JPS62123508A - 位置決め方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、各種機械系の位置決め制御を行う技術分野
に係るものであり、特に、機械系を逆方向に進行させて
位置決めを行う場合において位置決め精度の向上を図っ
た位置決め方式に関する。

〔従来の技術〕

各種機械系の位置決め装置としては、制御対象たる機械
系のモータ軸の所望角度位置又は該機械系の所望の移動
位置に対応して作動するようにしてリミノトスインチを
設け、このリミットスイッチ出力に基づいて位置決め制
御を行うよう１こしたものが従来から存在する。また、
近時には、機械系の現在位置を連続的に検出しうる位置
検出器を具え、該検出器によって検出された現在位置と
、数値データによって設定された位置決め目標位置とを
比較し、この比較結果に基づいて位置決め制御を行うよ
うにしたものが出現するに至っている。

このような位置決め装置のいずれを用いる場合にも、機
械系の位置決めを行う場合には、機械系の現在位置と目
標位置との関係に応じて機械系の進行方向の正逆を決定
し、決定された進行方向（正方向又は逆方向のいずれか
一方）にのみ機械系を進行させて位置決めを行う、とい
う方式を採るのが従来一般的であった。すなわち、例え
ば機械系の各位置を数値で示して該数値の減少する方向
を便宜上正方向と定めることとし、機械系の現在位置を
示す現在値と目標位置を示す目標値との大小を比較し、
現在値のほうが大きいときには機械系を正方向にのみ進
行させて目標位置に位置決めし、他方目標値のほうが大
きいときには機械系を逆方向（すなわち数値の増大する
方向）にのみ進行させて目標位置に位置決めするように
していたのである。（尚、上の例でも示したように進行
方向について”正方向”、゛逆方向′°という概念はあ
くまで相対的な概念であり、決定の仕方によって同一の
向きを正方向とも逆方向とも呼びうるものである。本明
細書全体でも、こうした相対的な概念をもつ語とし又正
方向、逆方向の語を用いている。） 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、モータの動きを伝えて機械系を進行させるた
めの伝達手段としてねじ若しくは歯車等のバンクラッシ
ュを生じる手段を用いている位置決め装置においては、
機械系を正方向に進行させて目標位置に位置決めしたさ
き出、逆方向に進行させて目標位置に位置決めしたさき
とでは、機械系が現実に位置決めされる位置にずれが生
じてしまう。それは、バックラッシュの存在により正転
時と逆転時の位置決め精度が異なってくるからである。

したがって、このようなバックラッシュの存在により、
従来の位置決め方式では機械系の高精度な位置決めを行
うこ吉は困難であった。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、バックラ
ッシュが存在する伝達手段を用いて位置決めを行う場合
においても高精度な位置決めを行うことのできる位置決
め方式を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る位置決め方式は、位置決め対象たる機械
系の現在位置と目標位置との関係に応じて機械系の進行
方向の正逆を決定し、決定された進行方向に機械系を進
行させて位置決めを行うようにした位置決め方式におい
て、前記機械系を逆方向に進行させて位置決めを行う場
合、始めに該機械系を逆方向に進行させて前記目標位置
を所定量だけ通り過ぎた位置で一旦停止させ、次に該機
械系を正方向に進行させて前記目標位置に位置決めする
ようにしたことを特徴としている。

〔作用〕

現在位置と目標位置との関係に応じ、機械系の進行方向
が逆方向と決定された場合には、第５図（ａ）に示す通
り、機械系は最初に逆方向に進行し、目標位置を所定量
だけ通りすぎた位置Ｘで一旦停止する（行程Ａ）。次に
、機械系はいわばＵターンするようにして正方向に進行
して目標位置に位置決めされる（行程Ｂ）。

他方、機械系の進行方向が正方向と決定された場合には
、例えば第５図（ｂ）に示す通り、従来の方式と全く同
様にして機械系は正方向にのみ進行して目標位置に位置
決めされる。

このように、現在位置と目標位置の関係の如何にかかわ
らず常に最終的に正方向（すなわち成る特定された向き
）に進行させて目標位置に位置決めさせるようにしたの
で、バックラッシュを原因とする正／逆時の位置決め精
度のずれを生じることなく、正／逆どちらの方向の位置
決めにおいても高い精度で機械系の位置決めを行うこと
ができる。

