JP4134348B2 - 電動アクチュエータおよびその制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気駆動源の駆動力を、駆動力伝達手段を介して移動手段に伝達することにより移動手段を移動させる電動アクチュエータおよびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ワーク等を搬送する手段として、電動アクチュエータが広く用いられている。
【０００３】
図１５に示すように、この電動アクチュエータ１は、電気駆動源であるモータ２の駆動作用下に、駆動力伝達手段３（例えば、ボールねじ軸、タイミングベルト等）を介して、図示しないガイド部（例えば、リニアガイドレール、ガイドブロック等）に沿って搬送テーブル等を含むスライダ４を変位させることにより、スライダ４に載置されたワーク等を所定位置に搬送するものである。
【０００４】
このスライダ４を変位させるために、すなわち、スライダ４の移動を制御するために、制御部５では、エンコーダ６によるスライダ４の位置情報と、電動アクチュエータ１が搭載される装置等を統合して制御するＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）７からの指令とに基づいて、モータ２に駆動信号を出力している。なお、図１５中、参照符号８は制御部５を動作させ且つモータ２を駆動させるための電源を示す。
【０００５】
ところで、この電動アクチュエータ１では、スライダ４の移動条件の設定、すなわち停止位置、速度および加速度の条件を設定する際、外部入力手段９、例えば、ティーチングボックスやＰＣ（パーソナルコンピュータ）等から使用者が数値データとして入力する必要がある。これらの移動条件は、図１６に示すように、ステップＳ１０１における停止位置の条件、および、ステップＳ１０２における速度および加速度の条件が数値データとして入力されることにより設定される。
【０００６】
次いで、ステップＳ１０３でＰＬＣ７および制御部５を介してスライダ４を試運転した後、ステップＳ１０４において、前記試運転の移動状態が適切か否かを判定する。すなわち、電動アクチュエータ１の使用者が、前記試運転の移動状態を確認して、その移動状態が適切であるか否かを判定する。この移動状態が適切であると判定したときは｛ステップＳ１０４のＹＥＳ（肯定）｝、ステップＳ１０５の電動アクチュエータ１の本運転に移行する。
【０００７】
一方、前記試運転の移動状態が適切でないと判定したときは｛ステップＳ１０４のＮＯ（否定）｝、ステップＳ１０２に戻り、前述したＳ１０２からステップＳ１０３までの作業を再度行う。そして、スライダ４の移動状態が適切であると判定するまで（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、停止位置、速度および加速度の条件を設定するための作業が繰り返し行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した電動アクチュエータ１では、ティーチングボックスやＰＣ等の外部入力手段９からスライダ４の停止位置の条件を設定する場合には、電動アクチュエータ１の使用者が、予めスライダ４の停止位置間の移動距離を測定し、または、エンコーダ６からの位置情報（出力パルス数）に基づきスライダ４の停止位置間の移動距離を算出して、これらの値を数値データとして入力している。また、速度および加速度の条件を設定する場合には、所望の数値データをそれぞれ入力して、スライダ４の試運転の移動状態を確認した後、適切でないときには該数値データを変更して異なる数値データを再度入力する必要がある。このように、前記各条件を設定する作業は、数値データの入力作業と試運転の移動状態の確認作業を数回にわたり行うことになり、極めて煩雑となっている。
【０００９】
さらに、電動アクチュエータ１では、スライダ４の停止位置を制御するために、エンコーダ６からの位置情報に基づいて制御しているが、この停止位置の位置決め精度は、エンコーダ６の分解能、すなわち、単位動作距離当たりの出力パルス数による精度までしか得ることができない。従って、より高精度な位置決め制御が必要な場合には、エンコーダ６とは異なるより高分解能のエンコーダを用い、且つ、駆動力伝達手段３としてより高精度なボールねじ軸等を用いる必要がある。その結果、電動アクチュエータ１のコストが増大することになる。
【００１０】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、電動アクチュエータの移動条件の設定を容易に行うことを可能とし、且つ廉価な構成により移動手段の停止位置の位置決め精度を向上させることを可能とする電動アクチュエータおよびその制御方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動アクチュエータは、電気駆動源の駆動力により移動する移動手段を備える電動アクチュエータであって、前記移動手段の始点と終点の相対的停止位置を調節する少なくとも１つの位置決め手段と、前記移動手段の前記始点と前記終点間の位置情報を検出する位置情報検出器と、前記移動手段の等速移動の速度を設定するための速度調節器および前記移動手段の加速度移動の加速度を設定するための加速度調節器と、前記移動手段の前記始点と前記終点間における移動距離を学習する学習部を備える制御盤と、前記学習部を動作させるための学習動作用操作子と、を有し、前記移動手段の停止位置の条件は、前記位置決め手段の位置調節により設定されるとともに、前記学習動作用操作子の操作に応じた前記制御盤の指令により、前記学習部が前記移動手段の移動距離を学習して、前記移動手段の等速移動の速度条件および加速度移動の加速度条件は、前記速度調節器および前記加速度調節器により設定されて、前記制御盤は、前記位置情報検出器からの位置情報と、前記速度調節器により設定された速度および前記加速度調節器により設定された加速度と、前記学習部により学習された前記移動手段の移動距離とに基づき前記電気駆動源に駆動信号を出力して、前記移動手段を移動させるとともに、前記始点または前記終点に当接させるときには前記等速移動の速度より低い速度に制御して前記移動手段を前記位置決め手段に押し付けて位置決めすることを特徴とする（請求項１の発明）。
【００１２】
この場合、前記電気駆動源は、ステッピングモータ、あるいは、ＤＣモータ、ＡＣモータまたはリニアモータのいずれか１つであるとよい（請求項２の発明）。
【００１３】
本発明の電動アクチュエータによれば、移動手段の移動条件である停止位置は位置決め手段の位置調節により設定され、且つ速度および加速度は、電動アクチュエータの使用者が移動手段の移動状態を確認しながら速度調節器および加速度調節器を操作することにより設定されるので、従来技術のように数値データをその都度入力するという煩雑な作業が不要となり、電動アクチュエータの使用者が容易に且つ確実に前記各移動条件を設定することができる。
【００１４】
また、移動手段の移動距離を学習させ、この学習結果と、等速移動の速度および加速度移動の加速度とに基づいて移動手段を移動させるとともに、該移動手段の始点または終点に当接させるときには前記等速移動の速度より低い速度に制御して移動手段を位置決めするようにしている。その結果、移動手段を正確に位置決めさせることができる。
【００１５】
さらに、移動手段の位置決め精度は位置決め手段に当接することによって決まるので、高分解能、高価な位置情報検出器や駆動力伝達手段を用いなくとも、比較的廉価な位置情報検出器や駆動力伝達手段によって精度よく移動手段を位置決めすることができる。
【００１６】
また、本発明において、前記位置決め手段は、前記移動手段が該位置決め手段に当接する際の衝撃を緩和するための衝撃緩衝部を含むとよい（請求項３の発明）。これにより、移動手段が位置決め手段に当接する際の衝撃をより緩和することが可能となる。
【００１７】
さらに、本発明の電動アクチュエータの制御方法は、電気駆動源の駆動力により駆動力伝達手段を介して移動する移動手段を備える電動アクチュエータの制御方法であって、前記電動アクチュエータは、前記移動手段の始点と終点の相対的停止位置を調節する少なくとも１つの位置決め手段と、前記移動手段の位置情報を検出する位置情報検出器と、前記移動手段の等速移動の速度を設定するための速度調節器および前記移動手段の加速度移動の加速度を設定するための加速度調節器と、前記移動手段の前記始点と前記終点間における移動距離を学習する学習部を備える制御盤と、前記学習部を動作させるための学習動作用操作子と、を有し、前記位置決め手段の位置調節により前記移動手段の停止位置を設定するステップと、前記学習動作用操作子の操作に応じた前記制御盤の指令により、前記学習部が前記移動手段の移動距離を学習するステップと、前記速度調節器および前記加速度調節器の操作により、前記移動手段の等速移動の速度条件および加速度移動の加速度条件を設定するステップと、からなり、前記制御盤は、前記位置情報検出器からの位置情報と、前記速度調節器により設定された速度および前記加速度調節器により設定された加速度と、前記学習部により学習された移動距離とに基づき前記電気駆動源に駆動信号を出力して、前記移動手段を移動させるとともに、前記始点または前記終点に当接させるときには前記等速移動の速度より低い速度に制御して前記移動手段を前記位置決め手段に押し付けて位置決めすることを特徴とする（請求項４の発明）。
【００１８】
本発明の電動アクチュエータの制御方法によれば、移動手段の移動条件である停止位置は位置決め手段の位置調節により設定され、且つ速度および加速度は、電動アクチュエータの使用者が移動手段の移動状態を確認しながら速度調節器および加速度調節器を操作することにより設定されるので、従来技術のように数値データをその都度入力するという煩雑な作業が不要となり、電動アクチュエータの使用者が容易に且つ確実に前記各移動条件を設定することができる。
【００１９】
また、移動手段の移動距離を学習させ、この学習結果と、等速移動および加速度移動とに基づいて移動手段を移動させるとともに、該移動手段の始点または終点に当接させるときには前記等速移動の速度より低い速度に制御して移動手段を位置決めするようにしている。その結果、移動手段を正確に位置決めさせることができる。
【００２０】
さらに、本発明の電動アクチュエータの制御方法では、前記位置情報検出器からの位置情報に基づく前記制御盤からの指令により、前記始点と前記終点間における中間位置に前記移動手段を停止させるようにしている（請求項５の発明）。これにより、移動手段が始点または終点に当接して停止する位置のみならず、前記始点と前記終点間における任意の位置に停止させることが可能となり、例えば、ワーク等の移動作業または搬送作業の自由度を向上させることができる。
【００２１】
さらにまた、本発明の電動アクチュエータの制御方法では、前記制御盤は、前記位置情報検出器からの位置情報により算出された前記移動手段の移動距離と、前記移動手段の速度とを監視して、前記移動手段が前記始点または前記終点に当接した後、監視された移動手段の移動距離が前記学習部により学習された移動距離に達したと判定したとき、または、前記学習部により学習された移動距離に達していないと判定し且つ前記移動手段の速度が所定の速度以下のときには、前記電気駆動源に出力する駆動信号を制限するようにしている（請求項６の発明）。これにより、移動手段が始点または終点に当接した後に電気駆動源の過トルクの発生が回避され、その結果、電気駆動源、駆動力伝達手段、始点および終点等にかかる過度の負荷が阻止されるので、電動アクチュエータの耐久性を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明の電動アクチュエータの制御方法では、前記電気駆動源にはモータを用い、前記制御盤は、前記位置情報検出器からの位置情報により算出された前記移動手段の移動距離を監視して、前記移動手段が前記始点または前記終点に当接した後、前記駆動信号と、監視された前記移動手段の移動距離との偏差が所定の範囲を超えたときには、前記偏差をリセットするようにしている（請求項７の発明）。これにより、移動手段が始点または終点に当接した後、制御盤からの指令により出力される駆動信号と、位置情報検出器により監視された前記移動手段の移動距離とに偏差が生じた場合、その偏差が所定の範囲を超えたときには、前記各移動距離による位置情報をリセットするので、移動手段の停止位置における位置決め精度を向上させることができるとともに、電気駆動源、駆動力伝達手段、始点および終点等にかかる過度の負荷が阻止され、電動アクチュエータの耐久性をさらに向上させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電動アクチュエータおよびその制御方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２５】
図１および図２において、参照符号２０は、本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータを示す。
【００２６】
この電動アクチュエータ２０は、ワーク等を移動または搬送するための移動手段であるスライダ２２と、駆動軸２４を含む電気駆動源であるモータ２６と、駆動軸２４に嵌入されたギア部２８ａを介してモータ２６の駆動力をスライダ２２に伝達する駆動力伝達手段であるタイミングベルト３０と、スライダ２２の始点と終点の相対的停止位置を調節するストッパボルト３２をそれぞれ含む位置決め手段であるストッパ３４ａおよび３４ｂと、スライダ２２の移動の制御を含み電動アクチュエータ２０を統合して制御する制御盤３６とから構成される。
【００２７】
この場合、モータ２６は、例えば、スライダ２２の位置情報を検出するための位置情報検出器であるエンコーダ３８を含むステッピングモータを用いている。あるいは、モータ２６は、所謂、サーボ機構を有するブラシレスＤＣ（直流）モータ、ブラシ付きＤＣモータ、ＡＣ（交流）モータまたはリニアモータ等を用いてもよい。
