JPH0456926B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は測長及び位置決め方法及び装置に関
し、さらに具体的に言えばリニア・インダクシヨ
ンモータとリニア・パルスモータ併用の測長・位
置決め方法及び装置に関する。

（従来の技術） 近年、例えばシヤリングマシンにおける被切断
材の長さ測定や、磁気ヘツドの位置決め等、種々
の分野で高速度かつ高精度の測長あるいは位置決
めが要求されるようになつてきた。

これに対して、従来測長あるいは位置決めを行
なう場合には、リニア形の測長器または回転形の
測長器を用い、回転形モータを動力としてその回
転運動を直線運動に転換し、測長器または被測定
物あるいは搬送物を移動させて測長または位置決
めを行なつていつた。より具体的に述べれば、例
えばモータを回転駆動してその回転軸に連結され
た回転部材との摩擦力を介して被測定物または搬
送物を直線的に移動させ、その移動距離を、マグ
ネスケール等のリニア形測長器により測定すか、
あるいはまたタコメータゼネレータ等の回転形測
定器により測定したモータの回転軸またはそれに
連結された回転部材の回転数から演算して測定
し、その測定値を予め設定した設定値と突合せて
測定値と設定値とが一致した時点でモータを停止
させて測長または位置決めを行なつていた。

（発明が解決しようとする問題点） このような従来の方法によれば、被測定物また
は搬送物を直線方向に移動させるのにモータの回
転軸に連結された回転部材との間の摩擦力を利用
していたため、被測定物または搬送物の移動距離
を演算する基本となる回転部材の径が摩擦による
摩耗によつて変化して誤差を発生したり、被測定
物または搬送物の慣性による停止後の移動によつ
て誤差を発生していた。この欠点は、高速性を得
ようとすればするほど顕著である。

本発明が解決しようとする問題点は従来技術に
おける上記のような欠点を取除くことである。

上記欠点を取除くためにリニア・インダクシヨ
ンモータ、あるいはリニア・パルスモータを用い
て被測定物または搬送物を移動させようという試
みもなされたが、リニア・インダクシヨンモータ
を用いて被測定物または搬送物を移動させる場合
には、高速度、長距離の移動は可能であるが、そ
の被測定物または搬送物を停止させる場合に高精
度（例えば1/100以下）で位置決めすることが困
難であり、またリニア・パルスモータを用いて被
測定物または搬送物を移動させれば、高精度の位
置決めは可能であるが、リニア・パルスモータを
歩進させるための長尺のスリツト板の製作が困難
であるため、被測定物または搬送物を長距離にわ
たつて移動させることが困難である。

従つて、高速性を確保しつつ、測定精度が摩耗
による影響を受けない測定方法を確立し、さらに
被測定物または搬送物を長距離にわたつて移動さ
せる場合においてもリニア・パルスモータを用い
た場合と同等な測定精度が確保できるような、高
速度・高精度の測長・位置決め方法、ならびにそ
の装置を提供することが本発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために、本発明の測長・
位置決め方法は、キヤリアにリニア・インダクシ
ヨンモータとリニア・パルスモータ及び被移動体
が粗設定範囲に達したか、実移動距離または設定
移動距離に達したかを検知する相対変位量検出手
段とを備え、上記キヤリアが上記リニヤ・インダ
クシヨンモータにより走行レール上を移動自在で
あつて、このキヤリアの上記走行レールの反対側
に対向する面に上記リニア・パルスモータを設け
るようにし、外部から設定される距離だけ移動さ
せる被移動体をリニア・パルスモータに担持さ
せ、外部から移動距離が設定されるとこの設定移
動距離に応じた粗設定範囲を決定して、先ずリニ
ア・インダクシヨンモータを駆動し、被移動体が
粗設定範囲に達するまで高速で移動させた後リニ
ア・インダクシヨンモータによる被移動体の実移
動距離と前記設定移動距離との偏差に応じたパル
ス信号でリニア・パルスモータを駆動して被移動
体が前記設定移動距離に達するように高精度で位
置決め停止させるようにしたことを特徴とする。

