JP3278462B2 - Initial position setting device for automation equipment - Google Patents

Initial position setting device for automation equipment

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JP3278462B2
JP3278462B2 JP22735792A JP22735792A JP3278462B2 JP 3278462 B2 JP3278462 B2 JP 3278462B2 JP 22735792 A JP22735792 A JP 22735792A JP 22735792 A JP22735792 A JP 22735792A JP 3278462 B2 JP3278462 B2 JP 3278462B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インクリメンタルエン
コーダのような、カウンタと併用して絶対位置を検出す
る位置検出手段を備えた自動化装置の初期位置設定装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an initial position setting device for an automatic device having position detecting means for detecting an absolute position in combination with a counter, such as an incremental encoder.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、駆動手段によって駆動され、その
動作範囲がメカストッパにより規定される運動部と、こ
の運動部の位置を検出する位置検出手段とを備えた形態
の自動化装置がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an automation apparatus having a moving part driven by a driving means, the operation range of which is defined by a mechanical stopper, and position detecting means for detecting the position of the moving part.

【0003】この種の自動化装置の位置検出手段は、電
源投入時にその絶対位置が検出できるポテンショメー
タ、差動検出器、またはアブソリュートエンコーダ等の
絶対位置検出器と、電源投入後にその絶対位置を設定し
なければ相対変位しか分からない、本来速度検出器の要
素が強いインクリメンタルエンコーダやレゾルバ等の相
対位置検出器とに大別される。
[0003] The position detecting means of this type of automation apparatus includes an absolute position detector such as a potentiometer, a differential detector or an absolute encoder capable of detecting the absolute position when the power is turned on, and sets the absolute position after the power is turned on. Otherwise, only the relative displacement is known, and the speed detector is roughly classified into a relative position detector such as an incremental encoder or a resolver, which has a strong element.

【0004】後者の相対位置検出器は、その出力によっ
てカウント動作し、カウント値が上記運動部の位置情報
となるアップダウンカウンタと併用してその役割を果た
すが、絶対位置検出器に比べ、小型でかつ高い分割能の
位置検出を行えるため、ロボットなどの自動化装置に広
く使用されている。しかし、その反面で運動部の絶対位
置を知るために、カウンタ値初期設定操作と呼ぶ処理を
行う必要が生ずる。
The latter relative position detector performs a counting operation in accordance with its output, and plays a role in combination with an up / down counter whose count value is the position information of the moving part. However, the relative position detector is smaller than the absolute position detector. It is widely used in automated devices such as robots because it can perform position detection with high resolution and high resolution. However, on the other hand, in order to know the absolute position of the moving part, it is necessary to perform a process called a counter value initial setting operation.

【0005】以下にその従来例の1つを図6を使って説
明する。
[0005] One of the conventional examples will be described below with reference to FIG.

【0006】この図において、まず、10は運動部、2
2はモータ、23はボールネジ、24はカップリング、
32はガイドバーである。モータ22、ボールネジ2
3、カップリング24、ガイドバー32は運動部10の
駆動手段を構成するもので、ボールネジ23はモータ2
3の出力軸にカップリング24によって連結されてい
る。ボールネジ23とガイドバー32とは平行に延び、
運動部10はボールネジ23と螺合するとともにガイド
バー32に摺動可能に挿通されている。これによって、
モータ23が回転動作すると、その回転動力がボールネ
ジ23に伝達され、このボールネジ23の回転方向に応
じて運動部10が矢印方向のいずれかに移動する。
In this figure, first, 10 is a moving part, 2
2 is a motor, 23 is a ball screw, 24 is a coupling,
32 is a guide bar. Motor 22, ball screw 2
3, the coupling 24 and the guide bar 32 constitute driving means of the moving unit 10, and the ball screw 23 is
3 is connected to the output shaft 3 by a coupling 24. The ball screw 23 and the guide bar 32 extend in parallel,
The moving part 10 is screwed with the ball screw 23 and slidably inserted into the guide bar 32. by this,
When the motor 23 rotates, the rotational power is transmitted to the ball screw 23, and the moving unit 10 moves in one of the arrow directions according to the rotation direction of the ball screw 23.

【0007】ガイドバー32の一端部にはメカストッパ
31aが配置され、同他端部にはメカストッパ31bが
配置されており、運動部10はこれらメカストッパ31
a,31bにより各方面への移動が機械的・強制的に阻
止され、その動作範囲が規定されるようになっている。
A mechanical stopper 31a is arranged at one end of the guide bar 32, and a mechanical stopper 31b is arranged at the other end.
The movements to various directions are mechanically and forcibly prevented by a and 31b, and the operation range is defined.

