JPH01280207A - Moving body position detection device and origin position return method - Google Patents

Moving body position detection device and origin position return method

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Publication number
JPH01280207A
JPH01280207A JP10949388A JP10949388A JPH01280207A JP H01280207 A JPH01280207 A JP H01280207A JP 10949388 A JP10949388 A JP 10949388A JP 10949388 A JP10949388 A JP 10949388A JP H01280207 A JPH01280207 A JP H01280207A
Authority
JP
Japan
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origin position
position detection
origin
moving body
detects
Prior art date
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Pending
Application number
JP10949388A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Ogiso
敏夫 小木曽
Haruaki Otsuki
治明 大槻
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH01280207A publication Critical patent/JPH01280207A/en
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  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify the device and to facilitate a control procedure by enabling an area discrimination sensor to serve as an origin position detection sensor. CONSTITUTION:Whether a body 1 to be detected is in an R or L area about an origin position is detected from whether the output of the origin position detection sensor 6A is on or off at the position when the power source is turned on. When the body 1 to be detected is in the R area, the body 1 to be detected is moved in an L direction and put in the L area temporarily, and then moved in an R direction. When the sensor 6 detects the origin position, its driving is switched to low-speed driving and when an movement quantity detector (not shown in figure) detects a reference signal, the position is regarded as a real origin position and the body 1 to be detected is stopped. Further, when the body 1 to be detected is already in the L area, the body is moved in the R direction and when the output is inverted at the origin position, the driving is switched to the low-speed driving to detect the real origin position, thereby stopping the body 1 to be detected. Thus, an origin area is omitted to facilitate the control procedure and simplify the device.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、移動体の位置検出装置および原点位置復帰方
法に係り、特に、ロボットの位置決めを正確に行うため
の位置検出および原点復帰に好適な装置および方法に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a position detection device for a moving body and a method for returning to an origin position, and is particularly suitable for position detection and origin return for accurately positioning a robot. The present invention relates to an apparatus and method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の移動体の位置検出装置および原点位置復帰方法に
おいては、特開昭61−123905号に記載のように
、原点位置検出センサと領域判別センサとを用いて原点
位置検出および領域判別を実行していた。
In the conventional position detection device and origin position return method for a moving object, as described in JP-A-61-123905, origin position detection and area discrimination are performed using an origin position detection sensor and an area discrimination sensor. was.

インクリメンタル方式の移動量検出器を有するサーボモ
ータで駆動される移動体は、電源投入時に移動体の絶対
位置を知ることができない。そこで予め明らかな位置を
真の原点位置を定め、移動量検出器の基準信号発生装置
と一致させ、電源投入後はまず移動体をこの位置に移動
させ、真の原点位置からの相対位置を移動量検出器で検
出することにより、絶対位置を検出している。以下の説
明では、この真の原点位置に移動させる動作を位置復帰
動作という。また、原点位置には、原点位置検出センサ
により検出される大まかな原点位置と移動量検出器の基
準信号から検出される精密な原点位置とがある。前者を
原点位置、後者を真の原点位置という。さらに、移動量
検出器と原点位置・限界位置検出センサと移動体に結合
されているセンサ被検出体とからなる移動体の位置検出
装置において、移動量検出器を除いた装置を特定位置検
出装置と呼ぶことにする。
A moving body driven by a servo motor having an incremental movement amount detector cannot know the absolute position of the moving body when the power is turned on. Therefore, we set a clear position in advance as the true origin position, match it with the reference signal generator of the movement amount detector, and after turning on the power, first move the moving object to this position, and then move the relative position from the true origin position. Absolute position is detected by detecting with a quantity detector. In the following explanation, this operation of moving to the true origin position will be referred to as a position return operation. Further, the origin position includes a rough origin position detected by an origin position detection sensor and a precise origin position detected from a reference signal of a movement amount detector. The former is called the origin position, and the latter is called the true origin position. Furthermore, in a position detection device for a moving object that includes a movement amount detector, an origin position/limit position detection sensor, and a sensor detected object coupled to the moving object, the device excluding the movement amount detector is a specific position detection device. I will call it.

従来の移動体の位置検出装置および原点位置復帰方法を
、第9図〜第15図を参照して説明する。
A conventional position detection device for a moving body and a method for returning to the original position will be explained with reference to FIGS. 9 to 15.

従来は、第9図または第10図に示すように、原点位置
検出センサ5と限界位置検出センサ3゜4とにより被検
出体1の突起形状の同一部位を検出し、上記センサ3,
4.5とは移動方向に対して同一線上にない領域判別セ
ンサ6により被検出体1の原点位置でステップ状段差を
有する部位を検出する装置構成となっていた。
Conventionally, as shown in FIG. 9 or 10, the origin position detection sensor 5 and the limit position detection sensor 3-4 detect the same part of the protrusion shape of the detected object 1.
4.5 has an apparatus configuration in which a region having a step-like level difference at the origin position of the detected object 1 is detected by the region discrimination sensor 6 which is not on the same line with respect to the moving direction.

この装置では、限界位置に達すると、限界位置検出セン
サ3,4が被検出体1の凸形部位を検出し、限界位置に
到達し、たことを検出する。一方。
In this device, when the limit position is reached, the limit position detection sensors 3 and 4 detect the convex portion of the detected object 1 and detect that the limit position has been reached. on the other hand.

領域判別センサ6および原点位置検出センサ5により被
検出体1が原点位置に対して右領域(L領域)にあるか
左領t!A(R領域)にあるか原点領域にあるかを判定
して、真の原点位置に迅速に到達するための移動方向を
判定していた(第15図参照)。
The area discrimination sensor 6 and the origin position detection sensor 5 detect whether the detected object 1 is in the right area (L area) with respect to the origin position or the left area t! The direction of movement for quickly reaching the true origin position is determined by determining whether the position is in the A (R region) or the origin region (see FIG. 15).

