JP2890313B2 - Linear actuator and control method thereof - Google Patents

Linear actuator and control method thereof

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JP2890313B2
JP2890313B2 JP7484789A JP7484789A JP2890313B2 JP 2890313 B2 JP2890313 B2 JP 2890313B2 JP 7484789 A JP7484789 A JP 7484789A JP 7484789 A JP7484789 A JP 7484789A JP 2890313 B2 JP2890313 B2 JP 2890313B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はリニアアクチュエータ、特に自動組立装置等
に使用されるリニアアクチュエータ及びその制御方法に
関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a linear actuator, particularly to a linear actuator used in an automatic assembling apparatus and the like, and a control method thereof.

(従来技術) 第6図(a)は従来より実施されているリニアアクチ
ュエータを示し、このリニアアクチュエータはエンコー
ダ3を有する駆動用電動機2をフレーム1の一端に備
え、該電動機2の軸にカップリング4を介してネジ5を
連結し、該ネジ5にキャリッジ6を係合させて電動機2
の回転をキャリッジ6の直線運動に変換する構成と成っ
ている。
(Prior Art) FIG. 6 (a) shows a conventional linear actuator, which is provided with a driving motor 2 having an encoder 3 at one end of a frame 1 and coupled to a shaft of the motor 2. 4 and a carriage 6 is engaged with the screw 5 so that the electric motor 2
Is converted into a linear motion of the carriage 6.

フレーム1にはキャリッジ6の動作原点を定めるエン
コーダ3からのZ相信号に対応する領域を定める信号を
発生する領域スイッチ7と、キャリッジ6の動作範囲を
限定する下限リミットスイッチ8と上限リミットスイッ
チ9とが設けられており、第6図(b)に示した制御装
置10の制御により電動機2を回転させてキャリッジ6の
位置を制御する仕組みと成っている。
In the frame 1, an area switch 7 for generating a signal for defining an area corresponding to a Z-phase signal from the encoder 3 for determining the operation origin of the carriage 6, a lower limit switch 8 and an upper limit switch 9 for limiting the operation range of the carriage 6 Is provided, and the position of the carriage 6 is controlled by rotating the electric motor 2 under the control of the control device 10 shown in FIG. 6 (b).

この制御装置10において、11は指令部と、制御装置各
部の動作状態を示す表示灯やスイッチ等を備えたティー
チングボックス、12はマイクロコンピュータ(以下マイ
コンと称する)を備えた信号処理部、13は信号処理部の
出力で制御され電動機2に電力を供給する増幅器であ
る。
In the control device 10, reference numeral 11 denotes a commanding unit, a teaching box provided with an indicator light, a switch, and the like indicating an operation state of each unit of the control device; 12, a signal processing unit including a microcomputer; An amplifier that is controlled by the output of the signal processing unit and supplies electric power to the electric motor 2.

図において電動機2、エンコーダ3、領域スイッチ
7、下限リミットスイッチ8、上限リミットスイッチ9
は駆動機構部に設けられ、他の部分は制御装置10内に設
けられ、駆動機構部に設けられた電動機2の回転軸に結
合されたエンコーダ3の出力によりキャリッジ6の速度
と位置を検出するように構成されている。
In the figure, an electric motor 2, an encoder 3, an area switch 7, a lower limit switch 8, an upper limit switch 9
Is provided in the drive mechanism, and the other part is provided in the control device 10, and detects the speed and position of the carriage 6 by the output of the encoder 3 coupled to the rotating shaft of the electric motor 2 provided in the drive mechanism. It is configured as follows.

即ちティーチングボックス11よりキャリッジ6の移動
方向と移動量等の信号を信号処理部12に指令し、信号処
理部12の出力に従い増幅器13より出力した電力で電動機
2を回転させキャリッジ6を所定の方向に移動させるよ
う動作し、エンコーダ3の出力を信号処理部12に入力し
指令値と比較し、指令値と一致した位置で電動機を停止
させる。
That is, a signal such as a moving direction and a moving amount of the carriage 6 is instructed from the teaching box 11 to the signal processing unit 12, and the electric motor 2 is rotated by the electric power output from the amplifier 13 in accordance with the output of the signal processing unit 12 to move the carriage 6 in a predetermined direction. The output of the encoder 3 is input to the signal processing unit 12 and compared with a command value, and the motor is stopped at a position that matches the command value.

こゝでキャリッジ6の移動量を示すエンコーダ3の出
力は、エンコーダ3の回転子が1回転する間にN0個のパ
ルスが発生するA,B相と、1回転に1個発生するZ相と
を有し、全体の移動量を示すパルス数Nは N=R+N0・Z と表すことが出来る。こゝでRは1回転未満のパルス数
である。
Here, the output of the encoder 3 indicating the amount of movement of the carriage 6 includes the A and B phases in which N 0 pulses are generated during one rotation of the rotor of the encoder 3 and the Z phase in which one pulse is generated per rotation. , And the number of pulses N indicating the entire movement amount can be expressed as N = R + N 0 .Z. Here, R is the number of pulses less than one rotation.

即ち回転数を示すZとN0の積に、1回転未満のパルス
数を示すRの和が全体の移動量を示すパルス数となる。
That is, the sum of R, which indicates the number of pulses of less than one rotation, and the product of Z, which indicates the number of rotations, and N 0 is the number of pulses, which indicates the entire movement amount.

こゝでZ相パルスをエンコーダの原点パルスと呼び、
位置制御システムにおいて重要な信号で、キャリッジ6
の動作の原点と或る関係と成るように設定されている必
要がある。
Here, the Z-phase pulse is called the home pulse of the encoder.
An important signal in the position control system.
Must be set so as to have a certain relationship with the origin of the operation.

図示の装置においては、領域スイッチ7が動作してか
ら更に下限リミットスイッチ8の方向に1回転する間に
エンコーダ3からZ相信号が発生し、信号処理部12のカ
ウンタをリセットする。
In the illustrated device, a Z-phase signal is generated from the encoder 3 during one rotation in the direction of the lower limit switch 8 after the operation of the area switch 7 and the counter of the signal processing unit 12 is reset.

又上限リミットスイッチ9と下限リミットスイッチ8
は電動機が制御範囲を超えキャリッジ6を駆動した場合
の安全装置で、このスイッチが動作するとマイコンの指
令値とは関係無く出力パルスを零にする等の手段で電動
機を停止せしめるようになっている。
Upper limit switch 9 and lower limit switch 8
Is a safety device when the motor drives the carriage 6 beyond the control range. When this switch is operated, the motor is stopped by means such as zeroing the output pulse regardless of the command value of the microcomputer. .

或いは、上限スイッチ等の機械的又は電気的スイッチ
ではなく、あらかじめ、動作可能範囲の値を固定的にソ
フトウエアリミットとして設定している。または両方式
を併用している。
Alternatively, instead of a mechanical or electrical switch such as an upper limit switch, the value of the operable range is fixedly set in advance as a software limit. Or both are used together.

(発明が解決しようとする課題) 以下第7図により原点位置の設定原理とその問題点を
説明する。
(Problems to be Solved by the Invention) Hereinafter, the principle of setting the origin position and its problems will be described with reference to FIG.

図において(+)は上限方向、(−)は下限方向、
(M)は電動機、7は領域スイッチ、7a,7bは領域スイ
ッチの実際の動作点、Za,ZbはエンコーダのZ相信号の
発生位置である。
In the figure, (+) indicates the upper limit direction, (-) indicates the lower limit direction,
(M) is an electric motor, 7 is an area switch, 7a and 7b are actual operating points of the area switch, and Za and Zb are positions where a Z-phase signal of the encoder is generated.

一般的に領域スイッチ等に使用される制御用スイッチ
の動作点がバラ付くものであることが知られている。即
ち領域スイッチ7の動作にはバラ付がありその動作点7a
と7b間にまたがる。この動作点7a,7b間にZ相信号が発
生するような場合には下記のように原点の設定位置がズ
レるという問題が発生する。
In general, it is known that the operating point of a control switch used for an area switch or the like varies. That is, the operation of the area switch 7 varies and its operating point 7a
And between 7b. When a Z-phase signal is generated between the operating points 7a and 7b, there arises a problem that the set position of the origin shifts as described below.

