JPH11143546A - 高速移動体制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】テーブル等の移動体を高速且つ正確に原点復帰
させることのできる高速移動体制御方法及び装置を提供
する。 【解決手段】パルスモータ４で原点に高速で復帰させる
回路３０と制御回路２１を有するパルスモータコントロ
ーラ２０により移動体６を駆動制御して高速に原点復帰
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高速移動体制御方法
及び装置に関し、特に被制御物体をパルスモータを用い
て高速で所定位置へ移動する制御方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プリンタやプロッタの記録ヘッドのよう
な物体（移動体という）は、機器の電源投入時またはそ
の他原点復帰指令を受けた際には、現在位置に無関係に
予め定めた所定位置（原点という）へ移動するのが一般
的である。

【０００３】また、これら移動体の移動制御には、小型
化及び制御の正確性等の理由でパルスモータと関連する
動力伝達機構（例えば、ボールねじ、ベルト、ギア等）
を使用するのが一般的である。パルスモータは、パルス
モータコントローラにより、ＣＷ／ＣＣＷ（時計回り／
反時計回り）に回転する。

【０００４】パルスモータを使用する従来の移動体駆動
装置の例は、例えば、特開平４−１６０６１０号公報等
に開示されている。ここで、本発明の理解を容易にする
為に従来の移動体駆動装置及びそれに使用される駆動及
び制御装置につき簡単に説明する。

【０００５】図５は、一般的なパルスモータ位置決め装
置の構成図である。パルスモータコントローラ１は、制
御回路２を内蔵し、パルスモータドライバ３に対してＣ
Ｗ／ＣＣＷ駆動信号を入力する。パルスモータドライバ
３は、入力された信号に応じてパルスモータ４に所定周
波数の駆動パルスを供給して、これを所定方向に所定速
度で回転する。このパルスモータ４の駆動力は、動力伝
達機構５を介してテーブル等の移動体６を移動させる。

【０００６】この移動体６と関連して位置センサ８，
９，１０が設けられ、そのセンサ検出出力に応じてパル
スモータコントローラ１の制御回路２により、駆動信号
の制御を行う。センサ８，９，１０は一般にフォト
（光）マイクロセンサを使用し、移動体６に設けられた
遮光板７が光を遮断（遮光）することによりセンサをオ
ン／オフ制御するよう構成している。

【０００７】図６にパルスモータ４、移動体６、動力伝
達機構５、センサ（−リミットセンサ８、原点センサ
９、＋リミットセンサ１０）の構成を分解斜視図で示
す。また、図７にフォトマイクロセンサによる投光部１
１、受光部１２及びマイクロフォトセンサ８，９，１０
を示す。図５及び図６の遮光板７は、フォトマイクロセ
ンサの投光部１１と受光部１２との間を移動して、光ビ
ームを遮光するよう構成している。

【０００８】次に、パルスモータコントローラ１の入力
信号の種類と機能とを簡単に説明する。「＋リミット」
は、パルスモータドライバ３に対してＣＷ駆動信号を出
力しているとき、この信号が検出されると、パルスモー
タコントローラ１はＣＷ駆動信号の出力を中止してパル
スモータ４を停止させる。但し、ＣＣＷ出力時には、こ
の信号は無効である。

【０００９】「−リミット」は、パルスモータドライバ
３に対してＣＣＷ駆動信号を出力しているとき、この信
号が検出されると、パルスモータコントローラ１は、Ｃ
ＣＷ駆動信号の出力を中止し、パルスモータ４を停止さ
せる。但し、ＣＷ出力時には、この信号は無効である。

