JPH0535320A - 可動体の原点復帰装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可動体を一旦阻止部材に当接させた後原点復
帰を行なう装置において、可動体を移動させる電動機に
流れる電流を検出することなく、可動体を原点位置に復
帰させることができるようにする。 【構成】 サーボモータ６に設けられたエンコーダ１２
からの回転パルスをアップダウンカウンタ２２にてカウ
ントし、そのカウント結果とアップダウンカウンタ２２
からの原点パルスとにより可動体４の位置を検知して、
可動体４の位置制御を行なう機械装置において、可動体
４を図の＋方向に移動させて、カウンタ２２のカウント
値が変化しなくなったときに可動体４が枠体１０の左端
１０ａに当接した旨を検知し、その後可動体４を図の−
方向に移動させて、エンコーダ１２から原点パルスが出
力された位置（原点）にて停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットや工作機械等
の機械装置において電動機により位置制御される可動体
を原点位置に復帰させる可動体の原点復帰装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ロボットや工作機械等の機械
装置においては、ワークを固定するハンド等の可動体を
電動機により移動させており、可動体を所望の位置に制
御するために、電動機の回転軸に、電動機の所定回転角
度毎に回転パルスを発生すると共に電動機の１回転毎に
原点パルスを発生するエンコーダを設け、エンコーダか
らの回転パルスをアップダウンカウンタによりカウント
し、このカウント結果と原点パルスとから、可動体の位
置を検出するようにしている。

【０００３】ところでこの種の機械装置では、エンコー
ダからの出力パルスにより可動体の位置を正確に検出で
きるため、可動体を所望の位置に移動させることが可能
となるが、電源投入時や、可動体を手動で移動させた場
合等には、アップダウンカウンタのカウント値と可動体
の位置とが対応しなくなるため、可動体を原点位置に移
動させて、可動体の位置とアップダウンカウンタのカウ
ント値とを対応させる必要がある。

【０００４】そこで従来では、可動体にリミットスイッ
チや近接スイッチを設けて、可動体の原点位置を検出す
るようにしていた。しかしこうしたスイッチを使用する
と、信号線の配線が面倒で、特に多数の可動体を有する
機械装置にあっては装置が複雑になってしまい、またコ
ストアップにもなるといった問題点があった。

【０００５】一方こうした問題を解決するために、例え
ば実公昭６２−５９１１号公報に開示されているよう
に、可動体の移動経路に阻止部材を設け、可動体を阻止
部材へ一旦当接させた後、可動体を阻止部材近傍の原点
位置に移動させること考えられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記装置では、
可動体が阻止部材に当接して停止した旨を、電動機の電
流値から検出するようにしているため、その検出用の基
準電流値の設定が面倒であるといった問題があった。つ
まり従来では、可動体が阻止部材に当接して、その移動
が停止すると、電動機の負荷が大きくなってその駆動電
流が増大するため、その電流値から、可動体の阻止部材
への当接を検出するようにしているのであるが、可動体
移動時の電流値は、可動体の重量，可動体の用途等によ
って異なるため、基準電流値を、可動体移動時の電流値
と可動体停止時の電流値との中間となるように、各装置
毎（可動体を複数備えた機械装置にあっては各可動体
毎）に正確に設定しなければならず、基準電流値の設定
が面倒であった。

【０００７】またロボットや工作機械等では、電動機や
電磁ソレノイド等、各種駆動装置が使用されており、こ
れら駆動装置からはノイズが発生するため、このノイズ
が電動機の電流経路に重畳されて、可動体の阻止部材へ
の当接を誤検出してしまい、可動体を正確に原点位置に
復帰させることができなくなるといった問題もある。

