JPS62185109A - 位置決め用測長装置 - 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） 本発明は、種々の材料を加工する時に加工長さを位置決
めする装置に関し、例えばフライス盤、木工用切断機、
金属用切断機や穴開は機のピッチ間隔の位置決め等に利
用される。

（従来の技術） 近時、材料を加工する時に位置決め長さを決定するもの
として、位置決め用測長装置が種々提案されている。さ
らに、かかる測長装置では測長結果をモータ等のアクチ
ュエータにフィードバックしたり、サーボ機構を動作さ
せるためにフィードパックループ（クローズトループ）
が用いられている。

第７図は、従来、位置決め用測長装置に用いられている
クローズトループの構成を示す概略図である。

ボールねじａは、モータｂのモータシャフトに連結され
ており、モータｂの回転によってかかるボールねじａの
雄ねじＣと螺合する雌ねじｄを（Ｉｆｌｉえた被位置決
め体ｅの移動によって所定の位置決めをなすものである
。かかるモータｂの制御にはボールねじａの回転数を検
出するタコメータｆの出力を受けて制御部ｇを介してモ
ータｂの駆動制御卸をなしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、この種の位置決め用測長装置では、移動距離
をボールねじａの回転数によって測定しているので、前
記雄ねじＣと雌ねじｄとのガタが発生すると、被位置決
め体ｅの移動距離に誤差が発生する。また、かかるガタ
等が経時とともに発生するものであるので、このような
システムの信頼性は低いと言わなければならない。また
、従来のシステムでは上述したようにガタ等が発生する
ので測長の度毎に初期設定を行わなければならないとい
う不具合があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、任意の基準点からの位置決めとして測長を必
要とする諸機械の適当箇所に取付けられる装置であって
、被位置決め体を一定方向に移動させる移動手段と、一
定間隔を存して設けたマークを有するテープ状物体と、
該マークを検出するマーク検出手段と、該マークを検出
して前記基準点からの位置決め長さ相当量を測長する測
長部と、前記被位置決め体の位置決め位置を指令すると
ともに前記測長部の測長結果を受けて前記移動手段を駆
動制御する制御部を備えたものである。前記テープ状物
体は、例えばボールねし等によって案内可能に構成され
た被位置決め体の移動にともなって、引出し、収納され
て移動するようになされる。また、前記マーク及びマー
ク検出手段は磁気式であってもよく光学式であってもよ
い。

（作用） 測長基準点を決める被位置決め体にテープ体の一端が取
付けられており、かかるテープ体は被位置決め体の移動
とともに、収納本体から引出し及び収納自在になされて
いる。このため、本体を一定位置に固定するとテープ体
の引出し量がこの被位置決め体の移動距離に該当し、か
かる移動距離をテープ体に設けたマークを検出して移動
距離を求め、制御部に入力してクローズトループを形成
する。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明に係る位置決め用測長装置の構成を示
す概略図である。

第１図において、制御モータ１に被位置決め体２を移動
させるボールねじ３が連結されている。

被位置決め体２の測長基準点には、スケールユニット４
から引出されるテープ体５の先端が取付けられている。

スケールユニット４は前記テープ体５の長手方向に沿っ
て所定間隔ごとに穿設された開孔６を検出するもので、
検出結果はスケールユニット４から制御部７に入力され
る。制御部７は前記制御モータ１の駆動指令信号を出力
するとともに、前記スケールユニット４から入力される
パルス信号を計数して、前記予め設定した基準点からの
被位置決め体２の移動距離、すなわち位置決め長さを測
長するもので、前記制御モータ１に対して完全なりロー
ズドループ制御を構成している。

この制御部７では、例えばキーボード７０等によって移
動距離が設定され、予め決めた制御手順例えば偏差に応
じたパルス幅を有するモータ駆動信号を前記制御モータ
ｌへ出力する。

