JPS58155308A - 位置決め装置の原点復帰方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は位置決め位置の原点復帰方式に関する。

ｊｌｌｌｌＨ！マイクロコンビ二−タＣ以下＝４：ンと
略称する）ＩＫよって制御される産業用ロボット２の位
置決め装置の一般的なプ冒ツク図であり、モータ３によ
って移動軸４が剛板させられることによってロボット２
は移動軸４上な左右に移動する。上記位置決め装置にお
いて、ロボット２の位置はマイコンｌからパルス分配器
５に加えられる移動指令データＤＫよって決定される。

即ちマイコンｌはパルス分配Ｉｍｓからデータ要求ＤＲ
が加えられるごとに所定の制御子ＩＮＫ従って移動指令
データＤＹ加え、パルス分配器５はこの移動指令データ
Ｄの値に対応した数の指令パルスＯＦを位置偏差カウン
タ６の加算パルス人力に加えられる。

又モータ３の回転輪にはシャフトエンコーダ７が連結さ
れており、このシャフトエンコーダ７から出力すれるパ
ルスはフィードバックパルスｙＰとして位置偏差カウン
タ６の減算パルス人力に加えられる。指令パルスＯＰは
ロボット２が移動すべぎ目標位Ｉｌを示しており、フィ
ードバックパｋＸＦＰはｏボット２の現在位置【示して
いるので、位置偏差カウンタ６の出力！Ｄはロボット２
の目標位置と現在位置の偏差即ち位置偏差に対応するも
のとなる。この位置偏差ｆｆ１Ｄはデジタルアナレグ変
換器８によってアナログ量に変換されてモータ３に加え
られ、モーＩ３はこの位置偏差ＩＤの絶対値及びその符
号に応じた速さ及び方向に移動軸４ｖ回転させ、その結
果四ボット２は移動軸４上を左右に移動する。

ところで上述のようなシャフトエンコーダ７ｖ用いた位
置検出は相対的な位置検出であるので、電源投入時や非
常停止解除時には原点復帰と称するロボッ）Ｖ基準位置
に移動させる為の操作を行なう必要がある。

そしてこの原点復帰は従来は第２Ｅのフローチャートに
示すような手順で行なっていた。尚、この原点復帰は原
点ｊＪミｙ）スイッチ信号Ｌ８及び原点パルスＢＰの検
出に基づき１イコンＩＫ！−）て行われるが、これらの
信号は次のような意ｅｔｖ持つ。

原点リミットスイッチ信号Ｌ８・・・・・・この信号は
机面９上に設置された機械的なリミットスイッチ１０か
ら出力される信号であり、ロボット２が原点の近傍を通
過していることを示す信号である。

即ち、ロボット２の下面にはドッグ１１と称される突起
が固設されており、ロボット２がリミットスイッチ１０
上を通過するとドッグ１１によりてリミットスイッチ１
０が押下され、このリミットスイッチｌＯが押下されて
いる時間原点すイツトスイッチ信号Ｌ８はハイレベルに
ｔｘ　ル。

原点パルスＢＰ・・・・・・このパルスはシャフトエン
コーダ７が所定角度回転する毎にシャフトエンコーダ７
から出力される信号であり、所定の条件下でロボット２
が原点に馬連したことを示す信号である。

先ス原点復帰モードがスメート（第３図Ｂ点）するとマ
イコンｌは原点リミットスイッチＬ８の論理レベルな調
べ、これが論ｌｌＯであると移動指令データＤの最大値
を内部出力レジスタにセットし、以後パルス分配器５か
らデータ要求信号ＤＨが加えられる毎にこの最大値の移
動指令データＤｔパルス分配＠５に加える。従りてパル
ス分配器５から位置偏差カウンタ６には最大同波数の指
令パルスＯＦが加えられ、＃１３図に示すようにロボッ
ト２は加速され、最大速度Ｖｍｏｘとなった時点で定速
移動する。

