JPH0895621A - 可動部の原点調整方法及び原点調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンコーダが出力するパルス信号のパルス数
をカウンタにより加減算し、カウンタのカウント値に基
づき可動部の移動を制御する装置において、センサを用
いることなく、原点復帰動作に伴う可動部の原点位置調
整を可能とする。 【構成】 可動部を基準位置へ向かって移動させ（ステ
ップＳ１，Ｓ２）、カウンタのカウント値の変化が所定
時間停止した後（ステップＳ４でＹＥＳ）、そのときの
カウント値と、可動部を予め基準位置に移動した時点に
おけるカウンタの初期値とを比較し（ステップＳ６）、
その差が許容範囲内である場合にのみカウンタのカウン
ト値を初期値に訂正する（ステップＳ７）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンコーダを用いて可
動部の移動を制御する装置、例えばＮＣ機械等における
可動部の原点調整方法及び原点調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばＮＣ工作機械において、テ
ーブルやサドル等の可動部の移動を制御するには、可動
部の移動に伴いエンコーダが出力するパルス信号のパル
ス数をカウンタにより逐次加減算して記憶させ、そのカ
ウント値から前記可動部の移動位置を知ることによっ
て、可動部の移動を制御するようにしている。一方、こ
うした制御では、電気系統にノイズが生じて前記パルス
数がミスカウントされ、これにより、カウンタのカウン
ト値と可動部の移動位置との関係にずれが生じてしまう
ことがある。したがって、かかる制御においては、作業
開始以前や作業途中に原点復帰動作を行わせるのが一般
的である。

【０００３】この原点復帰動作は、可動部の移動範囲内
に予め基準位置を設け、その近傍に、基準位置に可動部
が移動したことを検知するセンサ、例えばリミットスイ
ッチや光電スイッチを設けておく。そして、可動部を移
動範囲内の任意の位置から基準位置に向けて移動させ、
図５に示すように、前記センサが検出信号を出力してい
る間で、かつ前記エンコーダから零相信号が出力された
時点を、可動部が基準位置に到達した時点とし、前述し
たカウント値を“０”等の初期値にリセットする。な
お、前記零相信号とは、所定のパルス数毎に１回出力さ
れるものであり、例えば前記可動部の駆動源であるモー
タが１回転する毎に出力される信号である。これによ
り、前記カウント値を正しい値に維持することができる
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の方法にあっては、前記センサが故障したり、
その信号ケーブルが断線したりすると可動部の移動制御
が行えなくなるため、その保守点検を頻繁に行わざるを
得ないという問題があった。また、センサの取付位置に
誤差があると、予め設定した可動部の原点位置にも誤差
が生じるため、センサを取り付ける際の位置調整が必要
不可欠となっており、センサの取付作業が煩雑であっ
た。また、装置内には、可動部を備えた機構部分にセン
サの取り付けスペースを確保しなくてはならず、前記機
構部分におけるレイアウト上の自由度が狭くなるという
問題もあった。

【０００５】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、センサを用いることなく、原点復
帰動作に伴う可動部の原点位置調整が可能となる可動部
の原点調整方法及び原点調整装置を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の方法にあっては、可動部の移動に伴いエンコ
ーダが出力するパルス信号のパルス数が、カウンタに逐
次加減算されカウント値として記憶されるとともに、前
記カウント値に基づき前記可動部の移動が制御される装
置において、前記可動部を基準位置へ向かって移動さ
せ、前記カウント値の変化が所定時間停止した後、その
ときのカウント値と、前記可動部を予め前記基準位置に
移動した時点における前記カウンタの初期値とを比較
し、その差が許容範囲内である場合にのみ前記カウンタ
のカウント値を前記初期値に訂正する方法とした。

【０００７】また、本発明の装置あっては、可動部の移
動に伴いエンコーダが出力するパルス信号のパルス数
が、カウンタに逐次加減算されカウント値として記憶さ
れるとともに、前記カウント値に基づき前記可動部の移
動が制御される装置において、基準位置に移動した前記
可動部が当接するストッパと、前記可動部を予め前記ス
トッパに当接させた時点における前記カウンタの初期値
を記憶する原点位置データ記憶手段と、前記カウンタの
カウント値の変化が所定時間以上停止したことを検知す
るカウント値監視手段と、該カウント値監視手段の検知
に伴い、前記カウンタのカウント値と、前記原点位置デ
ータ記憶手段に記憶されたカウント値との差が、許容範
囲内であるかを判定する判定手段と、を備え、前記判定
手段の判定結果に基づき、前記カウンタのカウント値を
原点位置データ記憶手段に記憶されたカウント値に訂正
するものとした。