今原点設定の動作をする為、電動機(M)を(−)方
向に回転せしめた場合、上記バラ付の為領域スイッチが
動作点7a点で動作し、この位置からZ相信号に対応する
領域を定める領域信号が発生したものとする。電動機は
この点から上記領域内で同じ方向に1回転させ、B点に
達したら電動機を停止させ、次いで電動機を逆転させる
とZa点でエンコーダのZ相信号が発生する。このZ相信
号と、領域信号とのAND信号で信号処理部12のカウンタ
をリセットし、機構部のバックラッシュ等を相殺するた
め更に同じ方向に1回転させてカウンタの値を読み、電
動機を(−)方向に前記カウンタの読みと同じ値だけ回
転させて停止させ、この位置を原点の設定位置Gaとして
信号処理回路のメモリーに記憶する。
When the motor (M) is rotated in the (-) direction to perform the operation of setting the origin, the area switch operates at the operating point 7a due to the above-mentioned variation, and the area corresponding to the Z-phase signal is obtained from this position. It is assumed that an area signal that determines From this point, the motor is rotated once in the same direction in the above-mentioned area. When the motor reaches point B, the motor is stopped. Then, when the motor is reversed, a Z-phase signal of the encoder is generated at point Za. The counter of the signal processing unit 12 is reset by an AND signal of the Z-phase signal and the area signal, and the counter value is read by making another rotation in the same direction in order to cancel backlash or the like of the mechanical unit, and the motor is turned on ( The counter is rotated by the same value as the reading of the counter in the-) direction and stopped, and this position is stored in the memory of the signal processing circuit as the origin set position Ga.

所が、領域スイッチの動作のバラ付により7aではなく
7bの位置で領域スイッチが動作し、この位置からZ相信
号に対応する領域を定める領域信号が発生する場合があ
る。この場合は、7b点より(−)方向に1回転したB′
点で電動機(M)を停止させ、この位置から逆転させる
と、エンコーダのZ相信号がZbの位置で発生し、信号処
理部12のカウンタがリセットし、Zbの位置はZaの位置よ
り1回転(−)方向にズレた位置であるから、以後同じ
動作で原点の設定動作を行うと1回転ズレたGbに原点位
置が設定されてしまう。
However, due to the variation in the operation of the area switch,
The area switch operates at the position 7b, and an area signal that determines the area corresponding to the Z-phase signal may be generated from this position. In this case, B 'which has made one rotation in the (-) direction from point 7b
When the motor (M) is stopped at this point and reversed from this position, the Z-phase signal of the encoder is generated at the position of Zb, the counter of the signal processing unit 12 is reset, and the position of Zb is rotated one turn from the position of Za. Since the position is shifted in the (-) direction, if the origin is set in the same operation thereafter, the origin position is set to Gb shifted by one rotation.

即ち第7図に示すように領域信号を発生する領域スイ
ッチ7の動作点7a,7bを挟んでZ相信号が発生するよう
な位置に領域スイッチ7を設定すると、原点の設定位置
が、1回転ズレるという問題が発生する。
That is, as shown in FIG. 7, when the area switch 7 is set to a position where the Z-phase signal is generated across the operating points 7a and 7b of the area switch 7 that generates the area signal, the origin is set at one rotation. The problem of displacement occurs.

従って領域スイッチの位置設定は高度の熟練を必要と
するため、領域開始位置を定める領域スイッチ7の設定
位置が、装置を製作した時に予め決定されており領域ス
イッチは、使用者が移動出来ないようになっている。従
って第8図に示すように動作領域が原点より遠い位置に
わたる場合でも常に原点よりスタートする必要があるた
めサイクルタイムが長くなるという問題と、実質的な動
作範囲の上限を定めるソフトウエアリミットが固定的に
設定されていることからキャリッジの動作領域を簡単に
変更することが出来ないため、上下限リミットスイッチ
の設定により予め決められた動作範囲の中に他の周辺機
器を配置できないという不都合が有った。
Therefore, since the setting of the position of the area switch requires a high degree of skill, the setting position of the area switch 7 for determining the area start position is predetermined when the device is manufactured, and the area switch is set so that the user cannot move. It has become. Therefore, as shown in FIG. 8, even when the operation area extends far from the origin, it is necessary to always start from the origin, so that the cycle time becomes longer, and the software limit that defines the upper limit of the substantial operation range is fixed. Since the operation area of the carriage cannot be easily changed because the setting is made in an appropriate manner, there is an inconvenience that other peripheral devices cannot be arranged within the operation area predetermined by setting the upper and lower limit switches. Was.

また、予め領域スイッチ及び上限、下限スイッチが設
置されているために、アクチュエータの動作領域を反転
させることができなかった。
Further, since the area switch and the upper limit switch and the lower limit switch are provided in advance, the operation area of the actuator cannot be reversed.

本発明は前記のような従来技術における問題を解決
し、領域スイッチ及び上限スイッチの設定位置が容易に
変更出来るリニアアクチュエータ及びその制御方法を提
供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, and to provide a linear actuator and a control method thereof, in which the setting positions of the area switch and the upper limit switch can be easily changed.

(課題を解決するための手段) 本発明のリニアアクチュエータは、可動部と、この可
動部に摺動自在に係合する固定部と、前記可動部と前記
固定部間に相対的移動を生じせしめるための駆動手段
と、前記可動部と前記固定部間の相対的移動の原点を定
めるZ相信号を発生するエンコーダとよりなるリニアア
クチュエータにおいて、前記Z相信号に対応する領域を
定める信号を発生する領域スイッチと前記相対的移動の
上限及び下限を夫々示す信号を発生するスイッチとを前
記可動部に配設し、前記固定部上に前記スイッチを作動
せしめる作動子を配設し、前記固定部に、前記領域スイ
ッチの設定を許容する帯域と、前記領域スイッチの設定
を許容しない帯域とが交互に表示された原点マーカーを
設けたことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In a linear actuator according to the present invention, a movable portion, a fixed portion slidably engaged with the movable portion, and relative movement between the movable portion and the fixed portion are generated. Actuator that generates a Z-phase signal that determines the origin of relative movement between the movable part and the fixed part, and generates a signal that defines an area corresponding to the Z-phase signal. An area switch and a switch that generates a signal indicating an upper limit and a lower limit of the relative movement, respectively, are disposed on the movable unit, and an actuator for operating the switch is disposed on the fixed unit. In addition, an origin marker is provided, in which a band in which the setting of the area switch is allowed and a band in which the setting of the area switch is not allowed are alternately displayed.

前記固定部に設けた作動子は、該作動子の取り付け台
と、前記可動部の進行を阻止するストッパー部と、前記
スイッチを動作させる動作片とより成り、前記固定部の
長手方向側面に設けた溝内に前記取り付け台が摺動可能
に挿入され、固定される。
The actuator provided on the fixed part includes a mounting base for the operator, a stopper part for preventing the movement of the movable part, and an operation piece for operating the switch, and is provided on a longitudinal side surface of the fixed part. The mounting table is slidably inserted into the groove and fixed.

本発明のリニアアクチュエータにおいては、前記固定
部の側面に設けた溝に沿って、領域スイッチの設定を許
容する帯域と、領域スイッチの設定を許容しない帯域と
が交互に表示された原点マーカー又は原点マーカー板を
設けることができる。
In the linear actuator according to the present invention, along the groove provided on the side surface of the fixed portion, a band that allows setting of the area switch and a band that does not allow setting of the area switch are alternately displayed. A marker plate can be provided.