【００１０】「＋スローダウン」は、この信号が検出さ
れている間、今までＣＷに高速回転していたパルスモー
タ４を定速回転にスローダウンさせる。信号が検出され
なくなると、以前の高速回転になる。但し、ＣＣＷ駆動
時には、この信号は無効である。また、この信号は、ニ
ア原点、ニアリミットとして使用される。「−スローダ
ウン」は、この信号が検出されている間、今までＣＣＷ
に高速回転していたパルスモータ４を定速回転にスロー
ダウンさせる。信号が検出されなくなると、以前の高速
回転になる。但し、ＣＷ駆動している場合には、この信
号は無効である。また、この信号はニア原点、ニアリミ
ットとして使用される。「原点」は、原点復帰動作命令
中に、この信号が検出されると起動信号の出力を中止し
てパルスモータ４を停止させる。但し、他の動作命令中
のこの信号は無効である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来、パルスモータコ
ントローラ１の原点復帰動作命令は、定速動作により原
点センサ９がオンするまで、移動させるものであるため
に時間がかかった。定速動作させる理由は、停止させた
時の位置精度を向上させるためである。これを高速動作
させると、移動体の慣性力により停止位置が一定になら
ないためである。このために、原点復帰の時間をなるべ
く少なくするために原点センサの近くにもう１つのセン
サを設け、そこまで高速移動してその後定速で原点まで
移動する方法や、原点センサに近いリミットセンサまで
高速移動し、その後定速で原点まで移動する方法を採用
していた。

【００１２】また、図８に示す如く、原点センサ９がオ
ンとなると停止する制御では、移動方向により停止位置
が変わるという課題があった。即ち、遮光板７の幅は投
光部１１からの光ビーム幅より大きいために、ＣＷ方向
から遮光する場合と、ＣＣＷ方向から遮光する場合とで
は原点センサ９の検出位置に△Ｌの偏差または誤差を生
じる。そのために、実際の原点復帰動作は、一度いずれ
か一方（−リミットセンサ８側または＋リミットセンサ
１０側）に移動体６を移動してから原点復帰を行ってい
た。

【００１３】そこで、本発明の目的は、高速で原点復帰
動作が可能であり、しかも正確な原点位置に復帰可能な
高速移動体制御方法及び装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による高速移動体制御装置と方法は、次のよ
うな特徴的構成を採用している。 （１）原点センサを有する原点に移動体を復帰させる原
点復帰機能を有する移動体制御装置において、前記移動
体を一側または他側に移動させる信号を出力する制御回
路と、高速原点復帰回路とを有し、高速で原点復帰させ
る移動体制御装置。

【００１５】（２）前記移動体の移動はパルスモータ及
び動力伝達機構を使用する（１）に記載の高速移動体制
御装置。

【００１６】（３）前記制御回路はスローダウン制御端
子を有し、前記高速原点復帰回路の出力により前記高速
から定速に減速する（１）または（２）の高速移動体制
御装置。

【００１７】（４）前記高速原点復帰回路は、前記原点
センサの出力に基づき前記移動体が前記原点のいずれの
側にあるかを示す原点フラグ格納部を有する（１）〜
（３）の高速移動体制御装置。

【００１８】（５）原点センサのある原点の両側へ移動
体を移動すると共に高速原点復帰機能を有する高速移動
体制御方法において、前記移動体を前記原点の一側から
前記原点センサがオンとなるまで高速で移動させ、前記
移動体を前記原点センサがオフとなるまで定速で移動さ
せて停止させ、前記移動体を他側へ前記定速で移動さ
せ、前記原点センサがオフとなると停止させ、前記移動
体を前記一側へ再度移動させて前記原点センサがオンと
なると停止させる高速原点復帰可能な高速移動体制御方
法。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の高速移動体制御方
法及び装置の好適実施形態を添付図、特に図１乃至図４
を参照して詳細に説明する。

【００２０】先ず、図１は本発明の高速移動体制御装置
である高速原点復帰機能付パルスモータコントローラの
ブロック図である。このパルスモータコントローラ２０
は、制御回路２１と高速原点復帰回路３０とを内蔵す
る。この制御回路２１は、図示の如く、原点、＋スロー
ダウン、−スローダウン、＋リミット及び−リミットの
５つの入力信号を有する。また、ＣＷ及びＣＣＷ出力信
号をパルスモータドライバ２２に出力することは従来回
路と同様である。

