JP4158086B2 - Positioning operation device and its origin setting method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルスモータ又はエンコーダ搭載モータによって被動作体を位置決め動作させる位置決め動作装置に係り、特に、位置決め動作装置の原点設定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
パルスモータ(ステッピングモータ)又はエンコーダ搭載モータによって被動作体を位置決め動作させる位置決め動作装置が知られている。パルスモータは、回転角度が入力パルス数に比例するため、入力パルス数をカウントすれば、被動作体の現在位置を認識しつつ、被動作体を正確に位置決め動作させることが可能になり、また、エンコーダ搭載モータは、回転角度に比例する数の検出パルスを出力するため、検出パルスをカウントすれば、被動作体の現在位置を認識しつつ、被動作体を正確に位置決め動作させることが可能になるが、何れの場合も、位置決め動作制御の基準となる原点を予め設定する必要がある。
ところで従来、上記原点設定は、通常、電源投入直後やリセット操作直後のシステム起動時に実行されており、下記の手順で原点設定が行われている。
(1)システム起動に応じて位置決めモータを所定方向に駆動し、被動作体を原点(通常は被動作体のストロークエンド)に向けて動作させる。
(2)原点位置に設けられる原点検出スイッチにより、被動作体の原点復帰を検出する。
(3)検出された現在位置を原点(ステッピング基準点)として設定する。
【0003】
しかしながら、上記従来の原点設定方法によれば、被動作体を実際に原点復帰させるため、被動作体の初期位置によってイニシャライズ動作ストロークやイニシャライズ動作時間が大きく相違し、特に、被動作体の初期位置が原点と反対側のストロークエンドである場合は、イニシャライズ動作ストロークがフルストロークとなり、加えて、被動作体がストローク途中(中間)で停止している場合は、さらにストローク始点側へ動作させるなど、原点設定に時間がかかる不都合がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の如き問題点を一掃すべく創案されたものであって、イニシャライズ時に設定された原点に基づいて、被動作体の現在位置を認識しながら位置決めモータを駆動制御するものでありながら、被動作体を実際に原点復帰させることなく、被動作体を所定ストローク動作させるだけで原点設定を行うことができるようになり、その結果、原点設定の所要時間を短縮して通常制御状態への移行を迅速に行うことができる位置決め動作装置及びその原点設定方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の位置決め動作装置は、パルスモータ又はエンコーダ搭載モータからなる位置決めモータと、該位置決めモータによって位置決め動作される被動作体と、該被動作体の動作位置に応じて出力信号が変化する位置センサと、イニシャライズ時に設定された原点に基づいて、前記被動作体の現在位置を認識しながら前記位置決めモータを駆動制御する位置決め動作制御部とを備える位置決め動作装置であって、システム起動時に前記位置決めモータを所定方向に駆動させるイニシャライズ駆動手段と、前記イニシャライズ駆動中における前記位置センサの出力変化をきっかけとし、前記位置決めモータが所定角度駆動される毎に前記位置センサの出力信号をサンプリングするセンサ信号サンプリング手段と、前記サンプリング信号の変化パターンに基づいて現在位置を認識する現在位置認識手段と、前記認識した現在位置に基づいて前記原点を設定する原点設定手段とを備えると共に、 前記被動作体は、所定の円弧角で略扇形状に形成された動作位置を選択する選択溝を有し、該選択溝を介して前記出力変化を検出するよう回転可能に構成せしめ、前記センサ信号サンプリング手段は、前記出力変化をきっかけとして、前記選択溝のセンター合せ動作を行うべく所定角度分のモータ駆動パルスをカウントした後に、前記出力信号をサンプリングすることを特徴とするものである。
また、上記課題を解決するために本発明における位置決め動作装置の原点設定方法は、パルスモータ又はエンコーダ搭載モータからなる位置決めモータと、該位置決めモータによって位置決め動作される被動作体と、該被動作体の動作に応じて出力信号が変化する位置センサと、イニシャライズ時に設定された原点に基づいて、前記被動作体の現在位置を認識しながら前記位置決めモータを駆動制御する位置決め動作制御部とを備える位置決め動作装置の原点設定方法であって、システム起動時に前記位置決めモータを所定方向に駆動させるイニシャライズ駆動工程と、前記イニシャライズ駆動中における前記位置センサの出力変化をきっかけとし、前記位置決めモータが所定角度駆動される毎に前記位置センサの出力信号をサンプリングするセンサ信号サンプリング工程と、前記サンプリング信号の変化パターンに基づいて現在位置を認識する現在位置認識工程と、前記認識した現在位置に基づいて前記原点を設定する原点設定工程とを備えると共に、前記被動作体は、所定の円弧角で略扇形状に形成された動作位置を選択する選択溝を有し、該選択溝を介して前記出力変化を検出するよう回転可能に構成させて、前記センサ信号サンプリング工程では、前記出力変化をきっかけとして、前記選択溝のセンター合せ動作を行うべく所定角度分のモータ駆動パルスをカウントした後に、前記出力信号をサンプリングすることを特徴とするものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を好適な実施の形態として例示する送気切換装置を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、送気切換装置の全体構成を示すブロック図である。この図に示されるように、送気切換装置(位置決め動作装置)は、エアー(流体)を送出するポンプ1と、該ポンプ1から送出されるエアーの送り先をA〜Dの4系統に切り換えるロータリバルブ(被動作体)2と、該ロータリバルブ2を減速機3を介して動作させるパルスモータ(位置決めモータ)4と、該パルスモータ4の駆動制御等を行う制御基板(位置決め動作制御部)5と、ポンプ1とロータリバルブ2との間でエアー圧力を検出する圧力センサ(位置センサ)6とを備えて構成される。
