JPH04130976U - 機械制御学習装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出手段の特性を評価することが可能で、検
出目的に対する検出手段の適切な設定条件についても学
習することができるようにすること。 【構成】 制御指令信号に従って作動する動作機構部
と、この動作機構部の作動に伴う位置変化等の状態変化
を検出する検出手段と、制御命令を登録する操作手段を
有し、この操作手段によって予め登録した制御命令と前
記検出手段が検出した状態変化の信号に基づいて前記動
作機構部を所望の作動状態に作動させるための制御指令
信号を作動状態順に出力する制御指令送出装置とからな
る機械制御学習装置において、前記検出手段を着脱自在
に、かつ位置や方向等の設置条件を可変可能に支持する
治具を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、学習者が作成したプログラムに従って実際にモ−タ等の動作機構を 作動させることによって機械制御の仕方を学習する機械制御学習装置に関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

モ−タ等の動作機構を作動させるための制御命令をキ−ボ−ド等の操作手段か ら予め登録しておき、この登録しておいた制御命令に基づいて制御指令信号を生 成して動作機構に対して出力し、動作機構を所望の作動状態に作動させる事がで きるパ−ソナルコンピュータやプログラマブルコントローラ、ボ−ドコンピュー タ等がロボット、工作機械等の生産設備の主制御部に多く使用されるようになっ てきている。

【０００３】 しかし、動作機構は慣性や応答遅れ等、動作機構に固有の特性を持っているた め、机上で考えた制御論理通りに作動しない場合が多い。そこで、従来、このよ うな固有の特性を持っている動作機構の制御の仕方を実際に即して学習する機械 制御学習装置が提案されている。例えば特開昭６３−４１９０９号（名称；シー ケンス制御学習装置）、特開平１−２２６００３号（名称；シーケンス制御学習 装置）に提案されているものである。

【０００４】 特開昭６３−４１９０９号に開示されているシーケンス制御学習装置は、プロ グラマブルコントローラを用いたシーケンス制御を学習するためにボ−ルネジな どを用いた動作部を設け、この動作部を実際に作動させることによって制御タイ ミングなどのシーケンス制御の仕方を学習するものである。

【０００５】 また、特開平１−２２６００３号で提案されているシーケンス制御学習装置は 、相互に関連して動作する複数の動作部を設け、この複数の動作部を実際に作動 させることによって関連する複数の動作部の制御タイミングなどのシーケンス制 御の仕方を学習するものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記のような機械制御学習装置を用いて機械制御を学習する場合、 例えばリレ−接点のチャタリングを除去するなどの目的で、演算処理を組合わせ たフィルタリング処理により、動作部の作動に伴って変化する位置や状態、物性 等を検出する検出手段の出力信号を加工し、その加工結果を用いて制御論理を進 めるようにすることが多々ある。しかし、検出手段の特性はその検出原理や設置 位置、検出対象の特性などの外的要因に左右される場合が多い。したがって、こ のようなフィルタリング処理を介在させる制御論理を組立てるに当たっては、検 出手段の特性が設置位置などの外的要因によってどのように変化するか、さらに は検出目的に対する適切な設置条件はどのようなものであるかを予め評価してお く必要がある。

【０００７】 しかし、上記従来の機械制御学習装置においては、検出手段の設置位置が固定 式となっているため、位置などの外的要因の変化に対して検出手段の特性がどの ように変化するかを評価することができないという問題がある。したがって、フ ィルタリング処理を介在させた制御論理を組込んだ機械制御の仕方については、 概略的なものにならざるを得ず、検出手段を適切な条件に設定したもとでの機械 制御の仕方について正確に学習できないという問題がある。

【０００８】 本考案は上記のような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、 検出手段の特性を評価することが可能で、検出目的に対する検出手段の適切な設 定条件についても学習することができる機械制御学習装置を提供することである 。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案による機械制御学習装置は、制御指令信号に従って作動する動作機構部 と、この動作機構部の作動に伴う位置変化等の状態変化を検出する検出手段と、 制御命令を登録する操作手段を有し、この操作手段によって予め登録した制御命 令と前記検出手段が検出した状態変化の信号に基づいて前記動作機構部を所望の 作動状態に作動させるための制御指令信号を作動状態順に出力する制御指令送出 装置とからなる機械制御学習装置において、前記検出手段を着脱自在に、かつ位 置や方向等の設置条件を可変可能に支持する治具を設けることにより、上記目的 を達成した。