この時マイコン１は原点す２ットスイッチ信号Ｌ８を監
視しており、原点リミットスイッチ信号Ｌ８がＩＩ！＠
Ｉ１１になると、即ちドッグＩＩＫよりリミットスイッ
チｌＯがオンになると、減速指令を出す。具体的にはマ
イコｙｌはクリープ速度（原点パルス検出後の惰走距離
が許容範囲内になるのに十分な低速度）Ｋ相当する移動
指令デーメリを内部出力レジスタにセットし、以後パル
ス分１ｆｆｉｌ）５からデータ要求ＤＲが加えられる毎
に、このクリープ速度に相当する移動指令データＤをパ
ルス分配器５に加える。従ってパルス分配器５から位置
偏差カウンタ６にはクリープ速度に相当する同波数の指
令パルスＣＰが加えられ、１ｓ３図に示すようにロボッ
ト２は減速され、クリープ速度Ｖｏとなった時点で定速
走行する。

ロボッ）２ｖクリ一プ速度ＶＯまで減速すると１マイコ
ンｌは原点リミットスイッチ信号Ｌ８を監視し、原点リ
ミットスイッチ信号り日が論理０となった時点で（即ち
ドッグ１１がリミットスイッチ１０を通過し、リミット
スイッチがオフとなった時点で）、フリッププロップ１
２をリセットするとともにフリップフロップ１２のＱ出
力を受は付ける入力ケートを開き、以後このフリップフ
ロ２グ１２のステータスを監視する。

このフリップフロップ１２はセクトリセット源のステー
タス監視用のフリップフロップであり、原点パルスＥＰ
によってセットされる。従ってマイコンｌは７リツプフ
ｐツブ１２ｖリセツトした後はこのプリップフロップ１
２のステータス【監視し、このフリップフロップ１２ぎ
セットされると原点パルスＢＰが発生したこと【知りロ
ボット１を停止させる。

しかしながら、上記従来の原点復帰方式には次のような
問題があった。即ち、■原点復帰の開始時に原点リミッ
トスイッチ信号Ｌ８が論理１となる原因とし【は、原点
復帰動作開始時に偶然ロボット２が原点の近傍に位置し
ドッグ１１がリミットスイッチ１０を押下していること
と、リミットスイッチ１０１体が故障して論理ＯＫなら
ないことがあげられるが、従来の原点復帰方式ではこの
両者の区別ができないので、原点復帰開始時に原点リミ
ットスイッチ信号Ｌ８が論％１となっていると全てエラ
ー処理ルーチンにジャンプしてエラー処理ｔしなければ
ならず、原点復帰に手間取ることが多かった。■原点リ
ミットスイッチ信号Ｌｇはドッグ１１とリミットスイッ
チ１ｏの機械的な接触によって論理反転するので、ドッ
グ１１やリミットスイッチ１０の機械的なガタ（例えば
ドッグ１１の取り付はネジの緩みやドッグ１１の摩滅岬
）の為に原点リミットスイッチ信号Ｌ８と原点パルスＢ
Ｐの位置関係が狂うことがあるが、従来の原点復帰方法
ではこの原点リミットスイッチ信号Ｌ８と原点パルスＩ
ＩＦとの位置ズレな検出できす、原点復帰後の作業の精
度が大幅に低下することがあった。

本発明はこのような欠点に俺みてなされたものであり、
高能率高精度な原点復帰方法な提供することを目的とし
ている。

即ち、本発明では原点復帰の各段階における制一対象の
移動距離ｔｗＬＩｌｌシており、この移動距離がｔ＋各
値な越えると適宜エラー処理をしている。

以Ｆ図面な＃照して本発明の一実施例な詳細に説明する
。

第４−は本発明の一実施例な示すブロック図、第５図は
本発明の動作手順のフローチャートを各々示し、本実ｊ
１１ｆｉ１１によればカウンタ１３は指令パルスＣＰを
計数し、マイコン１はカウンタ１３の針ａ１１１ｉＬｖ
絖み取ることによってロボット２の移動距ｍｔ−知る。