位置検出センサ3,4,5,6として用いられているセ
ンサ8の構成例を第11図〜第13図に示す。被検出体
1がセンサ8に所定距離近付くか遠ざかるかまたは通過
することにより、各センサの出力信号レベルが反転する
。この特性を利用して特定位置を検出できる。
Examples of the configuration of the sensor 8 used as the position detection sensors 3, 4, 5, and 6 are shown in FIGS. 11 to 13. When the detected object 1 approaches the sensor 8 by a predetermined distance, moves away from it, or passes through it, the output signal level of each sensor is reversed. This characteristic can be used to detect a specific position.

次に、原点位置復帰方法を第14図および第15図によ
り説明する。本方法では、L領域から原点領域に移り、
最初に基準信号が検出される位置を真の原点位置として
いる。すなわち、原点位置検出センサ5がオンとなって
いないときは、領域判別センサ6の出力をみて、R領域
にあるかどうかを判別する。R領域にあるときは、−旦
原点領域から更にL領域側に通り過ぎさせ、L領域から
原点領域に戻して真の原点位置に到達させる。−方、L
領域または原点領域にあるときは、そのままR領域側に
わずか移動させ、真の原点位置に到達させる。
Next, a method for returning to the origin position will be explained with reference to FIGS. 14 and 15. In this method, moving from the L area to the origin area,
The position where the reference signal is first detected is defined as the true origin position. That is, when the origin position detection sensor 5 is not turned on, the output of the area determination sensor 6 is checked to determine whether or not it is in the R area. When it is in the R region, it is caused to pass further from the origin region to the L region side, return from the L region to the origin region, and reach the true origin position. - way, L
When it is in the area or the origin area, it is moved slightly toward the R area and reaches the true origin position.

また、従来のロボットは1例えば特開昭61−1170
82号、特開昭61−131883号。
In addition, conventional robots are
No. 82, JP-A-61-131883.

実開昭62−138592号に記載のように、本体外部
に露出したケーブル部材やストッパ群やクツション部材
を用いて、所定位置を行きすぎたアーム等を停止させる
ようになっていた。
As described in Japanese Utility Model Application No. 62-138592, a cable member, a stopper group, and a cushion member exposed outside the main body are used to stop an arm or the like that has gone too far past a predetermined position.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術では、原点位置検出センサと領域判別セン
サとの両方の出力信号を用いて移動体の原点位置復帰を
行っていたので、装置が複雑かつ高価となり、原点位置
復帰動作も複雑になる問題があった。
In the above-mentioned conventional technology, the output signals of both the origin position detection sensor and the area discrimination sensor are used to return the moving body to the origin position, so the device becomes complicated and expensive, and the origin position return operation is also complicated. was there.

また1本体外部に露出したケーブル部材やストッパ群や
クツション部材を用いて、所定位置を行きすぎたアーム
等を停止させるようになっていたことから、それらがア
ーム等の移動体の衝突を受けるたびに、長い間には表面
がわずかずつ破壊されて飛散し、設置環境2例えばIC
製造工程のクリーンルーム等の環境を汚染する欠点があ
った。
In addition, cable members, stopper groups, and cushion members exposed outside the main body were used to stop arms, etc. that went too far past a predetermined position, so whenever they were hit by a moving object such as an arm, However, over a long period of time, the surface will be destroyed little by little and scattered, causing damage to the installation environment 2, such as IC
This method has the drawback of contaminating the environment such as the clean room during the manufacturing process.

さらに、外部ノイズの混入等により誤った信号が出力さ
れ、誤動作する問題もあった。
Furthermore, there is also the problem that erroneous signals are output due to the incorporation of external noise, resulting in malfunctions.

本発明の目的は、単純な構成で真の原点位置を正確かつ
迅速に検出でき、しかもvi置場所の環境を塵埃等で汚
染することがなく、誤動作を確実に防止できる移動体の
位置検出装置および原点位置復帰方法を提供することで
ある。
An object of the present invention is to provide a position detection device for a moving object that can accurately and quickly detect the true origin position with a simple configuration, does not contaminate the environment where the VI is placed, and can reliably prevent malfunctions. and an origin position return method.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、上記目的を達成するために、予め明らかな真
の原点位置で基準信号を発生するインクリメンタル方式
の移動量検出器を有するサーボモータで駆動される移動
体をまず前記真の原点位置に移動させ当該位置からの相
対位置により前記移動体の絶対位置を検出する移動体の
位置検出装置において、前記移動体の移動限界位置のみ
で検出される限界位置検出部と前記真の1点位置近傍の
原点位置で検出されるステップ状の原点位置検出部とを
有し前記移動体と一体的に駆動される被検出体と、前記
移動体の移動限界両端位置に配置されそれぞれ前記被検
出体の限界位置検出部を検出する限界位置検出センサと
、前記真の原点位置近傍の前記原点位置に配置され前記
被検出体の原点位置検出部が原点位置にあるかまたは原
点位置両側のどちらの領域にあるかを検出する原点位置
検出センサとを備えた移動体の位置検出装置を捉案する
ものである。
In order to achieve the above object, the present invention first sets a moving body driven by a servo motor having an incremental movement amount detector that generates a reference signal at a true origin position that is clear in advance to the true origin position. A position detection device for a movable body that detects the absolute position of the movable body based on a relative position from the position, including a limit position detection unit that detects only the movement limit position of the movable body and a vicinity of the true one-point position. A detected object is driven integrally with the movable body and has a step-shaped origin position detecting unit that detects the origin position at the origin position of the detected body. A limit position detection sensor that detects a limit position detection section, and a limit position detection sensor that is arranged at the origin position near the true origin position and that detects whether the origin position detection section of the detected object is at the origin position or in an area on either side of the origin position. The present invention proposes a position detection device for a moving object, which is equipped with an origin position detection sensor that detects the presence of a moving body.

