JPS5946004B2 - Positioning control method - Google Patents

Positioning control method

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Publication number
JPS5946004B2
JPS5946004B2 JP53117265A JP11726578A JPS5946004B2 JP S5946004 B2 JPS5946004 B2 JP S5946004B2 JP 53117265 A JP53117265 A JP 53117265A JP 11726578 A JP11726578 A JP 11726578A JP S5946004 B2 JPS5946004 B2 JP S5946004B2
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JP
Japan
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scanning
target point
center
detection
point
Prior art date
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JP53117265A
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Japanese (ja)
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JPS5543686A (en
Inventor
直哉 小野
馨 横山
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5946004B2 publication Critical patent/JPS5946004B2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/02Indicating direction only, e.g. by weather vane
    • G01P13/04Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被制御対象物にあけられた孔、あるいは記入、
印刷された円のマークなどを検出し、これを制御ヘッド
と一致せしめて、ピンの挿入、機械加工、印刷加工を行
なう際に、一般に行われるX−Y軸の位置決め制御と併
用し、精密位置決めを行なう方式に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to holes drilled or filled in an object to be controlled.
By detecting printed circular marks and matching them with the control head, it is used in conjunction with general X-Y axis positioning control to perform precision positioning when inserting pins, machining, and printing. This relates to a method for carrying out this process.

一般に前記のような制御用途については数値制御の位置
決めで充分な場合が多いが、被加工体の加工精度が充分
でなく、また経年変化により位置寸法のズレを発生して
いるような場合、数値制御位置決めによる一次的位置決
めに対して直接対象物の位置と、所望位置の差を検出し
、一致するように位置を移動させ精密に一致せしめる二
次的位置決めが必要になる。
In general, positioning by numerical control is often sufficient for the above-mentioned control applications, but if the machining accuracy of the workpiece is not sufficient, or if the position and dimensions have shifted due to aging, numerical control may be sufficient. In contrast to primary positioning by control positioning, secondary positioning is required in which the difference between the position of the object and the desired position is directly detected, and the positions are moved to match precisely.

平面上における被制御点を目標点に一致せしめる位置決
め方式は種々考案されているが、簡単な構成で、かつ位
置検出素子等の経年変化に対しても補償できる位置決め
方式を実現することは難かしいという問題点がある。
Various positioning methods have been devised to match a controlled point on a plane with a target point, but it is difficult to realize a positioning method that has a simple configuration and can compensate for secular changes in position detection elements, etc. There is a problem.

本発明の目的はこのような問題点を解決するもので、こ
の目的は走査平面の中心に位置する目標点に、該平面内
に有る被制御点を一致せしめる位置決め方式において、
前記走査平面の中心にある目標点を原点として、X,Y
軸より成る直交座標系を設定し、各軸に平行なスリツト
を該平面内でX,Y軸方向に交互に走査する走査手段と
、このスリツトが目標点および被制御点を通過した事を
検出する検出手段と、各走査毎に発生する目標点と被制
御点間の走査時間間隔を正負方向に計数可能な計数手段
と、この計数手段で計数した値を電圧に変換するデイジ
タル/アナグロ変換手段と、この変換手段から発生する
電圧に比例した速度で被制御点を目標点に接近せしめる
サーボ駆動手段を有し、前記走査手段により発生する目
標点および被制御点の検出信号を時間的に一致せしめる
ように制御を行なう事により達成される。
The purpose of the present invention is to solve such problems, and the purpose is to provide a positioning method for aligning a controlled point within the scanning plane with a target point located at the center of the scanning plane.
With the target point at the center of the scanning plane as the origin,
A scanning means that sets an orthogonal coordinate system consisting of axes and alternately scans a slit parallel to each axis in the X and Y axis directions within the plane, and detects when this slit passes a target point and a controlled point. a counting means capable of counting the scanning time interval between the target point and the controlled point that occurs for each scan in the positive and negative directions; and a digital/analog converting means that converts the value counted by the counting means into a voltage. and a servo driving means for causing the controlled point to approach the target point at a speed proportional to the voltage generated from the converting means, so that the detection signals of the target point and the controlled point generated by the scanning means are temporally coincident. This is achieved by controlling the situation in a way that makes it possible.

次に図面により本発明の詳細を説明する。Next, details of the present invention will be explained with reference to the drawings.

本発明は例えば第1図に示すような板状材に多数の孔の
あいた被加工体1に、孔径より若干細いピン13を挿入
する工程を自動化する目的に使われる。
The present invention is used, for example, for the purpose of automating the process of inserting a pin 13 slightly smaller than the hole diameter into a workpiece 1 having a large number of holes in a plate-like material as shown in FIG.

