JPH01273116A - 可動機構の位置検出装置 - Google Patents
可動機構の位置検出装置Info
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- JPH01273116A JPH01273116A JP10221688A JP10221688A JPH01273116A JP H01273116 A JPH01273116 A JP H01273116A JP 10221688 A JP10221688 A JP 10221688A JP 10221688 A JP10221688 A JP 10221688A JP H01273116 A JPH01273116 A JP H01273116A
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- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 73
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 41
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 241000862969 Stella Species 0.000 description 1
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- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
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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。
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、0ポツトアームなどの可動機構の絶対位置
を検出する可動機構の位置検出装置に関する。
を検出する可動機構の位置検出装置に関する。
(従来の技術)
ロボットアームなどの可動機構においては、予め設定さ
れた機械的原点を基準とした位置、つまり絶対位置に応
じて各種の指令が可動機構に与えられる構成となってい
る。上記絶対位置を割り出す方式として、アブソリュー
ト型エンコーダを用いる方式とインクリメンタル型エン
コーダを用いる方式とがある。アブソリュート型エンコ
ーダを用いる方式では、可動機構のそれぞれの絶対位置
に応じた信号が直接エンコーダより出力されるのに対し
、インクリメンタル型エンコーダを用いる方式では、可
動機構の変位に応じてエンコーダより出力される信号を
カウンタでカウントして、そのカウント値から絶対位置
が割り出される。そこで、インクリメンタル型エンコー
ダを用いる方式の場合、電源が−Hオフになるとカウン
タのカウント値が不定となるため、再度電源がオンにさ
れたときに、可動機構を機械的原点に戻して、このとき
のカウンタのカウント値を例えば零などの予め定めであ
る原点値に設定するといった原点合せ動作が必要になる
。
れた機械的原点を基準とした位置、つまり絶対位置に応
じて各種の指令が可動機構に与えられる構成となってい
る。上記絶対位置を割り出す方式として、アブソリュー
ト型エンコーダを用いる方式とインクリメンタル型エン
コーダを用いる方式とがある。アブソリュート型エンコ
ーダを用いる方式では、可動機構のそれぞれの絶対位置
に応じた信号が直接エンコーダより出力されるのに対し
、インクリメンタル型エンコーダを用いる方式では、可
動機構の変位に応じてエンコーダより出力される信号を
カウンタでカウントして、そのカウント値から絶対位置
が割り出される。そこで、インクリメンタル型エンコー
ダを用いる方式の場合、電源が−Hオフになるとカウン
タのカウント値が不定となるため、再度電源がオンにさ
れたときに、可動機構を機械的原点に戻して、このとき
のカウンタのカウント値を例えば零などの予め定めであ
る原点値に設定するといった原点合せ動作が必要になる
。
第6図は、インクリメンタル型エンコーダを用いて可動
機構の絶対位置を検出する装置の従来例を示゛す概略構
成図である。図において、駆動源であるモータ1の回転
は、伝達機構2を介してロボットアームなどの可動機構
3に伝達される。モータ1の回転は別の伝達機構4を介
してインクリメンタル型のロークリ・エンコーダ5にも
伝達され、このロータリ・エンコーダ5からはそれが1
回転より十分小さい一定角度回転するごとに相互の位相
が90度ずれた2つの基準信号a、b(以下、これらを
A相信号、B相信号と呼ぶ)が出力されるとともに、そ
のロータリ・エンコーダ5が1回転するごとに1つの基
準信号2(以下、Z相信号と呼ぶ)が出力される。さら
に、モータ1の回転は別の伝達機構6を介して原点目標
位置検出器7に伝達される。この原点目標位置検出器7
は、予め設定された可動機構3の機械的原点に極く近い
所定の原点目標位置に可動機構3が到達したことを検出
するためのものであり、モータ1に追従して回転するス
リット8a付きの円板8と、この円板8の表裏にまたが
るように配置されたフォトセンサなどからなるセンサ9
とによって構成され、センサ9からは検出信号HPが出
力される。
機構の絶対位置を検出する装置の従来例を示゛す概略構
成図である。図において、駆動源であるモータ1の回転
は、伝達機構2を介してロボットアームなどの可動機構
3に伝達される。モータ1の回転は別の伝達機構4を介
してインクリメンタル型のロークリ・エンコーダ5にも
伝達され、このロータリ・エンコーダ5からはそれが1
回転より十分小さい一定角度回転するごとに相互の位相
が90度ずれた2つの基準信号a、b(以下、これらを
A相信号、B相信号と呼ぶ)が出力されるとともに、そ
のロータリ・エンコーダ5が1回転するごとに1つの基