前記位置検出装置のハウジング内には、前記被検出体の
限界位置検出部が前記移動限界位置よりわずかに行きす
ぎたときに前記限界位置検出部が当たる位置にストッパ
を設けることができる。
A stopper may be provided in the housing of the position detection device at a position that the limit position detection section of the detected object hits when the limit position detection section of the detected object moves slightly beyond the movement limit position.

前記原点位置は、前記原点位置検出センサが前記原点位
置を検出してから前記サーボモータが減速し前記真の原
点位置に最短時間で正確に到達できる距離だけ前記真の
原点位置から離れた位置に配置することが望ましい。
The origin position is set to a position separated from the true origin position by a distance that allows the servo motor to decelerate after the origin position detection sensor detects the origin position and accurately reach the true origin position in the shortest time. It is desirable to place

本発明はまた、予め明らかな真の原点位置で基準信号を
発生するインクリメンタル方式の移動量検出器と、前記
移動体の移動限界位置のみで検出される限界位置検出部
と前記真の原点位置近傍の原点位置で検出されるステッ
プ状の原点位置検出部とを有し前記移動体と一体的に駆
動される被検出体と、前記移動体の移動限界両端位置に
配置されそれぞれ前記被検出体の限界位置検出部を検出
する限界位置検出センサと、前記真の原点位置近傍の前
記原点位置に配置され前記被検出体の原点位置検出部が
原点位置にあるかまたは原点位置両側のどちらの領域に
あるかを検出する原点位置検出センサとを備え、サーボ
モータで駆動される前記移動体の絶対位置を検出する移
動体の位置検出装置を用いた移動体の原点位置復帰方法
において、前記原点位置検出センサの信号により前記移
動体が前記原点位置両側のどちらの領域にあるかを判定
し、前記原点位置方向に前記移動体を直接移動させて原
点位置に到達させ、前記移動方向が前記原点位置から前
記真の原点位置への移動方向と一致する場合はそのまま
同方向に移動させ、前記移動量検出器が基準信号を発生
したときに前記移動体を停止させる一方、前記移動方向
が前記原点位置から前記真の原点位置への移動方向と異
なる場合は逆方向に移動させ、前記移動量検出器が基準
信号を発生したときに前記移動体を停止させる移動体の
原点位置復帰方法を提案するものである。
The present invention also provides an incremental movement amount detector that generates a reference signal at a true origin position that is clear in advance, a limit position detection section that detects only at the movement limit position of the moving body, and a limit position detector that detects only at the movement limit position of the moving body, and a position near the true origin position. A detected object is driven integrally with the movable body and has a step-shaped origin position detecting unit that detects the origin position at the origin position of the detected body. A limit position detection sensor that detects a limit position detection section, and a limit position detection sensor that is arranged at the origin position near the true origin position and that detects whether the origin position detection section of the detected object is at the origin position or in an area on either side of the origin position. In the method for returning to the origin position of a movable body using a movable body position detection device that detects the absolute position of the movable body driven by a servo motor, the origin position detection sensor detects whether the movable body is It is determined in which area on either side of the origin position the moving body is located based on a sensor signal, and the movable body is directly moved in the direction of the origin position to reach the origin position, and the moving direction is changed from the origin position. If the direction of movement matches the direction of movement to the true origin position, the moving body is moved in the same direction, and when the movement amount detector generates a reference signal, the moving body is stopped; The present invention proposes a method for returning a movable body to an origin position, in which the movable body is moved in the opposite direction if it is different from the direction of movement to the true origin position, and the movable body is stopped when the movement amount detector generates a reference signal. be.

前記基準信号検出時には、既に記憶してある基準信号パ
ターンを複数回読み出し前記検出された基準信号と複数
回比較することにより一致を判定し、ノイズの影響を排
除する。
When detecting the reference signal, a previously stored reference signal pattern is read out multiple times and compared with the detected reference signal multiple times to determine coincidence and eliminate the influence of noise.

〔作用〕[Effect]

本発明においては、領域判別センサに原点位置検出セン
サの役目を兼ねさせであるので、装置構成が単純になり
、制御方法も手順数が減少し簡略化される。
In the present invention, since the area discrimination sensor also serves as the origin position detection sensor, the device configuration is simplified and the control method is simplified by reducing the number of steps.

また、ストッパがハウジング内に配置されることから、
アーム等が所定位置を行きすぎてストッパに衝突しても
、ストッパから削れた破片等が飛散することがなく、ク
リーンルーム等の環境を汚染しない。
In addition, since the stopper is placed inside the housing,
Even if an arm or the like goes too far over a predetermined position and collides with a stopper, fragments scraped from the stopper will not be scattered and will not pollute the environment such as a clean room.

原点位置センサ、両限界位置センサとしては。As an origin position sensor and both limit position sensors.

