JP2845350B2 - カム動作位置決めシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カム動作位置決めシス
テムに関し、特に一定サイクル毎に決められたパターン
の位置決めを行う、あるいは主軸１回転に同期して決め
られたパターンの位置決めを行うなどのカム動作を行う
位置決めシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカム動作位置決めでは、一般に図
１２および図１３に示すように、板カム41などのカムを
用いて機械的に行っていた。あるいはまた、本出願人が
提案した同期位置決め装置のように、第１モータの主軸
のエンコーダからのパルス周波数を電圧出力に変換して
この電圧出力により第２モータを回転させ、その電圧出
力の変換比率を主軸の回転角度位置により変化させるこ
とにより、その第２モータを速度を制御していた（特開
昭63−167695号公報参照）。

【０００３】また従来のカム動作位置決め装置へのカム
パターンデータの入力は、同装置専用のローダを用いた
キー操作によるカムパターンデータの１ポイント毎の入
力を繰り返すことにより行なっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の機械的カムでは、カム調整を行うのにカム
を削るなどの作業でカムの形状を調整しなければならな
いという困難で煩わしい問題があった。また、ロッドの
移動量の変更等の運転パターンの変更には、カム自体を
交換しなければならないという問題もあった。

【０００５】一方、従来の同期位置決め装置では、速度
制御を行っているモータ等に外乱による位置ずれが発生
した場合の補正が出来ないという問題があった。

【０００６】また従来の専用ローダを用いた上述のカム
パターンデータ入力方法においては、カムパターンデー
タの入力がすべてキー操作なので手間がかかるという問
題点があり、また、カムパターンデータは数値のみで表
現されているためにカムパターン全体のイメージがつか
みずらく、データの変更にも時間がかかるという問題点
があり、さらにカム設計図面や既存のカムプレートをそ
のまま入力データとして利用できず、外部に設けられた
製品モデル等を測定する位置センサからのデータを直接
カムデータとして入力することもできないというような
問題もあった。

【０００７】そこで、本発明の第１の目的は、上記の点
に鑑みて、機械的カムを不要にして、かつ設定されたカ
ムパターンに対して軌跡のずれを抑制して外乱に影響さ
れない正確なカム動作が得られるカム動作位置決めシス
テムを提供することにある。

【０００８】また、本発明の第２の目的は、カムパター
ンデータの作成および入力操作が容易で迅速に行うこと
ができ、またカム設計図面等もカムパターンデータとし
て直接入力可能なカム動作位置決めシステムを提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の形態は、回転速度および回転方向を
可変にすることによりカム動作を行うモータと、１サイ
クル時間Ｔの各時刻における該モータの回転位置パター
ンをあらかじめ入力する入力手段と、該入力手段から入
力した該回転位置パターンを数値データとして記憶する
記憶手段と、前記モータの回転位置を検出する検出手段
と、前記記憶手段に記憶された回転位置パターンのデー
タからサンプリング時間ｔ経過後の目標位置を予測演算
する第１の演算手段と、前記検出手段から得られる前記
モータの現在位置と前記第１の演算手段で予測した前記
目標位置との差分値から該目標位置に該モータを移動さ
せるための速度指令を演算する第２の演算手段と、該第
２の演算手段で演算された該速度指令値を速度指令信号
として前記モータに出力する駆動信号出力手段とを具備
したことを特徴とする。

【００１０】また、本発明の第２の形態は、回転速度お
よび回転方向を可変にすることによりカム動作を行うモ
ータと、前記モータの回転位置を検出する第１の検出手
段と、主軸の回転位置を検出する第２の検出手段と、該
主軸１回転の各角度における前記第１のモータの回転位
置パターンをあらかじめ入力する入力手段と、該入力手
段から入力した該回転位置パターンを数値データとして
記憶する記憶手段と、前記第２の検出手段で検出された
主軸の回転位置と前記記憶手段に記憶された回転位置パ
ターンのデータとからサンプリング時間ｔ経過後の目標
位置を予測演算する第１の演算手段と、前記検出手段か
ら得られる前記モータの現在位置と前記第１の演算手段
で予測した前記目標位置との差分値から該目標位置に該
モータを移動させるための速度指令値を演算する第２の
演算手段と、該第２の演算手段で演算された該速度指令
値を速度指令信号として前記モータに出力する駆動信号
出力手段とを具備したことを特徴とする。

