JPH09167022A - スキャナポジショナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線の接続の変更やソフトウエアの切替えが
不要なスキャナポジショナを提供する。 【解決手段】 モータ１と、モータ１により駆動され物
体４を搬送するボールねじ２と、ボールねじ２の運動を
検出するパルスエンコーダ３と、物体４を所定方向Ｐに
移動させる指令によりモータ１を動作させ、モータ１の
動作により指令と異なる方向Ｑに物体４が移動した場合
にはモータ１への運動方向の指示を逆転して設定し、設
定後の状態でパルスエンコーダ３の信号に応じてモータ
１を制御する制御手段５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物体の移動、位置
決めに用いられるスキャナポジショナに関する。

【０００２】

【従来の技術】物体の移動、搬送、位置決めなどに用い
られるスキャナポジショナは産業、民政の各種分野で使
用されている。スキャナポジショナは、モータなどの駆
動装置と、ベルト、ボールねじ、あるいはリニアスクエ
アなどの伝達装置と、パルスエンコーダ、あるいはリニ
アエンコーダなどの位置検出装置と、位置検出装置から
の信号を受けて駆動装置を制御する制御装置とを備え、
これらの装置により物体を所望位置へ移動することがで
きる。

【０００３】図３（ａ）に示すスキャナポジショナは、
駆動装置としてモータ１を、伝達装置としてボールねじ
２を、位置検出装置としてパルスエンコーダ３を、それ
ぞれ用いたものであり、モータ１およびパルスエンコー
ダ３がボールねじ２を挟んで互いに対向して取り付けら
れ、同軸に配置されたモータ１の回転軸、ボールねじ２
およびパルスエンコーダ３の回転軸が一体で回転するよ
うに構成されている。物体４はボールねじ２と螺合して
取り付けられ、ボールねじ２の回転に伴って図３（ａ）
のＰＱ方向に移動する。パルスエンコーダ３の信号は制
御装置１０５のカウンタ１０５Ａに入力され、制御装置
１０５の制御部１０５Ｂはカウンタ１０５Ａのカウント
数に基づいて物体４の位置を認識し、モータ１の回転を
制御する。

【０００４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、パルスエ
ンコーダ３の２つの出力信号ＳＡ、ＳＢの波形を示す。
正方向（ｃｗ）回転時の波形を示す図４（ａ）において
は、ＳＢの位相がＳＡの位相よりも９０゜進んでおり、
逆方向（ｃｃｗ）回転時の波形を示す図４（ｂ）におい
ては、ＳＢの位相がＳＡの位相よりも９０゜進んでい
る。このようにパルスエンコーダ３の回転方向に応じて
パルスエンコーダ３の信号ＳＡ、ＳＢの位相関係が逆転
するので、この位相関係に応じてカウンタ１０５Ａのカ
ウントの増減（アップカウント、ダウンカウント）を切
換える。また、信号ＳＡ、ＳＢのいずれかの信号の立上
がり、あるいは立ち下がりをカウントすることにより、
パルスエンコーダ３の回転量を算出する。このように、
パルスエンコーダ３の回転量に応じてカウンタ１０５Ａ
のカウント数が変化するので、カウンタ１０５Ａのカウ
ント数からボールねじ２の回転量（回転角度）が求ま
り、物体４の位置を算出することができる。したがっ
て、カウンタ１０５のカウント数に基づいてモータ１を
制御することにより物体４を任意の位置に移動すること
が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】生産ラインの配置など
の都合によりスキャナポジショナを組立直す必要を生ず
る場合がある。ところが、例えば図３（ｂ）に示すよう
に、モータ１の向きを図３（ａ）の場合と反転してモー
タ１の駆動力をベルト６を介して伝達するようにした場
合には、モータ１とボールねじ２の結合関係が逆転す
る。すなわち、モータ１を同一方向に回転したときに、
図３（ａ）と図３（ｂ）とでは、ボールねじ２の回転方
向が逆転する。したがって、図３（ａ）のモータ１を図
３（ｂ）のように付け替えると、本来の制御方向と逆向
きにボールねじ２が回転してしまうため物体４の位置制
御ができなくなる。

【０００６】すなわち、プログラムあるいは手動操作に
より、例えば図３におけるＰ方向への物体の移動が指令
された場合、実際には物体４がＱ方向へ移動してしま
う。エンコーダ３およびカウンタ１０５Ａを介して認識
される実際の物体４の位置を目標地点に近付けるため、
制御装置１０５はモータ１に対してＰ方向への移動の指
令を続けることになるが、実際にはモータ１は物体４を
Ｑ方向に移動させる方向へ回転を継続することとなる。
このように、モータ１の取り付け方向のみを逆転する
と、スキャナポジショナは制御不能に陥る。

