JPS62191902A - 数値制御装置における原点復帰方法 - 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】 （発明の分野） 本発明は、数値制御装置における原点復帰方法に関する
。

（従来技術とその問題点） 従来の方法としては、特開昭５９−７７５１９号公報に
示されているものが知られている。

この従来方法によれば、構成的には、予め、原点近傍領
域に対して作業領域と反対側に位置するオーバトラベル
側領域の極限と、それに近い側の原点近傍領域の端との
距離を測定しておき、その距離に特定量を加えたものを
設定移動量として決め、かつ、可動部材と固定部材のう
ち、一方に、可動部材が原点近傍領域に移動したときに
作用ずろようにリミットスイッチを設け、そして、他方
に、リミットスイッチに作用するドグを設けている。

そして、原点復帰に際しては、先ず、リミットスイッチ
が感知状態（可動部材が原点近傍領域にある状態）にあ
るかどうかを判別し、リミットスイッチが感知状態にあ
るときには、その位置から作業領域側に向かうように可
動部材を移動させ、リミットスイッチが非感知状態にな
ったときに、そこを機械原点として移動を停止する。

リミットスイッチが感知状態−にないときには、可動部
材を作業領域側に向かうように移動させ、前記設定移動
量だけ移動した段階で、前記リミットスイッチが感知状
態にあるか非感知状態にあるかを判別し、そこで、リミ
ットスイッチが感知状態にあるときには、引き続いて作
業領域側に向かうように可動部材を移動し、リミットス
イッチが非感知状態になったときに、そこを機械原点と
して移動を停止する。逆に、リミットスイッチが非感知
状態にあれば、可動部材が当初作業領域にあったとして
、可動部材を逆方向に移動し、リミットスイッチが感知
状態になったときに、そこを機械原点として移動を停止
する。

これらの動作により、可動部材が、原点近傍領域、オー
バトラベル領域および作業領域のいずれにあっても、機
械原点に復帰できるようにしていた。

しかしながら、このような従来例の場合では、可動部材
が作業領域の機械的極限の近くにあったときには、設定
移動量移動するまでに、可動部材が機械的極限に衝突し
、可動部材を不測に破損する虞があった。

この衝突破損を防止するためには、機械的極限を作業領
域の極限よりも設定移動量だけ離れた位置に設定し、か
つ、原点復帰に際しては、可動部材を機械的極限に近い
位置まで移動できるように措成しなければならず、装置
全体か大きくなる欠点があった。

（発明の目的） 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、装置を大型化することなく可動部材の機械的極限へ
の衝突を防止して、原点復帰を良好に行なえるようにす
ることを目的とする。

（発明の構成と効果） 本発明の数値制御装置における原点復帰方法は、このよ
うな目的を達成するために、固定部材と、それに対して
駆動機構により駆動変位される可動部材のうち、一方に
、前記可動部材が原点近傍領域に変位したことを感知す
る原点用センサと、前記可動部材が極限近傍位置に変位
したことを感知する極限用センサとを備え、他方に、前
記原点用センサおよび極限用センサそれぞれに感知する
被検出部材を備え、かつ、前記駆動機構が単位量駆動す
るごとに単位駆動信号を出力する単位量駆動検出手段を
備え、原点復帰モードに切り替えたときに、前記駆動機
構を前記可動部材が前記極限用センサに近付く側に変位
するように駆動し、前記原点近傍領域から外れて最初に
前記単位駆動信号が出力された位置を機械原点の位置に
設定し、前記原点用センサが感知状態か非感知状態かを
判別し、前記原点用センサが感知状態のときには、前記
原点近傍領域から前記機械原点側−・の移動状態で前記
原点用センサが非感知状態になってから前記単位量駆動
検出手段からの最初の単位駆動信号出力に応答して前記
駆動機構を停止し、前記原点用センサが非感知状態のと
きには、前記可動部材の移動に伴なって、前記原点用セ
ンサと前記極限用センサのいずれが感知状態になったか
を判別し、面配属点用センサが感知状態になったと判別
したときには、前記原点近傍領域から前記機械原点側へ
の移動状態で前記原点用センサが非感知状態になってか
ら前記単位量駆動検出手段からの最初の単位駆動信号出
力に応答して前記駆動機構を停止し、前記極限用センサ
が感知状態になったと判別したときには、前記可動部材
が前記原点近傍領域側に移動するように前記駆動機構の
駆動状態を切り替え、その後の前記可動部材の移動に伴
なって前記原点用センサが感知状態になってから、更に
、前記原点近傍領域から前記機械原点側への移動状態で
前記原点用センサが非感知状態になってから前記単位量
駆動検出手段からの最初の単位駆動信号出力に応答して
前記駆動機構を停止するようにしたことを特徴とする。