【0008】41はエンコーダ、42はアップダウンカ
ウンタであり、これらは相対位置検出器を構成する。エ
ンコーダ41はモータ22に連結され、カウンタ42は
その周波数及び符号に基づいてカウント動作する。
Reference numeral 41 denotes an encoder, and reference numeral 42 denotes an up / down counter, which constitute a relative position detector. The encoder 41 is connected to the motor 22, and the counter 42 performs a counting operation based on the frequency and the sign.

【0009】52は制御部、43はF/V(周波数/電
圧)変換器、21はサーボドライバ、54a,54bは
光電スイッチからなるリミットセンサ、53a,53b
は光電センサアンプであり、モータ22等からなる駆動
手段の動作はこれによって制御される。すなわち、サー
ボドライバ21にはF/V変換器43を介してエンコー
ダ41の出力がモータ22の速度情報として入力される
とともに、制御部52から速度指令及び回転方向指令が
入力される。サーボドライバ21は、エンコーダ41の
出力に基づいてモータ22の速度を監視し、制御部52
からの指令に応じるようにモータ22を駆動する。制御
部52にはカウンタ42の出力が入力され、制御部52
はそのカウント値による位置情報で運動部10の位置を
監視し、運動部10が停止位置に来るとサーボドライバ
21への速度指令を“0”にする。リミットセンサ54
aは運動部10のメカストッパ31aに対応する停止位
置での存在を検知し、リミットセンサ54bは運動部1
0のメカストッパ31bに対応する停止位置での存在を
検知するようにされており、各出力は、対応する光電セ
ンサアンプ53aないしは53bにより停止指示として
サーボドライバ21に与えられる。よって、このサーボ
ドライバ21は運動部10が停止位置に到達したときに
は制御部52からの速度“0”指令の他にリミットセン
サ54a,54bからの停止指令をも受けてモータ22
の動作を停止させる。なお、速度指令“0”、停止指示
のいずれか一方だけでモータ22の停止制御は可能であ
るが、ここではカウンタ42の初期設定のために設けら
れているリミットセンサ54a,54bを安全性向上の
意図で有効利用しているものである。
Reference numeral 52 denotes a control unit, 43 denotes an F / V (frequency / voltage) converter, 21 denotes a servo driver, 54a and 54b denote limit sensors comprising photoelectric switches, 53a and 53b.
Denotes a photoelectric sensor amplifier, and the operation of the driving means including the motor 22 and the like is controlled by this. That is, an output of the encoder 41 is input to the servo driver 21 via the F / V converter 43 as speed information of the motor 22, and a speed command and a rotation direction command are input from the control unit 52. The servo driver 21 monitors the speed of the motor 22 based on the output of the encoder 41,
The motor 22 is driven so as to respond to the command from. The output of the counter 42 is input to the control unit 52, and the control unit 52
Monitors the position of the moving unit 10 based on the position information based on the count value, and sets the speed command to the servo driver 21 to "0" when the moving unit 10 comes to the stop position. Limit sensor 54
a detects the presence of the moving part 10 at the stop position corresponding to the mechanical stopper 31a, and the limit sensor 54b
The presence of the mechanical stopper 31b at the stop position corresponding to the zero mechanical stopper 31b is detected, and each output is given to the servo driver 21 as a stop instruction by the corresponding photoelectric sensor amplifier 53a or 53b. Therefore, when the movement unit 10 reaches the stop position, the servo driver 21 receives not only the speed “0” command from the control unit 52 but also the stop command from the limit sensors 54a and 54b, and
Stop the operation of. Although the stop control of the motor 22 can be performed by only one of the speed command “0” and the stop instruction, the limit sensors 54 a and 54 b provided for initial setting of the counter 42 are improved in safety here. It is effectively used with the intention of.

【0010】さて、エンコーダ41、カウンタ42は相
対位置検出器を構成するものであり、前述したように初
期位置設定が必要である。以下、その動作について図7
をも参照しつつ説明する。この図7はカウンタ値設定操
作のアルゴリズムを示したものである。
The encoder 41 and the counter 42 constitute a relative position detector, and the initial position must be set as described above. The operation is described below with reference to FIG.
Will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows an algorithm of the counter value setting operation.