【0007】
図2は、ロータリバルブの分配部を示す底面図、図3は、ロータリバルブの回転部を示す平面図である。これらの図に示されるように、ロータリバルブ2は、4つの送気口7A〜7D及び1つのポンプ接続口8が突設された分配部9と、該分配部9に対して回転可能な回転部10とを備えて構成され、該回転部10がパルスモータ4によって位置決め動作される。回転部10には、4つの切換ポジションA〜Dが設定されており、各切換ポジションA〜Dにおいてポンプ接続口8が各送気口7A〜7Dに選択的に連通される。つまり、分配部9の回転部対向面には、それぞれ送気口7A〜7D、ポンプ接続口8に連通する5つの連通孔9a〜9eが形成される一方、回転部10の分配部対向面には、連通孔9e(ポンプ接続口8)に常時連通する円形状の常時連通溝10aと、回転部10の回転に応じて各連通孔9a〜9d(送気口7A〜7D)に選択的に連通する略扇形状の選択連通溝10b(扇角30゜)とが互に連通するように形成される。送気口7A〜7Dに連通する連通孔9a〜9dは、選択連通溝10bの回転軌跡上に、その間隔が均等にならないように配置されており、例えば本実施形態では、連通孔9aと連通孔9bとの間が60゜、連通孔9bと連通孔9cとの間が60゜、連通孔9cと連通孔9dとの間が120゜、連通孔9dと連通孔9aとの間が120゜に設定される。なお、送気口数やその角度設定等は、使用するロータリバルブの用途や種類によって任意に設定される。
【0008】
圧力センサ6は、本来、A〜D系統の圧力を検出するために設けられる外部センサであるが、本実施形態では、ロータリバルブ2の動作位置に応じて圧力センサ6の出力信号が変化することに着目し、該信号を利用して位置決センサに代替させて、位置決め動作制御の原点設定が行われるようになっている。つまり、パルスモータ4を所定方向に定速駆動させると、図4に示されるように、圧力センサ6の出力信号は、ロータリバルブ2の各切換ポジションA〜D(送気位置)で低レベル(L)となり、各切換ポジションA〜D間(送気停止位置)で高レベル(H)となる。この信号変化を利用して後述する原点設定が行われる。なお、アナログ信号である圧力センサ6のレベル判定(L、H)には、予め設定されるレベル判定閾値が用いられる。
【0009】
パルスモータ4は、回転角度が入力パルス数に比例し、回転速度が入力パルスの周波数に比例するように構成される。パルスモータ4によるロータリバルブ2の位置決め動作においては、パルスモータ4の入力パルス数をカウントすることにより、ロータリバルブ2(回転部10)の現在位置を認識することができ、その際に前記原点が基準にされる。なお、本実施形態では、位置決めモータとしてパルスモータ4を採用しているが、ロータリエンコーダ(回転角検出センサ)を搭載したエンコーダ搭載モータを採用することも可能である。つまり、エンコーダ搭載モータは、回転角に比例する数の検出パルスを出力するため、検出パルスをカウントすることにより、ロータリバルブ2の現在位置を認識することが可能になる。
【0010】
制御基板5には、圧力センサ6と、該圧力センサ6の検出信号を入力するマイコン11と、該マイコン11から出力されるポンプON/OFF信号に応じてポンプ1の駆動状態を切り換えるポンプオンオフ回路12と、マイコン11から出力されるモータ駆動パルスに応じてパルスモータ4を駆動させるモータドライブ回路13とを備えて構成される。さらに、マイコン11は、メイン制御部(CPU、ROM、RAM等を含む)14と、圧力センサ6の検出信号をアナログ/デジタル変換してメイン制御部14に入力するA/D変換回路15と、メイン制御部14から出力される動作コマンドに応じて、予め設定されるパターンのモータ駆動パルスをモータドライブ回路13に出力するシーケンスコントローラ16と、該シーケンスコントローラ16が出力するモータ駆動パルスをカウントして、マイコン11に入力するパルスカウンタ17とを備えており、メイン制御部14のROMに格納されるプログラムに従ってポンプ1及びパルスモータ4の駆動制御が行われる。
【0011】
図5は、送気切換装置におけるメイン制御部の制御手順を示すフローチャートである。この図に示されるように、メイン制御部14は、システム起動時に、イニシャライズ処理として原点(切換ポジションA)の設定(S1〜S14)を行い、その後、予め設定されるパターンに基づいてポンプ1及びパルスモータ4を駆動制御する(S15)。以下、本発明の要部である原点設定の手順を詳細に説明する。システムが起動されると、まず、ポンプ1を強制的にONし(S1)、パルスモータ4を一定速度で所定方向に駆動させる(S2:イニシャライズ駆動工程)。この状態で圧力センサ6の検出信号を入力(S3)すると共に、検出圧力PのH(高レベル)からL(低レベル)への変化を判断する(S4)。この判断がYESになると、15゜相当のモータ駆動パルスをカウント(S5:切換ポジションのセンター合せ動作)した後、検出圧力P1(H/L信号)をサンプリングし、メモリに格納する(S6:センサ信号サンプリング工程)。その後は、60゜相当のモータ駆動パルスをカウント(S7、S9、S11)する毎に、検出圧力P2、P3、P4をサンプリングし、これをメモリに格納する(S8、S10、S12:センサ信号サンプリング工程)。4つの圧力信号P1〜P4をサンプリングした後は、これらのH/Lの組み合せパターンに基づいてロータリバルブ2の現在位置を判別し(S13:現在位置認識工程)、その後、判別した現在位置に基づいてモータ制御用の原点を設定する(S14:原点設定工程)。