本発明方法によれば、極限用センサと被検出部材とを設
け、その極限用センサが感知状態になったときに、そこ
から可動部材を逆方向に移動させて機械原点に復帰する
から、極限用センサおよび被検出部材を、可動部材が作
業領域の極限の近くに移動したときに作用するように配
置しておくことにより、可動部材が作業領域の極限以上
に移動することを回避でき、作業領域の極限近くに機械
的極限があったとしても、可動部材を機械的極限にまで
移動させず、従来のように、原点復帰のために作業領域
外に設定移動量だけ移動できるスペースを確保せずに済
み、装置を大型化することなく、可動部材の機械的極限
への衝突を防止できるようになった。

また、原点近傍領域から前記機械原点側への移動状態で
前記原点用センサが非感知状態１．：、なってから前記
単位量駆動検出手段からの最初の単位駆動信号出力に応
答して前記駆動機構を停止し、そこを機械原点とするか
ら、例えば、サーボモータの１回転ごとに単位駆動信号
を出力するように構成するとか、１７２回転あるいは２
回転ごとに単位駆動信号を出力するといったように構成
することにより、機械原点を適宜変更することができ、
機械原点の設定の自由度が高く、実用上極めて便利に数
値制御装置を構成できる利点がある。

（実施例の説明） 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。第１図は、本発明の実施例に係る数値制御装置の
概略構成を示す構成図である。この図において、１は、
駆動機構としてのサーボモータ、２は可動部材であり、
可動部材２がボールスクリュー３に外嵌され、そのボー
ルスクリュー３とサーボモータｌの駆動軸４とが継ぎ手
５を介して一体回転自在に連動連結され、サーボモータ
Ｉの正逆転駆動により、前記可動部材２を時計回りの方
向（ＣＷ）または反時計回りの方向（ＣＯＷ）に駆動移
動するように構成されている。

６は固定部材であり、この固定部材６上に、可動部材２
が原点近傍領域に変位したことを感知する原点用センサ
７と、可動部材２が、サーボモータｌ側の極限近傍位置
に変位したことを感知する極限用センサ８と、可動部材
２が、サーボモータｌとは反対側の極限近傍位置に変位
したことを感知する極限用センサ９とが設けられている
。これらの極限用センサ７．８．９それぞれとしては、
図示のようなリミットスイッチに限らず、例えば、近接
スイッチとか超音波センサ、あるいは、光学センサなど
各種のものが採用できる。

また、前記可動部材２には、原点用センサ７および極限
用センサ８，９それぞれに感知する被検出部材としての
ドグｌＯが設けられている。。

サーボモータ１には、単位量駆動検出手段としてのエン
コーダ１１が付設され、サーボモータ１が単位量として
１回転駆動するごとに単位駆動信号（Ｚ相出力）を出力
するようになっている。

前記エンコーダ１１からの単位駆動信号、而記原点用セ
ンサ７からの感知信号および前記極限用センサ８，９か
らの感知信号が、それぞれ制御回路Ｉ２に人力されるよ
うになっている。また、制御回路１２には、原点復帰時
の起動方向選択スイッチ１３が接続されている。

以上の構成により、電源投入後等において、前記制御回
路１２からの指令信号によって可動部材２を自動的に機
械原点に復帰するようになっており、次に、その本発明
方法の第１および第２実施例それぞれについて説明する
。

なお、両実施例では、いずれにおいても、原点用センサ
７が感知状態となる原点近傍領域から外れて最初にエン
コーダ１１から単位駆動信号が出力された位置を機械原
点の位置に設定しである。

また、単位駆動信号としては、サーボモータ１の１回転
ごとに信号が出力されるようになっている。

■第１実施例 この実施例では、原点復帰時に原点検索方向と逆方向に
可動部材２を駆動するように起動方向選択スイッチ１３
が切り替えられている。

この状態で、原点復帰モードに切り替えたときに、第２
図のタイムチャートに示すように、先ず、可動部材２が
反時計回りの方向（ＣＣＷ）に変位するようにサーボモ
ータｌを駆動する。