【００２８】
また、このストッパ３４ａおよび３４ｂは、例えば、衝撃緩衝部としての図示しないスプリング等の弾性部材やエアシリンダ等の流体圧機器に使用されるエアクッション等を含むようにすると好適である。スライダ２２にかかる衝撃をより緩和するためである。
【００２９】
なお、この実施の形態では、ストッパ３４ａおよび３４ｂは、スライダ２２の停止位置の調節を可能とするストッパボルト３２を含んだ場合を例示しているが、ストッパ３４ａまたは３４ｂのいずれか一方に、例えば、調節不要な固定式ストッパ部を設けてもよい。また、本実施の形態において、スライダ２２の始点と終点の相対的停止位置を調節するとは、例えば、始点としてのストッパ３４ａを固定式ストッパ部または調節可能とし、終点としてのストッパ３４ｂを調節可能または固定式ストッパ部とした場合、および、これらのストッパ３４ａ、３４ｂの両方を調節可能とした場合を含むものとする。
【００３０】
スライダ２２は、ワーク等を載置するためのテーブル４０と、タイミングベルト３０を挟持するためのベルト保持部４２と、ストッパ３４ａおよび３４ｂにそれぞれ当接してテーブル４０の端面の摩耗を回避させるための端面プレート４４ａおよび４４ｂとを有する。さらに、スライダ２２は、スライダ２２の移動方向（図１中に示す矢印ＸおよびＹ方向）に沿って配置されるメインフレーム４６およびサブフレーム４８と、メインフレーム４６およびサブフレーム４８の両端部に固着されるエンドブロック５０ａおよび５０ｂとにより形成される構造体の内側に取り付けられたガイドレール５２によって摺動自在に支持される。
【００３１】
モータ２６は、エンドブロック５０ａに固着されて、且つエンドブロック５０ａから外方に延在するブラケット５４上に取り付けられ、筐体５６により囲繞される。なお、筐体５６は、例えば、図示しないボルト等により、ブラケット５４に着脱自在に取り付けられる。
【００３２】
制御盤３６は、例えば、図示しないボルト等により、筐体５６に着脱自在に取り付けられる。あるいは、ブラケット５４に着脱自在に取り付けるようにしてもよい。
【００３３】
タイミングベルト３０は、長円状に取り付けられ、一方の長円端部が、モータ２６の駆動軸２４に嵌入されたギア部２８ａに係合され、他方の長円端部が、エンドブロック５０ｂ内において軸２５により回転自在に支持されるギア部２８ｂに係合される。このタイミングベルト３０の一部分が、スライダ２２のベルト保持部４２により挟持される。
【００３４】
なお、図２において、参照符号７は電動アクチュエータ２０が搭載される装置等を統合して制御するためのＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）を示し、参照符号８は制御盤３６を動作させ且つモータ２６を駆動させるための電源を示す。
【００３５】
本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータ２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に図３および図４を参照しながら、制御盤３６のシステム構成について説明する。
【００３６】
制御盤３６は、電動アクチュエータ２０内における制御、比較、判断、演算および計時等の各機能を有し、これらを統合して処理するためのマイクロコンピュータ６０と、マイクロコンピュータ６０とＰＬＣ７との間で信号を送受するために、フォトカプラ等により接続された入出力部６２と、電源８から供給される、例えば、ＰＬＣ７の動作電圧と同じ直流電圧２４［Ｖ］から、マイクロコンピュータ６０その他の動作電圧である直流電圧５［Ｖ］に変換するコンバータ６４と、モータ２６を駆動させるためにマイクロコンピュータ６０から出力される駆動信号を増幅する駆動回路部６６とを有する。
【００３７】
また、制御盤３６は、使用者によって設定される条件等が入力される操作部６８と、設定された条件や電動アクチュエータ２０の動作状態等を表示するために、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やランプ等からなる表示部７０と、操作部６８から入力された設定条件等を記憶し、必要に応じてマイクロコンピュータ６０に読み出すためにＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等からなる記憶部７２と、ティーチングボックスやＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の外部入力手段９とのインタフェースである通信部７４とを有する。なお、マイクロコンピュータ６０と記憶部７２とにより学習部が構成される。
【００３８】
さらに、図４に示すように、操作部６８は、スライダ２２の移動条件である速度を設定するための速度調節器（例えば、一般的なボリューム、あるいはステップ状に調節可能なボリューム等から構成される。）８０と、スライダ２２の移動条件である加速度を設定するための加速度調節器（例えば、一般的なボリューム、あるいはステップ状に調節可能なボリューム等から構成される。）８２と、ストッパ３４ａと３４ｂとの間におけるスライダ２２の移動距離を学習させるために、スライダ２２を所定の速度で移動させる学習動作用操作子（例えば、押しボタン等から構成される。）８４と、モータ２６を手動操作によって駆動させることにより、スライダ２２を任意に移動させるための正転操作子８５および逆転操作子８６とを有する。スライダ２２は、この正転操作子８５により、例えば、図１に示す矢印Ｘ方向に移動し、一方、逆転操作子８６により、例えば、図１に示す矢印Ｙ方向に移動する。
【００３９】
なお、この第１の実施の形態では、速度調節器８０は１００〜１０００［ｍｍ／ｓｅｃ．（秒）］の範囲で調節可能とし、加速度調節器８２は０．１〜０．５［Ｇ］の範囲で調節可能として、それぞれ目盛りを設けている。この速度調節器８０および加速度調節器８２の調節可能範囲は任意に設定できることは勿論である。また、前記各操作子８４、８５および８６は、ＬＥＤ等を内蔵し、各操作子８４、８５および８６が動作状態のとき点灯し、動作状態であることを表示する。
【００４０】
さらに、第１の実施の形態では、操作部６８が速度調節器８０および加速度調節器８２を設けた場合を例示しているが、速度調節器８０または加速度調節器８２のいずれか一方のみを設けてもよい。そこで、例えば、加速度調節器８２のみを設けた場合には、スライダ２２の速度条件は、予めマイクロコンピュータ６０により一定の値として設定される。この場合、前記速度条件は、電動アクチュエータ２０の許容最高速度に設定し、加速度調節器８２の調節のみによってより短時間にスライダ２２を移動させる場合等に適用される。
【００４１】
表示部７０は、制御盤３６の電源が投入されているときに表示する電源表示８８と、電動アクチュエータ２０において、例えば、スライダ２２が所定の停止位置以外で停止する等の異常が発生したときに表示する警報表示９０と、スライダ２２が正常に移動し所定の停止位置に位置決めされたときに表示する位置完了表示９２とを有する。これらの各表示はＬＥＤあるいはランプ等の点灯により表示される。
【００４２】
なお、図４において、参照符号９４は、外部から通信部７４に接続するためのコネクタを示し、参照符号９６は、操作部６８に代替した機能を有する外部操作部９８（図７参照）等を設ける場合に接続するコネクタを示す。
【００４３】
続いて、以上のように構成される電動アクチュエータ２０の動作並びに作用効果について、その制御方法との関係において説明する。
【００４４】
先ず、図５を参照しながら、電動アクチュエータ２０の各移動条件の設定および本運転への移行について説明する。
【００４５】
ステップＳ１では、ストッパ３４ａおよび３４ｂによりスライダ２２の移動距離が設定される。すなわち、電動アクチュエータ２０の使用者が、ストッパ３４ａと３４ｂに備えられた各ストッパボルト３２を巻き締めるか、または、巻き緩めるかによって、スライダ２２の停止位置が調節されて、設定される。
【００４６】
ステップＳ２では、電動アクチュエータ２０の使用者が、学習動作用操作子８４を操作することにより、スライダ２２が所定の学習動作モードで移動される（例えば、所定の一定速度で、１または数往復移動される）。すなわち、学習動作用操作子８４が操作されると、マイクロコンピュータ６０から駆動回路部６６を経てモータ２６に駆動信号が送出されて、スライダ２２が所定の一定速度で移動される。そして、スライダ２２がストッパ３４ａと３４ｂ間で移動している間に、制御盤３６のマイクロコンピュータ６０では、エンコーダ３８から出力される位置情報（出力パルス数）に基づきスライダ２２のストッパ３４ａと３４ｂとによる停止位置間の移動距離が算出されて、学習される。この学習された移動距離が記憶部７２に記憶される。
【００４７】
ステップＳ３では、電動アクチュエータ２０の使用者が、速度調節器８０または（および）加速度調節器８２を操作することにより、前記速度または（および）加速度が所望の値に調節されて、制御盤３６の記憶部７２に設定される。
【００４８】
ステップＳ４では、電動アクチュエータ２０が搭載される装置等を統合して制御するためのＰＬＣ７からの指令、例えば、電動アクチュエータ２０の使用者が、前記装置等の図示しない制御盤のマニュアル操作ボタン等を操作することによる動作指令に基づき、スライダ２２の試運転が行われる。または、操作部６８の正転操作子８５および逆転操作子８６の手動操作によりスライダ２２の試運転を行うようにしてもよい。
【００４９】
ステップＳ５では、電動アクチュエータ２０の使用者が、ステップＳ４におけるスライダ２２の試運転の移動状態が所望の移動状態に対して適切であるか否かを判定する。この移動状態が適切であると判定されたときは｛ステップＳ５のＹＥＳ（肯定）｝、ステップＳ６の電動アクチュエータ２０の本運転に移行する。一方、前記移動状態が適切でないと判定されたときは｛ステップＳ５のＮＯ（否定）｝、ステップＳ３に戻され、再度ステップＳ３〜Ｓ５が行われる。
【００５０】
すなわち、ステップＳ３において、電動アクチュエータ２０の使用者が、速度調節器８０または（および）加速度調節器８２を操作することにより、前記速度または（および）加速度が再度調節されて、制御盤３６の記憶部７２に設定される。次いで、ステップＳ４おいて、スライダ２２の試運転が行われ、ステップＳ５において、前記試運転の移動状態が適切であるか否かが判定される。そして、ステップＳ５での判定がＹＥＳとなれば、電動アクチュエータ２０の本運転であるステップＳ６に移行される。
【００５１】
このように、電動アクチュエータ２０の使用者が、必要に応じて速度調節器８０または（および）加速度調節器８２を操作することにより、速度または（および）加速度を所望の値にそれぞれ調節して、スライダ２２の試運転によりその移動状態を確認しながら等速移動の速度条件または（および）加速度移動の加速度条件を設定し、あるいは、変更することが可能となる。これにより、スライダ２２の移動距離等を予め測定し、且つその数値データ等をその都度入力するというような煩雑な作業が不要となり、電動アクチュエータ２０の使用者は、スライダ２２の移動状態を確認しながら容易にその移動条件を設定し、あるいは、変更することができる。
【００５２】
ステップＳ６では、制御盤３６において制御されるモータ２６、タイミングベルト３０またはスライダ２２等の保護制御（例えば、過トルク回避制御等）を含み、電動アクチュエータ２０が搭載される装置等との関連において、基本的にはＰＬＣ７からの制御プログラム等の指令に基づき電動アクチュエータ２０が本運転される。
【００５３】
次に、図６を参照しながら、ストッパ３４ａと３４ｂ間の任意の少なくとも一地点（以下、中間点という。）に、電動アクチュエータ２０におけるスライダ２２を停止させる場合の設定について説明する。なお、図５における動作説明と同一のステップには同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
この場合、ステップＳ１１において、モータ２６の停止状態、すなわちロック状態を解放とし、電動アクチュエータ２０の使用者が、例えば、ストッパ３４ａにスライダ２２を当接させた位置から、手動操作等によりスライダ２２を任意の位置に移動させて停止させる。この移動および停止の間に、マイクロコンピュータ６０では、エンコーダ３８からの位置情報に基づき、スライダ２２の移動距離、すなわち中間点の停止位置が算出される。この算出された移動距離が記憶部７２に記憶される。これにより、ストッパ３４ａおよび３４ｂ間における任意の中間点に、スライダ２２を停止させるための設定を行うことが可能となる。
【００５５】
続いて、図７を参照しながら、スライダ２２の移動条件を外部操作部９８から設定する場合について説明する。
【００５６】
この場合、外部操作部９８は、制御盤３６に設けられたコネクタ９６（図４参照）を介して接続される。この外部操作部９８は、図４に示す操作部６８に代替した構成要素および機能を有し、スライダ２２の停止位置、等速移動の速度または（および）加速度移動の加速度等の各移動条件を設定する。従って、この場合には、制御盤３６に操作部６８を設けなくてもよい。これにより、電動アクチュエータ２０の使用者が、遠隔操作によってスライダ２２の前記各移動条件を設定することが可能となる。
【００５７】
次に、前述したステップＳ６（図５参照）における電動アクチュエータ２０の本運転の制御について説明する。なお、ここでは、スライダ２２が一方のストッパ３４ａによる停止位置から、他方のストッパ３４ｂによる停止位置まで移動する例として説明する。
【００５８】