準信号2(以下、Z相信号と呼ぶ)が出力される。さら
に、モータ1の回転は別の伝達機構6を介して原点目標
位置検出器7に伝達される。この原点目標位置検出器7
は、予め設定された可動機構3の機械的原点に極く近い
所定の原点目標位置に可動機構3が到達したことを検出
するためのものであり、モータ1に追従して回転するス
リット8a付きの円板8と、この円板8の表裏にまたが
るように配置されたフォトセンサなどからなるセンサ9
とによって構成され、センサ9からは検出信号HPが出
力される。
第7図は、第6図の可動機構3としてボールねじ3aに
可動体3bを螺合させたものを例示し、その可動機構3
の可動体3bの絶対位置Xと上記した各信号a、b、z
、HPとの関係をタイミング・チャートで示したもので
ある。第7図(2)に示す絶対位fixの座標軸の両端
X 、X は可動旧 H2 体3bの機械的可動限界位置を示し、xll、XL2は
センサ10a、10bによって可動体3bの可動範囲が
制限される限界位置を示し、X 、X31 S2 は可動体3bの移動が実際に制御装置によって制御され
る場合の限界位置を示し、xHPは原、点目標位置を示
し、X□は可動体3bに固有に設定されている機械的原
点を示している。ロータリ・エンコーダ5から出力され
るZ相信号2の1つ1つからは、それが上記可動体3b
のどの絶対位置には対応するものかは直接識別できない
が、それぞれの2相信号2は可動体3bの各々の絶対位
@Xに対応しており、第7図(4)に示すようにそのう
ちの1つのZ相信号2゜が出力されるときの可動体3b
”の位lx。が、この場合の機械的原点として選ばれて
いる。また、原点目標位置xlIPは、この例において
は機械的原点X。に対応するZ相信号z0が出力された
あと、可動体3bが第7図(1)の左側に移動してから
最初のZ相信号z1が出力されるまでの間の途中の位置
に設定されている。
可動体3bを螺合させたものを例示し、その可動機構3
の可動体3bの絶対位置Xと上記した各信号a、b、z
、HPとの関係をタイミング・チャートで示したもので
ある。第7図(2)に示す絶対位fixの座標軸の両端
X 、X は可動旧 H2 体3bの機械的可動限界位置を示し、xll、XL2は
センサ10a、10bによって可動体3bの可動範囲が
制限される限界位置を示し、X 、X31 S2 は可動体3bの移動が実際に制御装置によって制御され
る場合の限界位置を示し、xHPは原、点目標位置を示
し、X□は可動体3bに固有に設定されている機械的原
点を示している。ロータリ・エンコーダ5から出力され
るZ相信号2の1つ1つからは、それが上記可動体3b
のどの絶対位置には対応するものかは直接識別できない
が、それぞれの2相信号2は可動体3bの各々の絶対位
@Xに対応しており、第7図(4)に示すようにそのう
ちの1つのZ相信号2゜が出力されるときの可動体3b
”の位lx。が、この場合の機械的原点として選ばれて
いる。また、原点目標位置xlIPは、この例において
は機械的原点X。に対応するZ相信号z0が出力された
あと、可動体3bが第7図(1)の左側に移動してから
最初のZ相信号z1が出力されるまでの間の途中の位置
に設定されている。
すなわち、原点目標位置検出器7では、可動体3bが例
えば第7図(1)の座標軸の右側から左側へ移動する場
合、可動体3bが原点目標位置xIIPに到達するまで
の間はセンサ9が円板8のスリット8aを検出せず検出
信号HPが第7図(3)に示すようにrHJとなる一方
、可動体3bが原点目標位” xHPに到達後は円板8
のスリット8aがセンサ9と対向する位置に来て検出信
号HPが第7図(3)に示すようにrLJとなるように
、センサ9に対し円板8の回転位相が設定されている。
えば第7図(1)の座標軸の右側から左側へ移動する場
合、可動体3bが原点目標位置xIIPに到達するまで
の間はセンサ9が円板8のスリット8aを検出せず検出
信号HPが第7図(3)に示すようにrHJとなる一方
、可動体3bが原点目標位” xHPに到達後は円板8
のスリット8aがセンサ9と対向する位置に来て検出信
号HPが第7図(3)に示すようにrLJとなるように
、センサ9に対し円板8の回転位相が設定されている。
また、円板8の1回転は、可動体3bの全可動範囲と対
応するように設定されている。ロータリ・エンコーダ5
から出力されるA相信号aおよびB相信号すは第6図に
示すように、カウンタ11に入力されてカウントされる
。また、カウンタ11ではA相信号aとB相信号すの位
相関係から上記した可動体3bの移動方向を判別して、
例えば可動体3bが第7図(1)の座標軸の右側に移動
するときにはアップカウント動作をし、可動体3bが左
側に移動するときにはダウンカウント動作をする。カウ
ンタ11のカウント値は演算処理装置12に入力され、
そのカウント値に基づき、可動体3bの現在の絶対位置
が演算処理装置12によって割り出される。カウンタ1
1のカウント値は、可動体3bが機械的原点X。に位置
するとき予め設定された原点値N2となるように、演算
処理装W112によ6って制御される。その原点合せの
ための信号として、ロータリ・エンコーダ5から出力さ
れる2相信号2と原点目標位置検出器7から出力される
検出信号HPとがそれぞれ入力ボート13,14、及び
バス30を介して演算処理装置12に入力される。
応するように設定されている。ロータリ・エンコーダ5
から出力されるA相信号aおよびB相信号すは第6図に
示すように、カウンタ11に入力されてカウントされる
。また、カウンタ11ではA相信号aとB相信号すの位
相関係から上記した可動体3bの移動方向を判別して、
例えば可動体3bが第7図(1)の座標軸の右側に移動
するときにはアップカウント動作をし、可動体3bが左
側に移動するときにはダウンカウント動作をする。カウ
ンタ11のカウント値は演算処理装置12に入力され、
そのカウント値に基づき、可動体3bの現在の絶対位置
が演算処理装置12によって割り出される。カウンタ1