本発明のリニアアクチュエータの制御方法は、可動部
と、この可動部に摺動自在に係合する固定部と、前記可
動部と前記固定部間に相対的移動を生じせしめるための
電動機と、前記可動部と前記固定部間の相対的移動の原
点を定めるZ相信号を発生するエンコーダと、前記可動
部に配設した、前記Z相信号に対応する領域を定める信
号を発生する領域スイッチと前記相対的移動の上限及び
下限を夫々示す信号を発生するスイッチと、前記固定部
上に配設した、前記スイッチを作動せしめる作動子と、
前記固定部に設けた、前記領域スイッチの設定を許容す
る帯域と、前記領域スイッチの設定を許容しない帯域と
が交互に表示された原点マーカーと、前記固定部上に設
定した、前記スイッチを作動せしめる作動子と、前記電
動機の制御装置とより成り、該制御装置がマイクロコン
ピュータと、該マイクロコンピュータに指令を送り又各
部の状態を表示する信号灯や制御スイッチ及び可動部の
移動量を表示する装置を備えたティーチングボックス
と、前記エンコーダの出力で作動する絶対値カウンタ
と、前記マイクロコンピュータの出力と前記エンコーダ
の出力とを比較し、其の偏差を電動機の制御電力に変換
する増幅器を備え、前記可動部に設けた領域スイッチ及
び上下限の各スイッチの信号を前記マイクロコンピュー
タに夫々入力する構成としたリニアアクチュエータの制
御方法であって、前記領域スイッチの作動子を前記原点
マーカーの領域スイッチの配設許容帯域内に固定し、マ
イクロコンピュータに予め格納された第1のプログラム
により、(a)電動機を下限方向に回転せしめて領域ス
イッチの動作で、前記電動機を停止せしめ、(b)前記
電動機を同じ方向に1回転させて停止せしめ、(c)前
記電動機を逆回転させて領域スイッチの信号とエンコー
ダからのZ相信号とのAND信号により絶対値カウンタを
リセットし、エンコーダが1回転以上の値に達したとき
該カウンタを読み前記電動機を停止せしめ、(d)前記
電動機を上記カウンタの読み量だけ逆回転させた後に前
記電動機を停止せしめ、この点を上記原点と定めること
を特徴とする。
The method for controlling a linear actuator according to the present invention includes a movable part, a fixed part slidably engaged with the movable part, an electric motor for causing relative movement between the movable part and the fixed part, An encoder that generates a Z-phase signal that determines the origin of the relative movement between the movable part and the fixed part; an area switch that is disposed on the movable part and that generates a signal that defines an area corresponding to the Z-phase signal; A switch for generating a signal indicating the upper limit and the lower limit of the relative movement, respectively, and an actuator for operating the switch, which is disposed on the fixed portion,
Activating the switch, which is provided on the fixed portion, an origin marker in which a band allowing the setting of the area switch and a band not permitting the setting of the area switch are alternately displayed, and the switch set on the fixed portion. An operation device for controlling the motor, a control device for the electric motor, the control device sending a command to the microcomputer, a signal light for displaying a state of each part, a control switch, and a device for displaying a moving amount of the movable part. A teaching box with an absolute value counter that operates on the output of the encoder, an amplifier that compares the output of the microcomputer and the output of the encoder, and converts the deviation into control power for the motor, A configuration in which signals of the area switch and upper and lower switches provided in the movable unit are input to the microcomputer, respectively. A method for controlling a linear actuator, comprising: fixing an actuator of the area switch within a permissible band of the area switch of the origin marker; Is rotated in the lower limit direction to stop the motor by the operation of the area switch, (b) the motor is rotated once in the same direction to stop the motor, and (c) the motor is rotated in the reverse direction to output a signal of the area switch. The absolute value counter is reset by an AND signal with the Z-phase signal from the encoder, and when the encoder reaches a value of one rotation or more, the counter is read and the motor is stopped. (D) The motor is read by the counter The motor is stopped only after the reverse rotation, and this point is determined as the origin.

また、本発明のリニアアクチュエータの制御方法にお
いては、更に前記電動機を独自に停止するソフトウエア
リミットスイッチを有し、前記マイクロコンピュータに
予め格納された第2のプログラムにより、(a)原点の
設定が完了したことを確認し、原点より下限スイッチの
方向に予め設定された距離に相当する値(A)をRAMに
記憶せしめ、(b)前記電動機を上限スイッチの方向に
回転し、上限スイッチの動作で前記電動機を停止し、絶
対値カウンタの値を読み、(c)絶対値カウンタの読み
から予め設定された数値を引き算し、其の差の値(C)
をRAMに記憶せしめ、RAMに記憶させた前記(A)と
(C)の位置を前記ソフトウエアリミットスイッチの設
定位置とすることができる。
In the method for controlling a linear actuator according to the present invention, the microcomputer further includes a software limit switch for independently stopping the motor, and (a) the origin is set by a second program stored in the microcomputer in advance. After confirming the completion, the value (A) corresponding to a preset distance from the origin in the direction of the lower limit switch is stored in the RAM, and (b) the motor is rotated in the direction of the upper limit switch, and the operation of the upper limit switch is performed. Then, the motor is stopped, and the value of the absolute value counter is read. (C) A preset value is subtracted from the reading of the absolute value counter, and the difference value (C) is obtained.
Is stored in the RAM, and the positions (A) and (C) stored in the RAM can be set as the setting positions of the software limit switches.

(作用) 本発明のリニアアクチュエータ及びその制御方法にお
いては領域スイッチをフレームの作動子を設定する位置
に沿って原点マーカーに形成した領域スイッチの設定を
許容する帯域に設定することによって新しい原点の設定
が可能となる。
(Operation) In the linear actuator and the control method thereof according to the present invention, a new origin is set by setting the area switch to a band allowing the setting of the area switch formed on the origin marker along the position where the operator of the frame is set. Becomes possible.

更に新しい領域及び上下限リミットスイッチの設定位
置に対応するソフトウエアリミットスイッチの設定が自
動的になされる。
Further, the setting of the software limit switch corresponding to the new area and the setting position of the upper and lower limit switches is automatically performed.

また、アクチュエータの動作領域を容易に反転するこ
とができる。
Further, the operation area of the actuator can be easily inverted.

(実施例) 以下図面によって本発明の実施例を説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明においては第1図(a)〜(c)に示すように
フレーム1に摺動可能に電動機を有する駆動部20が係合
され、この駆動部20には領域スイッチ22と下限リミット
スイッチ23と上限リミットスイッチ24とが装着され、フ
レーム1には作動子30と40と原点マーカー板15が設けら
れている。
In the present invention, as shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c), a drive unit 20 having an electric motor is slidably engaged with the frame 1. The drive unit 20 has a region switch 22 and a lower limit switch 23. And an upper limit switch 24. The frame 1 is provided with operators 30 and 40 and an origin marker plate 15.

フレーム1の側面にはT字形の溝14が其の長手方向に
設けられ、このT字形の溝14に沿って領域スイッチ22の
設定を容易にするための原点マーカー板15が位置され、
又作動子30には取り付け台31とストッパー32と動作片33
とが設けられ、取り付け台31はフレーム1に設けられた
T字形の溝14の中に嵌挿され、取り付けネジ34により任
意の位置でフレーム1に固定出来るようになっている。
On the side surface of the frame 1, a T-shaped groove 14 is provided in the longitudinal direction thereof, and an origin marker plate 15 for facilitating the setting of the area switch 22 is located along the T-shaped groove 14,
The actuator 30 has a mounting table 31, a stopper 32, and a moving piece 33.
The mounting base 31 is inserted into a T-shaped groove 14 provided in the frame 1 and can be fixed to the frame 1 at an arbitrary position by a mounting screw 34.

又作動子40も作動子30と同じ構造と成っている。第1
図(c)はフレーム1のT字形溝内に作動子を装着した
状態を示し、動作片33はその先端がT字形の溝14の外側
より突出するような大きさとなっている。
The operation element 40 has the same structure as the operation element 30. First
FIG. 3C shows a state in which an actuator is mounted in the T-shaped groove of the frame 1, and the operating piece 33 has such a size that its tip protrudes from the outside of the T-shaped groove 14.

