JPH0283708A - 移動体の座標原点設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ＮＣ工作機あるいはロボットの各軸方向に
おける移動部分、例えばスライドテーブル等を位置決め
する際の座標原点を設定する方法に関するものである。

（従来の技術） たとえば、ＮＣ工作機の立ち上がり時、又はモータ交換
時においてスライドテーブル等を位置決めする際の座標
原点を設定する方法としては、特開昭６２−１６２４４
２号に示すものがある。

この方法によれば、例えば第３図（ａ）に示す様に、サ
ーボモータ１の出力軸に連結されたボールスクリュー２
により所望の送り運動が賦与されるスライドテーブル３
　（以下、単にスライダと言う）の座標原点を、スライ
ダ３に連結して設けたパルスジェネレータ４及びポテン
ショメータ５からの各信号を制御装置６により所定の演
算を行うことにより自動的に設定できるものであり、座
標原点設定操作に熟練を要することがなく、又ダイヤル
ゲージ等の測長手段を別個に必要としないと言う優れた
利点を有している。なお、符号７は、タコジェネレータ
であってサーボモータの回転速度を検出し、その出力と
速度指令信号とを比較するサーボ制御装置８とともに、
サーボモータに所定の速度を与えるフィードバック回路
を形成する。

（発明が解決すべき課題） しかしながら、座標原点設定操作に先立って、ポテンシ
ョメータ５の出力をパルスジェネレータのＺ相パルスの
間隔に対応する単位幅（ＤＮ）で量子化してポテンショ
メータ座標とし、各ポテンショメータ座標の中間にパル
スジェネレータのＺ相信号が位置するようサンプリング
゛しておく操作が必要であり（同図（ｂ）参照）、更に
、設定操作に際し、スライダ３をストッパー９に当接す
るまで移動させることとなるが、パルスジェネレータ４
の１回転に付き１回出力されるＺ相パルスに対応して、
ポテンショメータ座標（ＰＢ）を求め、そのパルスから
次のパルスの間のパルスジェネレータの回転量に対応し
たＡ相、Ｂ相出力（ＰＧ）を、スライダがストッパーに
当接するまで繰り返しクリヤーする演算を含むものであ
り、冗長な操作を含むものであった。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
ポテンショメータの出力と、パルスジェネレータのＺ相
信号との関係をサンプリングして記憶しておく操作を必
要としない新規な座標原点設定方法を提供することをそ
の目的とする。

（課題を達成するための手段） この課題を達成するため、本発明方法にあっては、特に
、移動体を移動させパルスジェネレータからの最初のＺ
信号に基づいて、移動体の移動歯を検知するカウンタを
リセットし、次いで移動体を所望の座標原点設定位置ま
で移動させ、カウンタがリセットされた点から当該座標
原点設定位置までの移動距離、当該座標原点設定位置に
おけるポテンショメータの出力値、ポテンショメータの
１回転当たりの出力値及びパルスジェネレータの１回転
当たりの移動距離から、所望の座標原点設定位置を介し
て相隣合うパルスジェネレータのＺ相パルス間の中間位
置に対応するポテンショメータの出力値（）１）を求め
、併せてカウンタがリセットされた点から所望の座標原
点設定位置までの移動体の移動距離をパルスジェネレー
タの１回転当たりの移動距離で除した余り（］；）を求
め、それら出力値（ＩＩ）及び余り（Ｂ）　　に基づい
て座標原点を設定してなる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明方法について詳述する。

第１図は、本発明方法を適用して好適なＮＣ工作機、特
にはサーボモータ１に連結されたボールスクリュー２を
回動させることにより、スライダ３を所望位置に移動さ
せることができる一例を示しており、サーボモータ１に
は、その速度を検出するタコジェネレータ７、回転量を
検出するパルスジェネレータ４、そして減速機１０を介
してポテンショメータ５がそれぞれ連結されている。

パルスジェネレータ４からの出力、つまりパルスジェネ
レータの１回転に対応して１個発生されるＺ相パルス並
びに単位回転量に応じて出力されるＡ相及びＢ相パルス
は、ＮＣ工作機の制御装置６の一部を構成するカウンタ
１１に送られる。従って、サーボモータ１により駆動さ
れるスライダ３の移動量はそれらパルス数に比例するの
で、その数をカウントすることにより知ることができる
。

一方、ポテンショメータ５からの出力は、これも制御装
置の一部を構成するＡ／Ｄ変換器１２に送られるが、こ
こで注意することは、ポテンショメータの出力はその大
きさに関連して単にＡ／Ｄ変換、すなわち離散化される
ものであり、既述した装置のようにその出力を所定の単
位幅で量子化し、またパルスジェネレータの２相出力を
ポテンショメタ座標とする必要がないことである。

制御装置６は、更に、中央演算処理装置、即ちＣＰＵ１
３　とメモリ１４とを具える。ＣＰＵ１３は、入力装置
１５からの座標原点設定信号が入力された状態でスライ
ダ３をいずれかの方向に移動させた際に、パルスジェネ
レータ４からの最初のＺ相信号が入力されると、制御装
置６のメモリ１４、即ちスライダ３の位置情報を直ちに
クリヤーし、カウンタ１１及びＡ／Ｄ変換器１２からの
出力信号をストアする。

