JP3183662B2 - 位置決め装置の原点設定装置 - Google Patents

位置決め装置の原点設定装置

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JP3183662B2 JP07665790A JP7665790A JP3183662B2 JP 3183662 B2 JP3183662 B2 JP 3183662B2 JP 07665790 A JP07665790 A JP 07665790A JP 7665790 A JP7665790 A JP 7665790A JP 3183662 B2 JP3183662 B2 JP 3183662B2
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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、各種工作機械のテーブル位置決め装置など
の位置決め装置の原点設定装置に関する。
(従来の技術) 各種位置決め装置は、インクリメンタルエンコーダを
備え、該エンコーダが検出した移動量を原点位置を基準
として積算することによりテーブルなど移動体の移動位
置を求め、移動位置が目標位置となるよう前記移動体を
位置決め制御している。
また、前記原点位置を規定するため、例えば原点位置
付近にドグを設け、移動体に取付けたリミットスイッチ
でこのドグを検出することにより前記移動体が原点位置
付近に近づいたことを知り、次に現われる前記インクリ
メンタルエンコーダのZ相信号の検出位置を原点に設定
している。
ここに、前記リミットスイッチが前記ドグを検出して
のちZ相信号が現われるまでの距離が周期的に現われる
Z相信号の約半分量となるよう、前記ドグの位置が定め
られる。
前記ドグ位置が適正位置に設定されていない場合に
は、前記リミットスイッチの検出誤差内に前記Z相信号
が現われて原点位置がZ相信号間隔だけずれて設定され
てしまうことがある。
そこで、従来は、前記ドグ位置を正確に設定するよう
に注意を払い、もしずれて取付けられていた場合には、
ドグ位置調整を行っていた。
この調整作業は、調整方向及び調整量を考えた上で、
ドグ取付用のビスを緩め、ハンマで軽く叩いて例えば0.
5mm位の微調整を行い、その後ビスを固定し、再動作を
させてみて、試行錯誤で最適位置を捜すというようなも
のである。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記の如きドグ位置調整作業は、面倒
で、時間がかかり、作業者によっては調整不良を生じる
という問題点があった。
そこで、本発明は、インクリメンタルエンコーダを用
いた位置決め装置において、移動体が原点位置付近に到
来したことを検出する位置の調整作業を行うことなく、
この位置の検出に次いでZ相信号の検出を適正に行うこ
とができる原点設定位置に関する。
(課題を解決するための手段) 前述のごとき従来の問題に鑑みて、本発明は、移動体
の+方向、−方向への移動時のオーバトラベル状態を機
械的に検出する複数のセンサと、上記移動体の移動量を
検出するインクリメンタルエンコーダと、前記移動体を
移動するサーボモータの回転を制御する位置決め制御部
と、前記エンコーダの検出信号を積算し基準位置に対す
る現在位置を管理する現在位置管理部と、前記移動体が
原点位置付近に移動したときにオン/オフ動作する原点
LSと、前記移動体の原点復帰時で前記エンコーダのZ相
信号検出時に原点設定を行う原点設定部とを備えてなる
位置決め装置の原点設定装置において、原点復帰モード
時に前記オーバトラベル検出用の各センサを、前記移動
体を検出したときに反転動作させるように機能を切換え
るセンサ機能切換部と、前記原点LSが作動してからZ相
検出開始するまでの移動量をパラメータで設定するパラ
メータ設定部とを備え、移動体の−方向への低速移動時
に前記原点LSの検知作動で一時停止し、次に+方向への
低速移動時でZ相検出時に一時停止し、その後に再び−
方向へ微速移動してZ相検出時点で原点設定する構成と
してなるものである。
(実施例) 第2図を参照するに、本例で用いる位置決め装置は、
一端を適宜減速機を介してサーボモータMと結合し、他
端を軸受1で支承したボールねじ2を有し、このボール
ねじ2に移動体(ナット部材)3を螺合することによ
り、ボールねじ2を回転駆動することにより、ナット部
材3を位置決め制御するようになっている。移動体3の
移動方向をX軸に取る。
前記サーボモータMにはインクリメンタルエンコーダ
Eが結合されている。前記サーボモータM及びエンコー
ダEはNC装置4と接続され、このNC装置内部に前記エン
コーダの検出信号を得てサーボモータMを駆動する位置
決めモジュールと、本案を実施するための原点設定モジ
ュールとが組み込まれている。
前記X軸のマイナス(−)端及びプラス(+)端には
オーバトラベル状態を機械的に検出するセンサ(−)MO
T,(+)MOTが設けられている。また、それら位置より
少し内側には、オーバトラベル状態をソフトウェア上で
事前に検出するためのソフト位置(−)SOT,(+)SOT
が設定されている。このソフト位置(−)SOT,(+)SO
Tは、通常の移動領域よりは外側に設定され、移動体3
がこの位置に到来した場合には、オーバトラベルが発生
する恐れがあることを事前に知るためのものである。セ