〔実施例〕

以下添付図面を参照してこの発明の実施例につき詳細に
説明しよう。

第１図はこの発明に係る位置決め方式を採用した機械系
の位置決め装置の一例を示すハード構成図であり、位置
決め装置の構成要素を実線で示し、制御対象である機械
系ＭＥＣと本発明装置の外部装置である上位の制御装置
ＣＣ）Ｎ（例えばシーケンサやＮＣコントローラなど）
は破線で示しである。機械系ＭＥＣの、駆動手段として
、例えば２速型のブし／−キ付モータＭＴＲを用いる。

位置決め装置には、機械系ＭＥＣの移動範囲全長にわた
ってアブソリュート（絶対番地式に）位置検出信号を発
生ずることのできるアブソリュート位置検出器１が設け
られている。位置検出器１は、センサ部２と信号変換部
６を含むものである。この位置検出器１としては、−例
として特願昭５６−２０５１３８号（特開昭５８−１０
６６９１号）に示されたような多回転にわたる回転位置
をアブソＩＪ。

−トで検出することのできるアブソリュート位置検出装
置を用いる。そのようなタイプのアブソリュート位置検
出装置は、センサ部２が可変磁気抵抗型の非接触式セン
サから成り、信号変換部３から１次交流信号として正弦
信号と余弦信号をセンサ部２に与え、検出対象の回転位
置に応じて該交流信号の電気角を位相シフトしたアナロ
グ出力信号を該センサ部２から出力し、信号変換部３で
は基準位相に対するアナログ出力信号の位相差を計数し
て回転位置データをディジタルで得る。多回転にわたる
回転位置をアブソリュートで検出し得るようにするため
に、センサ部２は回転比の異なる複数のセンサを含み、
信号変換部３は各センサの出力信号を夫々受入して各々
の回転位置データを求め、それらのデータを用いて所定
の演算式を実行することにより多回転にわたるアブソリ
ュート回転位置データを得るようになっている。機械系
は例えばねじ送りその他の手段によってモータＭＴＲの
回転運動を直線運動に変換するようなものであり、上述
のような多回転型のアブソリュート位置検出装置を用い
て直線運動の全長にわたるアブソリュート位置検出を行
うごとができる。センサ部２は、機械の送りねじ軸ある
いはプーリ軸あるいはラックピニオンのビニオン軸など
に取付けられる。

操作パネル４は、機械系についての複数ステップの位置
決め目標位置を示す目標値をアブソリュートで夫々任意
に設定するためのスイッチ及び表示器のほか、オーバー
シュート量、切換休止時間、停止幅、一致幅、低速幅等
を設定するためのスイッチ及び表示器を含んでいる。オ
ーバーシュート量とは、機械系を逆方向に進行させて位
置決めする場合に、該機械系を目標位置を超えて進行さ
せる量である。低速幅とは、機械系を停止させるべき位
置からどれだけの距離に機械系が近付いたききモータＭ
ＴＲを高速運転から低速運転に切換えるかを示すもので
ある。切換休止時間とは、機械系の進行方向を逆方向か
ら正方向に切換える際の休止時間である。停止幅とは、
機械系を正方向に進行させる場合に、位置決め目標位置
からどれだけの距離に機械系が近付いたときモータＭ　
Ｔ　Ｒにブレーキをかけるかを示すものである。一致幅
とは、機械系の停止した位置が位置決め目標位置に一致
したとみなす許容値である。操作パネル４における各ス
イッチ及び表示器の配置等は、この発明と直接関係しな
い事項であるので説明を省略する。

マイクロコンピュータ部５は、ＣＰＵ（中央処理ユニッ
ト）６．ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）７　、ＲＡＭ
（ランダムアクセスメモリ）８から成るものである。マ
イクロコンピータ部５は、操作パネル４を用いて設定さ
れた複数ステップの目標値データを記憶し、上位制御装
置からのステップ信号に従って各ステップ毎の記憶演目
標値データを読出し、位置検出器１の検出信号により表
された機械系の現在位置を示す現在値上この読出した目
標値との比較結果に基づき、機械系の位置決めを制御す
る制御信号を発生する。

外部入力インタフェース９は、シーケン→ノ゛又はＮＣ
コントローラ等の上位制御装置から前述のステップ信号
あるいはプロフラノ、番号指定信号等を受入し、上記マ
イクロコンピュータ部５に与える。