1のカウント値は、可動体3bが機械的原点X。に位置
するとき予め設定された原点値N2となるように、演算
処理装W112によ6って制御される。その原点合せの
ための信号として、ロータリ・エンコーダ5から出力さ
れる2相信号2と原点目標位置検出器7から出力される
検出信号HPとがそれぞれ入力ボート13,14、及び
バス30を介して演算処理装置12に入力される。
電源が一旦切られてから再投入されたときには、上記カ
ウンタ11のカウント値は不定となり、現在の°可動体
3bの絶対位置とカウンター値が対応しなくなるため、
演算処理装置12による上記した原点合せが行われる。
ウンタ11のカウント値は不定となり、現在の°可動体
3bの絶対位置とカウンター値が対応しなくなるため、
演算処理装置12による上記した原点合せが行われる。
その動作手順を第8図に示すフロー図と、第9図および
第10図に示すタイミング・チャートを参照して以下に
説明する。
第10図に示すタイミング・チャートを参照して以下に
説明する。
電源が投入されると(ステップS1)、原点合わせ動作
が開始され(ステップS2)、原点目標位置検出器7か
ら入力ポート14を介して演算処理装置12に入力され
る検出信号)−IPがrHJがrLJかによって可動体
3bを移動させる方向が判定される(ステップS3)。
が開始され(ステップS2)、原点目標位置検出器7か
ら入力ポート14を介して演算処理装置12に入力され
る検出信号)−IPがrHJがrLJかによって可動体
3bを移動させる方向が判定される(ステップS3)。
例えば、検出信号HPがrHJのときには、第7図(1
)に示す座標軸の原点目標位置xHPより右側の位IA
1に可動体3bが停止していると判定される。そこで、
演算処理装!!12からモータ1に対し、可動体3bを
第7図(1)の座標軸の左側に向けて所定の速度■1で
移動させるように駆動指令が与えられ(ステップS4)
、これ以後、検出信号HPがrHJからrLJに反転す
る時点つまり原点目標位置×11、のサーチが行われる
(ステップ35.86)。
)に示す座標軸の原点目標位置xHPより右側の位IA
1に可動体3bが停止していると判定される。そこで、
演算処理装!!12からモータ1に対し、可動体3bを
第7図(1)の座標軸の左側に向けて所定の速度■1で
移動させるように駆動指令が与えられ(ステップS4)
、これ以後、検出信号HPがrHJからrLJに反転す
る時点つまり原点目標位置×11、のサーチが行われる
(ステップ35.86)。
原点目標位1xllPが検出されると、演算処理装置1
2からモータ1に対し停止指令が与えられる〈ステップ
87)。このようにして可動体3bが停止した(ステッ
プ88)停止位2fA2は、第7図(1)の座標軸にお
ける機械的原点x0よりも左側にあり、しかも停止指令
が与えられてから実際に停止するまでゐ慣性による遅れ
はわずかで、2相信号z1が出力される位置より右寄り
の位置となる。ついで、演算処理装置12からモータ1
に対し、可動体3bを第7図(1)の座標軸の右側に向
けて先の移動速度■1より遅い速度V 2 (V 2
〈■1)で移動させるように駆動指令が与えられ(ステ
ップS9)、これ以後、ロータリ・エンコーダ5から最
初に出力される2相信号z0つまり機械的原点X。の−
サーチが行われる(ステップS10.511)。機械的
原点x0が検出されると、演算処理装置12からモータ
1に対し停止指令が与えられる(ステップ512)。こ
のときの可動体3bの移動は低速■2で行われているた
め、可動体3bの停止位置へ3は機械的原点X。にほぼ
一致することになる。この停止位MA3において、カウ
ンタ11のカウント値は演算処理装置12に予め用意さ
れている原点値に初期設定され(ステラ/313)、以
後は、この原点値を初期値として、可動体3bの左右方
向への移動量に応じてカウンタ11がロータリ・エンコ
ーダ5から出力されるA相信号aおよびB相信号すから
構成される装置パルスをアップカウント或いはダウンカ
ウントし、そのカウント値に基づき演算処理装W112
が可動体3bの絶対位置を割り出す。
2からモータ1に対し停止指令が与えられる〈ステップ
87)。このようにして可動体3bが停止した(ステッ
プ88)停止位2fA2は、第7図(1)の座標軸にお
ける機械的原点x0よりも左側にあり、しかも停止指令
が与えられてから実際に停止するまでゐ慣性による遅れ
はわずかで、2相信号z1が出力される位置より右寄り
の位置となる。ついで、演算処理装置12からモータ1
に対し、可動体3bを第7図(1)の座標軸の右側に向
けて先の移動速度■1より遅い速度V 2 (V 2
〈■1)で移動させるように駆動指令が与えられ(ステ
ップS9)、これ以後、ロータリ・エンコーダ5から最
初に出力される2相信号z0つまり機械的原点X。の−
サーチが行われる(ステップS10.511)。機械的
原点x0が検出されると、演算処理装置12からモータ
1に対し停止指令が与えられる(ステップ512)。こ
のときの可動体3bの移動は低速■2で行われているた
め、可動体3bの停止位置へ3は機械的原点X。にほぼ
一致することになる。この停止位MA3において、カウ
ンタ11のカウント値は演算処理装置12に予め用意さ
れている原点値に初期設定され(ステラ/313)、以
後は、この原点値を初期値として、可動体3bの左右方
向への移動量に応じてカウンタ11がロータリ・エンコ
ーダ5から出力されるA相信号aおよびB相信号すから
構成される装置パルスをアップカウント或いはダウンカ
ウントし、そのカウント値に基づき演算処理装W112
が可動体3bの絶対位置を割り出す。
また、ステップS3において、検出信号HPがrLJの
ときには、第7図(1)に示す座標軸の原点目標位”
xHPより左側の位WtB1に可動体3bが停止してい
ると判定される。そこで、ステップS4では演算処理装
置12からモータ1に対し、可動体3bを第7図(1)
の絶対位置座標Xの右側に向けて速度■1で移動させる