つまり、図6に示されるように、サンプリングの起点が切換ポジションAである場合は、サンプリングデータの変化パターンが「LLLH」となるため、現在位置が切換ポジションCとDとの中間であると判別し、現在位置から180゜手前の位置を原点Aとして設定する。また、サンプリングの起点が切換ポジションBである場合は、サンプリングデータの変化パターンが「LLHL」となるため、現在位置が切換ポジションDであると判別し、現在位置から240゜手前の位置を原点Aとして設定する。また、サンプリングの起点が切換ポジションCである場合は、サンプリングデータの変化パターンが「LHLH」となるため、現在位置が切換ポジションDとAとの中間であると判別し、現在位置から300゜手前の位置を原点Aとして設定する。さらに、サンプリングの起点が切換ポジションDである場合は、サンプリングデータの変化パターンが「LHLL」となるため、現在位置が切換ポジションBであると判別し、現在位置から420゜(60゜)手前の位置を原A点として設定する。これにより、ロータリバルブ2をフルストローク動作させることなく原点設定が完了し、通常制御(S15)に速やかに移行することが可能になる。
【0012】
叙述の如く構成された本発明の第1実施形態において、送気切換装置は、パルスモータ4の駆動によってロータリバルブ2を位置決め動作するにあたり、ロータリバルブ2の現在位置を認識するための原点設定を行う。この原点設定においては、システム起動時にパルスモータ4を所定方向に駆動させるイニシャライズ駆動工程(S2)と、イニシャライズ駆動中における圧力センサ6の出力変化(H→L)をきっかけとし、パルスモータ4が所定角度(ロータリバルブ2の回転角で60゜相当)駆動される毎に圧力センサ6の出力信号(P1〜P4)をサンプリングするセンサ信号サンプリング工程(S6、S8、S10、S12)と、サンプリング信号の変化パターンに基づいて現在位置を認識する現在位置認識工程(S13)と、認識した現在位置に基づいて原点を設定する原点設定工程(S14)とが行われる。その際、イニシャライズ駆動中における圧力センサ6の出力変化は、回転可能に構成されたロータリバルブ2(回転部10)の円弧角30゜の選択溝10bを介して検出し、イニシャライズ駆動工程では、この検出による出力変化をきっかけとして、選択溝10b(30゜)のセンター合せ動作を行うべく所定角度(15゜)分のモータ駆動パルスをカウントした後に、前記の出力信号(P1〜P4)をサンプリングして、パルスモータ4を所定角度駆動する。つまり、位置決め動作制御の原点を設定するにあたり、ロータリバルブ2を実際に原点復帰させることなく、所定ストローク動作させるだけで原点設定を行うことが可能になり、その結果、原点設定の所要時間を短縮して通常制御状態への移行を迅速に行うことができるばかりか、選択溝10bの回転軌跡上における各位置決めポジション(連通孔9a〜9d)は、その数や角度設定も任意に設定することが可能となり、選択溝10bが、その円弧角(30゜)の範囲内において、センター合せ動作後であっても、各位置決めポジション(連通孔9a〜9d)と互に連通する適正な位置合わせが維持された状態で、原点設定すべき出力信号(P1〜P4)のサンプリングを行うことができる。しかも、前記圧力センサ6は、本来、原点設定以外の目的で設けられる外部センサであり、これをパルスモータ4の原点設定検出手段に兼用(代用)してあるため、専用の位置センサを設ける場合に比べ、部品点数の削減やコストダウンを図ることができる。例えば、専用の位置センサを設ける場合、減速機の出力軸に原点センサを取付けることで行われるが、この場合、減速機の固定部に磁気センサ等を取付け、出力軸にマグネット等を設けることになる。そうすると、減速機とバルブとの間において、構成が複雑なものとなり部品点数が増加し、全体を小型・コンパクトに設計出来ないこととなるばかりか、いたずらにセンサを増やすことは信頼性を低下させる要因ともなる。したがって、圧力センサ6を原点設定検出手段に併用することにより送気切換装置の信頼性を向上させることができ、この様な不具合を一掃できるという利点がある。
【0013】
以下、本発明の実施の形態を好適な実施の形態として例示する試薬注入装置を図面に基づいて詳細に説明する。(ただし、前記実施形態と共通の構成については、詳細な説明を省略する。)図7は、試薬注入装置の駆動機構を示す正面図、図8は、試薬注入装置の制御システムを示すブロック図である。これらの図に示されるように、試薬注入装置(位置決め動作装置)は、注入ノズル(図示せず)が設けられる可動子101(被動作体)と、該可動子101に螺合し、その回転に応じて可動子101を横送りする螺旋送り軸102と、該螺旋送り軸102の回転駆動により可動子101を4つの注入ポジションA〜Dに位置決め動作させるパルスモータ103と、該パルスモータ103の駆動制御等を行う制御基板(位置決め動作制御部)104と、螺旋送り軸102の上方に並設される固定子105と、可動子101に設けられ、固定子105の所定位置に形成されるスリット部105a〜105cを検出する反射型のフォトセンサ(位置センサ)106と、固定子105の前端位置に設けられ、可動子101のリミット位置(EL)を検出する反射型のリミット用フォトセンサ107とを備えて構成される。
【0014】
スリット部105a〜105cは、注入ポジションA−B間と、注入ポジションB−C間と、注入ポジションC−D間とにそれぞれ形成される。固定子105におけるスリット部105a〜105cの形成間隔は、各スリット部105a〜105cの左端(サンプリング開始位置)を基準として等しくなるように設定されるが、スリット部105a〜105cの幅寸法は、それぞれ異なるように設定されており、例えば本実施形態では、スリット部105aが幅1mm、スリット部105bが幅2mm、スリット部105cが幅3mmに設定される。なお、スリット部105a〜105cに代えて固定子105に凸板(凸部)を設けてもよく、この場合には、フォトセンサ106の検出信号(H/L)が反転される。また、フォトセンサ106、107は、透過型のものであってもよく、この場合も検出信号(H/L)が反転される。
