JPH0553651A

JPH0553651A - 位置決め制御システムの位置検知装置

Info

Publication number: JPH0553651A
Application number: JP24037791A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Kawagoe; 義和河越; Takaaki Horio; 隆昭堀尾; Akitaka Terai; 章孝寺井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1991-08-26
Filing date: 1991-08-26
Publication date: 1993-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】センサの個数を減らして、構造の簡略化、配
線・組立の簡単化を図り、低コストの実現と断線による
故障の可能性を低くする。【構成】位置決め制御システムにより、移動体２は原
点Ａから移動完了点Ｂにかけて移動される。移動体２に
は検出板１が連結されており、検出板１の下面には移動
体２の速度パターンに関連した凹凸11が設けられてい
る。また検出板１の下面に対向して第１、第２のセンサ
３、４が互いに間隔を開けて配置されている。第１、第
２のセンサ３、４は検出板１の対向面が凹であるか凸で
あるかを検知する。第１、第２のセンサ３、４がＯＮ、
ＯＦＦのときには、移動体２が原点停止状態αにあるこ
とが判る。同様に、第１、第２のセンサ３、４がＯＦ
Ｆ、ＯＦＦのときには加速運動状態β、ＯＮ、ＯＮのと
きには等速運動状態γ、ＯＦＦ、ＯＦＦのときには減速
運動状態δ、ＯＦＦ、ＯＮのときには移動完了状態εで
あることが判る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高速位置決め移動が必要
な生産装置等に使用される位置決め制御システムに係
り、特に２点間で移動すべき制御対象の位置を検知して
加減速のタイミング信号を作り出す位置検知装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置の従来例として図５に示す
ようなものがある。図中５は原点を基準として図外の駆
動部により直線駆動される移動体であり、その位置は４
つの近接センサ６〜９により検出されている。近接セン
サ６、７、８、９は原点（加速運動開始点）、等速運動
開始点、減速運動開始点、移動完了点を個別に検出する
ためのもので、これらの出力信号が移動体５を加減速さ
せるためのタイミング信号となっている。

【０００３】図５(a) は移動体５が原点（加速運動開始
点）Ａに位置する状態を示している。このとき近接セン
サ６、７、８、９はON、OFF、OFF 、OFF であり、スタ
ート信号が示すタイミングで、移動体５が加速運動す
る。その後、図５(b) に示すように移動体５が等速運動
開始点Ｃに達すると、近接センサ６、７、８、９はOF
F、ON、OFF 、OFF となり、これらの出力が示すタイミ
ングで移動体５の運動状態が切り換わって等速運動とな
る。

【０００４】そして、図５(c) に示すように移動体５が
減速運動開始点Ｄに達すると、近接センサ６、７、８、
９はOFF 、OFF 、ON、OFF となり、同様に減速運動とな
る。その後、図５(d) に示すように移動体４が移動完了
点Ｂに達すると、近接センサ６、７、８、９はOFF 、OF
F 、OFF 、ONとなり、移動体５が停止する。

【０００５】以上の説明をまとめたものが図６、図７で
ある。図６は移動体５の速度パターンを示すグラフ、図
７は移動体５の運動状態と近接センサ６〜９の出力との
関係を示す表である。なお、移動体５が移動完了点Ｂか
ら原点Ａへ戻される場合については上記と全く逆になさ
れる。

【０００６】上記の従来例（第１の従来例とする）の他
に、原点センサと駆動部に備えたエンコーダとを組み合
わせたものがある。即ち、原点センサにより移動体が原
点にあることを検知する一方、エンコーダにより移動体
の座標値を検知し、双方の検知データに基づいて移動体
を加減速させるためのタイミング信号を生成するように
なっている（第２の従来例とする）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
従来例による場合には、移動体５を原点Ａから移動完了
点Ｂにかけて移動させる過程で４つの位置を検知するに
あたり４つの近接センサ６〜９を必要とする構成となっ
ているので、近接センサ６〜９の取付金具、コネクタ等
の周辺部品が多く、構造が複雑となるという欠点があ
る。また近接センサ６〜９の配線作業も大変で、断線に
よる故障の可能性も高くなる。更に、移動体５をより複
雑な運動をさせようとすると近接センサの数を多くせね
ばならず、その結果、上記欠点は更に顕著となり、コス
トダウン及び性能アップを図れないという問題がある。
一方、第２の従来例による場合には、エンコーダ自体が
近接センサに比べて遙かに高価なため、コストダウンを
図れないという欠点がある。

