JPS62182907A - 位置決め装置 - 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、特にモータを使用して機械の位置決め金行
う位置決め装置に関するものである。

一般に、モータ等のアクチュエータを用いて物体を目標
位置まで移動させる場合、先ずアクチュエータを高速で
連続的に駆動して物体を目標位置付近（通常は手前側）
に移動させ、次に残りの距離を細かく動作させて物体を
目標位置に停止させるようにしている。この連続駆動で
物体を目標位置付近に移動させる動作が所謂近点位置決
め動作であり、又残りの距離ｒアクチュエータの断続駆
動で細かく移動させる動作が寸動動作（インチング動作
）である。

第２図は上述した動作を示すタイムチャートであり、Ａ
部がアクチュエータの連続駆動（近点位置決め動作）に
よる高速領域となり、Ｂ点が断続運転（寸動動作）によ
□る低速領域となる。Ａ部の高速領域では、物体はアク
チュエータの連続駆動により最高速度で移動し、Ｂ部の
低速領域では断続駆動により低速度で目標位置まで移動
する。このアクチュエータの断続駆動は、予め設定され
た所定時間ｔ、の間の駆動を数回繰り返すことによつイ
ｚ　＋　、ｈ　　）−＞　＋ｒｒ　＋−ｒｓ　４４　ｐ
ｈ−ｒ−ｃｘ　ｍｒ　ｙｅ　ｒｔｍ　＋Ｉｔｔ〜１＆Ｌ
Ｌ　ｊｆ＋　ｘＬしている。

上記所定時間ｔ、は、位置決め装置として要求される位
置決め精度により決定される一定のアクチュエータ駆動
時間である。ここで、例えば近点位置決め動作後の残り
の移動ｔｌ全３ｓ、とすると、第２図の場合では一回の
インチングによる移動量Ｓ。

はＳｌ　＝：、　ｖ　Ｘ　ｔｌ　（ｖ　：速度）である
ため、目標位置までは３Ｓ、÷Ｓ、　＝　３　、即ち３
回のインチング動作で物体を目標位置に位置決めするこ
とができることになる。

第３図は、このようにアクチュエータを所定時間毎に断
続的に駆動して物体を目標位置まで移動させるようにし
た従来の位置決め装置の回路構成図を示す。これは、ア
クチュエータとしてブレーキ付三相誘導電動機（以下Ａ
Ｃモータという）を使用したものである。図中１は装置
全体を制御する制御部で、上記ＡＣモータ２の通電時間
（駆動時間）全制御するソリッドステートリレー３，４
及びＡＣモータ２の正転、逆転を制御するリレーＲ１、
Ｒ２が接続されている。リレーＲｔ　、Ｒ２は、それぞ
れ２つの常開接点Ｒ１４１，Ｒ１ａ２及びＲ２ａｌ、Ｒ
２ａ２　ｆ有しており、これらの接点に三相電源のＳ相
及びＴ相が接続されている。又、制御部１には物体の移
動距離及びその方向を検出するためのロータリエンフー
ダ５が接続されている。

上記ソリッドステートリレー３．４は、例えば第４図に
示すような回路構成となっており、ホトカブラ６によっ
て入力側と出力側とが絶縁されている。そして、ゼロク
ロス回路７及びトライアック８を有した出力回路９によ
り■、■番端子に制御部１から信号が入力されると０番
端子と０番端子が短絡状態となり、ＡＣモータ２に駆動
電源が供給される。

このような回路構成を有した位置決め装置ておいてＡＣ
モータ２を正転させる場合には、先ずリレーＲ１に電圧
を印加してその接点Ｒ１ａｌ、Ｒ１ａ２を閉じ、三相′
電源のＳ相とＴ相をソリッドステー）＋Ｊシレー、４の
出力側へ接続する。次に、ソリッドステートリレー３．
４の入力側に信号′電圧を印加し、これでＡＣモータ２
は正相の駆動電源が供給され、正回転する。又、ＡＣモ
ータ２を逆転させる場合には、逆転用のリレーＲ２に電
圧を印加して接点Ｒ２ｍ１　、Ｒ２ａ２ｆ閉じ、この状
態でソリッドステートリレー３，４に信号電圧を印加す
る。これでＡＣモータ２は逆相の駆動電源が供給され逆
回転する。

