JPH0425101B2 - - Google Patents

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JPH0425101B2
JPH0425101B2 JP58149478A JP14947883A JPH0425101B2 JP H0425101 B2 JPH0425101 B2 JP H0425101B2 JP 58149478 A JP58149478 A JP 58149478A JP 14947883 A JP14947883 A JP 14947883A JP H0425101 B2 JPH0425101 B2 JP H0425101B2
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JP
Japan
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JP58149478A
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JPS6044248A (ja
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Makoto Tanahashi
Masahiro Miwa
Kazuya Nishimura
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Yamazaki Mazak Corp
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Yamazaki Mazak Corp
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/21Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
    • G05B19/23Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Machine Tool Positioning Apparatuses (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明は、工作機械の工具ドラムやターンテー
ブル等のように、一方向に回転させることにより
原点を必ず検出することのできる回転体におけ
る、位置決め方法に関する。
(b) 技術の背景 通常、工作機械、特にマシニングセンタ等にお
ける工具ドラムやテーブル等の位置決めをサーボ
機構を用いておこなおうとすると、工具ドラムや
テーブル等の被位置決め部材を駆動する駆動モー
タの回転量をパルスコーダ等の位置パルス発生手
段を用いて検出し、当該位置パルス発生手段から
出力される位置パルスを現在位置カウンタを用い
て積算カウントすることにより駆動モータの基準
位置からの回転角度量を検出し、もつて、被位置
決め部材の、現在の回転位置を演算し、更に、そ
の演算された回転位置から次に位置決めすべき位
置までの移動量をモータの回転角度量として演算
し、当該演算された回転角度量だけモータを回転
駆動させることによりおこなつている。
即ち、こうした位置決め制御を行う限り、被位
置決め部材の現在位置の検出は不可欠となる。
従つて、停電事故や何らかの原因で被位置決め
部材の現在位置を記録する現在位置カウンタの内
容が、被位置決め部材の現在位置と対応しなくな
つた場合には、正常な位置決め動作が不可能にな
る不都合が生じる。
(c) 従来技術と問題点 従来、こうした場合には、オペレータが手動で
被位置決め部材を回転し、被位置決め部材上の所
定の基準位置(原点)を所定の位置決め位置に回
転させる原点復帰動作を行ない、そこで現在位置
カウンタをリセツトし、改めて所定位置までの位
置決めを装置側に指示していた。しかし、こうし
た方法では、オペレータが被位置決め部材を回転
させるのに多くの労力を必要とし、原点復帰に時
間がかかるばかりか、安全上極めて問題があつ
た。
(d) 発明の目的 本発明は、前述の欠点を解消すべく、現在位置
カウンタの内容が被位置決め部材の現在位置と対
応しなくなつた場合でも、直ちに原点サーチ及び
それに続く通常の位置決め動作を連続的かつ自動
的に行うことが可能であり、従つて、オペレータ
が手動で被位置決め部材を回転し、被位置決め部
材上の所定の基準位置(原点)を所定の位置決め
位置に回転させる原点復帰動作を行なう必要の無
い、回転体の位置決め方法を提供することを目的
とするものである。