このとき、原点用センサ７が感知状態か非感知状態かを
判別し、原点用センサ７が感知状態のとき、即ち、可動
部材２が原点近傍領域Ｂにあるときには、第２図（ロ）
に示すように、その時点からエンコーダ１１による単位
駆動信号の出力があるまで反時計回りの方向に低速で駆
動変位させ、単位駆動信号出力に応答して反転させる。

そして、時計回りの方向に可動部材２を低速で移動させ
、原点用センサ７が非感知状態に切り替わってからエン
コーダ１１からの最初の単位駆動信号出力に応答してサ
ーボモータ１を停止し、そこを機械原点として原点復帰
処理を終了する。

前記原点用センサ７が非感知状態のときには、可動部材
２を反時計回りの方向に高速で移動させ、その移動に伴
なって、原点用センサ７と極限用センサ８のいずれが感
知状態になったかを判別し、原点用センサ７が感知状態
になったと判別したとき、即ち、当初において可動部材
２が作業領域Ｃにあったと判別したときには、第２図（
ハ）に示すように、原点用センサ７が感知状態になって
からエンコーダ１１からの最初の単位駆動信号出力に応
答してサーボモータｌを反転させる。そして、時計回り
の方向に可動部材２を低速で移動させ、原点用センサ７
が非感知状態に切り替わってからエンコーダ１１からの
最初の単位駆動信号出力に応答してサーボモータ１を停
止し、そこを機械原点として原点復帰処理を終了する。

前記原点用センサ７が非感知状態のときで、そこからの
可動部材２の反時計回りの方向への高速移動に伴なって
極限用センサ８が感知状態になったと判別したとき、即
ち、当初において可動部材２かモータ側作業領域Ａにあ
ったと判別したときには、第２図（イ）に示すように、
その時点からサーボモータｌを反転させる。そして、可
動部材２を時計回りの方向に高速で移動させ、原点用セ
ンサ７が感知状態になった時点で低速に切り換えて、引
き続き時計回りの方向に移動し、更に、原点用センサが
非感知状態になってからエンコーダＩｆからの最初の単
位駆動信号出力に応答してサーボモータｌを停止し、そ
こを機械原点として原点復帰処理を終了する。

■第２実施例 この実施例では、原点復帰時、原点検索方向に可動部材
２を駆動するように起動方向選択スイッチＩ３が切り替
えられている。

この状態で、原点復帰モードに切り替えたときに、第３
図のタイムチャートに示すように、先ず、可動部材２が
時計回りの方向（ＣＷ）に変位するようにサーボモータ
ｌを駆動する。

このとき、原点用センサ７が感知状態か非感知状態かを
判別し、原点用センサ７が感知状態のとき、即ち、可動
部材２が原点近傍領域Ｂにあるときには、第３図（ロ）
に示すように、その時点から時計回りの方向に可動部材
２を低速で移動させ、原点用センサ７が非感知状態に切
り替イっってからエンコーダ１１からの最初の単位駆動
信号出力に応答してサーボモータｌを停止し、そこを機
械原点として原点復帰処理を終了する。

前記原点用センサ７が非感知状態のときには、可動部材
２を時計回りの方向に高速で移動させ、その移動に伴な
って、原点用センサ７と極限用センサ９のいずれが感知
状態になったかを判別し、原点用センサ７が感知状態に
なったと判別したとき、即ち、当初において可動部材２
がモータ側作業領域Ａにあったと判別したときには、第
３図（イ）に示すように、原点用センサ７が感知状態に
なってからサーボモータｌを低速に切り換える。そして
、時計回りの方向に可動部材２を低速で移動させ、原点
用センサ７が非感知状態に切り替わってからエンコーダ
１１からの最初の単位駆動信号出力に応答してサーボモ
ータ１を停止し、そこを機械原点として原点復帰処理を
終了する。

前記原点用センサ７が非感知状態のときで、そこからの
可動部材２の時計回りの方向への高速移動に伴なって極
限用センサ９が感知状態になったと判別したとき、即ち
、当初において可動部材２が作業領域Ｃにあったと判別
したときには、第３図（ハ）に示すように、その時点か
らサーボモータ１を反転させる。そして、可動部材２を
反時計回りの方向に高速で移動させ、原点用センサ７が
感知状態になってからエンコーダ１１からの最初の単位
駆動信号出力に応答してサーボモータＩを反転するとと
もに低速に切り換え、可動部材２を時計回りの方向に移
動し、更に、原点用センサ７が非感知状態になってから
エンコーダ１１からの最初の単位駆動信号出力に応答し
てサーボモータ１を停止し、そこを機械原点として原点
復帰処理を終了する。