例えば光学式近接センサを用いる。このセンサは、対象
物が所定距離より近付くか遠ざかると出力信号が反転す
る。出力信号は二値信号であるが、外部ノイズの混入等
により誤った信号が出力される場合があり得るので、中
央処理装置から読み出すときは、複数回読み出してその
一致により信号レベルの確定と判定すれば、誤った信号
読み出しによる誤動作を防止できる。
For example, an optical proximity sensor is used. The output signal of this sensor is inverted when the object approaches or moves away from a predetermined distance. The output signal is a binary signal, but an incorrect signal may be output due to the mixing of external noise, etc. When reading from the central processing unit, the signal level is determined by reading it multiple times and determining the signal level based on the coincidence. By doing so, malfunctions due to erroneous signal reading can be prevented.

原点位置復帰動作時には、上記センサの信号レベルに応
じて中央処理装置内に記憶されているプログラムにより
移動体の現在位置の判定がなされ、サーボモータ駆動装
置に速度指令が送信される。
During the home position return operation, the current position of the moving body is determined by a program stored in the central processing unit according to the signal level of the sensor, and a speed command is sent to the servo motor drive device.

サーボモータ駆動装置は、サーボモータにより駆動され
る移動体の移動方向およびその移動速度が指令値と合致
するようにフィードバック制御されるため、誤動作する
ことはない。真の原点位置に到達すると、速度指令が0
となり、移動体は停止する。
The servo motor drive device does not malfunction because it is feedback-controlled so that the moving direction and moving speed of the moving body driven by the servo motor match the command value. When the true home position is reached, the speed command becomes 0.
Then, the moving body stops.

〔実施例〕〔Example〕

上記従来例では、L領域とR領域との間に原点領域を設
けであるが、原点領域を設けない構造としても同一機能
を簡略に実現可能である。以下。
In the conventional example described above, an origin region is provided between the L region and the R region, but the same function can be easily realized even with a structure in which no origin region is provided. below.

この考え方に基づき本発明によりなされた移動体の位置
検出装置および原点位置復帰方法の実施例を、第1図〜
第8図を用いて説明する。
Embodiments of a moving body position detection device and an origin position return method made according to the present invention based on this idea are shown in FIGS.
This will be explained using FIG.

第1図は回転運動する移動体の特定位置検出装置を示し
ている。本実施例は、第9図従来装置の原点位置検出セ
ンサ5を取り除き、領域判別センサ6のみにより領域判
別と原点位置検出とを行う構成としてある。第1図では
、被検出体1の限界位置検出部が、限界位置のみで凸部
が検出される形状の例を示したが、限界位置のみで凹部
が検出される形状でもよい。なお、以下の説明では、従
来の領域判別センサ6の位置に配置されこの領域判別機
能と原点位置検出機能とを兼ねる本発明のセンサを、便
宜上、原点位置検出センサ6Aと呼ぶことにする。
FIG. 1 shows a specific position detection device for a rotating moving body. In this embodiment, the origin position detection sensor 5 of the conventional device shown in FIG. 9 is removed, and only the area discrimination sensor 6 is used to perform area discrimination and origin position detection. Although FIG. 1 shows an example in which the limit position detection section of the detected object 1 has a shape in which a convex portion is detected only at the limit position, it may also have a shape in which a concave portion is detected only at the limit position. In the following description, the sensor of the present invention, which is placed at the position of the conventional area discrimination sensor 6 and has both the area discrimination function and the origin position detection function, will be referred to as the origin position detection sensor 6A for convenience.

その原点位置復帰方法を第2図および第3図により説明
する0本方法は、第14図の従来例よりも少ないステッ
プ数で、同一の機能を実現するものである。
The method for returning to the origin position will be explained with reference to FIGS. 2 and 3. The zero-point method achieves the same function with fewer steps than the conventional example shown in FIG. 14.

電源投入時の位置で原点位置検出センサ6Aの出力がオ
ンかオフかにより、現在、被検出体1が原点位置に対し
てR領域にあるかL領域にあるかを検出する。
Depending on whether the output of the origin position detection sensor 6A is on or off at the position when the power is turned on, it is detected whether the detected object 1 is currently in the R region or the L region with respect to the origin position.

被検出体1がR領域にある場合は、L方向に移動させ、
−旦り領域に入らせる。続いてR方向に移動させ、原点
位置検出センサ6Aが原点位置を検出し出力を反転する
と、より低速の駆動に切換え、移動量検出器に基準信号
が検出された段階で、その位置を真の原点位置とし、被
検出体1を停止させる。
When the detected object 1 is in the R area, move it in the L direction,
-Let them enter the area. Next, the movement is made in the R direction, and when the origin position detection sensor 6A detects the origin position and reverses the output, the drive is switched to a lower speed, and when the reference signal is detected by the movement amount detector, the position is set to the true position. The detected object 1 is stopped at the origin position.

一方、最初り領域にある場合は、R方向に移動させ、原
点位置で出力が反転すると、より低速の駆動に切換え、
真の原点位置を検出し、停止させる。
On the other hand, if it is in the initial region, move in the R direction, and when the output is reversed at the origin position, switch to a slower drive,
Detects the true origin position and stops.

本方法は、原点領域を省略してあるので、従来の方法と
比較して、ステップ数が3少なく、装置そのものの構成
が単純になるとともに、原点位置復帰方法も簡略化され
る。
Since the origin region is omitted in this method, the number of steps is three fewer than in the conventional method, the configuration of the device itself is simplified, and the method for returning to the origin position is also simplified.

また、各センサ等の信号の読み出しに当たっては、連続
して複数回読み出し、それらの結果が一致したときにそ
の検出結果をもとに位置判定を行う方法を各ステップで
採用しているので、外部ノイズの混入等による誤った読
み出しとそれによる誤動作を防止できる。
In addition, when reading out the signals from each sensor, etc., a method is adopted at each step in which the signals are read out multiple times in succession, and when the results match, the position is determined based on the detection results. It is possible to prevent erroneous reading due to noise intrusion and other malfunctions.