図８に示すように、制御盤３６のマイクロコンピュータ６０の指令により、スライダ２２は、時点ｔ１〜ｔ２間では、前述したステップＳ３（図５参照）において設定された所定の加速度（または、予めマイクロコンピュータ６０あるいはＰＬＣ７により設定されている一定の加速度）で等加速度移動（加速移動）され、時点ｔ２〜ｔ３間では、前記と同様に設定された所定の速度（または、予めマイクロコンピュータ６０あるいはＰＬＣ７により設定されている一定の速度）で等速移動される。さらに、スライダ２２は、時点ｔ３〜ｔ４間では、前記と同様に設定された所定の加速度（または、予めマイクロコンピュータ６０あるいはＰＬＣ７により設定されている一定の加速度）で等加速度移動（減速移動）され、前述したステップＳ２において学習されたスライダ２２の移動距離に基づき、ストッパ３４ａの位置に対する目標位置であるストッパ３４ｂの位置の手前までの距離、すなわち、偏差ｓ１の距離だけ移動される。
【００５９】
そして、時点ｔ４において、スライダ２２の移動は、前記等速移動の速度より低い速度での移動に切り替えられ、スライダ２２は偏差ｓ２の距離を移動した後ストッパ３４ａに当接し、押し付けられて位置決めされる。ここで、制御盤３６のマイクロコンピュータ６０は、ストッパ３４ｂの位置、すなわち、目標位置に対応する時点ｔ５に達したと判断すると｛換言すると、エンコーダ３８からの位置情報に基づき、前述したステップＳ２（図５参照）において学習された移動距離に達したと判断した場合｝、モータ２６に出力する駆動信号を制限する。これと同時に、マイクロコンピュータ６０から、入出力部６２を介してＰＬＣ７に位置決め完了信号が出力されるとともに位置完了表示９２が表示される。
【００６０】
一方、スライダ２２を前述した中間点に停止させる場合には、電動アクチュエータ２０の使用者が、予めＰＬＣ７においてストッパ３４ａおよび３４ｂ間に停止させるための制御プログラムを設定する。この設定された制御プログラムに基づく指令により、マイクロコンピュータ６０は、前述したステップＳ１１（図６参照）において記憶部７２に記憶された中間点の位置にスライダ２２を停止させるために、駆動回路部６６に出力する駆動信号を制御して、モータ２６を駆動および停止させる。これにより、ストッパ３４ａおよび３４ｂ間において、前記中間点までスライダ２２を移動させ、また、停止させることが可能となる。
【００６１】
なお、ここでは、スライダ２２がストッパ３４ａからストッパ３４ｂまで移動する例、すなわち、図１中の矢印Ｘ方向に移動する例として説明したが、前記とは逆方向であるストッパ３４ｂからストッパ３４ａまで移動する場合、すなわち、図１中の矢印Ｙ方向に移動する場合においても同様に適用できることは勿論である。
【００６２】
続いて、図９を参照しながら、スライダ２２がストッパ３４ａ（または３４ｂ）に当接した後、制御盤３６におけるモータ２６の過トルク発生回避等の保護制御について説明する。
【００６３】
先ず、ステップＳ２０において、制御盤３６のマイクロコンピュータ６０では、スライダ２２の位置が前述した目標位置に対応する時点ｔ５に達したか否かが判定される。スライダ２２が時点ｔ５に達していると判定されたとき（ステップＳ２０のＹＥＳ）、ステップＳ２１に進められる。一方、スライダ２２が時点ｔ５に達していないと判定されたときには（ステップＳ２０のＮＯ）、ステップＳ２２において、スライダ２２の速度が所定の速度以下か否かが判定される。スライダ２２の速度がこの所定の速度以下であれば（ステップＳ２２のＹＥＳ）、ステップＳ２１へ進められ、一方、スライダ２２の速度がこの所定の速度以下でないときには（ステップＳ２２のＮＯ）、再度モータ２６の保護制御のフローが行われる。
【００６４】
ステップＳ２１では、マイクロコンピュータ６０からの指令に基づき駆動回路部６６は、モータ２６に出力する駆動信号を制限する。すなわち、スライダ２２がストッパ３４ａ（または３４ｂ）に実際に当接した後でもモータ２６が駆動されている場合、あるいはガイドレール５２の周辺に塵埃等が溜まりスライダ２２の実際の移動距離が短くなる等の不都合が生じる場合がある。このような場合に、モータ２６の過トルク発生を回避させるために、マイクロコンピュータ６０では、ステップＳ２０における目標位置（時点ｔ５）に対するスライダ２２の位置情報と、ステップＳ２２における前記所定の速度に対するスライダ２２の速度情報とを監視して、駆動回路部６６からモータ２６に出力される出力値を所定の値以下にするように制限している。これにより、モータ２６や、タイミングベルト３０、ストッパ３４ａ、３４ｂ等に過度の負荷がかかることを阻止することができる。
【００６５】
次に、タイミングベルト３０に撓みや過度の張力等が発生したときの保護制御について説明する。
【００６６】
この場合、スライダ２２がストッパ３４ａ（または３４ｂ）に実際に当接した後でもモータ２６がさらに駆動されると、タイミングベルト３０が撓んだ状態や過度に引っ張られた状態になることがある。その結果、タイミングベルト３０にかかる張力が増大する。この張力がモータ２６の駆動力より大きくなると、該張力はモータ２６の駆動方向、例えば、正転方向とは反対方向に作用するために、モータ２６が逆転方向に回転してしまう。一旦モータ２６が逆転方向に回転すると、今度は前記張力がモータ２６の駆動力より小さくなるので、モータ２６は再び正転方向に回転する。
【００６７】
このような状態になると、モータ２６の駆動力とタイミングベルト３０にかかる張力とにより、モータ２６が正転方向および逆転方向の回転を繰り返し、タイミングベルト３０に振動が発生する。その結果、スライダ２２の停止位置がずれてしまうことがある。
【００６８】
前記の状態を回避するために、マイクロコンピュータ６０において、エンコーダ３８の位置情報に基づき算出されたスライダ２２の移動距離を監視して、マイクロコンピュータ６０の指令に基づきモータ２６に出力される駆動信号と、監視されたスライダ２２の前記移動距離との偏差が所定の範囲を超えたか否かによってモータ２６の駆動を制限するようにしている。
【００６９】
すなわち、ステップＳ２３では、前記偏差が所定の範囲を超えたか否かが判定される。そして、マイクロコンピュータ６０では、スライダ２２が前記目標位置に達した後に、前記偏差が所定の範囲を超えていると判定したときには（ステップＳ２３のＹＥＳ）、ステップＳ２４に進められる。
【００７０】
ステップＳ２４では、前記目標位置において、すなわち、スライダ２２がストッパ３４ａ（または３４ｂ）に当接している位置において、前記偏差をリセットし、エンコーダ３８の位置情報に基づき算出されたスライダ２２の移動距離に対応させて、モータ２６に出力する駆動信号を再設定させる。従って、前記所定の範囲は、モータ２６の反転やタイミングベルト３０の振動により、スライダ２２の移動および停止位置に支障がない程度に設定される。
【００７１】
一方、前記偏差が所定の範囲内であるときには（ステップＳ２３のＮＯ）、モータ２６およびタイミングベルト３０の駆動によるスライダ２２の移動および停止位置に支障がないと見なされるので、この所定の範囲内では、マイクロコンピュータ６０において前記偏差にヒステリシスを設け、スライダ２２がストッパ３４ａ（または３４ｂ）に当接した後には、モータ２６を駆動しないようにしている。
【００７２】
ここで、例えば、モータ２６がステッピングモータである場合を例にして説明する。
【００７３】
ステッピングモータは、その内部に有する各励磁相における励磁動作に基づき、該ステッピングモータの回転子が該励磁相の配置位置に応じたステップ角ごとに移動して回転し、または、停止する。すなわち、前記各励磁相を励磁するための論理回路に基づき、ステッピングモータの回転子が前記ステップ角ごとに移動または停止される。従って、このステップ角が前述したモータ２６の回転角に相当する。例えば、一般的な２００相ステッピングモータを１−２相励磁により動作させた場合、ステップ角は０．９°となり、一方向に４００のステップ角を移動させると前記回転子が１回転することになる。
【００７４】
このようなステッピングモータの場合には、エンコーダ３８の位置情報に基づき算出されたスライダ２２の移動距離と前記駆動信号との偏差の所定の範囲は、±１ステップ角とすると好適である。すなわち、この偏差が±１の範囲を超えると、スライダ２２がストッパ３４ａ（または３４ｂ）に実際に当接した後、モータ２６がさらに駆動した場合に、モータ２６の反転やタイミングベルト３０の振動を発生させる可能性があるためである。
【００７５】
これにより、スライダ２２のストッパ３４ａ（または３４ｂ）における位置決め精度が向上されるとともに、モータ２６、タイミングベルト３０およびストッパ３４ａ、３４ｂ等にかかる過度の負荷が阻止される。
【００７６】
続いて、図１０を参照しながら、電動アクチュエータ２０の初期設定であるエンコーダ３８の位置情報とモータ２６の回転角に対応する位置情報との同期処理について説明する。この同期処理は、電動アクチュエータ２０に電源が投入されていないとき、エンコーダ３８の位置情報によるスライダ２２の位置と、モータ２６の回転角に対応するスライダ２２の位置との対応関係が不定となっている可能性があるために行われるものである。なお、ここでは、モータ２６を前述した２００相ステッピングモータとし、１−２相励磁により動作させる場合を例にして説明する。
【００７７】
先ず、ステップＳ３１において、電動アクチュエータ２０の使用者によるＰＬＣ７の操作によって、モータ２６の正転および逆転の動作回数がマイクロコンピュータ６０内の図示しない計時手段にセットされる。この動作回数は、例えば、４〜８回程度が好適である。なお、正転動作および逆転動作におけるモータ２６のステップ角の送り数は、１０ステップ角程度としている。
【００７８】
次いで、ステップＳ３２において、前記動作回数が零か否かが判定される。この動作回数が零でないとき（ステップＳ３２のＮＯ）、ステップＳ３３において、モータ２６の回転モードが正転モードか否かが判定される。モータ２６が正転モードであるとき（ステップＳ３３のＹＥＳ）、ステップＳ３４において、所定のステップ角の送り数に基づきモータ２６が正転動作される（例えば、図１に示す矢印Ｘ方向）。なお、この場合、スライダ２２がストッパ３４ａと３４ｂ間に置かれ、モータ２６は、所謂、オープンループにより制御される。
【００７９】
ステップＳ３４における正転動作が完了すると、ステップＳ３５において、モータ２６の回転モードが逆転モードにセットされる。そして、ステップＳ３６において、前記計時手段にセットされている動作回数が減算された後、ステップＳ３２に戻される。
【００８０】
続いて、ステップＳ３２において、再度動作回数が零か否かが判定される。なお、以下の説明のため、この動作回数が零でないとする（ステップＳ３２のＮＯ）。次いで、ステップＳ３３において、モータ２６の回転モードが正転モードか否かが判定される。ここでは、前述したステップＳ３５において、モータ２６が逆転モードにセットされているため、ステップＳ３３の判定はＮＯとなる。
【００８１】
そして、ステップＳ３７では、ステップＳ３６において所定のステップ角の送り数に基づきモータ２６が逆転動作される（例えば、図１に示す矢印Ｙ方向）。なお、この場合、前述したステップＳ３４における正転動作と同様に、スライダ２２がストッパ３４ａと３４ｂ間に置かれ、モータ２６はオープンループにより制御される。
【００８２】
ステップＳ３７における逆転動作が完了すると、ステップＳ３８において、モータ２６の回転モードが正転モードにセットされる。そして、ステップＳ３６において、前記動作回数がさらに減算された後、ステップＳ３２に戻される。
【００８３】
ステップＳ３２において、動作回数が零のとき（ステップＳ３２のＹＥＳ）、すなわち、ステップＳ３６において動作回数が減算され、前記計時手段にセットされている動作回数が零になったとき、この同期処理の動作フローが終了される。
【００８４】
このように、所定のステップ角の送り数に基づいて、モータ２６の正転動作および逆転動作を交互に行いながら、正転および逆転の動作回数を減算して、零になるまでこの動作を繰り返すようにしている。この間に、マイクロコンピュータ６０では、エンコーダ３８からの位置情報（出力パルス数）と、前記ステップ角との同期処理を行うようにしている。これにより、モータ２６の励磁相によるステップ角とエンコーダ３８の位置情報との対応関係の同期処理を精度よく行うことができる。その結果、モータ２６のステップ角による位置情報によってスライダ２２の移動位置を正確に検出することが可能となり、モータ２６の能力を最大限に活用することができる。これと同時に、モータ２６とエンコーダ３８の接続状態も確認している。
【００８５】
ここで、第１の実施の形態では、移動手段としてスライダ２２を有する電動アクチュエータ２０を例示して説明したが、以下に他の実施の形態について説明する。なお、図１に示す第１の実施の形態に係る電動アクチュエータ２０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００８６】
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る電動アクチュエータ１００を示す。
【００８７】
この場合、移動手段としてのロッド１０２がガイド手段１０４によって摺動自在に支持される。ロッド１０２には、ガイド手段１０４の内部において図示しない当接部材が固着されている。この当接部材が、ガイド手段１０４の内部側に延在するストッパ３４ａおよび３４ｂ間に配置される。
【００８８】
ロッド１０２は、モータ２６の駆動作用下に移動され、前記当接部材がストッパ３４ａおよび３４ｂに当接することによって位置決めされる。
【００８９】
図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る電動アクチュエータ１０６を示す。
【００９０】
この場合、図１１に示す電動アクチュエータ１００に対して、ストッパボルト３２を含むストッパ３４ａおよび３４ｂと、ロッド１０２に固着された当接部材１０８とが、ガイド手段１０４の外部に配置される。