次に、機械原点を、上記第１および第２実施例とは逆に
、原点近傍領域Ｂに対してモータ側作業領域Ａ側に設定
した第３および第４実施例について説明する。

■第３実施例 この実施例では、原点復帰時に原点検索方向に可動部材
２を駆動するように起動方向選択スイッチ１３が切り替
えられている。

この状態で、原点復帰モードに切り替えたときに、第４
図のタイムチャートに示すように、先ず、可動部材２が
時計回りの方向（ＣＷ）に変位するようにサーボモータ
１を駆動する。

このとき、原点用センサ７が感知状態か非感知状態かを
判別し、原点用センサ７が感知状態のとき、即ち、可動
部材２が原点近傍領域已にあるときには、第２図（ロ）
に示すように、その時点からエンコーダ１１による単位
駆動信号の出力があるまで時計回りの方向に低速で駆動
変位させ、単位駆動信号出力に応答して反転させる。そ
して、反時計回りの方向に可動部材２を低速で移動させ
、原点用センサ７が非感知状態に切り替わってからエン
コーダ１１からの最初の単位駆動信号出力に応答してサ
ーボモータＩを停止し、そこを機械原点として原点復帰
処理を終了する。

前記原点用センサ７が非感知状態のときには、可動部材
２を時計回りの方向に高速で移動させ、その移動に伴な
って、原点用センサ７と極限用センサ９のいずれが感知
状態になったかを判別し、原点用センサ７が感知状態に
なったと判別したとき、即ち、当初において可動部材２
がモータ側作業領域Ａにあったと判別したときには、第
４図（イ）に示すように、原点用センサ７が感知状態に
なってからエンコーダ１１からの最初の単位駆動信号出
力に応答してサーボモータｌを反転させる。そして、反
時計回りの方向に可動部材２を低速で移動させ、原点用
センサ７が非感知状態に切り替わってからエンコーダ１
１からの最初の単位駆動信号出力に応答してサーボモー
タｌを停止し、そこを機械原点として原点復帰処理を終
了する。

前記原点用センサ７が非感知状態のときで、そこからの
可動部材２の時計回りの方向への高速移動に伴なって極
限用センサ９が感知状態になったと判別したとき、即ち
、当初において可動部材２が作業領域Ｃにあったと判別
したときには、第４図（ハ）に示すように、その時点か
らサーボモータｌを反転させる。そして、可動部材２を
反時計回りの方向に高速で移動させ、原点用センサ７が
感知状態になった時点で低速に切り換えて、引き続き反
時計回りの方向に移動し、更に、原点用センサが非感知
状態になってからエンコーダＩＩからの最初の単位駆動
信号出力に応答してサーボモータ１を停止し、そこを機
械原点として原点復帰処理を終了する。

■第４実施例 この実施例では、原点復帰時、原点検索方向と逆方向に
可動部材２を駆動するように起動方向選択スイッチ１３
が切り替えられている。

この状態で、原点復帰モードに切り替えたときに、第５
図のタイムチャートに示すように、先ず、可動部材２が
反時計回りの方向（ＣＣＷ）に変位するようにサーボモ
ータＩを駆動する。

このとき、原点用センサ７が感知状態か非感知状態かを
判別し、原点用センサ７が感知状態のとき、即ち、可動
部材２が原点近傍領域Ｂにあるときには、第５図（ロ）
に示すように、その時点から反時計回りの方向に可動部
材２を低速で移動させ、原点用センサ７が非感知状態に
切り替わってからエンコーダ１１からの最初の単位駆動
信号出力に応答してサーボモータ１を停止し、そこを機
械原点として原点復帰処理を終了する。

前記原点用センサ７か非感知状態のときには、可動部材
２を反時計回りの方向に高速で移動さＵ゛、その移動に
伴なって、原点用センサ７と極限用センサ８のいずれが
感知状態になったかを判別し、原点用センサ７が感知状
態になったと判別したとき、即ち、当初において可動部
材２が作業領域Ｃにあったと判別したときには、第５図
（ハ）に示すように、原点用センサ７が感知状態になっ
てからサーボモータ１を低速に切り換える。そして、反
時計回りの方向に可動部材２を低速で移動させ、原点用
センサ７が非感知状態に切り替わってからエンコーダ１
１からの最初の単位駆動信号出力に応答してサーボモー
タｌを停止し、そこを機械原点として原点復帰処理を終
了する。