【０００７】モータ１の取り付け方向の変更に対処する
ために、従来は、制御装置１０５に入力する信号ＳＡ
およびＳＢを入替えるようにパルスエンコーダ３と制御
装置１０５間の接続を変更する、制御装置１０５とモ
ータ１との間の配線を入替える、制御装置１０５のソ
フトウエアを改造する、複数のソフトウエアを用意す
る、といった方法を採っている。しかし、これらの方法
では誤った設定がされるおそれがある、あるいはソフト
ウエアのコストが上昇するという問題がある。

【０００８】本発明の目的は、配線の接続の変更やソフ
トウエアの切替えが不要なスキャナポジショナを提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１
に対応づけて説明すると、請求項１に記載の発明は、ア
クチュエータ１と、アクチュエータ１により駆動され物
体４を搬送する搬送手段２と、搬送手段２の運動を検出
する検出手段３と、アクチュエータ１の運動方向の逆転
を入力する入力手段７と、物体４を所定方向Ｐに移動さ
せる指令によりアクチュエータ１を動作させた後、入力
手段７によりアクチュエータ１の運動方向の逆転が入力
された場合には、アクチュエータ１への運動方向の指示
を逆転して設定し、設定後の状態で検出手段３の信号に
応じてアクチュエータ１を制御する制御手段５とを備え
ることにより上述の目的が達成される。

【００１０】請求項１に記載の発明では、物体４を所定
方向Ｐに移動させる指令によりアクチュエータ１を動作
させた後、入力手段７によりアクチュエータ１の運動方
向の逆転が入力された場合には、アクチュエータ１への
運動方向の指示を逆転して設定する。

【００１１】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図１、図２および図４を用
いて本発明によるスキャナポジショナの一実施の形態に
ついて説明する。図１に示すように、本実施の形態のス
キャナポジショナは、モータ１と、モータ１により駆動
されるボールねじ２と、ボールねじ２の回転量を読取る
パルスエンコーダ３と、カウンタ５Ａおよび制御部５Ｂ
を有する制御装置５と、制御装置５のユーザ極性切替え
を指示する入力装置７とを備える。物体４はボールねじ
２に螺合して取り付けられ、ボールねじ２の回転に伴っ
てＰＱ方向に移動する。

【００１３】図４において説明したように、パルスエン
コーダ３は２つの信号ＳＡおよびＳＢを出力し、これら
の信号ＳＡ、ＳＢは制御装置５のカウンタ５Ａに入力さ
れる。カウンタ５Ａは信号ＳＡ、ＳＢに基づいてボール
ねじ２の回転量（回転角度）をカウントして制御部５Ｂ
にその結果を出力する。制御装置５のカウンタ５Ａは信
号ＳＡの立上がりを捉えてカウントを行なうが、上述の
ように信号ＳＡおよび信号ＳＢの位相関係によりボール
ねじ２の回転方向を判別し、アップカウント、ダウンカ
ウントを切替える。したがって、常にカウンタ５Ａはボ
ールねじ２の回転角に対応したカウント数を制御部５Ｂ
に出力する。制御部５Ｂはカウンタ５Ａから送られるカ
ウント数に基づいてモータ１を制御し、物体４を所望の
位置に駆動する。このように、パルスエンコーダ３、制
御装置５、およびモータ１は制御ループを構成し、物体
４の位置を制御する。

【００１４】入力装置７は制御装置５に指令を送出し、
制御装置５のユーザ極性を切替える。ユーザ極性は「プ
ラス」または「マイナス」に設定され、「プラス」、
「マイナス」を切替えることにより制御装置５からモー
タ１に出力される回転方向の指令が反転する。

【００１５】制御装置５のユーザ極性は図２に示すシー
ケンスにより設定される。図２に示すシーケンスは、不
図示のユーザ極性設定スイッチが押された場合にスター
トする。ステップＳ１では、制御装置５のユーザ極性を
「プラス」に設定する。ステップＳ２では物体４をＰ方
向（図１）に移動する旨の指令を出してモータ１を回転
させる。ステップＳ３において物体４がリミットスイッ
チ（不図示）に接触してリミットスイッチがオンしてい
ると判定されればステップＳ４へ進み、リミットスイッ
チがオフであると判定されればステップＳ２へ戻る。ス
テップＳ４ではモータ１を停止するとともに、不図示の
ディスプレイに「ユーザ極性を入力して下さい」との表
示をする。なお、リミットスイッチはボールねじ２の両
端部に取り付けられているので、物体４がＰ、Ｑいずれ
の方向に移動した場合でも、物体４はリミットスイッチ
に接触し、接触によってモータ１は停止される。ステッ
プＳ５において、入力装置７の状態を判断し、入力装置
７により「プラス」が入力されていると判定されればス
テップＳ７へ、「プラス」が入力されていないと判定さ
れればステップＳ６へ進む。ステップＳ６において、入
力装置７の状態を判断し、入力装置７により「マイナ
ス」が入力されていると判定されればステップＳ８へ進
み、「マイナス」が入力されていないと判定されればス
テップＳ５へ戻る。ステップＳ７ではユーザ極性を「プ
ラス」に設定してシーケンスを終了する。ステップＳ８
ではユーザ極性を「マイナス」に設定してシーケンスを
終了する。

