JPS61294509A - Absolute position detector - Google Patents
Absolute position detectorInfo
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- JPS61294509A JPS61294509A JP13618685A JP13618685A JPS61294509A JP S61294509 A JPS61294509 A JP S61294509A JP 13618685 A JP13618685 A JP 13618685A JP 13618685 A JP13618685 A JP 13618685A JP S61294509 A JPS61294509 A JP S61294509A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、例えば、産業用L1ホットの)アーム等の位
置検出を行なう絶対位置演算手段の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an improvement in absolute position calculation means for detecting the position of an arm (for example, of an industrial L1 hot).
(従来の技術)
従来各種の産業で、生産ラインの自動化、省力化等を目
的とした産業用ロボットが使用されている。(Prior Art) Industrial robots have been used in various industries for the purpose of automating production lines and saving labor.
この産業用ロボットにおいて簡単な構造を持つものには
、゛例えば第5図に示すような関節形のロボットが必る
。図に示すような関節形の産業川口ボットにおいては、
具合Eに罰して旋回可能に取り付(づられた旋回台゛1
に、アーム2が図中矢印で示す方向に回動可能に取り付
けられており、この旋回台1及びアーム2は一般的に電
動ないし油圧モータによって駆動されている。An industrial robot with a simple structure must be an articulated robot as shown in FIG. 5, for example. In the articulated industrial Kawaguchi bot shown in the figure,
Due to condition E, it is installed so that it can be rotated (swivel base 1)
An arm 2 is attached so as to be rotatable in the direction indicated by the arrow in the figure, and the swivel base 1 and arm 2 are generally driven by an electric or hydraulic motor.
前記したアーム20回動駆動を行なうための駆動装置は
、第6図に示すようになっている。The drive device for rotating the arm 20 described above is shown in FIG.
産業用ロボット構成体としての旋回台1に固着した支持
軸3に対して産業用ロボット構成体としてのアーム2が
回動自在に取り付けられている。An arm 2 as an industrial robot component is rotatably attached to a support shaft 3 fixed to a rotating base 1 as an industrial robot component.
支持軸3に固着された従動側m車としての大傘南中4は
、モータ5と減速機を有する駆動ユニット本体6に取り
付けられた駆動側歯車としての小傘歯車7と噛み合って
おり、駆動ユニツl〜本体6はアーム2にホルト8によ
り、取り付けられている。A large bevel gear 4 as a driven side m-wheel fixed to the support shaft 3 is meshed with a small bevel gear 7 as a drive side gear attached to a drive unit main body 6 having a motor 5 and a speed reducer. The unit 1~main body 6 is attached to the arm 2 by a bolt 8.
そしてモータ5には、その回転軸の回転角度を符号化信
号として検出するエンコーダが内蔵された位置検出器9
が取り付けられている。ざらに支持軸3Gごは平歯車1
1が固着され、この平歯車11によってアーム2の回動
角度を検出するポテンショメータ10が動くようになっ
ている。The motor 5 is equipped with a position detector 9 having a built-in encoder that detects the rotation angle of the rotation shaft as a coded signal.
is installed. Rough support shaft 3G is spur gear 1
1 is fixed, and a potentiometer 10 for detecting the rotation angle of the arm 2 is moved by this spur gear 11.
従ってモータ5を駆動すると、小傘歯車7が回転して大
傘歯巾4の回りを公転し、アーム2が回動することにな
る。そしてアーム2の回動角度に1.6じた信号が位置
検出器9とポテンショメータ10によりコンピュータに
入力されるようになっている。。Therefore, when the motor 5 is driven, the small bevel gear 7 rotates and revolves around the large bevel tooth width 4, and the arm 2 rotates. A signal equal to the rotation angle of the arm 2 by 1.6 is inputted to the computer by the position detector 9 and the potentiometer 10. .
次にアーム2の絶対位置演算手段の概略構成図が第7図
に示されている。この絶対位置演算手段は、モータ駆動
回路26に接続されて減速機6を介してアーム2を駆動
するモータ5と、)7−ム2に連動してその回動角1宴
に応じた信号を△/D変換器15を介してコンピュータ
22に内蔵されたCPU23に出力するポテンショメー
タ10と、モータ5に連動してその回転角度を検出する
エンコーダ9と、CPU23に接続されてエンコーダ9
の原点パルスの受入れ可否の制郊及び当該原点−パルス
の発生を検出する原点パルスゲート16及びエンコーダ
9の回転角度検出用パルスをカウントするパルスカウン
タ17と、エンコーダ9の原点パルス発生時におけるポ
テンショメータ10の電圧値及びアーム2の絶対位置検
出プログラムが記憶されているROM24とで溝成され
ている。Next, a schematic configuration diagram of the absolute position calculation means of the arm 2 is shown in FIG. This absolute position calculating means operates in conjunction with the motor 5 connected to the motor drive circuit 26 and driving the arm 2 via the reducer 6, and the arm 2, and outputs a signal corresponding to its rotation angle. A potentiometer 10 that outputs an output to a CPU 23 built into a computer 22 via a Δ/D converter 15, an encoder 9 that detects the rotation angle in conjunction with the motor 5, and an encoder 9 that is connected to the CPU 23.