さらに、被検出体1の凸形限界位置検出部は、限界位置
検出位置を越えて行きすぎた場合、ストッパ9に当たり
、被検出体1と同じ動きをする移動体の移動が強制的に
停止される。したがって、本実施例の位置検出装置を用
いることにより、安全性を確保できるのは勿論であるが
、ストッパ9の部分が本装置のハウジング内に密封され
ているために、ストッパ9がたびかさなる衝突を受けて
少しずつ破損したとしても、その破片等が外部に出るこ
とがなく、クリーンルーム等の設置環境を汚染しない。
Furthermore, when the convex limit position detection part of the detected object 1 goes too far beyond the limit position detection position, it hits the stopper 9, and the movement of a moving object that moves in the same manner as the detected object 1 is forcibly stopped. Ru. Therefore, by using the position detection device of this embodiment, safety can of course be ensured, but since the stopper 9 is sealed within the housing of the device, the stopper 9 may cause frequent collisions. Even if the device is damaged little by little, the fragments will not come out and will not contaminate the environment in which it is installed, such as a clean room.

第1図の特定位置検出装置を組み込んだ内筒回転子型ダ
イレクト・ドライブ・モータ(D −Dモータ)の例を
第4図に示す。図において、10はD−Dモータ・ロー
タ、11はD−Dモータ・ステータ、12は移動量検出
器である。ここでは移動量検出器12として、ブラシレ
スレゾルバを用いた例を示したが、光学式エンコーダ、
磁気エンコーダ等地の移動量検出器を採用してもよい。
FIG. 4 shows an example of an internal cylinder rotor type direct drive motor (D-D motor) incorporating the specific position detection device of FIG. 1. In the figure, 10 is a DD motor rotor, 11 is a DD motor stator, and 12 is a movement amount detector. Here, an example is shown in which a brushless resolver is used as the movement amount detector 12, but an optical encoder,
A ground displacement detector such as a magnetic encoder may also be employed.

このように位置検出装置を中空型D−Dモータに直接装
着することにより、中空孔に他の配線を通すことができ
、外部に露出するストッパ等の突起部材がないため、外
部への発塵量を著しく低減でき、クリーンルーム等での
使用に適している。
By attaching the position detection device directly to the hollow type D-D motor in this way, other wiring can be passed through the hollow hole, and there are no protruding parts such as stoppers exposed to the outside, so dust generation to the outside is prevented. The amount can be significantly reduced, making it suitable for use in clean rooms, etc.

第4図のD−Dモータを用いた水平多関節型D・Dロボ
ットの一例を第5図に示す。このロボットは、1軸駆動
D−Dモータ13のロータに装着された第1アーム14
と、第1アーム14の先端に設けられた2軸駆動D−D
モータ15のロータに装着された第2アーム16と、第
2アーム16の先端に設けられスプライン軸18の上下
動作・回転動作を可能とする手首装N17とからなる。
FIG. 5 shows an example of a horizontal articulated D/D robot using the D/D motor shown in FIG. 4. This robot has a first arm 14 attached to the rotor of a single-axis drive DD motor 13.
and a two-axis drive D-D provided at the tip of the first arm 14.
It consists of a second arm 16 attached to the rotor of the motor 15, and a wrist support N17 provided at the tip of the second arm 16 to enable vertical and rotational movement of the spline shaft 18.

手首装置17は、上下軸モータ〕9の回転を。The wrist device 17 rotates the vertical axis motor]9.

プーリ・タイミングベルトを介してボールねじ軸20に
伝え、ボールねじナツト部の上下運動を発生させ、この
ボールねじナツト部とブラケット24とを介して、ブラ
ケット24に上下方向を拘束されているスプライン軸1
8の上下運動を生じさせる。また、手首回転軸駆動モー
タ21の回転は、減速機22により減速され、プーリ・
タイミングベルトにより、スプライン軸受に結合された
プーリに伝達される。スプライン軸受は、その回転力を
スプライン軸18に伝達し、回転させる。
A spline shaft is transmitted through a pulley and timing belt to the ball screw shaft 20 to generate vertical movement of the ball screw nut, and is restrained in the vertical direction by the bracket 24 via the ball screw nut and the bracket 24. 1
8 vertical movements. Further, the rotation of the wrist rotating shaft drive motor 21 is decelerated by a reducer 22, and the rotation of the wrist rotating shaft drive motor 21 is
A timing belt transmits the signal to a pulley connected to a spline bearing. The spline bearing transmits its rotational force to the spline shaft 18, causing it to rotate.

次に、直線移動体の特定位置検出装置の基本構成を第6
図に示す。被検出体1は、L字形の凸状に形成してある
。図で上方の凸部が限界位置検出用被検出部であり、下
方が領域判別と原点位置検出とを兼ねた被検出部である
。領域判別用被検出部有効長(センサ径を除いた距M)
Q工を原点位置検出センサ6Aと左方限界位置検出用セ
ンサ3との間の距離Q2以上の長さとすると(Q1≧L
)、原点位置検出センサ6Aは、被検出体の領域判別部
がセンサ6Aの設置位置より左方にあるときは必ず覆わ
れ、右方にあるときは必ず覆われないため、領域判別が
可能となる。また、その覆われるか覆われないかのエツ
ジで原点位置を検出できる。
Next, the basic configuration of the specific position detection device for a linearly moving object is explained in the sixth section.
As shown in the figure. The detected object 1 is formed into an L-shaped convex shape. In the figure, the upper convex portion is a detected portion for limit position detection, and the lower portion is a detected portion that serves both area discrimination and origin position detection. Effective length of detected part for area discrimination (distance M excluding sensor diameter)
If the length of Q is longer than the distance Q2 between the origin position detection sensor 6A and the left limit position detection sensor 3 (Q1≧L
), the origin position detection sensor 6A is always covered when the area discrimination part of the detected object is to the left of the installation position of the sensor 6A, and is always uncovered when it is to the right of the installation position of the sensor 6A, so that area discrimination is possible. Become. In addition, the origin position can be detected based on whether the edge is covered or not.