外部出力インタフェース１０は、上記マイクロコンピュ
ータ部５の処理によって発生した位置決め用の各種制御
信号を出力し、上位制御装置に与えるものである。入力
信号について説明する出、プロクラム番号指定信号はメ
モリから読出すべき位置決めプログラムを指定するもの
、ステップ信号は該位置決めプログラムの各ステップの
読出しを指示するもの、原点復帰信号はステップ番号０
すなわち機械系の原点への位置決めを指示するもの、動
作開始点復帰信号はステップ番号１すなわち動作開始点
への復帰を指示するもの、異常解除信号は異常状態を解
除することを指示す不もの、非常停止信号は非常停止を
指示するもの、スタート信号は位置決めの開始を指示す
るもの、ストップ信号は位置決めの終了を指示するもの
、である。出力信号について説明すると、正転命令信号
はモータＭＴＲの正転駆動を指示するもの、逆転命令信
号はモータＭＴＲの逆転駆動を指示するもの、高速命令
信号はモータＭＴＲの高速運転を指示するもの、低速命
令信号はモータＭＴＲの低速運転を指示するもの、ブレ
ーキ解除信号はモータＭＴＲのブレーキ解除のオン・オ
フを指示するもの、位置決め完了信号は位置決め完了を
通知するもの、動作異常信号は動作異常を通知するもの
、プログ。

ラム終了信号は選択されたプログラムの全ステップの位
置決めが終了したことを通知するもの、ＶＳ正常信号は
正常動作していることを通知するもの、運転信号は運転
モードで動作していることを通知するもの、ステップ番
号信号は現在の位置決めステップの番号を通知するもの
、である。

次に、第２図乃至第４図を参照しつつ、この発明に係る
検査方式の一例を説明する。

第２図は、マイクロコンピュータ部５が実行するコンピ
ュータプログラムの一例を略示するフローチャートであ
り、機械系の位置決め制御に関するものである。プログ
ラムスタートの後、所定のイニシャライズ処理を実行す
るさ、ステップ１０１に進む。ステップ１０１では、位
置検出器１の検出信号を取込んで所定の演算を行うこと
により、機械系の現在位置を示す現在値を求める。ステ
ップ１０１が終了するさステップ１０２に進み、上位制
御装置からスタート信号が与えられたか否かを判断する
。与えられていなければステップ１０１に戻って上記の
処理を繰返し、与えられていればステップ１０６に進む
。

ステップ１０３では、ステップ１０１で求めた現在値が
、操作パネル４を用いて設定された目標値より大きいか
否かを判断する。第３図に例示するように現在値が目標
値より小さければ、ステップ１０４に進み、ブレーキ解
除信号、逆転命令信号、高速命令信号を出力する。（第
３図でも値の減少する方向を正方向と定めている。）こ
れにより、第３図の行程Ａに示すように機械系は逆方向
（こ進行する。次にステップ１０５では、目標値とオー
バーシュート量の和から低速幅を減じた値Ｘ１の位置（
第３図参照）にまで機械系が進行したか否かを判断し、
進行していなければこの判断を繰返す。尚、オーバーシ
ーート値、低速幅も夫々操作パネル４を用いて設定され
たものである。機械系が目標位置を通過してＸｌの位置
にまで進行すると、ステップ１０６に進み、高速命令信
号をカットして低速命令信号を出力する。続いてステッ
プ１０７では、目標値とオーバーシュート量の和Ｘ２の
位置（第３図参照）にまで機械系が進行したか否かを判
断し、進行していなければこの判断を繰返す。機械系が
Ｘ２の位置にまで進行すると、ステップ１０８に進み、
ブレーキ解除信号。

逆転命令信号、低速命令信号をカットする。これにより
、モータＭＴＲにブレーキがかけられ、機械系が停止す
る。

次に、操作パネル４を用いて設定された切換休止時間ｔ
だけ休止した後ステップ１０９に進み、ブレーキ解除信
号、正転命令信号、高速命令信号を出力する。これによ
り、第３図の行程Ｂに示すように機械系は今度は正方向
に進行する。次にステップ１１０では、目標値と低速幅
と停止幅の和ｘ３の位置（第３図参照）にまで機械系が
進行したか否かを判断し、進行していなければこの判断
を繰返す。尚、停止幅も操作パネル４を用いて設定され
たものである。機械系がｘ３の位置にまで進行すると、
ステップ１１１に進み、高速命令信号をカントして低速
命令信号を出力する。続いてステップ１１２では、目標
値と停止幅の和Ｘ・１（第３図参照）の位置にまで機械
系が進行したか否かを判断し、進行していなければこの
判断を繰返す。機械系がＸ４にまで進行すると、ステッ
プ１１３に進み、ブレーキ解除信号、正転命令信号。