【０００８】本発明は上記した背景のもとに創作された
ものであり、その目的とするところは、基本的には第１
の従来例による構成でありながら、センサの個数を減ら
すことができる位置決め制御システムの位置検知装置を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる位置決め
制御システムの位置検知装置は、制御対象を加速運動、
等速運動、減速運動させることによりＡ点からＢ点に移
動せしめる位置決め制御システムに備えられる装置であ
って、制御対象に連結してあり面上に凹凸を設けてある
検知対象部材と、双方が所定間隔を開けて且つ検知対象
部材に対向して夫々配設してあり対向面が凹であるか凸
であるかを夫々検知する第１、第２の検知器とを備えて
おり、検知対象部材の凹凸については、制御対象がＡ
点、Ｂ点に位置するときには、第１の検知器の検知結果
が凸又は凹、第２の検知器の検知結果が凹又は凸を示
し、制御対象が加速運動、減速運動すべき点に位置する
ときには第１、第２の検知器の検知結果が何れも凹又は
凸を示し、制御対象が等速運動すべき点に位置するとき
には第１、第２の検知器の検知結果が何れも凸又は凹を
示すようにしてあることを特徴としている。

【００１０】

【実施例】以下、本発明にかかる位置決め制御システム
の位置検知装置の実施例を図面を参照して説明する。図
１は実施例装置の概略構成を示す説明図であり、(a) は
移動体の原点停止状態、(b) は加速運動状態、(c)は等
速運動状態、(d) は減速運動状態、(e) は移動完了状態
を示している。

【００１１】ここに例を上げる位置決め制御システムは
移動体２( 制御対象に相当する。図面作図上、図１(a)
のみに示す。) を加速運動、等速運動、減速運動させ、
原点Ａ( 図１(a) 参照) で示すから移動完了点Ｂ（図１
(d) 参照) にかけて移動させる基本構成となっており、
これには移動体２の位置を検知して加減速のタイミング
信号を作り出すための下記に説明する位置検知装置が装
備されている。

【００１２】移動体２には図外部品により検出板１（検
知対象部材に相当する）が連結されている。即ち、検出
板１は移動体２とともに図示矢印方向に駆動されるよう
になっている。

【００１３】検出板１の下側の面上には移動体２の速度
パターンに関連した凹凸11が形成されており( 詳しいこ
とは後述する) 、検出板１の下面に対向して近接センサ
等である第１、第２のセンサ３、４（第１、第２の検出
器に相当する）が配設されている。第１、第２のセンサ
３、４として用いる検出器は、対向面が凹か凸かを検知
できさえすれば良く、光学的であろうと磁気的であろう
と限定されるものではない。

【００１４】第１、第２のセンサ３、４はここでは原点
Ａと移動完了点Ｂとの距離だけ離れて配置されており、
何れも検出板１の対向面が凹であるか凸であるかを個別
に検出するようになっている。第１、第２のセンサ３、
４の各出力信号は上記加減速のタイミング信号として位
置決め制御システムの制御回路に導かれている。なお、
第１、第２のセンサ３、４は、出力がＯＮのとき対向面
が凸であることを示す一方、ＯＦＦのとき対向面が凹で
あることを示すものを使用している。だが、この逆を示
す出力形式のものを使用しても一向に構わない。

【００１５】検出板１に形成された凹凸11の詳細につい
て説明する前に、図２を参照して移動体２の速度パター
ンについて説明する。移動体２は図２に示すような速度
パターンでもって直線駆動され、加速運動状態β、等速
運動状態γ、減速運動状態δを経て、原点Ａ（原点停止
状態α）から移動完了点Ｂ（移動完了状態ε）にかけて
移動するようになっている。

【００１６】図１(a) は原点停止状態αを示している。
この状態で第１、第２のセンサ３、４の対向する部位の
凹凸11の形状は、第１のセンサ３については凸（図中11
1 として示す) 、第２のセンサ４については凹（図中11
2 として示す) となっている。つまり移動体２が原点Ａ
に位置するときには、凸111 、凹112 によって、第１の
センサ３はＯＮとなり、第２のセンサ４はＯＦＦとな
る。なお、凸111 及び凹112 の図示矢印方向の幅はＬ0
となっており、第１、第２のセンサ３、４における先端
光学部の径と概ね等しく設定されている。