このようにしてＡＣモータ２を駆動し、物体を目標位置
まで移動させることができるが、この時制御部１はロー
タリーエンコーダ５のパルス数及び位相差によって物体
の移動距離及び移動方向を検出している。部ち、ロータ
リーエンコーダ５からフィードバックされるパルスの１
パルス当りの移動距離は、ＡＣモータ２と該位置決め装
置の物体移動機構とのギヤ比（歯車比）から決定される
ので、そのパルス数を計測することシＣより物体の移動
距離を検出することができる。その際、位置決め精度を
上げるためには１パルス当りの移動用−離が小さくなる
ように設定すれば良いが、このように設定すると移動時
の最高速度が落ちてしまい、位置決めに要する時間が増
大してしまう。このため、位置決め精度及び移動速度が
装置に要求される範囲内で上記ギヤ比を設定する必要が
ある。

又、ロータリーエンコーダ５からフィードバックされる
２相のパルスの位相差を検知することにより、物体の移
動方向？検出することができる。

例えば位相差を検知するパルスを人相、Ｂ相とすると、
ＡＣモータ２が正転の場合は第５図（ａ）、逆転の場合
には第５１ＸＩ（ｂ）に示すようなパルス波形がフィー
ドバックされる。この第５図で示される如く、ＡＣモー
タ２が正転している間は、人相のパルスの立上り時にＢ
相のパルスがＨ（高レベル）の状態になっており、反対
に人相の立下り時にＢ相がＬ（低レベル）の状態になっ
ている。又、ＡＣモータ２が逆転している間は、人相の
立上り時にＢ相がり、Ａ相の立下り時にＢ相がＨになっ
ている。

このように、ＡＣモータ２の回転方向によってロータリ
ーエンコーダ５からフィードバックされるパルス波形が
第５図（ａ）　ｔ　（ｂ）に示すように変化するので、
人相のパルスの立上り、立下りをカウントすることによ
り物体の移動距離を検出する仁とができ、その時のＢ相
のパルスの状態（レベル）を判別することにより移動方
向も検出することができる。

次に、具体的な位置決め動作について説明する。

ここでは、ＡＣモータ２の正転、逆転に係る歯車の隙間
による位置決め誤差をなくすため、一方向（正転方向と
する）から位置決めする場合について述べる。

先ず、現在位置（イ）が目標位置（ロ）に対して後方に
ある場合（制御部１で検知した目標値が現在値より大き
い場合）は、第６図（ａ）に示すように、前述した近点
位置決め動作により現在位置（イ）から目標位置（ロ）
の近くの位置（ハ）までＡＣモータ２を高３！！！駆動
して物体を移動させ、その後寸動動作によ・り目標位置
（ロ）まで移動させる。

又、現在位置（イ）が目標位置（ロ）より前方にある場
合（目標値が現在値より小さい場合）　ｒＪ、　％第６
図（ト））に示すように、一旦ＡＣモータ２を高速で逆
回転させて物体全後方位置に）に戻す。そして、この位
置に）から上述の動作と同様にして目標位置（ロ）の近
くの位置（ホ）まで高速移動させ、その後ＡＣモータ２
の断続駆動により目標位置（ロ）まで移動させる。

このようにして位置決め動作が終了するが、この時−回
のインチングでの移動量が小ざい場合には、少ない位置
決め蛍であってもインチングの回数が増え、位置決め動
作に要する時間が長くなる。

そこで、この位置決め動作の時間全知かくするため、−
回のインチングによる移動ｉ１ヲ位置決め精度の許容範
囲内でできるだけ大きくとるように設定した方が良いこ
とになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の位置決め装置は以上のように構成されており、ソ
リッドステートリレー３，４によってアクチュエータで
あるＡＣモータ２の通電時間（駆動時間）を制御してい
るため、寸動動作時にソリッドステートリレー３，４を
正確に一定時間ＯＮさせても、該リレー３，４自身の動
作のばらつき、ＡＣモータ２のイナーシャのばらつき、
位置決めすべき物体（位置決め装置の負荷）の動作のば
らつき等により物体の移動量は一定にならず、装置毎に
アクチュエータの駆動時間等を設定しなければならない
という問題点があった。又、一旦ソリッドステートリレ
ー３．４の０８時間などを固定してしまうと、温度など
環境が変化した場合に物体の移動距離も変化し、例えば
移動距離が小さくなるとインチングの回数が増えて位置
決め時間が長くなり、反対に移動距離が大きくなると物
体が目標位置を通り過ぎて位置決めができなくなるとい
う問題点を有していた。

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、寸動動作時においても種々のばらつきを補正して物
体の移動量を最適値に保持し、又環境変化に対しても上
記ばらつきによる移動量を補正して常に最短時間で位置
決め動作を終了させることができる位置決め装置を提供
するものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明の位置決め装置には、寸動動作時に断続的に駆
動されるアクチュエータと、該アクチュ二一夕を所定時
間駆動した時の物体の移動ｉｉミラ出する移動量検出手
段と、検出された移動量に基づいて断続駆動中のアクチ
ュエータの駆動時間を補正する駆動時間補正手段とが備
えられている。