第2図aは本発明の実施例による位置決め装置の概略平
面図、第2図bは同じく側面図を示す。
FIG. 2a shows a schematic plan view of a positioning device according to an embodiment of the invention, and FIG. 2b shows a side view thereof.

図において1は被加工体、2,3はX−Yテーブルを形
成するワークテーブル、4,5はサーボモータ、6はピ
ン挿入機構、7は走査機構、8は走査円板、9はモータ
、10〜12は受光素子、13はピン、14は光源ラン
プを示す。テーブル2はサーボモータ4により、テーブ
ル3はサーボモータ5により、それぞれ送りネジを介し
て矢印の方向に1駆動される。
In the figure, 1 is a workpiece, 2 and 3 are work tables forming an X-Y table, 4 and 5 are servo motors, 6 is a pin insertion mechanism, 7 is a scanning mechanism, 8 is a scanning disk, 9 is a motor, 10 to 12 are light receiving elements, 13 is a pin, and 14 is a light source lamp. Table 2 is driven by a servo motor 4, and table 3 is driven by a servo motor 5 in the direction of the arrow through feed screws.

テーブル2はテーブル3の上に置かれテーブル3の左右
方向移動と共に左右に動かされる。ピン13はピン挿入
機構6から1本づつ供給され、被加工体の孔に挿入され
る。
The table 2 is placed on the table 3 and is moved left and right as the table 3 moves in the left and right direction. The pins 13 are supplied one by one from the pin insertion mechanism 6 and inserted into holes in the workpiece.

この時ピン13の中心と被加工体の孔の中心が正確に一
致する必要がある。孔の位置が正確な場合、数値制御に
よりX軸、Y軸のサーボモータ4,5をそれぞれ駆動し
て中心を一致させるのみで充分であるが、孔の位置が若
干のバラツキを持つていたり、経年変化でずれていたり
した場合は、さらに現物の孔位置を光学的に探索し、補
正してピン13の中心に正確に合わせる必要がある。こ
の為に本装置では被加工体1の下面から、光源ランプ1
4により貫通孔を通し光をピン13位置に当て、そこに
受光素子10を配置してピン位置と孔位置の一致を行わ
せる。本装置のピン挿入動作の手順は次の通りである。
At this time, it is necessary that the center of the pin 13 and the center of the hole in the workpiece correspond precisely. If the hole position is accurate, it is sufficient to align the centers by driving the X-axis and Y-axis servo motors 4 and 5 through numerical control, but if the hole position is slightly uneven, If it has shifted due to aging, it is necessary to optically search for the actual hole position and correct it to accurately align it with the center of the pin 13. For this reason, in this device, the light source lamp 1 is
4, the light passes through the through hole and hits the pin 13 position, and the light receiving element 10 is placed there to match the pin position and the hole position. The procedure for the pin insertion operation of this device is as follows.

(1)先づピン挿入機構6を後退させ、ピン位置を通る
光東の検出を妨害しないようにする。(2)次に外部よ
り数値制御によりサーボモータ4,5を駆動してテーブ
ル2,3を移動せしめ、被加工体の孔をピン位置に合わ
せる。
(1) First, the pin insertion mechanism 6 is moved back so as not to interfere with the detection of the light beam passing through the pin position. (2) Next, the servo motors 4 and 5 are driven externally by numerical control to move the tables 2 and 3 to align the holes in the workpiece with the pin positions.

(3)次にピン位置と孔位置の精密位置合わせの為に、
光源ランプ8より被加工体1の所望の孔を通つて来る光
束を検出素子10により検出し、孔位置とピン位置を精
密に一致させるべく、サーボモータ4,5を駆動してテ
ーブル2,3を制御する。
(3) Next, for precise alignment of the pin position and hole position,
The detection element 10 detects the light beam coming from the light source lamp 8 through a desired hole in the workpiece 1, and drives the servo motors 4 and 5 to move the tables 2 and 3 in order to precisely match the hole position and the pin position. control.

この時にはサーボモータは数値制御装置から切り離され
、検出素子10と接続された後述する制御回路に接続さ
れている。
At this time, the servo motor is disconnected from the numerical control device and connected to a control circuit that is connected to the detection element 10 and will be described later.

(4)位置合わせを完了するとピン挿入機構6はピン挿
入位置に復帰し、ピン13を所望の孔に挿入し動作を完
了する。
(4) When the alignment is completed, the pin insertion mechanism 6 returns to the pin insertion position, inserts the pin 13 into the desired hole, and completes the operation.

以上の動作順序をくり返し、次々とピンの挿入を実施す
る。
The above sequence of operations is repeated to insert pins one after another.