移動量検出器の基準信号発生位置(真の原点位置)を前
記原点位置よりもやや右方に設定すると、前記回転型と
同様に、第2図のアルゴリズムにより、真の原点位置に
正確に到達できる。真の原点位置の配置に関しては、勿
論、右と左とは逆転することも可能であり、上下方向に
置き換えることもできる。
If the reference signal generation position (true origin position) of the movement amount detector is set slightly to the right of the origin position, the true origin position will be accurately reached using the algorithm shown in Figure 2, similar to the rotary type. can. Regarding the arrangement of the true origin position, of course, the right and left positions can be reversed, and they can also be replaced in the vertical direction.

前記第5図実施例のボールねじ軸20の特定位置検出装
置に第6図の基本構成を適用した実施例を第7図に示す
。第7図は第5図■−■断面図である。板状部材28お
よび29で挾まれた固定板30と取付板31との間に軸
受を介してボールねじ軸20が設けられている。ボール
ねじナツト部23は、ブラケット24と結合されており
、ブラケット24#1面には、被検出体1が取付けられ
ている。一方、板状部材28に固定されたセンサ取付板
32には、原点位置検出センサ6Aが、限界位置検出セ
ンサ3,4を結ぶ直線から離れた位置に取付けられてい
る。被検出体1の原点位置検出並びに領域判別部の図示
有効検出比@ n tと原点位置から下限位置までの下
限領域有効距煎Q3との間にQ工≧Q3なる関係を満た
すように、寸法を決定すると、誤動作なく領域判別と原
点検出とを実行できる。また、ストッパ9a、9bをセ
ンサ取付板32上に2点鎖線で示す位置に設けると、被
検出体1が動作範囲を越えて行きすぎた場合、被検出体
1の限界位置検出部がストッパ9aまたは9bに当たり
、運動を停止する。
FIG. 7 shows an embodiment in which the basic configuration of FIG. 6 is applied to the specific position detection device for the ball screw shaft 20 of the embodiment of FIG. 5. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 5. A ball screw shaft 20 is provided between a fixed plate 30 and a mounting plate 31, which are sandwiched between plate members 28 and 29, via a bearing. The ball screw nut portion 23 is coupled to a bracket 24, and the detected object 1 is attached to the #1 surface of the bracket 24. On the other hand, the origin position detection sensor 6A is attached to the sensor mounting plate 32 fixed to the plate member 28 at a position away from the straight line connecting the limit position detection sensors 3 and 4. The dimensions are adjusted so as to satisfy the relationship Qt≧Q3 between the origin position detection of the detected object 1 and the illustrated effective detection ratio @nt of the area discriminator and the lower limit area effective distance Q3 from the origin position to the lower limit position. Once determined, area discrimination and origin detection can be performed without malfunction. Furthermore, if the stoppers 9a and 9b are provided on the sensor mounting plate 32 at the positions indicated by two-dot chain lines, if the detected object 1 goes too far beyond the operating range, the limit position detection section of the detected object 1 will be moved to the stop 9a. Or it hits 9b and stops the movement.

なお、この上下運動機構系では、ボールねじナツト23
の上面・下面を用いて、固定板30下面と取付板31上
面とにそれぞれストッパ9a、9bを設け、動作を停止
させる方式とすることも可能である。
In addition, in this vertical movement mechanism system, the ball screw nut 23
It is also possible to provide stoppers 9a and 9b on the lower surface of the fixed plate 30 and the upper surface of the mounting plate 31, respectively, to stop the operation.

この直線移動体の移動検出装置を含む手首上下軸駆動装
置の場合も、第10図の従来例と比較して、センサの数
を削減可能であり、また、ハウジング内に設けたストッ
パにより安全を確保できる。
In the case of a wrist vertical axis drive device that includes a movement detection device for a linear moving body, the number of sensors can be reduced compared to the conventional example shown in FIG. Can be secured.

さらに、原点位置復帰方法のステップ数も減少する。Furthermore, the number of steps in the home position return method is also reduced.

次に、第5図D−Dロボットの手首回転軸の特定位置検
出装置を第8図により説明する。減速機22により減速
された回転軸モータ21の動力が、プーリ・タイミング
ベルトを介してプーリ27に伝達される。プーリ27は
、スプライン軸18と 1回転方向に拘束されているた
め、プーリ27に被検出体1を取付け、動作範囲が36
0度未満の場合は、第4図例と同様に、位置検出が可能
となり。
Next, a specific position detection device for the wrist rotation axis of the DD robot shown in FIG. 5 will be explained with reference to FIG. 8. The power of the rotary shaft motor 21 reduced by the speed reducer 22 is transmitted to the pulley 27 via the pulley timing belt. Since the pulley 27 is restrained in one rotation direction with respect to the spline shaft 18, when the object 1 to be detected is attached to the pulley 27, the operating range is 36.
If the angle is less than 0 degrees, position detection becomes possible as in the example in FIG.