駆動部20の設けられた領域スイッチ22及び下限,上限
リミットスイッチ23,24はコ字状の光電式の無接点スイ
ッチで、この無接点スイッチの光の通路にフレーム1に
設けられた作動子30の動作片33が進入し光を遮断すると
無接点スイッチより出力が出る公知の構造のものとし、
下限リミットスイッチ23と領域スイッチ22との間及び下
限リミットスイッチ23と上限リミットスイッチ24との間
隔は夫々同じ間隔に設けられている。
The area switch 22 and the lower and upper limit switches 23 and 24 provided in the drive unit 20 are U-shaped photoelectric contactless switches, and an actuator 30 provided on the frame 1 in a light path of the contactless switch. When the operation piece 33 enters and cuts off the light, it has a known structure in which an output is output from the non-contact switch,
The interval between the lower limit switch 23 and the area switch 22 and the interval between the lower limit switch 23 and the upper limit switch 24 are provided at the same interval.

以下領域スイッチ22の設定を容易にするために設ける
原点マーカー板15の原理を説明する。
Hereinafter, the principle of the origin marker plate 15 provided to facilitate the setting of the area switch 22 will be described.

本発明者は種々実験の結果、第7図に示すように領域
スイッチの動作点のバラ付の範囲にエンコーダのZ相信
号が発生する位置に領域スイッチが設定されるチャンス
が第1図(d)に示すように駆動部20の電動機に連結し
たエンコーダの1回転を周期にして繰り返し表れること
が判明した。
As a result of various experiments, the present inventor has found that, as shown in FIG. 7, there is a chance that the area switch is set at a position where the Z-phase signal of the encoder is generated within the range of variation of the operating point of the area switch. As shown in ()), it has been found that it appears repeatedly with one rotation of the encoder connected to the motor of the drive unit 20 as a cycle.

領域スイッチ7の動作点のバラ付は上記のように7a−
7bの範囲であるからこの範囲を外れた位置では領域スイ
ッチ7のバラ付の影響を受けない。従って第1図(d)
に示すように領域スイッチ7の設定を禁止する帯域をB
とし、Bの帯域はエンコーダの1回転を周期として繰り
返し発生するものであり、1回転の中Bを除いたAの帯
域は、この帯域に領域スイッチを設定した場合に動作点
のバラ付の範囲内にZ相信号が発生することはないから
領域スイッチの設定を許容する帯域となる。
The variation of the operating point of the area switch 7 is 7a-
Since it is within the range of 7b, the position outside this range is not affected by the variation of the area switch 7. Therefore, FIG. 1 (d)
The band in which the setting of the area switch 7 is prohibited as shown in FIG.
The band of B is generated repeatedly with one rotation of the encoder as a cycle, and the band of A excluding B in one rotation is the range of variation of the operating point when the area switch is set in this band. Since no Z-phase signal is generated within the range, the band is set to allow setting of the area switch.

従って本発明では原点マーカー板15には第2図に示す
ように其の長手方向に領域スイッチ22の設定を許容する
帯域Aと、設定を禁止する帯域Bとを交互にエンコーダ
の1回転を周期として連続的に表示してある。
Accordingly, in the present invention, the origin marker plate 15 is provided with a band A in which the setting of the area switch 22 and a band B in which the setting is prohibited in the longitudinal direction alternately, as shown in FIG. Is displayed continuously.

第3図(a)は本発明になるリニアアクチュエータの
制御システムを示し、50は制御装置に指令を与え、又は
各部の動作状態を示す表示灯駆動部の移動量を表示する
装置やスイッチ等を備えたティーチングボックス、60は
マイコン制御部、61はROM、62はCPU、63はRAM、70は絶
対位置を示すカウンタ、71はAND回路、72は加算器、73
は偏差カウンタ、80は増幅器、81は位置制御部、82は速
度制御部、83は電力増幅器、90は駆動部20を駆動する電
動機、91はこの電動機90に連結されたエンコーダであ
る。
FIG. 3 (a) shows a control system for a linear actuator according to the present invention. Reference numeral 50 denotes a device or a switch for giving a command to a control device or displaying a moving amount of an indicator light driving portion indicating an operation state of each portion. A teaching box provided, 60 is a microcomputer control unit, 61 is a ROM, 62 is a CPU, 63 is a RAM, 70 is a counter indicating an absolute position, 71 is an AND circuit, 72 is an adder, 73
Is a deviation counter, 80 is an amplifier, 81 is a position control unit, 82 is a speed control unit, 83 is a power amplifier, 90 is a motor for driving the drive unit 20, and 91 is an encoder connected to the motor 90.

前記電動機90、エンコーダ91、領域スイッチ22、下限
リミットスイッチ23、上限リミットスイッチ24は駆動部
20に配置されており、その他の部分は制御ボックスの中
に配設されている。
The motor 90, the encoder 91, the area switch 22, the lower limit switch 23, and the upper limit switch 24
The other parts are arranged in the control box.

次に原点マーカー板15をフレーム1に固着する位置を
決定する手順を説明する。
Next, a procedure for determining the position where the origin marker plate 15 is fixed to the frame 1 will be described.

(1)作動子30を移動させて領域スイッチ22を作動させ
ると制御装置に設けられた表示灯が点灯する。
(1) When the actuator 30 is moved to activate the area switch 22, the indicator light provided in the control device is turned on.

(2)この位置よりティーチングボックスに設けた手動
スイッチにより電動機を(−)方向に1回転させて停止
せしめ、逆転させて(+)方向に回転させると1回転以
内にエンコーダ91のZ相信号が発生し、このZ相信号で
絶対値カウンタ70をリセットし、更に約1回転(+)方
向に回転させて、停止し絶対値カウンタ70の値を読み、
電動機を逆回転させて、前記絶対値カウンタ70の読みと
同じ値だけ回転させて停止させると原点が設定される。
(2) From this position, the motor is rotated once in the (-) direction by a manual switch provided on the teaching box to stop the motor, and when the motor is reversed and rotated in the (+) direction, the Z-phase signal of the encoder 91 is rotated within one rotation. Then, the absolute value counter 70 is reset by this Z-phase signal, further rotated about one turn (+), stopped, and the value of the absolute value counter 70 was read.
When the motor is rotated in the reverse direction and then stopped by rotating the same value as the reading of the absolute value counter 70, the origin is set.

(3)ティーチングボックス50に設けられたエンコーダ
パルスを計数する駆動部の移動量を表示する装置をリセ
ットし、手動スイッチで電動機を(+)方向に回転させ
ると前記領域スイッチ22が復帰して表示灯が消灯するの
を確認して電動機を停止する。
(3) Reset the device for displaying the amount of movement of the drive unit for counting encoder pulses provided in the teaching box 50, and rotate the motor in the (+) direction with a manual switch to return the area switch 22 to display. Confirm that the light goes off and stop the motor.

(4)手動スイッチで電動機を(−)方向に回転させ表
示灯が点灯する瞬間に電動機を停止せしめ、前記表示装
置の値を読み、この値がエンコーダの1/2回転のパルス
数を相当した値となるように作動子30の位置を変えて繰
り返し調整をし、表示装置の読みが所定の値となった位
置で作動子30をフレームに固着し、第2図に示すように
作動子30の動作片33の右端に、原点マーカー板15の領域
スイッチの設定を許容する帯域Aの略中心位置を合わせ
て原点マーカー板15をフレーム1に固着する。
(4) The motor is rotated in the (-) direction by the manual switch, and the motor is stopped at the moment when the indicator light is turned on. The value on the display device is read, and this value corresponds to the number of pulses of 1/2 rotation of the encoder. By repeatedly adjusting the position of the actuator 30 so as to obtain a predetermined value, the operator 30 is fixed to the frame at a position where the reading of the display device has reached a predetermined value, and as shown in FIG. The origin marker plate 15 is fixed to the frame 1 by aligning the right end of the operation piece 33 with the approximate center position of the band A where the setting of the area switch of the origin marker plate 15 is permitted.