【００１１】また、本発明の第３の形態は、１サイクル
時間Ｔまたは主軸１回転完了毎に前記モータの現在位置
をプリセットするプリセット手段を有し、該プリセット
手段を用いてカム動作を行いながら一方向への位置決め
を行うことを特徴とする。

【００１２】また、本発明の第４の形態は、前記入力手
段と前記記憶手段との間にデータの伝送を行う通信手段
を有することを特徴とする。

【００１３】また、本発明の第５の形態は前記入力手段
は外部装置であって、カムパターンを作成可能なグラフ
ィックデザイン機能を有するデータ処理部と、該カムパ
ターンを図形表示する表示部と、作成した該カムパター
ンを前記モータの回転位置パターンであるカムパターン
データに変換するデータ変換部と、該カムパターンデー
タを前記通信手段を介して送信する出力部と、を具備し
たことを特徴とする。

【００１４】また、本発明の第６の形態は前記入力手段
はカムパターン作成に用いる対象を計測する外部計測部
と、該外部計測部で計測された計測データを前記通信手
段を介して送信する出力部とから成り、前記通信手段と
前記記憶手段との間に、受信した前記計測データを前記
モータの回転位置パターンの数値データに変換するデー
タ処置手段を有することを特徴とする。

【００１５】また、本発明の第７の形態は前記通信手段
は前記記憶手段に記憶されているカムパターンデータを
前記入力手段側に送信する機能を有し、前記入力手段は
前記データ処理部を用いて受信したカムパターンデータ
をカムパターンデータ画像に変換して前記表示手段に表
示することを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明では、カムパターンを数値データとして
入力記憶し、このカムパターンデータからサンプリング
時間ｔ経過後の目標位置を逐次予測演算し、かつサンプ
リング時間ｔの間にエンコーダのような位置センサから
得た現在位置との差分から目標位置に移動させるための
速度指令値を演算し、この速度指令値を制御対象のモー
タへ出力するようにしたので、設定されたカムパターに
対しての実際の動作での軌跡のずれを抑えて外乱に影響
されない極めて正確なカム動作が得られる。また、本発
明では、カムパターンを数値データとして入力するの
で、カム形状の修正加工やカムの交換取り付け等の困難
で煩わしい作業が不要になって、かつ機械系の構造（例
えばカムの取り付けスペース等）を考慮せずにカムパタ
ーンの変更が容易に実施できる。

【００１７】さらにまた、本発明によれば、操作者が汎
用パーソナルコンピュータ等の外部装置の表示画面上で
グラフィックデザイン機能を用いて図形を描画しながら
作成したカムパターンを基に、外部装置内で自動的に作
成したカムパターンデータを通信手段を介してカム動作
位置決め装置に入力することにより、ユーザのカム設計
手順を従来と同程度にとどめることができ、カムパター
ンデータの作成、入力が容易で迅速となる。また、本発
明によれば、外部計測センサ等の外部装置からのデータ
を通信手段を介してカム動作位置決め装置に送信するこ
とに、よりカムパターンデータの例えば周期的な更新も
容易に可能となり、随時最新のカムパターンでのカム動
作位置決め制御が可能となる。

【００１８】また、本発明によれば、カム動作位置決め
装置内に一旦記憶したカムパターンデータを通信手段を
介して外部装置の表示画面上にカムパターンで表示させ
ることにより、カムパターンデータの修正、更新も簡単
に迅速に行なえる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。

【００２０】（１） 第１の実施例 図１は、本発明の一実施例のカム動作位置決め装置の回
路構成を示す。

【００２１】本図において、１は演算制御手段としての
マイクロコンピュータであり、その内部にＣＰＵ( 中央
制御装置）１１、図４に示すような制御プログラムをあ
らかじめ記憶したＲＯＭ( リードオンリメモリ）１２、
およびカムパターンデータ等を記憶したりＣＰＵの作業
領域としても使用される記憶手段としてのＲＡＭ( ラン
ダムアクセスメモリ）１３を有する。２はデジタル／ア
ナログ（Ｄ／Ａ）変換器で、マイクロコンピュータ１で
設定された速度指令値をアナログ信号（電圧）に変換す
る。３はＤ／Ａ変換器２からのアナログ信号の信号状態
に応じて回転速度および回転方向を変えるモータ、４は
モータ３に直結されてモータ３の回転量に応じた帰還パ
ルスを発生する位置検知手段としてのインクリメンタル
エンコーダである。