【００９１】
図１３は、本発明の第４の実施の形態に係る電動アクチュエータ１１０を示す。
【００９２】
この場合、移動手段としての回転テーブル１１２が、筐体１１４の内部に設けられたモータ２６の駆動軸２４の端部に回転自在に取り付けられる。また、筐体１１４の内部には、筐体１１４内で摺動自在に支持される摺動ギア１１６ａおよび１１６ｂが対向して配置される（図１４参照）。摺動ギア１１６ａおよび１１６ｂは、モータ２６の駆動軸２４に嵌入されるギア１１８と係合され、モータ２６の駆動作用により摺動する。筐体１１４の一端には、摺動ギア１１６ａおよび１１６ｂの摺動軸上に配置され、摺動ギア１１６ａおよび１１６ｂの端面がそれぞれ当接するようにストッパボルト３２が螺入される。ストッパボルト３２は、筐体１１４に螺入されることによって、摺動ギア１１６ａおよび１１６ｂとの当接位置が調節可能である。
【００９３】
回転テーブル１１２がモータ２６の駆動作用下に回転移動され、ギア１１８に係合する摺動ギア１１６ａまたは１１６ｂが、ストッパボルト３２に当接することによって回転テーブル１１２の回転方向の位置が位置決めされる。
【００９４】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る電動アクチュエータ２０およびその制御方法によれば、スライダ２２の移動条件である停止位置はストッパ３４ａおよび３４ｂの位置調節により設定され、且つその速度および加速度は、電動アクチュエータ２０の使用者がスライダ２２の移動状態を確認しながらそれぞれ速度調節器８０および加速度調節器８２を操作することにより設定されるので、従来技術のような外部入力手段９から数値データをその都度入力するという煩雑な作業が不要となり、電動アクチュエータ２０の使用者が容易に且つ確実にスライダ２２の各移動条件を設定することができる。
【００９５】
また、スライダ２２の移動距離を学習させ、この学習結果に基づいて等速移動の速度および加速度移動の加速度を適宜切り替えながらスライダ２２を移動させるとともに、ストッパ３４ａまたは３４ｂに当接させるときには前記等速移動の速度より低い速度に制御してスライダ２２を位置決めするようにしている。その結果、スライダ２２をストッパ３４ａまたは３４ｂによって正確に位置決めさせることができる。
【００９６】
さらに、スライダ２２の位置決め精度はストッパ３４ａ、３４ｂに当接することによって決まるので、エンコーダ３８に比較して高分解能、エンコーダ３８とは異なる高価なエンコーダ等の位置情報検出器やタイミングベルト３０とは異なるボールねじ軸等の駆動力伝達手段を用いなくとも、比較的廉価なエンコーダ３８やタイミングベルト３０によって精度よくスライダ２２を位置決めすることができる。さらにまた、ストッパ３４ａおよび３４ｂは衝撃緩衝部としての弾性部材やエアクッション等を含むようにしているため、スライダ２２がストッパ３４ａまたは３４ｂに当接する際の衝撃をより緩和させることが可能となる。
【００９７】
さらにまた、スライダ２２の停止位置の条件と等速移動の速度条件または（および）加速度移動の加速度条件は、外部操作部９８の操作により設定するようにしているので、電動アクチュエータ２０の使用者が、スライダ２２の前記各条件を遠隔操作によって設定することもできる。
【００９８】
また、制御盤３６のマイクロコンピュータ６０では、エンコーダ３８からの位置情報により算出されたスライダ２２の移動距離と、スライダ２２の速度とを監視して、スライダ２２がストッパ３４ａまたは３４ｂに当接した後、監視されたスライダ２２の移動距離がマイクロコンピュータ６０における学習結果に基づく移動距離、すなわち、ストッパ３４ａまたは３４ｂの位置に達したと判定したとき、あるいは、前記学習結果に基づく移動距離に達していないと判定し且つスライダ２２の速度が所定の速度以下のときには、駆動回路部６６は、マイクロコンピュータ６０の指令に基づきモータ２６に出力する駆動信号を制限するようにしている。このため、スライダ２２がストッパ３４ａまたは３４ｂに当接した後にモータ２６の過トルクの発生が回避され、その結果、モータ２６、タイミングベルト３０およびストッパ３４ａ、３４ｂ等にかかる過度の負荷が阻止されるので、電動アクチュエータ２０の耐久性を向上させることができる。
【００９９】
さらに、制御盤３６のマイクロコンピュータ６０では、エンコーダ３８からの位置情報により算出されたスライダ２２の移動距離と、モータ２６の回転角に対応する移動距離とを監視して、スライダ２２がストッパ３４ａまたは３４ｂに当接した後、監視されたスライダ２２の移動距離とモータ２６の回転角に対応する移動距離との偏差が所定の範囲を超えたときには、前記偏差をリセットするように制御しているので、スライダ２２のストッパ３４ａおよび３４ｂの停止位置における位置決め精度を向上させることができるとともに、モータ２６、タイミングベルト３０およびストッパ３４ａ、３４ｂ等にかかる過度の負荷が阻止され、電動アクチュエータ２０の耐久性をさらに向上させることができる。
【０１００】
さらにまた、制御盤３６のマイクロコンピュータ６０では、電動アクチュエータ２０の電源を投入した際に、モータ２６をオープンループ制御により正転および逆転を交互に動作させ、エンコーダ３８からの位置情報とモータ２６の回転角に対応する位置情報とを同期させるようにしているので、モータ２６の回転角による位置情報によってスライダ２２の移動位置を正確に検出することが可能となり、その結果、モータ２６の能力を最大限に活用することができる。
【０１０１】
ここで、前記各実施の形態から想到される請求項に記載以外の技術思想について、以下にその作用効果とともに記載する。
【０１０２】
すなわち、電気駆動源の駆動力により移動する移動手段を備える電動アクチュエータであって、前記移動手段の等速移動の速度を設定するための速度調節器または前記移動手段の加速度移動の加速度を設定するための加速度調節器の少なくともいずれか一方と、前記移動手段を任意に移動させるために、前記電気駆動源を作動させる正転操作子および逆転操作子と、前記速度調節器または（および）前記加速度調節器における設定値を特定し、且つ確認するための目盛りと、を設ける。
【０１０３】
この電動アクチュエータは、移動手段の駆動源としてエアシリンダを用いた場合のように、速度調節のための絞り弁（スピードコントロールバルブ）、エアシリンダの終端における加速度調節や衝撃緩和のためのクッションニードル、および、エアシリンダの動作を確認するための方向制御弁のそれぞれに相当する機能を有するものとして、速度調節器、加速度調節器、および、正転操作子と逆転操作子とを設けている。そして、エアシリンダのように容易な取り扱い性を達成する一方、エアシリンダを用いた場合の課題である、高速作動時の移動手段にかかる衝撃のさらなる緩和や、複数のエアシリンダに対して移動条件等を個別に設定する煩雑さ等を解消するものである。
【０１０４】
これにより、この駆動アクチュエータは、エアシリンダを用いた場合と同様に、使用者が移動手段の移動状態を確認しながら速度調節または（および）加速度調節を容易に行うことができる。また、移動手段を任意に移動させるための正転操作子および逆転操作子により、使用者が移動手段の動作を容易に確認することができる。さらに、速度調節器または（および）加速度調節器に目盛りを設けることにより、使用者が各設定値の特定や、確認作業を容易に行うことができる。
【０１０５】
また、ここで記載した技術思想において、前記速度調節器または（および）前記加速度調節器は、ステップ状に調節可能な機構を備える。これにより、複数の電動アクチュエータを調節する場合に、予め同一ステップの目盛り位置に概ね合わせることができるので、使用者が電動アクチュエータの設定を効率的に行うことができる。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【０１０７】
すなわち、従来技術のように数値データをその都度入力するという煩雑な作業が不要となり、電動アクチュエータの使用者が容易に且つ確実に移動手段の各移動条件を設定することができる。
【０１０８】
また、移動手段の移動距離を学習させ、この学習結果に基づいて等速移動の速度および加速度移動の加速度を適宜切り替えながら移動手段を移動させるとともに、該移動手段の始点または終点に当接させるときには前記等速移動の速度より低い速度に制御して移動手段を位置決めするようにしているので、移動手段を正確に位置決めすることができる。
【０１０９】
さらに、位置決め手段は、移動手段が該位置決め手段に当接する際の衝撃を緩和するための衝撃緩衝部を含んでいるので、移動手段が位置決め手段に当接する際の衝撃を緩和することが可能となる。
【０１１０】
さらにまた、高分解能、高価な位置情報検出器や駆動力伝達手段を用いなくとも、比較的廉価な位置情報検出器や駆動力伝達手段によって精度よく移動手段を位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータを電源およびＰＬＣとの関係において示す制御ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの制御盤を詳細に示す制御ブロック図である。
【図４】図３に示す制御盤の正面説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの移動条件の設定および本運転への移行を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの中間点に停止させる場合を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの移動条件の設定を外部操作部より行う場合を示す制御ブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの本運転の移動状態を示す説明図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの保護制御を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの初期設定動作を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る電動アクチュエータの斜視図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る電動アクチュエータの斜視図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係る電動アクチュエータの斜視図である。
【図１４】図１３に示す電動アクチュエータの横断面説明図である。
【図１５】従来技術に係る電動アクチュエータを電源およびＰＬＣとの関係において示す制御ブロック図である。
【図１６】従来技術に係る電動アクチュエータの移動条件の設定および本運転への移行を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
２０、１００、１０６、１１０…電動アクチュエータ
２２…スライダ（移動手段） ２６…モータ（電気駆動源）
３０…タイミングベルト（駆動力伝達手段）
３４ａ、３４ｂ…ストッパ（位置決め手段）
３６…制御盤 ３８…エンコーダ（位置情報検出器）
６０…マイクロコンピュータ ６２…入出力部
６４…コンバータ ６６…駆動回路部
６８…操作部 ７０…表示部
７２…記憶部 ７４…通信部
８０…速度調節器 ８２…加速度調節器
８４…学習動作用操作子 ９８…外部操作部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気駆動源の駆動力を、駆動力伝達手段を介して移動手段に伝達することにより移動手段を移動させる電動アクチュエータおよびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ワーク等を搬送する手段として、電動アクチュエータが広く用いられている。
【０００３】
図１５に示すように、この電動アクチュエータ１は、電気駆動源であるモータ２の駆動作用下に、駆動力伝達手段３（例えば、ボールねじ軸、タイミングベルト等）を介して、図示しないガイド部（例えば、リニアガイドレール、ガイドブロック等）に沿って搬送テーブル等を含むスライダ４を変位させることにより、スライダ４に載置されたワーク等を所定位置に搬送するものである。
【０００４】
このスライダ４を変位させるために、すなわち、スライダ４の移動を制御するために、制御部５では、エンコーダ６によるスライダ４の位置情報と、電動アクチュエータ１が搭載される装置等を統合して制御するＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）７からの指令とに基づいて、モータ２に駆動信号を出力している。なお、図１５中、参照符号８は制御部５を動作させ且つモータ２を駆動させるための電源を示す。
【０００５】
ところで、この電動アクチュエータ１では、スライダ４の移動条件の設定、すなわち停止位置、速度および加速度の条件を設定する際、外部入力手段９、例えば、ティーチングボックスやＰＣ（パーソナルコンピュータ）等から使用者が数値データとして入力する必要がある。これらの移動条件は、図１６に示すように、ステップＳ１０１における停止位置の条件、および、ステップＳ１０２における速度および加速度の条件が数値データとして入力されることにより設定される。
【０００６】
次いで、ステップＳ１０３でＰＬＣ７および制御部５を介してスライダ４を試運転した後、ステップＳ１０４において、前記試運転の移動状態が適切か否かを判定する。すなわち、電動アクチュエータ１の使用者が、前記試運転の移動状態を確認して、その移動状態が適切であるか否かを判定する。この移動状態が適切であると判定したときは｛ステップＳ１０４のＹＥＳ（肯定）｝、ステップＳ１０５の電動アクチュエータ１の本運転に移行する。