この様子を第１図（ａ）を参照して説明する。

いま座標原点を設定すべく入力装置１５に入力し、その
時にスライダ３の位置する点を操作開始点Ｓｌとする。

次いで、パルスジェネレータ４からのＺ相信号が発生さ
れる点Ｓ２まで、本実施例にあっては、スライダ３を図
中矢印Ｉで示す方向に前進させる。そしてこのＺ相信号
がＣＰＵ１３に人力されると、ＣＰＵ１１３はメモリ１
４を直ちにクリヤーする。

ついで、スライダ３を矢印Ｉとは反対方向に、スライダ
３の座標原点設定位置Ｏまで移動させる。

この移動の際に、カウンタ１１は、点Ｓ２から点０に至
るまでのＡ相及びＢ相出力をカウントし、当該カウンタ
からの出力に基づいてＣＰＩＩは、点ｓ２から設定位置
０までの移動距離Ａを求める。

そしてＣＰＵ１３は、点０におけるポテンショメータ５
の出力Ｇに対応するＡ／’Ｄ変換器１２がらの信号、及
び各装置にとって既知であるポテンショメータ５の１回
転当りの出力値Ｆ１並びにパルスジェネレータの１回転
に対応するカウンタ１１のカウント値りから、当該座標
原点設定値Ｏを挟む互いに隣接するパルスジェネレータ
の２相パルスＮ１及びＮ２の中点Ｍに対応するポテンシ
ョメータ出力Ｈを、以下に示す演算式に従って求める。

点Ｓ２におけるポテンショメータ出カニは第１図（ｂ）
を考慮すると、 １＝Ｇ＋Ｆ／Ｄ−Ａ　　　　　　・・・（１）ここで、
点Ｓ２から座標原点設定位置Ｏまでのスライダ３の移動
距離Ａを、パルスジェネレータの１回転に対応するカウ
ンタ１１のカウント値りで除した余りをＥとする時に、
中点Ｍにおけるポテンショメータ５の値Ｈは、 １１＝Ｆ／Ｄ・（−Ａ＋Ｂ−Ｄ／２　）　＋　（Ｇ＋Ｆ
１０・Ａ）Ｇ＋Ｆ・（２ε−ＩＦ　）／２１］　　　　
　　　　　　・・・輯）で与えられる。

そしてメモリ１４は、それら値Ｈ及びＥの値をメモリす
る。

これら値Ｈ及びＦが一旦定まったならば、次の用にして
原点を求めることができる。

任意の位置にあるスライダ３を、メモリ１４にメモリさ
れているＨの値に近づくように、本実施例にあっては矢
印Ｉとは逆方向に、移動させる。こ（７）　＋ｆｉ　作
Ｌｉ、スライダ３の移動に対応してメモリ１４にストア
されているポテンショメータ５の出力Ｈと、スライダ３
の移動に際してポテンショメータ５から出力される実際
の値とを、例えばＣＰ［１１３を用いて比較することに
より容易に行うことができる。

ポテンショメータ５の実際の出力とメモリされた値とが
等しくなったことが確認されたならば、本実施例にあっ
てはスライダ３を矢印Ｉを示す、その前進方向に移動さ
せる。そして、パルスジェネレータ４からの最初のＺ相
パルスが出力された点において、ＣＰＵ１３がカウンタ
１１をＥにセットするようにする。このように設定する
ことにより、点−ｑにおける位置データを０、即ち座標
原点とすることができる。

ここで注意することは、本実施例あっては、座標原点設
定位置Ｏを挟む相互に隣接するＺ相パルスＮｌ及びＮ２
の中点Ｍを、ポテンショメータの出力Ｈに対応させたの
で、ポテンショメータ５が、第１図（ａ）に示す様な十
分な線形性及び精度を有するものでない場合にあっても
、それらに影響されにくく、従って、例えば座標原点設
定位置０がＺ相パルスに極めて接近する様な場合にあっ
ても、正確に座標原点を設定することができ、パルスジ
ェネレータの１回転分だけ当該原点がずれることがない
ことである。

上に述べた本発明のこの座標原点設定方法のフローチャ
ートを示せば第２図（ａ）及びの）の様になる。

第２図（ａ）は、第１図（ｂ）において、スライダ３を
点Ｓ１から設定すべき座標原点０まで移動させた場合の
移動量と、点０におけるポテンショメータの出力を求め
、それら値に基づいてパラメータＨ及びＥを求める手順
を示したものであり、同図ら）は、それらパラメータに
基づいて座標原点を設定する際の手順をそれぞれ示した
ものである。