【0011】まず、制御部52が一定速度指令を出す
(ステップST701)。すると、上記したと同様にサ
ーボドライバ21によってモータ22が駆動され運動部
10が移動する。以降、制御部52は光電センサアンプ
53a,53bの出力監視に入る(ステップST70
2,703)。運動部10がリミットセンサ54aない
しは54bを動作させると、光電センサアンプ53aな
いしは53bはリミット検出されたものとして、その検
出信号は制御部52に割り込み信号IRQとして入力さ
れる。すると、制御部52は速度指令“0”を出力し
(ステップST704)、また同時に、駆動手段である
サーボドライバ21が内蔵する図示しない動作限界停止
スイッチを作動させ、運動部10を停止させる。制御部
52は、光電センサアンプ53aないしは53bからの
割り込み信号を受け取ると、リミットセンサ54a,5
4bの絶対位置が既知であるので、検出された側のリミ
ットセンサ位置にあたるカウンタ値をアップダウンカウ
ンタ42にプリセットする(ステップST705)。初
期設定後は、カウンタ値が絶対位置情報になる。
First, the control unit 52 issues a constant speed command (step ST701). Then, the motor 22 is driven by the servo driver 21 in the same manner as described above, and the moving unit 10 moves. Thereafter, the control unit 52 starts monitoring the outputs of the photoelectric sensor amplifiers 53a and 53b (step ST70).
2,703). When the movement unit 10 operates the limit sensor 54a or 54b, the photoelectric sensor amplifier 53a or 53b detects that the limit has been detected, and the detection signal is input to the control unit 52 as an interrupt signal IRQ. Then, the control unit 52 outputs a speed command “0” (step ST704), and at the same time, activates an operation limit stop switch (not shown) incorporated in the servo driver 21 as a driving unit, thereby stopping the motion unit 10. Upon receiving the interrupt signal from the photoelectric sensor amplifier 53a or 53b, the control unit 52 receives the interrupt signal from the limit sensor 54a or 5b.
Since the absolute position of 4b is known, the counter value corresponding to the detected limit sensor position is preset in the up / down counter 42 (step ST705). After the initial setting, the counter value becomes the absolute position information.

【0012】なお、図7では光電センサアンプ53が行
う割り込み発生処理もアルゴリズム化して示している
が、基本的には等価である。
Although FIG. 7 shows an algorithm of the interrupt generation process performed by the photoelectric sensor amplifier 53, it is basically equivalent.

【0013】この他に、原点センサを使った初期設定操
作や、絶対位置検出手段を併用してこの絶対位置を基準
にカウンタ値初期設定する方式などが公知である。
Other known methods include an initial setting operation using an origin sensor and a method of initializing a counter value based on the absolute position using an absolute position detecting means.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
相対位置検出手段の初期設定には、光電スイッチなどの
リミットセンサが必要であり、自動化装置の部品点数を
増やし好ましくない。
As described above, the initial setting of the conventional relative position detecting means requires a limit sensor such as a photoelectric switch, which undesirably increases the number of parts of the automation device.

【0015】また、配線にあたっては運動部の動きの邪
魔にならないように配慮しなければならない関係上、セ
ンサ信号線数が多くなると望ましくない。特にロボッ
ト、それも多自由度になるほどその問題は重大となる。
In addition, it is not desirable to increase the number of sensor signal lines because the wiring must be designed so as not to hinder the movement of the moving part. In particular, the problem becomes more serious as robots have more degrees of freedom.

【0016】本発明は上記従来技術の有する問題点に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、リミッ
トセンサ以外の既存部品から初期設定のための初期位置
情報を得る、自動化装置の初期位置設定装置を提案する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to provide an initializing apparatus for an automatic device that obtains initial position information for initial setting from existing parts other than a limit sensor. It is to propose a position setting device.

【0017】本発明は、駆動手段により運動する運動部
と、該運動部の相対的移動量を検出する相対位置検出手
段と、を備えた自動化装置において、前記運動部の動作
範囲を機械的に制限する定位置に配されたメカストッパ
と、前記駆動手段が発生する駆動力を検出する駆動力検
出手段と、前記検出された駆動力を設定値と比較する比
較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて前記運動
部が前記メカストッパの位置に達したことを検出する過
大負荷検出手段と、前記過大負荷検出手段にて検出され
た位置を基準として前記相対的移動量を絶対的移動量に
変換する移動量変換手段と、を備える。
According to the present invention, there is provided an automatic apparatus having a moving part moved by a driving means and a relative position detecting means for detecting a relative movement amount of the moving part. A mechanical stopper disposed at a fixed position to be restricted, a driving force detecting means for detecting a driving force generated by the driving means, a comparing means for comparing the detected driving force with a set value, and a comparison result of the comparing means Overload detecting means for detecting that the moving section has reached the position of the mechanical stopper based on the position, and converting the relative movement amount into an absolute movement amount based on the position detected by the overload detecting means. And a moving amount converting means.

