JP5585510B2

JP5585510B2 - Drive device

Info

Publication number: JP5585510B2
Application number: JP2011071911A
Authority: JP
Inventors: 真吾増田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2031-03-29
Also published as: JP2012207945A

Description

本発明は、例えばオートサンプラなど、モータを駆動することによりアームなどの作動部を所定の位置へ移動させる駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a drive device that moves an operation unit such as an arm to a predetermined position by driving a motor, such as an autosampler.

例えばオートサンプラなど、ＤＣ（直流）モータを用いてアームなどの作動部を一定方向に移動させる駆動装置がある（例えば、特許文献１参照。）。このような駆動装置では、作動部を駆動するためのモータにエンコーダが設けられており、モータの回転量をエンコーダのカウント数として計測することで、作動部の位置を検知している。作動部を移動させるべき目標位置が指定されると、作動部をその目標位置に移動させるために必要なエンコーダのカウント数が設定され、エンコーダのカウント数が設定されたカウント数となるようにモータへの供給電力をフィードバック制御する。 For example, there is a driving device such as an autosampler that moves an operation unit such as an arm in a certain direction using a DC (direct current) motor (see, for example, Patent Document 1). In such a drive device, an encoder is provided in a motor for driving the operating unit, and the position of the operating unit is detected by measuring the rotation amount of the motor as the count number of the encoder. When the target position to which the operating unit is to be moved is specified, the encoder count number necessary to move the operating unit to the target position is set, and the motor is configured so that the encoder count number becomes the set count number. Feedback control of power supplied to

特開２００２−１９６００８号公報JP 2002-196008 A

上記の駆動装置では、モータの回転速度の制御を高精度に行なわなければ、作動部を目標位置に正確に移動させることは不可能である。駆動装置には、モータの回転動力を一定方向への駆動力として作動部に伝達するための動力伝達機構（例えばギアボックス）が存在するが、その動力伝達機構を構成するギアの遊びやギアを含む構成部品の生産のばらつきなどの機械的な原因によって、ギア同士の噛み合わせが悪くなる箇所が発生することがあり、そのような箇所が存在するとモータにかかる負荷が変化し、モータの回転速度に影響を与え、高精度な制御が困難となる。 In the above drive device, unless the rotational speed of the motor is controlled with high accuracy, it is impossible to accurately move the operating portion to the target position. The drive device has a power transmission mechanism (for example, a gear box) for transmitting the rotational power of the motor as a driving force in a certain direction to the operating portion. Due to mechanical causes such as variations in the production of the component parts that are included, there may be places where the meshing of the gears becomes poor, and if such places exist, the load on the motor will change, and the rotational speed of the motor It becomes difficult to perform highly accurate control.

モータの回転速度の高精度制御が困難となるようなギア同士の噛み合わせがエンコーダのカウント数が目標のカウント数付近となるようなタイミングで発生していると、エンコーダのカウント数を目標のカウント数に近づけるように何度もフィードバック制御を行なっても、エンコーダのカウント数が目標のカウント数の近傍で安定せず、作動部を目標位置に移動させることができなくなる。このような不具合が発生した場合、従来は、装置の動作を停止させて動力伝達機構の組立ての手直しなどを行なう必要があった。 Engagement between gears that makes high-precision control of the motor rotation speed difficult occurs when the encoder count is close to the target count. Even if feedback control is performed many times so as to approach the number, the count number of the encoder is not stabilized in the vicinity of the target count number, and the operating unit cannot be moved to the target position. In the case where such a problem occurs, conventionally, it has been necessary to stop the operation of the apparatus and reassemble the power transmission mechanism.

そこで、本発明は、モータの回転動力を作動部に伝達する駆動伝達機構の不具合を装置自身で解消し得るようにすることを目的とするものである。 Therefore, an object of the present invention is to enable the apparatus itself to solve the problem of the drive transmission mechanism that transmits the rotational power of the motor to the operating portion.

本発明にかかる駆動装置は、モータと、モータの駆動により設定された目標位置へ移動するように駆動される作動部と、モータの回転動力を一定方向への駆動力として作動部に伝達する動力伝達機構と、モータに電力を供給するためのモータ駆動部と、モータの回転量に応じた数のパルス信号を発生させ、そのパルス信号のカウント数を計測するエンコーダと、目標位置まで作動部を移動させるために必要なエンコーダのパルス信号のカウント数である目標カウント数を保持する目標カウント数保持部と、目標カウント数に基づいて設定された目標カウント数を含む周辺の範囲である許容範囲を保持する許容範囲保持部と、エンコーダのカウント数を取り込み、そのカウント数を目標カウント数に近づけるようにモータ駆動部からモータへの供給電圧とその電圧の供給時間を制御する制御部と、を備えている。
そして、制御部は、作動部の駆動を開始した後所定時間内に、カウント数が一定時間以上連続して許容範囲内で収束する収束状態とならないときに、モータを作動部を目標位置へ移動させる時の通常時の回転速度よりも早く許容範囲の幅のカウント数よりも大きなカウント数の幅で正方向と逆方向に連続的に切り替えて回転させる振動動作を行なう振動手段を備えている。 The driving device according to the present invention includes a motor, an operating unit that is driven to move to a target position set by driving the motor, and power that transmits the rotational power of the motor to the operating unit as a driving force in a certain direction. A transmission mechanism, a motor drive unit for supplying electric power to the motor, an encoder for generating a number of pulse signals corresponding to the amount of rotation of the motor and measuring the number of counts of the pulse signals, and an operating unit up to the target position A target count number holding unit that holds a target count number that is a count number of encoder pulse signals necessary for movement, and an allowable range that includes a target count number set based on the target count number The allowable range holding unit to hold and the count number of the encoder are taken in, and from the motor drive unit to the motor so that the count number approaches the target count number And and a control unit for controlling the supply time of supply voltage and voltage.
Then, the control unit moves the motor to the target position when the count number does not converge in an allowable range continuously for a predetermined time or more within a predetermined time after the driving of the operating unit is started. There is provided a vibration means for performing a vibration operation to rotate by switching continuously in the forward direction and in the reverse direction with a width of a count number larger than the count number of the allowable range faster than the normal rotation speed at the time of rotation.