その後はフレーム1に設けられた作動子30を要求され
る原点設定位置の近傍まで移動し、其の動作片33の右端
を原点マーカー板15の原点設定許容帯域Aの中に入れる
ように位置を調整しネジで固定する。
Thereafter, the actuator 30 provided on the frame 1 is moved to the vicinity of the required origin setting position, and the position is set so that the right end of the operation piece 33 is within the origin setting allowable band A of the origin marker plate 15. Adjust and fix with screws.

駆動部20に配設された電動機90の回転軸は係合装置を
介して駆動部20とフレーム1との間に相対的な移動を生
じさせる働きをするように構成され、電動機90の回転軸
に結合されたエンコーダ91の出力により駆動部20とフレ
ーム1との相対的な位置と速度を検出するように構成さ
れている。
The rotating shaft of the electric motor 90 provided in the driving unit 20 is configured to function to cause relative movement between the driving unit 20 and the frame 1 via an engagement device, and the rotating shaft of the electric motor 90 is Is configured to detect the relative position and speed between the drive unit 20 and the frame 1 based on the output of the encoder 91 coupled to the drive unit 20.

即ちエンコーダ91のA,B相出力92が加算器72の一方の
端子を入力されると共に、絶対値カウンタ70を介して駆
動部20の現在位置信号をマイコン制御部60に入力し、指
令値を計算し、加算器72の他の一方の端子に入力された
マイコン制御部60の指令値と加算器72内で比較され、其
の出力が偏差カウンタ73及び増幅器80を介して偏差カウ
ンタ73の出力に比例した電力となり、これによって電動
機90が回転され、駆動部20とフレーム1との相対的位置
がマイコン制御部60で指定した移動量に達すると駆動部
20の移動が停止する。
That is, the A and B phase outputs 92 of the encoder 91 are input to one terminal of the adder 72, and the current position signal of the drive unit 20 is input to the microcomputer control unit 60 via the absolute value counter 70, and the command value is The calculated value is compared with the command value of the microcomputer control unit 60 input to the other terminal of the adder 72 in the adder 72, and the output is output from the deviation counter 73 via the deviation counter 73 and the amplifier 80. When the relative position between the drive unit 20 and the frame 1 reaches the amount of movement specified by the microcomputer control unit 60, the drive unit
Movement of 20 stops.

エンコーダ91のA,B相出力の一部は電動機90の速度に
比例した信号に変換され、増幅器の速度制御部82に帰還
され電動機90の速度を安定せしめる。
A part of the A and B phase outputs of the encoder 91 is converted into a signal proportional to the speed of the motor 90, and is fed back to the speed control unit 82 of the amplifier to stabilize the speed of the motor 90.

図示の制御システムにおいては移動量の指令はティー
チングボックス50からマイコン制御部60に与えられ、マ
イコン制御部60の中でRAM63に記憶された現在位置と照
合して移動量が計算され、加算器72に対し移動量が指令
されて電動機90が駆動されるようになっている。
In the control system shown in the figure, a command for the movement amount is given from the teaching box 50 to the microcomputer control unit 60, and the movement amount is calculated in the microcomputer control unit 60 by comparing it with the current position stored in the RAM 63. In response, a movement amount is commanded to drive the electric motor 90.

移動量は全て原点位置を基準として計算され、指令さ
れるのでこの原点の位置を出すことから動作が開始す
る。
All the movement amounts are calculated with reference to the origin position, and the operation is started by giving the position of the origin since the command is issued.

原点を設定するための指令はマイコン制御部60の中の
ROM61の中に第1のプログラムとして格納されており、
ティーチングボックス50の〔原点設定〕というコマンド
により起動し、そのアルゴリズムは第3図(b)に示し
たように (1)電動機90を回転させて駆動部20を(−)方向(第
1図(a)で左方向)に移動させ、作動子30が領域スイ
ッチ22を動作させる。この結果電動機90が停止すると共
に表示灯が点灯する。
The command for setting the origin is stored in the microcomputer control unit 60.
It is stored as a first program in the ROM 61,
The algorithm is started by the command of "set origin" of the teaching box 50, and the algorithm is as shown in FIG. 3 (b). (1) The motor 90 is rotated to drive the drive unit 20 in the (-) direction (FIG. a) to the left) and the actuator 30 operates the area switch 22. As a result, the motor 90 stops and the indicator lamp lights up.

(2)電動機90を同じ方向に更に1回転させて停止す
る。
(2) The motor 90 is further rotated once in the same direction and stopped.

(3)電動機90を逆の方向に1回転以上回転させる指令
を与えて回転させる。この結果再び原点スイッチ22が動
作し、更にエンコーダ91のZ相出力が発生するから、こ
のZ相出力を領域スイッチ22の信号とAND回路71でANDを
取り、其の出力で絶対値カウンタ70をリセットし、絶対
値カウンタ70でエンコーダ91の出力をカウントする。
(3) The motor 90 is rotated by giving a command to rotate it one or more times in the opposite direction. As a result, the origin switch 22 operates again, and the Z-phase output of the encoder 91 is further generated. Therefore, the Z-phase output is ANDed with the signal of the area switch 22 by the AND circuit 71, and the absolute value counter 70 is output from the output. After resetting, the absolute value counter 70 counts the output of the encoder 91.

(4)電動機90が上記逆の方向に1回転以上回転して停
止した時の絶対値カウンタ70の読みをRAM63に記憶す
る。
(4) The reading of the absolute value counter 70 at the time when the motor 90 stops by rotating one or more times in the reverse direction is stored in the RAM 63.

(5)電動機を再び(−)方向に回転させRAM63の記憶
していた絶対値カウンタ70の読みと一致するまで回転さ
せて停止する。この位置がこのシステムの原点である。
(5) The motor is rotated again in the (-) direction, and is stopped until it matches the reading of the absolute value counter 70 stored in the RAM 63. This position is the origin of the system.

このようにして原点を決定し、ティーチングボックス
50より指令された、移動量は設定された原点を基準とし
て算定され加算器72に指令され、この指令値に従い駆動
部20を移動させるように動作する。
In this way, the origin is determined and the teaching box
The movement amount instructed from 50 is calculated based on the set origin and instructed to the adder 72, and operates to move the drive unit 20 according to the instruction value.

この原点設定の操作は領域スイッチ22の位置を移動し
たら必ず実行し、電源をOFFにするとサーボが切れ、エ
ンコーダ91からの出力パルスがカウント出来なくなるた
め再度電源をONとして起動するときにも実行するが後は
電源をOFFとするまで原点は変化しない。
This origin setting operation is always executed when the position of the area switch 22 is moved, and when the power is turned off, the servo is turned off, so that the output pulse from the encoder 91 cannot be counted. After that, the origin does not change until the power is turned off.

次にソフトウエアリミットスイッチの設定に就いて説
明する。
Next, the setting of the software limit switch will be described.

上限、下限のリミットスイッチ24,23は前にも説明し
てあるが、駆動装置が何等かの原因で制御装置の信号を
無視して動作した場合の安全装置で、リミットスイッチ
が動作したらマイコンの信号とは無関係に偏差カウンタ
の出力を零として電動機90を停止させるように構成され
ている。
Although the upper and lower limit switches 24 and 23 have been described earlier, this is a safety device when the drive device operates for some reason ignoring the signal from the control device. The motor 90 is stopped by setting the output of the deviation counter to zero irrespective of the signal.

ところが電動機及び駆動装置やフレーム等の慣性モー
メントがあり、電動機の電流を零としても前記の慣性モ
ーメントにより楕走することがあるので、前記の独立し
たリミットスイッチが動作する前に、制御装置のRAMの
中に記憶させた或る数値に達したら、マイコンの信号と
は無関係に偏差カウンタの出力を零とし電動機を停止さ
せるソフトウエアリミットスイッチが設けられている。
However, since there is a moment of inertia of the motor, the driving device, the frame, and the like, and even if the current of the motor is set to zero, the motor may run eccentrically due to the moment of inertia. A software limit switch is provided for setting the output of the deviation counter to zero and stopping the motor when the value reaches a certain value stored in the irrespective of the microcomputer signal.