〔作　用〕

移動量検出手段は、寸動動作時にアクチュエータの一回
のインチングによる物体の移動ｆｆ１Ｔｈ検出し、この
検出された移動量に基づいて次回よりのインチングによ
る移動量が補正される。従って、アクチュエータ、リレ
ー及び移動物体自身などの動作のばらつきが自動的に補
正され、又、周囲温度など環境の変化に対しても移動ｍ
を補正することができ、常に最短時間で確実に位置決め
動作が行われる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面について説明する。

第１図はこの発明に係る位置決め装置の回路構成図であ
る。図中１は装置全体の制御部、２ＵＡＣモータ（アク
チュエータＬ３，４はソリッドステートリレー、５はロ
ータリーエンコーダで、寸動動作時に所定時間ＡＣモー
タ２を駆動した時の物体の移動爪を検出する移動量検出
手段をｔＭ成している。Ｒ１，Ｒ２はＡＣモータ２の正
転、逆転を切換えるリレー、１０は寸動動作時の移動量
が設定値として格納されているＲＯＭ及びＲＡＭを有し
た記憶部で、上記ロータリーエンコーダ５によって検出
された移動量に基づいて断続駆動中のＡＣモータ２の駆
動時間を補正する駆動時間補、王手段ｉ１成している。

次に動作を説明する。近点位置決め動作については前述
した如〈従来と同様であるので省略し、ここでは寸動動
作について詳細に説明する。

（１）先ず、インチングによって制御する移動量を予め
設定値として記憶部１０のＲＯＭに格納しておく。

（―）　　同時に、スイッチングのためのソリッドステ
ートリレー３，４の０８時間を記憶部１０の書き換え可
能ｅＲＡＭ等に格納しておく。

（ｌｉｔ）′そして、位置決め動作が開始され、近点位
置決め動作の後寸動動作に入ると、上記記憶部１゜に格
納されたソリッドステートリレー３，４の０８時間でス
イッチングして得られた実際の移動量を記憶部１０へ格
納する。

（ｌｖ）　　上記各インチングによって得られた移動量
の平均値を求め、これと記憶部１ｏに格納されている設
定値と比較する。そして、平均値が設定値より小さい場
合はソリッドステートリレー３．４の０８時間を長く、
大きい場合は短かくなるように記憶部１０に格納しであ
るリレー３，４の０８時間を書き換える。

（Ｖ）　　位置決めする都度上記（Ｉｌｌ）、Ｑｖ）の
動作を繰り返す。

コノヨウに、位置決め動作毎にスイッチングの移動量が
最適になるように補正し、この補正データ（設定値）に
従って寸勤動作が行われるので、ソリッドステートリレ
ー３，４の動作のばらつき、ＡＣモータ２のイナーシャ
のばらつき及び装置の負荷である物体自身によるばらつ
き等が自動的に補正され、又周囲温度等環境の変化に対
しても移動量が最適値に補正される。従って、常に最短
時間で確実に位置決めを行うことが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、寸動動作時に
アクチュエータが所定時間駆動した時の物体の移動量を
検出し、その検出値に基づいてアクチュエータの駆動時
間を補正するようにしたため、駆動用リレー、アクチュ
エータ及び位置決めすべき物体のばらつきによる移動量
の相異を自動的に補正することができ、装置毎に設定し
直す必要がないという効果が得られ、又周囲温度等環境
が変化してもその変化に応じて移動量の補正をすること
ができ、常に最短時間で確実に位置決めを行うことがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図、第２図
は位置決め動作の説明図、第３図は従来装置を示す回路
構成図、第４図はソリッドステートリレーの具体的回路
構成全示す図、第５図（ａＬ　（ｂ）はロータリーエン
コーダからフィードバックさ、れたパルスの波形図、第
６図（ａ）　Ｉ　（ｂ）は具体的な位置決め動作を示す
説明図である。 １・・・・・・・・・制御部 ２・・・・・・・・・三相誘導電動機（アクチュエータ
）５・・・・・・・・・ロータリーエンコーダ（移動量
検出手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクチュエータを所定時間毎に断続的に駆動して
   物体を目標位置まで移動させる位置決め装置において、
   前記所定時間アクチュエータを駆動した時の物体の移動
   量を検出する移動量検出手段と、検出された移動量に基
   づいて断続駆動中のアクチュエータの駆動時間を補正す
   る駆動時間補正手段とを備えたことを特徴とする位置決
   め装置。
2. （２）駆動時間補正手段は、記憶部に格納されている設
   定値と検出された移動量の平均値とを比較して駆動時間
   の補正を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の位置決め装置。