JPH0619003U

JPH0619003U - 移動体の移動速度制御装置

Info

Publication number: JPH0619003U
Application number: JP5996492U
Authority: JP
Inventors: 安池田
Original assignee: 旭光学工業株式会社
Priority date: 1992-08-03
Filing date: 1992-08-03
Publication date: 1994-03-11

Abstract

(57)【要約】【目的】同一のサーボ系で移動体の戻り速度を加工送
り時より早くし、加工の効率アップを可能にすることを
目的とする。【構成】ワーク台１を加工送り方向Ａと戻り方向Ｂと
に往復移動させるサーボモータ３をポジションユニット
９により回転制御するのに際して、ワーク台１が加工送
り方向Ａの移動端に達するタイミングで、戻り方向Ｂへ
のワーク台１の移動速度を加工送り方向Ａへのワーク台
１の移動速度より早い速度に変更する第１の指令を、速
度変更部１０からポジションユニット９に送出させ、ワ
ーク台１が戻り方向Ｂの移動端に達するタイミングで、
加工送り方向Ａへのワーク台１の移動速度を戻り方向Ｂ
へのワーク台１の移動速度よりも遅い速度に変更する第
２の指令を、速度変更部１０からポジションユニット９
に送出させるようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、レーザフォトプロッタに設けられるワークヘッドなどの移動体の移動速度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えばレーザフォトプロッタにおいては、ワーク台の送り時に被加工物への加工を行い、ワーク台の戻り時には該被加工物の加工は行われない。図２は、このようなレーザフォトプロッタに用いられる移動速度制御装置の構成図である。

【０００３】図２において、１はレーザ光学系を搭載するワークヘッドであり、このワークヘッド１は、回転可能に支持された送りねじ２に連結され、この送りねじ２をサーボモータ３により正、逆方向に回転させることでワークヘッド１を往復移動させる。４はワークヘッド１の位置を監視するポジションユニットであり、このポジションユニット４にはサーボモータ３の回転量、すなわちワークヘッド１の往復走査量を設定する指令パルスが入力されるとともに、その出力側にはドライブ回路５を介してサーボモータ３が接続されている。

【０００４】また、６はサーボモータ３の回転速度を検出するタコジェネレータであり、このタコジェネレータ６からサーボモータ３の回転速度に比例して発生する電圧はドライブ回路５に入力される。すなわち、タコジェネレータ６はサーボモータ３の速度帰還系を構成する。さらに、７はワークヘッド１の走査位置を検出する移動量検出器であり、この移動量検出器７で検出された移動量信号はＡ−Ｄコンバータ８によりデジタル信号に変換されてポジションユニット４に入力される。すなわち、移動量検出器７およびＡ−Ｄコンバータ８は移動量帰還系を構成する。

【０００５】上述のように構成された従来の移動速度制御装置において、ポジションユニット４に所定周波数の指令パルスが入力されると、この指令パルスはアナログ信号（電圧）に変換され、さらに、このアナログ信号はドライブ回路５によりサーボモータ３を駆動できる電圧に増幅されてサーボモータ３に供給される。これに伴いサーボモータ３が駆動されると、送りねじ２が回転されワークヘッド１を加工送り方向に移動させる。

【０００６】この時、タコジェネレータ６からサーボモータ３の回転速度に比例して発生する電圧はドライブ回路５にフィードバックされ、これによりサーボモータ３の回転速度を一定に制御する。また、ワークヘッド１の加工送り移動に伴い移動量検出器７により検出されたワークヘッド１の移動量信号は、Ａ−Ｄコンバータ８によりデジタル信号に変換されてポジションユニット４にフィードバックされる。ポジションユニット４では、入力される指令パルス数とフィードバックされるデジタル信号とを比較し、その差がゼロになるまでサーボモータ３を回転させる。そして、指令パルス数に応じた量だけワークヘッド１が加工送り方向に移動されると、サーボモータ３およびワークヘッド１が停止する。

