JP2847793B2 - 回転体の割出し装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、回転している回転体を所望する割出し位置
に割出し・停止させる回転体の割出し装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の回転体の割出し装置は、回転体を回転
させるステッピングモータと、このモータ或は回転体の
回転位置を絶対座標系上の位置として検出するエンコー
ダとを備え、その検出結果に基づいて回転体を追従制御
（フィードーバック制御）するよう構成して、回転して
いる回転体を所望する割出し位置に割出し・停止させて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようにフィードバック制御を行う
回転体の割出し装置では、高精度の回転体の割出し・停
止を図ることができるものの、制御が複雑となるという
問題点があり、特に、ステッピングモータを駆動制御す
る際、その固定子の励磁の切換に伴って発生する回転子
の振動がエンコーダにおけるスリットに伝達されて回転
体の絶対位置検出の精度が低下する虞があるため、高精
度の回転体の割出し・停止を行おうとすると、その制御
が複雑となる問題点が残されている。

フィードバック制御にかえて、制御が単純なオープン
ループ制御を採用することも考えられるが、回転体の割
出し・停止制御の信頼性及び回転体の停止位置精度が低
い。

本発明は上記問題点を解決するためになされ、簡単な
制御で高精度な回転体の停止位置決めを行うことを目的
とする。

発明の構成 ［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成する第１の回転体の割出し装置は、
第１図のブロック図に例示するように、 入力パルス列に基づいて回転体R1を回転させるステッ
ピングモータM1と、該回転体R1と一体となって回転し、
該回転体R1に設定された複数の割出し位置を互いに識別
可能に検出するための割出し位置被検出部T1を設けた回
転スリットS1と、 該割出し位置被検出部T1を検出し、且つその割出し位
置被検出部T1がどの割出し位置に対応するものであるか
を識別する割出し位置識別手段K1と、 該割出し位置識別手段K1の検出結果に基づいて前記ス
テッピングモータを駆動制御し、回転している前記回転
体R1を、所望する割出し位置に割出し・停止させるモー
タ制御手段MS1と、 を有する回転体の割出し装置において、 前記各割り出し位置に対応して前記回転体R1に形成さ
れた減速開始被検出部GHと、 該減速開始被検出部GHに対応する割出し位置の前記割
出し位置被検出部T1が、前記割出し位置識別手段K1によ
って識別されるよりも先に該減速開始被検出部GHを検出
可能に配置された減速開始位置検出部GKと、 を備え、 前記モータ制御手段MS1は、 前記減速開始位置検出部GKにより前記減速開始被検出
部GHが検出されると、前記ステッピングモータに出力す
る前記入力パルス列の周波数を減衰を開始し、少なくと
も該ステッピングモータの自起動周波数まで減衰させる
パルス列減衰出力部PGと、 自起動周波数にて駆動されるステッピングモータと共
に回転される前記回転体R1において、前記割出し位置識
別手段K1による前記割出し位置被検出部T1の検出がなさ
れてから該割出し位置被検出部T1に対応する割出し位置
に到達するまでの時間が前記割出し位置被検出部T1毎に
記憶された停止時間記憶手段JKと、 前記割出し位置識別手段K1による前記割出し位置被検
出部T1の検出がなされると、前記停止時間記憶手段JKに
記憶されている該割出し位置被検出部T1に対応した前記
時間の経過後にステッピングモータM1へのパルス列の出
力を停止するパルス列出力停止部PT1とを備えること をその要旨とする。

又、第２の回転体の割出し装置は、前記各割出し位置
に予め固有番号が設定されており、 前記各割出し位置被検出部T1が、対応する割出し位置
の前記固有番号を表す２進数に対応するパターンにて前
記回転スリットに形成された所定個数の丸孔であり、 前記割出し位置識別手段K1が、所定個数の前記丸孔に
より通過・遮断される光を検出可能な複数のホトダイオ
ードと、該複数のホトダイオードにより検出された通過
・遮断のパターンを前記固有番号に変換する変換部と、
を備えたものであり、 前記減速開始被検出部GHが、前記割出し位置と同数、
回転スリットに形成された円弧状スリットであり、 前記減速開始位置検出部GKが、円弧状スリットにより
通過・遮断される光を検出可能なホトダイオードである
こと をその要旨とする。