【0018】このような構成において、制御部が一定速
度指令を駆動手段に出力すると、駆動手段により運動部
が定速移動する。この運動部がメカストッパに当たらな
い限り、駆動力は余り大きくならないが、運動部がメカ
ストッパに当たり停止すると、駆動手段は、運動部を指
令速度に加速しようと、大きな駆動力を発生させるた
め、その結果として、駆動力検出手段の出力信号は、比
較手段における設定値以上になる。
In such a configuration, when the control unit outputs a constant speed command to the driving unit, the moving unit moves at a constant speed by the driving unit. As long as the moving part does not hit the mechanical stopper, the driving force does not increase so much.However, when the moving part hits the mechanical stopper and stops, the driving means generates a large driving force in order to accelerate the moving part to the commanded speed. As a result, the output signal of the driving force detecting means is equal to or larger than the set value of the comparing means.

【0019】この比較手段は、駆動力信号を閾値となる
その設定値と比較し、駆動力が大きければメカストッパ
に当っていると判断し、制御部にそのことを知らせる。
これにより、制御部はメカストッパの絶対位置を相対位
置検出手段にプリセットすることとなる。
The comparing means compares the driving force signal with the set value which is a threshold value. If the driving force is large, it is determined that the mechanical stopper is hit, and the control unit is notified of this.
As a result, the control unit presets the absolute position of the mechanical stopper to the relative position detecting means.

【0020】ここでの駆動力検出手段は、駆動手段の一
部であるサーボドライバが通常内蔵している電流モニタ
(電機子電流検出器)のような検出手段で良い。なぜな
ら、サーボドライバがモータに流す電機子電流は、モー
タの駆動トルクにほぼ比例しており、この電流値からお
およその駆動力を推定できるためである。
Here, the driving force detecting means may be a detecting means such as a current monitor (armature current detector) normally incorporated in a servo driver which is a part of the driving means. This is because the armature current that the servo driver passes through the motor is substantially proportional to the driving torque of the motor, and an approximate driving force can be estimated from this current value.

【0021】また、力制御を必要とするロボット等で
は、駆動軸に力センサを設けたものもあり、この場合は
力検出器を駆動力検出手段としても良い。
Further, some robots and the like that require force control include a force sensor provided on the drive shaft. In this case, a force detector may be used as the drive force detecting means.

【0022】さらに、比較器が制御部に内包され、陽に
現れない形式でも良い。
Further, the comparator may be included in the control unit and may not appear explicitly.

【0023】以上により、カウンタの初期設定のために
わざわざ光電センサ等を設ける必要がなくなり、通常の
自動化処理で必要とされる装置だけで、位置検出器の初
期設定操作を行えるようになる。また、前記駆動力検出
手段は、前記駆動手段の電機子電流を検出する電流検出
器を有し、前記比較手段は、前記電流検出器で検出され
た電機子電流を設定値と比較してもよい。また、前記駆
動手段は、前記運動部を回転駆動する歯車連結機構と、
前記歯車連結機構の入力歯車に接続された回転軸と、を
有し、前記駆動力検出手段は、前記回転軸の駆動トルク
を検出するトルク検出手段を有し、前記比較手段は、前
記トルク検出手段により検出された駆動トルクと設定値
とを比較してもよい。
As described above, it is not necessary to provide a photoelectric sensor or the like for the initial setting of the counter, and the initial setting operation of the position detector can be performed only by the device required in the normal automation processing. Further, the driving force detecting means has a current detector for detecting an armature current of the driving means, and the comparing means compares the armature current detected by the current detector with a set value. Good. Further, the driving unit includes a gear coupling mechanism that rotationally drives the moving unit,
A rotating shaft connected to an input gear of the gear coupling mechanism, wherein the driving force detecting means includes torque detecting means for detecting a driving torque of the rotating shaft, and the comparing means includes the torque detecting means. The drive torque detected by the means may be compared with a set value.

【0024】[0024]

【作用】本発明によれば、運動部の移動がメカストッパ
によって強制的に阻止されたときの運動部に対する駆動
力増大を捕捉することで初期位置を検出するようになっ
ているので、相対位置検出手段の初期設定のためのリミ
ットセンサを省略することができ、自動化装置の部品点
数や配線上の問題を解消することができることとなる。
According to the present invention, the initial position is detected by capturing an increase in the driving force applied to the moving part when the movement of the moving part is forcibly prevented by the mechanical stopper. A limit sensor for initial setting of the means can be omitted, and problems in the number of parts and wiring of the automation device can be solved.