ように駆動指令が与えられる。そして、このあとのステ
ップ85゜86では、検出信号HPがrLJからrHJ
に反転する時点つまり原点目標位置×11.のサーチが
行われる。ステップS7において、原点目標位置x肝が
検出され、演算処理装置12からモータ1に停止指令が
与えられて、可動体3bが位置B2に停止しくステップ
S8)、以°模は先の場合と同様にしてステップ89〜
813の動作が行われる。
ときには、第7図(1)に示す座標軸の原点目標位”
xHPより左側の位WtB1に可動体3bが停止してい
ると判定される。そこで、ステップS4では演算処理装
置12からモータ1に対し、可動体3bを第7図(1)
の絶対位置座標Xの右側に向けて速度■1で移動させる
ように駆動指令が与えられる。そして、このあとのステ
ップ85゜86では、検出信号HPがrLJからrHJ
に反転する時点つまり原点目標位置×11.のサーチが
行われる。ステップS7において、原点目標位置x肝が
検出され、演算処理装置12からモータ1に停止指令が
与えられて、可動体3bが位置B2に停止しくステップ
S8)、以°模は先の場合と同様にしてステップ89〜
813の動作が行われる。
(発明が解決しようとする課題)
上記した従来゛の位置検出装置では、機械的原点XOの
近くに設定された原点目標位置XHPのサーチは比較的
速い速度■1で可動体3bを移動させて行われるものの
、原点目標位置x)1.を検出したあと12次に機械的
原点X。を検出するまでのサーチでは検出精度を上げる
必要上から可動体3bの移動速度を低速度■2にしなけ
ればならず、原点合わせに時間がかかり、特に多軸ロボ
ットのように多数の機械的原点について原点合わせを行
わなければならない可動機構の場合などでは、その原点
合わせに多大の時間を要することとなり、作業能率を悪
くするという問題がある。
近くに設定された原点目標位置XHPのサーチは比較的
速い速度■1で可動体3bを移動させて行われるものの
、原点目標位置x)1.を検出したあと12次に機械的
原点X。を検出するまでのサーチでは検出精度を上げる
必要上から可動体3bの移動速度を低速度■2にしなけ
ればならず、原点合わせに時間がかかり、特に多軸ロボ
ットのように多数の機械的原点について原点合わせを行
わなければならない可動機構の場合などでは、その原点
合わせに多大の時間を要することとなり、作業能率を悪
くするという問題がある。
そこで、このようなインクリメンタル型エンコーダの原
点合わせを精度良く、かつ高速に行なうための技術の開
発が従来から望まれており、特開昭61−208509
.特開昭61−221802、特開昭62−23920
4などにその例が示されている。しかし、これらの技術
では、いずれも機械的原点の近傍において可動体を前後
させつつその原点位置をサーチしているため、原点合わ
せ時間の短縮という点で十分な効果が得られない面があ
った。
点合わせを精度良く、かつ高速に行なうための技術の開
発が従来から望まれており、特開昭61−208509
.特開昭61−221802、特開昭62−23920
4などにその例が示されている。しかし、これらの技術
では、いずれも機械的原点の近傍において可動体を前後
させつつその原点位置をサーチしているため、原点合わ
せ時間の短縮という点で十分な効果が得られない面があ
った。
(°発明の目的)
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので
、原点合わせを精度良く、かつ短時間で行うことのでき
る可動機構の位置検出装置を提供することを目的とする
。
、原点合わせを精度良く、かつ短時間で行うことのでき
る可動機構の位置検出装置を提供することを目的とする
。
(課題を達成するための手段)
この発明の可動機構の位置検出装置は、可vJ機構を動
作させる駆動源が単位サイクル駆動するごとに第1のパ
ルスを出力するとともに、前記駆動源が単位サイクルよ
りも細かな駆動量だけ前記可動機構を駆動するごとに第
2のパルスを出力するエンコーダと、前記エンコーダが
出力する第2のパルスをカウントし、前記エンコーダが
第1のパルスを出力するごとにリセットされるカウンタ
と、前記第1のパルスの発生をもたらす前記可動機構の
変位位置に対して固定された位N関係にあり、かつ前記
可動機構の機械的原点に近い所定の原点目標位置に可動
機構が到達したことを検出して検出信号を出力する検出
手段と、前記検出手段が検出信号を出力すると、前記駆
動源に停止指令を与える駆動源制御手段と、前記停止指
令によって駆動源が停止したときの前記カウンタのカウ
ント値に基づき、前記機械的原点を基準とした可動機構
の停止位置を算出する演算手段とを設けたものである。
作させる駆動源が単位サイクル駆動するごとに第1のパ
ルスを出力するとともに、前記駆動源が単位サイクルよ
りも細かな駆動量だけ前記可動機構を駆動するごとに第
2のパルスを出力するエンコーダと、前記エンコーダが
出力する第2のパルスをカウントし、前記エンコーダが
第1のパルスを出力するごとにリセットされるカウンタ
と、前記第1のパルスの発生をもたらす前記可動機構の
変位位置に対して固定された位N関係にあり、かつ前記
可動機構の機械的原点に近い所定の原点目標位置に可動
機構が到達したことを検出して検出信号を出力する検出
手段と、前記検出手段が検出信号を出力すると、前記駆
動源に停止指令を与える駆動源制御手段と、前記停止指
令によって駆動源が停止したときの前記カウンタのカウ
ント値に基づき、前記機械的原点を基準とした可動機構
の停止位置を算出する演算手段とを設けたものである。
なお、この明細書において、「位置」及び「変位」は角
度を含む広い意味で使用される。
度を含む広い意味で使用される。
(作用)
この発明において、駆動源制御手段からの停止指令によ
って駆動源が停止したときのカウンタのカウント値は、
可動機構の停止位置から機械的原点までの移動距離を反
映した値となるので、このカウント値に基づき演算手段