【００２２】５は上記帰還パルスをカウントする帰還パ
ルスカウンタ、６は帰還パルスカウンタ５のカウントデ
ータをラッチするデータラッチ回路である。７はサンプ
リングクロック発生器であり、マイクロコンピュータ１
から設定されたサンプリング周期ｔのパルス（ＣＬＫ信
号と称する）を発生させ、このＣＬＫ信号によりマイク
ロコンピュータ１に割り込みが発生すると共に、データ
ラッチ回路６に帰還パルスカウンタ５のデータをラッチ
させる。

【００２３】データラッチ回路６のラッチデータはマイ
クロコンピュータ１に取り込まれる。８はカムパターン
および１サイクル時間Ｔを入力するデータ入力手段とし
てのパーソナルコンピュータであり、これらのカムパタ
ーンデータ等はマイクロコンピュータ１に転送される。

【００２４】図２に、上記のモータ３により駆動される
機械的装置構造の一具体例を示す。本図において、１４
はモータ３に直結された歯車で、ロッド１５に形成され
たラック１６と噛み合い、モータ３の回転方向および回
転速度に応じてロッド１５を一定方向に往復動させるカ
ム動作をする。１７は図１で示した本実施例のカム動作
位置決め装置である。なお、本例ではモータ３の回転運
動を直線運動に変換する機構としてラックを用いたが、
勿論これに限定されず例えば送りねじ，摩擦車，ばね，
リンク機構等を用いてもよい。

【００２５】図３は、図１のパーソナルコンピュータ８
から入力されるカムパターンの一例を示す。ここで、横
軸は経過時間、縦軸はモータ３の回転位置を示す。Ａ−
Ｂ区間はモータ３の逆転区間である。カムパターンは、
例えばパーソナルコンピュータ８のキーボード（または
マウスのような座標入力装置）から単位時間ごとのモー
タの位置データとしてｐｏｉｎｔ ｔｏ ｐｏｉｎｔで
入力され、パーソナルコンピュータ８で各位置データ間
を近似直線演算等により補間して図３のようなカムパタ
ーンデータを得てマイクロコンピュータ１へ転送し、マ
イクロコンピュータ１でこのカムターンデータをＲＡＭ
１３の所定領域に格納する。また、カムパターンが一定
の関数式で表されるような場合には、その関数式と変数
値や定数をキーボードから入力して、パーソナルコンピ
ュータ８でカムパターンデータを演算出力させてもよ
い。またモータ３の回転位置とロッド１５の移動位置は
一定の相関があるので、モータ３の位置データの代わり
にロッド１５の位置データを用いることもできる。なお
また、上記の補間等の演算はマイクロコンピュータ１で
行っても勿論良く、またポイントデータをＲＡＭ１３に
格納して、制御の時にその補間演算を逐次行うようにし
てもよい。

【００２６】次に、図４のフローチャートを参照して、
本実施例装置の動作例を説明する。

【００２７】サンプリングクロック発生器７からのＣＬ
Ｋ信号により、マイクロコンピュータ１は割り込み処理
を開始する。マイクロコンピュータ１は割り込み回数に
よりステップＰ２で１サイクル時間Ｔでの現在時刻Ｔｎ
を算出する。次に、ステップＰ３でサンプリング周期ｔ
経過後の時刻Ｔｎ＋１（＝Ｔｎ＋ｔ）でのモータ３の目
標位置Ｌｎ＋１をＲＡＭ１３のカムパターンデータから
求める。さらにステップＰ４でマイクロコンピュータ１
はデータラッチ回路６のデータを読み込むことにより、
割り込み発生時のモータ３の現在位置Ｌｎを求める。続
いて、ステップＰ５で、 Ｖｎ＝｛（Ｌｎ＋１）−（Ｌｎ′）｝／ｔ …(1) の演算式によりモータ３の速度Ｖｎを求め、ステップＰ
６でこのＶｎに対応する速度指令データを設定し、速度
指令信号としてデジタル／アナログ変換器２に出力す
る。