【０００８】本発明はこうした問題に鑑みなされたもの
で、上記のように可動体を一旦阻止部材に当接させた
後、原点復帰を行なう装置において、電動機に流れる電
流を検出することなく、可動体を原点位置に復帰させる
ことができるようにすることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち上記目的を達成する
ためになされた本発明は、図１に例示する如く、可動体
を所定経路で移動させる電動機と、該電動機の回転軸に
設けられ、該電動機の所定回転角度毎に回転パルスを発
生すると共に該電動機の１回転毎に原点パルスを発生す
る位置検出器と、該位置検出器から出力される回転パル
スを上記電動機の回転方向に応じて加・減算するアップ
ダウンカウンタとを備え、該アップダウンカウンタのカ
ウント値と上記原点パルスとから上記可動体の位置を検
知して上記電動機を駆動する機械装置に設けられ、上記
可動体を所定の原点位置に復帰させる可動体の原点復帰
装置であって、上記可動体の移動経路の一端に設けら
れ、上記可動体に当接して上記可動体の移動を阻止する
阻止部材と、上記電動機を駆動して上記可動体を上記阻
止部材方向に移動させる第１の駆動手段と、該第１の駆
動手段の作動中、上記アップダウンカウンタの値を読み
取り、該値の所定時間内の変化量が所定値以下となった
ときに、上記可動体が上記阻止部材に当接した旨を判断
する判断手段と、該判断手段にて上記可動体の上記阻止
部材への当接が判断されると、上記電動機を駆動して上
記可動体を上記阻止部材とは反対方向に移動させる第２
の駆動手段と、該第２の駆動手段の作動中、上記位置検
出器から原点パルスが出力されると、上記可動体が原点
位置に到達したと判断して、上記第２の駆動手段の動作
を停止する原点位置検出手段と、を備えたことを特徴と
する可動体の原点復帰装置を要旨としている。

【００１０】

【作用及び発明の効果】上記のように構成された本発明
の原点復帰装置においては、まず第１の駆動手段が、電
動機を駆動して可動体を阻止部材方向に移動させる。す
ると判断手段が、アップダウンカウンタの値を読み取
り、その値の所定時間内の変化量が所定値以下となった
ときに、可動体の阻止部材への当接を判断する。そして
この判断手段により、可動体の阻止部材への当接が判断
されると、第２の駆動手段が、電動機を駆動して可動体
を阻止部材とは反対方向に移動させ、その移動中に、位
置検出器から原点パルスが出力されると、原点位置検出
手段が、可動体が原点位置に到達したと判断して可動体
の移動を停止させる。

【００１１】このため本発明によれば、電動機に流れる
電流から可動体の阻止部材への当接を検出して可動体を
原点位置に復帰させる従来装置のように、阻止部材当接
判定用の基準値を設定する必要がなく、設計を簡単に行
うことができる。またアップダウンカウンタのカウント
値から可動体の阻止部材への当接を検出するため、外部
ノイズの影響を受けることなく可動体を正確に原点位置
に復帰させることが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず図２は本発明が適用された機械装置の概略構成
図である。図に示す如く本実施例の機械装置において
は、ワークを固定するためのハンド２を備えた可動体４
が、サーボモータ６により回転されるボールネジ８に取
り付けられており、サーボモータ６を駆動することによ
り、可動体４が枠体１０内にて図における左右方向に移
動するようにされている。またサーボモータ６には、位
置検出器としてのエンコーダ１２が取り付けられてい
る。

【００１３】図３（ａ）に示す如く、エンコーダ１２
は、サーボモータ６の回転軸６ａに固定された回転板１
４と、２個の発光ダイオード１６ａ，１６ｂと、２個の
フォトダイオード１８ａ，１８ｂとから構成されてい
る。また回転板１４には、サーボモータ６の回転軸６ａ
と同心円上に等間隔で回転角検出用の多数のスリット１
４ａが形成されると共に、このスリット１４ａより内側
に原点検出用のスリット１４ｂが１個形成されている。

【００１４】そして発光ダイオード１６ａとフォトダイ
オード１８ａは、回転板１４の回転により、フォトダイ
オード１８ａが発光ダイオード１６ａからの光をスリッ
ト１４ａを通して受光できるように、回転板１４を挟ん
で対向配設され、同様に、発光ダイオード１６ｂとフォ
トダイオード１８ｂは、回転板１４の回転により、フォ
トダイオード１８ｂが発光ダイオード１６ｂからの光を
スリット１４ｂを通して受光できるように、回転板１４
を挟んで対向配設されている。