によって機械的原点を基準とした可動機構の停止位置が
算出されることになり、実質的には原点合わせを行なっ
たことになる。
って駆動源が停止したときのカウンタのカウント値は、
可動機構の停止位置から機械的原点までの移動距離を反
映した値となるので、このカウント値に基づき演算手段
によって機械的原点を基準とした可動機構の停止位置が
算出されることになり、実質的には原点合わせを行なっ
たことになる。
(実施例)
第1図はこの発明の一実施例である可動機構の位置検出
装置の構成を示すブロック図である。図において、イン
クリメンタル型のロータリ・エンコーダ15は、図示し
ない可動機構の駆動源であるモータに追従して回転する
ように、そのモータに伝達機構を介して連係させである
。このロータリ・エンコーダ15はそれが1回転より十
分小さい一定角度回転するごとに相互の位相が90度ず
れたA相信号aおよびB相信号すを出力するとともに、
1回転するごとに1つの2相信号2を出力する機能を有
し、次段の位置カウンタ16に接続されている。この位
置カウンタ16はロータリ・エンコーダ15から出力さ
れるA相信号aおよびB相信号すを入力して、その位相
関係から回転方向と回転Jl(位置パルス)を検出し、
そのパルスをカウントすることで可動機構の絶対位置デ
ータを得るためのものであり、次段の演算処理装置17
にバス18を介して接続されている。また、位置カウン
タ16の最下位ビットの出力端子LSBはオフセット・
カウンタ19にも接続され、このオフセット・カウンタ
19は出力端子LSBからの出力をカウントするととも
に、ロータリ・エンコーダ15から出力されるZ相信号
2を受けてすセットされるように構成され、さらにバス
18を介して演算処理装置1゛7に接続されている。原
点目標位置検出器20は、予め設定された可動機構の機
械的原点に極く近い所定の原点目標位置に可動機構が到
達したことを検出するためのものであり、その具体的構
成は前記した従来例の場合と同じであるため、ここでは
説明を省略する。この原点目標位置検出器20は図示し
ない伝達機構を介して前記したモータに連係させである
。この原点目標位置検出器20から出力される検出信号
HPは入力ボート21を通して演算処理装置17に入力
するように構成されている。なお、可動機構の機械的原
点は、ロータリ・エンコーダ15から出力される2相信
号2のうちの特定の1つの出力時点に対応する可動機構
の位置として定められている 次に、上記した位置検出装置の原点合せの動作手順を第
2図に示すフロー図と、第3図および第4図に示すにタ
イミング会チャートを参照して説明する。
装置の構成を示すブロック図である。図において、イン
クリメンタル型のロータリ・エンコーダ15は、図示し
ない可動機構の駆動源であるモータに追従して回転する
ように、そのモータに伝達機構を介して連係させである
。このロータリ・エンコーダ15はそれが1回転より十
分小さい一定角度回転するごとに相互の位相が90度ず
れたA相信号aおよびB相信号すを出力するとともに、
1回転するごとに1つの2相信号2を出力する機能を有
し、次段の位置カウンタ16に接続されている。この位
置カウンタ16はロータリ・エンコーダ15から出力さ
れるA相信号aおよびB相信号すを入力して、その位相
関係から回転方向と回転Jl(位置パルス)を検出し、
そのパルスをカウントすることで可動機構の絶対位置デ
ータを得るためのものであり、次段の演算処理装置17
にバス18を介して接続されている。また、位置カウン
タ16の最下位ビットの出力端子LSBはオフセット・
カウンタ19にも接続され、このオフセット・カウンタ
19は出力端子LSBからの出力をカウントするととも
に、ロータリ・エンコーダ15から出力されるZ相信号
2を受けてすセットされるように構成され、さらにバス
18を介して演算処理装置1゛7に接続されている。原
点目標位置検出器20は、予め設定された可動機構の機
械的原点に極く近い所定の原点目標位置に可動機構が到
達したことを検出するためのものであり、その具体的構
成は前記した従来例の場合と同じであるため、ここでは
説明を省略する。この原点目標位置検出器20は図示し
ない伝達機構を介して前記したモータに連係させである
。この原点目標位置検出器20から出力される検出信号
HPは入力ボート21を通して演算処理装置17に入力
するように構成されている。なお、可動機構の機械的原
点は、ロータリ・エンコーダ15から出力される2相信
号2のうちの特定の1つの出力時点に対応する可動機構
の位置として定められている 次に、上記した位置検出装置の原点合せの動作手順を第
2図に示すフロー図と、第3図および第4図に示すにタ
イミング会チャートを参照して説明する。
電源が投入されると(ステップ521)、原点合わせ動
作が開始され(ステップ522)、原点目標位置検出器
20から入力ボート21を介して演算処理装置17に入
力される検出信号HPがr)−IJかrLJかによって
可動機構を移動させる方向が判定される(ステップ52
3)。第3図(1)、第4図(1)に示す可動機構の絶
対位Hxの座標軸に対して、第3図(2)、第4図(2
)に示すように原点目標位置xHPから座標軸の右側に
可動機構が位置しているとき検出信号HPがrHJで、
原点目標位” xHPから左側に可動機構が位置してい
るとき検出検出信号HPがrLJとなるように、原点目
標位置検出器20が構成されているものとすると、例え
ば検出信号HPがrLJのときには、第3図(1)の座
標軸の原点目標位置XHPより左側の位NA1゜に可動
機構が停止していることになるから、このとき可動機構
を移動させる方向は上記座標軸の右側であると判定され
る。そこで、演算処理袋@17から可動機構の駆動源で
あるモータに対し、可動機構を上記座標軸の右側に向け
て移動させるように駆動指令が与えられる(ステップ5
24)・。このときの移動速度は、従来の原点合わせの
場合の第1段階の移動速度■1と同様の高速度に設定さ