【００１０】

【作用】

上記構成によれば、検出手段の位置や方向等が可変可能であるため、位置や方 向等を可変しつつ検出出力を監視することにより、位置等の外的要因の変化に対 する特性を極めて容易に評価することができる。また、着脱自在であるため、各 種のセンサを取付けて検出対象に対する特性の相違を評価することができる。そ して、その評価結果により、機械制御の仕方のみならず、検出手段の適切な設置 条件や種類についても学習することができる。

【００１１】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例を示すブロックであり、この実施例の機械制御学習 装置１は、制御指令信号に従って作動する動作機構部２と、この動作機構部２の 作動に伴う位置変化等の状態変化を検出する検出部３と、制御命令を登録するキ −ボ−ド等からなる操作手段４と、動作機構部２の動作状態などを表示する表示 手段５と、前記操作手段４によって予め登録した（プログラムした）制御命令と 前記検出部３が検出した状態変化の信号に基づいて前記動作機構部２を所望の作 動状態に作動させるための制御指令信号を作動状態順に出力する制御指令送出装 置６と、動作機構部２の電源を開閉する電源開閉手段９と、制御指令送出装置６ から入力される制御指令信号に従って動作機構部２を駆動する制御手段１０とか ら構成されている。

【００１２】 動作機構部２はモ−タ等の機械的に動作する構成要素からなる動作機構９と、 この動作機構９を駆動する動作機構駆動手段１０とから構成されている。

【００１３】 検出部３は、近接スイッチ、リ−ドスイッチ、光電スイッチ、ロ−タリエンコ −ダ、カラ−マ−クセンサなど各種のセンサのうち検出目的に応じて設けられた 複数のセンサ１２，１３，１４と、動作機構９とセンサ１２，１４との間に必要 に応じて設けられるインタフェース１５，１６と、センサ１２，１３，１４の出 力信号を制御指令送出装置６に転送するインタフェース１７とによって構成され ている。なお、１８はコネクタである。

【００１４】 図２に動作機構部２の実施例を示している。この実施例の動作機構部２におけ る動作機構９は、水平方向に張設した第１の無端ベルト２０をモ−タ２１によっ て時計回りに回転させることによって第１の無端ベルト２０の一端部上方の投入 口２２から投入された金属球等の物体を右水平方向に搬送し、さらにこの第１の 無端ベルト２０の搬送終了位置に垂直方向に張設した第２の無端ベルト２３をモ −タ２４によって時計回り方向に回転させることにより、第１の無端ベルト２０ によって搬送され、かつ透明カバ−２５の傾斜面２６から転動してきた物体を無 端ベルト２３の上方に搬送し、最上位位置まで達したならば再び投入口２２下方 に落下させるという動作を繰り返すことができるように構成されている。そして 、例えば、第１の無端ベルト２０の特定の位置Ｐ１に物体を一時停止させること を学習する場合、特定の位置Ｐ１の手前側の位置Ｐ０の背面側のレ−ル２７上に 例えば近接スイッチからなるセンサ１２が取り付けられる。

【００１５】 このレ−ル２７は、図３の側面図に示すように、ｘ，ｙ，ｚの３次元方向の位 置が可変可能な治具２８のベ−ス２９の上に固着され、センサ１２は図４に示す ような取り付け金具３０を介在させてネジ３１によって着脱自在に取り付けられ ている。治具２８のべ−ス２９は、一端にハンドル３２が設けられているネジ棒 ３３に螺合して図の左右水平方向に往復動する移動金具３４の上端部に固定され ている。そして、これらネジ棒３３および移動金具３４を螺合状態で収納するフ レ−ム３５はハンドル３６を回すことによって図の奥行き方向と手前方向に往復 動する移動金具３７に取り付けられている。また、この移動金具３７はハンドル ３８を回すことによってネジ棒３９と螺合し、図の上下方向に往復動する移動金 具（図示せず）に取り付けられ、ネジ棒３９をこれに螺合する移動金具とを収納 するフレ−ム４０は台４１に固定されている。

【００１６】 したがって、このような治具２８のベ−ス２９の上部に取り付けたレ−ル２７ に取付け金具３０を介してセンサ１２を固定すると、センサ１２はハンドル３２ を回すことによって図の左右方向（ｘ方向）の位置が変化し、またハンドル３６ を回すことによって図の奥行き、手前方向（ｚ方向）の位置が変化し、さらにハ ンドル３８を回すことによって図の上下方向（ｙ方向）の位置が変化することに なる。そして、ネジ３１によって着脱自在である。なお、図のセンサ１２は図の 左側面が感知面となっている。