従来技術においてはソフトウエアリミットスイッチの
設定位置はROMに書き込まれているから上限リミットス
イッチの位置を変更したときには、前記のROMの内容を
書き換えなければならない。
In the prior art, the setting position of the software limit switch is written in the ROM, so when the position of the upper limit switch is changed, the contents of the ROM must be rewritten.

本発明においては領域スイッチの移動が可能となった
のに従い、上限リミットスイッチの移動も出来るように
なるので、上限リミットスイッチの位置に関連してソフ
トウエアリミットスイッチの位置も設定し直す必要があ
る。
In the present invention, as the area switch can be moved, the upper limit switch can be moved. Therefore, it is necessary to reset the position of the software limit switch in relation to the position of the upper limit switch. .

第4図(a),(b)はソフトウエアリミットスイッ
チの設定手順のフローチャートで以下に其の手順を説明
する。
FIGS. 4 (a) and 4 (b) are flowcharts of a procedure for setting a software limit switch, which procedure will be described below.

(イ)原点の位置を確認する。(B) Check the position of the origin.

(ロ)ティーチングボックス50のモード選択をソフトウ
エアリミットスイッチ教示モードとする。
(B) Set the mode of the teaching box 50 to the software limit switch teaching mode.

(ハ)スタートキーを押すとROMに格納されている第2
のプログラムが実行され、原点より下限リミットスイッ
チの方向に(a)の距離移動させた下限のソフトウエア
リミットスイッチの位置がRAM63の中に記憶される。
(C) When the start key is pressed, the second key stored in the ROM
Is executed, and the position of the lower limit software limit switch moved by the distance (a) from the origin in the direction of the lower limit switch is stored in the RAM 63.

(ニ)電動機は上限リミットスイッチの方向に回転し上
限リミットスイッチが動作して電動機が停止する。
(D) The motor rotates in the direction of the upper limit switch, the upper limit switch operates, and the motor stops.

(ホ)この位置で絶対値カウンタを読み、其の値(c)
より或る設定値(d)を引き算し其の結果を(C)とし
てRAMに記憶する。
(E) At this position, the absolute value counter is read and its value (c)
Further, a certain set value (d) is subtracted, and the result is stored in the RAM as (C).

以上のような手順で下限のソフトウエアリミットスイ
ッチの位置(A)と、上限のソフトウエアリミットスイ
ッチの位置(C)とが夫々自動的に設定される。
With the above procedure, the position (A) of the lower limit software limit switch and the position (C) of the upper limit software limit switch are automatically set.

本発明の第2の実施例においては原点の設定と上,下
限の方向を逆に出来るようにする。
In the second embodiment of the present invention, the origin can be set and the upper and lower limits can be reversed.

即ち本発明の上記第1の実施例においては左端に領域
スイッチ、右端に上限リミットスイッチを配置して説明
してあるが、本発明の第2の実施例においては左端に上
限リミットスイッチ、右端に領域スイッチが位置される
ようにして原点を右端近くに設定出来るようにする。
That is, in the first embodiment of the present invention, the area switch is arranged at the left end and the upper limit switch is arranged at the right end. However, in the second embodiment of the present invention, the upper limit switch is arranged at the left end and the upper limit switch is arranged at the right end. The origin is set near the right end by setting the area switch.

従ってこの第2の実施例においては第3図(a)の構
成と異なり第3図(d)に示すように上限リミットスイ
ッチ24と領域スイッチ22の出力を切換スイッチ102を介
して夫々AND回路71とマイコン制御部に切り換え接続出
来るようにし、又エンコーダの(+)方向と(−)方向
の出力信号a,bを方向弁別回路100を介して加算器72の
(+)側と(−)側端子に接続すると共に、切換スイッ
チ102と連動する切換スイッチ101を介して絶対値カウン
タ70の(+)側と(−)側の何れかに切り換え接続出来
るようにする。
Therefore, in the second embodiment, unlike the configuration of FIG. 3A, the outputs of the upper limit switch 24 and the area switch 22 are respectively changed via the changeover switch 102 to the AND circuit 71 as shown in FIG. 3D. And the microcomputer controller can be switched and connected. The output signals a and b in the (+) direction and the (-) direction of the encoder can be connected to the (+) side and the (-) side of the adder 72 through the direction discriminating circuit 100. The absolute value counter 70 can be selectively connected to either the (+) side or the (-) side of the absolute value counter 70 via the changeover switch 101 which is linked to the changeover switch 102 while being connected to the terminal.

この第2の実施例においては切換スイッチ101と102を
連動して切り換えれば、上限リミットスイッチ24と領域
スイッチ22の位置が入れ換わり上限方向が右左に切り換
えられると共に、エンコーダの出力92の回転方向が切り
換えられて絶対値カウンタの動作方向と上下限方向とが
同時に切り換えられるようになる。
In the second embodiment, if the changeover switches 101 and 102 are switched in conjunction with each other, the positions of the upper limit switch 24 and the area switch 22 are switched, the upper limit direction is switched to the right and left, and the rotation direction of the output 92 of the encoder is changed. Is switched so that the operation direction of the absolute value counter and the upper and lower limit directions are simultaneously switched.

即ち第3図(d)において切換スイッチ101と102を
(+)方向に切り換えると、領域スイッチ22はAND回路7
1に接続され、上限リミットスイッチ24はマイコン制御
部に接続され、第3図(a)の場合と同じになる。
That is, when the changeover switches 101 and 102 are switched in the (+) direction in FIG.
1 and the upper limit switch 24 is connected to the microcomputer control unit, which is the same as in FIG. 3 (a).

又エンコーダ91の出力は方向弁別回路100を介して
(+)方向信号a、(+)方向信号bがそのまゝ夫々加
算器72の(+)側及び(−)側端子に接続されており、
この部分も又第3図(a)と同じである。
The output of the encoder 91 is connected via the direction discriminating circuit 100 to the (+) direction signal a and the (+) direction signal b as they are, respectively, to the (+) and (-) terminals of the adder 72. ,
This part is also the same as FIG. 3 (a).

一方切換スイッチ101を介してa信号は絶対値カウン
タ70の(+)側に、b信号は(−)側に接続され、これ
も第3図(a)と同じである。
On the other hand, the signal a is connected to the (+) side of the absolute value counter 70 and the signal b is connected to the (-) side of the absolute value counter 70 via the changeover switch 101, which is also the same as FIG.

次に切換スイッチ101,102を(−)側に投入すると、
領域スイッチ22が、マイコン制御部に、上限リミットス
イッチ24がAND回路71に接続され、又方向弁別回路100を
介してエンコーダ91の(+)方向信号aが絶対値カウン
タ70の(−)側に、(−)方向信号bが(+)側に夫々
接続され、駆動部の動作方向の上限,下限の方向が逆と
なる。
Next, when the changeover switches 101 and 102 are turned on to the (-) side,
The area switch 22 is connected to the microcomputer control unit, the upper limit switch 24 is connected to the AND circuit 71, and the (+) direction signal a of the encoder 91 is supplied to the (−) side of the absolute value counter 70 via the direction discrimination circuit 100. , (−) Direction signal b is connected to the (+) side, respectively, and the upper and lower limits of the operation direction of the drive unit are reversed.