【０００７】
一方、前記試運転の移動状態が適切でないと判定したときは｛ステップＳ１０４のＮＯ（否定）｝、ステップＳ１０２に戻り、前述したＳ１０２からステップＳ１０３までの作業を再度行う。そして、スライダ４の移動状態が適切であると判定するまで（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、停止位置、速度および加速度の条件を設定するための作業が繰り返し行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した電動アクチュエータ１では、ティーチングボックスやＰＣ等の外部入力手段９からスライダ４の停止位置の条件を設定する場合には、電動アクチュエータ１の使用者が、予めスライダ４の停止位置間の移動距離を測定し、または、エンコーダ６からの位置情報（出力パルス数）に基づきスライダ４の停止位置間の移動距離を算出して、これらの値を数値データとして入力している。また、速度および加速度の条件を設定する場合には、所望の数値データをそれぞれ入力して、スライダ４の試運転の移動状態を確認した後、適切でないときには該数値データを変更して異なる数値データを再度入力する必要がある。このように、前記各条件を設定する作業は、数値データの入力作業と試運転の移動状態の確認作業を数回にわたり行うことになり、極めて煩雑となっている。
【０００９】
さらに、電動アクチュエータ１では、スライダ４の停止位置を制御するために、エンコーダ６からの位置情報に基づいて制御しているが、この停止位置の位置決め精度は、エンコーダ６の分解能、すなわち、単位動作距離当たりの出力パルス数による精度までしか得ることができない。従って、より高精度な位置決め制御が必要な場合には、エンコーダ６とは異なるより高分解能のエンコーダを用い、且つ、駆動力伝達手段３としてより高精度なボールねじ軸等を用いる必要がある。その結果、電動アクチュエータ１のコストが増大することになる。
【００１０】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、電動アクチュエータの移動条件の設定を容易に行うことを可能とし、且つ廉価な構成により移動手段の停止位置の位置決め精度を向上させることを可能とする電動アクチュエータおよびその制御方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動アクチュエータは、電気駆動源の駆動力により移動する移動手段を備える電動アクチュエータであって、前記移動手段の始点と終点の相対的停止位置を調節する少なくとも１つの位置決め手段と、前記移動手段の前記始点と前記終点間の位置情報を検出する位置情報検出器と、前記移動手段の等速移動の速度を設定するための速度調節器および前記移動手段の加速度移動の加速度を設定するための加速度調節器と、前記移動手段の前記始点と前記終点間における移動距離を学習する学習部を備える制御盤と、前記学習部を動作させるための学習動作用操作子と、を有し、前記移動手段の停止位置の条件は、前記位置決め手段の位置調節により設定されるとともに、前記学習動作用操作子の操作に応じた前記制御盤の指令により、前記学習部が前記移動手段の移動距離を学習して、前記移動手段の等速移動の速度条件および加速度移動の加速度条件は、前記速度調節器および前記加速度調節器により設定されて、前記制御盤は、前記位置情報検出器からの位置情報と、前記速度調節器により設定された速度および前記加速度調節器により設定された加速度と、前記学習部により学習された前記移動手段の移動距離とに基づき前記電気駆動源に駆動信号を出力して、前記移動手段を移動させるとともに、前記始点または前記終点に当接させるときには前記等速移動の速度より低い速度に制御して前記移動手段を前記位置決め手段に押し付けて位置決めすることを特徴とする（請求項１の発明）。
【００１２】
この場合、前記電気駆動源は、ステッピングモータ、あるいは、ＤＣモータ、ＡＣモータまたはリニアモータのいずれか１つであるとよい（請求項２の発明）。
【００１３】
本発明の電動アクチュエータによれば、移動手段の移動条件である停止位置は位置決め手段の位置調節により設定され、且つ速度および加速度は、電動アクチュエータの使用者が移動手段の移動状態を確認しながら速度調節器および加速度調節器を操作することにより設定されるので、従来技術のように数値データをその都度入力するという煩雑な作業が不要となり、電動アクチュエータの使用者が容易に且つ確実に前記各移動条件を設定することができる。
【００１４】
また、移動手段の移動距離を学習させ、この学習結果と、等速移動の速度および加速度移動の加速度とに基づいて移動手段を移動させるとともに、該移動手段の始点または終点に当接させるときには前記等速移動の速度より低い速度に制御して移動手段を位置決めするようにしている。その結果、移動手段を正確に位置決めさせることができる。
【００１５】
さらに、移動手段の位置決め精度は位置決め手段に当接することによって決まるので、高分解能、高価な位置情報検出器や駆動力伝達手段を用いなくとも、比較的廉価な位置情報検出器や駆動力伝達手段によって精度よく移動手段を位置決めすることができる。
【００１６】
また、本発明において、前記位置決め手段は、前記移動手段が該位置決め手段に当接する際の衝撃を緩和するための衝撃緩衝部を含むとよい（請求項３の発明）。これにより、移動手段が位置決め手段に当接する際の衝撃をより緩和することが可能となる。
【００１７】
さらに、本発明の電動アクチュエータの制御方法は、電気駆動源の駆動力により駆動力伝達手段を介して移動する移動手段を備える電動アクチュエータの制御方法であって、前記電動アクチュエータは、前記移動手段の始点と終点の相対的停止位置を調節する少なくとも１つの位置決め手段と、前記移動手段の位置情報を検出する位置情報検出器と、前記移動手段の等速移動の速度を設定するための速度調節器および前記移動手段の加速度移動の加速度を設定するための加速度調節器と、前記移動手段の前記始点と前記終点間における移動距離を学習する学習部を備える制御盤と、前記学習部を動作させるための学習動作用操作子と、を有し、前記位置決め手段の位置調節により前記移動手段の停止位置を設定するステップと、前記学習動作用操作子の操作に応じた前記制御盤の指令により、前記学習部が前記移動手段の移動距離を学習するステップと、前記速度調節器および前記加速度調節器の操作により、前記移動手段の等速移動の速度条件および加速度移動の加速度条件を設定するステップと、からなり、前記制御盤は、前記位置情報検出器からの位置情報と、前記速度調節器により設定された速度および前記加速度調節器により設定された加速度と、前記学習部により学習された移動距離とに基づき前記電気駆動源に駆動信号を出力して、前記移動手段を移動させるとともに、前記始点または前記終点に当接させるときには前記等速移動の速度より低い速度に制御して前記移動手段を前記位置決め手段に押し付けて位置決めすることを特徴とする（請求項４の発明）。
【００１８】
本発明の電動アクチュエータの制御方法によれば、移動手段の移動条件である停止位置は位置決め手段の位置調節により設定され、且つ速度および加速度は、電動アクチュエータの使用者が移動手段の移動状態を確認しながら速度調節器および加速度調節器を操作することにより設定されるので、従来技術のように数値データをその都度入力するという煩雑な作業が不要となり、電動アクチュエータの使用者が容易に且つ確実に前記各移動条件を設定することができる。
【００１９】
また、移動手段の移動距離を学習させ、この学習結果と、等速移動および加速度移動とに基づいて移動手段を移動させるとともに、該移動手段の始点または終点に当接させるときには前記等速移動の速度より低い速度に制御して移動手段を位置決めするようにしている。その結果、移動手段を正確に位置決めさせることができる。
【００２０】
さらに、本発明の電動アクチュエータの制御方法では、前記位置情報検出器からの位置情報に基づく前記制御盤からの指令により、前記始点と前記終点間における中間位置に前記移動手段を停止させるようにしている（請求項５の発明）。これにより、移動手段が始点または終点に当接して停止する位置のみならず、前記始点と前記終点間における任意の位置に停止させることが可能となり、例えば、ワーク等の移動作業または搬送作業の自由度を向上させることができる。
【００２１】
さらにまた、本発明の電動アクチュエータの制御方法では、前記制御盤は、前記位置情報検出器からの位置情報により算出された前記移動手段の移動距離と、前記移動手段の速度とを監視して、前記移動手段が前記始点または前記終点に当接した後、監視された移動手段の移動距離が前記学習部により学習された移動距離に達したと判定したとき、または、前記学習部により学習された移動距離に達していないと判定し且つ前記移動手段の速度が所定の速度以下のときには、前記電気駆動源に出力する駆動信号を制限するようにしている（請求項６の発明）。これにより、移動手段が始点または終点に当接した後に電気駆動源の過トルクの発生が回避され、その結果、電気駆動源、駆動力伝達手段、始点および終点等にかかる過度の負荷が阻止されるので、電動アクチュエータの耐久性を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明の電動アクチュエータの制御方法では、前記電気駆動源にはモータを用い、前記制御盤は、前記位置情報検出器からの位置情報により算出された前記移動手段の移動距離を監視して、前記移動手段が前記始点または前記終点に当接した後、前記駆動信号と、監視された前記移動手段の移動距離との偏差が所定の範囲を超えたときには、前記偏差をリセットするようにしている（請求項７の発明）。これにより、移動手段が始点または終点に当接した後、制御盤からの指令により出力される駆動信号と、位置情報検出器により監視された前記移動手段の移動距離とに偏差が生じた場合、その偏差が所定の範囲を超えたときには、前記各移動距離による位置情報をリセットするので、移動手段の停止位置における位置決め精度を向上させることができるとともに、電気駆動源、駆動力伝達手段、始点および終点等にかかる過度の負荷が阻止され、電動アクチュエータの耐久性をさらに向上させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電動アクチュエータおよびその制御方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２５】
図１および図２において、参照符号２０は、本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータを示す。
【００２６】
この電動アクチュエータ２０は、ワーク等を移動または搬送するための移動手段であるスライダ２２と、駆動軸２４を含む電気駆動源であるモータ２６と、駆動軸２４に嵌入されたギア部２８ａを介してモータ２６の駆動力をスライダ２２に伝達する駆動力伝達手段であるタイミングベルト３０と、スライダ２２の始点と終点の相対的停止位置を調節するストッパボルト３２をそれぞれ含む位置決め手段であるストッパ３４ａおよび３４ｂと、スライダ２２の移動の制御を含み電動アクチュエータ２０を統合して制御する制御盤３６とから構成される。
【００２７】
この場合、モータ２６は、例えば、スライダ２２の位置情報を検出するための位置情報検出器であるエンコーダ３８を含むステッピングモータを用いている。あるいは、モータ２６は、所謂、サーボ機構を有するブラシレスＤＣ（直流）モータ、ブラシ付きＤＣモータ、ＡＣ（交流）モータまたはリニアモータ等を用いてもよい。
【００２８】
また、このストッパ３４ａおよび３４ｂは、例えば、衝撃緩衝部としての図示しないスプリング等の弾性部材やエアシリンダ等の流体圧機器に使用されるエアクッション等を含むようにすると好適である。スライダ２２にかかる衝撃をより緩和するためである。
【００２９】
なお、この実施の形態では、ストッパ３４ａおよび３４ｂは、スライダ２２の停止位置の調節を可能とするストッパボルト３２を含んだ場合を例示しているが、ストッパ３４ａまたは３４ｂのいずれか一方に、例えば、調節不要な固定式ストッパ部を設けてもよい。また、本実施の形態において、スライダ２２の始点と終点の相対的停止位置を調節するとは、例えば、始点としてのストッパ３４ａを固定式ストッパ部または調節可能とし、終点としてのストッパ３４ｂを調節可能または固定式ストッパ部とした場合、および、これらのストッパ３４ａ、３４ｂの両方を調節可能とした場合を含むものとする。
【００３０】
スライダ２２は、ワーク等を載置するためのテーブル４０と、タイミングベルト３０を挟持するためのベルト保持部４２と、ストッパ３４ａおよび３４ｂにそれぞれ当接してテーブル４０の端面の摩耗を回避させるための端面プレート４４ａおよび４４ｂとを有する。さらに、スライダ２２は、スライダ２２の移動方向（図１中に示す矢印ＸおよびＹ方向）に沿って配置されるメインフレーム４６およびサブフレーム４８と、メインフレーム４６およびサブフレーム４８の両端部に固着されるエンドブロック５０ａおよび５０ｂとにより形成される構造体の内側に取り付けられたガイドレール５２によって摺動自在に支持される。
【００３１】
モータ２６は、エンドブロック５０ａに固着されて、且つエンドブロック５０ａから外方に延在するブラケット５４上に取り付けられ、筐体５６により囲繞される。なお、筐体５６は、例えば、図示しないボルト等により、ブラケット５４に着脱自在に取り付けられる。
【００３２】
制御盤３６は、例えば、図示しないボルト等により、筐体５６に着脱自在に取り付けられる。あるいは、ブラケット５４に着脱自在に取り付けるようにしてもよい。
【００３３】
タイミングベルト３０は、長円状に取り付けられ、一方の長円端部が、モータ２６の駆動軸２４に嵌入されたギア部２８ａに係合され、他方の長円端部が、エンドブロック５０ｂ内において軸２５により回転自在に支持されるギア部２８ｂに係合される。このタイミングベルト３０の一部分が、スライダ２２のベルト保持部４２により挟持される。