［作用］ 上記構成を有する第１の回転体の割出し装置は、割出
し位置識別手段K1が、割出し位置検出部T1を検出し、さ
らにその割出し位置被検出部T1がどの割出し位置に対応
するものであるかを識別する。

減速開始被検出部GHは、割出し位置に対応して回転ス
リットに形成されたもので、減速開始位置検出部GKによ
って、検出される。この検出は、その割出し位置に対応
する割出し位置被検出部T1が、割出し位置識別手段K1に
より検出されるよりも前に行われるように減速開始位置
検出部GKが配置されている。そして減速開始被検出部GH
が、減速開始被検出部GHを検出すると、パルス列減衰出
力部PGがステッピングモータM1に出力するパルスの周波
数を下げていく。

これにより、割出し位置被検出部T1が検出される前
に、ステッピングモータM1の減速が開始される。

この減速は、少なくともそのステッピングモータM1の
自起動周波数まで行われる。これが達成されると、ステ
ッピングモータM1は、パルスが入力されなくなることに
よっていつまでも停止できる速度となる。

停止時間記憶時間JKには、割出し位置被検出部T1が検
出されてから、割出し位置に到達するまでの時間を、割
出し位置ごとに予め求めたものを記憶している。

割出し位置被検出部T1が、割出し位置識別手段K1によ
って検出されると、パルス列出力停止部PT1が、停止時
間記憶手段JKに記憶された時間分だけ経過させてから、
パルスを停止させる。

これらの態様をより具対的に示すと、例えば、第２の
回転体の割出し装置のようにすることが考えられる。な
お『固定番号を表す２進数に対応するパターン』とは、
その２進数のごとく、丸穴を一例に並べて形成するとい
う意味に限定しているのではない。一列にしても構わな
いが、例えば、後述する実施例のスリット孔のようにず
れていてもよい。たとえずれていても、丸孔の形成・非
形成をホトダイオードで検出した結果、固有番号が同定
できるように構成されていればよい。

［実施例］ 次に、本発明に係る回転体の割出し装置の実施例につ
いて図面に基づき説明する。第２図は実施例の回転体の
割出し装置を工具マガジンに搭載した小型のマシニング
センタの要部斜視図、第３図はこの工具マガジン要部を
示す断面図、第４図は工具マガジンにおける回転位置検
出器の概略斜視図である。

第２図に示すように、マシニングセンタ１は、加工に
用いる工具を着脱可能に保持する図示しない主軸が内臓
された加工ヘッド２を、水平面でＸ−Ｙ方向に移動自在
なワークテーブル３に対して近接・離間可能にコラム４
に支持したいわゆる縦型のマシニングセンタであり、加
工ヘッド２の向かって左側面には、主軸の軸線Ｌに直交
するマガジン軸線Ｍを中心として回転自在な工具マガジ
ン５と、主軸の軸線Ｌに平行な軸線Ｎを中心として回転
するとともにこの軸線Ｎの軸方向にそって上下動する工
具交換アーム６とからなる自動工具交換装置７とを備え
ている。

又、コラム４の上部には、送りネジ８を介して加工ヘ
ッド２を上下動させるためのＺ軸送りモータ９を備え
る。一方、加工ヘッド２の上部には、主軸を回転させる
ための主軸モータ10を、工具マガジン５の上部には、工
具マガジン５を回動するためのステッピングモータであ
るマガジン用モータ11と工具マガジン５下部の工具交換
位置において後述する工具ポットを旋回させるためのポ
ット旋回用モータ12とを、それらの回転軸を主軸の軸線
Ｌと平行にして備える。更に、加工ヘッド２の向かって
右軸面には、加工ヘッド２に内蔵された図示しない工具
交換アーム駆動機溝を介して工具交換アーム６を回動・
上下動させるための交換アーム用モータ13を備えてい
る。