【００２８】デジタル／アナログ変換器２により変換さ
れたアナログ信号（速度指令信号）によりモータ３は正
転または逆転で回転を行い、その回転位置はインクリメ
ンタルエンコーダ４および帰還パルスカウンタ５とで検
知され、検知された回転位置データはデータラッチ回路
６を介してマイクロコンピュータ１に帰還データとして
供給される。

【００２９】（２） 第２の実施例 図５は本発明の第２の実施例の回路構成を示す。本実施
例は主軸の回転に同期してカム動作位置決め制御を行う
もので、図１の回路構成に符号２１ないし２４で示す要
素を付加して構成したものである。２１は主軸の回転を
一定速度で行う第２のモータ、２２はこのモータ２１の
回転量に応じたパルスを出力する第２のインクリメンタ
ルエンコーダ、２３はこのエンコーダ２２の出力パルス
数を計数する指令パルスカウンタ、および２４はサンプ
リングブロック発生器７のＣＬＫ信号に同期して指令パ
ルスカウンタ２３のデータ（カウント値）をラッチする
第２のデータラッチ回路である。データラッチ回路２４
のラッチデータはＣＬＫ信号に同期して発生する割り込
み毎にマイクロコンピュータ１に取り込まれる。その他
の構成は図１と同様なのでその説明は省略する。

【００３０】図６に、図５の第１モータ３および第２モ
ータ２１により駆動される機械的装置の構造の一具体例
を示す。本図において、２５は第２モータ２１の主軸で
あり、２６はその主軸２５を介してモータ２１に直結さ
れた一対の製品送りローラで、製品（被加工部材）２７
を挟んで製品を一定方向に搬送する。２８は第１のモー
タ３に直結して、モータ３の回転方向および回転速度に
応じて往復回転するカム動作を行うカッタである。２９
は図５で示した本実施例のカム動作位置決め装置であ
る。この装置を用いて例えばラックを加工することがで
きる。

【００３１】図７は、図５はパーソナルコンピュータ８
から入力されるカムパターンの一例を示す。縦軸は第１
モータ３の回転角度位置、横軸は第２モータ２１の送り
角度を示す。

【００３２】次に、図８のフローチャートを参照して、
本発明の第２実施例の装置動作例を説明する。

【００３３】サンプリングブロック発生器７からのＣＬ
Ｋ信号により、マイクロコンピュータ１は割り込み処理
を開始する。マイクロコンピュータ１はステップＰ１２
で第２データラッチ回路24から主軸の現在角度Dn″ を
読み込む。次のステップP13 で前回割り込み時の主軸角
度Ｄｎ−１′、およびサンプリング周期ｔとから次式
（２）により角速度ωｎ′を求める。

【００３４】 ωｎ′＝（Ｄｎ′−Ｄｎ−１）／ｔ …(2) 次に、ステップＰ１４でサンプリング時間ｔ経過後の主
軸角度Ｄｎ＋１を次式(3) により予測する。

【００３５】 Ｄｎ＋１＝Ｄｎ′＋ωｎ′・ｔ …(3) 続いてステップＰ１５でサンプリング時間ｔ経過後の主
軸の予測角度Ｄｎ＋１およびカムパターンデータ（図７
参照）とから第１のモータ３の目標位置Ｌｎ＋１を求め
る。次のステップＰ１６でマイクロコンピュータ１は第
１のデータラッチ回路６から第１のモータ３の現在位置
Ｌｎを読み込む。次に、ステップＰ１７で次式(4) Ｖｎ＝｛（Ｌｎ＋１）−（Ｌｎ′）｝／ｔ …(4) により第１モータ３の速度Vnを求め、ステップＰ１８で
このＶｎに応じた速度指令データを設定データとしてデ
ジタル／アナログ変換器２に出力する。

【００３６】（３） 第３実施例 図９は本発明の第３の実施例におけるカムパターン例を
示す。本実施例の回路構成は図５の第２の実施例と同様
であるが、１サイクル時間Ｔ、または主軸１回転完了毎
に第１モータ３の現在位置をプリセットし、カム動作を
行ないながら一方向への位置決めを行う。以下の本例で
は主軸１回転に同期してのカム動作について説明する。
図９に示すように、主軸の１回転の角度位置により第１
のモータ３の位置決めを行う。しかしモータ３の位置は
主軸１回転完了時には開始時に対しＬｅだけ進んだ位置
となる。次の主軸１回転に対してはＬｅの位置を基準と
してカム動作を行い、主軸の１回転完了時にはモータ３
はさらにＬｅだけ進んだ位置となる。