【０００８】

【作用】前記構成においては、可動部を基準位置へ向か
って移動させた際に、前記カウント値の変化が所定時間
停止すれば、可動部が基準位置に達したと検知され、こ
れに伴い可動部の位置を制御する際の基準となるカウン
タのカウント値が初期値にリセットされる。したがっ
て、センサを用いることなく可動部の原点位置調整を行
うことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図にしたがって説
明する。図１は、ＮＣ機械における可動部の原点調整装
置を示すシステムブロック図であって、この原点調整装
置は、ＮＣ機械が有する図示しない可動部を駆動するモ
ータ１の回転に伴いパルス信号を出力するインクリメン
タル型のエンコーダ２を有している。また、原点調整装
置は、前記モータ１に電力を供給するアンプ３と、この
アンプ３に第１の切換スイッチ４を介して接続された連
続作動回路５と位置制御回路６とを有しており、外部か
らの原点復帰指令により前記切換スイッチ４がＯＮ作動
した場合には連続作動回路５が、それ以外の場合には前
記位置制御回路６が、それぞれ前記アンプ３に接続され
るようになっている。前記連続作動回路５は、前記可動
部を、その移動範囲内に設けられて基準位置に移動した
前記可動部が当接する図示しないストッパに向けて移動
させる方向へ前記モータ１を回転させるための作動信号
を出力する回路であり、前記位置制御回路６は、ＮＣ機
械に結合された数値制御装置から与えられた制御信号に
基づき前記モータ１を正逆双方向へ回転させる作動信号
を出力する回路である。

【００１０】また、原点調整装置は、前記エンコーダ２
が出力するパルス信号のパルス数を逐次加減算しかつそ
の値を記憶するパルスカウンタ７と、パルスカウンタ７
に“０”や“１０”等の任意の初期値をプリセットする
ためのプリセットデータ設定回路８を有している。前記
パルスカウンタ７と前記位置制御回路６との間には第２
の切換スイッチ９が設けられており、前述した外部から
の原点復帰指令が無いときには、第２の切換スイッチ９
を介してパルスカウンタ７と位置制御回路６とが接続さ
れるようになっている。

【００１１】また、原点調整装置は、前記モータ１の回
転に伴いエンコーダ２が出力する信号の周波数を電圧に
変換する周波数電圧変換回路１０と、変換された電圧の
値を測定する比較回路１１とを有しており、比較回路１
１には前記測定に要する電圧を供給する２次電源１２が
接続されている。比較回路１１には、測定した電圧の値
が“０”の状態が所定の時間経過したときタイミング信
号を出力するオンディレイ回路１３が接続されている。
すなわち周波数電圧変換回路１０、比較回路１１、２次
電源１２、オンディレイ回路１３は、本発明のカウント
値監視手段を実現する電圧監視ブロックａを構成してお
り、前述した電圧の変化によって、前記パルスカウンタ
７におけるカウント値の変化が所定の時間停止したこと
を間接的に検知できるようになっている。

【００１２】さらに、原点調整装置には、本発明の原点
位置データ記憶手段である原点位置データメモリ１４
と、比較ブロックｂとが設けられており、これらが第３
の切換スイッチ１５を介して前記オンディレイ回路１３
に接続されている。第３の切換スイッチ１５は、外部操
作によって動作モードを初期設定モード（０）と通常モ
ード（１）とに切り換えるものであって、第３の切換ス
イッチ１５が初期設定（０）側にあるときには、前記オ
ンディレイ回路１３が出力したタイミング信号が前記原
点位置データメモリ１４の書込みタイミング信号として
出力される一方、通常モード（１）側にあるときには、
前記タイミング信号が前記比較ブロックｂに比較タイミ
ング信号として出力されるようになっている。

【００１３】また、前記原点位置データメモリ１４及び
比較ブロックｂと、前記第２の切換スイッチ９との間に
は第４の切換スイッチ１６が設けられている。第４の切
換スイッチ１６は、前記第３の切換スイッチ１５と同様
に外部操作により動作モードを初期設定モード（０）と
通常モード（１）とに切り換えるものであって、前記第
２の切換スイッチ９がＯＮ作動している場合、第４の切
換スイッチ１６が初期設定（０）側にあるときには、前
記パルスカウンタ７のカウント値が原点位置データメモ
リ１４に記憶される一方、第４の切換スイッチ１６が通
常モード（１）側にあるときには、前記パルスカウンタ
７のカウント値が前記比較ブロックｂへ出力されるよう
になっている。

【００１４】一方、前記比較ブロックｂは本発明の判定
手段を実現するブロックであって、第１〜第３の比較回
路１７〜１９と、ｎ加算器２０及びｎ減算器２１とによ
って構成されている。ｎ加算器２０は、前記パルスカウ
ンタ７の現在値（カウント値）に所定の値を加算した値
（現在値＋ｎ）を前記第２の比較回路１８に出力するも
のであり、ｎ減算器２１は、逆に前記パルスカウンタ７
の現在値（カウント値）から所定の値を減算した値（現
在値−ｎ）を前記第３の比較回路１９に出力するもので
ある。

