JPH0689113A - 回転機器の停止制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作動中の回転機器を任意に設定した基準位置
に停止させる。 【構成】 エアスピンドル２に配設したロータリエンコ
ーダ３によって、回転機器の回転数ｎを測定し、回転数
ｎが任意に設定した基準値以下となったとき、かつ、回
転機器のワーク上に配設した切欠きＫ１をフォトセンサ
Ｆで検出したときに、切換弁Ｖを作動させて回転機器の
ワーク上に配設した切欠きＫ２に対向する位置に配設し
たシリンダＳを駆動することにより、ロッドＲが作動し
て切欠きＫ２に挿入され、ワークが停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エアスピンドルを用い
た回転機器の停止制御を行う回転機器の停止制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】スピンドルがエアベアリングに支持され
たエアスピンドルを備えたディスク関連の製造装置，原
盤カッティング装置及び検査装置等の回転機器では、回
転機器を停止させる場合には、手動又は自動により、回
転停止指令を入力すると、モータが回転停止動に入り、
やがて停止するが、エアベアリングを使用している場合
には、その回転損失は少なく、一般に大きな慣性モーメ
ントを持っているので、瞬時に停止することができず、
回転が徐々に遅くなって、やがて停止するようになって
いる。

【０００３】このとき、回転体に取り付けられた、例え
ば磁気ディスク等の円板状のワークは、モータの回転に
伴い動作するようになされているため、モータの停止と
同時に停止することになり、したがって、ワーク上の任
意の基準点は、停止する度に、異なる位置に停止するよ
うになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の回転機器の停止方法では、例えば、コンパクト・デ
ィスクの原盤カッティングや、フライングハイトテスト
等を行う場合のように、作業開始時には常時ワーク上の
任意の基準点から作業を行う必要があって、回転機器を
作動して作業を行い、一端停止させ、再度回転機器を作
動させて作業を行うというように、作動と停止を繰り返
しながら、作業を行う場合には、回転機器を停止させた
ときに、ワーク上の基準点が毎回異なる位置で停止する
ので、再度作動させるときに、手動又は、自動によっ
て、ワーク上の基準点を作業開始位置まで、移動させる
必要があり、作業の効率が非常に悪いという未解決の課
題があった。

【０００５】そこで、この発明は、上記従来の未解決の
課題に着目してなされたものであり、回転機器が常に一
定の位置に停止することのできる回転機器の停止制御装
置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係わる回転機器の停止制御装置は、エアベ
アリングで回転自在に保持された回転体を回転駆動する
ようにした回転機器において、前記回転体の回転数を検
出する回転数検出手段と、前記回転体に配設された基準
点マーク及び係合部を有する回転部材と、該回転部材の
基準点マークを検出する基準点マーク検出手段と、前記
回転部材に形成された係合部に係合する係止部材を有す
るアクチュエータと、前記回転数検出手段の回転数検出
値が設定値以下となり、且つ前記基準点マーク検出手段
で基準点マークを検出したときに前記アクチュエータを
作動させて係止部材を前記回転部材の係合部に係合させ
る制御手段とを備えることを特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明においては、基準点マーク及び係合部を
有する回転部材を回転体と一体に取り付け、回転数検出
手段により検出した回転体の回転数が設定値以下とな
り、かつ、基準点マーク検出手段により基準点マークを
検出したときに、回転部材に取り付けられた係合部に係
合するアクチュエータを作動させて、係止部材を回転部
材に係合させることにより、任意の位置に回転体を停止
させる。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の一実施例を示す概略構成図で
ある。図１において、１は例えば、コンパクト・ディス
ク関連の製造及び検査装置等の回転機器であって、図２
（ｂ）に示すように、先端部に円板等のワークＷを装着
保持するとともに、電動モータＭ等の回転駆動源によっ
て回転駆動されるエアスピンドル２を有し、エアスピン
ドル２は、エアベアリング２Ａによって回転自在に保持
され、ワークＷは、エアスピンドル２と同期して回転す
るようになされている。そして、エアスピンドル２に
は、ロータリエンコーダ３が取り付けられており、この
ロータリエンコーダ３から、回転速度に比例した周波数
の互いに９０度の位相差を有する回転パルス信号Ａ及び
Ｂが出力される。

