JP2000280191A - 位置初期化方法 - Google Patents

位置初期化方法

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JP2000280191A
JP2000280191A JP11086961A JP8696199A JP2000280191A JP 2000280191 A JP2000280191 A JP 2000280191A JP 11086961 A JP11086961 A JP 11086961A JP 8696199 A JP8696199 A JP 8696199A JP 2000280191 A JP2000280191 A JP 2000280191A
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JP
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encoder
output shaft
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reduction gear
distance
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JP11086961A
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English (en)
Inventor
Yuichi Hirabayashi
友一 平林
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクリメンタルエンコーダを用いて減速機
出力軸の角度を求める用途で、エンコーダを装置から取
り外した場合にも、信頼性高く簡単に減速機出力軸の位
置を復元する方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 あらかじめ、減速機出力軸7の基準位置
とエンコーダの基準位置間の距離をインクリメンタルエ
ンコーダ2で測定した基準点間距離を記憶しておき、原
点復帰時に減速機出力軸7の基準位置を検出後、エンコ
ーダの基準位置を検出した位置に対して、記憶している
基準点間距離だけ移動した位置を既定の位置として初期
化することにより、エンコーダを取り外す作業後に基準
点間距離を再測定・記憶することで、原点センサ5の位
置検出精度内で減速機出力軸7の位置を復元する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、減速機入力軸に取
り付けたインクリメンタルエンコーダを使用して減速機
出力軸の位置を計測する場合の減速機出力軸の位置を初
期化する方法に係り、特に、産業用ロボットのアーム駆
動機構部に適用する場合に好適な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】産業用ロボットのアーム駆動機構等にお
いて、減速機入力側に取り付けられたエンコーダを使用
して、減速機出力軸の位置を測定することが多用されて
いる。この場合、エンコーダとして、コスト的に有利な
インクリメンタルエンコーダを使用するためには、最初
に減速機出力軸位置とインクリメンタルエンコーダで測
定した位置との関係を初期化するための原点復帰と呼ば
れる処理が必要である。
【0003】従来の原点復帰は、図4に示すように、減
速機出力軸に接続されたアーム6の動作範囲内に設けた
原点センサ5を使って減速機出力軸基準位置を検出後、
さらにエンコーダ基準位置を検出する位置まで移動して
減速機出力軸の位置を既定値に初期化することが一般的
な方法である。この原点復帰の動作は図2に示すよう
に、まず原点センサが反応していたら退避動作をおこな
い、つぎに原点センサが反応する減速機出力軸基準位
置を検出し、さらにエンコーダ基準位置を検出するま
で移動し、この位置を既定の位置として初期化する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の方法で減
速機出力軸位置を初期化する場合、メンテナンス作業等
のためにエンコーダを装置から取り外すと、減速機出力
軸基準位置とエンコーダ基準位置の関係が変化するた
め、原点復帰後の減速機出力軸の位置はずれてしまう。
【0005】産業用ロボット等の用途では、あらかじめ
教示した位置にアームを移動させることが必要であるた
め、位置がずれると、再び教示し直おすか、座標系をも
とに戻すための補正処理が必要になる。
【0006】この補正処理の方法として、あらかじめ教
示してある位置にアームを位置決めし、このときの位置
がメンテナンス作業前と一致するように位置を補正する
方法や、原点センサの取り付け位置が変更されていない
ことを利用して、エンコーダ取り外し前後の基準点間距
離の関係から、次式を使って原点センサの位置検出精度
の範囲内で位置を復元する方法が存在する。
【0007】 (基準位置補正量)=(新基準位置間距離)−(旧基準位置間距離)・・(1) (補正後の位置)=(補正前の位置)−(基準位置補正量) ・・(2) 但し、基準点間距離は、減速機出力軸基準位置とエンコ
ーダ基準位置間の距離。
【0008】これらのメンテナンス作業は産業用ロボッ
トが使用されている現場でおこなわれることが多いた
め、短時間で信頼性の高い復旧作業が要求される。この
作業を誤ると、アームと周辺装置との衝突による装置破
壊が発生する危険性が高いため、エンコーダのメンテナ
ンスは作業者にとって大きな負担となっているという問
題点が存在する。
【0009】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、その課題はエンコーダの取り外しをともなうメンテ
ナンス作業において、作業ミスを防ぎ、短時間で信頼性
高い復旧作業を実現する方法を構成することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、減速機入力軸に接続されたインクリメン
タルエンコーダを使用して、減速機出力軸の位置を計測
する位置検出装置において、前記減速機出力軸の基準位
置を検出する減速機出力軸基準位置検出手段と、前記イ
ンクリメンタルエンコーダの1回転中の基準位置を示す
エンコーダ基準位置を検出するエンコーダ基準位置検出
手段と、前記インクリメンタルエンコーダの出力パルス
を計測するパルス計測手段と、前記パルス計測手段を用
いた計測値を記憶するパルス記憶手段を設け、あらかじ
め、減速機出力軸基準位置とエンコーダ基準位置間の距
離をインクリメンタルエンコーダの出力パルス値を使っ
て計測する工程と、該工程で計測した計測値を基準点間
距離として記憶する工程と、減速機出力軸位置の初期化
時に、減速機出力軸基準位置を検出後にエンコーダ基準
位置を検出する工程と、該工程で検出したエンコーダ基