【００１７】図１(b) は加速運動状態βを示している。
この状態で第１、第２のセンサ３、４の対向する部位の
凹凸11の形状は、第１のセンサ３については凹（図中11
3 として示す) 、第２のセンサ４については凹（図中11
21として示す) となっている。つまり移動体２が加速運
動すべき点に位置しているときには、凹113 、凹1121に
よって、第１のセンサ３はＯＦＦとなり、第２のセンサ
４はＯＦＦとなる。なお、凹113 及び凹1121の幅はＬ1
となっており、移動体２が加速運動すべき時間等に応じ
て決定される。

【００１８】図１(c) は等速運動状態γを示している。
この状態で第１、第２のセンサ３、４の対向する部位の
凹凸11の形状は、第１のセンサ３については凸（図中11
4 として示す) 、第２のセンサ４については凸（図中11
5 として示す) となっている。つまり移動体２が等速運
動すべき点に位置しているときには、凸114 、凸115に
よって、第１、第２のセンサ３、４はＯ何れもＯＮとな
る。なお、凸114 及び凹115 の幅はＬ2 となっており、
移動体２が等速運動すべき距離等に応じて決定される。

【００１９】図１(d) は減速運動状態δを示している。
この状態で第１、第２のセンサ３、４の対向する部位の
凹凸11の形状は、第１のセンサ３については凹（図中11
61として示す) 、第２のセンサ４については凹（図中11
7 として示す) となっている。つまり移動体２が減速運
動すべき点に位置しているときには、凹1161、凸117に
よって、第１、第２のセンサ３、４は何れもＯＦＦとな
る。なお、凹1161及び凹117 の幅は凹113 及び凹1121と
同じくＬ1に設定されている( 凹1161については図１(e)
参照) 。

【００２０】図１(e) は移動完了状態εの様子を示して
いる。この状態で第１、第２のセンサ３、４の対向する
部位の凹凸11の形状は、第１のセンサ３については凹
（図中116 として示す) 、第２のセンサ４については凹
（図中118 として示す) となっている。つまり移動体２
が移動完了点Ｂに位置するときは、凹116 、凸118 によ
って、第１のセンサ３はＯＦＦとなり、第２のセンサ４
はＯＮとなる。なお、凹116 及び凸118 の幅は凸112 及
び凹111 と同じくＬ0 に設定されている。

【００２１】以上、移動体２の運動状態と第１、第２の
センサ３、４の出力との関係をまとめたものが図３であ
る。但し、第１、第２のセンサ３、４が、出力がＯＮの
とき対向面が凸であることを示す一方、ＯＦＦのとき対
向面が凹であることを示すものを使用している。だが、
この逆を示す出力形式のものを使用しても一向に構わな
い。

【００２２】次に、位置決め制御システムにより、移動
体２を原点Ａから移動完了点Ｂにまで移動させるにあた
り、位置検知装置の動作について説明する。

【００２３】まず、第１、第２のセンサ３、４の出力を
見ながら、移動体２を原点Ａに戻す。第１、第２のセン
サ３、４がＯＮ、ＯＦＦであれば、移動体２が原点Ａに
位置し原点停止状態αにあることが判る（図１(a))。こ
の状態でスイッチがオンにされると、このタイミングで
図外の駆動部が動作し、移動体２が加速運動する。

【００２４】その結果、第１、第２のセンサ３、４が直
ぐにＯＦＦ、ＯＦＦに切り替わり、移動体２が加速運動
状態βに入ったことが判る( 図１(b))。その後、第１、
第２のセンサ３、４がＯＮ、ＯＮに切り替わると、移動
体２を等速運動させるべき点に入ったことが判るので(
図１(c))、このタイミングで駆動部の駆動トルクを低下
させて、移動体２が等速運動させる。

【００２５】そして、第１、第２のセンサ３、４がＯＦ
Ｆ、ＯＦＦに切り替わると、移動体２を減速運動させる
べき点に入ったことが判るので( 図１(d))、このタイミ
ングで駆動部を用いて制動をかけ、移動体２を減速運動
させる。但し、第１、第２のセンサ３、４の出力だけを
みると、移動体２が加速運動状態β、減速運動状態δの
何れであるのかが判らないが、等速運動状態γの前後関
係を認識することにより問題なく対処することが可能と
なる。

【００２６】その後、第１、第２のセンサ３、４がＯＦ
Ｆ、ＯＮに切り替わると、移動体２が移動完了点Ｂに位
置し移動完了状態εにあることが判るので( 図１(e))、
このタイミングで駆動部を停止させて移動体２を止め
る。