An origin pulse gate 16 that detects whether or not the origin pulse is accepted and the occurrence of the origin pulse, a pulse counter 17 that counts pulses for detecting the rotation angle of the encoder 9, and a potentiometer 10 when the origin pulse of the encoder 9 is generated. The voltage value and the ROM 24 in which the absolute position detection program of the arm 2 are stored are stored.
ここで原点パルスとは、エンコーダ9が一回転当り一回
発生するパルスのことであり、回転角度検出用パルスと
は、エンコーダ9が単位回転角度当り一回発生するパル
スのことである。Here, the origin pulse is a pulse that the encoder 9 generates once per rotation, and the rotation angle detection pulse is a pulse that the encoder 9 generates once per unit rotation angle.
次に、第7図に示した絶対位置演算手段の動作を第8図
に示すコンピュータ22のROM24に磨き込まれてい
るプログラムのフローチャートに基づいて詳細に説明す
る。Next, the operation of the absolute position calculation means shown in FIG. 7 will be explained in detail based on the flowchart of the program stored in the ROM 24 of the computer 22 shown in FIG.
まずプログラムがスタートすると、CI)U23から原
点パルスゲート16に信号線19を介して原点パルス割
込み可の信号が出力され、原点パルスゲート16は信号
線13からエンコーダ9によって発生される原点パルス
の入力を待つ(ステップ30)。First, when the program starts, the CI) U 23 outputs the origin pulse interrupt enable signal to the origin pulse gate 16 via the signal line 19, and the origin pulse gate 16 receives the origin pulse generated by the encoder 9 from the signal line 13. (step 30).
次にCI−’ U 23から信号線27を介してモータ
駆動回路26にモータ5の回転方向及び回転速度を指令
する信号が出力され、その指令に応じた電圧が七−夕駆
動回路26から動力線28を介してモータ5に印加され
る(ステップ31〉。Next, a signal instructing the rotational direction and rotational speed of the motor 5 is outputted from the CI-'U 23 to the motor drive circuit 26 via the signal line 27, and a voltage corresponding to the command is output from the Tanabata drive circuit 26 to the motor drive circuit 26. is applied to the motor 5 via line 28 (step 31).
そし−(モータ5がステップ31で出力された指令信号
に応じ一〇回転し、エンコーダ9で原点パルス(j、T
h糾が発生したかどうかが信号線13.原点パルスゲ−
1へ16及び信号線20を介してCPU 23によつ−
C判断される(ステップ32)。Then, the motor 5 rotates 10 times in response to the command signal output in step 31, and the encoder 9 outputs the origin pulse (j, T
Signal line 13. origin pulse game
1 to 16 and to the CPU 23 via signal line 20.
C is determined (step 32).
エンコーダ9から原点パルス信号が発生されなければス
テップ30に戻り、エンコーダ9が原点パルス信号を発
生するまでステップ30〜ステンプ31を繰り返す。一
方原点パルスが発生すると、CPU23から原点パルス
ゲート16に信号線19を介して原点パルス割込み不可
の信号が出力されて原点パルスゲート16が閉じられ(
ステップ33)、同時に七−タ駆動回路26に信号線2
7を介して停止指令が出されてモータ5が停止する(ス
テップ34)。If the encoder 9 does not generate the origin pulse signal, the process returns to step 30, and steps 30 to 31 are repeated until the encoder 9 generates the origin pulse signal. On the other hand, when the origin pulse is generated, the CPU 23 outputs a signal disabling the origin pulse interrupt to the origin pulse gate 16 via the signal line 19, and the origin pulse gate 16 is closed (
Step 33) At the same time, the signal line 2 is connected to the heptad drive circuit 26.
A stop command is issued via the motor 7, and the motor 5 is stopped (step 34).
そしてモータ5が停止した時のアーム2の位置に応じた
ポテンショメータ10の電圧値が信号線12によって△
/D変換器]5に人力され、ここで当該電圧値がデジタ
ル値に変換されて信号線18によってCPU23に入力
される(ステップ35〉。Then, the voltage value of the potentiometer 10 corresponding to the position of the arm 2 when the motor 5 stops is determined by the signal line 12.
/D converter] 5, where the voltage value is converted into a digital value and input to the CPU 23 via the signal line 18 (step 35).