ンサ(−)MOT,(+)MOTは常時はオン状態となってお
り、通常は移動体3を検出するとオフ状態となり機械を
停止させる。
ただし、本例のセンサ(−)MOT,(+)MOTは、原点
復帰モード下では、これらセンサ(−)MOT,(+)MOT
が移動体3を検出した場合には、これで機械を停止させ
るのではなく、移動体3の移動方向を変化させるように
機能する。これは、NC装置4を一度電源断とすると、NC
装置4の位置決めモジュールは移動体3の移動位置の情
報だけでなく、その方向情報をも失うので、原点復帰モ
ード下で、移動体3を反転動作させることにより、いず
れの方向からでも原点方向に近ずけるようにするためで
ある。ソフト位置(−)SOT,(+)SOTは任意に数値設
定できる。
一方、図において、前記ソフト位置(−)SOTの近傍
でそれより内側にはドグ5が配置され、また前記移動体
3のドグ5と対応する位置にはこのドグ5との接触を検
出するリミットスイッチ(原点LS)6が設けられてい
る。
前記ドグ6及び原点LS6は、移動体3が原点位置X0
近に到達したことを検出するためのもので、原点LS6が
ドグ6に接触すると、原点LS6はオンからオフ状態とな
り、離れるとオフ状態となる。
第3図に、一般的な原点復帰動作のパターンを示し
た。
動作Aは、マイナス(−)方向からの復帰動作につ
き、〜の順で動作することにより、最後の動作で
エンコーダEのZ相信号を検出し、この位置を原点位置
X0に設定しようとするものである。
すなわち、の高速動作で原点LS6がオフすると、そ
の位置を通り過ぎてのち一時停止し、低速動作でゆっ
くりと反対方向に移動し、原点LSオンで一時停止する。
その後、の低速動作でゆっくりとプラス(+)方向へ
移動し、Z相検出したら一時停止する。その後の微速動
作で再びマイナス(−)方向へ微速で移動し、Z相検出
で原点設定する。
動作Bは、プラス(+)方向の復帰動作につき、上記
の,,の動作で原点設定するものである。
動作Cは、の動作で原点とは反対方向に移動してし
まった場合、センサ(+)MOTで移動体3を検出しての
ち反転動作させ、以後、Aのパターンと同様の〜の
動作で原点設定するようにしたものである。
動作パターンCの如く、センサ(−)MOT,(+)MOT
で反転動作させたとしても、機械によっては、何ら安全
上問題ない。言い換えれば、安全上問題なければ、動作
パターンCを用いることができ、原点復帰指令を与える
のみで自動的な原点復帰処理が行える。
第1図(b)は上記原点復帰モジュールを位置決め制
御モジュールとの関係で示すブロック図である。
図において、前記位置決めモジュールの中枢部を為し
前記サーボモータMを駆動する位置決め制御部7には、
エンコーダEの検出信号を積算し基準位置(原点)に対
する現在位置を管理する現在位置管理8が接続されてい
る。
よって、位置決め制御部7は現在位置管理部8の管理
する現在位置が指令の目標位置になるよう所定の動作パ
ターンで前記移動体3を動作させることが可能である。
前記位置決め制御部7には、原点復帰モード下で前記
センサ(−)MOT,(+)MOTの機能を切り換える機能切
換部9と接続されている。この切換部9は、自動運転モ
ード,手動運転モードなど通常のモード下ではこのセン
サ(−)MOT,(+)MOTが移動体3を検出したとき安全
上機械を即停止させるが、原点復帰モード下では、移動
してきた移動体3を低速で反対方向へ移動させるよう、
位置決め制御部7に指令するものである。
前記現在位置管理部8には、原点到来検出部10と、Z
相信号検出指令部11が接続されている。原点到来検出部
10は前記原点LS6と接続され、第3図に示す動作にお
いて、原点LS6でドグ6の左端Pが検出されたことを現
在位置管理部8及びZ相信号検出指令部11に知らせるも
のである。
Z相信号検出指令部11は、前記原点到来検出部10と接
続される他、Z相非検出量設定部12と、Z相信号検出部
13と接続されている。
Z相非検出量設定部12は、第3図の動作において、
原点LS6のオフに次いで一定区間だけZ相信号を検出し
ないことをパラメータaで指定するためのものである。
パラメータaは、第3図の動作において原点LS6がオ
フとなってからZ相検出するまでの区間が余りに近すぎ
るとき、または余りに遠すぎるとき、Z相検出失敗した
り、あるいはZ相を誤って検出する恐れがある場合に設
定されるものである。このような恐れがない場合には、
数値ゼロ(0)を設定しておいてもよい。
Z相信号検出指令部11は、動作において原点LS6の
オフ後、Z相非検出量設定部12で設定された値aを過ぎ
てのち、Z相信号検出部13にZ相検出指令を出力するも
のである。この間に現在位置管理部8は、原点LSオフの
時点を基準としてエンコーダの検出信号を算出し、移動
体3の移動量を求めている。
前記Z相信号検出部13には、原点設定部14が接続され
ている。原点設定部14は、前記現在位置管理部8と接続
されている。
Z相信号検出部13は、第3図の動作を拡大して示
す第1図トンに示すように、動作において原点LSオフ
となってのち、パラメータで設定される距離aを置いて
Z相信号を検出し、動作で原点位置X0に停止し、現在
位置管理部8にこの位置X0を原点設定する。
第4図に原点復帰処理のフローチャートを示した。
ステップ401でパラメータaを設定し、ステップ402で
原点復帰モードとすると、ステップ403でセンサ(±)M
OTの機能が、非常停止から移動方向の切り換え機能に切