【0015】
制御基板104には、フォトセンサ106、107の検出信号を入力するマイコン108と、該マイコン108から出力されるモータ駆動パルスに応じてパルスモータ103を駆動させるモータドライブ回路109とを備えて構成される。さらに、マイコン108は、メイン制御部(CPU、ROM、RAM等を含む)110と、メイン制御部110から出力される動作コマンドに応じて、予め設定されるパターンのモータ駆動パルスをモータドライブ回路109に出力するシーケンスコントローラ111と、該シーケンスコントローラ111が出力するモータ駆動パルスをカウントして、マイコン108に入力するパルスカウンタ112とを備えており、メイン制御部110のROMに格納されるプログラムに従ってパルスモータ103の駆動制御が行われる。
【0016】
図9は、試薬注入装置におけるメイン制御部の制御手順を示すフローチャートである。この図に示されるように、メイン制御部110は、システム起動時に、イニシャライズ処理として原点の設定(S101〜S111)を行い、その後、予め設定されるパターンに基づいてパルスモータ103を駆動制御する(S112)。以下、本発明の要部である原点設定の手順を詳細に説明する。システムが起動されると、まず、パルスモータ103を一定速度で所定方向に駆動(S101:イニシャライズ駆動工程)させながら、フォトセンサ106、107の信号変化を判断する(S102、S103)。ここでリミット用フォトセンサ107のEL信号を入力した場合は、直ちに現在位置を判定し(S110)、原点設定を行う(S111)。一方、フォトセンサ106のH(高レベル)からL(低レベル)への変化を判断した場合は、0.5mm相当(可動子移動量)のモータ駆動パルスをカウント(S104)した後、フォトセンサ106の検出信号(H/L信号)をサンプリングし、これをデータD1としてメモリに格納する(S105:センサ信号サンプリング工程)。その後も1mm相当のモータ駆動パルスをカウント(S106、S108)する毎に、フォトセンサ106の検出信号をサンプリングし、これをデータD2、D3としてメモリに格納する(S107、S109:センサ信号サンプリング工程)。3つのデータD1〜D3をサンプリングした後は、これらのH/Lの組み合せパターンに基づいて可動子101の現在位置を判別し(S110:現在位置認識工程)、その後、判別した現在位置に基づいてモータ制御用の原点を設定する(S111:原点設定工程)。つまり、サンプリングの起点がスリット部105aである場合は、そのスリット幅により、サンプリングデータの変化パターンが「LHH」となるため、現在位置が注入ポジションA−B間であると判別し、この現在位置を基準として原点を設定する。また、サンプリングの起点がスリット部105bである場合は、そのスリット幅により、サンプリングデータの変化パターンが「LLH」となるため、現在位置が注入ポジションB−C間であると判別し、この現在位置を基準として原点を設定する。さらに、サンプリングの起点がスリット部105cである場合は、そのスリット幅により、サンプリングデータの変化パターンが「LLL」となるため、現在位置が注入ポジションC−D間であると判別し、この現在位置を基準として原点を設定する。これにより、可動子101をフルストローク動作させることなく原点設定が完了し、通常制御(S112)に速やかに移行することが可能になる。
【0017】
叙述の如く構成された本発明の第2実施形態において、試薬注入装置は、パルスモータ103の駆動によって可動子101を位置決め動作するにあたり、可動子101の現在位置を認識するための原点設定を行う。この原点設定においては、システム起動時にパルスモータ103を所定方向に駆動させるイニシャライズ駆動工程(S101)と、イニシャライズ駆動中におけるフォトセンサ106の出力変化をきっかけとし、パルスモータ103が所定角度(可動子101の移動量で1mm相当)駆動される毎にフォトセンサ106の出力信号をサンプリングするセンサ信号サンプリング工程(S105、S107、S109)と、サンプリング信号の変化パターンに基づいて現在位置を認識する現在位置認識工程(S110)と、認識した現在位置に基づいて原点を設定する原点設定工程(S111)とが行われる。つまり、原点設定にあたり、可動子101を実際に原点復帰させることなく、可動子101を所定ストローク動作させるだけで原点設定を行うことが可能になり、その結果、原点設定の所要時間を短縮して通常制御状態への移行を迅速に行うことができる。
【0018】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成したことにより、イニシャライズ時に設定された原点に基づいて、被動作体の現在位置を認識しながら位置決めモータを駆動制御するものでありながら、被動作体を実際に原点復帰させることなく、被動作体を所定ストローク動作させるだけで原点設定を行うことができるようになり、その結果、原点設定の所要時間を短縮して通常制御状態への移行を迅速に行うことができるばかりか、選択溝の回転軌跡上における各位置決めポジションは、その数や角度設定も任意に設定することが可能となり、しかも、選択溝が、その円弧角の範囲内において、センター合せ動作後であっても、各位置決めポジションとの適正な位置合わせが維持された状態で、原点設定すべき出力信号のサンプリングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】送気切換装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】ロータリバルブの分配部を示す底面図である。
【図3】ロータリバルブの回転部を示す平面図である。
【図4】圧力センサの出力波形を示す波形図である。