従って第1図において右端が下限方向となる。このよ
うに切換スイッチを(−)側に切り換えた場合は領域ス
イッチの位置が変わるから原点設定をする必要がある。
そのためにはフレーム上の作動子40の左端を原点マーカ
ー板15のA帯域中の任意の位置に固定し原点設定のコマ
ンドによりマイコン制御部に格納された第1のプログラ
ムにより原点設定の動作を自動的に行う。この場合、第
3図(c)に示された電動機Mの回転方向は(+),
(−)が入れ替わり動作するのみで第1の実施例の場合
と全く同じ動作をし、ソフトウェアリミットスイッチの
設定動作も第4図(b)の上限と下限及び原点の関係が
左右が入れ替わりとなるだけで全く同じ動作をする。
Therefore, the right end in FIG. 1 is the lower limit direction. When the changeover switch is switched to the (-) side as described above, the position of the area switch changes, so it is necessary to set the origin.
For this purpose, the left end of the actuator 40 on the frame is fixed to an arbitrary position in the A band of the origin marker plate 15, and the origin setting operation is automatically performed by the first program stored in the microcomputer control unit by the origin setting command. Do it. In this case, the rotation direction of the electric motor M shown in FIG.
The operation of setting the software limit switch is the same as that of the first embodiment, except that the operation of (−) is changed. The relationship between the upper and lower limits and the origin in FIG. Just works exactly the same.

(発明の効果) 本発明になるリニアアクチュエータ及びその制御方法
は、前記のような構成であるから原点の設定位置の変更
と設定が容易と成り、駆動部の動作領域を自由に変更す
ることが出来るようになり、第5図に示すように上下限
リミットスイッチの設定位置の外側に他の周辺機器を互
いに干渉することなく配置することが出来るようにな
り、空間の利用度を高くすることが出来る効果がある。
(Effect of the Invention) Since the linear actuator and the control method thereof according to the present invention are configured as described above, it is easy to change and set the set position of the origin, and it is possible to freely change the operation area of the drive unit. As shown in FIG. 5, it becomes possible to arrange other peripheral devices outside the set positions of the upper and lower limit switches without interfering with each other, thereby increasing the space utilization. There is an effect that can be done.

又駆動部の動作原点をフレームの左端、又は右端の何
れの方向にも切り換えることが出来るので、駆動部の動
作距離が最短となるように原点の位置を設定出来、リニ
アアクチュエータの利用効率を高める効果がある。
Also, since the operation origin of the drive unit can be switched to either the left end or the right end of the frame, the position of the origin can be set so that the operation distance of the drive unit becomes the shortest, and the utilization efficiency of the linear actuator is improved. effective.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図(a)は本発明になるリニアアクチュエータの領
域及び上下限リミットスイッチの取り付け状況を示す斜
視図、第1図(b)はフレームとフレームに装着する作
動子の詳細を示す斜視図、第1図(c)はフレームに作
動子を装着した状態を示す断面図、第1図(d)は領域
スイッチの設定帯域の説明図、第2図は原点マーカー板
を装着したフレーム部分と原点マーカー板に案内された
作動子の固着位置の説明図、第3図(a)はリニアアク
チュエータの制御システムを示す構成図、第3図(b)
は原点設定のアルゴリズムを示すフローチャート、第3
図(c)はその動作説明図、第3図(d)は本発明の他
の実施例を示すリニアアクチュエータの制御システムの
構成図、第4図(a)はソフトウエアリミットスイッチ
を設定するアルゴリズムを示すフローチャート、第4図
(b)は他のリミットスイッチ及び原点との関係を示す
説明図、第5図は本発明リニアアクチュエータにおける
駆動部の動作領域の説明図、第6図(a),(b)は従
来のリニアアクチュエータの構成説明図、第7図は領域
スイッチの設定位置とエンコーダのZ相信号の発生位置
と原点との関係を示す説明図、第8図はリニアアクチュ
エータにおける駆動部の動作領域の説明図である。 1……フレーム、2,90,M……電動機、3,91……エンコー
ダ、4……カップリング、5……ネジ、6……キャリッ
ジ、7,22……領域スイッチ、7a,7b……領域スイッチの
実際の動作点、8,23……下限リミットスイッチ、9,24…
…上限リミットスイッチ、10……制御装置、11,50……
ティーチングボックス、12……信号処理部、13,80……
増幅器、14……溝、15……原点マーカー板、20……駆動
部、30,40……作動子、31……取り付け台、32……スト
ッパー、33……動作片、34……取り付けネジ、60……マ
イコン制御部、61……ROM、62……CPU、63……RAM、70
……絶対値カウンタ、71……AND回路、72……加算器、7
3……偏差カウンタ、81……位置制御部、82……速度制
御部、83……電力増幅器、92……出力、100……方向弁
別回路、101,102……切換スイッチ。
FIG. 1A is a perspective view showing a region of a linear actuator according to the present invention and a state of mounting upper and lower limit switches, FIG. 1B is a perspective view showing details of a frame and an actuator mounted on the frame, FIG. 1C is a sectional view showing a state in which an actuator is mounted on the frame, FIG. 1D is an explanatory view of a setting band of the area switch, and FIG. FIG. 3 (a) is an explanatory view of a fixed position of an actuator guided by a marker plate, FIG. 3 (a) is a configuration diagram showing a control system of a linear actuator, FIG. 3 (b)
Is a flowchart showing the algorithm for setting the origin,
FIG. 3 (c) is an explanatory diagram of the operation, FIG. 3 (d) is a block diagram of a control system of a linear actuator showing another embodiment of the present invention, and FIG. 4 (a) is an algorithm for setting a software limit switch. FIG. 4 (b) is an explanatory diagram showing the relationship between other limit switches and the origin, FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation area of a drive unit in the linear actuator of the present invention, and FIGS. 6 (a) and 6 (a). FIG. 7 (b) is an explanatory view of a configuration of a conventional linear actuator, FIG. 7 is an explanatory view showing a relationship between a setting position of an area switch, a generation position of a Z-phase signal of an encoder, and an origin, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation area of FIG. 1 ... frame, 2,90, M ... electric motor, 3,91 ... encoder, 4 ... coupling, 5 ... screw, 6 ... carriage, 7,22 ... area switch, 7a, 7b ... Actual operating point of area switch, 8,23 …… Lower limit switch, 9,24…
… Upper limit switch, 10 …… Control device, 11,50 ……
Teaching box, 12 …… Signal processing unit, 13,80 ……
Amplifier, 14 Groove, 15 Origin marker plate, 20 Drive, 30, 40 Actuator, 31 Mounting base, 32 Stopper, 33 Operation piece, 34 Mounting screw , 60 ... microcomputer control unit, 61 ... ROM, 62 ... CPU, 63 ... RAM, 70
…… Absolute value counter, 71 …… AND circuit, 72 …… Adder, 7
3 Deviation counter, 81 Position control unit, 82 Speed control unit, 83 Power amplifier, 92 Output, 100 Direction discrimination circuit, 101, 102 Changeover switch.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−91707(JP,A) 特開 昭63−228308(JP,A) 特開 昭61−23211(JP,A) 特開 平1−112816(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05D 3/12 F16H 19/02 F16H 25/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-91707 (JP, A) JP-A-63-228308 (JP, A) JP-A-61-23211 (JP, A) JP-A-1 112816 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G05D 3/12 F16H 19/02 F16H 25/20