【００３７】図１０は第３実施例の具体的適用例の一つ
としてのワイヤーカット装置の概略構成を示す。このワ
イヤーカット装置は主としてシリコン等のインゴットか
ら薄い円板状のウエハを切断するスライシングマシンの
一つであり、ワイヤードラム３１と巻取器３２間に張架
したガラスの粉（またはダイヤモンド砥粒）の付いたワ
イヤー３３を一対の圧接ローラ３４を介して第１のモー
タ３のカム動作により往復移動をさせ、このワイヤー３
３に対して円柱形のインゴットを当接しながら第２のモ
ータ21により横断させることにより、ウエハ35を薄くス
ライスするものである。この時、第２のモータ２１が１
回転するとインゴット（ウエハ）３５はワイヤー３３に
対してほぼ直角方向に一定量押し上げられる。第１のモ
ータ３では第２のモータ２１に同期してワイヤー３３を
ノコギリのように往復運動させ、ウエハのスライスをす
る。その際のワイヤー３３の張力は巻取器３２で制御さ
れる。このようにワイヤー３３を往復させるのは、一方
向送りではワイヤー３３が直ぐに無くなってしまうから
である。そして、この往復送りをしながら往路と復路の
長さを変えてワイヤー３３を少しづつ巻取器３２へ送り
込む。図９はこのときのモータ３，２１の動作に対応す
る。

【００３８】次に、図１１のフローチャートを参照し
て、本実施例の制御動作を説明する。

【００３９】ステップＰ２１からステップＰ２６までは
主軸同期でのカム動作の手順であり、図８のステップＰ
１１からステップＰ１６までの手順と同様である。

【００４０】ステップＰ２７では第１モータ３の位置の
補正演算を行う。そのため、マイクロコンピュータ１は
サンプリングクロック発生器７からのＣＬＫ信号により
サンプリング周期ｔ毎に割り込み処理を行う。この割り
込み処理でデータラッチ回路６の内容を読み込むことに
よりモータ３の現在位置Ｌｎ′を検出する。即ち、デー
タラッチ回路６の内容が現在Ｐｎ′であり、前回はＰｎ
−１′であるならば、次式(5) Ｌｎ′＝Ｌｎ−１′＋（Ｐｎ′−Ｐｎ−１′） …(5) によりモータ３の現在位置Ｌｎ′を求める。Ｌｎ−１′
はモータ３の前回の位置である。さらに、第２モータ２
１の主軸が１回転完了したことを検出する毎に次式(6)
の演算により、 Ｌｎ′＝Ｌｎ′−Ｌｅ …(6) 第１モータ３の現在位置（実測位置）の更新を行う。Ｌ
ｅは図９で既述したように、第２モータ２１の１回転完
了時の第１モータ３の設定位置（プリセット位置）であ
る。

【００４１】ステップＰ２８およびＰ２９は主軸同期で
のカム動作手順であり、図８のステップＰ１７およびＰ
１８と同様な手順である。

【００４２】（４） 第４実施例 図１４は本発明の第４実施例の構成を示す。本図におい
て、５１はカム動作を行うモータを駆動制御する図１、
図５等に示すと同様なカム動作位置決め装置であり、５
２はこの装置の側面または他の表面に設けられて専用ロ
ーダ以外の装置を接続するための汎用シリアルインタフ
ェースである。このシリアルインタフェース５２は例え
ば接続ケーブル５３を介して離れた位置にある汎用パー
ソナルコンピュータ８に接続する。また、カム動作位置
決め装置５１とシリアルインタフェース５２を介して接
続される外部装置との間の通信プロトコルおよび両装置
間のカムパターンデータの送受信、編集に必要な通信コ
マンド／レスポンスを例えば図１５〜図１８に示すよう
にあらかじめ設定している。この通信コマンド／レスポ
ンスは使用者に利用が開放されており、例えばパーソナ
ルコンピュータ８の表面画面５４に図１５〜図１８のよ
うに表示することも出来る。本例では、この通信コマン
ド／レスポンスを用いて外部装置からカムパターンデー
タをカム動作位置決め装置５１へ入力、編集できるよう
にしている。

