JPH0570163B2 - - Google Patents

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JPH0570163B2
JPH0570163B2 JP58227379A JP22737983A JPH0570163B2 JP H0570163 B2 JPH0570163 B2 JP H0570163B2 JP 58227379 A JP58227379 A JP 58227379A JP 22737983 A JP22737983 A JP 22737983A JP H0570163 B2 JPH0570163 B2 JP H0570163B2
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Japan
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low
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JP58227379A
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Tadashi Akita
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Program-control systems
    • G05B19/02Program-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
    • G05B19/401Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
    • G05B19/4015Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes going to a reference at the beginning of machine cycle, e.g. for calibration
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/50Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50025Go to reference, switches and dog detect origin, combine with pulse from encoder

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ロボツトや数値制御装置などにおい
て必要な原点位置の検知法に関する。
従来技術と問題点 数値制御(NC)装置などでは第1図に示すよ
うにモータ10の回転運動をボールネジ12とナ
ツト14で直線運動に変換し、テーブル16を左
右に駆動する装置がよく使用される。そしてこの
種の装置ではテーブル16の位置制御をするため
該テーブルの原点位置を定めておくが、この原点
位置の検出に最も簡単かつ直接的な方法はテーブ
ル16に位置検出装置を取付けることである。位
置検出装置には機械的なリミツトスイツチがある
が、非接触検出手段としては図示のようなスリツ
ト18と投受光器20,22が広く用いられてい
る。即ちテーブルの一端にスリツト板を取付け、
投光器20及び受光器22をこのスリツト板の上
方及び下方にかつテーブル16の横行方向所望位
置に取付け、テーブル16が横行してきて投光器
20からの光がスリツト板のスリツト18を通つ
て受光器22に入射することでテーブル位置を検
出する。投受光器を、テーブル16が原点にある
とき投光器からの光がスリツトを通つて受光器に
入射するように位置決めすれば、該受光器の出力
でテーブル原点位置を検出することができる。
しかしスリツト18はある幅を持つており、こ
のため受光器出力パルスは第2図cに示すように
幅Wを持つ。これでは精度が不足するというシス
テムではボールネジ12にロータリエンコーダ2
4を取付け、その原点パルスを利用することが行
なわれている。周知のようにロータリエンコーダ
は360゜をn等分したスリツトを有して1回転当り
n箇のパルスを発生するものであるが、回転方向
も検出可能とするためA,B2相パルス列とし、
また1回転に1個の原点パルスも発生する。第2
図aは該A,B2相パルスのうちの1相を、bは
原点パルスを示す。そこで受光器22の出力パル
スP1とエンコーダ原点パルスP2との論理積を
とると第2図dの出力パルスP3が得られ、これ
により原点位置合せを高精度に行なうことができ
る。即ち第2図dの出力パルスP3がテーブル1
6の原点で得られるように初期設定すれば、以
後、極めて高精度なテーブル原点位置検出が可能
になる。
しかしこの方式は調整が厄介である。即ちテー
ブル16の原点位置が精密に指定される場合は、
該原点位置で第2図dの出力パルスP3が得られ
るようにスリツト18の位置およびエンコーダ原
点パルス出力位置を設定しなければならない。こ
れに対し、テーブル16の原点位置はスリツト1
8で設定するが、その再現性をよくするという方
式では、受光器22の出力パルス幅内でエンコー
ダ原点パルスが発生するようにすればよい。しか
し、この場合の調整も容易ではない。即ち受光器
22の出力パルスP1には第3図bに示すように
ジツターがある(斜線で示す)のでエンコーダ原
点パルスP2はジツターを除いた部分の中央にく
るように調整するのがよく、第3図aのように原
点パルスP2が該中央よりδだけずれていると、
δの大きさによつては受光器出力パルス外となり
第2図dの高精度原点パルスP3は得られない