【図5】送気切換装置におけるメイン制御部の制御手順を示すフローチャートである。
【図6】サンプリングデータと現在位置の関係を示す説明図である。
【図7】試薬注入装置の駆動機構を示す正面図である。
【図8】試薬注入装置の制御システムを示すブロック図である。
【図9】試薬注入装置におけるメイン制御部の制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 ポンプ
2 ロータリバルブ
3 減速機
4 パルスモータ
5 制御基板
6 圧力センサ
7A〜7D 各送気口
8 ポンプ接続口
9 分配部
9a〜9e 連通孔
10 回転部
10a 常時連通溝
10b 選択連通溝
11 マイコン
12 ポンプオンオフ回路
13 モータドライブ回路
14 メイン制御部
15 A/D変換回路
16 シーケンスコントローラ
17 パルスカウンタ
101 可動子
102 螺旋送り軸
103 パルスモータ
104 制御基板
105 固定子
105a〜105c スリット部
106 フォトセンサ
107 リミット用フォトセンサ
108 マイコン
109 モータドライブ回路
110 メイン制御部
111 シーケンスコントローラ
112 パルスカウンタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a positioning operation device that performs a positioning operation of an object to be operated by a pulse motor or an encoder-mounted motor, and particularly relates to an origin setting method for the positioning operation device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Positioning operation devices that position an object to be operated by a pulse motor (stepping motor) or an encoder-mounted motor are known. Since the rotation angle of a pulse motor is proportional to the number of input pulses, counting the number of input pulses makes it possible to accurately position the operated object while recognizing the current position of the operated object. The encoder-equipped motor outputs a number of detection pulses proportional to the rotation angle, so if the detection pulses are counted, it is possible to accurately position the operated body while recognizing the current position of the operated body. In either case, however, it is necessary to set an origin as a reference for positioning operation control in advance.
Conventionally, the above origin setting is normally executed at the time of system startup immediately after power-on or immediately after a reset operation, and the origin setting is performed according to the following procedure.
(1) The positioning motor is driven in a predetermined direction in response to system activation, and the operated body is moved toward the origin (usually the stroke end of the operated body).
(2) The origin return of the operated body is detected by the origin detection switch provided at the origin position.
(3) The detected current position is set as the origin (stepping reference point).
[0003]