また本発明の測長・位置決め装置としては、リ
ニア・インダクシヨンモータによつて駆動される
キヤリアと、被移動体を担持しキヤリア上に移動
可能に載置されたリニア・パルスモータと、キヤ
リアの移動経路に沿つて固定配設された固定部材
およびリニア・パルスモータに担持される移動部
材から成るリニア形測長器（リニアスケール）
と、リニア・インダクシヨンモータおよびリニ
ア・パルスモータの駆動を制御する演算制御装置
とを備え、上記キヤリアは上記リニア・インダク
シヨンモータにより走行レール上を移動自在とな
るようにすると共に、上記リニア・パルスモータ
は上記キヤリアの走行レールの反対側に対向する
面に設けるようにし、前記演算制御装置は、外部
から設定される被移動体の移動距離に関して粗設
定範囲を決定し、この粗設定範囲に対応した距離
だけリニア・インダクシヨンモータを駆動し、被
移動体が粗設定範囲に達したことが上記リニアス
ケールによつて検知されたことに応答してリニ
ア・インダクシヨンモータを停止させ、上記リニ
アスケールによつて測定された被移動体の実移動
距離と前記外部から設定された被移動体の移動距
離とから、リニア・パルスモータを駆動して被移
動体を前記外部から設定された移動距離に達する
までの残余距離を移動させるのに必要な駆動パル
ス数を算出してリニア・パルスモータに印加する
ように構成されていることを特徴とする。

さらに、本発明の上記方法及び装置は夫々の粗
設定範囲を前記設定移動距離に関してリニア・イ
ンダクシヨンモータによつて確保できる停止精度
以上の距離範囲に決定することが望ましい。

（作用） 本発明によれば、上記したように、外部から入
力される移動距離設定値に対して、演算制御装置
内部で、リニア・インダクシヨンモータによつて
確保できる停止精度以上の値で、粗設定範囲を演
算決定し、起動指令によつてリニア・インダクシ
ヨンモータを起動、被移動体を高速で移動させた
後粗設定範囲に達した時に停止させる。この時の
被移動体の実移動距離をリニアスケールによつて
測定し、その実移動距離測定値と外部からの移動
距離設定値との間の偏差値を演算制御装置で演算
し、その偏差値に応じてリニア・パルスモータを
駆動するためのパルス数を演算し、リニア・パル
スモータをそのパルス信号により駆動させ、被移
動体を上記外部からの移動距離設定値に対してリ
ニアパルスモータの停止精度内で停止させる。

（実施例） 以下図面第１図から第３図までを参照して本発
明の実施例を詳細に説明する。この実施例によれ
ば、リニア・インダクシヨンモータ１０によつて
駆動移動されるキヤリヤ１２と、キヤリヤ１２上
に移動可能に載置されたリニア・パルスモータ１
４と、キヤリヤ１２の移動経路に沿つて固定配置
された固定部材１６およびリニア・パルスモータ
１４に担持される移動部材１８からなるリニア形
測長器（以下リニアスケールという。）２０と、
リニア・インダクシヨンモータ１０およびリニ
ア・パルスモータ１４の駆動を制御する演算制御
装置２２とが設けられる。キヤリヤ１２の移動経
路には２本の走行レール２４は配設され、キヤリ
ヤ１２はそれに設けられた車輪２６によつて走行
レール２４上を走行する。また走行レール２４の
間にはリニア・インダクシヨンモータ１０のため
のリアクシヨンプレート２８が配設され、キヤリ
ヤ１２の上面にはリニア・パルスモータ１４を歩
進させるためのスリツト板３０が配設される。こ
こではキヤリヤ１２に担持される被移動体を図示
していないが、被移動体は目的に応じて、例え
ば、けがき手段、磁気ヘツド、等がキヤリヤ１２
に搭載され、あるいはリニアスケール２０の移動
部材１８そのものが被移動体そのものであること
もありうる。