【００１５】また、第１の比較回路１７は前述した比較
タイミング信号の入力に伴い、前記パルスカウンタ７の
現在値“Ａ”と前記原点位置データメモリ１４に記憶さ
れた原点位置データ“Ｂ”とを比較し、その結果が、
“Ａ＝Ｂ”のときにはＯＫ出力回路２２へ作動信号を、
また“Ａ＜Ｂ”のときには第２の比較回路１８へ比較タ
イミング信号を、そして“Ａ＞Ｂ”のときには第３の比
較回路１９へ比較タイミング信号をそれぞれ出力する回
路である。

【００１６】第２の比較回路１８は、前記第１の比較回
路１７が出力した比較タイミング信号の入力に伴い、前
記ｎ加算器２０が出力した値“Ａ”と前記原点位置デー
タメモリ１４に記憶された原点位置データ“Ｂ”とを比
較し、その結果が、“Ａ＝Ｂ”又は“Ａ＞Ｂ”のときに
は前記ＯＫ出力回路２２へ作動信号を、また“Ａ＜Ｂ”
のときにはＮＧ出力回路２３へ作動信号をそれぞれ出力
する回路である。

【００１７】第３の比較回路１９は、前記第１の比較回
路１７が出力した比較タイミング信号の入力に伴い、前
記ｎ減算器２１が出力した値“Ａ”と前記原点位置デー
タメモリ１４に記憶された原点位置データ“Ｂ”とを比
較し、その結果が、“Ａ＝Ｂ”又は“Ａ＜Ｂ”のときに
は前記ＯＫ出力回路２２へ作動信号を、また“Ａ＞Ｂ”
のときには前記ＮＧ出力回路２３へ作動信号をそれぞれ
出力する回路である。なお、前記ＯＫ出力回路２２は、
前記プリセットデータ設定回路８に作動信号を出力する
とともに、前記アンプ３へモータ停止信号を出力するも
のであり、また前記ＮＧ出力２３は、前記アンプ３へモ
ータ停止信号を出力するとともに、ＮＣ機械の外部機器
へ異常発生信号を出力するものである。

【００１８】次に、以上の構成からなる本実施例の作動
を図２に示したフローチャートに従って説明する。すな
わちＮＣ機械の稼働中に外部機器より原点復帰指令が入
力されると（ステップＳ１）、第１の切換スイッチ４が
ＯＮ作動しアンプ３へモータ起動信号が出力される（ス
テップＳ２）。すると、モータ１が連続して所定方向へ
回転し、これに伴い任意の位置にある可動部が前述した
ストッパに向かって移動する。このとき、パルスカウン
タ７のカウント値は電圧監視ブロックａによって間接的
に監視されており（ステップＳ３）、カウント値の変化
が所定時間ｔだけ停止するまでその監視が続けられる
（ステップＳ４でＮＯ）。

【００１９】やがて前記カウント値が安定してその変化
が所定時間ｔだけ停止すると、可動部がストッパに当接
して基準位置に達したと判断され次へ進む（ステップＳ
４でＹＥＳ）。このとき動作モードが初期設定モード
（０）である場合、つまりＮＣ機械の初期設定作業時に
は（ステップＳ５で“０”）、図３に示すように、プリ
セットデータ設定回路８によりパルスカウンタ７に初期
値がセットされる（Ｓ７）。なお、このとき原点位置デ
ータメモリ１４にも同一の初期値値が記憶される。そし
て、アンプ３へモータ停止信号が出力されてモータ１が
停止された後（ステップＳ８）、外部機器へ原点復帰完
了信号が出力される（Ｓ９）。これによりＮＣ機械の初
期設定作業に伴う原点復帰処理が完了する。

【００２０】一方、動作モードが初期設定モード（１）
である場合（ステップＳ５で“１”）、つまりＮＣ機械
の作業中に必要に応じて原点復帰処理が行われる場合に
は、ステップ６へ進み、パルスカウンタ７の現在値と、
原点位置データメモリ１４に記憶された初期値との差が
許容範囲内であるか、つまり初期値を”Ｉ_０”、現在値
を“Ｉ”としたとき、Ｉ_０−ｎ≦Ｉ≦Ｉ_０＋ｎが成り立
つかが比較ブロックｂにより判定される。そして、この
判定結果がＯＫの場合には、ステップＳ７においてパル
スカウンタ７の現在値が初期値にリセットされた後（図
４の下側のグラフを参照）、前述したステップＳ８、ス
テップＳ９の処理が行われて原点復帰処理が完了する。
これにより、作業中にＮＣ機械の電気系統にノイズが生
じ、それに起因してパルスカウンタ７の現在値と可動部
の移動位置との関係にずれが生じている場合には、その
ずれが解消される。つまり原点位置調整が行われる。