However, according to the above-described conventional origin setting method, since the operated body is actually returned to the origin, the initialization operation stroke and the initialization operation time are greatly different depending on the initial position of the operated body. When is the stroke end on the opposite side of the origin, the initialization stroke is full stroke.In addition, if the actuated object is stopped midway (middle), it is moved further to the stroke start point. There is a disadvantage that it takes time to set the origin.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention was devised to eliminate the above-described problems, and drives and controls a positioning motor while recognizing the current position of an object to be driven based on the origin set at the time of initialization. However, it is now possible to set the origin simply by moving the operated body for a specified stroke without actually returning the operated body to the origin, and as a result, the time required for origin setting is shortened and the normal control state is reached. It is an object of the present invention to provide a positioning operation device and a method for setting the origin of the positioning operation device that can quickly make a transition to (1).
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a positioning operation device according to the present invention includes a positioning motor including a pulse motor or an encoder-mounted motor, an object to be positioned by the positioning motor, and an operating position of the object to be operated. A positioning operation device comprising: a position sensor that changes an output signal; and a positioning operation control unit that drives and controls the positioning motor while recognizing the current position of the operated body based on an origin set at initialization. , An initialization driving means for driving the positioning motor in a predetermined direction at the time of system startup, and an output signal of the position sensor every time the positioning motor is driven at a predetermined angle, triggered by an output change of the position sensor during the initialization driving. Sensor signal sampling means for sampling, and Comprising a position recognizer to recognize a current position based on a change pattern of sampling signals, the origin setting means for setting the origin based on the recognized current positionWith The actuated body has a selection groove for selecting an operation position formed in a substantially fan shape with a predetermined arc angle, and is configured to be rotatable so as to detect the output change through the selection groove, The signal sampling means counts the motor drive pulse for a predetermined angle to perform the centering operation of the selected groove, triggered by the output change, and then samples the output signal.It is characterized by this.
