JP2778164B2 - 光学的回転割出し位置検出装置用スリット板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は回転体の回転割出し位置を検出する位置検出
装置用スリット板に関し、たとえば、工作機械のATC装
置の回転マガジン,NC旋盤のタレット，マシニングセン
タのインデックステーブル等の回転割出し位置を検出
し、割出し位置決め信号を制御装置に与える位置検出装
置用スリット板に関する。

「従来の技術」 従来のこの種の装置として、実公昭61−10912号公報
には円板を等角度の扇形に区分した各扇形部分に、割出
し位置のアドレスを単純な２進数に符号化した透光部と
遮光部からなるアドレスコード部を設けると共に、それ
に加えて割出し位置決め信号のための幅狭なスリット状
透光部を設けたものが提案されている。

また、特公昭62−6944号公報には、ユニットディスタ
ンスコード方式で符号化したアドレスコード部を円板に
設け、そのコード状態の変化をカウントすることによ
り、パリティビットやストローブビットを用いなくても
誤動作の検出が容易に行えるようにした装置が提案され
ている。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、回転体を正確に割出し位置に位置決め
するには、現在の割出し位置のアドレスを知らせる情報
だけではなく、最終的な割出し位置に到着したことを知
らせる位置決め情報が必要である。

前者の装置では、スリット状透光部を検出する補助検
出センサからの信号をこの位置決め信号として用いてい
る。このため、アドレス用の信号の他に１ビット余分の
信号が必要になり、そのための円板へのスリット状透光
部等の形成，センサ等が必要になり、価格がアップする
といった問題点があった。

また、後者の装置では、パリティビットやストローブ
ビットを省略できそれだけ信号数を減少させることがで
きるが、当該公報に記載されているのはアドレスを確認
し誤検出がないことを確認するまでの作動に関する構造
部分のみであり、アドレスを確認した後当該アドレスの
所定の割出し位置に回転体を位置決めするには別途の構
造又は信号が必要である。

すなわち、いずれの装置にあっても割出し位置数だけ
のアドレスを区別するに必要なビット数に加えて、割出
し位置決め用の１ビットの信号が最小限必要であった。
このため、処理信号数が多くなり、そのためのセンサ，
回路等も必然的に多くなって構造的，経済的な負担とな
ると共に、調整も面倒になるという問題点があった。

本発明は上記の問題点を解決するためなされたもので
あり、その目的とするところは、処理信号数の少ない簡
易な回転割出し位置検出装置を構成することができる光
学的回転割出し位置検出用スリット板を提供することに
ある。

「課題を解決するための手段」 上記の目的を達成するため、本発明では、複数の回転
割出し位置を有し、その各割出し位置に、当該割出し位
置のアドレスを符号化したアドレスコードの各ビットに
対応して形成されたスリット群が放射状かつ同心円状に
設けられた光学的回転割出し位置検出装置用スリット板
において、前記スリット板の最外周、もしくは前記スリ
ット板の最外周と最外周より二列目とに、前記回転割出
し位置アドレスコードの内の前者においては一種類、後
者においては二種類の特定ビットを表すスリットを、円
周上の各割出し位置に、前記特定ビットを表すスリット
の内、前記最外周と最外周より二列目とのいずれかが必
ず存在するように配列形成し、それらのスリット列より
前記円周の中心に向かって前記特定ビットと異なるビッ
トのアドレスコードを表すスリット群を任意の順序で同
心円状に配列形成するとともに、前記特定ビットを表す
スリットの当該スリットから前記スリット板の中心への
方向に対し垂直な方向における幅を、他のビットを表す
スリットよりも幅狭に形成してなり、最外周にスリット
の存在する時はそのスリットを通過する光により、存在
しない時は最外周より二列目のスリットを通過する光に
よって、各割出し位置の検出を行わせるとともに、それ
らのスリットとそれらのスリットの内周に配列された他
のスリットとを通過する光に基づき、共同して各割出し
位置のアドレスの検出を行わせるようにしたことを特徴
とする光学的回転割出し位置検出装置用スリット板が提
供される。

「作用」 上記のように構成された光学的回転割出し位置検出用
スリット板では、最外周若しくは最外周から二列目の幅
狭のスリットによる特定ビットのアドレスコード信号が
割出し位置決めのための信号と兼用される。このため、
処理信号数を１ビット減少させることができる。また、
兼用したとしても、その幅狭のスリットのみを高精度に
形成することにより、割出し位置の精度は確保すること
ができる。