従って、このマシニングセンタ１は、Ｚ軸送りモータ
９による加工ヘッド２の上方退避，主軸モータ10による
主軸オリエンテーション，マガジン用モータ11による工
具マガジン５における次工程工具のポットの工具交換位
置への回転割出し，ポット旋回用モータ12による工具ポ
ットの下方への旋回，交換アーム用モータ13による工具
交換アーム６の工具把持・抜取・回転・挿入・開放とい
った工具交換動作を実行して工具マガジン５に収納され
た複数の工具Ｔを自動交換しつつ、所望する工具による
ワークの連続加工を実施する。

次に、上記した工具マガジン５について、第３図を用
いて詳細に説明する。

工具マガジン要部を断面視する第３図に示すように、
工具マガジン５は、加工ヘッド２側面に直接組付け・固
定されたブラケット14のシャフト15に軸受16を介して回
動自在に軸支されたものであり、軸受16の直に組み付け
られるマガジン本体17と、マガジン本体17の軸心嵌合穴
18に嵌合・固定された大歯車19と、マガジン本体17に組
付け・固定されたポットアーム20に旋回軸21を中心とし
て旋回自在に軸支された複数個の工具ポット22と、既述
したマガジン用モータ11と、このマガジン用モータ11の
回転軸にカップリング23を介して連結され軸受ブラケッ
ト24により軸支されたピニオンシャフト25と、その先端
に設けられマガジン本体17の大歯車19に食違って噛み合
うようネジ歯車として形成されたピニオン26等の他、工
具ポット22を旋回させるための後述する各種構成部材を
備えている。このピニオン26と大歯車19とは、マガジン
用モータ11とマガジン本体17との間に、減速比が50:1の
一組の食違い傘歯車（ハイポイド・ギヤ）を構成してい
る。

工具ポット22は、マガジン本体17外周に等分割に８個
設置されており、マガジン本体17とともにその外周とブ
ラケット14の筒状側壁27内周との間を回転し、工具Ｔを
収納するテーパ孔28と工具の位置決めを行うポットキー
29とを備え、テーパ孔28底部の図示しない弾性把持部材
により工具のプルスタッドを把持しその工具を保持す
る。また、個々の工具ポット22は、工具収納側と反対側
に旋回用ローラ30を軸支する突出片31を備え、工具交換
位置に割り出された時に旋回用ローラ30が旋回用保持部
材32に把持され、この旋回用把持部材32が第３図中矢印
Ａで示す如く上昇することにより、二点鎖線で示す位置
まで同図中矢印Ｂで示すように90度旋回し、旋回用把持
部材32が同図に示す位置に復帰（降下）することにより
水平なもとの位置に戻る。尚、マガジン本体17の外周に
は、工具ポット22が水平な位置に復帰する際に、筒状側
壁27内周との衝突を緩和すべくＯリング33が設けられて
いる。

又、工具マガジン５は、マガジン本体17の端面に蓋体
34,リング材35を介して固定されその中央に貫通孔36aを
有する回転スリット36と、この回転スリット36を挟んで
シャフト15端面に対向して固定された発光側板材37,受
光側板材38とを備え、これら回転スリット36等から構成
され工具ポットのポット番号、即ちマガジン本体17の回
転位置を検出するための回転位置検出器40を備えてい
る。

次に、この回転位置検出器40について、第４図を用い
て説明する。

マガジン本体17と一体となって回転する回転スリット
36は、工具マガジン５の各工具ポット22に対応して８分
割された割出し対象位置に、その同心円毎のスリット孔
（SK1,SK2,SK4,SK8）を組合せて備え、また、この割出
し対象位置に、最内周の同心円の円周にそって８個の円
弧状スリット（HS1〜HS8）を工具マガジン５の各工具ポ
ット22に対応して備えている。各円弧状スリット（HS1
〜HS8）の符号に付した数字は、工具ポット番号を表
す。