【０００７】一方、指令パルスによるワークヘッド１の加工送りが終了すると、ポジションユニット４はサーボモータ３を逆転させる状態に切り換わる。これに伴い再び指令パルスがポジションユニット４に入力されると、サーボモータ３が逆転方向に駆動され、ワークヘッド１を戻り方向に移動させる。そして、指令パルスの入力が停止すると、ワークヘッド１は戻り方向の移動端に定位停止する。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述のような従来の移動速度制御装置では、ポジションユニットのサーボ系が加工送り時も戻り時も同一に機能するため、指令パルスの周波数および１パルス当りの送り量が固定されてしまうと、ワークヘッドの加工送りと戻りの速度が同一となり、例えば精密な描画走査になるほど加工送り時のワークヘッドの速度が遅くなるので、これに伴って精密描画に関係のない戻りのスピードが制約され、スループットすなわち実質的な描画処理時間が増大し、効率が低下するという問題があった。

【０００９】本考案は、上述のような事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、単一のサーボ系により、加工送り方向への移動体の移動速度と戻り方向への移動体の移動速度とを個別に設定することができ、加工送り方向と戻り方向とで、被加工物への加工状況に応じた速度で移動体を移動できるようにして、移動体上の被加工物の加工効率を大幅に向上することができる移動体の移動速度制御装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案は、加工送り方向と戻り方向とに往復移動する移動体と、前記移動体を往復移動させる駆動系と、前記移動体の移動量を検出する移動量検出器と、前記移動体の移動量を指令する指令情報と、前記移動量検出器で検出される前記移動体の移動量情報とを比較しながら前記駆動系を回転制御するポジションユニットと、前記戻り方向への前記移動体の移動速度を変更する第１の指令と、前記加工送り方向への前記移動体の移動速度を変更する第２の指令を前記ポジションユニットに送出する速度変更手段とを備えたことを特徴とする。

【００１１】また、本発明は、前記第１の指令は、前記戻り方向への前記移動体の移動速度を前記加工送り方向への前記移動体の移動速度より早い速度に変更するものであり、前記第２の指令は、前記加工送り方向への前記移動体の移動速度を前記戻り方向への前記移動体の移動速度よりも遅い速度に変更するものであるものとした。さらに、本発明は、前記移動体が前記加工送り方向の移動端に達するタイミングで前記第１の指令を前記速度変更手段から送出させ、前記移動体が前記戻り方向の移動端に達するタイミングで前記第２の指令を前記速度変更手段から送出させる制御手段をさらに備えるものとした。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１に基づいて説明する。図１は、レーザフォトプロッタなどに適用される移動速度制御装置の構成図を示すもので、図２に示す場合と同様に、加工送り方向Ａと戻り方向Ｂとに往復移動するワーク台１（移動体に相当）、このワーク台１を往復移動させる送りねじ２、この送りねじ２を正逆方向に回転駆動するサーボモータ３（駆動系に相当）、サーボモータ３のドライブ回路５、サーボモータ３の回転速度を検出してドライブ回路５にフィードバックするタコジェネレータ６、ワーク台１の位置を検出する移動量検出器７および移動量検出器７の移動量信号をデジタル信号に変換するＡ−Ｄコンバータ８を備える。

【００１３】９はポジションユニットであり、このポジションユニット９は、従来と同様に移動量検出器７およびＡ−Ｄコンバータ８からなる移動量ループを通してフィードバックされる移動量情報に基づいてワーク台１の移動量を監視し、該移動量情報と、外部から入力される指令パルス（指令情報に相当）とを比較してサーボモータ３の回転を制御する機能を備えているとともに、ワーク台１の戻り方向Ｂへの移動速度を加工送り方向Ａへの移動速度よりも早い速度に変更する速度変更部１０を有している。

【００１４】この速度変更部１０は、前記指令パルスにおける加工送りと戻りの切り替えタイミングを示す信号、又は移動量検出器７によりワーク台１が加工送り方向Ａの移動端に達したことを検出したときの信号、および移動量検出器７によりワーク台１が戻り方向Ｂの移動端に達したことを検出したときの信号で動作する制御回路１１により制御される。そして、この制御回路１１により速度変更部１０を制御することで、前記ワーク台１を前記加工送り方向Ａや前記戻り方向Ｂへ移動させる際の移動速度が速度変更部１０で選択され、該選択された速度で前記ワーク台１を前記加工送り方向Ａや前記戻り方向Ｂへ移動させるための制御信号が、前記ポジションユニット９から前記ドライブ回路５に出力される。