【００１７】 制御指令送出装置６は、パ−ソナルコンピュータまたはプログラマブルコント ローラ、またはボ−ドコンピュータなど、制御命令をプログラムして格納してお うことができる装置で構成される。

【００１８】 なお、センサ１２としては、図５（ａ）に示すような接点出力形式、同図（ｂ ）に示すようなＮＰＮオ−プンコレクタ出力形式、同図（ｃ）に示すようなＮＰ Ｎ電流出力形式、同図（ｄ）に示すようなＰＮＰオ−プンコレクタ出力形式など の出力形式が知られているが、インタフェース１７はこれらの出力形式のいずれ にも対応できるように構成されている。

【００１９】 次に、以上の構成に係る動作について説明する。 まず、例えばパ−ソナルコンピュータからなる制御指令送出装置６を使用した 機械制御の仕方を学習しようとする場合、制御指令送出装置６と電源開閉手段７ ，制御手段８およびインタフェース１７とをコネクタ１８によって電気的に接続 する。

【００２０】 この状態で機械制御を学習すべく、制御指令送出装置６に操作手段４を用いて 予め登録しておいた多数の制御命令の組合わせからなる学習プログラムを起動さ せると、制御指令送出装置６は各制御命令を解読し、かつ制御命令の指示に従っ て検出部３の各センサ１２，１３，１４の検出出力信号をインタフェース１７を 介して読込み、動作機構部２の現在の状態を判別し、その判別結果と制御命令と に基づいて制御指令信号を生成する。例えば制御命令が「動作機構部２の電源を 投入せよ」という内容であった場合、制御指令送出装置６は動作機構部２の電源 開閉手段７を電源投入側に作動させる制御指令信号を生成する。この制御指令信 号は電源開閉手段７に送られる。すると、電源開閉手段７が電源投入側に作動し 、動作機構部２の動作機構駆動手段１０に電源が投入される。

【００２１】 また、例えば、制御命令が「図２の無端ベルト２０の特定位置Ｐ１に達してい なければ、特定位置Ｐ１まで搬送せよ」という内容であった場合、制御指令送出 装置６は検出部３の各センサ１２，１３，１４の検出出力信号をインタフェース １７を介して読込み、投入口２２から投入した物体がセンサ１２を設置した位置 Ｐ０に達しているかどうかを判定し、達していない時は、モ−タ２１を時計回り に回転させる制御指令信号を生成する。この制御指令信号はコネクタ１８を介し て制御手段１０に入力される。制御手段１０は入力された制御指令信号に従って 動作機構駆動手段１０内のモ−タ２１の駆動回路を駆動し、モ−タ２１を時計回 り方向に回転させる。これにより、無端ベルト２０が図２の右水平方向に回転し 始め、無端ベルト２０上の物体が特定位置Ｐ１方向に搬送されるようになる。

【００２２】 この後、制御指令送出装置６はセンサ１２の検出出力を次の制御命令に従って 所定周期で繰り返し読込み、物体がセンサ１２の設置位置Ｐ０に達したかどうか を監視するが、搬送物体が位置Ｐ０に達してセンサ１２がその搬送物体を検出す ると、制御指令送出装置６はこの時に読込んだセンサ１２の検出出力信号によっ て搬送物体が位置Ｐ０に達したものと判定する。次に、この判定結果に基づいて 次の制御命令を実行し、位置Ｐ０からＰ１までの搬送所要時間が経過した時点で モ−タ２１を停止させる制御指令信号を生成し、この制御指令信号をコネエクタ １８を介して制御手段８に入力する。制御手段８は入力された制御指令信号に従 って動作機構駆動手段８内のモ−タ２１の駆動回路の駆動を停止し、モ−タ２１ を停止させる。これにより、無端ベルト２０の右水平方向に搬送されていた物体 は特定位置Ｐ１で停止する。

【００２３】 このような動作を行わせた際に、搬送物体が特定位置Ｐ１で停止しなかった場 合は、位置Ｐ０を通過した後のモ−タ２１の停止タイミングが遅れていたものと 判り、モ−タ２１の停止タイミングは何時が適切であるかどうかを学習すること ができる。

