JP3165224B2 - 原点位置決め方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、横編機など並列設置さ
れる複数のワークを各ワークに対応するモータにより駆
動する位置決め制御において、複数のワークの原点位置
を揃える技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータによりワークを直線方向に動かし
位置決め制御する場合において、従来技術によるモータ
の原点位置決め制御方法はモータ内またはワーク側にエ
ンコーダをもたせそのエンコーダに内蔵する原点位置検
知センサかまたはそのエンコーダとは別に設けたホール
素子やリミットスイッチなどの原点位置検知センサが作
動するまでワークを動かし、該原点位置検知センサが作
動したときエンコーダの信号のカウンタをリセットし、
モータの位置決め制御における原点位置を決めていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術に
よる原点位置決めの方法では、エンコーダ内に原点位置
検知センサを内蔵させるため装置が複雑となり、高価と
なり、信頼性にも欠ける。エンコーダとは別にホール素
子やリミットスイッチなどの原点位置センサを設ける場
合、ワーク個々にセンサが必要になり、配線が複雑にな
り、価格も高くなる。

【０００４】特に、複数のワークをワーク毎に個々に取
り付けられたモータによりワークを直線上に原点位置を
揃えて動かし位置決めする場合、各ワークの取付位置の
ばらつきまたは各モータに対応したエンコーダの取り付
け位置のばらつき、または各ワークの原点位置検知セン
サの取り付け位置のばらつきなどにより各モータの原点
位置は各モータ毎に異なる位置で位置決めされるという
問題がある。

【０００５】本発明の目的は安価でシンプルなシステム
でかつ確実で信頼性が高く、特に複数のモータを用いて
並列に設置されたワークの原点位置を揃えて動かし位置
決め制御を行う場合でも、正確に位置決めできる方法を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の前述の目的は、
並列設置される複数のワークを各ワークに対応するモー
タにより駆動して、上記ワークを直線方向に運動させ、
各モータに連結されているエンコーダからの信号によっ
て上記ワークの位置決め制御を行なう装置において、上
記ワークの原点位置決め制御を行なうに際し、各モータ
を作動させて、各々のモータの可動子または上記ワーク
を共通の定板に突き当てた状態とし、その状態を上記位
置決め制御におけるエンコーダからの信号の原点とする
原点位置決め方法により達成される。

【０００７】例えばリニアモータを並べて配置し各ワー
クを同期して位置決め制御を行う場合、各ワークの取付
位置を揃えることは難しい。各リニアモータのエンコー
ダの取付位置を揃えることは難しい。各ワークまたは各
可動子の原点位置検知センサの位置を正確に揃えること
は難しい。そこで、各ワークまたは可動子には原点位置
検知センサを設けず各ワークおよび可動子を動かし、各
ワークおよび可動子が機械的に同じ位置に並んだ時に、
原点位置を決定すればよい。この際各ワークおよび各可
動子は同期して動くとは限らない。各リニアモータの推
力にはばらつきがあり、摺動抵抗も可動子毎に異なる。

【０００８】従って各ワークおよび各可動子を所定の方
向に動かし、所定の位置に機械的に止めるようにし、各
ワークおよび可動子がすべて機械的に同じ位置に揃うに
十分な時間をとれば、モータの正確な原点位置決めが可
能になる。

【０００９】

【実施例】以下本発明によるモータの制御方法の一実施
例を示す添付図面を参照して本発明を詳述する。図１
は、従来の技術によるリニアモータによるモータ制御方
法を示す概念図である。この例において、可動磁石型ブ
ラシレスリニアモータを２台並べて設置した場合を示
す。図において、１、２は各ブラシレスリニアモータを
示し、５はヨーク上にコイル７を配置した固定子、６は
ヨーク上に磁石８を設置した可動子を示す。可動子６は
図示していない軸受けにより固定子上に支持され摺動可
能になっている。９は可動子６上に設置されたワークを
示す。１０は例えば対向して設けられる一対のホールＩ
Ｃと点磁石で実現される原点位置検知センサを示す。

【００１０】図１により従来技術による１台のブラシレ
スリニアモータの原点位置決め方法を説明する。まずコ
イル７に可動子６およびワーク９が原点位置検知センサ
１０の方向に移動する様通電する。可動子６はコイル７
と磁石８の電磁力を受け原点検知センサ１０の方向へ移
動を開始する。一対の原点位置検知センサ１０が互いに
対向する位置まで可動子６およびワーク９が移動したと
き、原点位置検知センサ１０は原点位置を検出し、図に
示していないエンコーダ信号のカウンタをリセットし、
可動子６およびヨーク９の原点位置がエンコーダに与え
られリニアブラシレスモータの原点位置が決定される。

【００１１】以上の動作はリニアブラシレスモータ１に
ついて述べたが、リニアブラシレスモータ２も同様の方
法で原点位置決めされる。各リニアブラシレスモータを
並べて配置した場合、各固定子５は取付け位置にばらつ
きを生じる。各リニアブラシレスモータの原点位置検知
センサ１０の取付位置もばらつく。従って、２台のブラ
シレスリニアモータの可動子６およびワーク９の各原点
位置は可動子６およびワーク９のストロークに対し垂直
方向に位置ずれ１１を生じる。