【００１５】なお、速度変更部１０は、前記指令パルスの１パルス分で移動するワーク台１の移動量を、通常の移動量の１倍，２倍，４倍のいずれかに切り替える機能を備えており、例えば通常の移動量の４倍に切り替えられると、ワーク台１の移動速度は４倍となる。

【００１６】次に、上記のように構成された本実施例の動作について説明する。まず、ワーク台１が戻り方向の移動端に到達したタイミングで制御回路１１が速度変更部１０を制御することにより、速度変更部１０がワーク台１の戻り方向への移動速度を通常の移動速度（１倍）に選択設定する。かかる状態において、ポジションユニット９に、ワーク台１を加工送り方向Ａへ移動させるための指令パルスが入力されると、この指令パルスはそのままアナログ信号（電圧）に変換されてドライブ回路５に出力される。ドライブ回路５ではアナログ信号を所定のレベルに増幅した後サーボモータ３に加えることでサーボモータ３を駆動し、送りねじ２を回転駆動することによりワーク台１を加工送り方向Ａへ移動させる。

【００１７】このとき、サーボモータ３の回転速度はタコジェネレータ６により検出され、この検出信号はドライブ回路５にフィードバックされてサーボモータ３の回転速度が一定に制御される。また、ワーク台１の加工送り方向Ａへの移動量は移動量検出器７により検出され、検出された移動量を示す移動量検出器７からの出力信号はＡ−Ｄコンバータ８によりデジタル信号に変換されてポジションユニット９にフィードバックされる。ポジションユニット９では指令パルスの数とフィードバックされたデジタル信号とを比較し、その差がゼロとなるまでサーボモータ３を回転させる。

【００１８】一方、ワーク台１が加工送り方向Ａの移動端に達するダイミング、あるいはワーク台１を加工送り方向Ａへ移動させる指令パルスがストップするタイミングになると、制御回路１１から速度変更部１０に対し速度変更指令が出力され、該速度変更部１０は、ワーク台１の戻り方向Ｂへの移動速度を通常の移動速度の４倍に選択設定し、その旨を示す指令をポジションユニット９へ送出する。これに呼応してポジションユニット９は、これに入力された指令パルスをアナログ信号に変換する際に、サーボモータ３の単位時間当たりの回転数が加工送り時の４倍となるような信号値（電圧値）に変換し、この変換されたアナログ信号をドライブ回路５により増幅してサーボモータ３に供給させる。

【００１９】すると、サーボモータ３が加工送り時の４倍の回転数で回転駆動されて送りねじ２が回転駆動され、例えば加工送り時における、指令パルスの１パルス分に対応するワーク台１の移動量が１μｍであったとすると、戻り時における指令パルスの１パルス分に対応するワーク台１の移動量が４μｍとなって、ワーク台１が加工時の４倍の速度で戻り方向Ｂへ移動される。

【００２０】このとき、サーボモータ３の回転速度はタコジェネレータ６により検出され、この検出信号はドライブ回路５にフィードバックされてサーボモータ３の回転速度が一定に制御される。また、ワーク台１の戻り方向Ｂへの移動量は移動量検出器７により検出され、検出された移動量を示す移動量検出器７からの出力信号はＡ−Ｄコンバータ８によりデジタル信号に変換されてポジションユニット９にフィードバックされる。ポジションユニット９では指令パルスの数とフィードバックされたデジタル信号とを比較し、その差がゼロとなるまでサーボモータ３を回転させる。

【００２１】そして、ワーク台１が戻り方向Ｂの移動端に達するタイミング、あるいはワーク台１を戻り方向Ｂへ移動させる指令パルスがストップするタイミングになると、制御回路１１から速度変更部１０に対し速度変更指令が出力され、該速度変更部１０は、ワーク台１の加工送り方向Ａへの移動速度を通常の移動速度（１倍）に選択設定し、その旨を示す指令をポジションユニット９へ送出する。したがって、加工送り時には、指令パルスの１パルス分に対応するワーク台１の移動量が再び１μｍとなり、ワーク台１の移動速度が通常の速度に戻る。以下同様にしてワーク台１を往復移動させることにより、加工送り時には、ワーク台１上の記録媒体へのレーザ光（不図示）などによる描画が低速で行われ、描画が行われない戻り時には加工送り時よりも早い速度でワーク台１が送られる。