Further, in order to solve the above problems, the origin setting method of the positioning operation device according to the present invention includes a positioning motor composed of a pulse motor or an encoder-mounted motor, an operating body that is positioned by the positioning motor, and the operating body A positioning sensor that changes the output signal in accordance with the operation of the positioning unit and a positioning operation control unit that drives and controls the positioning motor while recognizing the current position of the operated body based on the origin set at the time of initialization. An origin setting method for an operating device, wherein the positioning motor is driven at a predetermined angle, triggered by an initialization driving step of driving the positioning motor in a predetermined direction when the system is started, and an output change of the position sensor during the initialization driving. The output signal of the position sensor is sampled every time Comprising a sensor signal sampling process, the current position recognizing process for recognizing a current position based on a change pattern of the sampling signal, the origin setting step of setting the origin based on the recognized current positionIn addition, the driven body has a selection groove for selecting an operation position formed in a substantially fan shape with a predetermined arc angle, and is configured to be rotatable so as to detect the output change through the selection groove. In the sensor signal sampling step, the output signal is sampled after counting a motor drive pulse for a predetermined angle to perform the centering operation of the selected groove, triggered by the output change.It is characterized by this.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an air supply switching device illustrating an embodiment of the present invention as a preferred embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the air supply switching device. As shown in this figure, the air supply switching device (positioning operation device) is a rotary device that switches the
[0007]
FIG. 2 is a bottom view showing the distribution part of the rotary valve, and FIG. 3 is a plan view showing the rotating part of the rotary valve. As shown in these drawings, the
[0008]
The
[0009]
The pulse motor 4 is configured such that the rotation angle is proportional to the number of input pulses and the rotation speed is proportional to the frequency of the input pulses. In the positioning operation of the
[0010]
The
[0011]
FIG. 5 is a flowchart showing a control procedure of the main control unit in the air supply switching device. As shown in this figure, the main control unit 14 performs setting of the origin (switching position A) (S1 to S14) as initialization processing at the time of system startup, and then, based on a preset pattern, the
[0012]
In the first embodiment of the present invention configured as described above, the air supply switching device sets the origin for recognizing the current position of the
[0013]
Hereinafter, a reagent injection device illustrating an embodiment of the present invention as a preferred embodiment will be described in detail with reference to the drawings. (However, a detailed description of the configuration common to the above embodiment is omitted.) FIG. 7 is a front view showing a drive mechanism of the reagent injection device, and FIG. 8 is a block diagram showing a control system of the reagent injection device. It is. As shown in these drawings, the reagent injection device (positioning operation device) is engaged with a movable element 101 (an object to be operated) provided with an injection nozzle (not shown), and is screwed into the
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
FIG. 9 is a flowchart showing a control procedure of the main control unit in the reagent injection device. As shown in this figure, the
[0017]
In the second embodiment of the present invention configured as described above, the reagent injection device performs origin setting for recognizing the current position of the
[0018]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, so that the positioning motor is driven and controlled while recognizing the current position of the driven body based on the origin set at the time of initialization. Without returning to the origin, the origin can be set by simply moving the target object for a specified stroke.As a result, the time required for the origin setting can be shortened and the transition to the normal control state can be performed quickly. CanIn addition, the number and angle of each positioning position on the rotation locus of the selected groove can be arbitrarily set, and the selected groove is within the arc angle range after the centering operation. However, it is possible to perform sampling of the output signal to be set at the origin while maintaining proper alignment with each positioning position..
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an air supply switching device.
FIG. 2 is a bottom view showing a distributor of a rotary valve.
FIG. 3 is a plan view showing a rotary part of a rotary valve.
FIG. 4 is a waveform diagram showing an output waveform of a pressure sensor.
FIG. 5 is a flowchart showing a control procedure of a main control unit in the air supply switching device.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between sampling data and a current position.
FIG. 7 is a front view showing a drive mechanism of the reagent injection device.
FIG. 8 is a block diagram showing a control system of the reagent injection device.
FIG. 9 is a flowchart showing a control procedure of a main control unit in the reagent injection device.