低速命令信号をカットする。これにより機械系が停止す
る。次にステップ１１４では、機械系の停正位置を示す
値が、目標値を中心とする一致幅内に存在しているか否
かを判断する。尚、一致幅も操作パネル４を用いて設定
されたものである。第３図のように停止位置を示す値が
一致幅内に存在していれば、機械系の目標位置への位置
決めが完了したことになるので、ステップ１１５に進ん
で位置決め完了信号を出力した後、ステップ１０１に戻
る。他方、≠舎が一致幅内に存在していなければ、位置
決め完了信号を出力せずにそのままステップ１０１に戻
る。

理解を深めるために、上述の処理過程における入力信号
及び出力信号の状態の一例をタイミングチャートによっ
て第４図に示す。ハイレベルがオフ、ローレベルがオン
を示ｔ。

以上では現在値が目標笹より小さい場合の処理過程につ
いて説明したが、現在値が目標値より大きい場合には、
ステップ１０３から直接ステップ１０９に進み、ステッ
プ１０９以下の処理により機械系を正方向に進行させて
目標位置に位置決めする。この場合の処理過程は従来の
処理過程と金く同様なので、ここでは詳述しない。

このように、この位置決め方式によれば、機１戒系の現
在位置を示す現在値と目標値との大小にかかわらず（す
なわち機械系の現在位置が位置決め目標位置に対して正
逆いずれの方向にあるかにかかわらず）、常に最終的に
機械系を正方向に進行させて目標位置に位置決めさせて
いる。従って、機械の送りねじ等に存在するバックラッ
シュを原因とする位置ずれを生じることなく、高い精度
で機械系を位置決め目標位置に位置決めすることができ
る。

尚、この実施例では検出された現在位置と設定された位
置決め目標位置との比較結果に基づいて機械系の位置決
め制御を行うようにした位置決め装置においてこの位置
決め方式を採用しているが、もとより、リミットスイッ
チの出力に基づいて位置決め制御を行うようにした位置
決め装置においてこの位置決め方式を採用してもよい。

〔発明の効果〕

以上の通り、この発明に係る位置決め方式によれば、モ
ータ等の、駆動手段の動きを伝えて機械系を進行させる
ための伝達手段としてねじ着しくは歯車等のパラフラノ
シーを生じる手段を用いている位置決め装置においても
、バックラッシュを原因とする正／逆時の位置決め精度
のずれを生じることなく、正／逆どちらの方向の位置決
めにおいても高い精度で機械系の位置決めを行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る位置決め方式を採用した機械系
の位置決め装置の一例を、示すハード構成図、第２図は
第１図の位置決め装置内のマイクロコンピュータ部が実
行するコンピュータプログラムの一例を略示するフロー
チャートであり、機械系の位置決め制御に関するもの、
第３図は、第２図のフローチャートに対応して機械系の
位置決めの行程の一例を示す図、第４図は第２図のフロ
ーチャートに対応して位置決め装置内のマイクロコンピ
ュータ部の入力信号及び出力信号の一例を示すタイミン
クチャート、第５図はこの発明に係る位置決め方式によ
る機械系の位置決め行程の一例を示す図であり、（ａ）
は機械系の進行方向が逆方向と決定された場合の位置決
め行程を示すもの、（１））は機械系の進行方向が正方
向と決定された場合の位置決め行程を示すものである。 １・・アブソリュート位置検出器、２・センサ部。 ３・信号変換部、４・・操作パネル、５・・マイクロコ
”／ヒュ’）部、　６　川ＣＰ　Ｕ　、　７−　ＲＯＭ
　、　８−ＲＡＭ、９・・・外部入力インタフェース、
１０　　外部出力インタフェース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 位置決め対象たる機械系の現在位置と目標位置との関係
   に応じて機械系の進行方向の正逆を決定し、決定された
   進行方向に機械系を進行させて位置決めを行うようにし
   た位置決め方式において、前記機械系を逆方向に進行さ
   せて位置決めを行う場合、始めに該機械系を逆方向に進
   行させて前記目標位置を所定量だけ通り過ぎた位置で一
   旦停止させ、次に該機械系を正方向に進行させて前記目
   標位置に位置決めするようにしたことを特徴とする位置
   決め方式。