第２図は、第１図で示した構成の具体例を示す一部破断
斜視図である。なお、第１図と同じ構成部材には同一符
号を示している。

被位置決め体２は中空の箱体形状になされており、制御
モータ１例の側壁２ａは前記ボールねし３に螺合する雌
ねじ８に形成されている。被位置決め体２を案内する案
内レール９は前記ボールねじ３の下方に沿って設けられ
ており、断面が略半円弧状の溝１０が案内部を構成して
いる。一方、被位置決め体２の下面に固着された被案内
部材１１の両側に沿って複数個のボールベアリング１２
が設けられ、しかしてこのボールヘアリング１２が前記
溝１０内を転勤して被位置決め体２を案内している。ボ
ールねじ３の先端は受板３ａで回転自在に軸承されてい
る。前記制御部７はマイクロコンピュータを備えたカウ
ンタユニット７ａと制御モータ１の速度切換を制御する
リレー装置７ｂによって構成されている。カウンタユニ
ット７ａはテンキー及び各種ファンクションキーを備え
たキーボード７Ｃと、測長データをデジタル表示する表
示部７ｄ、さらにキーボード７Ｃによって設定した設定
値まで前記被位置決め体２が移動した時に点灯する発光
ダイオード７ｅ、７ｆが設けられている。本例ではかか
る発光ダイオード７ｅ、７ｆが点灯すると同時に、リレ
ー装置７ｂを切換える切換信号を出力するようになされ
ている。

第３図は、前記スケールユニット４及びカウンタユニッ
ト７ａのハードウェア構成を示すブロック図であり、１
４は中央演算処理装置（以下ｃｐＵと称す）、１５はセ
ンサー人力及び前記キーボード７Ｃからの入力情報をＣ
ＰＵ１４へ人力するために介在する入力端インターフェ
ースであり、１６は前記リレー装置７ｂ及び表示部７ｄ
、さらには図示しない各種出力装置へＣＰＵ　１４から
の制御信号を送出す出力側インターフェースである。

１７はＲＡＭ、１８はＲＯＭであり、ＲＡＭ１７の内容
はバックアップ用電源（図示省略）によって電源ＯＦＦ
時にも保持されている。

テープ体５に穿設された前記開孔６に対して投光可能な
投光器２０は、テープ体５の下方に設けられる第一受光
器２１３〜第四受光器２１ｄに対して光を発するもので
あり、第二受光器２１ｂと第三受光器２１Ｃの中間位置
の略真上に設けられている。これら投光器２０及び受光
器２１３〜２１ｄは前記スケールユニット４内に設けら
れている。

なお、投光器２０は、第一受光器２１３〜第四受光器２
１ｄの真上にそれぞれ設けてもよい。

これら４つの受光器２１ａ〜２１ｄは太陽電池等の光セ
ンサ部及び２値化パルスを出力するパルス変換部とが一
体になったもので、前記開孔６の穿設間隔（本例では４
１１）内にほぼ納まっており、第一受光器２１ａと第二
受光器２１ｂとの間隔が約１．Ｑ＋ｕ、第二受光器２１
ｂと第三受光器２１ｃとの間隔が約１．５ｍ■、第三受
光器２１Ｃと第四受光器２１ｄとの間隔が約１．Ｑｍｍ
になされている。

なお、受光器２１ａ〜２１ｄは前記穿設間隔に設けた場
合に限定されず、例えば２×穿設間隔内に設けてもよく
、また、測長にあたり１つの投光器と４つの受光器を用
いているが、投光器及び受光器の数はこれに限定するも
のではなく、特に受光器の数を増加させると一層精密な
測定が可能となる。さらに、前記受光器２１８〜２１ｂ
は一列に並べても千鳥足状に設けてもよい。

投光器２０から発せられた光が前記開孔６を通って第一
受光器２１２〜第四受光器２１ｄによって受光されると
、受光器の設置間隔に相当する位相差（マークの穿設間
隔を２πとする）を有する２値化パルス信号Ｓｌ””Ｓ
４が出力される。前記ＣＰＵ１４ではそれらパルス信号
Ｓ１〜Ｓ４をもとに、テープ体５の引出し方向及び引出
し量（基準測量単位は前記開孔６の間隔の１７８である
０、５龍）を演算する。この演算結果は前記ＲＡＭ１７
に順次収録される。　、。

第４図は、本発明に係る位置決め用測長装置の動作手順
を示す流れ図であり、第５図及び第６図は第４図で説明
するサブルーチンを示す流れ図である。

第４図に示す流れ図は、前記被位置決め体２を移動させ
るのに設定した移動距離の少し前の位置まで最大速度Ｖ
、で移動させ、残りの距離を■２（電気ブレーキを用い
なくても瞬時に停止することができる速度）で移動させ
、所定の移動距離を短時間で移動するように構成してい
る。すなわち、ステップ■で前記キーボード７Ｃによっ
て移動位置を人力すると、ステップ■で移動位置までの
距離が前記Ｖ、の移動速度で移動させるべき距離である
かどうかを判断し、移動距離が短ければ前記■、の代わ
りにｖ２で移動させるためにステップ■に移り、コント
ロール出力を前記速度■２になるように設定する。そし
て、ステップ■〜■に敗るステップによってスケールユ
ニット４で測定された測長値によって所定の位置まで移
動したかを判断し、移動しておれば前記ステップ■に戻
る。