この各スリット孔（SK1,SK2,SK4,SK8）は、外周側の
同心円から順に工具アドレス1,工具アドレス2,工具アド
レス4,工具アドレス８を表しており、その組合せにより
工具ポット番号（１〜８）を構成する。つまりスリット
孔（SK1,SK2,SK4,SK8）は、本発明の割出し位置被検出
部に相当する。尚、１〜８までの工具ポット番号を表示
するには、３ビット（３個のスリット孔）のオン・オフ
信号の組合せで十分であるが、３ビットでは全てがオフ
信号となる組合せを使用せざるを得ないので、上記した
ように４ビット（４個のスリット孔）で工具ポット番号
を表示する。また、マガジン本体17の小型化，後述する
発光ダイオード等の配置の都合上、各スリット孔のう
ち、スリット孔SK1とSK4とは回転スリット36の中心を通
る八等分線上に設け、スリット孔S2とSK8とは、この各
線分に対して所定角度だけ隔てた線分上に設けられてい
る。

発光側板材37には、第４図に示すように、各スリット
孔SK1ないしSK8及び各円弧状スリットHS1ないしHS8に向
けて常に光を照射するよう構成された発光ダイオード
（LED0,LED1,LED2,LED4,LED8）が設けられ、受光側板材
38には、回転スリット36を挟んでこれら各発光ダイオー
ドと対向するホトダイオード（PD0,PD1,PD2,PD4,PD8）
が設けられている。これら各発光ダイオード及びホトダ
イオードは図示しない制御盤に設置された後述の電子制
御回路50に接続されている。そして、各スリット孔SK1
ないしSK8を通過した光を受光するホトダイオードPD1な
いしPD8の検出信号がこの電子制御回路50に入力され、
得られた各ホトダイオードのオン・オフ状態の組合せに
より、既述したように工具ポット番号が判別される、つ
まり各ホトダイオードのオン・オフ状態の組合せによ
り、工具ポット番号を判別する処理が本発明の変換部に
相当する。

例えば、第４図に示すように、スリット孔SK1,SK2,SK
4を通過する光をホトダイオードPD1,PD2,PD4が受光した
場合は、各スリット孔に対応する工具アドレス数を加算
することにより、その組合せから工具番号７を判別する
ことができる。

また、各スリット孔SK1ないしSK8及び各円弧状スリッ
トHS1ないしHS8の形成位置，形状の相違によって、各ス
リット孔SK1ないしSK8を通過する光の検出に先立ち、各
円弧状スリットHS1ないしHS8を通過する光がホトダイオ
ードPD0により検出される。つまり、ホトダイオードPD0
の検出信号は、所望する工具ポットを割出し位置に割出
し・停止させる際に、マガジン用モータ11を減速させる
ための減速信号として利用されている。つまりホトダイ
オードPD0は、本発明の減速開始位置検出部に相当す
る。この点については、後述する。

更に、回転スリット36の各ホトダイオードとの間に
は、隣接する発光ダイオードの光を誤って受光しないよ
う、上記スリット孔より小径の補助スリット孔41aない
し41eを各スリット孔に対応する位置に備えた固定スリ
ット41が配置されている。

次に、工具マガジン５を駆動制御する電子制御回路50
について説明する。第５図はこの電子制御回路50を中心
としたブロック図である。

同図に示すように、電子制御回路50は、論理演算を実
行する周知のマイクロコンピュータ（CPU）51の他、後
述するプログラム等を記憶しているROM52、一時的情報
の記憶を行うRAM53、電源オフ後にも記憶データを保持
しているバックアップRAM54、情報の受渡し口となる入
力ポート55,出力ポート56等を備えている。これらCPU51
ないし出力ポート56は互いにバス57にて接続されてい
る。

入力ポート55には、既述した回転位置検出器40の各ホ
トダイオードPD0ないしPD8と、作業者自身が工具マガジ
ン５の割出し指令を入力するためのキーボード60と、ワ
ークの加工プログラムを読取るための加工プログラム読
取器61とを備えている。

一方、出力ポート56には、Ｚ軸送りモータ９と、主軸
モータ10と、マガジン用モータ11と、ポット旋回用モー
タ12と、交換アーム用モータ13等の他、回転位置検出器
40の発光ダイオードLED0ないしLED8が接続されている。

次に、工具マガジン５の工具ポット22を割出し位置に
割出す工具ポット割出しルーチンについて、第６図に示
すフローチャートを用いて説明する。

第６図に示す工具ポット割出しルーチンは、加工プロ
グラム読取器61又はキーボード60から割出し指令を入力
する度に割込処理されるものであり、電子制御回路50の
起動時に内部レジスタのクリア等の初期処理がなされた
のち実行される。