【００４３】次に、図１４の接続構成における動作例を
説明する。

【００４４】ユーザ（オペレータ）は汎用パーソナルコ
ンピュータ８のグラフィック機能を用いたプログラムに
より、表示画面５４上でカムパターンを図１９に示すよ
うな具体的な形状を描画して作成する。

【００４５】上記のような入力操作により作成したカム
パターンを基に、汎用パーソナルコンピュータ８は数値
変換プログラムを用いて数値演算を行い、カム動作位置
決め装置５１で使用可能な例えば図２０に示すようなカ
ムパターンに変換する。次で、パーソナルコンピュータ
８は変換した上記カムパターンデータを前述のコマンド
／レスポンス（図１７参照）を用いて、カム動作位置決
め装置５１に送信する。以上の動作によりユーザは、パ
ーソナルコンピュータ８の表示画面５４上で作画したカ
ムパターンに従うカム動作をカム動作位置決め装置５１
で実行させるためのカムパターンデータを作成して、カ
ム動作位置決め装置５１に入力することができる。

【００４６】更に、カム動作位置決め装置５１からその
内部のＲＡＭ１３（図１参照）に記憶させておいたカム
パターンデータを上述のコマンド／レスポンス（図１８
参照）を用いて汎用パーソナルコンピュータ８に送信す
る。このデータを受信したパーソナルコンピュータ８は
このデータをグラフィック表示に逆変換することが可能
なプログラムを使用することにより表示画面５４上に入
力カムパターンデータの対応のカムパターンを表示す
る。これによりユーザは既存のカムパターンデータの修
正を容易に行なうことも可能となる。

【００４７】（５） 第５実施例 図２１は本発明の第５実施例の構成を示す。本例では、
汎用プログラマブルコントローラ（以下、汎用ＰＣと略
称する）５６が、接続ケーブル５７、汎用通信機器５８
および接続ケーブル５３を介して上述の図１４と同様の
カム動作位置決め装置５１の汎用インタフェース５２に
接続している。さらに、外部計測センサ５９が汎用ＰＣ
５６の外部入力端子６０に接続されており、汎用ＰＣ５
６は外部計測センサ５９からの計測データを読み取り、
読み取った計測データを汎用通信機器５８を通じてカム
動作位置決め装置５１に送信することができる。

【００４８】すなわち、汎用ＰＣ５６はある一定の頻度
で外部計測センサ５９からのデータを読み取り、このデ
ータをカムパターンのポイントデータとして汎用通信機
器５８を通して随時コマンド／レスポンス（図１７参
照）を用いてカム動作位置決め装置５１に送信する。カ
ム動作位置決め装置５１は図２２に示すような一連のカ
ムパターンのポイントデータを受信した時点で、これら
のポイントデータを基に図２３に示すようなデータの展
開を行ない、カム動作実行可能なカムパターンデータを
自ら作成する。

【００４９】外部計画センサ５９として例えば座標位置
決め装置を適用し、設計図面上にカムパターン図形を読
み取って、読み取ったデータを汎用ＰＣ５６に直接入力
するようにすると好ましい。また、外部計測センサ５９
としては例えば位置測定装置を用い、その計測対象とし
ては、例えば既存のカムプレート、あるいは新規の製品
モデルとしてもよい。なお製品モデルの場合は測定デー
タをカムパターンのポイントデータに汎用ＰＣ５６で変
換する必要がある。

【００５０】以上の一連の動作を必要に応じて逐次行な
うことにより、カム動作位置決め装置５１は、外部から
の計測データを基にカムパターンデータを順次必要に応
じて更新しながら所望のカム動作を実行して行くことが
可能となる。

【００５１】なお、図１４または図２１に示したカム動
作位置決め装置は、図１、図５、図１０等に示すカム動
作位置決め装置に限定されず、例えばカムパターンデー
タを基に一定周期のサンプリング時間Δｔ経過後の目標
位置を予測演算し、この演算値と検出したモータの現在
位置からΔｔ間にモータを移動させる速度指令電圧を演
算し、この指令電圧をモータに出力することによりカム
動作を行うような他の装置にも適用可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カムパターンを数値データとして入力記憶し、このカム
パターンデータからサンプリング時間ｔ経過後の目標位
置を逐次予測演算し、かつサンプリング時間ｔの間にエ
ンコーダのような位置センサから得た現在位置との差分
から目標位置に移動させるための速度指令値を演算し、
この速度指令値を制御対象のモータへ出力するようにし
たので、設定されたカムパターンに対しての実際の動作
での軌跡のずれを抑えて外乱に影響されない極めて正確
なカム動作が得られる効果がある。また、本発明によれ
は、カムパターンを数値データとして入力するので、カ
ム形状の修正加工やカムの交換取り付け等の困難で煩わ
しい作業が不要となって、かつ機械系の構造（例えばカ
ムの取り付けスペース等）を考慮せずにカムパターンの
変更が容易に実施できる利点もある。