位置検出装置および原点位置復帰方法がともに簡略化さ
れる。
Both the position detection device and the home position return method are simplified.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、インクリメンタル方式の移動量検出器
を有する移動体の原点位置検出、限界位置検出、領域判
別を最小のセンサ数で実現でき、原点位置復帰動作を従
来より少ないステップ数で迅速に実行できるので、ロボ
ットアーム等の移動体の初期設定時間を短縮し、コスト
を低減し、作業効率を上げることが可能である。
According to the present invention, the origin position detection, limit position detection, and area discrimination of a moving body having an incremental type movement amount detector can be realized with a minimum number of sensors, and the origin position return operation can be performed quickly with fewer steps than before. Since it can be executed, it is possible to shorten the initial setting time of a moving body such as a robot arm, reduce costs, and increase work efficiency.

また、本発明のいずれの例においても、限界位置検出部
が所定位置を越えて動作した場合のストッパを装置ハウ
ジング内に密封状態で内蔵してあるので、ストッパがた
びかさなる衝突により削られても、その破片等が飛散し
クリーンルーム等の設置環境を汚染することがない。
In addition, in any of the examples of the present invention, a stopper that is used when the limit position detection section operates beyond a predetermined position is sealed in the device housing, so even if the stopper is scraped due to repeated collisions, the stopper is sealed. , its fragments will not scatter and contaminate the installation environment such as a clean room.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は回転運動する移動体の本発明による特定位置検
出装置を示す図、第2図は第1図装置の原点位置復帰方
法のフローチャート、第3図は本発明における各領域の
関係を示す図、第4図は第1図特定位置検出装置を装着
したD−Dモータの縦断面図、第5図は本発明による特
定位置検出装置を装着したD−Dロボットの縦断面図、
第6図は左右運動する移動体の特定位置検出装置を示す
図、第7図は第6図装置を手首上下軸に適用した特定位
置検出装置の縦断面図、第8図は第5図ロボットの手首
回転軸の特定位置検出装置の縦断面図、第9図は従来の
回転運動する移動体の特定位置検出装置を示す図、第1
0図は従来の直線運動する移動体の特定位置検出装置を
示す図、第11図〜第13図は位置検出センサの例を示
す図、第14図は従来の原点位置復帰方法を示すフロー
チヤード、第15図は従来例の各領域の関係を示す図で
ある。 1・・・被検出体、2・・・固定体、3,4・・・限界
位置検出センサ、5・・・原点位置検出センサ、6・・
・領域判別センサ、6A・・・本発明の原点位置検出セ
ンサ、7・・・被検出体の移動方向、8・・・位置検出
センサ、9・・・ストッパ、10・・・D−Dモータ・
ロータ、11・・・D−Dモータ・ステータ、12・・
・移動量検出器、13・・・1軸D−Dモータ、14・
・・第1アーム、15・・・2軸D−Dモータ。 16・・・第2アーム、17・・・手首装置、18・・
・スプライン軸、19・・・手首上下軸モータ、20・
・・ボールねじ軸、21・・・手首回転モータ、22・
・・減速機、23・・・ボールねじナツト部、24・・
・ブランケット、25・・・プーリ、26・・・スプラ
イン軸受、27・・・プーリ、28,29・・・板状部
材。 30・・・固定板、31・・・取付板、32・・・セン
サ取付板、33・・・スプライン軸受取付部材。
FIG. 1 is a diagram showing a specific position detection device according to the present invention for a rotating moving body, FIG. 2 is a flowchart of a method for returning the device shown in FIG. 4 is a vertical sectional view of the DD motor equipped with the specific position detection device shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a vertical sectional view of the DD robot equipped with the specific position detection device according to the present invention.
Fig. 6 is a diagram showing a specific position detection device for a moving body that moves laterally, Fig. 7 is a longitudinal cross-sectional view of a specific position detection device in which the device in Fig. 6 is applied to the wrist vertical axis, and Fig. 8 is a diagram showing the robot shown in Fig. 5. FIG. 9 is a longitudinal cross-sectional view of a specific position detection device for a wrist rotation axis; FIG.
Figure 0 is a diagram showing a conventional specific position detection device for a moving body moving in a straight line, Figures 11 to 13 are diagrams showing examples of position detection sensors, and Figure 14 is a flowchart showing a conventional home position return method. , FIG. 15 is a diagram showing the relationship between each area in the conventional example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Object to be detected, 2... Fixed body, 3, 4... Limit position detection sensor, 5... Origin position detection sensor, 6...
- Area discrimination sensor, 6A... Origin position detection sensor of the present invention, 7... Moving direction of detected object, 8... Position detection sensor, 9... Stopper, 10... D-D motor・
Rotor, 11...D-D motor stator, 12...
・Movement amount detector, 13...1-axis D-D motor, 14・
...First arm, 15...2-axis D-D motor. 16... Second arm, 17... Wrist device, 18...
・Spline shaft, 19...Wrist vertical axis motor, 20・
...Ball screw shaft, 21...Wrist rotation motor, 22.
...Reducer, 23...Ball screw nut part, 24...
- Blanket, 25... Pulley, 26... Spline bearing, 27... Pulley, 28, 29... Plate member. 30...Fixing plate, 31...Mounting plate, 32...Sensor mounting plate, 33...Spline bearing mounting member.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、予め明らかな真の原点位置で基準信号を発生するイ
ンクリメンタル方式の移動量検出器を有するサーボモー
タで駆動される移動体をまず前記真の原点位置に移動さ
せ当該位置からの相対位置により前記移動体の絶対位置
を検出する移動体の位置検出装置において、 前記移動体の移動限界位置のみで検出される限界位置検
出部と前記真の原点位置近傍の原点位置で検出されるス
テップ状の原点位置検出部とを有し前記移動体と一体的
に駆動される被検出体と、 前記移動体の移動限界両端位置に配置されそれぞれ前記
被検出体の限界位置検出部を検出する限界位置検出セン
サと、 前記真の原点位置近傍の前記原点位置に配置され前記被
検出体の原点位置検出部が原点位置にあるかまたは原点
位置両側のどちらの領域にあるかを検出する原点位置検
出センサと を備えたことを特徴とする移動体の位置検出装置。 2、請求項1記載の移動体の位置検出装置において、 前記位置検出装置ハウジング内で前記被検出体の限界位
置検出部が前記移動限界位置よりわずかに行きすぎたと
きに前記限界位置検出部が当たる位置にストッパを設け
たことを特徴とする移動体の位置検出装置。 3、請求項1または2記載の移動体の位置検出装置にお
いて、 前記原点位置検出センサが前記原点位置を検出してから
前記サーボモータが減速し前記真の原点位置に最短時間
で正確に到達できる距離だけ前記原点位置を前記真の原
点位置から離れた位置に配置したことを特徴とする移動
体の位置検出装置。 4、予め明らかな真の原点位置で基準信号を発生するイ
ンクリメンタル方式の移動量検出器と、前記移動体の移
動限界位置のみで検出される限界位置検出部と前記真の
原点位置近傍の原点位置で検出されるステップ状の原点
位置検出部とを有し前記移動体と一体的に駆動される被