先ず、工具マガジン５の割出し位置に割出すべき割出
し対象工具ポットのポット番号をRAM53から読込む（ス
テップ100,以下、ステップを単にＳと表す）。尚、RAM5
3には、この割出し対象工具ポット番号がキーボード60
から直接に、又は加工プログラム読取器61と読取ったワ
ーク加工プログラムから入力されている。

次に、回転位置検出器40を構成する各ホトダイオード
PD1ないしPD8の検出信号から得られるそのオン・オフ状
態の組合せにより、割出し位置に現在割出されている工
具ポットのポット番号を読込む（S110）。続いて、読込
んだ割出し対象工具ポットと割出し位置の工具ポットの
ポット番号とから、割出しに必要なマガジン本体17の回
転角度を求め、これに見合うパルス数のパルス列を、そ
の周波数をステッピングモータであるマガジン用モータ
11の自起動周波数（以下、SP周波数という）から漸増さ
せつつマガジン用モータ11に出力して（S120）モータを
駆動し、ピニオン26の大歯車19とからなる一組の食違い
傘歯車を介してマガジン本体17を高速で回転させる。

次に、ホトダイオードPD0のオン・オフ状態から、割
出し対象工具ポットに対応した円弧状スリットが割出し
位置まで回転してきたか否か、即ち、割出し対象工具ポ
ットに関する減速信号を入力したか否かを判断し（S12
5）、この減速信号を入力するまで、SP周波数以上の周
波数のパルス列の出力を継続する。ここで、減速信号を
入力したと判断すると、SP周波数以上の周波数でマガジ
ン用モータ11に出力していたパルス列の周波数を、SP周
波数まで減衰する、本発明のパルス列減衰出力部に相当
する処理を行う（S130）。このSP周波数のパルス列をマ
ガジン用モータ11に出力して（S140）、モータを駆動す
る。

続いて、ホトダイオードPD1ないしPD8のオン・オフ状
態から、割出し対象工具ポットに対応した工具アドレス
信号を入力したか否かを判断する（S145）。尚、この場
合、ステッピングモータにおける励磁の切換に基づく振
動の影響を排除するために、同一の工具アドレス信号を
複数回連続して入力したときに、当該工具アドレス信号
が入力されたと判断するよう構成されている。

S145で工具アドレス信号が入力されたと判断されるま
では、SP周波数のパルス列出力を継続し、工具アドレス
信号が入力されると、割出し対象工具ポットのポット番
号を構成する各工具アドレス信号のうち最初に入力した
工具アドレス信号の入力時点からの経過時間Ｔの計測を
開始する（S150）。その後、ホトダイオードPD1ないしP
D8のうち最初にオン状態となったホトダイオードが何れ
であるかを判別することにより、最初に入力した工具ア
ドレス信号が割出し対象工具ポットのポット番号を構成
する各工具アドレス信号のうち何れであるかを判別し
（S155）、その結果によって次のS165,175,185,195の何
れかの処理を行う。

最初にオン状態となったホトダイオードがPD1であれ
ば、S150で計測を開始した経過時間Ｔがホトダイオード
PD1の検出するスリット孔SK1に応じて定められた所定経
過時間TSK1に達した否かを判断する（S165）。

同様に、最初にオン状態となったホトダイオードPD2
ないしPD8に応じて、上記経過時間Ｔが対応するスリッ
ト孔毎の所定経過時間TSK2ないしTSK8に達したか否かを
判断する（S175〜195）。

この各スリット孔毎の所定経過時間とは、回転してい
る回転スリット36の該当するスリット孔を通過した光が
ホトダイオードに検出されてから、マガジン本体17とと
もに回転スリット36が所望する割出し位置（即ち、ホト
ダイオードに対してスリット光が中心に対向する位置）
に割出されて停止するまでの時間であり、ホトダイオー
ドに最初に検出されるスリット孔の配置位置により異な
るため、各スリット孔に応じて予め定められている。そ
して、その値はバックアップRAM54に記憶されている。
つまりバックアップRAM54は、本発明の停止時間記憶手
段に相当する。

