JP2741220B2 - 上下方向位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、教示再生方式で動作する上下方向位置決め
装置に関するものである。

（従来の技術） 近年、位置決め装置は、工作機械，産業用ロボット等
に用いられ、需要も急増している。

従来のこの種の位置決め装置のうち、上下方向位置決
め装置について、第３図および第４図により説明する。

第３図は、従来の上下方向位置決め装置の構成図で、
上下方向の往復移動台１は、水平方向の移動テーブル２
に案内され、電動機３で駆動されるボールねじ４によっ
て上下に自在に移動する。上記の電動機３の回転軸にエ
ンコーダ５が取り付けられており、上記の電動機３とと
もに制御装置６に接続されている。なお、上記の制御装
置６は、これに指示を与える教示装置７が接続されてい
る。

第４図は、上記の制御装置６の内部構成を示すブロッ
ク図で、上記の教示装置７に接続された２個のアンプ８
および９と、電動機３の駆動回路10,エンコーダ５から
上記のアンプ９にフィードバックするF/Vコンバータ11
とから構成されている。

以上のように構成された上下方向位置決め装置につい
て、その動作を説明する。教示装置７から位置命令12が
与えられると、駆動回路10が働き、電動機３が駆動され
る。駆動回路10からは電流フィードバック系13が、エン
コーダ５からは速度フィードバック系14および位置フィ
ードバック系15が、それぞれ駆動された電動機３の駆動
量をフィードバックし、駆動量が位置命令12と一致する
まで駆動回路10が電動機３を駆動し続ける。

駆動量が位置命令12と一致すると、駆動回路10の出力
をゼロにし、電動機３を停止する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の構成では、位置命令12は教示装
置７から入力する必要があり、上下方向往復移動台１を
直接手で動かして教示する場合、従来の装置ではフィー
ドバック系13,14および15から駆動回路10に対して、上
下方向往復移動台１を一定位置に保つように働いている
ことから、手で動かそうとしても動かなかった。このた
めに、任意の位置や作業者が意図する複雑な動きを伴う
位置を手によって直接教示することは簡単にはできなか
った。

このような問題に対して、手によって移動させ教示を
行おうとした場合、駆動回路10への電流供給を遮断する
ことが考えられる。それを行うと上下方向往復移動台１
は自重により下降してしまうため、教示する位置を保つ
ために手で支えることが必要でこれは作業者の負担とな
り、かつ正確な位置を保持することも困難であった。ま
た、急に落下して装置を破損するおそれもあるという問
題もあった。

本発明は上記の問題を解決するもので、上下方向往復
移動台を手で動かして教示できる位置決め装置を提供す
るものである。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するため、本発明は、移動台を摺動
させる駆動電動機と、駆動電動機を運転する駆動回路
と、移動台の移動位置を入力する教示装置と、教示装置
に入力された移動位置へ移動台を摺動させて停止するフ
ィードバック制御系を備えた制御装置とからなる上下方
向位置決め装置において、上下方向往復移動台の停止時
に駆動回路に流れている電流を記憶する記憶回路と、こ
の電流を連続して発生する電流発生回路と、その電流発
生回路からとフィードバック制御系からのどちらから駆
動回路へ電流を供給するか選択するスイッチと、さら
に、記憶された電流にノイズ等の許容できる外乱値を加
減した許容範囲値の設定回路と、駆動電動機に流れる電
流値を比較する比較回路と、駆動電動機の電流が許容範
囲を超えた場合には駆動電動機への電流供給を遮断する
遮断手段を設けた安全回路とを備えるものである。

（作 用） 上記の構成により、上下方向往復移動台の停止に必要
な電流値を記憶し、この電流を駆動回路へ供給すること
により、この間フィードバック制御系からは電流が供給
されていないので、手で上下方向往復移動台を目的位置
まで直接動かし、位置命令を教示することが可能とな
る。この時、上下方向往復移動台の自重を支えるのに必
要な電流は、記憶回路に記憶した電流値を電流発生回路
より駆動回路に供給しているので、教示中に上下方向往
復移動台を手で支えている必要はない。また、記憶され
た電流にノイズ等の許容できる外乱値を加減した許容範
囲値と電動機に流れる電流値を比較し、電動機の電流が
許容範囲を超えた場合には電動機への電流供給を遮断す
る安全回路の設置により、手動教示中に往復移動台が暴
走することを防止できる。

（実施例） 本発明の一実施例について、第１図および第２図によ
り説明する。

第１図は、本発明による位置決め装置の一実施例の制
御装置内部を示す構成図である。

本発明による一実施例が、第４図に示した従来例と異
なる点は、一点鎖線で囲った従来の制御装置６を構成し
ていたフィードバック制御系16のほかに、上下方向往復
移動台１を静止させて置くために駆動回路10に流れる電
流値を記憶する記憶回路17と、上記の電流値の電流を連
続的に発生する電流発生回路18とからなる定常電流系19
を設けた点と、上記のフィードバック制御系16と定常電
流系19とを切り換える連動切換スイッチ20を設けた点で
ある。その他は変わらないので、同じ構成部分には同一
符号を付して、その説明を省略する。

なお、上記の定常電流系19は、アンプ９と駆動回路10
の間に挿入され、連動切換スイッチ20のうちの第１スイ
ッチ20aで入切される。また、第２スイッチ20bは電流フ
ィードバック系13、第３スイッチ20cは速度フィードバ
ック系14、第４スイッチ20dは位置フィードバック系15
をそれぞれ入切する。