【００３４】
なお、図２において、参照符号７は電動アクチュエータ２０が搭載される装置等を統合して制御するためのＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）を示し、参照符号８は制御盤３６を動作させ且つモータ２６を駆動させるための電源を示す。
【００３５】
本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータ２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に図３および図４を参照しながら、制御盤３６のシステム構成について説明する。
【００３６】
制御盤３６は、電動アクチュエータ２０内における制御、比較、判断、演算および計時等の各機能を有し、これらを統合して処理するためのマイクロコンピュータ６０と、マイクロコンピュータ６０とＰＬＣ７との間で信号を送受するために、フォトカプラ等により接続された入出力部６２と、電源８から供給される、例えば、ＰＬＣ７の動作電圧と同じ直流電圧２４［Ｖ］から、マイクロコンピュータ６０その他の動作電圧である直流電圧５［Ｖ］に変換するコンバータ６４と、モータ２６を駆動させるためにマイクロコンピュータ６０から出力される駆動信号を増幅する駆動回路部６６とを有する。
【００３７】
また、制御盤３６は、使用者によって設定される条件等が入力される操作部６８と、設定された条件や電動アクチュエータ２０の動作状態等を表示するために、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やランプ等からなる表示部７０と、操作部６８から入力された設定条件等を記憶し、必要に応じてマイクロコンピュータ６０に読み出すためにＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等からなる記憶部７２と、ティーチングボックスやＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の外部入力手段９とのインタフェースである通信部７４とを有する。なお、マイクロコンピュータ６０と記憶部７２とにより学習部が構成される。
【００３８】
さらに、図４に示すように、操作部６８は、スライダ２２の移動条件である速度を設定するための速度調節器（例えば、一般的なボリューム、あるいはステップ状に調節可能なボリューム等から構成される。）８０と、スライダ２２の移動条件である加速度を設定するための加速度調節器（例えば、一般的なボリューム、あるいはステップ状に調節可能なボリューム等から構成される。）８２と、ストッパ３４ａと３４ｂとの間におけるスライダ２２の移動距離を学習させるために、スライダ２２を所定の速度で移動させる学習動作用操作子（例えば、押しボタン等から構成される。）８４と、モータ２６を手動操作によって駆動させることにより、スライダ２２を任意に移動させるための正転操作子８５および逆転操作子８６とを有する。スライダ２２は、この正転操作子８５により、例えば、図１に示す矢印Ｘ方向に移動し、一方、逆転操作子８６により、例えば、図１に示す矢印Ｙ方向に移動する。
【００３９】
なお、この第１の実施の形態では、速度調節器８０は１００〜１０００［ｍｍ／ｓｅｃ．（秒）］の範囲で調節可能とし、加速度調節器８２は０．１〜０．５［Ｇ］の範囲で調節可能として、それぞれ目盛りを設けている。この速度調節器８０および加速度調節器８２の調節可能範囲は任意に設定できることは勿論である。また、前記各操作子８４、８５および８６は、ＬＥＤ等を内蔵し、各操作子８４、８５および８６が動作状態のとき点灯し、動作状態であることを表示する。
【００４０】
さらに、第１の実施の形態では、操作部６８が速度調節器８０および加速度調節器８２を設けた場合を例示しているが、速度調節器８０または加速度調節器８２のいずれか一方のみを設けてもよい。そこで、例えば、加速度調節器８２のみを設けた場合には、スライダ２２の速度条件は、予めマイクロコンピュータ６０により一定の値として設定される。この場合、前記速度条件は、電動アクチュエータ２０の許容最高速度に設定し、加速度調節器８２の調節のみによってより短時間にスライダ２２を移動させる場合等に適用される。
【００４１】
表示部７０は、制御盤３６の電源が投入されているときに表示する電源表示８８と、電動アクチュエータ２０において、例えば、スライダ２２が所定の停止位置以外で停止する等の異常が発生したときに表示する警報表示９０と、スライダ２２が正常に移動し所定の停止位置に位置決めされたときに表示する位置完了表示９２とを有する。これらの各表示はＬＥＤあるいはランプ等の点灯により表示される。
【００４２】
なお、図４において、参照符号９４は、外部から通信部７４に接続するためのコネクタを示し、参照符号９６は、操作部６８に代替した機能を有する外部操作部９８（図７参照）等を設ける場合に接続するコネクタを示す。
【００４３】
続いて、以上のように構成される電動アクチュエータ２０の動作並びに作用効果について、その制御方法との関係において説明する。
【００４４】
先ず、図５を参照しながら、電動アクチュエータ２０の各移動条件の設定および本運転への移行について説明する。
【００４５】
ステップＳ１では、ストッパ３４ａおよび３４ｂによりスライダ２２の移動距離が設定される。すなわち、電動アクチュエータ２０の使用者が、ストッパ３４ａと３４ｂに備えられた各ストッパボルト３２を巻き締めるか、または、巻き緩めるかによって、スライダ２２の停止位置が調節されて、設定される。
【００４６】
ステップＳ２では、電動アクチュエータ２０の使用者が、学習動作用操作子８４を操作することにより、スライダ２２が所定の学習動作モードで移動される（例えば、所定の一定速度で、１または数往復移動される）。すなわち、学習動作用操作子８４が操作されると、マイクロコンピュータ６０から駆動回路部６６を経てモータ２６に駆動信号が送出されて、スライダ２２が所定の一定速度で移動される。そして、スライダ２２がストッパ３４ａと３４ｂ間で移動している間に、制御盤３６のマイクロコンピュータ６０では、エンコーダ３８から出力される位置情報（出力パルス数）に基づきスライダ２２のストッパ３４ａと３４ｂとによる停止位置間の移動距離が算出されて、学習される。この学習された移動距離が記憶部７２に記憶される。
【００４７】
ステップＳ３では、電動アクチュエータ２０の使用者が、速度調節器８０または（および）加速度調節器８２を操作することにより、前記速度または（および）加速度が所望の値に調節されて、制御盤３６の記憶部７２に設定される。
【００４８】
ステップＳ４では、電動アクチュエータ２０が搭載される装置等を統合して制御するためのＰＬＣ７からの指令、例えば、電動アクチュエータ２０の使用者が、前記装置等の図示しない制御盤のマニュアル操作ボタン等を操作することによる動作指令に基づき、スライダ２２の試運転が行われる。または、操作部６８の正転操作子８５および逆転操作子８６の手動操作によりスライダ２２の試運転を行うようにしてもよい。
【００４９】
ステップＳ５では、電動アクチュエータ２０の使用者が、ステップＳ４におけるスライダ２２の試運転の移動状態が所望の移動状態に対して適切であるか否かを判定する。この移動状態が適切であると判定されたときは｛ステップＳ５のＹＥＳ（肯定）｝、ステップＳ６の電動アクチュエータ２０の本運転に移行する。一方、前記移動状態が適切でないと判定されたときは｛ステップＳ５のＮＯ（否定）｝、ステップＳ３に戻され、再度ステップＳ３〜Ｓ５が行われる。
【００５０】
すなわち、ステップＳ３において、電動アクチュエータ２０の使用者が、速度調節器８０または（および）加速度調節器８２を操作することにより、前記速度または（および）加速度が再度調節されて、制御盤３６の記憶部７２に設定される。次いで、ステップＳ４おいて、スライダ２２の試運転が行われ、ステップＳ５において、前記試運転の移動状態が適切であるか否かが判定される。そして、ステップＳ５での判定がＹＥＳとなれば、電動アクチュエータ２０の本運転であるステップＳ６に移行される。
【００５１】
このように、電動アクチュエータ２０の使用者が、必要に応じて速度調節器８０または（および）加速度調節器８２を操作することにより、速度または（および）加速度を所望の値にそれぞれ調節して、スライダ２２の試運転によりその移動状態を確認しながら等速移動の速度条件または（および）加速度移動の加速度条件を設定し、あるいは、変更することが可能となる。これにより、スライダ２２の移動距離等を予め測定し、且つその数値データ等をその都度入力するというような煩雑な作業が不要となり、電動アクチュエータ２０の使用者は、スライダ２２の移動状態を確認しながら容易にその移動条件を設定し、あるいは、変更することができる。
【００５２】
ステップＳ６では、制御盤３６において制御されるモータ２６、タイミングベルト３０またはスライダ２２等の保護制御（例えば、過トルク回避制御等）を含み、電動アクチュエータ２０が搭載される装置等との関連において、基本的にはＰＬＣ７からの制御プログラム等の指令に基づき電動アクチュエータ２０が本運転される。
【００５３】
次に、図６を参照しながら、ストッパ３４ａと３４ｂ間の任意の少なくとも一地点（以下、中間点という。）に、電動アクチュエータ２０におけるスライダ２２を停止させる場合の設定について説明する。なお、図５における動作説明と同一のステップには同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
この場合、ステップＳ１１において、モータ２６の停止状態、すなわちロック状態を解放とし、電動アクチュエータ２０の使用者が、例えば、ストッパ３４ａにスライダ２２を当接させた位置から、手動操作等によりスライダ２２を任意の位置に移動させて停止させる。この移動および停止の間に、マイクロコンピュータ６０では、エンコーダ３８からの位置情報に基づき、スライダ２２の移動距離、すなわち中間点の停止位置が算出される。この算出された移動距離が記憶部７２に記憶される。これにより、ストッパ３４ａおよび３４ｂ間における任意の中間点に、スライダ２２を停止させるための設定を行うことが可能となる。
【００５５】
続いて、図７を参照しながら、スライダ２２の移動条件を外部操作部９８から設定する場合について説明する。
【００５６】
この場合、外部操作部９８は、制御盤３６に設けられたコネクタ９６（図４参照）を介して接続される。この外部操作部９８は、図４に示す操作部６８に代替した構成要素および機能を有し、スライダ２２の停止位置、等速移動の速度または（および）加速度移動の加速度等の各移動条件を設定する。従って、この場合には、制御盤３６に操作部６８を設けなくてもよい。これにより、電動アクチュエータ２０の使用者が、遠隔操作によってスライダ２２の前記各移動条件を設定することが可能となる。
【００５７】
次に、前述したステップＳ６（図５参照）における電動アクチュエータ２０の本運転の制御について説明する。なお、ここでは、スライダ２２が一方のストッパ３４ａによる停止位置から、他方のストッパ３４ｂによる停止位置まで移動する例として説明する。
【００５８】
図８に示すように、制御盤３６のマイクロコンピュータ６０の指令により、スライダ２２は、時点ｔ１〜ｔ２間では、前述したステップＳ３（図５参照）において設定された所定の加速度（または、予めマイクロコンピュータ６０あるいはＰＬＣ７により設定されている一定の加速度）で等加速度移動（加速移動）され、時点ｔ２〜ｔ３間では、前記と同様に設定された所定の速度（または、予めマイクロコンピュータ６０あるいはＰＬＣ７により設定されている一定の速度）で等速移動される。さらに、スライダ２２は、時点ｔ３〜ｔ４間では、前記と同様に設定された所定の加速度（または、予めマイクロコンピュータ６０あるいはＰＬＣ７により設定されている一定の加速度）で等加速度移動（減速移動）され、前述したステップＳ２において学習されたスライダ２２の移動距離に基づき、ストッパ３４ａの位置に対する目標位置であるストッパ３４ｂの位置の手前までの距離、すなわち、偏差ｓ１の距離だけ移動される。
【００５９】
そして、時点ｔ４において、スライダ２２の移動は、前記等速移動の速度より低い速度での移動に切り替えられ、スライダ２２は偏差ｓ２の距離を移動した後ストッパ３４ａに当接し、押し付けられて位置決めされる。ここで、制御盤３６のマイクロコンピュータ６０は、ストッパ３４ｂの位置、すなわち、目標位置に対応する時点ｔ５に達したと判断すると｛換言すると、エンコーダ３８からの位置情報に基づき、前述したステップＳ２（図５参照）において学習された移動距離に達したと判断した場合｝、モータ２６に出力する駆動信号を制限する。これと同時に、マイクロコンピュータ６０から、入出力部６２を介してＰＬＣ７に位置決め完了信号が出力されるとともに位置完了表示９２が表示される。
【００６０】
一方、スライダ２２を前述した中間点に停止させる場合には、電動アクチュエータ２０の使用者が、予めＰＬＣ７においてストッパ３４ａおよび３４ｂ間に停止させるための制御プログラムを設定する。この設定された制御プログラムに基づく指令により、マイクロコンピュータ６０は、前述したステップＳ１１（図６参照）において記憶部７２に記憶された中間点の位置にスライダ２２を停止させるために、駆動回路部６６に出力する駆動信号を制御して、モータ２６を駆動および停止させる。これにより、ストッパ３４ａおよび３４ｂ間において、前記中間点までスライダ２２を移動させ、また、停止させることが可能となる。
【００６１】
なお、ここでは、スライダ２２がストッパ３４ａからストッパ３４ｂまで移動する例、すなわち、図１中の矢印Ｘ方向に移動する例として説明したが、前記とは逆方向であるストッパ３４ｂからストッパ３４ａまで移動する場合、すなわち、図１中の矢印Ｙ方向に移動する場合においても同様に適用できることは勿論である。