上記各S165ないし195で、既述したようにその経過時
間Ｔが所定経過時間に達したと判断すると、それまでマ
ガジン用モータ11に出力されていたパルス列の出力を停
止する、本発明のパルス列出力停止部に相当する処理を
行う（S200）。その後、次回の本ルーチンの処理のため
に経過時間Ｔに値０をセットし（S210）、本ルーチンを
終了する。

次に、上記構成を有する実施例のマシニングセンタ１
における回転体（工具マガジン５）の割出し装置の効果
について、出力パルスの周波数，モータ回転数と減速信
号の入力状態等との関係を示した第７図のタイミングチ
ャートを用いて説明する。尚、説明に当たっては第４図
を併用し、割出し位置に現在割出されているポット番号
１の工具ポットに替えて、割出し位置にポット番号７の
工具ポットを割出す場合について説明する。

時刻t0で、加工プログラム読取器61又はキーボード60
から割出し指令を入力すると、既述した工具ポット割出
しルーチンが実行される。つまり、割出し対象工具ポッ
トのポット番号７を読込み（S100）、ホトダイオードPD
1の検出信号から割出し位置に現在ある工具ポットのポ
ット番号１を読込む（S110）。続いて、読込んだポット
番号７とポット番号１とから、ポット番号７の割出しに
必要なマガジン本体17の回転角度を90度とし（第４図参
照）、90度の回転角度に見合うパルス数のパルス列を、
その周波数をSP周波数から漸増させつつマガジン用モー
タ11に出力してこのモータを駆動し、高速度でマガジン
本体17を回転させる（S120）。

こうしてマガジン本体17を高速回転させた後、時刻t1
で、ポット番号７の割出し対象工具ポットに対応した円
弧状スリットHS7を通過する光をホトダイオードPD0が受
光すると、この割出し対象工具ポットに関する減速信号
を入力したとして（S125）、時刻t2までの僅かな期間の
間に、マガジン用モータ11に出力していたパルス列の周
波数をSP周波数まで減衰し（S130）、時刻t2以後は、こ
のSP周波数のパルス列でマガジン用モータ11を駆動する
（S140）。つまり、割出し対象工具ポットの工具アドレ
ス信号の入力に先だって、パルス列の周波数を減衰して
マガジン用モータ11、延いてはマガジン本体17の回転を
減速する。

続いて、時刻t3で、ホトダイオードPD1ないしPD8のオ
ン・オフ状態から、割出し対象工具ポットに対応した工
具アドレス信号を入力すると同時に（S145）、割出し対
象工具ポットのポット番号７を構成する各工具アドレス
信号のうち最初に工具アドレス信号を入力した時点、即
ちポット番号７では、このポット番号を構成するスリッ
ト孔のうち回転スリット36の最内周にあるスリット孔SK
4に対応する工具アドレス４の入力時点からの経過時間
Ｔを計測する（S150）。

引続いて、このスリット孔SK4を通過する光を受光す
るホトダイオードPD4が最初にオン状態となったことか
ら、最初に入力した工具アドレス信号は工具アドレス４
であると判別し（S155）、経過時間Ｔがスリット孔SK4
に応じて定められた所定経過時間TSK4に達した時刻t4
で、SP周波数のパルス列の出力を停止して（S200）、マ
ガジン用モータ11の回転を停止させ、ポット番号７の工
具ポットの割出し・停止を完了する。

従って、時刻t4直前までは、マガジン用モータ11をSP
周波数のパルス列で駆動しているので、この時刻t4でパ
ルス列の出力を停止することにより、正確に時刻t4でマ
ガジン用モータ11を停止させ、ポット番号７の割出し対
象工具ポットを精度よく割出し位置に停止させることが
できる。しかも、この様な高精度の割出し・停止を、エ
ンコーダ等の検出結果をフィードーバックするといった
複雑な制御を用いることなく、簡単なオープンループ制
御により実現することができる。

更に、割出し対象工具ポットに関する減速信号を入力
するまでは、ステッピングモータが自起動周波数を越え
る高速度でマガジン用モータ11を回転させて、マガジン
本体17を高速で回転させるので、割出し対象工具ポット
の割出しに要する時間の短絡化を図り、高速割出しを可
能とする。この結果、マシニングセンタ１における工具
交換時間が短縮され、加工効率を向上させることができ
る。