(発生しない)事態が生じる。
なお受光器22の出力に含まれるジツターは次
の如き理由で生じる。即ち受光器22の出力は、
スリツト18には幅があり、投光器20からの光
線にも幅があることから、光線がスリツトを通り
始めると立上り、やがて飽和し、以後立下るとい
う経過を辿る。これを増幅し、閾値で矩形化した
ものが第2図cであるが、この矩形化処理(整
形)を行なう回路の利得変動、閾値変動、ノイズ
混入などにより矩形パルスの立上り立下りタイミ
ングに若干の変動、つまりジツターが生じる。第
3図bのjはジツターの振幅を示す。
受光器出力パルスP1の幅Wを拡げるとエンコ
ーダ原点パルスP2が該幅Wから外れにくゝな
り、正確に前記中央に位置合せする必要はなくな
るが、勿論該幅Wは原点パルスP2の周期より大
であつてはならない(大なら次の原点パルスP2
が原点パルスP3を生じてしまう)。
従つて従来方法ではテーブル原点を示すスリツ
トの位置調整をエンコーダ原点パルスを見ながら
行なわねばならず、厄介であり、経年変化や部品
の交換時、または何らかのトラブルでスリツト位
置及び又はエンコーダの原点位置がずれたときは
同様な調整をしなければならないという問題があ
る。
発明の目的 本発明は、従来法のようにテーブルのスリツト
位置とエンコーダ原点パルス発生位置を機能的に
調整するのでは大変な工数を要し、しかも最善に
は調整し切れないという点に鑑み、機械的な方法
での調整は行なわず、調整を電気的、フトウエア
的に行なうことにより最良に、高速に、従つて安
価に原点検出できる方法を提供しようとするもの
である。
発明の構成 高速回転運動系により減速機構を介して低速の
回転又は直進運動系を駆動する装置の該低速運動
系にその所定位置を検出する装置を設け、また高
速運動系にも周期的に原点位置信号を出力する検
出装置を設け、これらの検出装置の出力により低
速運動系の正確な原点位置を検出する方法におい
て、 初期設定の段階では、低速運動系の前記検出装
置に所定位置で出力を生じさせ、これより一定方
向に運動させて高速運動系の前記検出装置が出力
を生じる迄の距離を求め、これをメモリに記憶さ
せ、 運用段階では、低速運動系をその検出装置が出
力を生じた位置から初期設定の時と同じ一定方向
に、メモリが記憶している距離に所定値を加算及
び減算して求めた範囲に亘つて運動させ、この範
囲内で高速運動系の検出装置の出力を求め、その
出力位置に基づいて低速運動系の正確な原点位置
を検知することを特徴とするが、次に実施例を参
照しながらこれを説明する。
発明の実施例 第4図は本発明の実施例を示す。第1図とほゞ
同様であり、全図を通してそうであるが同じ部分
には同じ符号が付してある。26,28はボール
ネジ12を支える軸受である。30は第1図のス
リツト18に対応するものであるが、本実施例で
は単なるエツジ(エツジとして作用する舌片)で
ある。投光器20からの光線がエツジ30により
遮ぎられると受光器22の出力はL(ロー)また
はオフ、遮ぎられないとH(ハイ)またはオンと
なり、該出力P4は第5図cの如くなる。エツジ
でよいと、スリツトのようにその幅Wに注意する
必要がなく、スリツトにするより安価になる。ま
た出力が図示の如くH,Lであると、原点(H,
L切換り点)に近ずくにはどちらの方向に動けば
よいかが明らかである(Lなら左方へ後退、Hな
ら右方へ前進)からこの出力は極性をも示してい
る。第1図のスリツトでは極性はなく、一致、不
一致が分るだけであるから、第1図では図示しな
かつたがこの方式では他に極性を示す第5図cの
如き出力を生じるものが必要である。
本発明では先ず第5図cに示すエツジ信号P4
のH,L転換点とエンコーダ原点パルスP2との
距離Lを計測する。これにはカウンタでエンコー
ダの出力パルスP5を計測するという方法を用い
る。具体的にはエツジを検出する即ち第5図cの
H,L転換点までエツジ信号P4のH,Lにより
定めた方向でテーブル16を駆動し、エツジが検
出されたらカウンタによるエンコーダ出力パルス
P5の計数を開始し、右又は左に(この方向は決
めておく)テーブル16を進めながら、従つてそ
の向きにモータ10を、ボールネジ12を回転さ
せながら、エンコーダ原点パルスP2が発生する
まで上記計数を続けさせる。このようにするとパ
ルスP2が発生したときのカウンタ計数値は距離
Lを示している。この計数値は不揮発性メモリ例
えばバブルメモリ、フロツピーデイスクなどに記
憶しておく。
この操作は、NC装置、ロボツト等の組立て後
に一度行なう必要があるが、従来の機械的な調整
作業に比べると殆んど自動的にかつ短時間で行な
うことができ、しかも精度よく距離Lを測定する
ことができる。
運用時には、電源投入後の原点位置合せの際、
上記と同様な方法でエツジ信号を捜す。エツジを
検出したら、記憶しておいた前記Lの値を基にし
て第6図dに示す如きL±ΔLのウインドウP6
をソフトウエア的に設定する。即ちこのウインド
ウP6はその窓幅内で原点パルスP2が発生すれ
ばそれを受付ける(取込む)というものである
が、これれにエンコーダ出力パルスP5の計数を
エツジ検出で開始し、(L−ΔL)まで計数したと
き上記受付けを許可し、これを計数値が(L+
ΔL)になる迄行なう。本例では計数値がLに近
付いた時点で原点パルスP2が発生し、これが正
確な原点パルスP3となる。
原点位置の再現精度だけが必要な場合又は装置
ではパルスP3発生点をテーブル原点としてよ
い。またエツジ30で定めたテーブル原点が重要
な意味を持つ場合は、パルスP3の発生位置から
パルスP5を計数しながら距離Lだけ戻し、その
点Pをテーブル原点とすればよい。この点Pはエ
ツジ検出点近傍にあるが、エツジ信号でこの点P
を求めるより、ジツターが含まれていなくて高精
度であるという特徴がある。