【０００９】ワークＷには、図２（ａ）に示すように、
切欠きＫ１と切欠きＫ２とが配設されており、切欠きＫ
１に対向する位置に、ワークＷの位相を検出することが
可能な、例えばフォトセンサＦが配設されている。そし
て、切欠きＫ１とフォトセンサＦとが対向したとき、切
欠きＫ２と対向する位置に例えばバネ付き単動シリンダ
等のシリンダＳが配設されている。なお、切欠きＫ２は
テーパ状になっているものとする。

【００１０】シリンダＳには、２位置３ポート電磁切換
弁等の切換弁Ｖが接続され、これにより、シリンダＳを
駆動制御している。ここで、切欠きＫ１が基準点マーク
に対応し、切欠きＫ２が係合部に対応し、フォトセンサ
Ｆが基準点マーク検出手段に対応し、シリンダＳがアク
チュエータに対応している。そして、ロータリエンコー
ダ３が制御手段に対応している。

【００１１】図１において、ロータリエンコーダ３から
出力された回転パルス信号Ａ及びＢは、互いに９０度の
位相差を有しており、これらの回転パルス信号Ａ及びＢ
は、波形処理部４に出力される。波形処理部４では、ロ
ータリエンコーダ３から入力した回転パルス信号Ａ及び
ＢをＵＰ／ＤＯＷＮパルス信号に変換し、ＵＰ／ＤＯＷ
Ｎカウンタ５に出力する。ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ５で
は、このＵＰ／ＤＯＷＮパルス信号をカウントし、カウ
ント数をラッチ回路６に出力する。

【００１２】ラッチ回路６は、無安定マルチバイブレー
タ等の定パルス発生部９から任意に設定した、定周期パ
ルス信号ｆ０を入力し、定周期パルス信号ｆ０をラッチ
及びリセット信号として、エアスピンドル２、すなわ
ち、ワークＷの回転数ｎを測定し、比較回路７に出力す
る。比較回路７では、ラッチ回路６から入力した回転数
ｎと予め任意に設定した回転数の基準値ｈ０とを比較
し、回転数ｎが基準値ｈ０よりも小さくなった時、微速
信号αを論理積回路８に出力する。

【００１３】ここで、任意に設定した回転数の基準値ｈ
０は、フォトセンサＦで、切欠きＫ１を検出してからシ
リンダＳのロッドＲが作動し、切欠きＫ２に挿入される
ことが可能な充分低い回転数とする。論理積回路８で
は、比較回路７からの微速信号α及びフォトセンサＦか
らの同相信号βとを入力し、両方の信号を入力した時点
で、切換弁Ｖに作動信号θを出力する。

【００１４】ここで、フォトセンサＦは、切欠きＫ１の
位相をチェックし、同相となったとき同相信号βを論理
積回路８に出力するものとする。切換弁Ｖは、論理積回
路８から作動信号θを入力し、作動信号θをタイミング
信号として、シリンダＳを駆動してロッドＲを作動す
る。この状態で、手動又は、自動によって、エアスピン
ドル２が回転する回転機器に回転停止指令が入力された
場合には、まず、ロータリエンコーダ３から回転パルス
信号Ａ及びＢが波形処理部４に出力され、ＵＰ／ＤＯＷ
Ｎパルス信号に変換されてＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ５に
出力される。そして、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ５では、
入力したＵＰ／ＤＯＷＮパルス信号をカウントして、カ
ウント数をラッチ回路６に出力し、ラッチ回路６では、
定パルス発生部９から定周期パルス信号ｆ０を入力し、
これをラッチ及びリセット信号として、エアスピンドル
２の回転数を測定し、比較回路７に出力する。そして、
比較回路７で、予め任意に設定した回転数の基準値ｈ０
と回転数とを比較して、回転数が基準値ｈ０以下となっ
たとき論理積回路に微速信号αを出力する。

【００１５】そして、切欠きＫ１とフォトセンサＦとが
対向したとき、同相信号βが論理積回路８に出力され、
論理積回路８で、同相信号βを入力したとき、これをタ
イミング信号として作動信号θを切換弁Ｖに出力し、こ
れによってシリンダＳが駆動されてロッドＲが作動し、
ワークＷ上の切欠きＫ２に挿入されて、ワークＷは停止
する。

【００１６】したがって、上記実施例によれば、エアス
ピンドル２の回転数を測定し、エアスピンドル２の回転
数が任意に設定した基準値ｈ０よりも小さくなり、か
つ、切欠きＫ１の位相がフォトセンサＦと同相となった
とき、シリンダＳを作動させて、回転体のワークＷ上に
設けた切欠きＫ２にロッドＲを挿入することによって、
確実に、回転体を任意の位置に停止させることができ
る。