次に検出素子10〜12と接続される制御回路の動作に
ついて詳細に説明する。
Next, the operation of the control circuit connected to the detection elements 10 to 12 will be described in detail.

本発明の方式の原理を第3図にて説明する。The principle of the system of the present invention will be explained with reference to FIG.

本発明の方式は前述したように粗い位置決めを行なつた
後、精密に位置決めするのが目的である。このため目標
点と位置決め対象点は数關以内に接近して存在する。本
方式はこの目標点と被制御点の2つの孔をX軸、Y軸方
向に交互に走査し、2つの点の走査時間間隔を測定し、
その時間差に応じた速度でサーボモータを駆動する点を
骨子とする。
The purpose of the method of the present invention is to perform precise positioning after rough positioning as described above. Therefore, the target point and the positioning target point are located close to each other within several distances. This method scans the two holes, the target point and the controlled point, alternately in the X-axis and Y-axis directions, and measures the scanning time interval between the two points.
The key point is to drive the servo motor at a speed that corresponds to the time difference.

第3図は走査方法を説明するもので、走査の範囲を定め
る7窓門5は目標点16を中心としたある範囲をカバー
して居り、これは前述の一次位置決めによりこの範囲に
被制御点17を追い込むようにしてある。本発明の制御
方式はこの第3図における点16と点17を一致せしめ
る事である。
FIG. 3 explains the scanning method, in which the seven windows 5 that define the scanning range cover a certain range centered on the target point 16, and this is due to the above-mentioned primary positioning. It is designed to push 17. The control method of the present invention is to make points 16 and 17 in FIG. 3 coincide.

第3図の目標点16を原点としてX−Y座標系を作り、
Y軸に平行なスリツト18(以下X軸方向走査用スリツ
トと称す)およびX軸に平行なスリツト19(以下Y軸
方向走査用スリツトと称す)によりXllllIY軸方
向(図の矢印)を交互に走査する。
Create an X-Y coordinate system with the target point 16 in Figure 3 as the origin,
The slit 18 parallel to the Y axis (hereinafter referred to as the slit for scanning in the X-axis direction) and the slit 19 parallel to the X-axis (hereinafter referred to as the slit for scanning in the Y-axis direction) alternately scan the XllllIY-axis direction (arrows in the figure). do.

本実施例の走査手段は機械的走査を用いているが半導体
による映像変換装置などの電子的方法を用いてもよい。
Y軸方向の走査を例によるとY軸方向走査用スリツ口9
は上から下へ向つて走つており、Y軸方向走査用スリツ
ト19が窓15の中心16を切る時に中心を指示するパ
ルスを出すようにしておく。またスリツト19が被制御
点17を切る時に検出出力が出るようにしておく。この
ような走査をX軸、Y軸交互に行なうと、その中心パル
スと検出パルスは第4図に示すような時間間隔で出現す
る。Y方向走査期間に出現する両パルスの時間間隔は目
標点16と被制御点17のY軸方向の距離に比例する。
Although the scanning means of this embodiment uses mechanical scanning, an electronic method such as a semiconductor video conversion device may also be used.
For example, when scanning in the Y-axis direction, the slot opening 9 for scanning in the Y-axis direction is used.
runs from top to bottom, and when the Y-axis scanning slit 19 cuts through the center 16 of the window 15, it emits a pulse indicating the center. Further, a detection output is made to be output when the slit 19 cuts the controlled point 17. When such scanning is performed alternately on the X and Y axes, the center pulse and detection pulse appear at time intervals as shown in FIG. The time interval between both pulses appearing during the Y-direction scanning period is proportional to the distance between the target point 16 and the controlled point 17 in the Y-direction.

同様にX軸方向の走査も行われ、この時現われる時間差
τYは中心点16から被制御点17までのY方向の距離
をスリツト19が移動した時間を、又時間差τXは中心
点16から被制御点17までのX方向の距離をスリツト
18が移動した時間を示す。これを時間計数して、その
計数値をデイジタル/アナログ変換してX,Y軸駆動用
のサーボモータに電圧として印加するとサーボモータは
偏差に比例した速度で回転し、いわゆる積分制御が行わ
れる。
Scanning in the X-axis direction is also performed in the same way, and the time difference τY that appears at this time is the time it takes for the slit 19 to move the distance in the Y direction from the center point 16 to the controlled point 17, and the time difference τX is the time difference τX that appears from the center point 16 to the controlled point 17. The time taken for the slit 18 to move the distance in the X direction to the point 17 is shown. When this time is counted and the counted value is converted into digital/analog and applied as a voltage to the servo motors for driving the X and Y axes, the servo motors rotate at a speed proportional to the deviation, so-called integral control is performed.