【００１２】図２により本発明によるリニアブラシレス
リニアモータの可動子およびワークの原点位置決め方法
について説明する。リニアブラシレスモニタ３において
固定子５および可動子６は原点位置検知センサをもたな
い。可動子６のストロークの延長線上の図示していない
ベース上に共通の定板１２を配置している。該可動子６
およびワーク９が該定板の方向に動くよう固定子５上の
コイル７に通電する。通電開始と同時に図では示してい
ないタイマを作動させ、可動子６およびワーク９は１枚
で共通の定板１２に接触し止まる。タイマは可動子６が
定板１２まで移動するに十分な時間経過後、オフとな
る。タイマがオフしたとき図示していないエンコーダ信
号のカウンタをリセットさせ、可動子６およびワーク９
の原点位置を決定する。以上リニアブラシレスモータ３
について、モータの原点位置決め方法について述べた
が、リニアブラシレスモータ４についてもモータの原点
位置方法は全く同じである。

【００１３】本発明の原点位置決め方法によると、リニ
アブラシレスモーク３の可動子６およびワーク９もリニ
アブラシレスモーク４の可動子６およびワーク９も定板
１２、に接触した状態セモータの原点位置が決定され、
ストロークの垂直方向の位置ずれを生じない。磁石８の
幅を１２ｍｍ、コイル７の幅を１２ｍｍ、可動子６のス
トロークを５０ｍｍ、エンコーダの分解能を５０μｍ、
ワーク９の重さを１００ｇとし、従来技術の原点位置検
知センサ１０として、ホールＩＣと直径０．５ｍｍのサ
マリウムコバルト点磁石を用いて４００台のブラシレス
リニアモータを並ペて原点検出動作を行ったところ、最
大±０．５ｍｍの原点位置のずれを生じた。原点位置検
出センサ１０を取り除き本発明による可動子６およびワ
ーク９の原点位置検出動作を４００台のブラシレスリニ
アモータについて行ったところ、可動子６およびワーク
９の原点位置の位置ずれは±５０μｍ以内となった。

【００１４】図３は、従来技術による回転型モータによ
るモータ制街方法を示す概念図である。この実施例にお
いて、回転型ブラシレスモークを２台並べて設置した場
合を示す。図において、９はワーク、１０は一対の原点
位置検知センサ、１３、１４は回転型モータ、１７はエ
ンコーダ、１８はプーリー、１９は歯付きベルトを示
す。

【００１５】図３より、従来技術による１台の回転型モ
ータにより駆動されるワーク９の原点位置決め方法を説
明する。まず回転型モータ１３をワーク９が原点位置検
知センサ１０の方向に移動するよう通電し回転させる。
ワーク９は原点検知センサ１０の方向へ移動を開始す
る。原点位置検知センサ１０が互いに対向する位置まで
ワーク９が移動したとき、原点位置検知センサ９は原点
位置を検出し、エンコーダ１３のカウンタをリセット
し、ワーク９の原点位置がエンコーダ１７に与えられ
る。ワーク９はエンコーダ１７の原点位置に保持される
よう回転型モータ１３のコイルに電流が通電され、モー
タの原点位置検出動作が終了する。以上の動作はモータ
１３について述ペたが、モータ１４も同様の方法で原点
位置決めされる。各回転型モータを並べて配置した場
合、各原点位置検知センサ１０の取付位置はばらつく。
従って、２台の回転型モータにより駆動される各ワーク
９の原点位置はワーク９のストワークに対し垂直方向に
位置ずれ１１を生じる。

【００１６】図４により本発明による回転型モータによ
り駆動されるワーク９の原点位置決め方法について説明
する。回転型モータ１５においてエンコーダ１７および
ワーク９は原点位置検知センサをもたない。ワーク９の
ストロークの延長線上の図示していないベース上に共通
の定板１２をストロークに対し垂直方向に配置してい
る。ワーク９が定板１２の方向に動くよう回転型モータ
１５のコイルに通電する。通電開始と同時に図では示し
ていないタイマを作動させ、ワーク９は定板１２に接触
し止まる。タイマはワーク９が定板１２まで移動するに
十分な時間経過後、オフとなる。タイマがオフしたとき
図示していないエンコーダ信号のカウンタをリセットさ
せ、ワーク９の原点位置を決定する。以上回転型モータ
１５により駆動されるワーク９について、モータの原点
位置決め方法について述べたが、回転型モータ１６によ
り駆動されるワーク９の原点位置決め方法も全く同じで
ある。本発明の原点位置決め方法によると、回転型モー
タ１５により駆動されるワーク９も回転型モータ１６に
より駆動されるワーク９も定板１２に接触した状態で原
点位置が決定され、ストロークの垂直方向め位置ずれを
生じない。