【００１５】このためエンコーダ１２からは、各フォト
ダイオード１８ａ，１８ｂの光の受光によって、図３
（ｂ）に示す如く、スリット１４ａの個数に対応したサ
ーボモータ６の所定回転角度毎の回転パルスと、サーボ
モータ６の１回転毎の原点パルスとが出力されることと
なる。

【００１６】図２に戻り、上記のようにエンコーダ１２
から出力されるパルス信号の内、原点パルスは、ＣＰＵ
２０ａ，ＲＯＭ２０ｂ，ＲＡＭ２０ｃを中心とするマイ
クロコンピュータにより構成された制御回路２０に入力
され、回転パルスは、アップダウンカウンタ２２に入力
される。

【００１７】アップダウンカウンタ２２は、エンコーダ
１２から回転パルスが入力される度に、サーボモータ６
の回転方向に応じてカウント値を増・減する周知のカウ
ンタであり、そのカウント結果は、制御回路２０に入力
される。制御回路２０は、このアップダウンカウンタ２
２によるカウント値とエンコーダ１２からの原点パルス
とにより、可動体４の位置を検出して可動体４を所定位
置に制御するためのもので、その位置制御のために、サ
ーボモータ６を駆動する駆動回路２４に対して、サーボ
モータ６の回転方向及び回転速度を指令する。尚この回
転方向指令は、アップダウンカウンタ２２にも入力さ
れ、アップダウンカウンタ２２は、その指令方向によ
り、カウント値の増・減を切り替える。

【００１８】次に制御回路２０にて実行される本発明に
かかわる主要な処理である原点復帰処理について、図４
に示すフローチャートに沿って説明する。尚この処理
は、当該機械装置の電源投入後、外部から原点復帰指令
が入力されたときに、１回だけ実行される処理である。

【００１９】図に示す如くこの処理が開始されると、ま
ずステップ１１０にて、可動体４を図２における左
（＋）方向に移動させるべく、駆動回路２４に対してサ
ーボモータ６の回転方向（＋方向）を含む速度指令を出
力する。この処理は前述の第１の駆動手段に相当し、こ
の速度指令出力により、駆動回路２４はサーボモータ６
を＋方向に一定速度で回転させ、可動体４は図２におけ
る左方向に一定速度で移動する。

【００２０】次に続くステップ１２０では、サーボモー
タ６の回転により更新されるアップダウンカウンタ２２
のカウント値を読み込み、その値をＲＡＭ２０ｃにＩ1
として記憶する。そして続くステップ１３０では、所定
時間（例えば３２ｍsec.）経過したか否かを判断するこ
とにより、Ｉ1 記憶後所定時間経過するのを待ち、所定
時間経過すると、次ステップ１４０に移行して、再度ア
ップダウンカウンタ２２のカウント値を読み込み、その
値をＲＡＭ２０ｃにＩ2 として記憶する。

【００２１】次にステップ１５０では、ステップ１２０
及びステップ１４０にて記憶したＩ1 ，Ｉ2 の差ＳＰ
（＝Ｉ2 −Ｉ1 ）を求め、次ステップ１６０にて、この
差ＳＰが０であるか否かを判断する。このステップ１６
０の処理は、前述の判断手段に相当するもので、この処
理により、可動体４が枠体１０の図２における左端１０
ａに当接して、その移動が停止したか否かが判断され
る。尚本実施例では、枠体１０の左端１０ａが前述の阻
止部材に相当する。

【００２２】そして上記ステップ１６０にて、ＳＰが０
でなく、可動体４が移動していると判断されると、ステ
ップ１２０に移行して、上記処理を再度実行し、ＳＰが
０で、可動体４が枠体１０の左端１０ａへの当接により
停止していると判断されると、ステップ１７０に移行す
る。

