8は目標フラグ、15はセンサアンプ、16は
相対位置誤差計算部であり、増幅部12とハンド機構搬送
装置3とF/V変換器13とは速度制御ループを構成する。
以下、第3図、第4図および表に従って、本発明による
二次元相対位置決め方法の一実施例を説明する。
本実施例においては、あらかじめ、目標収納棚に対応
するハンド機構搬送装置3上でのxy位置を絶対位置決め
用目標位置テーブル(表参照)として作成しておく。そ
して、まず目標セルアドレスiから上記目標位置テーブ
ルを参照し(第4図のステップ21,22)、目標収納棚の
ハンド機構搬送装置3上のxy座標値(Xc,Yc)を求め、
ハンド機構搬送装置3のロータリーエンコーダ4a,5aあ
るいはリニアスケール4b,5bにより求められる現在位置
との残差距離から基準速度演算部11により基準速度を計
算し、位置および速度制御により(Xc,Yc)へ位置決め
を行なう(ステップ23)。これが一段位置決めモードに
おける位置決めである。
一段位置決めが正常に終了した場合にはハンドリング
動作を実行するが(ステップ24,25)、ここで、なんら
かの障害によって絶対位置決めが正常に完了しなかった
場合、あるいは絶対位置決め完了後のハンドリング動作
において位置決め失敗等により収納棚からの媒体の取出
し又は挿入に失敗した場合等(ステップ26)、再度位置
決めをやり直す場合においては、媒体操作用ハンド機構
2に設けた相対位置センサ6と目標フラグ8により、目
標収納棚7と媒体操作用ハンド機構2との相対位置を検
出し、相対位置誤差計算部16により相対位置誤差量εを
算出することにより、目標収納棚の真のXY座標値(X
c′,Yc′)を求め(ステップ27)、これを新たな目標位
置としてハンド機構搬送装置3の位置を修正することに
より媒体操作用ハンド機構2を目標収納棚7に精密に位
置決めする(ステップ28)。これが二段位置決めモード
における位置決めである。
二段位置決め実行後のハンドリング動作が正常終了し
ない場合にはエラー(error)となるが(ステップ29,3
0)、ここで、再度相対位置決めをやり直すことも可能
である。
格納部10の絶対位置決め用目標位置テーブルは、装置
設置時等に、媒体操作用ハンド機構2の相対位置センサ
6を用いて各収納棚の中心位置を測定し、第3図に示す
ように、相対位置センサ6の出力信号とハンド機構搬送
装置3の位置信号とから各収納棚の中心位置に対応する
エンコーダ4aおよび5aの値を算出し、各収納棚毎に記憶
することにより作成する。これにより、装置設置床の非
平面性やフレーム自重による変形等による組立誤差を補
償することができる。さらに、装置稼働状態において
も、定期的に相対位置検出を行なって目標テーブルの値
を更新させれば、経時的な変形にも対応できる。
この絶対位置決め用目標位置テーブルは、全ての収納
棚に対して作成しておくのが望ましいが、代表点の位置
から補間により目標位置を算出してもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、リカバリ動作におい
て、一段位置決めモードから二段位置決めモードに移行
し、媒体操作用ハンド機構と目標収納棚との相対位置を
修正して再度位置決めを行なうようにしたことにより、
機構の組立精度が高くなくても、かつ機構が経時的に変
形しても、高い位置決め精度を維持することができ、高
速かつ高信頼な二次元相対位置決めを実現することがで
きる。すなわち、フレームの組立精度を緩和でき、低価
格化が図れると同時に、フレームに加わる偏荷重によっ
て生じる経時的な変形に対しても、高速かつ高精度な位
置決めを維持することができ、信頼性を向上することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による二次元相対位置決め方法の一実施
例を用いる場合の媒体自動交換装置を示す構成図、第2
図は第1図の主要部分を拡大して示す部分拡大図、第3
図は本発明による二次元相対位置決め方法の一実施例に
よる位置制御系の構成図、第4図は本発明による二次元
相対位置決め方法の一実施例を説明するためのフローチ
ャートである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光ディスクや磁気テープ等の記録媒体カー
    トリッジと、これらを二次元的に収納する収納庫と、こ
    の収納庫内の任意の収納棚の記録媒体カートリッジを取
    り出し又は収納するための媒体操作用ハンド機構と、こ
    の媒体操作用ハンド機構を収納庫内で自由に移送するた
    めのハンド機構搬送装置とから成る媒体自動交換装置の
    媒体操作用ハンド機構に二次元相対位置センサを設け、
    この二次元相対位置センサを用いて媒体操作用ハンド機
    構を目標とする収納棚に精密に位置決めする二次元相対
    位置決め方法において、ハンド機構搬送装置の絶対位置
    センサのみにより媒体操作用ハンド機構の位置決めを行
    なう一段位置決めモードと、ハンド機構搬送装置の絶対
    位置センサにより位置決め後さらに媒体操作用ハンド機
    構の先端に設けた二次元相対位置センサを用いて媒体操
    作用ハンド機構と目標収納棚との相対位置修正を行なう
    二段位置決めモードの2種類の位置決めモードとを有
    し、装置稼働状態において位置決め失敗時等のリカバリ
    動作において、一段位置決めモードから二段位置決めモ
    ードに移行し、媒体操作用ハンド機構と目標収納棚との
    相対位置を修正して再度位置決めを行なうことを特徴と
    する二次元相対位置決め方法。
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