JP3280110B2 - 同期位置決め方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、モータの回転速度制
御および回転速度の加減速制御を行う位置決め装置の同
期方法に関し、詳しくは、同期ずれの量により加減速制
御を行う位置決め装置の同期位置決め方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】同期位置決め装置を使用した機械の構成
例を図２に示す。この例では、前段コンベア（Ｃ／
Ｖ）、整列コンベア、および後段コンベアで構成されて
いる。同期位置決め装置６は、整列コンベアのみを制御
し、前段コンベアおよび後段コンベアの駆動制御は別装
置により行われるものとする。ただし、後段コンベアの
送り量は、インクリメンタルエンコーダ１からの入力パ
ルスを計数することにより、同期位置決め装置６で検出
できる。このような機械構成において、同期位置決め装
置６は前段コンベアからランダムの間隔で搬送されてく
る製品を、一定の製品間隔Ｌ０、あるいはＬ０の整数倍
の一定間隔で後段コンベア上に整列させるよう、整列コ
ンベアの制御を行う。

【０００３】同期位置決め装置６の内部構成を図４に示
す。インクリメンタルエンコーダ１は、後段コンベアに
取り付けられており、後段コンベアの送り量に比例した
パルスを発生する。このパルスは、カウンタ１１で計数
される。マイクロコンピュータ１０はカウンタ１１の計
数値を読み出すことにより、後段コンベアの送り量を検
出する。また、マイクロコンピュータ１０は、製品検出
センサー４からの信号により、製品５の検出を行う。比
率変換器１２は、インクリメンタルエンコーダ１からの
入力パルス数に基き、比率演算を行い、指令パルスＣＰ
を出力する。比率変換器１２への比率設定は、マイクロ
コンピュータ１０により行われる。

【０００４】比率変換器１２からの指令パルスＣＰは、
偏差カウンタ１３に入力され、偏差カウンタ１３は溜ま
りパルス数に比例した値をＤ／Ａ変換器１４に出力す
る。Ｄ／Ａ変換器１４からの出力信号は、アンプ１５に
より電流に変換されモータ２を回転させる。インクリメ
ンタルエンコーダ３は、モータ２の回転量に比例した帰
還パルスＢＰを出力する。帰還パルスＢＰは、偏差カウ
ンタ１３に入力され、偏差カウンタ１３への指令パルス
ＣＰの周波数と、帰還パルスＢＰの周波数が一致した状
態で、モータ１は定速回転を行う。データ設定器１６
は、後段コンベアへの整列ピッチＬ０などのデータ入力
を行うものである。

【０００５】このような位置決め装置において実行され
る従来の制御内容を図４に示す。マイクロコンピュータ
１０は、製品検出センサー４がオンとなったことを検出
すると、比率変換器１２への設定比率を“０”とし、指
令パルスＣＰの出力を禁止する。指令パルスＣＰがなく
なると、偏差カウンタ１３内の溜まりパルス数は帰還パ
ルスＢＰにより減少し、その結果Ｄ／Ａ変換器１４から
の指令電圧が低くなり、モータ１は減速する。インクリ
メンタルエンコーダ１からのパルスにより、後段コンベ
アが同期基準点を通過したことを検出すると、マイクロ
コンピュータ１０は比率変換器１２にデータ設定器１６
であらかじめ設定されている設定比率を出力し、指令パ
ルスＣＰの出力を有効とする。指令パルスＣＰが有効と
なったことにより、モータ１は指令パルスＣＰの周波数
に相当する回転速度に復帰する。なお、同期基準点とは
前段コンベア側からの製品供給と、後段コンベアの送り
が完全に同期している時、すなわち同期ずれがない場合
に製品検出を行う後段コンベアの送り位置である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、マイ
クロコンピュータ１０が比率変換器１２への設定比率を
“０”として、指令パルスＣＰの出力を禁止するため、
モータ１の速度変動が大きくなるという問題があった。
また、指令パルスＣＰの禁止のみで同期補正を行うた
め、図５に示すように後段コンベアが同期基準点を通過
した直後に製品を検出した場合には、次の同期基準点待
ちとなり、製品抜けが多くなってしまうという問題もあ
った。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上述の点に鑑み
て、位置決め精度をさらに向上させる同期位置決め方法
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、ランダムな間隔で供給されてくる
製品を一定の間隔に並べる整列装置であって、製品を搬
送するためのモータと、前記モータの回転量を検出する
手段と、前記搬送されてくる製品の検出手段と、整列後
の製品を搬出する後段装置の送り量検出手段と、前記製
品の間隔を一定にするために前記モータの回転量を補正
するためのデータを可変に設定する手段と、前記制御の
ためのデ−夕を設定する手段からのデータと前記モータ
の回転量を検出する手段からの信号と前記製品の検出手
段からの信号と前記後段装置送り量検出手段からの信号
を演算し前記製品と直前の製品の間隔を算出する演算装
置と、前記演算装置からの信号と前記モータの回転量 を
検出する手段からの信号と前記後段装置送り量検出手段
からの信号により前記後段の送り量に対する同期比率を
演算し指令値を出力する比率変換手段を有し、該比率変
換手段の指令値に応じ、前記モータの現在の回転量を予
め定めた回転量に向って加／減速することにより前記製
品と直前の製品との間隔を補正する同期位置決め方法に
おいて、前記比率変換器に与える設定比率を、検出した
製品の実測間隔と設定された製品間隔の差分量に応じて
可変に設定することにより製品間隔を補正することを特
徴とする。