【００２７】なお、移動体２を移動完了点Ｂから原点Ａ
に戻す場合については、第１のセンサ３と第２のセンサ
４との関係が入れ替わり、上記の場合と全く逆になされ
る。また上記した位置検知装置をもう１台用意すると、
移動体２を平面的に移動させることも可能である。

【００２８】従って、上記実施例による場合には、従
来、４つのセンサを用いて移動体の位置を検知していた
ものを２つのセンサにより行うことができ、センサを２
個分減らすことができる結果、構造の簡略化、配線・組
立の簡単化を図ることができる。これに伴って低コスト
の実現が可能となり、断線による故障の可能性も低くな
る等のメリットを期待できる。

【００２９】上記説明した位置検知装置は検出板が直線
移動するリニア方式の例であるが、検出板が回転移動す
るロータリ方式の例について図４を参照して説明する。

【００３０】図４はロータリ方式の装置の概略構成を示
す説明図であり、(a) は移動体の原点停止状態、(b) は
加速運動状態、(c) は等速運動状態、(d) は減速運動状
態、(e) は移動完了状態を示している。

【００３１】この例での検出板１’は円板状になってお
り、この外周面に凹凸11’が設けられている。凹凸11’
については図１の場合と全く同じで、この凹凸11’に対
向して第１、第２のセンサ３、４が配置されている点に
ついても同じである。ただ、ただ、検出板１’中心にシ
ャフト12’が連設されており、シャフト12’を介して図
外の移動体が連結されている点のみが異なる。

【００３２】この例による場合には、移動体と検出板
１’との間におけるシャフト12’上に増速歯車機構等を
簡単に設けることができる。よって、図１による場合に
比べて位置検知の精度を高くすることができ、精度の高
い位置決め制御を行うことが可能となる。

【００３３】なお、本発明にかかる位置決め制御システ
ムにおける位置検知装置は上述の実施例に限定されず、
例えば、検知対象部材としては既存の機構、例えばテー
ブル等に凹凸を設けるような形態を採っても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上、本発明にかかる位置決め制御シス
テムにおける位置検知装置による場合には、基本的には
第１の従来例による構成でありながら、センサの個数を
減らすことができる。よって、構造の簡略化、配線・組
立の簡単化を図ることができ、これに伴って低コストの
実現が可能となり、断線による故障の可能性も低くなる
というメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例装置の概略構成を示す説明図であり、
(a) は移動体の原点停止状態、(b) は加速運動状態、
(c) は等速運動状態、(d) は減速運動状態、(e) は移動
完了状態を示している。

【図２】行き決め制御システムを説明するための図であ
って、移動体の速度パターンを示すグラフである。

【図３】実施例装置を説明するための図であって、移動
体の運動状態と第１、第２のセンサの出力との関係を示
す表である。

【図４】実施例装置の変形例を説明するための図１に対
応する図である。

【図５】従来装置を説明するための図１に対応する図で
ある。

【図６】従来装置を説明するための図２に対応する図で
ある。

【図７】従来装置を説明するための図３に対応する図で
ある。

【符号の説明】

１移動体２検出板 11 凹凸３第１のセンサ４第２のセンサ α 原点停止状態 β 加速運動状態 γ 等速運動状態 δ 減速運動状態 ε 移動完了状態Ａ原点Ｂ移動完了点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御対象を加速運動、等速運動、減速運
動させることによりＡ点からＢ点に移動せしめる位置決
め制御システムにおいて、制御対象に連結してあり面上
に制御対象の速度パターンに関連した凹凸を設けてある
検知対象部材と、双方が所定間隔を開けて且つ検知対象
部材に対向して夫々配設してあり対向面が凹であるか凸
であるかを夫々検知する第１、第２の検知器とを備えて
おり、検知対象部材の凹凸については、制御対象がＡ
点、Ｂ点に位置するときには、第１の検知器の検知結果
が凸又は凹、第２の検知器の検知結果が凹又は凸を示
し、制御対象が加速運動、減速運動すべき点に位置する
ときには第１、第２の検知器の検知結果が何れも凹又は
凸を示し、制御対象が等速運動すべき点に位置するとき
には第１、第２の検知器の検知結果が何れも凸又は凹を
示すようにしてあることを特徴とする位置決め制御シス
テムの位置検知装置。