目標点の中心パルスと被制御点の検出パルスが重なつて
τX=τY=Oになる迄サーボモータは回転する。上記
の制御を行なう制御回路図例を第6図に示す。
The servo motor rotates until the center pulse of the target point and the detection pulse of the controlled point overlap and τX=τY=O. An example of a control circuit diagram for performing the above control is shown in FIG.

図において20はカウンタ制御回路、21は可逆カウン
タ、22,23はバツフアおよびD/A変換回路、24
,25はサーボモータ駆動回路を示す。カウンタ制御回
路20に入る入力は第4図に示す検出パルスと中心パル
ス、そして窓15内におけるX軸方向走査Y軸方向走査
の開始点で発せられるX軸方向走査開始パルス、Y軸方
向走査開始パルスである先づX軸方向走査開始パルスが
出たとすると、カウンタ制御回路20は可逆カウンタ2
1を″0″にりセツトしてパルスを待つ。
In the figure, 20 is a counter control circuit, 21 is a reversible counter, 22 and 23 are buffer and D/A conversion circuits, and 24
, 25 indicates a servo motor drive circuit. The inputs to the counter control circuit 20 are the detection pulse and center pulse shown in FIG. If a pulse, the first pulse to start scanning in the X-axis direction, is output, the counter control circuit 20 controls the reversible counter 2
1 to "0" and wait for a pulse.

カウンタ制御回路20は中心パルスが先に出た場合可逆
カウンタ21に正方向カウントの指示を与え、カウント
開始する。このカウントはクロツク例えば1MPPSで
動作させればよい。カウンタが歩進して、τXの遅れ時
間後に検出パルスが来るとカウントを中止し、カウンタ
21の内容をX軸用バツフアおよびA/D変換回路22
に移して、次にY軸の走査パルスが来るのを待つ。
When the center pulse appears first, the counter control circuit 20 gives a forward counting instruction to the reversible counter 21 and starts counting. This count may be operated by a clock, for example, 1 MPPS. The counter increments, and when a detection pulse arrives after a delay time of τX, it stops counting and transfers the contents of the counter 21 to the X-axis buffer and A/D conversion circuit 22.
and wait for the next Y-axis scan pulse to arrive.

A/D変換回路22の出力はサーボモータ駆動回路24
を通してサーボモータ4を駆動させXが小さくなる方向
へ送りネジを回転させる。もし検出パルスが中心パルス
より先に出たならカウンタ制御回路20は可逆カウンタ
21を負方向へ(即ちマイナスカウント)カウントする
ように指示を与え、カウントの結果はA/D変換回路2
2に与えられ、X軸サーボモータ4は負方向に回転し、
同様にτXが小さくなる方向へサーボモータを駆動する
。なおY軸サーボモータ5の動作も同様に行われる。こ
の制御方法をさらに第5図により詳しく説明する。
The output of the A/D conversion circuit 22 is sent to the servo motor drive circuit 24.
The servo motor 4 is driven through the feed screw to rotate the feed screw in the direction in which X becomes smaller. If the detection pulse appears before the center pulse, the counter control circuit 20 instructs the reversible counter 21 to count in the negative direction (i.e., minus count), and the count result is sent to the A/D conversion circuit 21.
2, the X-axis servo motor 4 rotates in the negative direction,
Similarly, the servo motor is driven in the direction in which τX becomes smaller. Note that the operation of the Y-axis servo motor 5 is performed in the same manner. This control method will be explained in more detail with reference to FIG.

(1)において中心パルスが検出パルスよりτ1だけ遅
れているのが制御することによりτ2,τ3と減少する
In (1), the central pulse is delayed by τ1 from the detection pulse, but it is decreased to τ2 and τ3 by controlling.