このようにしてCPU23に入力されたアーム2の相対
位置データに塁ずいて、ROM24に予め記憶されてい
るエンコーダ9の原点パルス発生時にお(づるポテンシ
ョメータ]Oの電圧値を■ぎ込んだ基本出力テーブルを
ルックアップして、アーム2の原点位置からの回動角度
θをCPU23で演偉する(ステップ36)。Based on the relative position data of the arm 2 input to the CPU 23 in this way, the basic output is obtained by inserting the voltage value of the potentiometer O when the origin pulse of the encoder 9 is generated, which is stored in advance in the ROM 24. The CPU 23 looks up the table and calculates the rotation angle θ of the arm 2 from the origin position (step 36).
以上の説明により明らかなように、アーム2の絶対位置
θDは、エンコーダ9で原点パルスが発生した時点での
ポテンショメータ10の電圧値を△/D変換器15でデ
ジタル値に変換し、ROM24に格納されている基本出
力テーブルのデータの中から当該デジタル値に最も近い
データを選択し、ポテンショメータ10の検出誤差を補
正して算出している。As is clear from the above explanation, the absolute position θD of the arm 2 is determined by converting the voltage value of the potentiometer 10 at the time when the origin pulse is generated by the encoder 9 into a digital value by the Δ/D converter 15, and storing it in the ROM 24. The data closest to the digital value is selected from among the data in the basic output table, and the detection error of the potentiometer 10 is corrected for calculation.
(発明が解決しようとする問題点)
しかして、このような従来の絶対位置演算手段では、ア
ーム2の絶対位置をポテンショメータ10及び△/D変
換器15によって検出していたために、ポテンショメー
タ10の温度−抵抗値特性及び接点の接触抵抗値が、ロ
ボット周囲の雰囲気や経年変化の影響により初期の特性
と異なることになり、当該Δ/D変換器15によって得
られたデータとROM24に格納されている基本出力テ
ーブルのデータとの間に誤差を生じ、アーム2の正確な
絶対位置の検出が困難になる。(Problems to be Solved by the Invention) However, in such a conventional absolute position calculation means, since the absolute position of the arm 2 is detected by the potentiometer 10 and the Δ/D converter 15, the temperature of the potentiometer 10 is - The resistance value characteristics and the contact resistance values of the contacts will differ from the initial characteristics due to the influence of the atmosphere around the robot and aging, and the data obtained by the Δ/D converter 15 and the contact resistance values of the contacts will differ from the initial characteristics and are stored in the ROM 24. An error occurs between this and the data in the basic output table, making it difficult to accurately detect the absolute position of arm 2.
また絶対位置検出の精度を上げるには、周囲の雰囲気や
経年変化の影響の少ない高精度のポテンショメータと、
そのポテンショメータの精度に応じたΔ/D変換器が必
要となるので、コス1〜が高く、A/D変換に時間がか
かることになる。゛ざらに、エンコーダ9とポテンショ
メータ10を一つのユニットとして)7−ム2の駆動u
内に取り外し可能に取り付ける、いわゆるモジコール構
造とすることが難しいために、ポテンショメータ10や
減速機等の交換時には、ROM24に記憶されでいるエ
ンコーダ9の各原点パルス発生時点のポテンショメータ
10の各電圧値とポテンショメータ10の実際の電圧値
とが完全に一致するようにポテンショメータ10.エン
コーダ9等を調整しなければならないので、修理に時間
を要りる等の問題点があった。In addition, to increase the accuracy of absolute position detection, we need a high-precision potentiometer that is less affected by the surrounding atmosphere and aging.
Since a Δ/D converter corresponding to the accuracy of the potentiometer is required, the cost 1~ is high and A/D conversion takes time. (Roughly, the encoder 9 and potentiometer 10 are considered as one unit) 7-Driving u of arm 2
When replacing the potentiometer 10 or the reducer, etc., it is difficult to use a so-called Mogicor structure in which the potentiometer 10 is removably attached to the inside. The potentiometer 10. Since the encoder 9 and the like must be adjusted, there are problems in that it takes time for repairs.
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもの
であり、アームを駆動するモータと連動して回転するエ
ンコーダの軸に連結した変速機を介して、原点パルスの
みを発生する原点パルスエンコーダを設けたことにより
、当該アームの正確な絶対位置を検出することができる
絶対位置演算手段を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of these conventional problems.The present invention has been made in view of the problems of the conventional art. It is an object of the present invention to provide an absolute position calculation means that can detect the accurate absolute position of the arm by providing an encoder.