【０００９】

【作用】本発明では、回転のずれ量を検出し、加減速の
目標となる回転量を、たとえば、同期比率を変化させる
ことにより可変設定し、同期補正を行う。この同期比率
は、同期ずれ量に応じて演算されるため、同期ずれ量が
小さければ同期補正時の速度変化は小さくなる。さらに
モータの回転速度を減速させるばかりでなく、加速して
の同期補正も行える。

【００１０】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。本発明を適用する位置決め装置の構成は図３
の従来例と同様である。本発明での同期基準点の技術的
意味を、図１を用いて説明する。同図（Ａ）において、
同期基準点は、直前に整列完了した製品Ｂの先端と今回
整列する製品Ａの先端間の長さのことである。例えば、
製品の整列ピッチをＬ０と設定した場合、直前に整列完
了した製品Ｂの先端から整列ピッチＬ０の点が同期基準
点となる（若し直前に整列完了した製品Ｂの位置がずれ
ている場合には、製品Ｂを整列させる目標位置の先端か
ら整列ピッチＬ０の点を同期基準点とする）。 より詳し
くは、整列コンベアでは、前段コンベアからランダムな
間隔で送られてくる製品を、後段コンベアへ設定された
間隔Ｌ０に整列して送り出しているが後段コンベアは連
続して動いているので、整列コンベア上の製品を製品検
出センサーで検出した時に直前に整列完了した製品（後
段コンベア上の製品Ｂ）との間隔がＬ０ならば整列コン
ベアを後段コンベアと同じ速度で同期送りしても製品Ｂ
と製品Ａの間隔は変化しない。整列コンベアで今回整列
させる製品Ａについて考えれば、直前に後段コンベアへ
送り出した製品Ｂの先頭（図では右側に製品が進 んでい
るので右端）から整列ピッチＬ０だけ離れた点（図１で
製品Ｂの右端から両矢印で示されたＬ０の左端）が製品
Ａにとっての同期基準点となる（同期基準点に今回の製
品Ａの右端を合わせる）。 続いて、本発明での同期運転
時の比率αについて、図１を用いて説明する。図１にお
いて、通常、製品が整列コンベアから後段コンベアへ乗
り移る間は、整列コンベアの送り速度Ｖ ₁ と後段コンベ
ア送り速度Ｖ ₀ を一致させるように整列コンベアの送り
速度を後段コンベアの送り速度に同期させる。 しか
し、装置の微調整などのため、整列コンベアの送り速度
Ｖ ₁ と後段コンベアの送り速度の比率を変える場合があ
るが、この場合の同期比率設定値が、同期運転時の比率
αである。 次に、図１の（Ｂ）において、整列コンベア
から後段コンベアへの製品乗り移り時の速度を一致させ
るものとして同期基準点の説明を行う。 通常、後段コ
ンベアへ直前の製品Ｂの乗り移り開始から次の製品Ａを
製品検出センサーで検出するまで、整列コンベアは後段
コンベアと１：１の同期速度（あるいは設定された同期
比率）で同期送りを行う。製品Ａの先端を製品検出セン
サーで検出時に、前製品Ｂの先端までの長さが整列ピッ
チＬ０ならば、整列コンベアは１：１の同期速度のまま
で製品を送る。 この場合、整列コンベアと後段コンベ
アの送り速度が１：１のため、製品Ａと製品Ｂの間の長
さＬ０を保持したまま製品Ａは整列コンベアから後段コ
ンベアへ乗り移る。ここで、製品検出センサーの検出ポ
イントから整列コンベア終端までの長さ（設定値）をＬ
ｓ、後段コンベア先端から直前製品Ｂ先端までの長さ
（製品Ｂ乗り移り開始時からの後段コンベア送り量：後
段コンベア送り量検出装置からの計測値）をＬｂ、とす
ると、製品検出センサーの検出ポイントから直前の製品
Ｂまでの長さＬｓｂは、 下記式で演算される。