以上のように構成された上下方向位置決め装置の動作
を説明する。

同図において、通常、連動切換スイッチ20はフィード
バック制御系16に接続されている。この状態での動作は
従来例と変わらないので、その説明を省略する。すなわ
ち、教示装置７から移動位置を指示すると、指示された
位置に移動し、停止する。この時、定常電流系19の記憶
回路17が、駆動回路10に流れる電流値を電気信号として
記憶する。

次に、教示装置７に手動教示を入力すると、連動切換
スイッチ20がフィードバック制御系16から定常電流系19
に切り換わるため、フィードバック制御系16の電流フィ
ードバック系13,速度フィードバック系14および位置フ
ィードバック系15は遮断され、駆動回路10には電流発生
回路18から電流が供給される。ここで供給される電流
は、上下方向往復移動台１の停止時に駆動回路10に流れ
る電流と等しいので、電動機３には上下方向往復移動台
１の自重を保つのに必要な電流が流れている。従って、
外見では、上下方向往復移動台１は連動切換スイッチ20
の切り換え前と同じ停止状態に見えるが、フィードバッ
ク制御系16が遮断されているので、手で容易に動かすこ
とができる。

さらに、本発明の一実施例を第２図により説明する。
第２図は、第１図に示す制御装置内部の構成における定
常電流系19に電動機３の電流値を監視する監視回路21
と、上記の記憶回路17が記憶している電気信号にノイズ
等の外乱を許容する範囲を与え、電流に変換し、新たに
許容電流値を設定する上下限設定回路22と、電動機３に
流れる電流値と上記の許容電流値を比較する比較回路23
と、許容電流値を超えた場合に電動機３への電流供給を
遮断する電磁スイッチ24を補設した定常電流保障系25を
設けたものである。なお、上記の電磁スイッチ24は、電
動機３と駆動回路10の接続を入切する第１スイッチ24a
と、上記の電動機３の回転を制御するブレーキ26とその
ブレーキ電源27の接続を入切する第２スイッチ24bとか
らなり、電動機３の電源を遮断すると同時にブレーキ26
とブレーキ電源27を接続し、上下方向往復移動台１の降
下を防止している。

このように構成された上下方向位置決め装置の動作を
説明する。連絡切換スイッチ20がフィードバック制御系
16に接続されている通常の状態の動作は、従来例と変わ
らないので、その説明を省略する。

教示装置７に手動教示を指示し、連動切換スイッチ20
が定常電流保障系25に切り換わった場合について説明す
ると、移動位置を教示するために上下方向往復移動台１
を手で動かす時に、電流発生回路18から駆動回路10に供
給される電流がノイズ等の外乱により変動すると、上下
方向往復移動台１が動き出し危険なので、その電流値を
監視回路21で監視し、常に上下方向往復移動台１の自重
を支えるのに必要な電流値と、実際に電動機３に供給さ
れる電流値を比較回路23で比較し、上限値を超えると電
磁スイッチ24を作動させて電動機３を止める。しかし、
わずかな外乱は常に存在するので、上下限設定回路22で
危険が伴わない範囲での外乱を認める許容電流値を設定
している。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、フィードバッ
ク制御系と定常電流系を備えた制御装置となるので、上
下方向往復移動台を手で移動させ、移動位置を教示する
時は、フィードバック制御系から定常電流系に切り換え
れば、上下方向往復移動台が自重で降下することなく、
直接手で動かすことができ、さらに、上記の定常電流系
にノイズ等の外乱の許容範囲値と電動機に流れる電流値
を比較し、許容電流値を超えた場合に電流供給を遮断す
る定常電流保障系を備え、上下方向往復移動台を手で動
かしている際にノイズ等の外乱で上下方向往復移動台が
暴走することがない安全な位置決め装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明による位置決め装置の一実
施例を示すブロック図、第３図は従来の位置決め装置の
構成図、第４図は従来の位置決め装置のブロック図であ
る。 １……上下方向往復移動台、２……水平方向移動テーブ
ル、３……電動機、４……ボールねじ、５……エンコー
ダ、６……制御装置、７……教示装置、8,9……アン
プ、10……駆動回路、11……F/Vコンバータ、12……位
置命令、13……電流フィードバック系、14……速度フィ
ードバック系、15……位置フィードバック系、16……フ
ィードバック制御系、17……記憶回路、18……電流発生
回路、19……定常電流系、20……連動切換スイッチ、20
a,24a……第１スイッチ、20b,24b……第２スイッチ、20
c……第３スイッチ、20d……第４スイッチ、21……監視
回路、22……上下限設定回路、23……比較回路、24……
電磁スイッチ、25……定常電流保障系、26……ブレー
キ、27……ブレーキ電源。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動台を摺動させる駆動電動機と、この駆
   動電動機を運転する駆動回路と、上記の移動台の移動位
   置を入力する教示装置と、教示装置に入力された移動位
   置へ移動台を摺動させて停止するフィードバック制御系
   を備えた制御装置とからなる上下方向位置決め装置にお
   いて、 上記の制御装置に移動台の停止時に駆動回路に流れる電
   流値の記憶回路と、上記の電流値を連続して発生する電
   流発生回路と、この電流発生回路からの電流値と上記フ
   ィードバック制御系からの電流値を切り換える切換スイ
   ッチと、上記の移動台の停止時に駆動回路に流れる電流
   値にノイズ等の許容できる外乱値を加減した許容範囲値
   の設定回路と、上記の移動台の停止時に駆動電動機に流
   れる電流値と上記の許容範囲値を比較する比較回路と、
   比較の結果電流値が許容限界を超えた時に駆動電動機へ
   の供給を遮断する遮断手段とを備えたことを特徴とする
   上下方向位置決め装置。