【００１６】このように、上述のシーケンスではステッ
プＳ１でユーザ極性を「プラス」に設定し、その極性の
状態で、ステップＳ２〜ステップＳ４において物体４を
Ｐ方向に移動する旨の命令により物体４を実際に移動さ
せる。このときの物体４の移動方向は操作者により確認
でき、例えば物体４がＰ方向に移動した場合にはユーザ
極性が「プラス」の状態で制御が適切に行なわれている
ことを示している。したがって、この場合には操作者が
入力装置７により「プラス」極性を指示すればよく（ス
テップＳ５）、ユーザ極性は「プラス」に設定される。

【００１７】一方、ステップＳ２〜ステップＳ４におい
て物体４がＱ方向に移動した場合にはユーザ極性が「プ
ラス」の状態では制御が適切に行なわれないことを示し
ている。したがって、この場合には操作者が入力装置７
により「マイナス」極性を指示すればよく（ステップＳ
６）、ユーザ極性は「マイナス」に設定される。ユーザ
極性を「マイナス」に設定した後は、指令により物体４
を移動させる方向とモータ１の回転方向とが合致するの
で、物体４の移動制御が可能となる。

【００１８】ステップＳ２〜ステップＳ４の動作により
物体４が移動する方向を決める極性として、モータ１、
ボールねじ２、パルスエンコーダ３、制御装置５の接続
状態および物体４の移動を指令するソフトウエアをも含
めたシステム全体の内部極性を観念することができ、こ
のような内部極性とユーザ極性との積により最終的な物
体４の制御方向が決定される。すなわち、ステップＳ２
〜ステップＳ４による試運転により、操作者はシステム
の内部極性を認識することができ、操作者は内部極性に
応じてユーザ極性を選択することが可能となる。Ｓ５〜
８において、内部極性とユーザ極性との適切な組合せが
獲得されるので、システムの最終的な極性が正しく設定
される。なお、ユーザ極性の誤入力がされた場合には、
再度上述のシーケンス動作を繰り返すことにより正しい
ユーザ極性に訂正できる。

【００１９】以上のように、物体４をある方向に移動す
る試運転をすることにより、実際に物体４が正しい方向
へ移動するか否かを操作者が確認し、物体４が命令と反
対方向へ移動する場合には制御装置のユーザ極性を切替
えてモータ１の回転方向を反転させるようにしたので、
適切な制御状態への切替えが誤りなく行なえる。また、
制御装置５を動作させるプログラムとモータ１の取り付
け方向との間の相性などの考慮も不要となるので、ハー
ドウエアに応じて複数のソフトウエアを用意したり、ハ
ードウエアに対応させるためのソフトウエアの改造の必
要もなくなる。

【００２０】本実施の形態では、ユーザ極性を設け操作
者が極性を設定できるようにしているが、試運転時の物
体の移動方向を自動的に認識して、システムの極性を自
動的に再設定するようにしてもよい。この場合、特定の
リミットスイッチ（物体がＱ方向に移動した場合にオン
するスイッチ）がオンした場合にはモータ１の回転方向
を逆転するようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
物体を所定方向に移動させる指令によりアクチュエータ
を動作させた後、入力手段によりアクチュエータの運動
方向の逆転が入力された場合には、アクチュエータへの
運動方向の指示を逆転して設定するようにしているの
で、配線の接続の変更やソフトウエアの切替えをする必
要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスキャナポジショナの一実施の形
態を概念的に示す図。

【図２】図１に示すスキャナポジショナの動作を示すフ
ローチャート。

【図３】従来のスキャナポジショナを概念的に示す図で
あり、（ａ）および（ｂ）はモータの取り付け向きが互
いに異なる反転した場合を示す図。

【図４】パルスエンコーダの動作を示す図。

【符号の説明】

１ モータ ２ ボールねじ ３ パルスエンコーダ ４ 物体 ５ 制御装置 ７ 入力装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチュエータと、 前記アクチュエータにより駆動され物体を搬送する搬送
   手段と、 前記搬送手段の運動を検出する検出手段と、 アクチュエータの運動方向の逆転を入力する入力手段
   と、 前記物体を所定方向に移動させる指令により前記アクチ
   ュエータを動作させた後、前記入力手段により前記アク
   チュエータの運動方向の逆転が入力された場合には、前
   記アクチュエータへの運動方向の指示を逆転して設定
   し、設定後の状態で前記検出手段の信号に応じて前記ア
   クチュエータを制御する制御手段と、を備えることを特
   徴とするスキャナポジショナ。