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】可動部と、 この可動部に摺動自在に係合する固定部と、 前記可動部と前記固定部間に相対的移動を生じせしめる
ための駆動手段と、 前記可動部と前記固定部間の相対的移動の原点を定める
Z相信号を発生するエンコーダと よりなるリニアアクチュエータにおいて、 前記Z相信号に対応する領域を定める信号を発生する領
域スイッチと前記相対的移動の上限及び下限を夫々示す
信号を発生するスイッチとを前記可動部に配設し、 前記固定部上に前記スイッチを作動せしめる作動子を配
設し、 前記固定部に、前記領域スイッチの設定を許容する帯域
と、前記領域スイッチの設定を許容しない帯域とが交互
に表示された原点マーカーを設けた ことを特徴とするリニアアクチュエータ。
A movable part; a fixed part slidably engaged with the movable part; a driving means for causing relative movement between the movable part and the fixed part; A linear actuator comprising: an encoder that generates a Z-phase signal that determines an origin of relative movement between fixed parts; an area switch that generates a signal that defines an area corresponding to the Z-phase signal; and an upper limit and a lower limit of the relative movement. And a switch for generating a signal indicating each of the following are arranged on the movable portion, an actuator for operating the switch is arranged on the fixed portion, and a band allowing the setting of the area switch on the fixed portion. A linear marker provided with an origin marker in which bands in which the setting of the area switch is not permitted are alternately displayed.
【請求項2】前記固定部に設けた作動子は、該作動子の
取り付け台と、前記可動部の進行を阻止するストッパー
部と、前記スイッチを動作させる動作片とより成り、前
記固定部の長手方向側面に設けた溝内に前記取り付け台
が摺動可能に挿入され、固定されることを特徴とする請
求項1記載のリニアアクチュエータ。
2. The operation device according to claim 1, wherein the operation member provided on the fixed portion includes a mounting base for the operation member, a stopper portion for preventing the movement of the movable portion, and an operation piece for operating the switch. The linear actuator according to claim 1, wherein the mounting base is slidably inserted into a groove provided on a longitudinal side surface and fixed.
【請求項3】前記固定部の側面に設けた溝に沿って、領
域スイッチの設定を許容する帯域と、領域スイッチの設
定を許容しない帯域とが交互に表示された原点マーカー
又は原点マーカー板が設けられていることを特徴とする
請求項1又は2記載のリニアアクチュエータ。
3. An origin marker or an origin marker plate, in which bands allowing setting of an area switch and bands not allowing setting of an area switch are alternately displayed along a groove provided on a side surface of the fixing portion. The linear actuator according to claim 1, wherein the linear actuator is provided.
【請求項4】前記固定部の側面に設けた溝に沿って、領
域スイッチの設定を許容する帯域と、領域スイッチの設
定を許容しない帯域とが交互に表示された原点マーカー
板が装着されていることを特徴とする請求項1又は2記
載のリニアアクチュエータ。
4. An origin marker plate is mounted along a groove provided on a side surface of the fixing portion, in which a band in which setting of a region switch is permitted and a band in which setting of a region switch is not permitted are displayed alternately. The linear actuator according to claim 1, wherein:
【請求項5】前記領域スイッチ、下限及び上限信号発生
スイッチが一方向に上記の順序で配列されている請求項
1,2,3又は4記載のリニアアクチュエータ。
5. The area switch and the lower and upper limit signal generating switches are arranged in one direction in the above order.
The linear actuator according to 1, 2, 3 or 4.
【請求項6】上記領域及び上限信号発生スイッチを夫々
上限及び領域信号発生スイッチとして作動するよう切り
換える切換回路を有する請求項1,2,3,4又は5記載のリ
ニアアクチュエータ。
6. A linear actuator according to claim 1, further comprising a switching circuit for switching said area and upper limit signal generation switches to operate as upper limit and area signal generation switches, respectively.
【請求項7】可動部と、 この可動部に摺動自在に係合する固定部と、 前記可動部と前記固定部間に相対的移動を生じせしめる
ための電動機と、 前記可動部と前記固定部間の相対的移動の原点を定める
Z相信号を発生するエンコーダと、 前記可動部に配設した、前記Z相信号に対応する領域を
定める信号を発生する領域スイッチと前記相対的移動の
上限及び下限を夫々示す信号を発生するスイッチと、 前記固定部上に配設した、前記スイッチを作動せしめる
作動子と、 前記固定部に設けた、前記領域スイッチの設定を許容す
る帯域と、前記領域スイッチの設定を許容しない帯域と
が交互に表示された原点マーカーと、 前記固定部上に設定した、前記スイッチを作動せしめる
作動子と、 前記電動機の制御装置とより成り、 該制御装置がマイクロコンピュータと、該マイクロコン
ピュータに指令を送り又各部の状態を表示する信号灯や
制御スイッチ及び可動部の移動量を表示する装置を備え
たティーチングボックスと、 前記エンコーダの出力で作動する絶対値カウンタと、 前記マイクロコンピュータの出力と前記エンコーダの出
力とを比較し、其の偏差を電動機の制御電力に変換する
増幅器を備え、 前記可動部に設けた領域スイッチ及び上下限の各スイッ
チの信号を前記マイクロコンピュータに夫々入力する構
成としたリニアアクチュエータの制御方法であって、 前記領域スイッチの作動子を前記原点マーカーの領域ス
イッチの配設許容帯域内に固定し、マイクロコンピュー
タに予め格納された第1のプログラムにより、 (a)電動機を下限方向に回転せしめて領域スイッチの
動作で、前記電動機を停止せしめ、 (b)前記電動機を同じ方向に1回転させて停止せし
め、 (c)前記電動機を逆回転させて領域スイッチの信号と
エンコーダからのZ相信号とのAND信号により絶対値カ
ウンタをリセットし、エンコーダが1回転以上の値に達
したとき該カウンタを読み前記電動機を停止せしめ、 (d)前記電動機を上記カウンタの読み量だけ逆回転さ
せた後に前記電動機を停止せしめ、この点を上記原点と
定めることを特徴とするリニアアクチュエータの制御方
法。
7. A movable part, a fixed part slidably engaged with the movable part, an electric motor for causing relative movement between the movable part and the fixed part, and a movable part and the fixed part. An encoder that generates a Z-phase signal that determines the origin of relative movement between the units; an area switch that is provided in the movable unit and that generates a signal that defines an area corresponding to the Z-phase signal; and an upper limit of the relative movement And a switch for generating a signal indicating the lower limit and a lower limit, respectively, an actuator for operating the switch, which is disposed on the fixed portion, and a band provided for the fixed portion, which allows setting of the area switch, and the area. An origin marker in which bands in which setting of a switch is not allowed are alternately displayed; an actuator set on the fixed portion for operating the switch; and a control device for the electric motor. A teaching box equipped with a computer, a signal light for sending a command to the microcomputer and displaying a state of each part, a control switch, and a device for displaying a moving amount of the movable part, and an absolute value counter operated by an output of the encoder. An amplifier that compares the output of the microcomputer with the output of the encoder and converts the deviation into control power for a motor; and outputs signals from the area switch and upper and lower switches provided in the movable unit to the microcomputer. A method of controlling a linear actuator configured to input to a computer, wherein an operator of the area switch is fixed within a permissible band of an area switch of the origin marker, and a first stored in a microcomputer in advance. By the program, (a) rotate the motor in the lower limit direction and operate the area switch. (B) The motor is stopped by rotating the motor once in the same direction, and (c) The motor is rotated in the reverse direction and the AND signal of the signal of the area switch and the Z-phase signal from the encoder is turned off. Resets the absolute value counter, reads the counter when the encoder reaches a value of one rotation or more, and stops the motor. (D) Stops the motor after rotating the motor reversely by the reading amount of the counter. A method of controlling a linear actuator, characterized in that at least this point is determined as the origin.
【請求項8】更に前記電動機を独自に停止するソフトウ
エアリミットスイッチを有し、前記マイクロコンピュー
タに予め格納された第2のプログラムにより、 (a)原点の設定が完了したことを確認し、原点より下
限スイッチの方向に予め設定された距離に相当する値
(A)をRAMに記憶せしめ、 (b)前記電動機を上限スイッチの方向に回転し、上限
スイッチの動作で前記電動機を停止し、絶対値カウンタ
の値を読み、 (c)絶対値カウンタの読みから予め設定された数値を
引き算し、其の差の値(C)をRAMに記憶せしめ、RAMに
記憶させた前記(A)と(C)の位置を前記ソフトウエ
アリミットスイッチの設定位置とすることを特徴とする
請求項7記載のリニアアクチュエータの制御方法。
8. A microcomputer further comprising a software limit switch for independently stopping the motor, and a second program stored in the microcomputer in advance to: (a) confirm that the setting of the origin is completed; A value (A) corresponding to a distance set in advance in the direction of the lower limit switch is stored in the RAM. (B) The motor is rotated in the direction of the upper limit switch, and the motor is stopped by the operation of the upper limit switch. (C) subtracting a preset value from the reading of the absolute value counter, storing the difference value (C) in the RAM, and storing the difference values (A) and (C) in the RAM. 8. The control method for a linear actuator according to claim 7, wherein the position of C) is set as the position of the software limit switch.
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