【００２２】上述のような本実施例においては、同一のサーボ系でワーク台１を加工送り時より４倍に相当する速度で早戻し制御することができ、ワーク台１上に設置した記録媒体へのレーザ光などによる描画などの加工時間を大幅に短縮できる。また、特別なユニットを付加しなくても容易に実現することができる。

【００２３】なお、本実施例では、速度変更部１０で戻り時のワーク台１の移動速度を加工送り時の４倍に選択設定するものとしたが、加工送り時の２倍に選択設定するものとしてもよく、加工送り時のワーク台１の移動速度が、戻り時の移動速度と同じか或は戻り時の移動速度よりも早く選択設定されるようにしてもよい。また、速度変更部１０で選択設定し得る速度の倍数の選択肢は、１，２，４倍以外の倍数であってもよい。

【００２４】さらに、本実施例では、ワーク台１が加工送り方向Ａの移動端や戻り方向Ｂの移動端に達するダイミングで制御回路１１が速度変更部１０を制御して、該速度変更部１０がワーク台１の移動速度を選択するものとしたが、速度変更部に切り替え選択スイッチを設け、ワーク台１が加工送り方向Ａの移動端や戻り方向Ｂの移動端に達するダイミングで、ユーザが切り替え選択スイッチを操作してワーク台１の移動速度を選択設定する構成としてもよく、ワーク台１の移動速度を変更するタイミングは上述したタイミングに限定されない。加えて、ワーク台１の送りはねじ方式に限らず、エンドレスベルト方式、ラックピニオン方式などでもよい。また、速度帰還ループを省略したサーボ系にも利用できる。そして、送り制御される対象はワークヘッドに限定されない。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、移動体を加工送り方向と戻り方向とに往復移動させるサーボモータをポジションユニットにより回転制御するのに際して、前記移動体が前記加工送り方向の移動端に達するタイミングで、前記戻り方向への前記移動体の移動速度を変更する第１の指令を、速度変更手段から前記ポジションユニットに送出させ、前記移動体が前記戻り方向の移動端に達するタイミングで、前記加工送り方向への前記移動体の移動速度を変更する第２の指令を、前記速度変更手段から前記ポジションユニットに送出させるようにしたので、単一のサーボ系により、加工送り方向への移動体の移動速度と戻り方向への移動体の移動速度とを個別に設定することができ、加工送り方向と戻り方向とで、被加工物への加工状況に応じた速度で移動体を移動できるようにして、移動体上の被加工物の加工効率を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す移動速度制御装置の全
体の構成図である。

【図２】従来の移動速度制御装置の構成図である。

【符号の説明】

１ワーク台（移動体）３サーボモータ（駆動系）７移動量検出器９ポジションユニット１０速度変更部（速度変更手段）１１制御回路（制御手段）Ａ加工送り方向Ｂ戻り方向

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】加工送り方向と戻り方向とに往復移動す
る移動体と、前記移動体を往復移動させる駆動系と、前記移動体の移動量を検出する移動量検出器と、前記移動体の移動量を指令する指令情報と、前記移動量
検出器で検出される前記移動体の移動量情報とを比較し
ながら前記駆動系を回転制御するポジションユニット
と、前記戻り方向への前記移動体の移動速度を変更する第１
の指令と、前記加工送り方向への前記移動体の移動速度
を変更する第２の指令を前記ポジションユニットに送出
する速度変更手段と、を備えたことを特徴とする移動体の移動速度制御装置。
【請求項２】前記第１の指令は、前記戻り方向への前
記移動体の移動速度を前記加工送り方向への前記移動体
の移動速度より早い速度に変更するものであり、前記第
２の指令は、前記加工送り方向への前記移動体の移動速
度を前記戻り方向への前記移動体の移動速度よりも遅い
速度に変更するものである請求項１記載の移動体の移動
速度制御装置。
【請求項３】前記移動体が前記加工送り方向の移動端
に達するタイミングで前記第１の指令を前記速度変更手
段から送出させ、前記移動体が前記戻り方向の移動端に
達するタイミングで前記第２の指令を前記速度変更手段
から送出させる制御手段をさらに備える請求項１又は２
記載の移動体の移動速度制御装置。