【００５３】さらにまた、本発明によれば、操作者が汎
用パーソナルコンピュータ等の外部装置の表示画面上で
グラフィックデザイン機能を用いて図形を描画しながら
作成したカムパターンを基に、外部装置内で自動的に作
成したカムパターンデータを通信手段を介してカム動作
位置決め装置に入力することにより、ユーザのカム設定
手順を従来と同程度にとどめることができ、カムパター
ンデータの作成、入力が容易で迅速となる。また、本発
明によれば、外部計測センサ等の外部装置からのデータ
を通信手段を介してカム動作位置決め装置に送信するこ
とに、よりカムパターンデータの例えば周期的な更新も
容易に可能となり、随時最新のカムパターンでのカム動
作位置決め制御が可能となる。

【００５４】また、本発明によれば、カム動作位置決め
装置内に一旦記憶したカムパターンデータを通信手段を
介して外部装置の表示画面上にカムパターンで表示させ
ることにより、カムパターンデータの修正、更新も簡単
に迅速に行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の回路構成を示すブロック
図である。

【図２】本発明の第１実施例の具体的適用例を示す構成
図である。

【図３】本発明の第１実施例の動作例を示す特性図であ
る。

【図４】本発明の第１実施例の制御手順を示すフローチ
ャートである。

【図５】本発明の第２実施例の回路構成を示すブロック
図である。

【図６】本発明の第２実施例の具体的適用例を示す構成
図である。

【図７】本発明の第２実施例の動作例を示す特性図であ
る。

【図８】本発明の第２実施例の制御手順を示すフローチ
ャートである。

【図９】本発明の第３実施例の動作例を示す特性図であ
る。

【図１０】本発明の第３実施例の具体的適用例を示す構
成図である。

【図１１】本発明の第３実施例の制御手順を示すフロー
チャートである。

【図１２】従来例のカム装置の構成図である。

【図１３】図１２のカムの角度とロッドの移動量との関
係を示す特性図である。

【図１４】本発明の第４実施例の構成を示す斜視図であ
る。

【図１５】本発明実施例で用いるコマンド／レスポンス
の「プログラム登録」のフォーマットの一例を示す図で
ある。

【図１６】本発明実施例で用いるコマンド／レスポンス
の「プログラムステップ消去」のフォーマットの一例を
示す図である。

【図１７】本発明実施例で用いるコマンド／レスポンス
の「一括転送（ローダ→本体）可否問い合せ」のフォー
マットの一例を示す図である。

【図１８】本発明実施例で用いるコマンド／レスポンス
の「一括転送（本体→ローダ）要求」のフォーマットの
一例を示す図である。

【図１９】本発明の第４実施例で表示画面上に描画され
るカムパターンの一例を示す平面図である。

【図２０】本発明の第４実施例において送信されるカム
パターンデータの一例を示す図である。

【図２１】本発明の第５実施例の構成を示す斜視図であ
る。

【図２２】本発明の第５実施例において送信されるカム
パターンのポイントデータの一例を示す図である。

【図２３】本発明に第５実施例においてカム動作位置決
め装置において展開されるカムパターンデータの一例を
示す図である。

【符号の説明】

１ マイクロコンピュータ ２ デジタル／アナログ変換器 ３ 第１モータ ４，２２ インクリメンタルエンコーダ ５ 帰還パルスカウンタ ６，２４ データラッチ回路 ７ サンプリングクロック発生器 ８ パーソナルコンピュータ １４ 歯車 １５ ロッド ２１ 第２モータ ２３ 指令パルスカウンタ ２６ 製品送りローラ ２７ 製品 ２８ カッタ ３１ ワイヤードラム ３２ 巻取器 ３３ ワイヤー ３５ ウエハ ５１ カム動作位置決め装置 ５２ 汎用シリアルインタフェース ５３ 接続ケーブル ５４ パーソナルコンピュータの表示画面 ５６ 汎用プログラマブルコントローラ（汎用ＰＣ） ５７ 接続ケーブル ５８ 通信機器 ５９ 外部計測センサ ６０ 汎用ＰＣの外部入力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−74185（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−98216（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−65706（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−21107（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−93441（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05D 3/00 - 3/12 306 H02P 5/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転速度および回転方向を可変にするこ