そして両パルスが一致した時に位置決めが終了する。し
かし一般には両パルスの時間幅が第5図のように一致し
ない場合が多い。このような場合は第5図の(1)→(
2)→(3)のように次第に接近して(4)のように両
パルスの立上りにτ4の時間差を有し、立下りが一致す
るようになる。この場合に、更にτ4を減少するように
サーボモータを回し、両パルスの立下り時間差と、立上
り側の時間差を一致させる。これは例えば長い方のパル
スの立上りでカウントを開始し、短い方のパルスの立上
りでカウントを中止し、次に短い方のパルスの立下りで
前記カウントの値を逆に減算カウントし、長い方のパル
スの立下りでカウントを中止する。この時カウントの値
がIO″になつた時に両パルスが一致したことになる。
つまり5に示すτ5′::.τ55=Oのときカウンタ
は最終的に202となるように位置合わせを行なう。本
実施例では機械的走査方式をとつているが第2図の走査
機構7の詳細を以下に説明する。本走査機構7は所望の
孔の位置の下から光を通す光源ランプ14、この光を受
光する受光素子10、走査およびタイミング信号の作成
をする走査円板8、円板を駆動するモータ9、タイミン
グ信号を作成するためのランプ、受光素子11,12よ
り構成される。走査円板8の詳細図を第7図に示す。こ
の走査円板の回転を光源ランプ、受光素子の組合わせに
より検出して、各種信号が作られこれを第6図のカウン
タ制御回路20に入れて位置決め制御を行なう。次に第
7図に従つて走査動作を説明する。
Then, positioning ends when both pulses match. However, in general, the time widths of both pulses often do not match as shown in FIG. In such a case, (1) in Figure 5 → (
As shown in 2)→(3), the pulses gradually approach each other, and as shown in (4), there is a time difference of τ4 between the rising edges of both pulses, and their falling edges become coincident. In this case, the servo motor is rotated to further reduce τ4, and the difference in falling time between both pulses is made to match the time difference on the rising side. This can be done, for example, by starting counting at the rising edge of the longer pulse, stopping counting at the rising edge of the shorter pulse, then subtracting the previous count value at the falling edge of the shorter pulse, and counting the longer one. Counting is stopped at the falling edge of the pulse. At this time, when the count value reaches IO'', both pulses match.
In other words, τ5′ shown in 5::. When τ55=O, the counter is finally aligned to 202. In this embodiment, a mechanical scanning system is used, and the details of the scanning mechanism 7 shown in FIG. 2 will be explained below. This scanning mechanism 7 includes a light source lamp 14 that passes light from below the desired hole position, a light receiving element 10 that receives this light, a scanning disc 8 that performs scanning and creates timing signals, a motor 9 that drives the disc, It is composed of a lamp for generating a timing signal and light receiving elements 11 and 12. A detailed view of the scanning disk 8 is shown in FIG. The rotation of the scanning disk is detected by a combination of a light source lamp and a light receiving element to generate various signals, which are input to a counter control circuit 20 shown in FIG. 6 for positioning control. Next, the scanning operation will be explained with reference to FIG.

走査円板8は第7図のように回転する円板で偶数個の走
査用スリツトと各種のタイミング検出用孔が明けてある
The scanning disk 8 is a rotating disk as shown in FIG. 7, and has an even number of scanning slits and various timing detection holes.

図において窓15の方形部分が走査される区域でその中
心に相当する位置に受光素子10を有する検出ヘツドが
置かれ、この位置が位置決めの目標点である。
In the figure, a detection head having a light receiving element 10 is placed at a position corresponding to the center of the square area of the window 15 to be scanned, and this position is the target point for positioning.

円板3上には同心円の形で5本のトラツクが有り、第7
図のように配置される。
There are five tracks in the form of concentric circles on the disk 3, and the seventh
Placed as shown.

走査用トラツク26は検出ヘツド位置を通り、このトラ
ツク26はX軸方向、Y軸方向走査用スリツトの中心に
なる。その外側には順番にY軸方向中心パルス検出孔配
置トラツク27、X軸方向中心パルス検出孔配置トラツ
ク28、Y軸方向走査開始パルス検出孔配置トラツク2
9X軸方向走査開始パルス検出孔配置トラツク30の4
本のトラツクがある。円板8上にはスリツト、検出孔が
必要数明けてあるのでその機能について以下説明する。
X,Y軸方向走査用スリツトは走査の中心となるもので
窓15の内部をX軸、Y軸方向へ交互に走査する機能を
持つ。
The scanning track 26 passes through the detection head position, and this track 26 becomes the center of the scanning slit in the X and Y directions. On the outside, in order, there is a Y-axis direction center pulse detection hole arrangement track 27, an X-axis direction center pulse detection hole arrangement track 28, and a Y-axis direction scan start pulse detection hole arrangement track 2.
9X-axis direction scanning start pulse detection hole arrangement track 30-4
There is a track of the book. The required number of slits and detection holes are provided on the disk 8, and their functions will be explained below.
The slit for scanning in the X-axis and Y-axis directions is the center of scanning, and has the function of scanning the inside of the window 15 alternately in the X-axis and Y-axis directions.