向、第６図はリミットスイッチ１０が故障して原点リミ
ットスイッチ信号Ｌ８が論＠１のまま動かない場合のタ
イミングチャートな１第７図は原点ｏｉ帰動作を開始し
た時点においてドッグ１１が偶然リミットスイッチ１０
に押下している場合のタイミングチャートを、ｇｓａａ
はドッグ１１のガタの為原点リミットスイッチ信号Ｌ８
と原点パルスＢＰの発生タイミングがずれている場合（
この装置の場合ドッグ１１が正しく固定されている時は
原点リミットスイッチＬ８は原点パルスＢＰの中点にお
いて立ち下がるものとする）のタイミングチャートを各
々示している。

先ず、第６図のようにリミットスイッチ１０の故障の為
に原点リミットスイッチ信号Ｌ８が論理ｌのままの場合
を考える。

第６図Ｓ時点で原点復帰動作が開始されると、マイコン
ｌは原点リミットスイッチ信号Ｌ８の論理レベルｔｌ＃
べる。ｊ１６ｗＪの場合リミットスイッチ１０の為に原
点リミットスイッチ信号−８は論理１となったまりであ
るのでｉイコンｌはカウンタ１３′１に：クリャした＊
に直ちにロボット２ｖグリープ速度で原点方向に移動さ
せる。具体的には内部出力レジスタにクリープ速度に相
当する移動指令テークＤをセットし、以後パルス分配器
５からデータ要求ＤＲが加えられる毎にクリープ速度に
相当する移動指令データＤ４ｔパルス分配器５に加える
。

従ってパルス分配器５はクリープ速度に相当する周波数
の指令パルス０！′を位置偏差カウンタ６に加え、この
指令パルスＣＰとフィードバックパルス？Ｐの偏差即ち
ロボット２の位置偏差がデジタルアナログ変換器な介し
てモータ３に加えられロボット２はクリープ速度で移動
する。ロボＦ）２がクリープ速度で移動開始するとマイ
コン１はクリープ速度での移動指令データＤｔ出力しな
がら、カウンタ１３の針数値と原点リミットスイッチ信
号Ｌ８とを交互に監視してリミットスイッチ１０の作動
エラーの検査をする。即ち、パルス分配器５から出力さ
れる指令パルスＯＰはカラ／り１３にも加えられており
、カウンタ１３はこの指令パルスＯＰＫよってカウント
アツプされる。このカウンタ１３は既述の様にロボット
２のクリープ速度での移動開始時にマイコンＩＫよって
クリヤされているので、カウンタ１３の計数値はロボッ
ト２のクリープ速度での移動距離を示すことＫなる。

そこでマイコンｌは具体的にはこのカウンタ１３の計数
値な予め設定された許容値と比較して、原点リミットス
イッチ信号ＬＢが論理ｏとなるまでの関Ｋ、カウンタ１
３の計数値が許容値を越えるエラー処理ルーチンにジャ
ンプし、逆にカウンタ１３の計数値が許容値を越えるま
でに原点リミットスイッチ信号Ｌ８が論１１ＯＫなると
スス−テップに迩む。

この許容値は機種によって全く異なるが、例えばドッグ
１１がリミットスイッチ１０を押下した後リミットスイ
ッチｌＯを通過するまでの間１ｃａボット２が２０　（
ｍｓ）移動する装置１１−ｍ定した場合、ロボット２が
２０Ｃｍ調〕移動するのに必要なパルス数に若干の余裕
を持たせた値が許容値となる。

第６図の場合はリミットスイッチｌＯの故障の為原点リ
ミットスイッチ信号Ｌ８は論理１のままであるのでＸ　
”１時点でカラ／り１３の針数値が許容値を越えるとマ
イコンｌはエラー処瑞ルーチンにジャンプする。―、こ
のエラー地理としては警報ブザーの発音・警告ランプの
点灯・エラー内容のディスプレイ表示勢種々のものが考
えられる。