準位置に、記憶した前記基準点間距離を加えた位置を既
定の減速機出力軸の位置として初期化する工程を備える
ことを特徴とする。
【0011】この発明によれば、エンコーダを取り外し
ても、基準点間距離の測定と記憶をおこなえば、原点セ
ンサの位置検出精度の範囲内で減速機出力軸の位置を復
元することができるため、短時間で作業ミスを発生する
ことなく減速機出力軸の位置を復元することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】(実施例)図面を参照して本発明
に係わる位置初期化方法の実施例を説明する。本実施例
は、モータ軸の一方にインクリメンタルエンコーダを,
他方に減速機入力軸を接続し、減速機出力軸に回転型ア
ームを取り付け、前記インクリメンタルエンコーダを使
用して、アームの角度を測定する装置である。アームの
動作範囲内の所定の位置に、アームの基準位置を検出す
るための原点センサを設置している。この装置でアーム
の角度を初期化する位置初期化方法について説明する。
【0013】インクリメンタルエンコーダのパルス出力
は制御装置に接続されており、この制御装置は中央演算
装置(CPU)等からなる演算装置、各種メモリ等から
なる記憶装置、およびカウンタ等からなるパルス計測装
置を備えている。この制御装置は上記構成の角度検出装
置において、原点復帰動作や減速機出力軸の角度測定を
おこなうものである。演算装置は原点復帰時にアームの
位置を初期化するために必要な演算をおこなう。記憶装
置は、アームの位置の初期化に必要なパラメータを記憶
する。
【0014】このように構成された装置において、アー
ムの位置を初期化する原点復帰と呼ばれる方法を図1を
使用して説明する。
【0015】あらかじめ、原点復帰時にアームの位置を
初期化するために必要な、原点センサが反応する減速機
出力軸基準位置とインクリメンタルエンコーダの基準位
置間の距離をインクリメンタルエンコーダの出力パルス
を使用して測定した値を基準点間距離として記憶装置に
記憶する。
【0016】原点復帰時には、まず原点センサが反応し
ていたら、原点センサが反応しない位置まで退避動作を
おこない、つぎにアームを原点センサ側に移動し、原
点センサが反応する位置を減速機出力軸基準位置として
検出する。そして、エンコーダ基準位置を検出するま
で指定された方向にアームを動作させる。さらに、前
記基準位置間距離だけアームを移動し、この位置を既
定のアームの位置として初期化する。
【0017】このようにしてアームの位置を初期化する
と、既定の位置として初期化されるアームの位置は、あ
らかじめ基準点間距離を測定したときに原点センサが反
応した位置と一致する。したがって、エンコーダを付け
替えても、基準点間距離を測定しなおせば、原点センサ
の位置検出精度内でアーム位置を復元することができ
る。
【0018】実際の用途では、前記の基準点間距離を測
定し記憶する処理を自動的におこなう命令を用意し、エ
ンコーダのメンテナンス作業後、この命令を実行するこ
とで短時間に信頼性高くアームの位置を復元することが
できる。
【0019】本方法による位置の復元精度は、原点セン
サの位置検出精度に依存しているため、精密に位置を復
元するためには再教示が必要である。しかし、実用的に
は原点センサの位置検出精度内で位置を復元できれば再
教示を必要としない用途も多く、再教示が必要な場合に
も、本方法によって位置を復元できれば、教示作業を速
やかに安全に進めることができる。
【0020】このように本発明を適用することによっ
て、エンコーダのメンテナンス終了後、簡単に位置を復
元することができるため、従来の方法に比べて大幅に作
業者の負担を軽減する。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明は以下の効果
をもつ。
【0022】本発明によれば、エンコーダメンテナンス
時に、減速機出力軸基準位置とエンコーダ基準位置の距
離をインクリメンタルエンコーダ出力パルスを使って測
定するだけで減速機出力軸の位置を原点センサの位置検
出精度内で復元することができるため、短時間で信頼性
が高い位置の復元方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る位置検出方法の原理を説明するタ
イミングチャートである。
【図2】従来の原点検出方法の一例を説明するためのタ
イミングチャートである。
【図3】本発明の構成の一例を説明するための概念図で
ある。
【図4】従来の原点復帰方法の一例を説明するための概
念図である。
【符号の説明】
1 モータ 2 インクリメンタルエンコーダ 3 減速機 4 スリット 5 原点センサ 6 アーム 7減速機出力軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F069 AA85 BB04 DD12 GG72 HH13 HH15 JJ17 2F077 AA38 AA46 QQ11 TT66 TT71 3F059 DA10 DD01 FB26 5H269 AB33 BB07 BB11 CC09 FF01 FF03 GG08 JJ02 JJ04 5H303 AA10 BB01 BB06 BB15 CC10 DD01 DD27 EE04 FF01 FF10 FF20 GG20 HH02 HH05 HH09

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 減速機入力軸に接続されたインクリメン
    タルエンコーダを使用して、減速機出力軸の位置を計測
    する位置検出装置において、 前記減速機出力軸の基準位置を検出する減速機出力軸基
    準位置検出手段と、前記インクリメンタルエンコーダの
    1回転中の基準位置を示すエンコーダ基準位置を検出す
    るエンコーダ基準位置検出手段と、前記インクリメンタ
    ルエンコーダの出力パルスを計測するパルス計測手段
    と、前記パルス計測手段を用いた計測値を記憶するパル
    ス記憶手段を設け、 あらかじめ、減速機出力軸基準位置とエンコーダ基準位
    置間の距離をインクリメンタルエンコーダの出力パルス
    値を使って計測する工程と、該工程で計測した計測値を
    基準点間距離として記憶する工程と、 減速機出力軸位置の初期化時に、減速機出力軸基準位置
    を検出後にエンコーダ基準位置を検出する工程と、該工
    程で検出したエンコーダ基準位置に、記憶した前記基準
    点間距離を加えた位置を既定の減速機出力軸の位置とし
    て初期化する工程を備えることを特徴とする位置初期化
    方法。
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Cited By (4)

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