これは円周を2n等分し(図では8等分)その法線と、
走査トラツクの交点を通り、法線と±45線の角度で切
られた細い幅のスリツトである。このスリツトが窓15
を通過する時、窓が充分に小さい時にはX軸、Y軸方向
に交互にスリツトが走査することになる。この走査は実
際は扇形に行われるが窓の面積は充分小さいので第3図
のようなX,Y軸方向の交互走査と考えてよい。第7図
ではX軸方向走査用スリツトが窓15の中心を走査して
いる状態を示し、Y軸方向走査用スリツトが窓の中心を
走査して状態は点線で示してある。
This divides the circumference into 2n equal parts (in the figure, it divides into 8 equal parts), and the normal line and
This is a narrow slit that passes through the intersection of the scanning tracks and is cut at an angle of ±45 to the normal. This slit is window 15
If the window is sufficiently small, the slit will scan alternately in the X-axis and Y-axis directions. This scanning is actually performed in a fan-shaped manner, but since the area of the window is sufficiently small, it can be thought of as alternating scanning in the X and Y axis directions as shown in FIG. In FIG. 7, the slit for scanning in the X-axis direction scans the center of the window 15, and the slit for scanning in the Y-axis direction scans the center of the window, as shown by dotted lines.

受光素子10は窓内の光をすべて検出するようにしてお
く。窓内の被制御点の孔をスリツトが横切ると、その位
置に従つて第4図で示す検出出力が得られる。次にスリ
ツトが窓15の中心16を通つた事を示す中心パルスは
第7図の円板のトラツク27およびトラツク28の中心
検出孔を、それぞれ第7図に示す位置に配置された光検
出器12および光検出器11により検出して得られる。
The light receiving element 10 is designed to detect all light within the window. When the slit crosses the hole at the controlled point in the window, the detection output shown in FIG. 4 is obtained according to its position. Next, a center pulse indicating that the slit has passed through the center 16 of the window 15 is transmitted through the center detection holes of the disk tracks 27 and 28 in FIG. 12 and a photodetector 11.

X,Y軸方向の中心検出孔は、それぞれX,Y軸方向走
査用スリツトの延長線とトラツクの交点に明けてある。
The center detection holes in the X and Y axis directions are opened at the intersections of the extension lines of the X and Y axis scanning slits and the tracks, respectively.

X,Y軸方向走査用スリツトが窓15の中心を走査する
時点で、第4図に示す中心パルスが得られるように円板
の下側に光源ランプを置き、走査スリツトが窓の中心を
切る時に中心パルスを得る事が出来る。第7図のトラツ
ク29およびトラツク30には第4図に示すX方向走査
、Y方向走査の切換を行なう為に使用されるY軸方向走
査開始パルス、X軸方向走査開始パルスを発生する孔が
明けてある。
A light source lamp is placed under the disk so that the center pulse shown in FIG. 4 is obtained when the X and Y axis direction scanning slit scans the center of the window 15, and the scanning slit cuts the center of the window. Sometimes a central pulse can be obtained. Tracks 29 and 30 in FIG. 7 have holes for generating the Y-axis scan start pulse and the X-axis scan start pulse used to switch between the X-direction scan and Y-direction scan shown in FIG. It's dawn.

トラツク29に明けられた孔を第7図に示す位置に配置
された検出器32によつて検出しY軸方向開始パルスを
発生する。同様にトラツク30に明けられた孔を検出器
31によつて検出し、X軸方向走査開始パルスを発生す
る。
The hole drilled in the track 29 is detected by a detector 32 located at the position shown in FIG. 7, and a Y-axis direction start pulse is generated. Similarly, a hole made in the track 30 is detected by the detector 31, and an X-axis direction scan start pulse is generated.

このX,Y軸方向走査開始パルスはX,Y軸方向走査制
御切換の為に使用されるもので、それぞれX,Y軸方向
走査用スリツトが窓15部分を走査開始に先だつて発生
されるものである。本実施例では1回転当り各軸4回の
走査が行われるが分割数を増やす事により走査回数を増
加する事が出来る。この円板による走査法をまとめて説
明すると次のようにな゜る。
These X and Y axis scanning start pulses are used to switch the X and Y axis scanning control, and are generated before the X and Y axis scanning slits start scanning the window 15, respectively. It is. In this embodiment, each axis is scanned four times per rotation, but the number of scans can be increased by increasing the number of divisions. The scanning method using this disk can be summarized as follows.

走査円板8は矢印の方向に回転して被制御点の孔は窓の
中に一次的位置決めにより設定されているとする。
It is assumed that the scanning disk 8 is rotated in the direction of the arrow and the hole of the controlled point is set in the window by primary positioning.