【数１】Ｌｓｂ＝Ｌｓ＋Ｌｂ なお、Ｌｓｂ = Ｌ０ならば整列コンベアは後段コンベ
アと１：１で同期送りを継続する。なお、製品検出セン
サーで製品検出時に直前の製品Ｂまでの長さＬｓｂが後
段コンベア上での整列ピッチＬ０より短い場合は、製品
の同期進みとなり、このように製品検出センサーで検出
した製品Ａが進んでいる場合には、整列コンベアの送り
速度を減速して補正する。また、製品検出センサーで製
品検出時に 直前の製品Ｂまでの長さＬｓｂが後段コンベ
ア上での整列ピッチＬ０より長い場合は、製品の同期遅
れとなり、このように、製品検出センサーで検出した製
品Ａが遅れている場合には、整列コンベアの送り速度を
加速して補正する。 次に、 本発明での同期補正方法を、
図２を用いて説明する。図２において、（Ａ）は後段コ
ンベアが同期基準点を通過する前に製品が検出された場
合、すなわち製品が同期進みの場合の補正内容を示す。
製品を検出した時点での、後段コンベアの同期基準点ま
での長さをＬ２、同期補正のための後段コンベアの送り
量をＬ１、また同期運転時の偏差カウンタ１３への指令
パルスＣＰの周波数をｆｘとする。データ設定器で設定
された同期運転時の比率をαとすると、後段コンベア側
からの入力パルス周波数がｆ０ならば

【００１１】

【数２】ｆｘ＝α×ｆ０ マイクロコンピュータ１０は、製品検出後、後段コンベ
アがＬ１＋Ｌ２までの長さが送られる間を同期補正区間
として、同期補正時の比率設定値αＬを下記式で求め
る。

【００１２】

【数３】αＬ＝α×（Ｌ１÷（Ｌ１＋Ｌ２）） すなわち、同期補正を行っている間の偏差カウンタ１３
への指令パルス周波数ｆＬは、下記値となる。

【００１３】

【数４】ｆＬ＝αＬ×ｆ０＝（Ｌ１÷（Ｌ１＋Ｌ２）)
×ｆｘ 図２の符号（Ｂ）は、後段コンベアが同期基準点を通過
した後に製品が検出された場合、すなわち製品が同期遅
れの場合の補正内容を示す。製品を検出した時点での、
後段コンベアの同期基準点からの長さをＬ４、同期補正
のための後段コンベアの送り量をＬ３、また同期運転時
の偏差カウンタ１３への指令パルスＣＰの周波数をｆｘ
とする。データ設定器で設定された同期運転時比率を
α、後段コンベア側からの入力パルス周波数をｆ０とす
るとｆｘは、製品が同期進みの場合と同様に（数１）式
で求められる。

【００１４】マイクロコンピュータ１０は、製品検出
後、後段コンベアがＬ３までの長さが送られる間を同期
補正区間として、同期補正時の比率設定値αＨを下記式
で求める。