(問題点を解決するための手段)
前記した目的を達成するために本発明は、被駆動体を駆
動する駆動手段と、当該駆動手段に連結されて当該被駆
動体の相対回転角を検出するパルスジェネレータと、当
該パルスジェネレータに連結された変速機の出力軸一回
転当り一回のパルスを出力する原点パルスエンコーダと
、当該パルスジェネレータの出力パルス数の計測をする
パルスカウント手段と、前記パルスジェネレータの原点
パルスの検出をする第1原点パルス検出手段と、前記原
点パルスエンコーダの原点パルスの検出をする第2原点
パルス検出手段と、前記パルスカウント手段、第1原点
パルス検出手段、第2原点パルス検出手段の信号から前
記被駆動体の絶対位置を算出する絶対位置演算手段とを
設けたことを特徴とする。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention includes a driving means for driving a driven body, and a device connected to the driving means to detect a relative rotation angle of the driven body. a pulse generator; an origin pulse encoder that outputs one pulse per revolution of the output shaft of a transmission connected to the pulse generator; a pulse count unit that measures the number of output pulses of the pulse generator; and the pulse generator. a first origin pulse detection means for detecting the origin pulse of the origin pulse encoder, a second origin pulse detection means for detecting the origin pulse of the origin pulse encoder, the pulse counting means, the first origin pulse detection means, and the second origin pulse The present invention is characterized by further comprising absolute position calculation means for calculating the absolute position of the driven body from the signal of the detection means.
(作用)
以下に本発明の作用を、第1図に基づいて説明する。図
に示したパルスジェネレータであるエンコーダが原点パ
ルスを発生した時に、第1原点パルス検出手段から絶対
位置演算手段に信号が送られ、当該エンコーダの回転角
度検出用パルスのカウントがパルスカウント手段で開始
される。(Operation) The operation of the present invention will be explained below based on FIG. 1. When the encoder, which is a pulse generator shown in the figure, generates a home pulse, a signal is sent from the first home pulse detection means to the absolute position calculation means, and the pulse counting means starts counting pulses for detecting the rotation angle of the encoder. be done.
次に原点パルスエンコーダが原点パルスを発生した時に
、第2原点パルス検出手段から絶対位置演算手段に信号
が送られ、前記エンコーダの回転角度検出用パルスのカ
ウントを終了する。Next, when the origin pulse encoder generates an origin pulse, a signal is sent from the second origin pulse detection means to the absolute position calculation means, and the counting of the rotation angle detection pulses of the encoder is completed.
このようにして、前記エンコーダが原点パルスを発生し
た時と前記原点パルスエンコーダが原点パルスを発生し
た時の前記エンコーダの回転角度検出用パルスのカウン
ト差を算出することによって被駆動体の絶対位置を検出
するようになっている。In this way, the absolute position of the driven object is determined by calculating the count difference between the rotation angle detection pulses of the encoder when the encoder generates the origin pulse and when the origin pulse encoder generates the origin pulse. It is designed to be detected.
(実施例) 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
第2図は本発明に係る絶対位置演算手段の概略構成図で
市る。FIG. 2 is a schematic diagram of the absolute position calculation means according to the present invention.
モータ駆動回路26によって駆動されるモータ5の主軸
には減速機6が接続され、その減速機6の減速側の軸に
はアーム2が接続されている。A reduction gear 6 is connected to the main shaft of the motor 5 driven by the motor drive circuit 26, and an arm 2 is connected to the reduction side shaft of the reduction gear 6.
ざらにモータ5の主軸にはエンコーダ9と変速機40と
が接続され、その変速は40の出力側の軸には原点パル
スエンコーダが接続されている。Roughly speaking, an encoder 9 and a transmission 40 are connected to the main shaft of the motor 5, and an origin pulse encoder is connected to the output shaft of the transmission 40 for speed change.
なお前記変速機40の変速比は、前記原点パルスエンコ
ーダ41が前記エンコーダ9よりも若干遅い速度で回転
するように1に近く設定しである。The gear ratio of the transmission 40 is set close to 1 so that the origin pulse encoder 41 rotates at a slightly slower speed than the encoder 9.
そして、エンコーダ9には、−エンコーダ9が発生した
原点パルスを人力する第1原点パルスゲート16と、エ
ンコーダ9が発生した同転角度、検出用パルスをカウン
トするパルスカウンタ17が信号線13及び14によっ
て接続されている。また原点パルスエンコーダ41には
、原点パルスエンコーダ41が発生した原点パルスを入
力する第2原点パルスゲート43が信号線42によって
接続されている。The encoder 9 includes a first origin pulse gate 16 that manually inputs the origin pulse generated by the encoder 9, and a pulse counter 17 that counts the rotation angle and detection pulses generated by the encoder 9 on the signal lines 13 and 14. connected by. Further, a second origin pulse gate 43 that inputs the origin pulse generated by the origin pulse encoder 41 is connected to the origin pulse encoder 41 by a signal line 42 .