また、割出し対象工具ポットにおける同一の工具アド
レス信号を複数回連続して入力したときに、割出し対象
工具ポットに対応した当該工具アドレス信号が入力され
たと判断するように構成したので、ステッピングモータ
における励磁の切換に基づく振動が工具アドレス信号の
検出精度に及ぼす悪影響（精度の低下）を排除すること
ができる。

加えて、回転スリット36と各ホトダイオードとの間
に、回転スリット36のスリット孔より小径の補助スリッ
ト孔41aないし41eを備えた固定スリット41を配置したの
で、回転スリット36の各スリット孔を通過する光の指向
性を高め、隣接する発光ダイオードからの光の影響を排
除することができる。

以上第1,第２の回転体の割出し装置の実施例について
説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種
々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、縦
型のマシニングセンタの工具マガジンに限らず、横型マ
シニングセンタ,NC制御旋盤等の工具マガジンや、タレ
ット旋盤，タレットパンチプレス等における工具タレッ
ト、延いてはワーク回転台等に適用できることは勿論で
ある。

また、本実施例では、減速信号入力用の円弧状スリッ
トHS1等と工具アドレス信号入力用のスリット孔SK1等と
を併用して（第４図参照）マガジン本体17の割出し・停
止を実施する場合について説明したが、次のような構成
を採ることもできる。

即ち、スリット孔SK1の外側に工具ポットの割出し確
認用の新たなスリット孔SKnを工具ポット毎に設け、割
出し対象工具ポットのスリット孔SKnと円弧状スリットH
S1ないしHS8とを併用してマガジン本体17の割出し・停
止を実施する。この場合には、円弧状スリットHS1等に
より減速信号を入力してから既述したようにマガジン用
モータ11を減速し、その後上記割出し確認用の新たなス
リット孔SKnを検出してから、所定時間経過後にモータ
へのパルス列の出力を停止すればよい。この様な構成を
採った場合でも、簡単なオープンループ制御でありなが
ら、割出し対象工具ポットを精度よく割出し位置に停止
させることができる。

更に、本実施例では、割出し対象工具ポットのポット
番号を構成する各工具アドレス信号のうち最初の工具ア
ドレス信号を入力した時点から、その工具アドレス信号
に応じた所定時間の経過後に、パルス列の出力を停止す
るよう構成したが、次のような構成を採ることもでき
る。

即ち、S120で求めた出力パルス列のパルス数をパルス
出力の度に減算し、割出し対象工具ポットのポット番号
を構成する各工具アドレス信号のうち最初の工具アドレ
ス信号を入力した時点で、この時点で残存しているパル
ス数の出力パルス列をその工具アドレス信号に応じて予
め定められた所定パルス数のパルス列に変換し、変換し
たパルス数のパルス列だけマガジン用モータ11に出力す
ればよい。この場合でも、やはり簡単なオープンループ
制御でありながら、割出し対象工具ポットを精度よく割
出し位置に停止させることができる。

発明の効果 以上実施例を含めて詳述したように、本発明の回転体
の割出し装置によれば、割出し位置識別手段が、割出し
位置被検出部を検出する前に、減速開始被検出部を、減
速開始位置検出部が検出し、この検出を契機として、パ
ルス列減衰出力部がステッピングモータに出力するパル
スの周波数を下げていくため、ステッピングモータを十
分に減速することができる。

この減速は、少なくともそのステッピングモータの自
起動周波数まで行われるため、ステッピングモータは、
パルスが入力されなくなることによって、いつでも停止
できる状態となる。割出し位置被検出部が、割出し位置
識別手段によって検出されると、パルス列出力停止部
が、停止時間記憶手段に記憶された時間分だけ経過させ
てから、パルスを停止させる。