【００１７】なお、上記実施例では、制御手段として、
電子機器によりコントローラＣを構成して、停止制御を
行ったが、マイクロコンピュータ等によって、停止制御
を行うことも可能である。この場合のマイクロコンピュ
ータの処理手順を図３のフローチャートに示す。先ず、
手動、又は、自動により回転停止命令が回転機器１に入
力されると、電動モータＭは、回転停止動に入り、それ
と同時にロータリエンコーダ３では、エアスピンドル２
の回転数ｎの測定を開始する（ステップＳ１）。次い
で、ステップＳ２で、測定した回転数ｎと予め設定した
回転数の基準値ｈ０とを比較し、回転数ｎが基準値ｈ０
よりも大きい場合には、ステップＳ１へ戻って、回転数
ｎが基準値ｈ０以下になるまで、ステップＳ１及びステ
ップＳ２を繰り返し、回転数ｎが基準値ｈ０以下となっ
たとき、ステップＳ３に移行する。

【００１８】ステップＳ３では、フォトセンサＦからの
同相信号βを入力したか否かを判定し、入力しなけれ
ば、ステップＳ３で入力待ちし、フォトセンサＦからの
同相信号βを入力したとき、ステップＳ４に移行して、
同相信号βをタイミング信号として、作動信号θを切換
弁Ｖに出力する。これにより、シリンダＳが作動してロ
ッドＲがワークＷ上の切欠きＫ２に挿入され、ワークＷ
は、切欠きＫ２とロッドＲとが対向する位置に停止す
る。

【００１９】なお、上記実施例においては、基準点マー
クとして切欠きＫ１を、基準点マーク検出手段としてフ
ォトセンサを配設したが、基準点マークは円板の外周縁
に形成した切欠き、円板の上面又は下面に形成した光反
射板、円板に取付けた永久磁石等の磁性体を含み、基準
点マーク検出手段は、基準点マークに対応するフォトイ
ンタラプタ、反射型フォトセンサ、ホール素子等の磁気
センサ等を適用することができる。

【００２０】さらに、円板に形成した係合部としては、
外周縁の切欠きのほか、突起、上下に貫通する孔等を適
用することもでき、アクチュエータとしても半径方向に
進退するロッドを有するシリンダ、上下方向に進退する
ロッドを有するシリンダ、電磁ソレノイドを有するプラ
ンジャ等を適用することも可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係わる
回転機器の停止制御装置によれば、回転数検出手段によ
り、回転体の回転数を検出し、回転数が設定値以下にな
り、かつ、基準点マーク検出手段により、回転体に配設
された基準点マークを検出したときに、回転体に配設さ
れた係合部に係合する係止部材を有するアクチュエータ
を作動させて係止部材を係合部に係合させることによ
り、確実に、回転体を任意の定位置に停止させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による回転機器の停止制御装置の一実施
例を示す概略構成図である。

【図２】回転機器の概略構成図である。

【図３】本発明による回転機器の停止制御をマイクロコ
ンピュータで行う場合の処理手順を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１ 回転機器 ２ エアスピンドル ２Ａ エアベアリング ３ ロータリエンコーダ ４ 波形処理部 ５ ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ ６ ラッチ回路 ７ 比較回路 ８ 論理積回路 ９ 定パルス発生部 Ｆ フォトセンサ Ｋ１ 切欠き Ｋ２ 切欠き Ｍ 電動モータ Ｒ ロッド Ｓ シリンダ Ｖ 切換弁 Ｗ ワーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアベアリングで回転自在に保持された
   回転体を回転駆動するようにした回転機器において、前
   記回転体の回転数を検出する回転数検出手段と、前記回
   転体に配設された基準点マーク及び係合部を有する回転
   部材と、該回転部材の基準点マークを検出する基準点マ
   ーク検出手段と、前記回転部材に形成された係合部に係
   合する係止部材を有するアクチュエータと、前記回転数
   検出手段の回転数検出値が設定値以下となり、且つ前記
   基準点マーク検出手段で基準点マークを検出したときに
   前記アクチュエータを作動させて係止部材を前記回転部
   材の係合部に係合させる制御手段とを備えたことを特徴
   とする回転機器の停止制御装置。