れる。これ以後、検出信号HPがrLJからrHJに反
転する時点つまり原点目標位’II X upのサーチ
が行われる(ステップs25゜526)。原点目標位i
f X u−検出されると、演算処理装置17からモー
タに対し停止指令が与えられる(ステップ527)。こ
のようにして可動機構が停止したくステップ828)停
止位置A2゜は、第3図(1)の座標軸の機械的原点X
。(これに対応する2相信号2を2゜とする)よりも左
側にあり、かつ機械的原点X□より左側で最初に出力さ
れる2相信号z1に対応する位置より右寄りの位置とな
る。一方、この間、オフセット・カウンタ21は位置カ
ウンタ16の最下位ビットの出力端子LS8から出力さ
れる信号をカウントし、ロータリ・エンコーダ15から
2相信号2を受けるたびにリセットされるという動作を
繰り返す。
作が開始され(ステップ522)、原点目標位置検出器
20から入力ボート21を介して演算処理装置17に入
力される検出信号HPがr)−IJかrLJかによって
可動機構を移動させる方向が判定される(ステップ52
3)。第3図(1)、第4図(1)に示す可動機構の絶
対位Hxの座標軸に対して、第3図(2)、第4図(2
)に示すように原点目標位置xHPから座標軸の右側に
可動機構が位置しているとき検出信号HPがrHJで、
原点目標位” xHPから左側に可動機構が位置してい
るとき検出検出信号HPがrLJとなるように、原点目
標位置検出器20が構成されているものとすると、例え
ば検出信号HPがrLJのときには、第3図(1)の座
標軸の原点目標位置XHPより左側の位NA1゜に可動
機構が停止していることになるから、このとき可動機構
を移動させる方向は上記座標軸の右側であると判定され
る。そこで、演算処理袋@17から可動機構の駆動源で
あるモータに対し、可動機構を上記座標軸の右側に向け
て移動させるように駆動指令が与えられる(ステップ5
24)・。このときの移動速度は、従来の原点合わせの
場合の第1段階の移動速度■1と同様の高速度に設定さ
れる。これ以後、検出信号HPがrLJからrHJに反
転する時点つまり原点目標位’II X upのサーチ
が行われる(ステップs25゜526)。原点目標位i
f X u−検出されると、演算処理装置17からモー
タに対し停止指令が与えられる(ステップ527)。こ
のようにして可動機構が停止したくステップ828)停
止位置A2゜は、第3図(1)の座標軸の機械的原点X
。(これに対応する2相信号2を2゜とする)よりも左
側にあり、かつ機械的原点X□より左側で最初に出力さ
れる2相信号z1に対応する位置より右寄りの位置とな
る。一方、この間、オフセット・カウンタ21は位置カ
ウンタ16の最下位ビットの出力端子LS8から出力さ
れる信号をカウントし、ロータリ・エンコーダ15から
2相信号2を受けるたびにリセットされるという動作を
繰り返す。
上記出力端子し8Bから出力される信号は実質的に可動
機構の最小移動単位を表わし、ロータリ・エンコーダ1
5のA相信号a、B相信号す及びZ相信号2の3者の関
係は固定されており、したがって1つの2相信号2が出
力されてから次の2相信号2が出力されるまでにオフセ
ット・カウンタ19がカウントするカウント値nの最大
値Nは常に一定である。そして、上記したように可動機
構が位置A2゜に停止したときのオフセット・カウンタ
19のカウント値n1に基づき、演算処理装置17によ
って以下のように位1A2oが算出される(ステップ5
29)。すなわち、停止位置A2oから機械的原点X。
機構の最小移動単位を表わし、ロータリ・エンコーダ1
5のA相信号a、B相信号す及びZ相信号2の3者の関
係は固定されており、したがって1つの2相信号2が出
力されてから次の2相信号2が出力されるまでにオフセ
ット・カウンタ19がカウントするカウント値nの最大
値Nは常に一定である。そして、上記したように可動機
構が位置A2゜に停止したときのオフセット・カウンタ
19のカウント値n1に基づき、演算処理装置17によ
って以下のように位1A2oが算出される(ステップ5
29)。すなわち、停止位置A2oから機械的原点X。
までの移動距離をオフセット・カウンター9のカウント
値に換算すると、その値nは n、−N−nl ・・・(1)と表わ
される。例えば、可動機構が第3図(1)の座標軸の左
側から右側へ移動するときアップカウント動作をし、右
側から左側へ移動するときダウンカウント動作をするよ
うに位置カウンター6が構成されているものとし、また
可動機構が機械的原点x0に位置しているときの位置カ
ウンター6のカウント値つまり原点値としてN2が演算
処理装置17に前もってストアされているものとすると
、演算処理装@17は(1)式の演算で先ずn。
値に換算すると、その値nは n、−N−nl ・・・(1)と表わ
される。例えば、可動機構が第3図(1)の座標軸の左
側から右側へ移動するときアップカウント動作をし、右
側から左側へ移動するときダウンカウント動作をするよ
うに位置カウンター6が構成されているものとし、また
可動機構が機械的原点x0に位置しているときの位置カ
ウンター6のカウント値つまり原点値としてN2が演算
処理装置17に前もってストアされているものとすると
、演算処理装@17は(1)式の演算で先ずn。
を算出し、つぎに
n −N2−nr ・・・(2)の演算
を行なって、算出した値nxを停止位@A2oに対応す
る位置カウンター6のカウント値として初期設定する。
を行なって、算出した値nxを停止位@A2oに対応す
る位置カウンター6のカウント値として初期設定する。
すなわち、停止位@A2゜が機械的原点X。を基準とし
て割り出されたことになる。
て割り出されたことになる。
ここでは、可動機構を実際に機械的原点x0に位置させ
ることは行われないが、実質的には原点合わせ′を行な
ったことになる。
ることは行われないが、実質的には原点合わせ′を行な
ったことになる。
また、ステップ823において、検出信号HPがrHJ