前記第1原点パルスゲート16.パルスカウンタ17及
び第2原点パルスゲート43は、周知であるコンピュー
タ22内のC1)U23にそれぞれの信号線を介して接
続されている。Said first origin pulse gate 16. The pulse counter 17 and the second origin pulse gate 43 are connected to a well-known C1) U23 in the computer 22 via respective signal lines.
次に、第2図に示した絶対位置演算手段の動作を第4図
に示すコンピュータ22のROM24に書き込まれてい
るプログラムのフローチャー1〜に基づいて詳細に説明
する。Next, the operation of the absolute position calculating means shown in FIG. 2 will be explained in detail based on flowcharts 1 to 1 of the program written in the ROM 24 of the computer 22 shown in FIG.
プログラムがスタートすると、CPU23から信号線1
°9を介して、ゲート開の信号が第1原点パルスゲート
16に出力され、第1原点パルスゲート16のゲートが
開く(ステップ50>。When the program starts, signal line 1 is sent from the CPU 23.
9, a gate open signal is output to the first origin pulse gate 16, and the gate of the first origin pulse gate 16 is opened (step 50>).
そして、CPU23からモータ駆動回路26に信号線2
7を介してモータ5の回転方向及び回転速度を指令する
信号が出力され、前記信号に応じた出力がモータ駆動回
路26から動力線28を介してモータ5に与えられる(
ステップ51)。Then, the signal line 2 is connected from the CPU 23 to the motor drive circuit 26.
A signal instructing the rotational direction and rotational speed of the motor 5 is outputted via the motor 7, and an output corresponding to the signal is given to the motor 5 from the motor drive circuit 26 via the power line 28 (
Step 51).
次にエンコーダ9が原点パルスを発生したかどうかが信
号線13.第1原点パルスゲート16及び信号線20を
介して、CPU23で判断され、この判断がNoであれ
ばモータ5を回転し続ける(ステップ52)。Next, the signal line 13 determines whether the encoder 9 has generated the origin pulse. This is determined by the CPU 23 via the first origin pulse gate 16 and the signal line 20, and if this determination is No, the motor 5 continues to rotate (step 52).
そしてステップ52での判断がYESでおると、エンコ
ーダ9が信号線14を介してパルスカウンタ17に入力
した回転角麿検出用パルスのカウント値■を、信号線2
1を介してCPU23で読み込んで一時記憶しくステッ
プ53)、CPU23からゲート開の信号が信号線19
を介して第1原点パルスゲート16に出力され、第1原
点パルスゲート16のゲートが閉じる(ステップ54)
。If the determination in step 52 is YES, the encoder 9 inputs the count value ■ of the rotation angle detection pulses inputted into the pulse counter 17 via the signal line 14 to the signal line 2.
Step 53), the gate open signal is sent from the CPU 23 to the signal line 19.
is output to the first origin pulse gate 16 through the gate, and the gate of the first origin pulse gate 16 is closed (step 54).
.
次にCPU23から信号線44を介して、ゲート開の信
号が第2原点パルスゲー1−43に出力され、第2原点
パルスゲート43のゲートが開く(ステップ55)。Next, a gate open signal is output from the CPU 23 to the second origin pulse gate 1-43 via the signal line 44, and the second origin pulse gate 43 is opened (step 55).
そしてステップ52で説明したと同様に、原点パルスエ
ンコーダ41が原点パルスを発生したかどうかか信号線
42.第2w%点パルスゲート43及び信号線45を介
してCPU23で判断され、この判断かNOで必ればモ
ータ5を同転し続ける(ステップ56〉。Then, in the same way as described in step 52, the signal line 42. A determination is made by the CPU 23 via the second w% point pulse gate 43 and the signal line 45, and if this determination is NO, the motor 5 continues to rotate at the same time (step 56).
そしてステップ56での判断がYESでおると、]ニエ
ンコーダが信号線14を介してパルスカウンタ17に入
力した回転角度検出用パルスのカウント値iを、信号線
21を介してCP U 23で読み込んで一時記憶しく
ステップ57)、CPU23からゲート開の信号が第2
原点パルスゲート43に信号線42を介して出力され、
第2原点パルスゲート43のゲートが閉じる(ステップ
58)。If the determination in step 56 is YES, the CPU 23 reads the count value i of the rotation angle detection pulses that the encoder inputs to the pulse counter 17 via the signal line 14 via the signal line 21. In step 57), the gate open signal from the CPU 23 is temporarily stored.
It is output to the origin pulse gate 43 via the signal line 42,
The gate of the second origin pulse gate 43 is closed (step 58).