【００１５】

【数５】αＨ＝α×（(Ｌ３＋Ｌ４）)÷Ｌ３） すなわち、同期補正を行っている間の偏差カウンタ１３
への指令パルス周波数ｆＨは、下記値となる。

【００１６】

【数６】ｆＨ＝αＨ×ｆ０＝（（Ｌ３＋Ｌ４）÷Ｌ３）
×ｆｘ α，Ｌ１，およびＬ３は、データ設定器１６により、マ
イクロコンピュータ１０へ入力される。

【００１７】ところで、製品を検出した場合、前回の同
期基準点に対しては同期遅れ、次回の同期基準点に対し
ては同期進みとなるが、そのマイクロコンピュータ１０
の判断条件について説明する。

【００１８】 前回が「製品の同期遅れ」で、かつ今
回の製品検出までに同期基準点を１回も通過していない
場合には、今回は「製品の同期進み（換言するとモータ
の同期進み）」と判断する。

【００１９】 前回が「製品の同期遅れ」で、かつ今
回の製品検出までに同期基準点を１回以上、通過してい
る場合には、今回は「製品の同期遅れ」と判断する。

【００２０】 前回が「製品の同期進み」で、かつ今
回の製品検出までに同期基準点を１回しか通過していな
い場合には、今回は「製品の同期進み」と判断する。

【００２１】 前回が「製品の同期進み」で、かつ今
回の製品検出までに同期基準点を２回以上、通過してい
る場合には、今回は「製品の同期遅れ」と判断する。

【００２２】 「製品の同期遅れ」時の同期ずれ量Ｌ
４が、遅れ監視最大値Ｌｍａｘを越えているならば、上
記判断条件によらず、今回は「製品の同期進み」と判断
し、遅れ監視最大値Ｌｍａｘは、データ設定器１６によ
り、あらかじめマイクロコンピュータ１０に入力され
る。

【００２３】以上述べたように、本実施例では、（数
４）式、（数６）式に示すように、同期ずれの量により
同期補正時の整列器側モータの回転速度を変化させるた
め、同期補正によるモータの回転速度変動を小さくする
ことができる。また、（数６）式による加速補正ができ
るため、図６のようなタイミングで製品検出を行った場
合でも、製品抜けを防止できる。

【００２４】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれば
同期ずれの量に応じてモータの適切な加減速制御が行な
われるので、従来に比べ位置決め精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の同期基準点の技術的意味を説明
する図である。

【図２】本発明実施例の同期ずれ補正内容を示すタイミ
ングチャートである。

【図３】位置決め装置を用いるシステムの構成例を示す
構成図である。

【図４】位置決め装置の構成内容を示すブロック図であ
る。

【図５】従来の同期ずれ補正の内容を示すタイミングチ
ャートである。

【図６】従来の同期ずれ補正の内容を示すタイミングチ
ャートである。

【符号の説明】

１，３ インクリメンタルエンコーダ ２ モータ ４ 製品検出センサー ５ 製品 ６ 同期位置決め装置 １０ マイクロコンピュータ １１ カウンタ １２ 比率変換器 １３ 偏差カウンタ １４ Ｄ／Ａ変換器 １５ アンプ ２０ ＣＰＵ ２１ ＲＯＭ ２２ ＲＡＭ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランダムな間隔で供給されてくる製品を
   一定の間隔に並べる整列装置であって、 製品を搬送するためのモータと、前記モータの回転量を
   検出する手段と、前記搬送されてくる製品の検出手段
   と、整列後の製品を搬出する後段装置の送り量検出手段
   と、前記製品の間隔を一定にするために前記モータの回
   転量を補正するためのデータを可変に設定する手段と、
   前記制御のためのデ−夕を設定する手段からのデータと
   前記モータの回転量を検出する手段からの信号と前記製
   品の検出手段からの信号と前記後段装置送り量検出手段
   からの信号を演算し前記製品と直前の製品の間隔を算出
   する演算装置と、前記演算装置からの信号と前記モータ
   の回転量を検出する手段からの信号と前記後段装置送り
   量検出手段からの信号により前記後段の送り量に対する
   同期比率を演算し指令値を出力する比率変換手段を有
   し、該比率変換手段の指令値に応じ、前記モータの現在
   の回転量を予め定めた回転量に向って加／減速すること
   により前記製品と直前の製品との間隔を補正する同期位
   置決め方法において、 前記比率変換器に与える設定比率を、検出した製品の実
   測間隔と設定された製品間隔の差分量に応じて可変に設
   定することにより製品間隔を補正することを特徴とする
   同期位置決め方法。