換えられる。
そこで、ステップ404で原点復帰指令を与えると、ス
テップ405で原点LS6が第3図に示す動作,を実行
し、動作においてドグ5の一端Pを検出する。
すると、ステップ406でそれからの移動量xが積算さ
れ、ステップ407でx=aとなったらステップ408でZ相
検出開始し、Z相検出するとステップ409で原点設定さ
れる。
パラメータaに設定する値は、通常はゼロ(0)、検
出区間が短すぎ、あるいは長すぎる場合にはZ相区間の
約半分量とすれば良い。
以上により、本例の原点設定モジュールでは、パラメ
ータaに適宜の数値を与えることにより、Z相検出位置
をZ相検出開始点からZ相間隔の約半分量の位置付近で
安定して検出させることができる。
よって、移動体が原点位置付近に到来したことを検出
したのちZ相検出するまでの区間が不適切である場合、
ドグ6の値を調整すパラメータaに適宜の量、例えばZ
相間隔の約半分量を与えるだけで良い。
また、原点復帰時、移動体が反転動作をしても危険を
伴うことがない場合、移動体をオーバトラベル位置で反
転動作させることができるので、原点復帰指令を与える
のみで自動的な復帰動作を行わせることができる。
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適
宜の設計的変更を行うことにより、適宜態様で実施し得
るものである。
[発明の効果] 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、本
発明においては、センサ機能切換部9を備えて、原点復
帰モード時にはオーバトラベル検出用の各センサMOTの
機能を、移動体3を検出したときに反転動作させるよう
に機能を切換えるものであるから、原点復帰モード時に
は移動体3が+方向又は−方向へ移動しても、原点復帰
が自動的に行われるものでる。
また、原点位置付近に移動体3が移動して原点LS6が
作動してからZ相検出開始するまでの移動量Xをパラメ
ータaで設定するパラメータ設定部を備えた構成である
から、前記原点LS6が作動してからZ相信号検出までの
移動量Xを、例えば原点LSとドグとの位置的関係を調整
することなしに適正に設定できるものであり、安定して
Z相信号を検出するための調整を容易に行い得るもので
ある。
そして、原点設定は、移動体3の−方向への低速移動
時に前記原点LS6の検知作動で一時停止し、次に+方向
への低速移動時でZ相検出時に一時停止し、その後に再
び−方向へ微速移動してZ相検出時点で原点設定する構
成としてなるものであるから、原点設定のための微速移
動方向及び移動量は常に一定となり、原点設定をより正
確に行い得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は原点設定動作の最終段階での原点LS及び
Z相並びに移動体の動作状態を示す説明図、第1図
(b)は本発明の一実施例に係る原点設定モジュールの
構成を示すブロック図、第2図は位置決め装置の機械構
成を示す説明図、第3図は3種の原点復帰動作を示す説
明図、第4図は上記原点設定モジュールの処理方式を示
すフローチャートである。 5……ドグ 6……リミットスイッチ(原点LS) 10……原点到来検出部 11……Z相信号検出指令部 12……Z相非検出量設定部 13……Z相信号検出部 14……原点設定部 M……サーボモータM E……インクリメンタルエンコーダ a……パラメータ −MOT,+MOT……オーバトラベル検出用センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 3/12 305 B23Q 15/00 309

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】移動体(3)の+方向、−方向への移動時
    のオーバトラベル状態を機械的に検出する複数のセンサ
    (MOT)と、上記移動体(3)の移動量を検出するイン
    クリメンタルエンコーダ(E)と、前記移動体(3)を
    移動するサーボモータ(M)の回転を制御する位置決め
    制御部(7)と、前記エンコーダ(E)の検出信号を積
    算し基準位置に対する現在位置を管理する現在位置管理
    部(8)と、前記移動体(3)が原点位置付近に移動し
    たときにオン/オフ動作する原点LS(6)と、前記移動
    体(3)の原点復帰時で前記エンコーダ(E)のZ相信
    号検出時に原点設定を行う原点設定部(14)とを備えて
    なる位置決め装置の原点設定装置において、原点復帰モ
    ード時に前記オーバトラベル検出用の各センサ(MOT)
    を、前記移動体(3)を検出したときに反転動作させる
    ように機能を切換えるセンサ機能切換部(9)と、前記
    原点LS(6)が作動してからZ相検出開始するまでの移
    動量(X)をパラメータ(a)で設定するパラメータ設
    定部(12)とを備え、移動体(3)の−方向への低速移
    動時に前記原点LS(6)の検知作動で一時停止し、次に
    +方向への低速移動時でZ相検出時に一時停止し、その
    後に再び−方向へ微速移動してZ相検出時点で原点設定
    する構成としてなることを特徴とする位置決め装置の原
    点設定装置。
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