演算制御装置２２には、信号線３０Ａを介して
外部から移動距離設定信号が入力され、その移動
設定値に応じて粗設定範囲が演算制御装置２２内
部で決定される。この粗設定範囲は、演算制御装
置２２に内蔵されるマイクロコンピユータ、ある
いはそれに類似するものに予め格納されたプログ
ラムに従つて演算し決定される。その場合、リニ
ア・インダクシヨンモータ１０によつて確保でき
る停止精度以上の値で粗設定範囲を決定すること
が望ましい。これは例えば、移動設定値が100mm
であり、リニア・インダクシヨンモータ１０の停
止精度が±10mmである場合にリニア・インダクシ
ヨンモータ１０によつて確保できる停止範囲は
100±10mmであり、粗設定範囲をそれ以上の範囲、
例えば100±15mmに決定することを意味する。こ
れらの移動設定値および粗設定範囲は演算制御装
置２２内部の記憶手段に記憶される。粗設定範囲
の演算が終ると、演算制御装置２２は自動的に信
号線３２を介して起動信号をリニア・インダクシ
ヨンモータ１０に印加し、リニア・インダクシヨ
ンモータ１０を駆動してキヤリヤ１２を移動させ
る。キヤリヤ１２の移動に伴なつてリニアスケー
ル２０の移動部材１８もその固定部材１６に沿つ
て移動し、被移動体の実移動距離に関する情報が
時々刻々に信号線３４を介して演算制御装置２２
に与えられる。この実移動距離は演算制御装置２
２において記憶されている粗設定範囲と比較さ
れ、実移動距離が粗設定範囲に達したとき、例え
ば上記例において実移動距離が85mmに達したとき
に、演算制御装置２２は信号線３２を介して停止
信号をリニア・インダクシヨンモータ１０に与え
てこれを停止させるとともに、キヤリヤ１２が停
止したときのリニアスケール２０からの実移動距
離情報を、記憶されている上記外部からの移動距
離設定値と比較し、それらの間の偏差、すなわち
被移動体（すなわちリニア・パルスモータ）をさ
らに移動させるべき距離を演算し、その演算値に
応じたパルス数、すなわちリニア・パルスモータ
１４の歩進によつて上記偏差がゼロにされるよう
なパルス数のパルス信号を信号線３６を介してリ
ニア・パルスモータ１４に与えてリニア・パルス
モータ１４を歩進駆動する。リニア・パルスモー
タ１４は印加されたパルス信号に従つて所定の移
動設定値まで移動した後高精度で停止する。上記
例を再び例にとり、もしリニア・インダクシヨン
モータ１０が停止したときの実移動距離が95mmで
あつたとすると、残距離５mmに対応するパルス数
のパルス信号がリニア・パルスモータ１４に印加
され、またもし何かの都合で実移動距離が移動設
定値を越えて103mmであつたとすると、超過距離
３mmに対応するパルス数の逆極性パルス信号が印
加されてリニア・パルスモータ１４は逆方向に駆
動される。