一方、ステップ■で目標とする位置まで前記Ｖ。

の移動速度で移動すべきであればステップ■で前記最大
速度ｖ、を出力する時間′ＦＩを下式に基いて算出する
。

Ｖ。

Ｌｌ：設定値 Ｌ２：Ｖｌの立上りに必要とする距離 Ｌ３：ｖｌから■２へ変化するのに必要とする距離そし
て、ステップ■〜＠で測長値を表示部７ｄにデジタル表
示させながら、Ｔ、時間のあいだコントロール出力を最
大とする。Ｔ、時間の経過をステップ＠で確認すると、
前記ステップ■〜■と同じ動作ステップであるステップ
■〜Ｏを実行してステップ■に戻る。

第５図は、第４図におけるカウントルーチンを示す流れ
図であり、ステップ［相］でデータを取込み、ステップ
［相］で２進数のデータを１０進数のデータに変換し、
測長値としてステップ［相］でＲＡＭ１７上にメモリす
る。

第６図は表示ルーチンを示し、ステップ■でＲＡＭ１７
から測長値を取込むと、ステップ＠で表示部７ｄに出力
しステップ０で表示させる。

なお、上述した実施例では、テープ体５を、被位置決め
体２の移動にともなって引出し、収納自在に構成したが
これに限らずテープ体５を一定方向に予め張架しておき
、投光器２０及び受光器２１ａ〜２１ｄからなるマーク
検出手段をテープ体５に挟んで設け、被位置決め体２に
ともなって移動するようにしてもよい。さらに、被位置
決め体２の移動手段としてポールねじ３を利用した場合
を例示したが、これに限らずラックピニオン、無段変速
機、カム、ソレノイド、エアシリンダー等の慣用手段又
はコンベア等を利用することもできる。

また、第４図に示す流れ図で速度ｖｌ　＋　　ｖＺは予
め一定速度に設定されているが、これに限らずキーボー
ド７０等によって任意に設定できるように構成すれば、
被位置決め体２の重量に応じて変化する慣性力を考慮に
入れて、位置決め精度を一層高めることができる。なお
、上述の実施例では停止させる時に電気ブレーキを用い
ていないが、もちろん用いてもよい。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、被位置決め体の移
動距離を直接測長してフィードバックしているので、完
全なりローズドループを測定することができ測長誤差が
少なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る位置決め用測長装置の構成を示す
ブロック図、第２図は具体的構成を示す一部破断斜視図
、第３図はスケールユニット及びカウンタユニットのハ
ードウェア構成を示すブロック図、第４図は位置決め手
順を示す流れ図、第５図はカウントルーチンを示す流れ
図、第６図は表示ルーチンを示す流れ図、第７図は従来
の位置決め用測長装置の構成を示す図である。 １・・・制御モータ　　　２・・・被位置決め体３・・
・ボールねじ　　　４・・・スケールユニット５・・・
テープ体　　　　６・・・開孔７・・・制御部　　　　
７ａ・・・カウンタユニット第７図′ ９３図 こし５トス　　　　　　　　　　　　　刻６−第７蓼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）任意の基準点からの位置決めとして測長を必要とす
   る諸機械の適当箇所に取付けられる装置であって、 被位置決め体を一定方向に移動させる移動 手段と、 一定間隔を存して設けたマークを有するテ ープ状物体と、 該マークを検出するマーク検出手段と、 該マークを検出して前記基準点からの位置 決め長さ相当量を測長する測長部と、 前記被位置決め体の位置決め位置を指令す るとともに前記測長部の測長結果を受けて前記移動手段
   を駆動制御する制御部を備えたことを特徴とする位置決
   め用測長装置。 ２）前記テープ状物体が、移動手段の移動方向に案内可
   能に構成された被位置決め体の移動にともなって、引出
   し又は収納自在になされたものである特許請求の範囲第
   １項記載の位置決め用測長装置。 ３）前記テープ状物体が、移動手段の移動方向に張架さ
   れ、前記マーク検出手段が該テープ状物体を挟んで設け
   られ、被位置決め体の移動にともなってマークを検出す
   る特許請求の範囲第１項記載の位置決め用測長装置。