【００６２】
続いて、図９を参照しながら、スライダ２２がストッパ３４ａ（または３４ｂ）に当接した後、制御盤３６におけるモータ２６の過トルク発生回避等の保護制御について説明する。
【００６３】
先ず、ステップＳ２０において、制御盤３６のマイクロコンピュータ６０では、スライダ２２の位置が前述した目標位置に対応する時点ｔ５に達したか否かが判定される。スライダ２２が時点ｔ５に達していると判定されたとき（ステップＳ２０のＹＥＳ）、ステップＳ２１に進められる。一方、スライダ２２が時点ｔ５に達していないと判定されたときには（ステップＳ２０のＮＯ）、ステップＳ２２において、スライダ２２の速度が所定の速度以下か否かが判定される。スライダ２２の速度がこの所定の速度以下であれば（ステップＳ２２のＹＥＳ）、ステップＳ２１へ進められ、一方、スライダ２２の速度がこの所定の速度以下でないときには（ステップＳ２２のＮＯ）、再度モータ２６の保護制御のフローが行われる。
【００６４】
ステップＳ２１では、マイクロコンピュータ６０からの指令に基づき駆動回路部６６は、モータ２６に出力する駆動信号を制限する。すなわち、スライダ２２がストッパ３４ａ（または３４ｂ）に実際に当接した後でもモータ２６が駆動されている場合、あるいはガイドレール５２の周辺に塵埃等が溜まりスライダ２２の実際の移動距離が短くなる等の不都合が生じる場合がある。このような場合に、モータ２６の過トルク発生を回避させるために、マイクロコンピュータ６０では、ステップＳ２０における目標位置（時点ｔ５）に対するスライダ２２の位置情報と、ステップＳ２２における前記所定の速度に対するスライダ２２の速度情報とを監視して、駆動回路部６６からモータ２６に出力される出力値を所定の値以下にするように制限している。これにより、モータ２６や、タイミングベルト３０、ストッパ３４ａ、３４ｂ等に過度の負荷がかかることを阻止することができる。
【００６５】
次に、タイミングベルト３０に撓みや過度の張力等が発生したときの保護制御について説明する。
【００６６】
この場合、スライダ２２がストッパ３４ａ（または３４ｂ）に実際に当接した後でもモータ２６がさらに駆動されると、タイミングベルト３０が撓んだ状態や過度に引っ張られた状態になることがある。その結果、タイミングベルト３０にかかる張力が増大する。この張力がモータ２６の駆動力より大きくなると、該張力はモータ２６の駆動方向、例えば、正転方向とは反対方向に作用するために、モータ２６が逆転方向に回転してしまう。一旦モータ２６が逆転方向に回転すると、今度は前記張力がモータ２６の駆動力より小さくなるので、モータ２６は再び正転方向に回転する。
【００６７】
このような状態になると、モータ２６の駆動力とタイミングベルト３０にかかる張力とにより、モータ２６が正転方向および逆転方向の回転を繰り返し、タイミングベルト３０に振動が発生する。その結果、スライダ２２の停止位置がずれてしまうことがある。
【００６８】
前記の状態を回避するために、マイクロコンピュータ６０において、エンコーダ３８の位置情報に基づき算出されたスライダ２２の移動距離を監視して、マイクロコンピュータ６０の指令に基づきモータ２６に出力される駆動信号と、監視されたスライダ２２の前記移動距離との偏差が所定の範囲を超えたか否かによってモータ２６の駆動を制限するようにしている。
【００６９】
すなわち、ステップＳ２３では、前記偏差が所定の範囲を超えたか否かが判定される。そして、マイクロコンピュータ６０では、スライダ２２が前記目標位置に達した後に、前記偏差が所定の範囲を超えていると判定したときには（ステップＳ２３のＹＥＳ）、ステップＳ２４に進められる。
【００７０】
ステップＳ２４では、前記目標位置において、すなわち、スライダ２２がストッパ３４ａ（または３４ｂ）に当接している位置において、前記偏差をリセットし、エンコーダ３８の位置情報に基づき算出されたスライダ２２の移動距離に対応させて、モータ２６に出力する駆動信号を再設定させる。従って、前記所定の範囲は、モータ２６の反転やタイミングベルト３０の振動により、スライダ２２の移動および停止位置に支障がない程度に設定される。
【００７１】
一方、前記偏差が所定の範囲内であるときには（ステップＳ２３のＮＯ）、モータ２６およびタイミングベルト３０の駆動によるスライダ２２の移動および停止位置に支障がないと見なされるので、この所定の範囲内では、マイクロコンピュータ６０において前記偏差にヒステリシスを設け、スライダ２２がストッパ３４ａ（または３４ｂ）に当接した後には、モータ２６を駆動しないようにしている。
【００７２】
ここで、例えば、モータ２６がステッピングモータである場合を例にして説明する。
【００７３】
ステッピングモータは、その内部に有する各励磁相における励磁動作に基づき、該ステッピングモータの回転子が該励磁相の配置位置に応じたステップ角ごとに移動して回転し、または、停止する。すなわち、前記各励磁相を励磁するための論理回路に基づき、ステッピングモータの回転子が前記ステップ角ごとに移動または停止される。従って、このステップ角が前述したモータ２６の回転角に相当する。例えば、一般的な２００相ステッピングモータを１−２相励磁により動作させた場合、ステップ角は０．９°となり、一方向に４００のステップ角を移動させると前記回転子が１回転することになる。
【００７４】
このようなステッピングモータの場合には、エンコーダ３８の位置情報に基づき算出されたスライダ２２の移動距離と前記駆動信号との偏差の所定の範囲は、±１ステップ角とすると好適である。すなわち、この偏差が±１の範囲を超えると、スライダ２２がストッパ３４ａ（または３４ｂ）に実際に当接した後、モータ２６がさらに駆動した場合に、モータ２６の反転やタイミングベルト３０の振動を発生させる可能性があるためである。
【００７５】
これにより、スライダ２２のストッパ３４ａ（または３４ｂ）における位置決め精度が向上されるとともに、モータ２６、タイミングベルト３０およびストッパ３４ａ、３４ｂ等にかかる過度の負荷が阻止される。
【００７６】
続いて、図１０を参照しながら、電動アクチュエータ２０の初期設定であるエンコーダ３８の位置情報とモータ２６の回転角に対応する位置情報との同期処理について説明する。この同期処理は、電動アクチュエータ２０に電源が投入されていないとき、エンコーダ３８の位置情報によるスライダ２２の位置と、モータ２６の回転角に対応するスライダ２２の位置との対応関係が不定となっている可能性があるために行われるものである。なお、ここでは、モータ２６を前述した２００相ステッピングモータとし、１−２相励磁により動作させる場合を例にして説明する。
【００７７】
先ず、ステップＳ３１において、電動アクチュエータ２０の使用者によるＰＬＣ７の操作によって、モータ２６の正転および逆転の動作回数がマイクロコンピュータ６０内の図示しない計時手段にセットされる。この動作回数は、例えば、４〜８回程度が好適である。なお、正転動作および逆転動作におけるモータ２６のステップ角の送り数は、１０ステップ角程度としている。
【００７８】
次いで、ステップＳ３２において、前記動作回数が零か否かが判定される。この動作回数が零でないとき（ステップＳ３２のＮＯ）、ステップＳ３３において、モータ２６の回転モードが正転モードか否かが判定される。モータ２６が正転モードであるとき（ステップＳ３３のＹＥＳ）、ステップＳ３４において、所定のステップ角の送り数に基づきモータ２６が正転動作される（例えば、図１に示す矢印Ｘ方向）。なお、この場合、スライダ２２がストッパ３４ａと３４ｂ間に置かれ、モータ２６は、所謂、オープンループにより制御される。
【００７９】
ステップＳ３４における正転動作が完了すると、ステップＳ３５において、モータ２６の回転モードが逆転モードにセットされる。そして、ステップＳ３６において、前記計時手段にセットされている動作回数が減算された後、ステップＳ３２に戻される。
【００８０】
続いて、ステップＳ３２において、再度動作回数が零か否かが判定される。なお、以下の説明のため、この動作回数が零でないとする（ステップＳ３２のＮＯ）。次いで、ステップＳ３３において、モータ２６の回転モードが正転モードか否かが判定される。ここでは、前述したステップＳ３５において、モータ２６が逆転モードにセットされているため、ステップＳ３３の判定はＮＯとなる。
【００８１】
そして、ステップＳ３７では、ステップＳ３６において所定のステップ角の送り数に基づきモータ２６が逆転動作される（例えば、図１に示す矢印Ｙ方向）。なお、この場合、前述したステップＳ３４における正転動作と同様に、スライダ２２がストッパ３４ａと３４ｂ間に置かれ、モータ２６はオープンループにより制御される。
【００８２】
ステップＳ３７における逆転動作が完了すると、ステップＳ３８において、モータ２６の回転モードが正転モードにセットされる。そして、ステップＳ３６において、前記動作回数がさらに減算された後、ステップＳ３２に戻される。
【００８３】
ステップＳ３２において、動作回数が零のとき（ステップＳ３２のＹＥＳ）、すなわち、ステップＳ３６において動作回数が減算され、前記計時手段にセットされている動作回数が零になったとき、この同期処理の動作フローが終了される。
【００８４】
このように、所定のステップ角の送り数に基づいて、モータ２６の正転動作および逆転動作を交互に行いながら、正転および逆転の動作回数を減算して、零になるまでこの動作を繰り返すようにしている。この間に、マイクロコンピュータ６０では、エンコーダ３８からの位置情報（出力パルス数）と、前記ステップ角との同期処理を行うようにしている。これにより、モータ２６の励磁相によるステップ角とエンコーダ３８の位置情報との対応関係の同期処理を精度よく行うことができる。その結果、モータ２６のステップ角による位置情報によってスライダ２２の移動位置を正確に検出することが可能となり、モータ２６の能力を最大限に活用することができる。これと同時に、モータ２６とエンコーダ３８の接続状態も確認している。
【００８５】
ここで、第１の実施の形態では、移動手段としてスライダ２２を有する電動アクチュエータ２０を例示して説明したが、以下に他の実施の形態について説明する。なお、図１に示す第１の実施の形態に係る電動アクチュエータ２０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００８６】
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る電動アクチュエータ１００を示す。
【００８７】
この場合、移動手段としてのロッド１０２がガイド手段１０４によって摺動自在に支持される。ロッド１０２には、ガイド手段１０４の内部において図示しない当接部材が固着されている。この当接部材が、ガイド手段１０４の内部側に延在するストッパ３４ａおよび３４ｂ間に配置される。
【００８８】
ロッド１０２は、モータ２６の駆動作用下に移動され、前記当接部材がストッパ３４ａおよび３４ｂに当接することによって位置決めされる。
【００８９】
図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る電動アクチュエータ１０６を示す。
【００９０】
この場合、図１１に示す電動アクチュエータ１００に対して、ストッパボルト３２を含むストッパ３４ａおよび３４ｂと、ロッド１０２に固着された当接部材１０８とが、ガイド手段１０４の外部に配置される。
【００９１】
図１３は、本発明の第４の実施の形態に係る電動アクチュエータ１１０を示す。
【００９２】
この場合、移動手段としての回転テーブル１１２が、筐体１１４の内部に設けられたモータ２６の駆動軸２４の端部に回転自在に取り付けられる。また、筐体１１４の内部には、筐体１１４内で摺動自在に支持される摺動ギア１１６ａおよび１１６ｂが対向して配置される（図１４参照）。摺動ギア１１６ａおよび１１６ｂは、モータ２６の駆動軸２４に嵌入されるギア１１８と係合され、モータ２６の駆動作用により摺動する。筐体１１４の一端には、摺動ギア１１６ａおよび１１６ｂの摺動軸上に配置され、摺動ギア１１６ａおよび１１６ｂの端面がそれぞれ当接するようにストッパボルト３２が螺入される。ストッパボルト３２は、筐体１１４に螺入されることによって、摺動ギア１１６ａおよび１１６ｂとの当接位置が調節可能である。
【００９３】
回転テーブル１１２がモータ２６の駆動作用下に回転移動され、ギア１１８に係合する摺動ギア１１６ａまたは１１６ｂが、ストッパボルト３２に当接することによって回転テーブル１１２の回転方向の位置が位置決めされる。
【００９４】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る電動アクチュエータ２０およびその制御方法によれば、スライダ２２の移動条件である停止位置はストッパ３４ａおよび３４ｂの位置調節により設定され、且つその速度および加速度は、電動アクチュエータ２０の使用者がスライダ２２の移動状態を確認しながらそれぞれ速度調節器８０および加速度調節器８２を操作することにより設定されるので、従来技術のような外部入力手段９から数値データをその都度入力するという煩雑な作業が不要となり、電動アクチュエータ２０の使用者が容易に且つ確実にスライダ２２の各移動条件を設定することができる。
【００９５】
また、スライダ２２の移動距離を学習させ、この学習結果に基づいて等速移動の速度および加速度移動の加速度を適宜切り替えながらスライダ２２を移動させるとともに、ストッパ３４ａまたは３４ｂに当接させるときには前記等速移動の速度より低い速度に制御してスライダ２２を位置決めするようにしている。その結果、スライダ２２をストッパ３４ａまたは３４ｂによって正確に位置決めさせることができる。
【００９６】