前記原点用センサ７が非感知状態のときで、そこからの
可動部材２の反時計回りの方向への高速移動に伴なって
極限用センサ８が感知状態になったと判別したとき、即
ち、当初において可動部材２がモータ側作業領域Ａにあ
ったと判別したときには、第５図（イ）に示すように、
その時点からサーボモータｌを反転させる。そして、可
動部材２を時計回りの方向に高速で移動させ、原点用セ
ンサ７が感知状態になってからエンコーダ１１からの最
初の単位駆動信号出力に応答してサーボモータｌを反転
するとと６に低速に切り換え、可動部材２を反時計回り
の方向に移動し、更に、原点用センサ７が非感知状態に
なってからエンコーダｌＩからの最初の単位駆動信号出
力に応答してサーボモータ１を停止し、そこを機械原点
として原点復帰処理を終了する。

上記実施例では、原点用センサ７および極限用センサ８
．９それぞれを固定部材６側に設け、そして、被検出部
材としてのドグｌＯを可動部材２側に設けているが、本
発明としては、原点用センサ７および極限用センサ８，
９それぞれを、可動部材２の移動方向に直交する方向に
位相を異ならせて可動部材２側に設け、そして、被検出
部材とまた、上記実施例では、単位駆動信号をサーボモ
ータ１の１回転ごとに出力するようにしているが、本発
明としては、例えば、サーボモータ１の１７２回転とか
２回転ごとに出力するようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る数値制御装置の概略構
成図、第２図は、第１実施例のタイムチャート、第３図
は、第２実施例のタイムチャート、第４図は、第３実施
例のタイムチャート、第５図は、第４実施例のタイムチ
ャートである。 ｌ・・・駆動機構としてのサーボモータ、２・・・可動
部材、６・・・固定部材、７・・・原点用センサ、８．
９・・・極限用センサ、 １０・・・被検出部材としてのドグ、 １１・・・単位量駆動検出手段としてのエンコーダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定部材と、それに対して駆動機構により駆動変
   位される可動部材のうち、一方に、前記可動部材が原点
   近傍領域に変位したことを感知する原点用センサと、前
   記可動部材が極限近傍位置に変位したことを感知する極
   限用センサとを備え、他方に、前記原点用センサおよび
   極限用センサそれぞれに感知する被検出部材を備え、 かつ、前記駆動機構が単位量駆動するごとに単位駆動信
   号を出力する単位量駆動検出手段を備え、原点復帰モー
   ドに切り替えたときに、前記駆動機構を前記可動部材が
   前記極限用センサに近付く側に変位するように駆動し、 前記原点近傍領域から外れて最初に前記単位駆動信号が
   出力された位置を機械原点の位置に設定し、 前記原点用センサが感知状態か非感知状態かを判別し、 前記原点用センサが感知状態のときには、前記原点近傍
   領域から前記機械原点側への移動状態で前記原点用セン
   サが非感知状態になってから前記単位量駆動検出手段か
   らの最初の単位駆動信号出力に応答して前記駆動機構を
   停止し、 前記原点用センサが非感知状態のときには、前記可動部
   材の移動に伴なって、前記原点用センサと前記極限用セ
   ンサのいずれが感知状態になったかを判別し、 前記原点用センサが感知状態になったと判別したときに
   は、前記原点近傍領域から前記機械原点側への移動状態
   で前記原点用センサが非感知状態になってから前記単位
   量駆動検出手段からの最初の単位駆動信号出力に応答し
   て前記駆動機構を停止し、 前記極限用センサが感知状態になったと判別したときに
   は、前記可動部材が前記原点近傍領域側に移動するよう
   に前記駆動機構の駆動状態を切り替え、その後の前記可
   動部材の移動に伴なって前記原点用センサが感知状態に
   なってから、更に、前記原点近傍領域から前記機械原点
   側への移動状態で前記原点用センサが非感知状態になっ
   てから前記単位量駆動検出手段からの最初の単位駆動信
   号出力に応答して前記駆動機構を停止するようにしたこ
   とを特徴とする数値制御装置における原点復帰方法。