「実施例」 本発明の実施例について図面を参照し説明する。第２
図は工作機械のATC装置におけるマガジンの回転割出し
位置に適用した例を示すブロック図である。マガジン１
は10個の工具２を放射状に格納するものであり、パルス
モータからなるマガジンモータ３により回転駆動され回
転位置が決められるように機械構成されている。マガジ
ンモータ３はパルスモータドライバ４を介してNC制御装
置５に接続され、その回転が制御される。NC制御装置５
は、中央処理装置（CPU）6,メモリ（ROM7,RAM8），入出
力インターフェース９等からなるコンピュータを備えた
ものである。

マガジン１には、マガジン１の回転位置を検出するた
めのスリット群が形成された環板形状のスリット板10が
取付けられ、一体に回転するようにされている。そのス
リット板10を内径側から挟むように光センサ11が配設さ
れ、図示しない固定ブラケットに取付けられている。光
センサ11は、発光側プリント基板12と受光側プリント基
板13と、受光側プリント基板13の直前に設けられた固定
補助スリット板14からなる。光センサ11はNC制御装置５
に接続され、スリットの有無の信号を入力する。

第１図は、上記スリット板10及び光センサ11からなる
回転割出し位置検出装置の要部を示す斜視図である。マ
ガジン１と一体に回転するスリット板10には、マガジン
の各工具ポット位置に対応して10分割された割出し位置
P1〜P10にアドレスコードを示すスリット21,22,23,24及
び円弧状のスリット25が形成されている。一方、固定さ
れた発光側プリント基板12上には、これらのスリット21
〜25に向けて光を照射する５つの発光ダイオード15A,15
B,15C,15D,15Eが配設され、受光側プリント基板13上に
は、前記発光ダイオード15A〜15Eからの光をそれぞれ受
光する５つのフォトダイオード16A,16B,16C,16D,16Eが
配設されている。フォトダイオード16A〜16Eの直前に
は、５つの小さなスリット31〜35が形成された固定補助
スリット板14が配設され、該当する発光ダイオード15以
外からの光を遮り、誤検出を防止している。

第３図はスリット板10を示す平面図である。スリット
板10はステンレス材の薄板により環板形状に形成された
部材であり、外周部に取付のための６つのボルト孔19が
設けられている。スリットは、同心円の５つのトラック
TrA,TrB,TrC,TrD,TrE上に形成されている。外周側から
４つのトラックTrA〜TrD上に形成されるスリット21,22,
23,24は割出し位置のアドレスコードを与えるスリット
である。最内周のトラックTrE上に形成される円弧状の
大きなスリット25は位置決めのための減速信号を与える
スリットである。アドレスコードを与える４つのスリッ
ト21〜24が一つの放射線上ではなくジグザグに設けられ
ているのは、発光ダイオード15A〜15E及びフォトダイオ
ード16A〜16Eの密接した配置を可能にするためである。

アドレスコードを与えるスリット21〜24のうち、内周
側の２つのトラックTrC,TrDに形成されるスリット23,24
からなるスリット群は円形孔形状に形成されている。こ
れに対して、最外周のトラックTrA及び最外周から二列
目のトラックTrBに形成される特定ビットを表すスリッ
ト21,22は幅狭の細溝形状に形成されている。この細溝
形状のスリット21,22の幅は円形孔スリット23,24の直径
より小さく幅狭に形成され、かつ、そのスリット幅及び
スリットの中心位置が割出し位置決め位置P1〜P10に正
確に対応するよう、高精度に形成されている。さらに、
二列目のトラックTrBの細溝形状のスリット22の幅は、
最外周のトラックTrAの細溝形状のスリット21の幅より
若干小さくされている。４つのトラックTrA〜TrD上のス
リット21〜24の有無は、各割出し位置P1〜P10のアドレ
スコードの各ビットの1,0に対応している。