[Explanation of symbols]
1 pump
2 Rotary valve
3 Reducer
4 Pulse motor
5 Control board
6 Pressure sensor
7A-7D air supply ports
8 Pump connection port
9 Distribution Department
9a-9e communication hole
10 Rotating part
10a Continuous communication groove
10b Selective communication groove
11 Microcomputer
12 Pump on / off circuit
13 Motor drive circuit
14 Main controller
15 A / D converter circuit
16 Sequence controller
17 Pulse counter
101 Movable element
102 Spiral feed axis
103 pulse motor
104 Control board
105 Stator
105a-105c slit part
106 Photosensor
107 Photosensor for limit
108 Microcomputer
109 Motor drive circuit
110 Main control unit
111 Sequence controller
112 pulse counter
Claims (4)
該位置決めモータによって位置決め動作される被動作体と、
該被動作体の動作位置に応じて出力信号が変化する位置センサと、
イニシャライズ時に設定された原点に基づいて、前記被動作体の現在位置を認識しながら前記位置決めモータを駆動制御する位置決め動作制御部と
を備える位置決め動作装置であって、
システム起動時に前記位置決めモータを所定方向に駆動させるイニシャライズ駆動手段と、
前記イニシャライズ駆動中における前記位置センサの出力変化をきっかけとし、前記位置決めモータが所定角度駆動される毎に前記位置センサの出力信号をサンプリングするセンサ信号サンプリング手段と、
前記サンプリング信号の変化パターンに基づいて現在位置を認識する現在位置認識手段と、
前記認識した現在位置に基づいて前記原点を設定する原点設定手段と
を備えると共に、
前記被動作体は、所定の円弧角で略扇形状に形成された動作位置を選択する選択溝を有し、該選択溝を介して前記出力変化を検出するよう回転可能に構成せしめ、
前記センサ信号サンプリング手段は、前記出力変化をきっかけとして、前記選択溝のセンター合せ動作を行うべく所定角度分のモータ駆動パルスをカウントした後に、前記出力信号をサンプリングすることを特徴とする位置決め動作装置。A positioning motor consisting of a pulse motor or an encoder-mounted motor;
An object to be positioned by the positioning motor;
A position sensor whose output signal changes in accordance with the operating position of the object to be operated;
A positioning operation device including a positioning operation control unit that drives and controls the positioning motor while recognizing a current position of the operated body based on an origin set at initialization;
Initialization driving means for driving the positioning motor in a predetermined direction at the time of system startup;
Sensor signal sampling means for sampling the output signal of the position sensor every time the positioning motor is driven at a predetermined angle, triggered by the output change of the position sensor during the initialization drive,
Current position recognition means for recognizing a current position based on the change pattern of the sampling signal;
And origin setting means for setting the origin based on the recognized current position ,
The actuated body has a selection groove for selecting an operation position formed in a substantially fan shape with a predetermined arc angle, and is configured to be rotatable so as to detect the output change through the selection groove,
The sensor signal sampling means samples the output signal after counting a motor drive pulse for a predetermined angle to perform the centering operation of the selection groove, triggered by the output change. .
該位置決めモータによって位置決め動作される被動作体と、
該被動作体の動作位置に応じて出力信号が変化する位置センサと、
イニシャライズ時に設定された原点に基づいて、前記被動作体の現在位置を認識しながら前記位置決めモータを駆動制御する位置決め動作制御部と
を備える位置決め動作装置の原点設定方法であって、
システム起動時に前記位置決めモータを所定方向に駆動させるイニシャライズ駆動工程と、
前記イニシャライズ駆動中における前記位置センサの出力変化をきっかけとし、前記位置決めモータが所定角度駆動される毎に前記位置センサの出力信号をサンプリングするセンサ信号サンプリング工程と、
前記サンプリング信号の変化パターンに基づいて現在位置を認識する現在位置認識工程と、
前記認識した現在位置に基づいて前記原点を設定する原点設定工程と
を備えると共に、
前記被動作体は、所定の円弧角で略扇形状に形成された動作位置を選択する選択溝を有し、該選択溝を介して前記出力変化を検出するよう回転可能に構成させて、
前記センサ信号サンプリング工程では、前記出力変化をきっかけとして、前記選択溝のセンター合せ動作を行うべく所定角度分のモータ駆動パルスをカウントした後に、前記出力信号をサンプリングすることを特徴とする位置決め動作装置の原点設定方法。A positioning motor consisting of a pulse motor or an encoder-mounted motor;
An object to be positioned by the positioning motor;
A position sensor whose output signal changes in accordance with the operating position of the object to be operated;
A positioning operation device origin setting method comprising: a positioning operation control unit that drives and controls the positioning motor while recognizing the current position of the object to be operated based on the origin set at initialization,
An initialization driving step of driving the positioning motor in a predetermined direction at the time of system startup;
A sensor signal sampling step that samples the output signal of the position sensor every time the positioning motor is driven by a predetermined angle, triggered by the output change of the position sensor during the initialization drive,
A current position recognition step for recognizing a current position based on a change pattern of the sampling signal;
An origin setting step for setting the origin based on the recognized current position ,
The operated body has a selection groove for selecting an operation position formed in a substantially fan shape at a predetermined arc angle, and is configured to be rotatable so as to detect the output change through the selection groove.
In the sensor signal sampling step, the output signal is sampled after counting a motor drive pulse for a predetermined angle to perform the centering operation of the selection groove, triggered by the output change. Origin setting method.
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