のときには、第4図(1)の座標軸の原点目標位置XH
Pより右側の位置810に可動機構が停止していること
になるから、このとき可動機構を移動させる方向は上記
座標軸の左側であると判定される。そこで、ステップS
24では演算処理装@17からモータに対し、可動機構
を上記座標軸の左側に向けて移動させるように駆動指令
が与えられる。ついで、ステップ825.826によっ
て検出信号HPがrHJからrLJに反転する原点目標
位12 X )IPのサーチが行われ、さらに次のステ
ップ827で演算処理装置17からモータに対し停止指
令が与えられる。このようにして可動機構が停止した(
ステップ828)の停止位NB2゜は、先の場合と同様
に、機械的原点X0と2相信号z1に対応する位置との
中間になる。このときのオフセット・カウンター9のカ
ウント1ln2は、停止位giB2゜から機械的原点X
。までの移動距離を示すカウント値n、に等しいから、
ステップS29では、演算処理装置17が n = N n2 ・・・
(3)× z の演算を行ない、算出した値n を停止位Il!B2゜
に対応する位置カウンター6のカウント値として初期設
定する。すなわち、停止位置B2゜が機械的原点X。を
基準として割り出されたことになる。
のときには、第4図(1)の座標軸の原点目標位置XH
Pより右側の位置810に可動機構が停止していること
になるから、このとき可動機構を移動させる方向は上記
座標軸の左側であると判定される。そこで、ステップS
24では演算処理装@17からモータに対し、可動機構
を上記座標軸の左側に向けて移動させるように駆動指令
が与えられる。ついで、ステップ825.826によっ
て検出信号HPがrHJからrLJに反転する原点目標
位12 X )IPのサーチが行われ、さらに次のステ
ップ827で演算処理装置17からモータに対し停止指
令が与えられる。このようにして可動機構が停止した(
ステップ828)の停止位NB2゜は、先の場合と同様
に、機械的原点X0と2相信号z1に対応する位置との
中間になる。このときのオフセット・カウンター9のカ
ウント1ln2は、停止位giB2゜から機械的原点X
。までの移動距離を示すカウント値n、に等しいから、
ステップS29では、演算処理装置17が n = N n2 ・・・
(3)× z の演算を行ない、算出した値n を停止位Il!B2゜
に対応する位置カウンター6のカウント値として初期設
定する。すなわち、停止位置B2゜が機械的原点X。を
基準として割り出されたことになる。
以上の原点合わせ動作を終えたあとは、可動機構の変位
量に応じて位置カウンター6がロータリ・エンコーダ1
5から出力されるA相信号aあるいはB相信号すを移動
方向に応じてアップカウントしあるいは・ダウンカウン
トすることにより、位置カウンタ16から機械的原点X
。を基準とした可動機構の位置つまり絶対位置に相当す
るカウント値が取り出される。
量に応じて位置カウンター6がロータリ・エンコーダ1
5から出力されるA相信号aあるいはB相信号すを移動
方向に応じてアップカウントしあるいは・ダウンカウン
トすることにより、位置カウンタ16から機械的原点X
。を基準とした可動機構の位置つまり絶対位置に相当す
るカウント値が取り出される。
第5図はこの発明の可動機構の位置検出装置の他の実施
例の構成を示すブロック図である。この実施例は、位置
カウンタ16を先の実施例におけるオフセット・カウン
タ19に兼用するように構成したものであって、ロータ
リ・エンコーダ15から出力されるZ相信号2をゲート
22を介して位置カウンタ16のリセット信号として与
えるようにするとともに、演算処理装置t17から出力
ボート23を介してゲート22にイネーブル信号eを与
えることによって、ゲート22を活性化するように構成
されている。その他の構成は先の実施例と同様であるの
でその説明は省略する。
例の構成を示すブロック図である。この実施例は、位置
カウンタ16を先の実施例におけるオフセット・カウン
タ19に兼用するように構成したものであって、ロータ
リ・エンコーダ15から出力されるZ相信号2をゲート
22を介して位置カウンタ16のリセット信号として与
えるようにするとともに、演算処理装置t17から出力
ボート23を介してゲート22にイネーブル信号eを与
えることによって、ゲート22を活性化するように構成
されている。その他の構成は先の実施例と同様であるの
でその説明は省略する。
この装置の場合、原点合わせ動作の開始により、演算処
理装置17から出力ボート23を介してゲート22にイ
ネーブル信号eが与えられると、ゲート22が活性化さ
れ、ロータリ・エンコーダ15から出力される2相信号
2がゲート22を介して位置カウンタ16にリセット信
号として与えられるようになり、以後この位置カウンタ
16は先の実施例におけるオフセット・カウンタ19と
同じ働きをする。原点合せが終了すると、イネーブル信
号eは与えられなくなり、2相信号2は位置カウンタ1
6にリセット信号として与えられなくなる。すなわち、
位置カウンタ16は本来の機能を回復する。その他の動
作は先の実施例と同様であるので、ここではその説明を
省略する。
理装置17から出力ボート23を介してゲート22にイ
ネーブル信号eが与えられると、ゲート22が活性化さ
れ、ロータリ・エンコーダ15から出力される2相信号
2がゲート22を介して位置カウンタ16にリセット信
号として与えられるようになり、以後この位置カウンタ
16は先の実施例におけるオフセット・カウンタ19と
同じ働きをする。原点合せが終了すると、イネーブル信
号eは与えられなくなり、2相信号2は位置カウンタ1
6にリセット信号として与えられなくなる。すなわち、
位置カウンタ16は本来の機能を回復する。その他の動
作は先の実施例と同様であるので、ここではその説明を
省略する。
なお、上記実施例ではロータリ・エンコーダを用いてい
たが、これに限らず、インクリメンタル型であればリニ