そして、CPU23からモータ駆動回路26に信号線2
7を介して停止信号が出力され、モータ5が停止する(
ステップ59)。Then, the signal line 2 is connected from the CPU 23 to the motor drive circuit 26.
A stop signal is output via 7, and the motor 5 stops (
Step 59).
次にステップ53及びステップ57でCPU23に一時
記憶したエンコーダ9のパルスカウント値iとIの差Δ
I=(i−I)を算出し、そのパルス差からROM24
に記憶されている絶対位置算出式によってアーム2の絶
対位置を検出する(ステップ60)。Next, the difference Δ between the pulse count value i of the encoder 9 temporarily stored in the CPU 23 in steps 53 and 57 and I
I=(i-I) is calculated, and the ROM24 is calculated from the pulse difference.
The absolute position of arm 2 is detected using the absolute position calculation formula stored in (step 60).
ざらに、アーム2の絶対位置検出の原理を第3図に曇づ
いて説明する。この図は、エンコーダ9と原点パルスエ
ンコーダ41を重ねて上からみたものであり、図中Aは
エンコーダ9の外周部に多数設けられた回転角度検出用
パルスを発生する孔、Bは原点パルス発生用の孔、Cは
原点パルスエンコータ41に設けられた原点パルス発生
用の孔である。The principle of detecting the absolute position of arm 2 will be briefly explained with reference to FIG. This figure shows the encoder 9 and the origin pulse encoder 41 stacked together and viewed from above. In the figure, A indicates the holes provided on the outer circumference of the encoder 9 to generate rotation angle detection pulses, and B indicates the origin pulse generator. A hole C is a hole provided in the origin pulse encoder 41 for generating an origin pulse.
アーム2が任意の位置で停止した時のエンコーダ9と原
点パルスエンコー。ダ41の両原点パルス発生用の孔が
、図に示すように測定基準点りに対してθだけずれてい
たとする。10述したように、この角θに対1芯するエ
ンコーダ9のパルスカウント差は八■でおる。次に変速
機40の変速比がN(Nは1に極めて近い)でおるとす
ると、エンコーダ9の原点パルス発生用の孔Bと原点パ
ルスエンコーダ41の原点パルス発生用の孔Cどの位相
は、エンコーダ9が一回転する毎に1−N回転だけずれ
ることになる。Encoder 9 and origin pulse encoder when arm 2 stops at an arbitrary position. Assume that the holes for generating both origin pulses of the sensor 41 are shifted by θ with respect to the measurement reference point as shown in the figure. 10. As mentioned above, the pulse count difference between the encoders 9 corresponding to one core at this angle θ is 8■. Next, assuming that the gear ratio of the transmission 40 is N (N is extremely close to 1), which phase is the origin pulse generation hole B of the encoder 9 and the origin pulse generation hole C of the origin pulse encoder 41? Each rotation of the encoder 9 results in a shift of 1-N rotations.
従って、エンコーダ9が1回転毎に発生する回転角・度
検出用パルス数をPとすると前記した位相のずれθは、
エンコーダ9の回転数に換算すると△I/P回転となる
。これとは逆に、前記した位相のずれがΔI/P回転と
なるためには、エンコーダ9がアーム2の始動原点から
ΔI/((1−N)・P)回転していることになる。し
かしこの式は必ず小数になるので、小数点以下を切り上
げてエンコーダ9の回転数を整数にすると、アーム2の
始動原点からのエンコーダ9が発生した回転角度検出用
パルスの積算値は、
IN丁[△I/((1−N>・p)+0.5]・Pで表
わされる。Therefore, if the number of rotation angle/degree detection pulses generated by the encoder 9 every rotation is P, the phase shift θ mentioned above is:
When converted to the rotation speed of the encoder 9, it becomes ΔI/P rotation. On the contrary, in order for the above-mentioned phase shift to become a ΔI/P rotation, the encoder 9 must be rotated by ΔI/((1-N)·P) from the starting point of the arm 2. However, this formula is always a decimal number, so if we round up the decimal point and make the number of rotations of the encoder 9 an integer, the integrated value of the rotation angle detection pulses generated by the encoder 9 from the starting point of the arm 2 is: It is expressed as ΔI/((1-N>・p)+0.5]・P.
また)アーム2の組立て時点での始動原点における両原
点パルス発生用の孔BとCの初期位相差がエンコーダ9
の回転角度検出用パルス数に換算してΔPでおるとし、
その時の理論的なアーム2の始動原点が実際の始動原点
と当該パルス数に換算してΔQだけずれていたとすると
、アーム2の絶対位置Oをパルス数で表わす一般式は、
θ=INT[(Δ■−八Pへ/((1N)・ト’)+0
.5] ・P十ΔQ [パルス]となる。Also, the initial phase difference between the holes B and C for generating pulses at both origin points at the starting origin at the time of assembling the arm 2 is determined by the encoder 9.