   とによりカム動作を行うモータと、 １サイクル時間Ｔの各時刻における該モータの回転位置
   パターンをあらかじめ入力する入力手段と、 該入力手段から入力した該回転位置パターンを数値デー
   タとして記憶する記憶手段と、 前記モータの回転位置を検出する検出手段と、 前記記憶手段に記憶された回転位置パターンのデータか
   らサンプリング時間ｔ経過後の目標位置を予測演算する
   第１の演算手段と、 前記検出手段から得られる前記モータの現在位置と前記
   第１の演算手段で予測した前記目標位置との差分値から
   該目標位置に該モータを移動させるための速度指令値を
   演算する第２の演算手段と、 該第２の演算手段で演算された該速度指令値を速度指令
   信号として前記モータに出力する駆動信号出力手段と を具備したことを特徴とするカム動作位置決めシステ
   ム。
2. 【請求項２】 回転速度および回転方向を可変にするこ
   とによりカム動作を行う第１のモータと、 前記第１のモータの回転位置を検出する第１の検出手段
   と、 一定速度の第２のモータにより回転される主軸の回転位
   置を検出する第２の検出手段と、 該主軸１回転の各角度における前記第１のモータの回転
   位置パターンをあらかじめ入力する入力手段と、 該入力手段から入力した該回転位置パターンを数値デー
   タとして記憶する記憶手段と、 前記第２の検出手段で検出された主軸の回転位置と前記
   記憶手段に記憶された回転位置パターンのデータとから
   サンプリング時間ｔ経過後の目標位置を予測演算する第
   １の演算手段と、 前記第１の検出手段から得られる前記第１のモータの現
   在位置と前記第１の演算手段で予測した前記目標位置と
   の差分値から該目標位置に該第１のモータを移動させる
   ための速度指令値を演算する第２の演算手段と、 該第２の演算手段で演算された該速度指令値を速度指令
   信号として前記第１のモータに出力する駆動信号出力手
   段と を具備したことを特徴とするカム動作位置決めシステ
   ム。
3. 【請求項３】 １サイクル時間Ｔまたは主軸１回転完了
   毎に前記モータの現在位置をプリセットするプリセット
   手段を有し、該プリセット手段を用いてカム動作を行い
   ながら一方向への位置決めを行うことを特徴とする請求
   項２に記載のカム動作位置決めシステム。
4. 【請求項４】 前記入力手段と前記記憶手段との間にデ
   ータの伝送を行う通信手段を有することを特徴とする請
   求項１〜３のいずれかに記載のカム動作位置決めシステ
   ム。
5. 【請求項５】 前記入力手段は外部装置であって、 カムパターンを作成可能なグラフィックデザイン機能を
   有するデータ処理部と、 該カムパターンを図形表示する表示部と、 作成した該カムパターンを前記モータの回転位置パター
   ンであるカムパターンデータに変換するデータ変換部
   と、 該カムパターンデータを前記通信手段を介して送信する
   出力部と、 を具備したことを特徴とする請求項４に記載のカム動作
   位置決めシステム。
6. 【請求項６】 前記入力手段はカムパターン作成に用い
   る対象を計測する外部計測部と、 該外部計測部で計測された計測データを前記通信手段を
   介して送信する出力部とから成り、 前記通信手段と前記記憶手段との間に、受信した前記計
   測データを前記モータの回転位置パターンの数値データ
   に変換するデータ処置手段を有することを特徴とする請
   求項４に記載のカム動作位置決めシステム。
7. 【請求項７】 前記通信手段は前記記憶手段に記憶され
   ているカムパターンデータを前記入力手段側に送信する
   機能を有し、 前記入力手段は前記データ処理部を用いて受信したカム
   パターンデータをカムパターンデータ画像に変換して前
   記表示手段に表示することを特徴とする請求項５に記載
   のカム動作位置決めシステム。