第４図は、各割出し位置毎に当該割出し位置のアドレ
スを符号化したアドレスコードを示す図である。アドレ
スの符号化は単なる２進数コードではなく、最外周のト
ラックTrA若しくは最外周から二列目のトラックTrBに対
応する特定ビットのいずれかが、必ず１となるように符
号化されている。割出し位置が10箇所であるのに対して
ビット数が４であるので、冗長な部分を利用してこのよ
うな符号化が可能である。上記アドレスコードに対応し
て、ビットが１の場合はスリット板10の当該箇所にスリ
ット21〜24を形成し、ビットが０の場合はスリット板の
当該箇所にスリットを形成しないようにして、各ビット
の1,0をスリット21〜24の有無に対応させたスリット群
をスリット板10上に形成している。従って10箇所の割出
し位置P1〜P10のすべてにおいて最外周のトラックTrA若
しくは二列目のトラックTrBのいずれかに幅狭の細溝形
状のスリット21又は22が存在する。この幅狭の細溝形状
のスリット21又は22を検出した信号を、アドレスコード
信号として用いると共に、割出し位置決め信号としても
用いようとするのである。

第５図は上記の技術思想を実現するCPU6での処理を示
すフローチャートである。

割出処理100が開始されると、図示しないステップに
より、現在の割出し位置から次に位置決めされる割出し
位置までに通過する割出し位置の数が算出され所定のメ
モリ８にセットされる。この数は、通過すべき円弧状ス
リット25の数を示す。次に、マガジンモータ３が高速駆
動され、マガジン１の回転が開始される。

ステップ111では、前記セットされた回数だけの円弧
状スリット25が通過した後の円弧状スリット25による信
号、すなわち、減速信号が入力されたか否かをフォトダ
イオード16Eからの信号の立上がりで調べながら減速信
号が入力されるまで待つ。減速信号が入力されるとステ
ップ112に進み、マガジンモータ３の速度を自起動速度
まで徐々に減速する減速処理を行う。

ステップ113では、最外周のトラックTrA又は二列目の
トラックTrBのスリット21,22による信号の入力を待ち、
当該信号の入力がフォトダイオード16A又は16Bからの信
号の立上がりで検出されるとステップ114に進む。ステ
ップ114では、今回の信号がトラックTrAの信号かトラッ
クTrBの信号かを判別し、トラックTrAの信号であればス
テップ115に、トラックTrAではなくトラックTrBの信号
であればステップ116に進む。最外周のトラックTrAのス
リット21の幅は、二列目のトラックTrBのスリット22の
幅よりやや大きく形成されているので、２つのトラック
TrA,TrBに細溝形状のスリット21,22を有する割出し位置
P8,P9,P10では、必ず最外周のトラックTrAのスリット21
を最初に検出する。ステップ115では、トラックTrAにお
ける細溝形状のスリット21のスリット端を検出してか
ら、当該スリット21の中心まで進むに必要なマガジンモ
ータ３の駆動パルス数を所定のメモリ８に設定する。こ
のセンタリングパルス数は、予め記憶しておく。ステッ
プ116ではトラックTrBにおける細溝形状のスリット22の
スリット端を検出してから当該スリット22の中心まで進
むに必要なセンタリングパルス数を所定のメモリ８に設
定する。

次に、ステップ117では、上記ステップ115又は116で
設定されたパルス数に従い、マガジンモータ３を微速駆
動してスリット21又は22の中央位置にマガジン１を進め
るセンタリング処理を行う。次に、ステップ118でマガ
ジンモータ３を停止させる。ステップ119では、４つの
トラックTrA〜TrDのスリット21〜24により与えられるア
ドレスコード信号をフォトダイオード16A〜16Dから読み
込み、目標とした割出し位置のアドレスとの一致を確認
し、処理100を終了する。

以上説明した実施例では、最外周及び二列目の２つの
トラックTrA,TrBに位置決め信号にも兼用する幅狭の細
溝形状スリット21,22を配置したが、割出し位置の個数
によっては最外周のトラックTrAにのみ細溝形状スリッ
トを設けるようにすることができる。

第６図はその一例を示すスリット板30の平面図であ
り、第７図はアドレスコードを示す図である。この実施
例では、割出し位置が８箇所P1〜P8とされ、４ビットの
アドレス信号により符号化されている。割出し位置P1〜
P8が８箇所であれば３ビットで済むかに思われるかも知
れないが、全てのビットが０となるコードは、スリット
板30上にスリットが全く存在しないことになり、割出し
位置ではなくスリットの存在しないブランクの位置と区
別できないので使用できない。従って、アドレスコード
には最小限４ビットが必要であり、その４ビットのう
ち、最外周のトラックTrAに対応するビットが特定ビッ
トとされ、必ず１となるように符号化されている。そし
て、第６図に示す様に、最外周の１列のトラックTrAに
形成されたスリット31のみ、幅狭の細溝形状のスリット
に形成されており、内周側の他の３列のトラックTrB,Tr
C,TrDのスリット32,33,34からなるスリット群は、円形
孔形状に形成されている。最内周のトラックTrEに減速
信号用の円弧形状スリット35が設けられていることは前
記実施例と同じである。第８の割出し位置P8では、アド
レス信号を与えるスリットとして細溝形状のスリット31
のみが一つ存在する。

