JPS6234210A

JPS6234210A - 原点位置の検出装置

Info

Publication number: JPS6234210A
Application number: JP17231485A
Authority: JP
Inventors: Akinobu Takemoto; 明伸竹本; Kenzo Takechi; 武市　謙三; Hiroshi Shinozaki; 弘篠崎; Hironao Kamaya; 弘直釜谷; Shinji Kudo; 工藤　真士
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-08-07
Filing date: 1985-08-07
Publication date: 1987-02-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は原点位置の検出回路に関し、特に精度の要求さ
れるモーターコントローラーに好適な原点位置検出装置
に関する。

〔発明の背景〕

従来の装置では、原点の検出方式は、サーボモーターに
関しては、以下のような方式が主流であった。まず、原
点位置に設けた原点検出スイッチに向かってモーターを
回転させ、スイッチか入ったらモーターを反転させ、ロ
ータリーエンコーダの原点検出用の相が出たところで停
止し、その位置を０点とするものである。この場合、第
１図に示すように、エンコーダの原点検出周相はモータ
ー１回転に１パルス出力されるようになっているが、そ
の出るタイミングはモーターを組みつけた時の様子でば
らつきが生じる。そのため複数の同一機器を作ると、機
器ごとに大きく原点位置がばらついてしまう。また原点
検出用スイッチを用いて、その取付位置を原点としてか
つ精度を向上させたステッピングモータ用原点位置検出
装置には、特開昭６０−５７４０４号に記載の例かあり
、容易にサーボモーターにも適用できる。しかし、経年
変化等を考えると、原点検出スイッチか入るタイミング
が励磁相の一周期分を越えてしまうため、停止する励磁
相を固定しても原点のずれが生じる場合かある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、機器ごとの原点位置のばらつきを少な
くし、かつ精度の良しか経年変化にも強い原点位置の検
出装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、原点検出スイッチ入力回路とエンコ二ダ原点
検出相入力回路とエンコーダ等のパルスを計数するカウ
ンタ回路と、カウンタの値を記憶する回路と、カウンタ
に記憶した値を設定する回路を設ける。そして原点合せ
は、まず原点検出スイッチが入るまでモーターを回転さ
せ、人ったら、カウンタをクリアして、モーターを反転
させ、エンコーダの原点検出用のパルスか出たところで
停止する方式を用いる。第１回の原点合せ時にモーター
か停止した時のカウンタ値をカウンタ記憶回路に記憶し
ておき、次回からは原点合せを終了した地点でカウンタ
ーに記憶しておいた値を設定することで常に、一定のカ
ウンタ値のところで原点合せか終了し、かつカウンタ値
がＯの点は、はぼ原点検出スイッチか入った地点とする
ことがでさるものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図〜第５図により説明する
。本発明は３自由度のロボ・ソトにおいて実施されてお
り、ロボットの概略構成を第１図に示す。第１アーム６
と第２アーム７はそれぞれ第１軸モーター１と第２軸モ
ーター３により駆動される。それぞれり、　Ｃ，サーボ
モーターであり、各モーターの上部には第１軸エンコー
ダ２と第２軸エンフーダ４が設置されている。また上下
軸８はエアシリンダ５により駆動される。第１アームの
側面には原点検出用の第１軸ドグ１１が、第２アームに
は第２軸ドグ１３が設置されており、第１アームは第１
軸支持台９の内側面に設置されている第１軸原点検出ス
イッチ１２を、第２アームは第１アーム先端の内側面に
設置された第２軸原点検出スイッチ１４をそれぞれのア
ームか回転した時にオンし、原点検出するようになって
いる。なお、１０はロボットの支柱である。

次に上記のロボットの制御装置について第２図に示す。

ＣＰＵ　１５は記憶装置１６内のＲＯＭに収容されたプ
ログラムに基づきロボットを制御する。また外部１１０
回路１７はロボットと外部機器との交信に用いられ、コ
ンソール回路１８はプログラミングやロボットの操作に
用いられる。ロボットの動作について第１軸を例にして
述べると、−ＣＰ　Ｕ　１５が第１軸モータコントロー
ル回路１９へ速度の指令を与え、第１軸モーターコント
ロール回路１９かＰＷＭ信号を出力し、それを受けた第
１軸モータードライバー回路２０が第１軸モーター１を
回転させる。そして第１軸エンコーダ２からパルスが第
１軸カウンタ原点入力回路２１へ人力され、その情報を
もとに新たなＰＷＭ信号か作りだされモーターが制御さ
れるというものである。第２軸も同様の構成をとってい
る。また第３軸はＣＰＵ１５から出力された信号をもと
に、エアシリンダ制御回路２５がエアシリンダ５をオン
オフ制御させる。

なお、２２は第２軸モーターコントロール回路、２３は
第２軸モータードライバー回路、２４は第２軸カウンタ
原点入力回路である。

上記のように第１軸と第２軸は全く同じ構成をとってい
るので、第１軸に限って、本発明について詳しく述べる
。第１軸カウンタ原点入力回路２１の構成は、第３図に
示すように、第１軸エンコーダ２からの第４図（ａｌ及
び（ｂｌに示すようなＡ相のパルス３０とＢ相のパルス
３１の位相差のあるパルスの立ち上かり、立ち下がりに
よって、モーターが正方向（時計回り回転方向）か反対
方向（反時計回り回転）に回ったかを区別し、カウント
アツプあるいはカウントダウンのパルスを出力する第１
軸パルス弁別回路２６、その出力をカウントする第１軸
カウンタ回路２７、カウンタ値を記憶する第１軸カウン
タ値記憶回路２８、第１軸原点検出スイッチ１２、第１
細エンコーダ２の第５図（Ｃ１に示すＺ相のパルス３２
をＣＰＵ１５に伝える第１軸原点入力回路２９から成り
立っている。なおＺ相のパルス３２は第４図に示すよう
に、モーター１回転に１パルス出力され、その幅はＡ相
のパルス３０．Ｂ相のパルス３１の４パルス分である。