【００２１】この高速原点復帰回路３０は、高速原点復
帰命令部３１、原点復帰位置設定部３２、原点フラグ格
納部３３、制御判別部３４及び動作命令出力部３５を有
する。図５に示す如く、制御回路２１の＋スローダウン
及び−スローダウン入力に制御判別部３４の出力信号が
出力される。原点信号が原点フラグ格納部３３に入力さ
れる。また、動作命令出力部３５の出力が制御回路２１
に入力される。

【００２２】動作の概要を説明すると、制御判別部３４
は、高速原点復帰命令部３１からの命令を受けて高速原
点復帰動作を開始する。この制御判別部３４は、原点復
帰位置設定部３２の設定により、原点停止位置を−リミ
ット側か＋リミット側かを判断する。尚、制御回路２１
の−リミット、原点及び＋リミット入力には、従来回路
と同様に−リミットセンサ８、原点センサ９及び＋リミ
ットセンサ１０の検出信号が入力される。

【００２３】その後、動作命令出力部３５へ動作開始命
令を指示して原点フラグ格納部３３に入力される信号を
制御判別部３４により判別して−スローダウン、＋スロ
ーダウン、動作命令出力部３５を制御することにより高
速原点復帰動作を行う。

【００２４】次に、図２乃至図４を参照して本発明の高
速移動体制御装置の動作を詳細に説明する。図２及び図
３は制御シーケンスであり、図４は図２及び図３の各制
御シーケンスにおける移動作とセンサとの関係を示す説
明図である。

【００２５】原点復帰動作を開始（スタート）すると、
原点復帰位置判別を制御判別部３４により行う。ここ
で、原点復帰位置とは、図１で示す如く、原点センサ９
に遮光板７が原点センサ９を基準にして−リミット側か
ら入るか、＋リミット側から入るかを判断することを意
味する。この原点復帰位置判別１ａで−側の場合には次
の物体位置判別２ａへ進み、＋側の場合には図３に示す
物体位置判別２ｃへ進む。この物体位置判別２ａは、現
在の移動体（物体）が原点センサ９を基準として−リミ
ット側にあるか＋リミット側にあるか判断する。

【００２６】物体位置判別２ａの結果が−側の場合に
は、ＣＷ高速移動３ａを行い、＋側の場合にはＣＣＷ高
速移動３ｂを行う。これにより移動体６を夫々原点側へ
ＣＷ（またはＣＣＷ）で高速移動することとなる。この
高速移動３ａ，３ｂは、原点センサ９がオンするか否か
の判断、即ち原点ＯＮ判断４ａ，４ｂを行って、原点セ
ンサ９がオンするまで継続する。

【００２７】次に、５ａ，５ｂにより定速まで減速させ
る。この減速は、制御回路２１のスローダウン信号入力
端子へスローダウン信号を制御判別部３４から入力する
ことにより行う。次に、原点センサ９がオフしているか
否かを判断する（６ａ，６ｂ）。原点センサ９がオフし
ていると判断すると、停止命令を出力する（７ａ，７
ｂ）。更に、ＣＣＷ（ＣＷ）方向に定速移動を行う（８
ａ）と共に原点センサ９がオンするか否か判断する（９
ａ）。その後、原点センサ９がオフするか判断する、即
ち原点ＯＦＦ判断を行う（１０ａ）。

【００２８】原点ＯＦＦ判断（１０ａ）により原点セン
サ９のオフが検出されると停止命令を出力する（１１
ａ）。その後、反対ＣＷ方向に定速移動を行う（１２
ａ）。そこで、原点センサ９がオンするまで動作を継続
して、原点ＯＮを検出すると（１３ａ）停止命令を出力
する（１４ａ）。

【００２９】上述した制御シーケンス１ａ乃至１４ａ
と、その動作内容及び移動体６と原点センサ９の位置関
係を図４に要約して示す。尚、図２の原点復帰位置シー
ケンス１ａで＋側と判断された場合の制御シーケンスを
示す図３の場合は、図２の場合と類似するので、ここで
反復説明を省略する。