第6図に示す制御回路が制御開始の指令を受けるとこの
回路はX,Y軸方向走査開始パルスの受信準備をする。
円板が回転してX軸またはY軸選択の孔が所定の検出位
置に到着すると受光素子はこれを光電的に検出し、カウ
ンタ制御回路20へXまたはY軸方向走査開始パルスを
送る。
When the control circuit shown in FIG. 6 receives a command to start control, this circuit prepares to receive a scan start pulse in the X and Y axis directions.
When the disk rotates and the X-axis or Y-axis selection hole arrives at a predetermined detection position, the light-receiving element photoelectrically detects this and sends an X- or Y-axis scan start pulse to the counter control circuit 20.

制御回路20は第4図に示すX,Y何れかの走査区間に
入り、検出パルス、中心パルスの到着を待つ。円板8が
回転して窓15の枠内へ入り、スリツトが窓内を走査し
、被制御点の孔を通過すると、被制御点の孔の下から投
射されている光がスリツトを通過して検出ヘツドの受光
素子10に当り検出パルスを発生する。
The control circuit 20 enters either the X or Y scanning section shown in FIG. 4 and waits for the arrival of the detection pulse and center pulse. When the disk 8 rotates and enters the frame of the window 15, and the slit scans inside the window and passes through the hole at the controlled point, the light projected from below the hole at the controlled point passes through the slit. The light hits the light receiving element 10 of the detection head and generates a detection pulse.

またスリツトが窓15の中心を通る時に中心パルスが発
生する。制御回路20は検出パルスと中心パルスの時間
的関係を演算してサーボモータ制御信号を作成し、これ
をXまたはY軸サーボモータの駆動回路24または25
へ送つて制御を終了し、次に来る他軸の走査パルス到着
を待つ。
Also, when the slit passes through the center of the window 15, a center pulse is generated. The control circuit 20 calculates the temporal relationship between the detected pulse and the center pulse, creates a servo motor control signal, and sends this to the X or Y axis servo motor drive circuit 24 or 25.
, the control is terminated, and the next scanning pulse for the other axis arrives.

こうしてX,Y軸方向の走査を交互に切換えながら制御
を行ないX,Y両軸の検出パルスと中心パルスが、それ
ぞれ一致するまで動作をくり返す。
In this way, the scanning in the X and Y axis directions is controlled while being alternately switched, and the operation is repeated until the detection pulses in both the X and Y axes and the center pulse coincide with each other.

かくして両軸とも一致した時、位置決め完了の信号を発
生して第2図のピン挿入機構6はピン13を挿入する動
作を行ない、ピン13は被加工体1の所望の孔へ確実に
挿入される。以上述べたように本方式は 11個の検出素子でX,Y軸方向の走査、中心検出が行
われるので素子を2個使つて差動的に中心を検出するよ
うな一般の方式、即ち走査円板の孔の一方から照射され
た光を、例えば2枚の鏡を直角に配置したものを円板の
他方の側に置いて、その鋭つた角の部分に光を当て光を
左右方向に2等分し、2等分された光の光路上にそれぞ
れ光検出素子を配置するような方法に比べて素子の特性
変化の影響がない。
When both axes are aligned in this manner, a signal indicating completion of positioning is generated, and the pin insertion mechanism 6 shown in FIG. Ru. As mentioned above, this method uses 11 detection elements to perform scanning in the X and Y axis directions and detect the center. The light emitted from one of the holes in the disk can be applied by placing, for example, two mirrors arranged at right angles on the other side of the disk, and shining the light onto the sharp corner of the disk to direct the light from side to side. Compared to a method in which the light is divided into two equal parts and a photodetecting element is placed on each optical path of the divided light, there is no effect of changes in the characteristics of the elements.

2一枚の回転用板で容易に直交軸制御を実施できる。2. Orthogonal axis control can be easily performed with one rotating plate.

3制御回路は本質的にデイジタル処理を行なつているの
でドリフトによる影響などがなく、また積分制御を行な
つているからオフセツトは理論的に″0Iになる等の特
長をもつている。
Since the control circuit 3 essentially performs digital processing, there is no influence from drift, and since integral control is performed, the offset can theoretically be set to 0I.