ア・エンコーダにも本発明が適用可能である。
たが、これに限らず、インクリメンタル型であればリニ
ア・エンコーダにも本発明が適用可能である。
(発明の効果)
以上のように、この発明の可動機構の位置検出装置によ
れば、機械的原点を直接検出するのでなく、原点目標位
置を検出して停止する動作だけで、原点合わせを行うよ
うに構成したので、従来のように移動方向を反転させる
処理が必要でなくなり、掻く短時間で精度良く原点合わ
せを行うことができ、作業能率が大幅に向上するという
効果が得られる。
れば、機械的原点を直接検出するのでなく、原点目標位
置を検出して停止する動作だけで、原点合わせを行うよ
うに構成したので、従来のように移動方向を反転させる
処理が必要でなくなり、掻く短時間で精度良く原点合わ
せを行うことができ、作業能率が大幅に向上するという
効果が得られる。
第1図はこの発明の一実施例である可動機構の位置検出
装置を示すブロック図、 第2図はその原点合わせの動作手順を示すフロー図、 第3図および第4図はそれぞれその動作のタイミング・
チャート、 第′5図はこの発明の他の実施例である可動機構の位置
検出装置を示すブロック図、 第6図は従来の位置検出装置の構成を示す概略図、 第7図はその装置の可動機構と各信号との関係を示すタ
イミング・チャート、 第8図はその装置の動作手順を示すフロー図、第9図お
よび第10図はそれぞれその装置の動作を示すタイミン
グ・チャートである。 15・・・ロータリ・エンコーダ、 16・・・位置カウンタ、 17・・・演算処理装置 (駆動源1.制御手段、演算手段)、 19・・・オフセット・カウンタ、 20・・・原点目標位置検出器(検出手段)、2・・・
2相信号(第1の信号)、 a・・・A相信号(第2の信号)、 b・・・B相信号(第2の信号)、 HP・・・検出信号、 X□・・・機械的原点、 ×11.・・・原点目標位置
装置を示すブロック図、 第2図はその原点合わせの動作手順を示すフロー図、 第3図および第4図はそれぞれその動作のタイミング・
チャート、 第′5図はこの発明の他の実施例である可動機構の位置
検出装置を示すブロック図、 第6図は従来の位置検出装置の構成を示す概略図、 第7図はその装置の可動機構と各信号との関係を示すタ
イミング・チャート、 第8図はその装置の動作手順を示すフロー図、第9図お
よび第10図はそれぞれその装置の動作を示すタイミン
グ・チャートである。 15・・・ロータリ・エンコーダ、 16・・・位置カウンタ、 17・・・演算処理装置 (駆動源1.制御手段、演算手段)、 19・・・オフセット・カウンタ、 20・・・原点目標位置検出器(検出手段)、2・・・
2相信号(第1の信号)、 a・・・A相信号(第2の信号)、 b・・・B相信号(第2の信号)、 HP・・・検出信号、 X□・・・機械的原点、 ×11.・・・原点目標位置
Claims (1)
- (1)可動機構を動作させる駆動源が単位サイクル駆動
するごとに第1のパルスを出力するとともに、前記駆動
源が単位サイクルよりも細かな駆動量だけ前記可動機構
を駆動するごとに第2のパルスを出力するエンコーダと
、 前記エンコーダが出力する第2のパルスをカウントし、
前記エンコーダが第1のパルスを出力するごとにリセッ
トされるカウンタと、 前記第1のパルスの発生をもたらす前記可動機構の変位
位置に対して固定された位置関係にあり、かつ前記可動
機構の機械的原点に近い所定の原点目標位置に可動機構
が到達したことを検出して検出信号を出力する検出手段
と、 前記検出手段が検出信号を出力すると、前記駆動源に停
止指令を与える駆動源制御手段と、前記停止指令によつ
て駆動源が停止したときの前記カウンタのカウント値に
基づき、前記機械的原点を基準とした可動機構の停止位
置を算出する演算手段とを備えたことを特徴とする可動
機構の位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10221688A JPH01273116A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 可動機構の位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10221688A JPH01273116A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 可動機構の位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01273116A true JPH01273116A (ja) | 1989-11-01 |
Family
ID=14321470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10221688A Pending JPH01273116A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 可動機構の位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01273116A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0580847A (ja) * | 1991-09-19 | 1993-04-02 | Fujitsu Ltd | 原点校正方法 |
-
1988
- 1988-04-25 JP JP10221688A patent/JPH01273116A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0580847A (ja) * | 1991-09-19 | 1993-04-02 | Fujitsu Ltd | 原点校正方法 |
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