また、第１軸カウンタ値記憶回路２８は、ＣＰＵＩ　５
の指令により、第１軸カウンタ回路２７の内容を記憶で
さる。また第１軸カウンタ回路２７はＣＰＵ　ｌ　５の
指令で内容をＯにしたり、第１軸カウンタ値記憶回路２
８の内容をロードでさるようになっている。

なお、第４図（ａ）〜（Ｃ１は時計回り回転方向の場合
であり、第４図（ｄｌ〜（ｆｌは反時計回り回転方向を
示している。

以上のような回路を用いて原点合わせを行う、ＣＰＵ　
１５の処理手順を説明する。原点を決定する基本的手順
は、次に示すとおりである。

１、第１軸モーター１を第１アーム６に取付けた第１軸
ドグ１１か第１軸原点検出スイッチ１２をオンする方向
へ低速で回転するように、第１軸モーターコントロール
回路１９へ指令する。

２、第１軸ドグ１１が第１軸原点検出スイッチ１２をオ
ンしたら、第１軸モーターｌの回転を反転させ微速でＺ
相のパルス３２が検出されるまで回転させ、検出された
らその位置で停止し原点合わせを終了する。

以上の方式を採用し、かつ第１軸カウンタ原点入力回路
を用いた原点合わせの処理流れ図を第５図に示す。第５
図［ａｌは最初の原点合せ時あるいは原点位置の記憶し
たい時を示し、第５図（ｂ）はそれ以外の時を示してい
る。始めて原点合わせを行うとさに、Ｚ相のパルス３２
の検出された位置のカウンタ値を第１軸カウンタ値記憶
回路２８に記憶しておき、次回からの原点合わせを行う
時にＺ相３２が検出された位置で第１軸カウンタ回路２
７に記憶した値をロードし、常に原点合わせ終了時のカ
ウンタ値を一定にするものである。第５図（ａ）に示す
流れ図において、カウンタ値を１０００パルス以上送っ
てから、Ｚ相のパルス３２の記憶を行っているのは、第
１軸原点検出スイッチ１２とＺ相３２の入る位置が近い
と原点の検出を誤る恐れかあるからである。以上は第１
軸に限って説明してきたか、第２軸についても全く同様
である。

またＣＰＵ　１５と記憶装置１６内のＲＡＭを用いてカ
ウンタ値記憶回路のかわりをさせることで、ＣＰＵ１５
のソフトエアでも同様の処理を行うことか可能である。

以上のように本実施例においては、常に原点検出スイッ
チの位置の付近をカウンタ値の０点とし、かついつも一
定の位置において一定のカウンタ値で原点合わせを終了
することかできるため、原点検出スイッチの取付精度を
向上させることで、複数の機器間でも、その原点位置の
ばらつきを少なく保ち、しかもそれぞれの機器において
は経年変化等によって、原点検出スイッチがオンになる
タイミングが変化しても、Ｚ相のパルスか出る位置は不
変のため、原点精度を保つことかでさる等の効果がある
。またモーター交換等で２相のパルスが出るタイミング
が変化した場合は、カウンタ値を再記憶することで再び
原点位置の検出を正確に行えるようになる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、複数の機器間においては原点位置のば
らつきを少なく抑え、しかも同一の機器においては、経
年変化を含めて常に原点精度を保つことかできるので、
位置決めの時の精度の向上をはかることかできる。故に
モーターを使用した機器において、その信頼性、安全性
の向上に効果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のロボットの側面内、第２図は本実施
例のロボットの制御装置の内部構成図、第３図は第１軸
カウンタ原点入力回路の詳細内部構成図、第４図はエン
コーダの信号内容図、第５図は本実施例のＣＰＵの原点
合せ処理流れ図である。ｌ・・・第１軸モーター、２・・・第１軸エンコーダ、
３・・・第２軸モーター、４・・・第２軸エンコーダ、
５・・・エアシリンダ、６・・・第１アーム、７・・・
第２アーム、８・・・上下軸、９・・・第１軸支持台、
１０・・・支柱、１１・・・第１軸ドグ、１２・・・第
１軸原点検出スイッチ、１３・・・第２軸ドグ、１４・
・・第２軸原点検出スイッチ、１５・・・ＣＰＵ、１６
・・・記憶装置、１７・・・外部Ｉ／Ｑ回路、１８・・
・コンソール回路、１９・・・第１軸モーターコントロ
ール回路、２０・・・第１軸％−タードライバー回路、
２１・・・第１軸カウンタ原点入力回路、２２・・・第
２軸モーターコントロール回路、２３・・・第２軸モー
タードライバー回路、２４・・・第２軸カウンタ原点入
力回路、２５・・・エアシリンダ制御回路、２６・・・
パルス弁別回路、２７・・・カウンタ回路、２８・・・
カウンタ値記憶回路、２９、・、原点入力回路、３０・
・・Ａ相、３１・・・Ｂ相、３２・・・２相。代理人　弁理士　小　川　勝　男　′、卒１図卑２因＄４図＄Ｊ５　口（Ｊ）

Claims

【特許請求の範囲】

原点検出スイッチと、このスイッチのオン時にエンコー
ダからの出力パルスを計数するカウンターと、このカウ
ンターの値を記憶する記憶回路とからなることを特徴と
する原点位置の検出装置。