停止時間記憶手段には、割出し位置被検出部が検出さ
れてから、割出し位置に到達するまでの時間が、割出し
位置ごとに記憶されている。従って、この時間が経過し
てからパルスの出力を停止することにより、ステッピン
グモータを高精度に止めることが可能となる。つまり回
転体の絶対位置を検出するエンコーダ等を必要とせず、
しかもその検出結果をフィードバックするといった複雑
な制御を行うことなく、簡単なオープンループ制御で高
精度な回転体の停止位置決めを行うことができる。

この結果、割出し装置の部品点数を少なくでき、その
製作コスト・組付けコスト等を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転体の割出し装置の基本的な構成を
例示するブロック図、第２図は実施例の回転体の割出し
装置を工具マガジンに搭載した小型のマシニングセンタ
の要部斜視図、第３図はこの工具マガジン要部を示す断
面図、第４図は工具マガジンにおける回転位置検出器の
概略斜視図、第５図はこの電子制御回路50を中心とした
ブロック図、第６図は工具ポット22を割出し位置に割出
す工具ポット割出しルーチンのフローチャート、第７図
は出力パルスの周波数と減速信号の入力状態等との関係
を示したタイミングチャートである。 １……マシニングセンタ、２……加工ヘッド ５……工具マガジン 11……マガジン用モータ、15……シャフト 17……マガジン本体、22……工具ポット 36……回転スリット、40……回転位置検出器 41……固定スリット、50……電子制御回路 SK1〜SK8……スリット孔 HS1〜HS8……円弧状スリット LED0〜LED8……発光ダイオード PD0〜PD8……ホトダイオード

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力パルス列に基づいて回転体を回転させ
   るステッピングモータと、 該回転体と一体となって回転し、該回転体に設定された
   複数の割出し位置を互いに識別可能に検出するための割
   出し位置被検出部を設けた回転スリットと、 該割出し位置被検出部を検出し、且つその割出し位置被
   検出部がどの割出し位置に対応するものであるかを識別
   する割出し位置識別手段と、 該割出し位置識別手段の検出結果に基づいて前記ステッ
   ピングモータを駆動制御し、回転している前記回転体
   を、所望する割出し位置に割出し・停止させるモータ制
   御手段と を有する回転体の割出し装置において、 前記各割出し位置に対応して前記回転体に形成された減
   速開始被検出部と、 該減速開始被検出部に対応する割出し位置の前記割出し
   位置被検出部が、前記割出し位置識別手段によって識別
   されるよりも先に該減速開始被検出部を検出可能に配置
   された減速開始位置検出部と、 を備え、 前記モータ制御手段は、 前記減速開始位置検出部により前記減速開始被検出部が
   検出されると、前記ステッピングモータに出力する前記
   入力パルス列の周波数を減衰を開始し、少なくとも該ス
   テッピングモータの自起動周波数まで減衰させるパルス
   列減衰出力部と、 自起動周波数にて駆動されるステッピングモータと共に
   回転される前記回転体において、前記割出し位置識別手
   段による前記割出し位置被検出部の検出がなされてから
   該割出し位置被検出部に対応する割出し位置に到達する
   までの時間が前記割出し位置被検出部毎に記憶された停
   止時間記憶手段と、 前記割出し位置識別手段による前記割出し位置被検出部
   の検出がなされると、前記停止時間記憶手段に記憶され
   ている該割出し位置被検出部に対応した前記時間の経過
   後に、ステッピングモータへのパルス列の出力を停止す
   るパルス列出力停止部と、 を備えることを特徴とする回転体の割出し装置。
2. 【請求項２】前記各割出し位置に予め固有番号が設定さ
   れており、 前記各割出し位置被検出部が、 対応する割出し位置の前記固有番号を表す２進数に対応
   するパターンにて前記回転スリットに形成された所定個
   数の丸孔であり、 前記割出し位置識別手段が、 所定個数の前記丸孔により通過・遮断される光を検出可
   能な複数のホトダイオードと、該複数のホトダイオード
   により検出された通過・遮断のパターンを前記固有番号
   に変換する変換部と、を備えたものであり、 前記減速開始被検出部が、 前記割出し位置と同数、回転スリットに形成された円弧
   状スリットであり、 前記減速開始位置検出部が、 前記円弧状スリットにより通過・遮断される光を検出可
   能なホトダイオード、 であることを特徴とする請求項１記載の回転体の割出し
   装置。