【００２１】他方、前述したステップＳ６の判定結果が
ＮＧである場合、つまり初期値を”Ｉ_０”、現在値を
“Ｉ”としたとき、Ｉ＜Ｉ_０−ｎ又はＩ_０＋ｎ＜Ｉであ
る場合には（図４の上側のグラフを参照）、可動部が故
障などの何らかの理由により基準位置へ達する以前に停
止したと判断され、アンプ３へモータ停止信号が出力さ
れ（ステップＳ１０）、ＮＧ出力回路２３から外部機器
へ異常発生信号が出力された後（ステップＳ１１）、原
点復帰処理が完了する。

【００２２】したがって、本実施例によれば、従来のよ
うにセンサを用いることなく、原点復帰動作に伴う可動
部の原点位置調整が可能となるため、ＮＣ機械の信頼性
が向上する。よって、センサを用いる場合のように保守
点検を頻繁に行う必要がなくなる。また、センサを用い
ないことから、ＮＣ機械の組立時には煩雑であったセン
サの取付作業を無くすことができるとともに、ＮＣ機械
の機構部分におけるレイアウト上の自由度を広げること
もできる。

【００２３】しかも、本実施例においては、可動部が故
障などの何らかの理由により基準位置へ達する以前に停
止した場合には、比較ブロックｂによりそれを発見する
ことができるため、かかる異常を検出する装置や機構を
別途ＮＣ機械に設けなくとも済む。よって、ＮＣ機械の
低コスト化を図ることができる。また、同様の理由か
ら、前記異常が発生した場合に、可動部が基準位置以外
の誤った位置にある状態で原点位置調整が行われてしま
う心配が無い。これにより、ＮＣ機械の信頼性をさらに
向上させることができる。

【００２４】なお、本実施例においては、パルスカウン
タ７のカウント値の変化が所定時間ｔだけ停止したこと
を、電圧監視ブロックａが間接的に検知するものについ
て説明したが、これに限らず、パルスカウンタ７のカウ
ント値を直接監視して、その変化が所定時間ｔだけ停止
したことを検知する構成としても構わない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法及び
装置によれば、センサを用いることなく、原点復帰動作
に伴う可動部の原点位置調整が可能となることから、装
置の信頼性が向上する。よって、センサを用いる場合の
ように保守点検を頻繁に行う必要がなくなる。また、セ
ンサを用いないことから、装置の組立時には煩雑であっ
たセンサの取付作業を無くすことができるとともに、装
置の機構部分におけるレイアウト上の自由度を広げるこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すシステムブロック図で
ある。

【図２】同実施例の作動を示すフローチャートである。

【図３】同実施例における初期設定モード動作でのカウ
ント値−時間のグラフである。

【図４】同実施例における通常モード動作でのカウント
値−時間のグラフである。

【図５】従来例を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ モータ ２ エンコーダ ７ パルスカウンタ １４ 原点位置データメモリ（原点位置データ記憶手
段） ａ 電圧監視ブロック（カウント値監視手段） ｂ 比較ブロック（判定手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動部の移動に伴いエンコーダが出力す
   るパルス信号のパルス数が、カウンタに逐次加減算され
   カウント値として記憶されるとともに、前記カウント値
   に基づき前記可動部の移動が制御される装置において、 前記可動部を基準位置へ向かって移動させ、前記カウン
   ト値の変化が所定時間停止した後、そのときのカウント
   値と、前記可動部を予め前記基準位置に移動した時点に
   おける前記カウンタの初期値とを比較し、その差が許容
   範囲内である場合にのみ前記カウンタのカウント値を前
   記初期値に訂正することを特徴とする可動部の原点調整
   方法。
2. 【請求項２】 可動部の移動に伴いエンコーダが出力す
   るパルス信号のパルス数が、カウンタに逐次加減算され
   カウント値として記憶されるとともに、前記カウント値
   に基づき前記可動部の移動が制御される装置において、 基準位置に移動した前記可動部が当接するストッパと、 前記可動部を予め前記ストッパに当接させた時点におけ
   る前記カウンタの初期値を記憶する原点位置データ記憶
   手段と、 前記カウンタのカウント値の変化が所定時間以上停止し
   たことを検知するカウント値監視手段と、 該カウント値監視手段の検知に伴い、前記カウンタのカ
   ウント値と、前記原点位置データ記憶手段に記憶された
   カウント値との差が、許容範囲内であるかを判定する判
   定手段と、 を備え、前記判定手段の判定結果に基づき、前記カウン
   タのカウント値を原点位置データ記憶手段に記憶された
   カウント値に訂正することを特徴とする可動部の原点調
   整装置。