(e) 発明の構成 即ち、本発明は、駆動モータにより一方向に回
転させることにより原点を必ず検出することの出
来る回転体からなる被位置決め部材の現在位置
を、前記駆動モータに接続された位置パルス発生
手段からの位置パルスを、前記被位置決め部材の
原点を基準に現在位置カウンタにより積算するこ
とにより求め、その求められた被位置決め部材の
現在位置より、次に位置決めすべき位置までの必
要な移動量に対応する移動パルスの量を演算し、
前記移動パルスの量及び前記位置パルス発生手段
からの位置パルスに基づいて前記駆動モータを駆
動制御して前記被位置決め部材を前記次に位置決
めすべき位置に位置決めする位置決め装置におい
て、少なくとも、前記現在位置カウンタの内容が
前記被位置決め部材の現在位置と対応しなくなつ
た場合には、まず、エラーレジスタ内に一定量の
移動パルスをプリセツトし、前記エラーレジスタ
内の一定量の移動パルスに基づいて、被位置決め
部材を当該被位置決め部材上の原点を検出するま
で前記駆動モータにより、前記位置パルス発生手
段からの位置パルスに拘りなく一定の速度で一方
向に回転させ、原点が検出されたところで、現在
位置カウンタの内容をリセツトし、その後、前記
被位置決め部材を回転させたまま当該被位置決め
部材の位置決め動作に入るようにして構成され
る。
(f) 発明の実施例 以下、図面に基ずき、本発明の実施例を、具体
的に説明する。
第1図は本発明による回転体の位置決め方法が
適用された、マシニングセンタの工具ドラムの位
置決め装置の一例を示すブロツク図、第2図はエ
ラーレジスタ内の移動パルス量の時間的変化を示
す図である。
マシニングセンタの工具ドラムの位置決め装置
1は、第1図に示すように、主制御部2を有して
おり、主制御部2には、現在位置カウンタ5、後
述のパルスコーダ13等と共に位置フイードバツ
ク系14を構成するエラーレジスタ6及び原点の
検出手段である原点センサ7が接続している。エ
ラーレジスタ6にはD−Aコンバータ9が接続し
ており、D−Aコンバータ9には、後述のタコジ
エネレータ12と共に速度フイードバツク系8を
構成するサーボアンプ10を介して、駆動モータ
11が接続している。駆動モータ11には、タコ
ジエネレータ12及びパルスコーダ13が接続し
ておりタコジエネレータ12はサーボアンプ10
に、パルスコーダ13はAND回路16を介して
エラーレジスタ6及び、現在位置カウンタ5に接
続している。
また、駆動モータ11には、被位置決め部材で
ある円板状の工具ドラム15が回転自在に接続支
持されており、工具ドラム15の外周部には複数
のポケツト15aが、図示しない工具を該ポケツ
ト15aに着脱自在なる形に形成されている。工
具ドラム15の外周部の原点位置には、原点位置
を表示する原点マーク15bが、工具ドラム15
が回転することにより原点センサ7と対向し得る
ように貼着されている。
位置決め装置1は、以上のような構成を有する
ので、主制御部2が工具ドラム15を移動駆動さ
せる場合には、所定量の移動パルスDPをエラー
レジスタ6へ出力する。エラーレジスタ6は出力
された移動パルスDPとパルスコーダ13から出
力された位置パルスPSの差に相当する、移動指
令VDPをデジタル量としてD−Aコンバータ9
に出力し、D−Aコンバータ9は、入力された移
動指令VDPに対応したアナログ出力AVをサーボ
アンプ10に出力する。アナログ出力AVは、サ
ーボアンプ10により電圧SVに増幅され、モー
タ11に印加される。モータ11は、電圧SVに
よつて回転を開始するが、モータ11が回転する
と、タコジエネレータ12の同期的に回転を開始
し、タコジエネレータ12は、モータ11の回転
速度に対応した出力電圧VVをサーボアンプ10
に出力する。サーボアンプ10はアナログ出力
AVと出力電圧VVを比較し、モータ11がアナ
ログ出力AVに対応した速度で回転するように、
電圧SVを制御する。これによりモータ11は、
アナログ出力AVに対応した回転速度に保持され
る。
一方、モータ11が回転すると、パルスコーダ
13も同期的に回転し、モータ11の一定回転角
度毎に位置パルスPSをエラーレジスタ6へ出力
し(この際、主制御部2からの出力CSは“1”
となつており、AND回路16はパルスPSに対し
て開放されており、パルスPSはエラーレジスタ
6内に直ちに入力される。)、エラーレジスタ6は
入力された位置パルスPSにより、エラーレジス
タ6中に格納されている移動パルスDPを位置パ
ルスPSに相当する分だけ減算し、当該減算され
た位置パルスPSに対応した移動指令VDPをD−
Aコンバータ9へ出力する。これにより、モータ