次に第７図の様に原点復帰動作を開始した時点において
ロボット２が偶然リミットスイッチ１０の真上に位置す
る場合につ鎗考察する。第７図のケースにおいてもＳ時
点で原点後場動作Ｖ開始した時原点リミットスイッチ信
号Ｌ８は論＠Ｏであるので、マイコンｌはカウンタ１３
の針数値と原点リミットスイッチ信号Ｌ８ｉｇ交互Ｋ１
１ｌリミットスイッチ１０の作動エラーの検査なするま
では上述の第６図の場合と全く同様の制御なする。

ところが第７図の場合は、第６図の場合のようにリミッ
トスイッチ自体が故障しているのではないので、カウン
タ１３の計数値が許容値内にある間にドッグ１１がりず
ットスイッチ１０ｖ通過するのと同時に原点リミットス
イッチ信号Ｌ８は論理Ｏになる。従ってマイコン１はリ
ミットスイッチエロの作動エラー処塩ルーチンにはジャ
ンプせず次ステツプ以降にすすむ。

この次ステツプ以降においては、マイコンｌは原点パル
スＢＰの検出やドッグの位置ずれエラーの検出勢を行な
う。

先ず原点リミットスイッチ信号Ｌ　８が論＠ＯＫ立ち下
がるとマイコン１は直ちにカウンタ１３ｖクリヤし、続
いて７リツプ７０ツブ１２をり竜ッ卜するとともＫこの
フリップフロップ１２のＱ出力を受は付ける入力グー）
ＶＭき原点パルスＢＰの発生に備える。

原点リミットスイッチ信号Ｌ８が論理ｏＫ立ち下がった
後もマイコン１はフリップフロップ１２のステータスを
監視しながらクリープ速度に相当する移動指令データＤ
ｔ−出力し続けており、ロボット２はクリープ速度で移
動している。ロボット２が原点まで移動した時点でモー
タ３に連結されたシャフトエンコーダ７から原点パルス
ＢＰが出力され、この原点パルスＢＰによってフリップ
フロップ１２はセットされ、そのｑ出力が論１１１にナ
ル、このフリップフロップ１２のＱ出力が論理１になっ
たことＫよりマイコンｌはロボット２が原点に到達した
ことな知り、ＯＫ相当する移動化令データＤ９パルス分
配器５加えてロボット２を停止するとともにカウンタ１
３０計数値な調べてドッグ１１の位置ずれエラーの検査
を行なう。

即ち、カラ／り１３は原点リミットスイッチ信号ＬＳが
論理ｌから論３１ＯＫ立ち下がった時にクリアされ、そ
のＩＩＫ加えられた指令パルスＣＰによってカウントア
ツプされているので、この時のカウンタ１３の計数値は
、原点リミットスイッチ信号Ｌ８が論理ＯＫ立ち下がっ
た後原点パルスＢｐが発生するまでの関にロボット２が
移動した距離Ｙ示している。一般に位置決め装置におい
てはリミットスイッチ１０ｖドツグ１１が通過した後ロ
ボットが所定距離移動した後に原点パルスＢＰが発生す
るようにドッグ１１の取り付は位置の調整がされている
。そこでマイコン１はロボット２を停止させた後カウン
タ１３の値を読み取り、これが許容範囲内にあるか否か
Ｋよってドッグ１１の位置ずれエラーの検査【行なう。

例えば原点パルスＢＰの発生タイミングの中点において
原点リミットスイッチ信号Ｌ８が論墳ＯＫ立ち下がるよ
５ＫＩＩ葺された装置を想定すると１第６図の動作例の
場合は原点パルスＢＰの中点において原点リミットスイ
ッチ信号Ｌ８が論理ＯＫ立ち下がっているので、この時
のカラン／１３の計数値は許容範囲内にあり、マイコン
１はドッグ１１の位置ずれエラーはなかりだものと判断
して原点復帰動作を終了する。