【0025】[0025]

【実施例】図1は本発明の第1実施例のシステム構成を
示すものである。
FIG. 1 shows a system configuration of a first embodiment of the present invention.

【0026】本発明実施例のシステムでは図6に示すシ
ステムのようなリミットセンサは無く、代わりに電流検
出器25と比較器51a,51bとが設けられている点
が異なる。
The system according to the embodiment of the present invention is different from the system shown in FIG. 6 in that a limit sensor is not provided and a current detector 25 and comparators 51a and 51b are provided instead.

【0027】図3は本システムの初期設定アルゴリズム
を示すものである。
FIG. 3 shows an initialization algorithm of the present system.

【0028】制御部52が一定速度指令を駆動手段の一
部であるサーボドライバ21に出力し(ステップST3
01)、比較器51a,51bの出力監視状態に入る
(ステップST302,303)。サーボドライバ21
は運動部の速度が指令速度になるように速度フィードバ
ックを行い、駆動手段の一部であるモータ22に電機子
電流を流す。この際のフィードバック情報である運動部
の速度は、エンコーダ41の出力信号をF/V変換器4
3により変換することで得られる。サーボドライバ21
の出力である電機子電流は、モータ22の駆動トルクに
ほぼ比例しており、電流検出器25によってこの電流を
モニタすることで、おおよその駆動力を推定する。電流
検出器25は通常のサーボドライバには一般的に内蔵さ
れているもので既存している。
The control section 52 outputs a constant speed command to the servo driver 21 which is a part of the driving means (step ST3).
01), and enters an output monitoring state of the comparators 51a and 51b (steps ST302 and ST303). Servo driver 21
Performs the speed feedback so that the speed of the moving unit becomes the commanded speed, and passes the armature current to the motor 22 which is a part of the driving means. The speed of the moving section, which is feedback information at this time, is obtained by converting the output signal of the encoder 41 into an F / V converter 4.
3 can be obtained by conversion. Servo driver 21
Is approximately proportional to the driving torque of the motor 22. By monitoring this current with the current detector 25, an approximate driving force is estimated. The current detector 25 is generally built in an ordinary servo driver and is already existing.

【0029】駆動手段により動作する運動部10は、メ
カストッパ31に当らない限りほぼ指令速度で定速移動
する。この場合、モータ電流すなわち駆動力は余り大き
くならない。しかし、運動部10がメカストッパ31に
当たり停止すると、駆動手段であるサーボドライバ21
とモータ22は、運動部を指令速度に加速しようと大き
な駆動力を発生させ、その結果として、駆動力検出手段
である電流検出器25の出力信号はある設定値以上にな
る。
The moving unit 10 operated by the driving means moves at a substantially constant speed at a command speed unless it hits the mechanical stopper 31. In this case, the motor current, that is, the driving force does not become too large. However, when the moving unit 10 hits the mechanical stopper 31 and stops, the servo driver 21 serving as a driving unit is stopped.
The motor 22 generates a large driving force in order to accelerate the moving part to the command speed, and as a result, the output signal of the current detector 25 as the driving force detecting means exceeds a certain set value.

【0030】比較器51aないしは51bは、電流検出
器25の出力信号を予め設定された閾値と比較し、観測
された信号が大きければ、運動部10がメカストッパ3
1に当たったものと判断し、ドライバ21に内在する図
示しない動作限界停止スイッチを動作させると共に、制
御部52に割り込み信号を発生し、メカストッパ位置の
検出を知らせる。
The comparator 51a or 51b compares the output signal of the current detector 25 with a preset threshold value, and if the observed signal is large, the moving unit 10
It is determined that it has hit 1 and an operation limit stop switch (not shown) included in the driver 21 is operated, and an interrupt signal is generated to the control unit 52 to notify the detection of the mechanical stopper position.

【0031】制御部52は、この割り込みを受けると、
サーボドライバ21への速度指令をクリアし(ステップ
ST304)、そのメカストッパ31の絶対位置にあた
るカウンタ値をアップダウンカウンタ42にプリセット
する処理を行う(ステップST305)。
When the control unit 52 receives this interrupt,
The speed command to the servo driver 21 is cleared (step ST304), and a process of presetting a counter value corresponding to the absolute position of the mechanical stopper 31 to the up / down counter 42 is performed (step ST305).