11が回転し目的の位置決め位置が近ずくにつれ
て、エラーレジスタ6内の移動パルスDPの量は
0に近ずいてゆき、エラーレジスタ6からD−A
コンバータ9に出力される移動指令VDPも徐々
に少なくなり、従つて、D−Aコンバータ9、サ
ーボアンプ10を介してモータ11に印加される
電圧SVも少なくなり、モータ11は徐々に減速
され、所定の位置決め位置で移動指令VDPが0
となり、モータ11は停止する。
一方、パルスコーダ13からの位置パルスPS
は、現在位置カウンタ5にも出力されており、現
在位置カウンタ5は位置パルスPSをカウントし
て、現在工具ドラム15のどの位置が位置決め位
置EXにきているかを表示する。即ち、主制御部
2は現在位置カウンタ5のパルスPSの積算値TA
を適宜読み出すことにより現在の工具ドラム位置
及び目的のポケツト15aを位置決め位置EXに
位置決めするのに必要な移動量、従つて、移動パ
スルDPの量を知ることができる。しかし、この
現在位置カウンタ5の内容は工具ドラム15の原
点を基準に積算されているので、停電その他何ら
かの原因でパルスコーダ13からの位置パルス
PSの積算動作が中断すると、現在位置カウンタ
5の内容は、工具ドラム15の現在位置と対応し
なくなり、目的のポケツト15aを位置決め位置
EXに位置決めするのに必要な移動量、従つて、
移動パルスDPの量を演算することが出来なくな
る。
現在位置カウンタ5の内容が工具ドラム15の
現在位置に対応しないものと(又はその可能性が
あると)判断された場合には、第2図における時
間T1で、主制御部2は直ちに原点サーチ動作に
入り、工具ドラム15の現在位置に係りなく、エ
ラーレジスタ6の移動パルスDPの量を、第2図
に示すように、強制的に比較的高めの所定値PA
にプリセツトすると共に、ANDゲート16への
出力CSを“1”から“0”へ変更して位置フイ
ードバツク系14を切断し、パルスコーダ13か
らの位置パルスPSがエラーレジスタ6へ入力さ
れないようにする。
位置パルスPSがエラーレジスタ6へ入力され
ないので、速度フイードバツク系8のみが駆動さ
れることになり、モータ11は、プリセツトさ
れ、かつ位置フイードバツク系が切断されたこと
により一定量PAに保持された移動パルスに対応
した一定の比較的速い速度で一方向に回転を開始
する。工具ドラム15が回転するうちに、第2図
における時間T2で工具ドラム15上の原点マー
ク15bが原点センサ7と対向し、原点センサ7
が原点マーク15b、従つて、工具ドラム15の
原点を検出する。すると、検出信号S1が主制御
部2へ出力され、主制御部2は、それを受けて現
在位置カウンタ5の内容をリセツトし、現在位置
カウンタ5に原点位置からの位置パルスPSのカ
ウントを指令する。現在位置カウンタ5はこれに
よりパルスPSをカウントするが、現在位置カウ
ンタ5の内容は、工具ドラム15の現在位置に正
確に対応したものとなる。
主制御部2は、現在位置カウンタ5を信号S1
によりリセツトした後、ある時点での現在位置カ
ウンタ5の積算値TAを読み出し、工具ドラム1
5の回転を継続したまま直ちに次のポケツト15
aへの位置決め動作に入り、第2図時間T3で、
ポケツト3aが所定の位置決め位置EXに接近し
たところで、エラーレジスタ6へのプリセツト値
を、それまでの値PAよりも低い所定値PBに変更
し、モータ15の回転速度を低下させる。次に、
第2図時間T4で、ポケツト15aが位置EXに
逹したところで、主制御部2はエラーレジスタ6
をリセツトし、更に出力CSをそれまでの“0”
から“1”へ変更して、位置パルスPSのエラー
レジスタ6への入力を許容し、それまでの速度フ
イードバツク系8のみによる速度制御から、位置
フイードバツク系14を入れた位置決め保持動作
に入る。
なお、上述の実施例は被位置決め部材が工具ド
ラム15の場合について述べたが被位置決め部材
は工具ドラム15に限らず、ターンテーブル等一
方向に回転させることにより原点を必ず検出する
ことのできる回転体であればどのようなものでも
よいことは勿論である。
更に、原点位置を検出し、現在位置カウンタ5
をリセツトした後の、制御方法としては、上述の
場合の外に、位置フイードバツク系14を直ちに
駆動させ、位置フイードバツク系14と速度フイ
ードバツク系8の両方による制御としても良い。
(g) 発明の効果 以上、説明したように、駆動モータにより一方
向に回転させることにより原点を必ず検出するこ
との出来る回転体からなる工具ドラム15などの
被位置決め部材の現在位置を、前記駆動モータに
接続されたパルスコーダ13などの位置パルス発