エツジ信号P4にもノイズなどによるジツター
があり、また経年変化などで第5図cつまり最初
の位置から多少ずれることが予想されるが、ウイ
ンドウP6の幅2ΔLを適切にとつてこのウイン
ドウで確実にエツジ検出後の第1パルスが捕捉で
きるようにすればテーブル原点はエンコーダ24
により定まり極めて高精度になる。ウインドウ幅
2ΔLは、エツジ信号P4の不確かさとエンコー
ダ原点パルスP2の周期から定める。これは、従
来方法の機械的なスリツト幅で固定されるより、
柔軟に対応できかつ正確である。またエツジによ
り、組立て時に精度よく設定されたテーブル原点
を、長年に亘つて再現できる。
発明の効果 以上説明したように本発明によれば、原点検知
系の調整作業工数を大幅に削減できる、モータ及
び又はエンコーダ等の故障による部品交換などの
トラブルがあつてもその復旧作業が速やかにでき
る、ウインドウセンター位置と幅が従来のスリツ
ト幅および位置の機械的調整作業に比べて正確に
設定できテーブル原点信号P4の不確かさに対し
てマージンを最大にとれる、絶対的な原点位置精
度を半永久的に保証できる、等の利点が得られ
る。
なお実施例では回転運動を直線運動に変換して
利用するシステムを挙げたが、本発明は減速機に
より高速回転を低速回転にして利用する等のシス
テムにも利用できる。即ち実施例のモータ10、
ボールネジ12を高速回転系、ナツト14、テー
ブル16を低速直進又は回転系、そしてボールネ
ジ12及びナツト14はこれらの間を結合する減
速機構として、本発明はかゝるシステム又は機構
に適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は従来の原点位置検知法の説明
図、第4図〜第6図は本発明の原点検知法の説明
図である。 図面で、10,12は高速回転運動系、24は
その原点位置信号を出力する検出装置、12,1
4は減速機構、14,16は低速の直進運動系、
18,20,22,30はその原点位置検出装
置、Lはメモリに記憶させる距離である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 高速回転運動系により減速機構を介して低速
    の回転又は直進運動系を駆動する装置の該低速運
    動系にその所定位置を検出する装置を設け、また
    高速運動系にも周期的に原点位置信号を出力する
    検出装置を設け、これらの検出装置の出力により
    低速運動系の正確な原点位置を検出する方法にお
    いて、 初期設定の段階では、低速運動系の前記検出装
    置に所定位置で出力を生じさせ、これより一定方
    向に運動させて高速運動系の前記検出装置が出力
    を生じる迄の距離を求め、これをメモリに記憶さ
    せ、 運用段階では、低速運動系をその検出装置が出
    力を生じた位置から初期設定の時と同じ一定方向
    に、メモリが記憶している距離に所定値を加算及
    び減算して求めた範囲に亘つて運動させ、この範
    囲内で高速運動系の検出装置の出力を求め、その
    出力位置に基づいて低速運動系の正確な原点位置
    を検知することを特徴とする原点検知法。
JP22737983A 1983-12-01 1983-12-01 原点検知法 Granted JPS60120403A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22737983A JPS60120403A (ja) 1983-12-01 1983-12-01 原点検知法

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JP22737983A JPS60120403A (ja) 1983-12-01 1983-12-01 原点検知法

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Publication Number Publication Date
JPS60120403A JPS60120403A (ja) 1985-06-27
JPH0570163B2 true JPH0570163B2 (ja) 1993-10-04

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ID=16859882

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JP22737983A Granted JPS60120403A (ja) 1983-12-01 1983-12-01 原点検知法

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6349906A (ja) * 1986-08-20 1988-03-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd 射出成形機の位置検出回路
JP2824649B2 (ja) * 1988-09-13 1998-11-11 ファナック株式会社 主軸制御装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57187708A (en) * 1981-05-14 1982-11-18 Fanuc Ltd Numeric control system

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JPS60120403A (ja) 1985-06-27

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