JPH03278107A - 位置決め装置の原点設定装置 - 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】 ［発明の目的］ （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位
置決め装置の原点設定方法及び装置に関する。

（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相信号間隔た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の２相信号の検出を適正に行うこ
とができる原点設定方法及び装置に関する。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するための本発明は、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を備え、該エンコ
ーダのＺ相信号を基準として移動量を積算し、積算位置
が目標位置と一致するよう前記移動体を位置決め制御す
る位置決め装置の原点設定方法において、 前記移動体が原点位置付近に到来したことを検出してか
らの前記移動体の移動量を積算し、前記移動体が原点付
近に到来したことを検出してから次のＺ相信号が現われ
るまでの前記移動体の移動量が、２相信号間隔の約半分
ｊ１表なっていないとき、 前記移動体が原点位置付近に到来したことを検出してか
らの前記移動体の移動量が、次に現われるＺ相信号位置
までの距離が２相信号間隔の約半分量となるよう予め設
定された値となってがら、次いで検出される２相信号検
出位置を原点位置に設定することを特徴とする。

また、移動体の移動量を検出するインクリメンタルエン
コーダを備え、該エンコーダのＺ相信号を基準として移
動量を積算し、積算位置が目標位置と一致するよう前記
移動体を位置決め制御する位置決め装置の原点設定装置
において、前記移動体が原点付近に到達したことを検出
する手段を設け、 該手段により前記移動体が原点付近に到達したことを検
出したのち前記インクリメンタルエンコーダの出力信号
を積算し前記移動体の移動量を求める手段を設け、 該手段が求めた移動量が、次に現われるＺ柑信号位置ま
での距離がＺ相間隔の約半分量となるよう予め設定され
た量となってのち、次に現われるＺ相信号位置を原点位
置に設定する手段を備えたことを特徴とする。

また、この原点設定装置において、前記移動体の通常の
移動領域の脱出を検出するオーバトラベル検出用のセン
サの機能を、原点復帰モードでは、到来する移動体を反
転動作させる機能に切り換えることを特徴とする。

（作用） 本発明の位置決め装置の原点設定方法及び装置では、上
記構成であるので、移動体が原点位置付近に到来したこ
とを検出してのち移動量の設定値ａを通過してから、次
のＺ相信号の検出位置を原点設定するので、原点位置付
近の検出位置が適正でない場合には移動量の設定値ａに
例えばＺ相間隔の約半分量を与えることにより、Ｚ相検
出をＺ相間隔の中央付近で検出することができる。

また、オーバトラベル検出用のセンサを利用し、原点復
帰モード下で、通常の移動領域から脱出する移動体を反
転移動させる場合には、任意の方向に移動される移動体
を方向転換できるので、自動的な原点復帰処理を行うこ
とができる。

（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（ナツト部材）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、ナツト部材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、水素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（−）Ｓ
ＯＴ。

（＋）ＳＯＴ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（−）ＭＯ’Ｔ、
（＋）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５及び原点ＬＳ４６は、移動体３が原点位置Ｘ
。付近に到達したことを検出するためのもので、原点Ｌ
Ｓ６がドグ５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、■
〜■の順て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Ｘ。に
設定しようとするものである。

すなわち、■の動作で原点ＬＳがオフすると、その位置
を通り過ぎてのち一時停止し、■の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
、■の動作でゆっくりとプラス（＋）方向へ移動し、２
相検出したら一時停止する。その後の動作でマイナス（
−）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、１ 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て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部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　２ 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刀（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５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相非非出出量設定部１２、Ｚ相信号検
出部１３と接続されている。

２相非非出出量設定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ＬＳ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２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、２相非非出出量設定１２で設定された値ａを
過ぎてのち、Ｚ相信号検出部１３に２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Ｌ
Ｓオフの時点を基準としてエンコーダの検出信号を積算
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（ａ）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２相信号を検出し、動作■で原点位置Ｘ。に停止し
、現在位置管理部８にこの位置Ｘ。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４０
２で原点復帰モードとすると、ステップ４０３でセンサ
（±）ＭＯＴの機能が、非常停止から移動方向の切換え
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、２相検出するとステップ４０９で原
点設定される。

パラメータ９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かで　５ 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５の位置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。

［発明の効果コ 以上の通り、本発明は、特許請求の範囲に記載の通りの
位置決め装置の原点設定方法及び装置であるので、原点
位置を設定するためのＺ相信号の検出が不安定のとき、
移動体が原点位置付近に到来したことを検出してから設
定値ａを過ぎてのち　６ Ｚ相信号を検出させることかでき、設定値ａを適正にす
るのみて、Ｚ相信号を安定して検出てきる。

また、原点復帰作業のとき、通常の移動領域からの脱出
を定めるオーバトラベル検出用のセンサを利用して、通
常の移動領域脱出で移動体を反転動作させる場合には、
移動体の移動方向に関係なく原点設定することができ、
自動的な原点復帰処理が行える。

【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相非非出出量設定 部３・・・Ｚ相信号検出部 １４・・・原点設定部 Ｍ・・・サーボモータ Ｅ・・・インクリメンタルエンコーダ ａ・・・パラメータ ーＭＯＴ、＋ＭＯＴ・・・オーバトラベル検出用センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動体の移動量を検出するインクリメンタルエン
   コーダを備え、該エンコーダのＺ相信号を基準として移
   動量を積算し、積算位置が目標位置と一致するよう前記
   移動体を位置決め制御する位置決め装置の原点設定方法
   において、 前記移動体が原点位置付近に到来したことを検出してか
   らの前記移動体の移動量を積算し、前記移動体が原点付
   近に到来したことを検出してから次のＺ相信号が現われ
   るまでの前記移動体の移動量が、Ｚ相信号間隔の約半分
   量となっていないとき、 前記移動体が原点位置付近に到来したことを検出してか
   らの前記移動体の移動量が、次に現われるＺ相信号位置
   までの距離がＺ相信号間隔の約半分量となるよう予め設
   定された値となってから、次いで検出されるＺ相信号検
   出位置を原点位置に設定することを特徴とする位置決め
   装置の原点設定方法。
2. （２）移動体の移動量を検出するインクリメンタルエン
   コーダを備え、該エンコーダのＺ相信号を基準として移
   動量を積算し、積算位置が目標位置と一致するよう前記
   移動体を位置決め制御する位置決め装置の原点設定装置
   において、 前記移動体が原点付近に到達したことを検出する手段を
   設け、 該手段により前記移動体が原点付近に到達したことを検
   出したのち前記インクリメンタルエンコーダの出力信号
   を積算し前記移動体の移動量を求める手段を設け、 該手段が求めた移動量が、次に現われるＺ相信号位置ま
   での距離がＺ相間隔の約半分量となるよう予め設定され
   た量となってのち、次に現われるＺ相信号位置を原点位
   置に設定する手段を備えたことを特徴とする位置決め装
   置の原点設定装置。
3. （３）請求項２において、前記移動体の通常の移動領域
   の脱出を検出するオーバトラベル検出用のセンサの機能
   を、原点復帰モードでは、到来する移動体を反転動作さ
   せる機能に切り換えることを特徴とする位置決め装置の
   原点設定装置。