【００２３】ステップ１７０では、ステップ１１０とは
逆に、可動体４を図２における右（−）方向に移動させ
るべく、駆動回路２４に対してサーボモータ６の回転方
向（−方向）を含む速度指令を出力する。この処理は前
述の第２の駆動手段に相当し、この速度指令出力によ
り、駆動回路２４はサーボモータ６を−方向に一定速度
で回転させ、可動体４は図２における右方向に一定速度
で移動する。

【００２４】そして続くステップ１８０では、アップダ
ウンカウンタ２２から原点パルスが入力されたか否かを
判断することにより、サーボモータ６の回転によりアッ
プダウンカウンタ２２から原点パルスが入力されるのを
待ち、原点パルスが入力されると、ステップ１９０に移
行して、現位置を可動体４の原点位置である旨を記憶す
べく、アップダウンカウンタ２２のカウント値を原点位
置を表す値としてＲＡＭ２０ｃ内に格納し、続くステッ
プ２００にて、サーボモータ６の回転を停止させるべ
く、駆動回路２４に対して速度指令０を出力した後、当
該処理を終了する。この結果、サーボモータ６は、原点
パルスが入力された時点で停止されることとなる。尚こ
のステップ１８０〜ステップ２００の処理は前述の原点
位置検出手段に相当する。

【００２５】このように本実施例では、可動体４を図２
における左方向に移動させ、その移動による可動体４の
枠体左端１０ａへの当接（即ち可動体４の停止）を、ア
ップダウンカウンタ２２のカウント値の所定時間内の変
化量から検出し、可動体４の当接を検出すると、可動体
４を図２における右方向に移動させ、エンコーダ１２か
ら原点パルスが出力された時点で、可動体４の位置を原
点位置として記憶すると共に、可動体４の移動を停止す
る。

【００２６】このため本実施例によれば、電動機に流れ
る電流から可動体の阻止部材への当接を検出する従来装
置のように、検出用の基準電流値を設定する必要がな
く、設計が簡単となる。またアップダウンカウンタ２２
のカウント値から可動体４の枠体左端１０ａへの当接を
検出するため、外部ノイズに影響されることなくその検
出動作を行うことができ、原点復帰精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の構成を例示するブロック図である。

【図２】 実施例の機械装置の構成を表す概略構成図で
ある。

【図３】 エンコーダの構成及びその出力パルスを表す
説明図である。

【図４】 制御回路で実行される原点復帰処理を表すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

４…可動体 ６…サーボモータ １０…枠体（１０
ａ…左端） １２…エンコーダ ２０…制御回路 ２２…アップ
ダウンカウンタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 可動体を所定経路で移動させる電動機
   と、該電動機の回転軸に設けられ、該電動機の所定回転
   角度毎に回転パルスを発生すると共に該電動機の１回転
   毎に原点パルスを発生する位置検出器と、該位置検出器
   から出力される回転パルスを上記電動機の回転方向に応
   じて加・減算するアップダウンカウンタとを備え、該ア
   ップダウンカウンタのカウント値と上記原点パルスとか
   ら上記可動体の位置を検知して上記電動機を駆動する機
   械装置に設けられ、上記可動体を所定の原点位置に復帰
   させる可動体の原点復帰装置であって、 上記可動体の移動経路の一端に設けられ、上記可動体に
   当接して上記可動体の移動を阻止する阻止部材と、 上記電動機を駆動して上記可動体を上記阻止部材方向に
   移動させる第１の駆動手段と、 該第１の駆動手段の作動中、上記アップダウンカウンタ
   の値を読み取り、該値の所定時間内の変化量が所定値以
   下となったときに、上記可動体が上記阻止部材に当接し
   た旨を判断する判断手段と、 該判断手段にて上記可動体の上記阻止部材への当接が判
   断されると、上記電動機を駆動して上記可動体を上記阻
   止部材とは反対方向に移動させる第２の駆動手段と、 該第２の駆動手段の作動中、上記位置検出器から原点パ
   ルスが出力されると、上記可動体が原点位置に到達した
   と判断して、上記第２の駆動手段の動作を停止する原点
   位置検出手段と、 を備えたことを特徴とする可動体の原点復帰装置。