さらに、スライダ２２の位置決め精度はストッパ３４ａ、３４ｂに当接することによって決まるので、エンコーダ３８に比較して高分解能、エンコーダ３８とは異なる高価なエンコーダ等の位置情報検出器やタイミングベルト３０とは異なるボールねじ軸等の駆動力伝達手段を用いなくとも、比較的廉価なエンコーダ３８やタイミングベルト３０によって精度よくスライダ２２を位置決めすることができる。さらにまた、ストッパ３４ａおよび３４ｂは衝撃緩衝部としての弾性部材やエアクッション等を含むようにしているため、スライダ２２がストッパ３４ａまたは３４ｂに当接する際の衝撃をより緩和させることが可能となる。
【００９７】
さらにまた、スライダ２２の停止位置の条件と等速移動の速度条件または（および）加速度移動の加速度条件は、外部操作部９８の操作により設定するようにしているので、電動アクチュエータ２０の使用者が、スライダ２２の前記各条件を遠隔操作によって設定することもできる。
【００９８】
また、制御盤３６のマイクロコンピュータ６０では、エンコーダ３８からの位置情報により算出されたスライダ２２の移動距離と、スライダ２２の速度とを監視して、スライダ２２がストッパ３４ａまたは３４ｂに当接した後、監視されたスライダ２２の移動距離がマイクロコンピュータ６０における学習結果に基づく移動距離、すなわち、ストッパ３４ａまたは３４ｂの位置に達したと判定したとき、あるいは、前記学習結果に基づく移動距離に達していないと判定し且つスライダ２２の速度が所定の速度以下のときには、駆動回路部６６は、マイクロコンピュータ６０の指令に基づきモータ２６に出力する駆動信号を制限するようにしている。このため、スライダ２２がストッパ３４ａまたは３４ｂに当接した後にモータ２６の過トルクの発生が回避され、その結果、モータ２６、タイミングベルト３０およびストッパ３４ａ、３４ｂ等にかかる過度の負荷が阻止されるので、電動アクチュエータ２０の耐久性を向上させることができる。
【００９９】
さらに、制御盤３６のマイクロコンピュータ６０では、エンコーダ３８からの位置情報により算出されたスライダ２２の移動距離と、モータ２６の回転角に対応する移動距離とを監視して、スライダ２２がストッパ３４ａまたは３４ｂに当接した後、監視されたスライダ２２の移動距離とモータ２６の回転角に対応する移動距離との偏差が所定の範囲を超えたときには、前記偏差をリセットするように制御しているので、スライダ２２のストッパ３４ａおよび３４ｂの停止位置における位置決め精度を向上させることができるとともに、モータ２６、タイミングベルト３０およびストッパ３４ａ、３４ｂ等にかかる過度の負荷が阻止され、電動アクチュエータ２０の耐久性をさらに向上させることができる。
【０１００】
さらにまた、制御盤３６のマイクロコンピュータ６０では、電動アクチュエータ２０の電源を投入した際に、モータ２６をオープンループ制御により正転および逆転を交互に動作させ、エンコーダ３８からの位置情報とモータ２６の回転角に対応する位置情報とを同期させるようにしているので、モータ２６の回転角による位置情報によってスライダ２２の移動位置を正確に検出することが可能となり、その結果、モータ２６の能力を最大限に活用することができる。
【０１０１】
ここで、前記各実施の形態から想到される請求項に記載以外の技術思想について、以下にその作用効果とともに記載する。
【０１０２】
すなわち、電気駆動源の駆動力により移動する移動手段を備える電動アクチュエータであって、前記移動手段の等速移動の速度を設定するための速度調節器または前記移動手段の加速度移動の加速度を設定するための加速度調節器の少なくともいずれか一方と、前記移動手段を任意に移動させるために、前記電気駆動源を作動させる正転操作子および逆転操作子と、前記速度調節器または（および）前記加速度調節器における設定値を特定し、且つ確認するための目盛りと、を設ける。
【０１０３】
この電動アクチュエータは、移動手段の駆動源としてエアシリンダを用いた場合のように、速度調節のための絞り弁（スピードコントロールバルブ）、エアシリンダの終端における加速度調節や衝撃緩和のためのクッションニードル、および、エアシリンダの動作を確認するための方向制御弁のそれぞれに相当する機能を有するものとして、速度調節器、加速度調節器、および、正転操作子と逆転操作子とを設けている。そして、エアシリンダのように容易な取り扱い性を達成する一方、エアシリンダを用いた場合の課題である、高速作動時の移動手段にかかる衝撃のさらなる緩和や、複数のエアシリンダに対して移動条件等を個別に設定する煩雑さ等を解消するものである。
【０１０４】
これにより、この駆動アクチュエータは、エアシリンダを用いた場合と同様に、使用者が移動手段の移動状態を確認しながら速度調節または（および）加速度調節を容易に行うことができる。また、移動手段を任意に移動させるための正転操作子および逆転操作子により、使用者が移動手段の動作を容易に確認することができる。さらに、速度調節器または（および）加速度調節器に目盛りを設けることにより、使用者が各設定値の特定や、確認作業を容易に行うことができる。
【０１０５】
また、ここで記載した技術思想において、前記速度調節器または（および）前記加速度調節器は、ステップ状に調節可能な機構を備える。これにより、複数の電動アクチュエータを調節する場合に、予め同一ステップの目盛り位置に概ね合わせることができるので、使用者が電動アクチュエータの設定を効率的に行うことができる。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【０１０７】
すなわち、従来技術のように数値データをその都度入力するという煩雑な作業が不要となり、電動アクチュエータの使用者が容易に且つ確実に移動手段の各移動条件を設定することができる。
【０１０８】
また、移動手段の移動距離を学習させ、この学習結果に基づいて等速移動の速度および加速度移動の加速度を適宜切り替えながら移動手段を移動させるとともに、該移動手段の始点または終点に当接させるときには前記等速移動の速度より低い速度に制御して移動手段を位置決めするようにしているので、移動手段を正確に位置決めすることができる。
【０１０９】
さらに、位置決め手段は、移動手段が該位置決め手段に当接する際の衝撃を緩和するための衝撃緩衝部を含んでいるので、移動手段が位置決め手段に当接する際の衝撃を緩和することが可能となる。
【０１１０】
さらにまた、高分解能、高価な位置情報検出器や駆動力伝達手段を用いなくとも、比較的廉価な位置情報検出器や駆動力伝達手段によって精度よく移動手段を位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータを電源およびＰＬＣとの関係において示す制御ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの制御盤を詳細に示す制御ブロック図である。
【図４】図３に示す制御盤の正面説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの移動条件の設定および本運転への移行を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの中間点に停止させる場合を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの移動条件の設定を外部操作部より行う場合を示す制御ブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの本運転の移動状態を示す説明図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの保護制御を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る電動アクチュエータの初期設定動作を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る電動アクチュエータの斜視図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る電動アクチュエータの斜視図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係る電動アクチュエータの斜視図である。
【図１４】図１３に示す電動アクチュエータの横断面説明図である。
【図１５】従来技術に係る電動アクチュエータを電源およびＰＬＣとの関係において示す制御ブロック図である。
【図１６】従来技術に係る電動アクチュエータの移動条件の設定および本運転への移行を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
２０、１００、１０６、１１０…電動アクチュエータ
２２…スライダ（移動手段） ２６…モータ（電気駆動源）
３０…タイミングベルト（駆動力伝達手段）
３４ａ、３４ｂ…ストッパ（位置決め手段）
３６…制御盤 ３８…エンコーダ（位置情報検出器）
６０…マイクロコンピュータ ６２…入出力部
６４…コンバータ ６６…駆動回路部
６８…操作部 ７０…表示部
７２…記憶部 ７４…通信部
８０…速度調節器 ８２…加速度調節器
８４…学習動作用操作子 ９８…外部操作部
Claims (7)
- 電気駆動源の駆動力により移動する移動手段を備える電動アクチュエータであって、
前記移動手段の始点と終点の相対的停止位置を調節する少なくとも１つの位置決め手段と、
前記移動手段の前記始点と前記終点間の位置情報を検出する位置情報検出器と、
前記移動手段の等速移動の速度を設定するための速度調節器および前記移動手段の加速度移動の加速度を設定するための加速度調節器と、
前記移動手段の前記始点と前記終点間における移動距離を学習する学習部を備える制御盤と、
前記学習部を動作させるための学習動作用操作子と、
を有し、
前記移動手段の停止位置の条件は、前記位置決め手段の位置調節により設定されるとともに、前記学習動作用操作子の操作に応じた前記制御盤の指令により、前記学習部が前記移動手段の移動距離を学習して、
前記移動手段の等速移動の速度条件および加速度移動の加速度条件は、前記速度調節器および前記加速度調節器の操作により設定されて、
前記制御盤は、前記位置情報検出器からの位置情報と、前記速度調節器により設定された速度および前記加速度調節器により設定された加速度と、前記学習部により学習された前記移動手段の移動距離とに基づき前記電気駆動源に駆動信号を出力して、前記移動手段を移動させるとともに、前記始点または前記終点に当接させるときには前記等速移動の速度より低い速度に制御して前記移動手段を前記位置決め手段に押し付けて位置決めすることを特徴とする電動アクチュエータ。 - 請求項１記載の電動アクチュエータにおいて、
前記電気駆動源は、ステッピングモータ、あるいは、ＤＣモータ、ＡＣモータまたはリニアモータのいずれか１つであることを特徴とする電動アクチュエータ。 - 請求項１記載の電動アクチュエータにおいて、
前記位置決め手段は、前記移動手段が該位置決め手段に当接する際の衝撃を緩和するための衝撃緩衝部を含むことを特徴とする電動アクチュエータ。 - 電気駆動源の駆動力により駆動力伝達手段を介して移動する移動手段を備える電動アクチュエータの制御方法であって、
前記電動アクチュエータは、前記移動手段の始点と終点の相対的停止位置を調節する少なくとも１つの位置決め手段と、
前記移動手段の位置情報を検出する位置情報検出器と、
前記移動手段の等速移動の速度を設定するための速度調節器および前記移動手段の加速度移動の加速度を設定するための加速度調節器と、
前記移動手段の前記始点と前記終点間における移動距離を学習する学習部を備える制御盤と、
前記学習部を動作させるための学習動作用操作子と、
を有し、
前記位置決め手段の位置調節により前記移動手段の停止位置を設定するステップと、
前記学習動作用操作子の操作に応じた前記制御盤の指令により、前記学習部が前記移動手段の移動距離を学習するステップと、
前記速度調節器および前記加速度調節器の操作により、前記移動手段の等速移動の速度条件および加速度移動の加速度条件を設定するステップと、からなり、
前記制御盤は、前記位置情報検出器からの位置情報と、前記速度調節器により設定された速度および前記加速度調節器により設定された加速度と、前記学習部により学習された移動距離とに基づき前記電気駆動源に駆動信号を出力して、前記移動手段を移動させるとともに、前記始点または前記終点に当接させるときには前記等速移動の速度より低い速度に制御して前記移動手段を前記位置決め手段に押し付けて位置決めすることを特徴とする電動アクチュエータの制御方法。 - 請求項４記載の制御方法において、
前記位置情報検出器からの位置情報に基づく前記制御盤からの指令により、前記始点と前記終点間における中間位置に前記移動手段を停止させることを特徴とする電動アクチュエータの制御方法。 - 請求項４記載の制御方法において、
前記制御盤は、前記位置情報検出器からの位置情報により算出された前記移動手段の移動距離と、前記移動手段の速度とを監視して、前記移動手段が前記始点または前記終点に当接した後、監視された移動手段の移動距離が前記学習部により学習された移動距離に達したと判定したとき、または、前記学習部により学習された移動距離に達していないと判定し且つ前記移動手段の速度が所定の速度以下のときには、前記電気駆動源に出力する駆動信号を制限することを特徴とする電動アクチュエータの制御方法。 - 請求項４記載の制御方法において、
前記電気駆動源にはモータを用い、
前記制御盤は、前記位置情報検出器からの位置情報により算出された前記移動手段の移動距離を監視して、前記移動手段が前記始点または前記終点に当接した後、前記駆動信号と、監視された前記移動手段の移動距離との偏差が所定の範囲を超えたときには、前記偏差をリセットすることを特徴とする電動アクチュエータの制御方法。
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