【００３０】以上、本発明の高速移動体制御方法及び装
置の例を詳細に説明した。本発明においては、高速原点
移動命令は、物体（移動体）が原点センサのどちらの側
にあるかを認識している場合に行なっている。電源投入
時等の移動体の位置が原点センサのどちらの側にあるか
認識できない場合には、原点復帰命令（リミット移動＋
高速原点移動）を行なっている。この場合にあっても、
リミット移動中に原点センサを認識した場合には、その
場で高速原点移動を行うことにより高速化を図ってい
る。

【００３１】尚、本発明は斯る特定実施形態のみに限定
されるべきではなく、本発明の要旨を逸脱することなく
種々の変形変更が可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の高速移動
体制御方法及び装置によると、従来の定速による原点復
帰と異なり、原点センサの既知の一方から他方まで高速
動作により移動することにより高速、従って短時間で原
点復帰動作を実行することが可能である。しかも、最終
段階の原点復帰は定速で実行するので、移動体を正確に
原点位置へ復帰させることが可能である。更に、原点セ
ンサからのフラグによる処理であるので、原点センサか
らの移動体の相対位置を求める手段や追加センサを必要
としない等の実用上の顕著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高速移動体制御装置のブロック図であ
る。

【図２】図１の制御装置の制御シーケンス図である。

【図３】図１の制御装置の制御シーケンス図である。

【図４】図２及び図３の各制御シーケンスにおける移動
体と原点センサとの位置関係説明図である。

【図５】典型的なパルスモータ位置決装置の構成図であ
る。

【図６】図５の移動体及びセンサの分解斜視図である。

【図７】図１のセンサとして使用するフォトマイクロセ
ンサの斜視図である。

【図８】図７のセンサにより移動体の原点復帰位置を説
明する説明図である。

【符号の説明】

１ パルスモータコントローラ ２、２１ 制御回路 ３ パルスモータ ４ パルスモータ ５ 動力伝達機構 ６ 移動体（テーブル） ７ 遮光板 ８〜１０ センサ １１ 投光部 １２ 受光部 ２０ パルスモータコントローラ ３０ 高速原点復帰回路 ３１ 高速原点復帰命令部 ３２ 原点復帰位置設定部 ３３ 原点フラグ格納部 ３４ 制御判別部 ３５ 動作命令出力部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原点センサを有する原点に移動体を復帰さ
   せる原点復帰機能を有する移動体制御装置において、 前記移動体を一側または他側に移動させる信号を出力す
   る制御回路と、高速原点復帰回路とを有し、高速で原点
   復帰させることを特徴とする高速移動体制御装置。
2. 【請求項２】前記移動体の移動は、パルスモータ及び動
   力伝達機構を使用する請求項１に記載の高速移動体制御
   装置。
3. 【請求項３】前記制御回路は、スローダウン制御端子を
   有し、前記高速原点復帰回路の出力により前記高速から
   定速に減速することを特徴とする請求項１または２に記
   載の高速移動体制御装置。
4. 【請求項４】前記高速原点復帰回路は、前記原点センサ
   の出力に基づき前記移動体が前記原点のいずれの側にあ
   るかを示す原点フラグ格納部を有することを特徴とする
   請求項１，２または３に記載の高速移動体制御装置。
5. 【請求項５】原点センサのある原点の両側へ移動体を移
   動すると共に高速原点復帰機能を有する高速移動体制御
   方法において、 前記移動体を前記原点の一側から前記原点センサがオン
   となるまで高速で移動させ、 前記移動体を前記原点センサがオフとなるまで定速で移
   動させて停止させ、 前記移動体を他側へ前記定速で移動させ、前記原点セン
   サがオフとなると停止させ、 前記移動体を前記一側へ再度移動させて前記原点センサ
   がオンとなると停止させることを特徴とする高速原点復
   帰可能な高速移動体制御方法。