検出体と、前記移動体の移動限界両端位置に配置されそ
れぞれ前記被検出体の限界位置検出部を検出する限界位
置検出センサと、前記真の原点位置近傍の前記原点位置
に配置され前記被検出体の原点位置検出部が原点位置に
あるかまたは原点位置両側のどちらの領域にあるかを検
出する原点位置検出センサとを備え、サーボモータで駆
動される前記移動体の絶対位置を検出する移動体の位置
検出装置を用いた移動体の原点位置復帰方法において、 前記原点位置検出センサの信号により前記移動体が前記
原点位置両側のどちらの領域にあるかを判定し、前記原
点位置方向に前記移動体を直接移動させて原点位置に到
達させ、 前記移動方向が前記原点位置から前記真の原点位置への
移動方向と一致する場合はそのまま同方向に移動させ、
前記移動量検出器が基準信号を発生したときに前記移動
体を停止させる一方、 前記移動方向が前記原点位置から前記真の原点位置への
移動方向と異なる場合は逆方向に移動させ、前記移動量
検出器が基準信号を発生したときに前記移動体を停止さ
せる ことを特徴とする移動体の原点位置復帰方法。 5、請求項4記載の移動体の原点位置復帰方法において
、 前記基準信号検出時に、既に記憶してある基準信号パタ
ーンを複数回読み出し前記検出された基準信号と複数回
比較することにより一致を判定することを特徴とする移
動体の原点位置復帰方法。
[Claims] 1. A movable body driven by a servo motor having an incremental movement amount detector that generates a reference signal at a predetermined true origin position is first moved to the true origin position. A position detection device for a moving body that detects the absolute position of the moving body based on a relative position from the moving body, comprising: a limit position detection unit that detects only the movement limit position of the moving body; and a limit position detection unit that detects only the movement limit position of the moving body; a detected object that is driven integrally with the movable body and has a step-like origin position detecting section; a limit position detection sensor for detecting; and a detection unit arranged at the origin position near the true origin position to detect whether the origin position detection section of the detected object is at the origin position or in which region on both sides of the origin position. 1. A position detection device for a moving body, comprising an origin position detection sensor. 2. The position detection device for a moving object according to claim 1, wherein when the limit position detection portion of the detected object moves slightly beyond the movement limit position within the position detection device housing, the limit position detection portion A position detection device for a moving object, characterized in that a stopper is provided at a contact position. 3. The moving body position detection device according to claim 1 or 2, wherein the servo motor decelerates after the origin position detection sensor detects the origin position so that the true origin position can be accurately reached in the shortest possible time. A position detection device for a moving body, characterized in that the origin position is located at a position separated from the true origin position by a distance. 4. An incremental movement amount detector that generates a reference signal at a true origin position that is clear in advance, a limit position detection unit that detects only the movement limit position of the moving body, and an origin position near the true origin position. a detected object that is driven integrally with the movable body, and a step-like origin position detecting unit that detects the position of the detected body; a limit position detection sensor that detects the origin position, and an origin position detection part of the detected object that is arranged at the origin position near the true origin position and detects whether the origin position detection part is at the origin position or in which region on both sides of the origin position. A method for returning a moving object to an origin position using a moving object position detection device that detects an absolute position of the moving object driven by a servo motor, comprising: an origin position detection sensor that detects an absolute position of the moving object driven by a servo motor; determine in which region on either side of the origin position the moving body is located, and directly move the movable body in the direction of the origin position to reach the origin position, and the moving direction changes from the origin position to the true If it matches the direction of movement to the origin position, move it in the same direction,
When the movement amount detector generates a reference signal, the moving body is stopped, and when the movement direction is different from the movement direction from the origin position to the true origin position, the moving body is moved in the opposite direction, and the movement is stopped. A method for returning a movable body to an origin position, comprising: stopping the movable body when a quantity detector generates a reference signal. 5. The method for returning a moving object to an origin position according to claim 4, wherein when detecting the reference signal, a previously stored reference signal pattern is read out multiple times and compared with the detected reference signal multiple times to determine a match. A method for returning a moving body to an origin position, characterized in that:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011020209A (en) * 2009-07-15 2011-02-03 Nsk Ltd Origin position setting device, origin position setting method, link mechanism, and caster-type robot
JP2012192498A (en) * 2011-03-17 2012-10-11 Denso Wave Inc Robot control device and calibration method

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