生手段からの位置パルスを、前記被位置決め部材
の原点を基準に現在位置カウンタ5により積算す
ることにより求め、その求められた被位置決め部
材の現在位置より、次に位置決めすべき位置まで
の必要な移動量に対応する移動パルスの量を演算
し、前記移動パルスの量及び前記位置パルス発生
手段からの位置パルスに基づいて前記駆動モータ
を駆動制御して前記被位置決め部材を前記次に位
置決めすべき位置に位置決めする位置決め装置に
おいて、少なくとも、前記現在位置カウンタの内
容が前記被位置決め部材の現在位置と対応しなく
なつた場合には、まず、エラーレジスタ内に一定
量の移動パルスをプリセツトし、前記エラーレジ
スタ内の一定量の移動パルスに基づいて、被位置
決め部材を当該被位置決め部材上の原点を検出す
るまで前記駆動モータにより、前記位置パルス発
生手段からの位置パルスに拘りなく一定の速度で
一方向に回転させ、原点が検出されたところで、
現在位置カウンタの内容をリセツトし、その後、
前記被位置決め部材を回転させたまま当該被位置
決め部材の位置決め動作に入るようにして構成し
たので、停電事故や何らかの原因で現在位置カウ
ンタ5の内容が被位置決め部材の現在位置と対応
しなくなつた場合でも、直ちに原点サーチ及びそ
れに続く通常の位置決め動作を連続的かつ自動的
に行うことが可能となり、従来のように、オペレ
ータが手動で被位置決め部材を回転して原点復帰
動作を行ない、そこで現在位置カウンタをリセツ
トし、改めて所定位置までの位置決めを装置側に
指示するといつた繁雑でしかも安全上問題のある
作業を行う必要がなくなり、極めて好都合であ
る。
また、本発明による位置決め方法は、必ずしも
現在位置カウンタ5の内容と被位置決め部材の位
置が対応しなくなつた場合にのみ行う必要はな
く、マシニングセンタ等の起動時等に、適宜行つ
て、カウンタ5の内容を常に正常ならしめるよう
にしておくようにしてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による回転体の位置決め方法が
適用された、マシニングセンタの工具ドラムの位
置決め装置の一例を示すブロツク図、第2図はエ
ラーレジスタ内の移動パルス量の時間的変化を示
す図である。 1……位置決め装置、5……現在位置カウン
タ、11……駆動モータ、13……位置パルス発
生手段(パルスコーダ)、15……被位置決め部
材(工具ドラム)、15b……原点マーク、DP…
…移動パルス、PS……位置パルス。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 駆動モータにより一方向に回転させることに
    より原点を必ず検出することの出来る回転体から
    なる被位置決め部材の現在位置を、前記駆動モー
    タに接続された位置パルス発生手段からの位置パ
    ルスを、前記被位置決め部材の原点を基準に現在
    位置カウンタにより積算することにより求め、 その求められた被位置決め部材の現在位置よ
    り、次に位置決めすべき位置までの必要な移動量
    に対応する移動パルスの量を演算し、前記移動パ
    ルスの量及び前記位置パルス発生手段からの位置
    パルスに基づいて前記駆動モータを駆動制御して
    前記被位置決め部材を前記次に位置決めすべき位
    置に位置決めする位置決め装置において、 少なくとも、前記現在位置カウンタの内容が前
    記被位置決め部材の現在位置と対応しなくなつた
    場合には、まず、エラーレジスタ内に一定量の移
    動パルスをプリセツトし、 前記エラーレジスタ内の一定量の移動パルスに
    基づいて、被位置決め部材を当該被位置決め部材
    上の原点を検出するまで前記駆動モータにより、
    前記位置パルス発生手段からの位置パルスに拘り
    なく一定の速度で一方向に回転させ、 原点が検出されたところで、現在位置カウンタ
    の内容をリセツトし、その後、前記被位置決め部
    材を回転させたまま当該被位置決め部材の位置決
    め動作に入るようにして構成した回転体の位置決
    め方法。
JP14947883A 1983-08-16 1983-08-16 回転体の位置決め方法 Granted JPS6044248A (ja)

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JPS6044248A JPS6044248A (ja) 1985-03-09
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