It is assumed that the number of pulses for detecting the rotation angle is ΔP,
If the theoretical starting origin of arm 2 at that time is different from the actual starting origin by ΔQ in terms of the number of pulses, the general formula for expressing the absolute position O of arm 2 in terms of the number of pulses is:
θ=INT[(Δ■-to 8P/((1N)・t')+0
.. 5] ・P+ΔQ [pulse].
e:アーム2の絶対位置[パルス、]
△■:両エンコーダ相差角θに対応するパルスカウント
差[パルス]
△P:組付は時のパルスカウント差
[パルス]
N二両エンコーダの変速比
P:エンコーダ1回転毎の回転角度検
出用パルス発生数[パルス]
△Q:アーム原点の機械的なずれ
[パルス]
このように、アーム2の絶対位置Oをパルス数で表わす
ことができるので、このパルス数をコンビコータで角度
に検線することにより、)7−ム2の原点位置からの同
動角度、つまり絶対位置を検出することができる。e: Absolute position of arm 2 [pulses,] △■: Pulse count difference corresponding to both encoders phase difference angle θ [pulses] △P: Pulse count difference when assembled [pulses] N Gear ratio P of two encoders : Number of pulses generated for rotation angle detection per encoder rotation [pulses] △Q: Mechanical deviation of the arm origin [pulses] In this way, the absolute position O of arm 2 can be expressed by the number of pulses, so this By checking the number of pulses into angles using a combination coater, it is possible to detect the co-movement angle from the origin position of the )7-me 2, that is, the absolute position.
そして、アーム2の絶対位置の検出精度を向上させるに
は、前記変速比Nをできるだけ1に近づける必要がある
。In order to improve the detection accuracy of the absolute position of the arm 2, it is necessary to bring the speed ratio N as close to 1 as possible.
例えば、減速機6の減速比が1/100でアーム2の動
作範囲が1回転の場合には、変速Ia40の変速比は、
100/101 <N < 1の条件をii1足する範
囲内で、できるだけ1に近づければよい。しかし変速比
が1に近いので、エンコーダ9.変速機40及び原点パ
ルスエンコーダ41は機械的な遊びをできるだけ小ざく
するように接続されている。For example, when the reduction ratio of the reducer 6 is 1/100 and the operating range of the arm 2 is 1 rotation, the speed ratio of the speed change Ia 40 is
It is sufficient to make it as close to 1 as possible within the range of adding ii1 to the condition of 100/101 <N < 1. However, since the gear ratio is close to 1, encoder 9. The transmission 40 and the origin pulse encoder 41 are connected to minimize mechanical play.
(発明の効果)
以上に説明したように、本発明は被駆動体を駆動する駆
動手段と、当該駆動手段に連結されて当該被駆動体の相
対回転角を検出するパルスジェネレータと、当該パルス
ジェネレータに連結された変速機の゛出力軸一回転当り
一回のパルスを出力する原点パルスエンコーダと、当該
パルスジェネレータの出力パルス数の計測をするパルス
カウント手段と、前記パルスジェネレータの原点パルス
の検出をする第1原点パルス検出手段と、前記原点パル
スエンコーダの原点パルスの検出をする第2原点パルス
検出手段と、前記パルスカランlへ手段。(Effects of the Invention) As explained above, the present invention includes a driving means for driving a driven body, a pulse generator connected to the driving means to detect a relative rotation angle of the driven body, and a pulse generator for driving a driven body. The transmission is connected to an origin pulse encoder that outputs one pulse per rotation of the output shaft, a pulse counting means that measures the number of output pulses of the pulse generator, and a pulse generator that detects the origin pulse of the pulse generator. a first origin pulse detection means for detecting the origin pulse of the origin pulse encoder, a second origin pulse detection means for detecting the origin pulse of the origin pulse encoder, and a means for detecting the origin pulse.
第1原点パルス検出手段、第2原点パルス検出手段の信
号から前記被駆動体の絶対位置を算出する絶対位置演算
手段とを設けたことにより、従来のようにアームの絶対
位置の検出にボテンショメ−夕や△/D変換器を使用し
なくて済み、アームの絶対位置の検出が確実かつ精密に
できるようになった。さらに、従来アームの絶対位置の
検出精度がポテンショメータの精度に依存していたこと
に起因して、ロボットの使用場所に制約があったが、そ
の制約が大幅に緩和され、またアーム側に位置検出器を
設けずに演むためにアーム、減速機及びモータを一体と
した駆動ユニットのモジュール化が容易にできるように
なるという優れた効果を秦する。By providing the absolute position calculation means for calculating the absolute position of the driven body from the signals of the first origin pulse detection means and the second origin pulse detection means, it is possible to detect the absolute position of the arm without using a potentiometer. It is no longer necessary to use a Δ/D converter, and the absolute position of the arm can now be detected reliably and precisely. Furthermore, in the past, the accuracy of detecting the absolute position of the arm depended on the accuracy of the potentiometer, which placed restrictions on where the robot could be used. However, these restrictions have been significantly eased, and position detection has been made on the arm side. This provides an excellent effect in that a drive unit that integrates an arm, a speed reducer, and a motor can be easily modularized for performance without installing a device.