ところが第８図の例を考察すると、原点パルスＢＰの中
点から偏った時点で原点リミットスイッチ信号Ｌ８は立
ち下がっている。従ってこの第８図の動作例の場合はロ
ボット２が停止した時点におい【カウンタ１３の計数値
は許容範囲を越えている。そこでこのカウンタ１３の針
数値を読み取ったマイコンは第８図の例の場合、位置ず
れエラーが発生したものと判断してエラー処理ルーチン
にジャンプする。尚、上記の許容間Ｓは装置によって異
なるが、正常ＫＩＮ整された装置において原点リミット
スイッチ信号Ｌ８の立ち下がり後ロボット２が停止する
までに発生する指令ノ々ルスＯＰの個数に＃１９１ｋｌ
乃至２割の余＃ｉを持たせた値となろう。

向、上記においてはロボットの移動距離を検出する為に
外部カウンタ１３１に設け、ｈ令ｌ（ルスＯＰの個数を
計数する例を示したが、ロボットのクリープ速度での移
動距離な知る手段は種々考えられる。

例えば■外部カウンタ１３０代りに内部レジスタを使用
して指令パルスＯＦを計数するという手法。

■マイコン１の内部メモリとアキニーＪ−す利用して、
マイコン１が出力した移動指令データフの積算値あるい
はマイコンｌが移動指令データＤｖ出力した回数ｔｌｔ
数するという手法、■メイマカウンタによってロボット
２がクリープ適度で移動した時間を求め、移動時間【距
１ＩｌｌＩＫ換算する手法等撞青考えられる。

又、上記はロボットの位置決め装置に本発明を適用する
例を示したが本発明はＭＯ工作機械その他広く位置決め
装置に適用できる。

以上説明したように本発明によれば■リミットスイッチ
の故障の為に原点リミットスイッチ信号が論理０に立ち
下がらないエラーな単独で検出することかできる。■従
りて原点復帰時に原点ＩＪ　ｉットスイッチ信号が論＄
１の場合に直ちにエラー処理をする必要がないのでロボ
ットがリミットスイッチの真上に停止した状態からでも
原点復帰を行なうことができる。■又ドッグに位置ずれ
が生じていたりドッグが摩滅しているという事態を検出
できるので、その後の工作精度の信頼性が向上する等多
くの効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の位置決め装置の原点復帰方式のブロック
図、第２図は従来の原点復帰方式のフローチャート、第
４図は本発明のｊ［虞復帰方式のブロック図、第５図は
本発明の原点復帰方式のフローチャート、ＪＩＫ３図・
第６図・第７図・第８図は原点復帰例のメイミ／グチヤ
ードである。 ｌ・・・マイクロコンビ藤−タ、２・・・ロボット、３
・・・モータ、７・・・シャフトエンニー／、１Ｇ−！
１ットスイッチ、１１・・・ドッグ、１２・・・プリッ
プフロクブ、１３・・・カウンタ、Ｌ８・・・原点リミ
ットスイッチ１１号％ＢＰ・・・原点パルス、ＦＰ・・
・フィードバックパルス、ＯＦ…指令パルス。 第１図 ス 第３図 第５図 １１６馬 ＠曽・ 第７図 ＢＰ”’　　　　　　　　　　　　　”第８図 ４１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　原点近傍に配設されたりｉットスイッチの作
   動の検出にもとづき制御対象を低速移動制御し、上記リ
   ミットスイッチの作′ＩＩｋＩＩＩ＆了後に到来する原
   点パルスの検出に対応して前記制御対象を停止制御する
   位置決め装置の原点復帰方式において、前記リミットス
   イッチの作動中における前記制御対象の移動距離が予設
   値を越えると所定のエラーも′＠を行なう位置決め装置
   の原点復帰方式。 （２１ＪＩ点近傍に配設されたりオツトスイタチの作動
   の検出にもとづき制御対象な低速移動制御し、上記リミ
   ットスイッチの作動終了ｖｋＫ到来する原点パルスの検
   出に対応して前記制御対象を停止制御する位置決め装置
   の原点復帰方式において、＃起すミットスイッチの作動
   終了後所定の原点パルス到来までの前記制御対象の移動
   距離を検出し、この移動距離が予設定の許容範囲外とな
   ると所定のエラー処理な行なう位置決め装置の原点復帰
   方式。