第２図（ａ）に示したように、パラメータＨ及びＧを求
めるには、任意の位置Ｓ１から、本実施例にあってはス
ライダ３をその前進方向に移動させ、パルスジェネレー
タ４から最初のＺ相パルスが出力されるまで移動させる
。そのＺ相パルスが入力されたならば、カウンタ１１を
クリヤする。この位置が８２となる。次いで、スライダ
３を逆方向に、その座標原点設定位置０まで移動させ、
当該位置でのカウンタ１１の値Ａ及びポテンショメータ
５の出力値Ｇを読み込む。そして、既知であるポテンシ
ョメータの１回転当りの出力値Ｆ及びパルスジェネレー
タの１回転当りのカウント値Ｄ、並びに上記Ａ、Ｇに基
づいて、ＣＰＵ１３がパラメータＨ及びＥを演算により
求め、メモ１月４にそれら値Ｈ及びＥをストアする。

ロボットの立ち上がり時や、駆動手段としてのモータの
交換時において、座標系を正しく設定する場合には、第
２図（ｂ）に示した様に、ポテンショメータ５の出力値
が、上記Ｈに等しくなるまで、スライダ３を座標原点０
方向に移動させる。ポテンショメータ出力がＨに等しい
点、つまり点Ｍまでスライダを移動させたならば、今度
はスライダを反転させ、Ｚ相パルスが出力されるまでそ
の前進方向に移動させる。Ｚ相パルスが出力された点を
Ｎ１とし、この点Ｎ１におけるカウンタ１１の値をＥに
セットする。この様に、カウンタの値をセットすること
により、その点からＥだけスライダを後退させた点が設
定すべき座標原点Ｏとなる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、スライダの移動方向、ポテンショメーク出力の増減
方向、更にはパルスジェネレータ出力、即ちＡ、Ｂ相の
カウント値の増減方向を、ロボットの仕様に合わせて変
更することができることは勿論である。

（効　果） 以上詳述したように、本発明装置によれば、座標原点設
定時に、ポテンショメータ出力、パルスジェネレータの
Ｚ相パルス及びＡ、　　Ｂ相パルスをカウントし、それ
ら値と、ポテンショメータ及びパルスジェネレータに既
知の１回転当りの変化量Ｆ及びカウント値とから演算に
より、座標を設定することができるので、従来の方法の
ように、座標原点設定に先立って、ポテンショメータ出
力とパルスジェネレータのＺ相出力とを予めサンプリン
グし、それらをメモリしておく必要がないので冗長な操
作を省くことができ、効率よくしかも簡単に座標原点を
設定することができる。

また、座標原点設定時に、相互に隣接するＺ相パルスの
中間の点から最初のＺ相パルスが検知される点までスラ
イダを移動させる方法としたので、ポテンショメータの
精度に起因した問題、例えば座標原点がＺ相パルスの１
回転分だけずれるようなことがなく、精度よく座標原点
を設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明方法を適用して好適なＮＣ工作
機を示ず路線図、 第１図（ｂ）は、第１図（ａ）に示すＮＣ工作機のスラ
イダの移動に伴う各検出装置の出力の変化を示す図、第
２図（ａ）は、本発明方法を適用して所定のパラメータ
を求めるフローチャートを示す図、第２図（ｂ）は、得
られた所定のパラメータから座標原点を設定するフロー
チャートを示す図、第３図（ａ）及び（ｂ）は、従来の
ＮＣ工作機及びそれに適用される座標原点設定方法を示
す説明図である。 １・・・サーボモータ　　　２・・・ボールスクリュー
３・・・スライドテーブル　４・・・パルスジェネレー
タ５・・・ポテンショメータ　６・・・制御装置７・・
・タコジェネレータ　９・・・ストッパー１０・・・減
速機　　　　　　１１・・・カウンタ１２・・・Ａ／Ｄ
変換器　　　　１３・・・ＣＰＵ１１４・・・メモリ１
５・・・入力装置 ＝−［ｌ ４コ 一−ミ（テ 〕　卜へ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、駆動手段に連結された移動体の運動に対応する出力
   信号を出力するポテンショメータ及び当該運動に対応し
   てＡ相及びＢ相出力信号を出力すると共に、１回転に付
   き１個のＺ相信号を出力するパルスジェネレータからの
   各出力信号に基づいて移動体の座標原点を設定するに際
   し、 移動体を移動させパルスジェネレータからの最初のＺ信
   号に基づいて、移動体の移動量を検知するカウンタをリ
   セットし、次いで移動体を所望の座標原点設定位置まで
   移動させ、カウンタがリセットされた点から当該座標原
   点設定位置までの移動距離、当該座標原点設定位置にお
   けるポテンショメータの出力値、ポテンショメータの１
   回転当たりの出力値及びパルスジェネレータの１回転当
   たりの移動距離から、所望の座標原点設定位置を介して
   相隣合うパルスジェネレータのＺ相パルス間の中間位置
   に対応するポテンショメータの出力値（Ｈ）を求め、併
   せてカウンタがリセットされた点から所望の座標原点設
   定位置までの移動体の移動距離をパルスジェネレータの
   １回転当たりの移動距離で除した余り（Ｅ）を求め、そ
   れら出力値（Ｈ）及び余り（Ｂ）に基づいて座標原点を
   設定することを特徴とする移動体の座標原点設定方法。