第1図は本発明に係る絶対位置演算手段のブロック図、
第2図は本発明に係る絶対位置演算手段の描成図、第3
図は本発明に係る絶対位置検出原理の説明図、第4図は
本発明に係る絶対位置検出’AM内のコンピュータのプ
ログラムのフローチャー1・、第5図は従来のロボット
の説明図、第6図(は第5図の駆動装置の説明図、第7
図は従来の絶対位置演算手段の溝成図、第8図は従来の
絶対位置演算手段内のコンピュータのプログラムのフロ
ーチャートである。
1・・・旋回台、 2・・・アーム、3・・・支持
軸、 4・・・大傘歯車、5・・・モータ、
6・・・駆動ユニツlζ本体、7・・・小傘歯車、
8・・・ボルト、。
9・・・位置検出器、10・・・ポテンショメータ、1
1・・・平歯車、
A・・・回転角度検出用孔、
B・・・原点パルス発生用孔、
C・・・原点パルス発生用孔、
D・・・測定基準点。
特許出願人 日産自動車株式会社第2図
第8図FIG. 1 is a block diagram of an absolute position calculation means according to the present invention;
FIG. 2 is a schematic diagram of the absolute position calculation means according to the present invention, and FIG.
Figure 4 is an explanatory diagram of the absolute position detection principle according to the present invention, Figure 4 is a flowchart 1 of the computer program in the absolute position detection 'AM according to the present invention, Figure 5 is an explanatory diagram of the conventional robot, and Figure 5 is an explanatory diagram of the conventional robot. Figure 6 (is an explanatory diagram of the drive device in Figure 5, Figure 7
The figure is a diagram of a conventional absolute position calculating means, and FIG. 8 is a flowchart of a computer program in the conventional absolute position calculating means. 1... Swivel base, 2... Arm, 3... Support shaft, 4... Large bevel gear, 5... Motor,
6... Drive unit lζ main body, 7... Small bevel gear,
8...Bolt. 9... Position detector, 10... Potentiometer, 1
1... Spur gear, A... Hole for rotation angle detection, B... Hole for origin pulse generation, C... Hole for origin pulse generation, D... Measurement reference point. Patent applicant Nissan Motor Co., Ltd. Figure 2 Figure 8
Claims (1)
れて当該被駆動体の相対回転角を検出するパルスジェネ
レータと、当該パルスジェネレータに連結された変速機
の出力軸一回転当り一回のパルスを出力する原点パルス
エンコーダと、当該パルスジェネレータの出力パルス数
の計測をするパルスカウント手段と、前記パルスジェネ
レータの原点パルスの検出をする第1原点パルス検出手
段と、前記原点パルスエンコーダの原点パルスの検出を
する第2原点パルス検出手段と、前記パルスカウント手
段、第1原点パルス検出手段、第2原点パルス検出手段
の信号から前記被駆動体の絶対位置を算出する絶対位置
演算手段とを設けたことを特徴とする絶対位置検出装置
。A drive means for driving a driven body, a pulse generator connected to the drive means to detect the relative rotation angle of the driven body, and a pulse generator connected to the pulse generator for one rotation of the output shaft of the transmission. an origin pulse encoder that outputs pulses, a pulse counting means that measures the number of output pulses of the pulse generator, a first origin pulse detection means that detects the origin pulse of the pulse generator, and an origin pulse of the origin pulse encoder. and absolute position calculation means for calculating the absolute position of the driven body from the signals of the pulse counting means, the first origin pulse detection means, and the second origin pulse detection means. An absolute position detection device characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13618685A JPS61294509A (en) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | Absolute position detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13618685A JPS61294509A (en) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | Absolute position detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61294509A true JPS61294509A (en) | 1986-12-25 |
Family
ID=15169354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13618685A Pending JPS61294509A (en) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | Absolute position detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61294509A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6431210A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-01 | Nissan Motor | Method for restoring to origin |
JPH0297593U (en) * | 1989-01-20 | 1990-08-03 |
-
1985
- 1985-06-24 JP JP13618685A patent/JPS61294509A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6431210A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-01 | Nissan Motor | Method for restoring to origin |
JPH0297593U (en) * | 1989-01-20 | 1990-08-03 |
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