【0032】尚、プリセット処理は必ずしもこの位置で
行う必要はなく、メカストッパ位置からあるカウンタ数
分運動部を移動させてから行っても良い。
The preset process does not necessarily need to be performed at this position, but may be performed after moving the moving unit by a certain number of counters from the mechanical stopper position.

【0033】図2は本発明の第2実施例のシステム構成
を示すものである。
FIG. 2 shows a system configuration according to a second embodiment of the present invention.

【0034】この実施例では、制御部が直接駆動力検出
手段の出力信号をモニタし、比較器を制御部が内包する
形態となっている。初期設定アルゴリズムは、制御部5
2が電流検出器25の出力を直接受けて比較手段を担う
ようになっている他は図3に示すものと基本的に同様で
ある。
In this embodiment, the control unit directly monitors the output signal of the driving force detecting means, and the control unit includes a comparator. The initial setting algorithm is determined by the control unit 5
3 is basically the same as that shown in FIG. 3 except that the second unit 2 directly receives the output of the current detector 25 and performs the comparing means.

【0035】制御部52は一定速度指令をサーボドライ
バ21に出力した後、制御部52はサーボドライバ21
に内在する電流検出器25の信号をモニタし、その値が
予め設定された値より小さければ、再び電流検出器25
の電流モニタ信号を検出し続ける。制御部52は入力し
た電流モニタ信号が設定値より大きくなれば、運動部1
0がメカストッパ位置にあると判断し、駆動手段である
サーボドライバ21への速度指令をクリアし、メカスト
ッパ31の絶対位置にあたるカウンタ値をアップダウン
カウンタ42にプリセットする処理を行う。
After the control unit 52 outputs a constant speed command to the servo driver 21, the control unit 52
The signal of the current detector 25 existing in the current detector 25 is monitored, and if the value is smaller than a preset value, the current detector 25 is again monitored.
Continue to detect the current monitor signal. If the input current monitor signal is larger than the set value, the control
It determines that 0 is at the mechanical stopper position, clears the speed command to the servo driver 21 as the driving means, and performs a process of presetting the counter value corresponding to the absolute position of the mechanical stopper 31 to the up / down counter 42.

【0036】この例では安全のため、制御部52がサー
ボドライバ21へ速度指令クリアを出力する他に、サー
ボドライバが内包する図示しない動作停止スイッチのo
n/offも行っている。
In this example, for safety, the control unit 52 outputs a speed command clear to the servo driver 21 and also operates an operation stop switch (not shown) included in the servo driver.
Also performs n / off.

【0037】尚、カウンタ値初期設定後のいわゆる通常
の自動化処理では、動作範囲をメカストッパ位置とする
のは望ましくない、制御部の処理で動作範囲を規定し、
ドライバへの動作停止や割り込み発生処理を行えば、メ
カストッパの内側に動作範囲を設定でき、リミットセン
サは不要である。
In the so-called normal automation processing after the initial setting of the counter value, it is not desirable to set the operation range to the mechanical stopper position.
If the operation of the driver is stopped or an interrupt generation process is performed, the operation range can be set inside the mechanical stopper, and a limit sensor is not required.

【0038】図4は本発明の第3実施例のシステム構成
を示すものである。この図に示すシステムでは各軸に力
センサを持つ多自由度のロボットに本発明を適用してい
ることに特徴がある。尚、ここでは1自由度に対応して
示しており、実際には各軸に対して、この図に示すもの
が設置される。
FIG. 4 shows a system configuration according to a third embodiment of the present invention. The system shown in this figure is characterized in that the present invention is applied to a multi-degree-of-freedom robot having a force sensor on each axis. It is to be noted that here, one degree of freedom is shown, and in practice, what is shown in this figure is installed for each axis.

【0039】26は減速機、27は歯車連結機構、10
´はリンク形態の運動部である。減速機26の入力軸は
モータ22の出力軸に連結され、歯車連結機構27の入
力歯車は減速機26の出力軸に固定されている。運動部
10´は歯車連結機構27の出力歯車に固定されてお
り、この歯車連結機構27の出力歯車と一体的に回転運
動するようになっている。
26 is a speed reducer, 27 is a gear coupling mechanism, 10
′ Is a link-type moving unit. The input shaft of the reduction gear 26 is connected to the output shaft of the motor 22, and the input gear of the gear connection mechanism 27 is fixed to the output shaft of the reduction gear 26. The movement unit 10 ′ is fixed to an output gear of the gear coupling mechanism 27, and is configured to rotate integrally with the output gear of the gear coupling mechanism 27.