【００２４】 次に、センサ１２の特性、例えば検出対象との対向距離の差に対する応答時間 の相違を評価する場合をについて説明する。この場合はまず、治具２８の例えば ハンドル３２を操作し、治具２８のベ−ス２９の上面側に取付けたセンサ１２の ｘ方向の位置を感応範囲中の任意の位置に設定する。この状態で制御指令送出装 置６からモ−タ２１，２４を回転させる制御指令信号を出力し、モ−タ２１，２ ４を回転させる。そして、投入口２２から金属球を投入し、無端ベルト２０，２ ３を時計回り方向に所定速度で回転させ、金属球を無端ベルト２０の一端部所定 位置から所定速度で搬送させる。すると、金属球を感知したタイミングでセンサ １２がオンとなる。そこで、無端ベルト２０を回転させ始めてからセンサ１２が オンするまでの時間を測定するようにしておくか、または表示手段５の発光ダイ オ−ドをセンサ１２のオンタイミングで点灯させるようにしておき、この点灯タ イミングまでの時間を測定するようにしておくことにより、金属球の搬送開始タ イミングからセンサ１２のオンタイミングまでの時間を測定する。

【００２５】 次に、センサ１２のｘ方向の位置を他の位置に移動し、上記と同様にして金属 球の搬送開始タイミングからセンサ１２のオンタイミングまでの時間を測定する 。 このような測定作業を必要回数実施する。この結果、センサ１２の検出対象 との対向距離の差に対する応答時間の相違が判明する。したがって、この結果に 基づいてセンサ１２の特性を学習し、かつ検出目的に対する適切な設置条件を知 ることができる。

【００２６】 図６は検出部３のセンサを支持する治具の別の実施例を示す図であり、この実 施例の治具４３は、光ファイバ４７で延長した光電スイッチ４６の受光面４８を 箱体４４の一側部に露出状態で保持し、かつ箱体４４の一側部に設けた吸盤４５ によって所望の位置に固定できるようにしたものである。なお、４９は光ファイ バ４７を箱体４４に固定するための締め付けネジである。 したがって、このような吸盤４５を用いた治具４３においては、その構成が極 めて簡単であるので、極めて経済的に、かつ簡単な操作で光電スイッチ４６の特 性を学習することができる。この場合、箱体４４はセンサ自身を収納するもので あってもよい。

【００２７】

【考案の効果】

以上のように本考案は、制御指令信号に従って作動する動作機構部と、この動 作機構部の作動に伴う位置変化等の状態変化を検出する検出手段と、制御命令を 登録する操作手段を有し、この操作手段によって予め登録した制御命令と前記検 出手段が検出した状態変化の信号に基づいて前記動作機構部を所望の作動状態に 作動させるための制御指令信号を作動状態順に出力する制御指令送出装置とから なる機械制御学習装置において、前記検出手段を着脱自在に、かつ位置や方向等 の設置条件を可変可能に支持する治具を設けたので、検出手段の位置や方向等を 可変しつつ検出出力を監視することにより、位置等の外的要因の変化に対する特 性を極めて容易に評価することができる。また、着脱自在であるため、各種の検 出器を取付けて検出対象に対する特性の相違を比較評価することができる。その 結果、機械制御の仕方についてのみならず、検出目的に対する検出手段の適切な 設置条件や種類を正確に学習することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の機械制御学習装置の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】本考案の機械学習装置の動作機構部の実施例を
示す概略斜視図である。

【図３】本考案における検出手段を支持する治具の一例
を側面図である。

【図４】図３におけるセンサの取付け金具の斜視図であ
る。

【図５】センサの出力形式の例を示す回路図である。

【図６】本考案における検出手段を支持する治具の他の
例を斜視図である。

【符号の説明】

１ 機械制御学習装置 ２ 動作機構部 ３ 検出部 ４ 操作手段 ５ 表示手段 ６ 制御指令送出装置 ９ 動作機構 １２，１３，１４ センサ ２８，４３ 治具

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御指令信号に従って作動する動作機構
   部と、この動作機構部の作動に伴う位置変化等の状態変
   化を検出する検出手段と、制御命令を登録する操作手段
   を有し、この操作手段によって予め登録した制御命令と
   前記検出手段が検出した状態変化の信号に基づいて前記
   動作機構部を所望の作動状態に作動させるための制御指
   令信号を作動状態順に出力する制御指令送出装置とから
   なる機械制御学習装置において、前記検出手段を着脱自
   在に、かつ位置や方向等の設置条件を可変可能に支持す
   る治具を設けたことを特徴とする機械制御学習装置。