【００１７】プーリー１９の径３０ｍｍ、ワーク９のス
トロークを１０００ｍｍ、ワーク９の重量を３００ｇ、
エンコーダの分解能を５０μｍとし、従来の技術の原点
位置検知センサとして、ホールＩＣおよび直径０．５ｍ
ｍのサマリウムコバルト点磁石を用いて１２台のブラシ
レスモークを並べて原点検出動作を行ったところ、最大
±１．０ｍｍの原点位置のずれを生じた。原点位置検知
センサ１０を取り除き、本発明によるワーク９の原点位
置検出動作を１２台のブラシレスリニアモータについて
行ったところ、ワーク９の原点位置の位置ずれは±５０
μｍ以内となった。

【００１８】以上の実施例では、ワーク９の位置ずれ１
１は本発明によってエンコーダの分解能分だけに抑えら
れたが、更に高分解能のエンコーダと組み合わせること
によりワーク９の原点位置決め精度は向上する。

【００１９】本発明によれば原点位置検知センサなしに
エンコーダの分解能までワークの原点位置決めをおこな
うことができる。図５は本発明の原点位置決め方法をブ
ロック図で示したものである。位置指令パルス２８はマ
イクロコンピュータ２０からサーボ制御装置２１へ与え
られる。該サーボ制徴装置２１はモータ２３に直結され
たエンコーダ２４から得られる位置信号パルス３２をカ
ウンタ回路２６へ取り込み、位置指令パルス２８と位置
信号パルス３２の偏差に応じてモータの方向信号２９お
よび電流指令信号３０を演算し、その結果をモータドラ
イバ回路２２へ与えると同時にタイマ２７を作動させ
る。モータ２３により駆動される図に示していないワー
クが動くとエンコーダ２４は動いた位置に比例して位置
信号パルス３２を発生し、該パルスはサーポ制御装置２
１のカウンタ２６にその値を返す。タイマ２７は一定時
間を計測後、終了信号を演算回路２５へ与える。演算回
路２５はタイマ２７の終了信号を受けたとき、カウンタ
２６をリセットし、ワークの原点位置決め動作が終了
し、モータの原点位置が決定される。

【００２０】本発明の実施例ではリニアモータでは１台
の固定子に対し１台の可動子の場合について説明した
が、１台の固定子に対し複数の可動子を有する場合につ
いても本発明は適用できる。本発明の実施例では可動磁
石型リニアモータについて述べたが可動コイル型のリニ
アモータについても本発明は適用できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明による原点位置決め方法による
と、、リニアモータまたは回転型モータを複数台並列に
並べた場合に、高価な原点位置検出センサを用いること
なく精度の良い原点位置決めを行うことができる。特
に、例えば横編機のように、並列配置された複数のワー
ク（編針等）を、それぞれに対応して設けられたモータ
により、位置決め制御を行なって駆動する場合に、全部
または複数のワークを共通の定板に当接させることによ
って、各ワークの原点位置、これに対応するモータの原
点位置を機械的な位置決めにより決定され、複数のワー
クの原点位置を正確に揃えることができ、ワークの正確
な位置決め制御が可能となる。横編機において針駆動用
リニアモータ８００台を並べで原点位置検出を行う場
合、従来技術の原点位置検出方法では実用となる精度が
得られないが、本発明によりはじめて実用となる精度が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術による原点位置決め方法の一実施例の
概念図を示す。

【図２】本発明による原点位置決め方法の一実施例の概
念図を示す。

【図３】従来技術の回転型モータによる位置決め方法の
一実施例の概念図を示す。

【図４】本発明による回転型モータの原点位置決め方法
の一実施例の概念図を示す。

【図５】本発明による原点位置決め方法の原理を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１、2 従来技術のリニアブラシレスモーク ３、4 本発明によるリニアブラシレスモーク ５ 固定子 ６ 可動子 ７ コイル ８ 磁石 ９ ワーク １０ 原点位置検知センサ １１ ワークの原点位置のずれ １２ 定板 １３、１４、１５、１６ 回転型モータ １４ エンコーダ １５ プーリー １６ 歯付きベルト １７ マイクロコンピュータ １８ サーボ制御装置 １９ モータドライブ回路 ２０ モータ ２１ エンコーダ ２２ 演算回路 ２３ カウンタ回路 ２４ タイマ ２５ 位置指令信号 ２６ 方向信号 ２７ 電流指令信号 ３１ モータドライブ指令信号 ３２ 位置信号パルス ３３ カウンタ回路の入出力信号 ３４ タイマ回路の入出力信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−164812（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−83110（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−69092（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−255274（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 41/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列設置される複数のワークを各ワーク
   に対応するモータにより駆動して、上記ワークを直線方
   向に運動させ、各モータに連結されているエンコーダか
   らの信号によって上記ワークの位置決め制御を行なう装
   置において、 上記ワークの原点位置決め制御を行なうに際し、各モー
   タを作動させて、各々のモータの可動子または上記ワー
   クを共通の定板に突き当てた状態とし、その状態を上記
   位置決め制御におけるエンコーダからの信号の原点とす
   る原点位置決め方法。