【0040】55はトルクセンサ、56はトルクセンサ
アンプであって、これらは駆動力検出手段を構成してい
る。トルクセンサ55は減速機26の出力軸と連結歯車
機構27の入力歯車との連結部において当該軸の駆動ト
ルクを検出するもので、その出力はトルクセンサアンプ
56によって増幅されて制御部52へ駆動力情報として
与えられる。
Reference numeral 55 denotes a torque sensor, and 56 denotes a torque sensor amplifier, which constitute driving force detecting means. The torque sensor 55 detects the drive torque of the output shaft of the reduction gear 26 at the connection between the output shaft of the reduction gear 26 and the input gear of the connection gear mechanism 27, and its output is amplified by the torque sensor amplifier 56 and is driven to the control unit 52. Given as force information.

【0041】図5は本実施例における初期設定アルゴリ
ズムを示すものである。
FIG. 5 shows an initialization algorithm in this embodiment.

【0042】制御部52は各軸毎に後述するステップS
T501〜508の処理を行うようになっている。
The control unit 52 executes a step S described later for each axis.
The processing of T501 to 508 is performed.

【0043】まず、制御部52は制御対象の設定を行い
(ステップST501)、その軸に対する一定速度指令
をサーボドライバ21に出力し、制御部52は当該軸の
トルクセンサ55のセンサアンプ56の出力信号をモニ
タする(ステップST503,504)。
First, the control section 52 sets a control target (step ST501), outputs a constant speed command for the axis to the servo driver 21, and the control section 52 outputs the output of the sensor amplifier 56 of the torque sensor 55 for the axis. The signals are monitored (steps ST503 and ST504).

【0044】各軸のトルクセンサ55及びセンサアンプ
56は、外力をモニタする力検出手段であるが、その駆
動軸のリンク10がメカストッパ31に当接し、停止す
ると、外力とモータの駆動力は一致し、トルクセンサア
ンプ56の出力は駆動力を観測したものと等価になる。
The torque sensor 55 and the sensor amplifier 56 of each axis are force detecting means for monitoring the external force. When the link 10 of the drive shaft contacts the mechanical stopper 31 and stops, the external force and the driving force of the motor are reduced. Therefore, the output of the torque sensor amplifier 56 becomes equivalent to the output of the driving force.

【0045】制御部52はトルクセンサの値とあらかじ
め設定された閾値とを比較し、検出力が設定値より大き
くなれば、サーボドライバ21への速度指令をクリアし
(ステップST505)、メカストッパ10の絶対位置
にあたるカウンタ値をアップダウンカウンタ42にプリ
セットする処理を行う(ステップST506)。制御部
52は、その後基準となる初期位置に運動部である運動
部10´を位置制御し(ステップST507)、全軸の
初期化が終了したか否かを確認し(ステップST50
8)、次の駆動軸のカウンタ値初期設定動作を開始す
る。すべての駆動軸のカウンタ初期設定が終了するまで
この動作を繰り返す。
The control unit 52 compares the value of the torque sensor with a preset threshold value. If the detected force is larger than the set value, the control unit 52 clears the speed command to the servo driver 21 (step ST505). A process of presetting the counter value corresponding to the absolute position to the up / down counter 42 is performed (step ST506). The control unit 52 thereafter controls the position of the moving unit 10 ', which is the moving unit, to the initial position serving as a reference (step ST507), and confirms whether or not the initialization of all axes has been completed (step ST50).
8) The counter value initial setting operation of the next drive axis is started. This operation is repeated until the initialization of the counters of all the drive axes is completed.

【0046】尚、この例ではトルクセンサ55を駆動力
観測手段として用いたが、サーボドライバが内蔵する図
示しない電流検出器を駆動力観測手段として用いても良
い。
Although the torque sensor 55 is used as the driving force observation means in this example, a current detector (not shown) built in the servo driver may be used as the driving force observation means.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、運
動部の移動がメカストッパによって強制的に阻止された
ときの運動部に対する駆動力増大を捕捉することで初期
位置を検出するようになっているので、相対位置検出器
を使った自動化装置で必要とされていたリミットセンサ
などのカウンタ初期設定部品が不要になった。また、リ
ミットセンサ等が不要となったため信号ケーブルの削減
ができ、ロボット等多自由度の自動化装置では、よりす
っきりした設計が可能となった。
As described above, according to the present invention, the initial position is detected by capturing the increase in the driving force applied to the moving part when the movement of the moving part is forcibly prevented by the mechanical stopper. This eliminates the need for counter initial setting parts such as limit sensors, which were required in automated devices using relative position detectors. In addition, since the need for a limit sensor and the like is eliminated, the number of signal cables can be reduced, and a cleaner design can be achieved with a multi-degree-of-freedom automation device such as a robot.