従つて本発明の位置決め制御方式は簡単な構成で、かつ
経年変化にも影響されない信頼度の高い位置決め方式が
実現できる。
Therefore, the positioning control system of the present invention has a simple configuration and can realize a highly reliable positioning system that is not affected by aging.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による位置決め方式の適用例の説明図、
第2図aは本発明の実施例による位置決め装置の概略平
面図、第2図bは同じく側面図、第3図は本発明の位置
決め方式の原理説明図、第4図および第5図は中心パル
スと検出パルスのタイムチヤート、第6図は本発明の実
施例による位置決め制御回路図、第7図は第2図におけ
る走査円板8の詳細図を示す。 図において1は被加工体、2,3はワークテーブル、4
,5はサーボモータ、6はピン挿入機構、7は走査機構
、8は走査円板、9はモータ、10〜12は受光素子、
13はピン、14は光源ランプ、15は窓、16は目標
点、17は被制御点、18はX軸方向走査用スリツト、
19はY軸方向走査用スリツト、20はカウンタ制御回
路、21は可逆カウンタ、22,23はバツフアおよび
D/A変換回路、24,25はサーボモータ駆動回路を
示す。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an application example of the positioning method according to the present invention,
FIG. 2a is a schematic plan view of a positioning device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2b is a side view, FIG. 3 is a diagram explaining the principle of the positioning method of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are center views. A time chart of pulses and detection pulses, FIG. 6 shows a positioning control circuit diagram according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 shows a detailed view of the scanning disk 8 in FIG. 2. In the figure, 1 is the workpiece, 2 and 3 are the work tables, and 4
, 5 is a servo motor, 6 is a pin insertion mechanism, 7 is a scanning mechanism, 8 is a scanning disk, 9 is a motor, 10 to 12 are light receiving elements,
13 is a pin, 14 is a light source lamp, 15 is a window, 16 is a target point, 17 is a controlled point, 18 is a slit for scanning in the X-axis direction,
19 is a slit for scanning in the Y-axis direction, 20 is a counter control circuit, 21 is a reversible counter, 22 and 23 are buffer and D/A conversion circuits, and 24 and 25 are servo motor drive circuits.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 走査平面の中心に位置する目標点に、該平面内に有
る被制御点を一致せしめる位置決め方式において、前記
走査平面の中心にある目標点を原点として、X、Y軸よ
り成る直交座標系を設定し、各軸に平行なスリットを該
平面内でX、Y軸方向に交互に走査する走査手段と、こ
のスリットが目標点および被制御点を通過した事を検出
する検出手段と、各走査毎に発生する目標点と被制御点
間の走査時間間隔を正負方向に計数可能な計数手段と、
この計数手段で計数した値を電圧に変換するディジタル
/アナグロ変換手段と、この変換手段から発生する電圧
に比例した速度で被制御点を目標点に接近せしめるサー
ボ駆動手段を有し、前記走査手段により発生する目標点
と被制御点の検出信号の検出時点が時間的に一致した時
に該サーボ駆動手段を停止する制御手段を設けた事を特
徴とする位置決め制御方式。 2 走査平面内の目標点および被制御点を通過した時発
生するそれぞれの検出パルス幅の中心が一致する事によ
り、目標点と被制御点の検出信号の検出時点が一致した
事を判定する特許請求の範囲1項記載の位置決め制御方
式。 3 回転円板を円周方向に偶数等分し、その法線方向に
対し、正、逆方向に45°回転した方向にスリットを設
け、かつ交互に正、逆方向のスリットを配置し、このス
リットの通過する部分に設けた小面積の窓内をスリット
により走査せしめ、この窓の中心をスリットが通過する
度に、前記回転円板に設けられた中心パルス発生機構よ
り目標点検出パルスを得ることを特徴とする特許請求の
範囲1項または2項記載の位置決め制御方式。
[Scope of Claims] 1. In a positioning method in which a controlled point located within a scanning plane is made to coincide with a target point located at the center of the scanning plane, the X and Y axes are aligned with the target point located at the center of the scanning plane as the origin. A scanning means that alternately scans a slit parallel to each axis in the X and Y axis directions within the plane, and detects when this slit passes a target point and a controlled point. a detection means, a counting means capable of counting in positive and negative directions the scanning time interval between the target point and the controlled point that occurs for each scan;
The scanning means has a digital/analog converting means for converting the value counted by the counting means into a voltage, and a servo driving means for causing the controlled point to approach the target point at a speed proportional to the voltage generated from the converting means. 1. A positioning control system comprising: a control means for stopping the servo drive means when detection times of detection signals of a target point and a controlled point generated by the above coincide in time. 2. A patent that determines that the detection times of the detection signals of the target point and the controlled point coincide by matching the centers of the detection pulse widths generated when passing the target point and the controlled point in the scanning plane. A positioning control system according to claim 1. 3 Divide the rotating disk into an even number of equal parts in the circumferential direction, provide slits in the direction rotated 45 degrees in the forward and reverse directions with respect to the normal direction, and arrange the slits in the forward and reverse directions alternately. The slit scans the inside of a small window provided in the area through which the slit passes, and each time the slit passes through the center of the window, a target point detection pulse is obtained from the center pulse generation mechanism provided on the rotating disk. A positioning control system according to claim 1 or 2, characterized in that:
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JPS5543686A (en) 1980-03-27

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