上記実施例においては、リニア・インダクシヨ
ンモータ１０の起動信号は粗設定範囲の演算が終
了すると演算制御装置２２から自動的に発生印加
されるように記述したが、粗設定範囲の演算の終
了を待つてさらに外部から起動信号を信号入力線
３８を介して演算制御装置２２に入力するように
してもよく、またそのいずれかを所望により選択
できるようにしておいてもよい。なお符号４０は
付勢用の給電線である。給電線４０および各信号
線３２，３４，３６，３８は第１図に示すように
ケーブル４２内に収容されて配設される。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によればキヤリアが
リニア・インダクシヨンモータによつて走行レー
ル上を移動自在で、かつキヤリアのレールに対向
するのとは反対側の面にリニア・パルスモータ取
り付けて被移動体が走行レールと平行な方向に移
動自在とすることにより、被移動体を最初はリニ
ア・インダクシヨンモータで高速度で移動し、そ
の実移動距離をリニアスケールで測定していてそ
れが移動設定距離に応じて決定した粗設定範囲に
達したときにリニア・インダクシヨンモータを停
止させ、そのときの実移動距離と移動設定距離と
の間の偏差から演算したパルス数の駆動パルス信
号によつてリニア・パルスモータを駆動し、被移
動体が所定の移動設定距離に達したときに高精度
で位置決め停止させるようにしたので、リニア・
インダクシヨンモータの高速性と、リニア・パル
スモータの高精度性を確保しつつ、機械的摩耗の
影響を受けることの無い、高速度・高精度の測
長・位置決めを行なうことができる。この結果、
本発明では、リニア・インダクシヨンモータとリ
ニア・パルスモータの両モータの特長を活かし
て、同一の１次元方向への被移動体の高速で高精
度の送りと位置決めを行うことができるという特
有の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高速度・高精度の測長・
位置決め装置の実施例を示す正面図、第２図はそ
の側面図、第３図は上記実施例における演算制御
装置による制御を説明するための信号回路ブロツ
ク図である。 符号の説明、１０……リニア・インダクシヨン
モータ、１２……キヤリヤ、１４……リニア・パ
ルスモータ、２０……リニアスケール、２２……
演算制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ キヤリアにリニア・インダクシヨンモータと
   リニア・パルスモータ及び被移動体が粗設定範囲
   に達したか、実移動距離または設定移動距離に達
   したかを検知する相対変位量検出手段とを備え、
   上記キヤリアが上記リニヤ・インダクシヨンモー
   タにより走行レール上を移動自在であつて、この
   キヤリアの上記走行レールの反対側に対向する面
   に上記リニア・パルスモータを設けるようにし、
   外部から設定される距離だけ移動させる被移動体
   をリニア・パルスモータに担持させ、外部から移
   動距離が設定されるとこの設定移動距離に応じた
   粗設定範囲を決定して、先ずリニア・インダクシ
   ヨンモータを駆動し、被移動体が粗設定範囲に達
   するまで高速で移動させた後リニア・インダクシ
   ヨンモータによる被移動体の実移動距離と前記設
   定移動距離との偏差に応じたパルス信号でリニ
   ア・パルスモータを駆動して被移動体が前記設定
   移動距離に達するように高精度で位置決め停止さ
   せるようにしたことを特徴とするリニア・インダ
   クシヨンモータとリニア・パルスモータ併用の測
   長・位置決め方法。 ２ 前記粗設定範囲は前記設定移動距離に関して
   リニア・インダクシヨンモータによつて確保でき
   る停止精度以上の距離範囲に決定するようにした
   特許請求の範囲第１項の記載のリニア・インダク
   シヨンモータとリニア・パルスモータ併用の測
   長・位置決め方法。 ３ リニア・インダクシヨンモータによつて駆動
   されるキヤリアと、被移動体を担持しキヤリア上
   に移動可能に載置されたリニア・パルスモータ
   と、キヤリアの移動経路に沿つて固定配設された
   固定部材およびリニア・パルスモータに担持され
   る移動部材から成るリニア形測長器（リニアスケ
   ール）と、リニア・インダクシヨンモータおよび
   リニア・パルスモータの駆動を制御する演算制御
   装置とを備え、上記キヤリアは上記リニア・イン
   ダクシヨンモータにより走行レール上を移動自在
   となるようにすると共に、上記リニア・パルスモ
   ータは上記キヤリアの走行レールの反対側に対向
   する面に設けるようにし、前記演算制御装置は、
   外部から設定される被移動体の移動距離に関して
   粗設定範囲を決定し、この粗設定範囲に対応した
   距離だけリニア・インダクシヨンモータを駆動
   し、被移動体が粗設定範囲に達したことが上記リ
   ニアスケールによつて検知されたことに応答して
   リニア・インダクシヨンモータを停止させ、上記
   リニアスケールによつて測定された被移動体の実
   移動距離と前記外部から設定された被移動体の移
   動距離とから、リニア・パルスモータを駆動して
   被移動体を前記外部から設定された移動距離に達
   するまでの残余距離を移動させるのに必要な駆動
   パルス数を算出してリニア・パルスモータに印加
   するように構成したことを特徴とするリニア・イ
   ンダクシヨンモータとリニア・パルスモータ併用
   の測長・位置決め装置。 ４ 前記粗設定範囲は前記外部から設定した被移
   動体の移動距離に関してリニア・インダクシヨン
   モータによつて確保できる停止精度以上の距離範
   囲に決定するようにした特許請求の範囲第３項記
   載のリニア・インダクシヨンモータとリニア・パ
   ルスモータ併用の測長・位置決め装置。