最外周のトラックTrAに形成された細溝形状のスリッ
ト31を検出した信号を、アドレスコード信号として用い
ると共に、割出し位置決め信号として用いることは前記
実施例と同じである。本実施例では、最外周のトラック
TrAにのみ割出し位置決め信号を与える細溝形状スリッ
ト31が存在するので、第５図のステップ114に相当する
判別処理が不要になり、それだけCPU6の処理が簡単にな
る。

以上説明したようにいずれの実施例においても、アド
レスコード信号を与えるスリットと割出し位置決め信号
を与えるスリットとを同一のスリット21,22,31により兼
用しているので、割出し位置決めに必要な信号のビット
数が１ビット減少し、光センサ11での処理信号数が少な
くなり、調整もそれだけ容易になる。

また、割出し位置決め信号を与えるスリット21,22,31
が最外周のトラックTrA若しくは二列目のトラックTrBに
配置されているので、光センサ11に対するスリット21,2
2,31の相対的な移動距離が大きくなり、回転割出し位置
の精度を向上することができる。

さらに、最終的な回転割出し精度に関係するのは割出
し位置決め信号として用いられる幅狭の細溝形状スリッ
ト21,22,31のみであるから、細溝形状スリット21,22,31
のみ高精度に形成すればよく、他のスリット23〜25,32
〜35には精度を要求されないのでスリット板10,30の製
作が容易になる。

「発明の効果」 本発明は、上記の構成を有し最も外周側に設けられた
幅狭のスリットによる信号をアドレスコード信号と割出
し位置決め信号とに兼用するようにしたものであるか
ら、割出し位置決めのために必要な信号数を減少するこ
とができ、光学的回転割出し位置検出装置のセンサ，ワ
イヤハーネス等の構造をそれだけ簡易にし廉価に提供で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は回転割出し位置
検出装置の要部を模式的に示す斜視図、第２図はATC装
置への適用例を示すブロック図、第３図はスリット板を
示す平面図、第４図はアドレスコードを示す図、第５図
はCPUでの処理を示すフローチャート、第６図は第２の
実施例であるスリット板を示す平面図、第７図はそのア
ドレスコードを示す図である。 10…スリット板、11…光センサ、14…固定補助スリット
板、16A〜16E…フォトダイオード、21,22,31…幅狭の細
溝形状スリット、23,24,32,33,34…円形孔形状スリッ
ト、25,35…減速信号用の円弧形状スリット。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の回転割出し位置を有し、その各割出
   し位置に、当該割出し位置のアドレスを符号化したアド
   レスコードの各ビットに対応して形成されたスリット群
   が放射状かつ同心円状に設けられた光学的回転割出し位
   置検出装置用スリット板において、 前記スリット板の最外周、もしくは前記スリット板の最
   外周と最外周より二列目とに、前記回転割出し位置アド
   レスコードの内の前者においては一種類、後者において
   は二種類の特定ビットを表すスリットを、円周上の各割
   出し位置に、前記特定ビットを表すスリットの内、前記
   最外周と最外周より二列目とのいずれかが存在するよう
   に配列形成し、 それらのスリット列より前記円周の中心に向かって前記
   特定ビットと異なるビットのアドレスコードを表すスリ
   ット群を任意の順序で同心円状に配列形成するととも
   に、 前記特定ビットを表すスリットの当該スリットから前記
   スリット板の中心への方向に対し垂直な方向における幅
   を、他のビットを表すスリットよりも幅狭に形成してな
   り、 最外周にスリットの存在する時はそのスリットを通過す
   る光により、存在しない時は最外周より二列目のスリッ
   トを通過する光によって、各割出し位置の検出を行わせ
   るとともに、それらのスリットとそれらのスリットの内
   周に配列された他のスリットとを通過する光に基づき、
   共同して各割出し位置のアドレスの検出を行わせるよう
   にしたこと を特徴とする光学的回転割出し位置検出装置用スリット
   板。