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

【図1】本発明の第1実施例に係る装置のシステム構成
を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of an apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例に係る装置のシステム構成
を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a system configuration of an apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図3】図1、図2に示すシステムでの初期設定アルゴ
リズムを示すフローチャート。
FIG. 3 is a flowchart showing an initialization algorithm in the system shown in FIGS. 1 and 2;

【図4】本発明の第3実施例に係る装置のシステム構成
を示すブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a system configuration of an apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図5】図4に示すシステムでの初期設定アルゴリズム
を示すフローチャート。
FIG. 5 is a flowchart showing an initialization algorithm in the system shown in FIG. 4;

【図6】従来装置のシステム構成を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing a system configuration of a conventional device.

【図7】図6に示すシステムでの初期設定アルゴリズム
を示すフローチャート。
FIG. 7 is a flowchart showing an initialization algorithm in the system shown in FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,10´ 運動部 21 サーボドライバ 22 モータ 23 ボールネジ 24 カップリング 25 電流検出器 26 減速機 27 連結歯車機構 31a,31b メカストッパ 32 ガイドバー 41 エンコーダ 42 アップダウンカウンタ 43 F/V変換器 51a,51b 比較器 52 制御部 55 トルクセンサ 56 トルクセンサアンプ 10, 10 'Moving part 21 Servo driver 22 Motor 23 Ball screw 24 Coupling 25 Current detector 26 Reduction gear 27 Connecting gear mechanism 31a, 31b Mechanical stopper 32 Guide bar 41 Encoder 42 Up / down counter 43 F / V converter 51a, 51b Comparison Container 52 Control unit 55 Torque sensor 56 Torque sensor amplifier

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】駆動手段により運動する運動部と、 該運動部の相対的移動量を検出する相対位置検出手段
と、を備えた自動化装置において、 前記運動部の動作範囲を機械的に制限する定位置に配さ
れたメカストッパと、 前記駆動手段が発生する駆動力を検出する駆動力検出手
段と、 前記検出された駆動力を設定値と比較する比較手段と、 前記比較手段の比較結果に基づいて前記運動部が前記メ
カストッパの位置に達したことを検出する過大負荷検出
手段と、 前記過大負荷検出手段にて検出された位置を基準として
前記相対的移動量を絶対的移動量に変換する移動量変換
手段と、を備えることを特徴とする、自動化装置の初期
位置設定装置。
1. An automation apparatus comprising: a moving part moved by a driving means; and a relative position detecting means for detecting a relative movement amount of the moving part, wherein an operation range of the moving part is mechanically limited. A mechanical stopper disposed at a fixed position, a driving force detecting unit that detects a driving force generated by the driving unit, a comparing unit that compares the detected driving force with a set value, and a comparison result of the comparing unit. An excessive load detecting means for detecting that the moving part has reached the position of the mechanical stopper, and a movement for converting the relative movement amount to an absolute movement amount based on the position detected by the excessive load detecting means. An initial position setting device for an automation device, comprising: a quantity conversion unit.
【請求項2】前記駆動力検出手段は、前記駆動手段の電
機子電流を検出する電流検出器を有し、 前記比較手段は、前記電流検出器で検出された電機子電
流を設定値と比較することを特徴とする請求項1に記載
の自動化装置の初期位置設定装置。
2. The driving force detecting means has a current detector for detecting an armature current of the driving means, and the comparing means compares the armature current detected by the current detector with a set value. The initial position setting device for an automation device according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記駆動手段は、 前記運動部を回転駆動する歯車連結機構と、 前記歯車連結機構の入力歯車に接続された回転軸と、を
有し、 前記駆動力検出手段は、前記回転軸の駆動トルクを検出
するトルク検出手段を有し、 前記比較手段は、前記トルク検出手段により検出された
駆動トルクと設定値とを比較することを特徴とする請求
項1に記載の自動化装置の初期位置設定装置。
3. The driving means includes: a gear coupling mechanism that rotationally drives the moving part; and a rotation shaft connected to an input gear of the gear coupling mechanism. 2. The automation device according to claim 1, further comprising: a torque detecting unit configured to detect a driving torque of the shaft, wherein the comparing unit compares the driving torque detected by the torque detecting unit with a set value. 3. Initial position setting device.
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