振動動作においては、モータへの供給電圧を一定にした状態で一定周期でその正負を反転させるようにしてもよい。そうすれば、振動動作におけるモータの駆動制御が容易である。 In the vibration operation, the positive / negative may be reversed at a constant cycle while the supply voltage to the motor is constant. If it does so, the drive control of the motor in vibration operation is easy.

本発明では、作動部の駆動を開始した後所定時間内に、エンコーダのカウント数が許容範囲に収束しないときに、モータを作動部を目標位置へ移動させる時の通常時の回転速度よりも早く許容範囲の幅のカウント数よりも大きなカウント数の幅で正方向と逆方向に連続的に切り替えて回転させる振動動作を行なう振動手段を備えているので、装置が自動的に振動動作を行なって動力伝達機構に衝撃を与え、動力伝達機構におけるギアの噛み合いの不具合などがあれば、それを解消することができる。これにより、動力伝達機構に不具合が生じていても、操作者が動力伝達機構を組み直すなどの作業を行なう必要がなくなる。 In the present invention, when the count number of the encoder does not converge to the allowable range within a predetermined time after the driving of the operating unit is started, it is faster than the normal rotation speed when the motor is moved to the target position. Since there is a vibration means for performing a vibration operation that continuously rotates in the forward direction and the reverse direction with a width of the count number larger than the count number of the allowable range width, the apparatus automatically performs the vibration operation. If an impact is applied to the power transmission mechanism and there is a problem with the meshing of the gear in the power transmission mechanism, it can be solved. This eliminates the need for an operator to reassemble the power transmission mechanism even if a problem occurs in the power transmission mechanism.

駆動装置の一実施例を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly one Example of a drive device. 同実施例の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the Example. 同実施例の動作におけるエンコーダのカウント数の時間変化の一例を示すグラフであり、（Ａ）は動力伝達機構に不具合が生じていない場合、（Ｂ）は動力伝達機構に不具合が生じている場合である。It is a graph which shows an example of the time change of the count number of the encoder in the operation | movement of the Example, (A) is when the power transmission mechanism has no malfunction, (B) is the power transmission mechanism having a malfunction. It is. 同実施例の駆動装置の一例であるオートサンプラの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the autosampler which is an example of the drive device of the Example. 同実施例のオートサンプラのモータ及び動力伝達機構の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the motor and power transmission mechanism of the autosampler of the Example.

駆動装置の一実施例を図１を用いて説明する。
作動部２を移動させるための機構として動力伝達機構４とモータ６を備えている。動力伝達機構４はモータ６の駆動軸の回転動力をギアの組み合わせによって作動部２に伝達して作動部２を一定方向へ移動させるものである。モータ６はモータ駆動部１０から供給される電圧によって駆動される。モータ駆動部１０からモータ６に供給される電圧は演算・制御部１２により制御される。 An embodiment of the drive device will be described with reference to FIG.
A power transmission mechanism 4 and a motor 6 are provided as a mechanism for moving the operating unit 2. The power transmission mechanism 4 transmits the rotational power of the drive shaft of the motor 6 to the operating unit 2 by a combination of gears, and moves the operating unit 2 in a certain direction. The motor 6 is driven by the voltage supplied from the motor drive unit 10. The voltage supplied from the motor drive unit 10 to the motor 6 is controlled by the calculation / control unit 12.

モータ６の回転量に応じた数のパルス信号が得られるエンコーダ８が設けられている。以下、エンコーダ８で得られるパルス信号の数をカウント数と呼ぶ。エンコーダ８はロータリーエンコーダであり、対向配置された光源と光検出器の間にモータ６の回転軸とともに回転するスリット円板が光源からの光検出器への光の光路を遮断するように配置されている。スリット円板の板面には円周方向に沿って均等に配列された複数のスリットが設けられており、スリット円板が一定量回転するたびにスリットが光源からの光の光路上に配置され、光源からの光がスリットを通って光検出器に入射する。光検出器は光が入射したときにパルス信号を発するため、モータ６の回転軸が一定量回転するたびに光検出器でパルス信号が得られる。したがって、カウント数を計測することでモータ６の回転量が求められる。エンコーダ８のパルス信号のカウント数は演算・制御部１２に取り込まれる。 An encoder 8 capable of obtaining a number of pulse signals corresponding to the amount of rotation of the motor 6 is provided. Hereinafter, the number of pulse signals obtained by the encoder 8 is referred to as a count number. The encoder 8 is a rotary encoder, and is arranged between a light source and a photodetector arranged opposite to each other so that a slit disk that rotates together with the rotating shaft of the motor 6 blocks an optical path of light from the light source to the photodetector. ing. A plurality of slits arranged uniformly along the circumferential direction are provided on the surface of the slit disk, and each time the slit disk rotates by a certain amount, the slit is arranged on the optical path of light from the light source. The light from the light source enters the photodetector through the slit. Since the light detector emits a pulse signal when light is incident, the light signal is obtained by the light detector every time the rotation shaft of the motor 6 rotates by a certain amount. Therefore, the rotation amount of the motor 6 is obtained by measuring the count number. The count number of the pulse signal of the encoder 8 is taken into the calculation / control unit 12.

演算・制御部１２は、エンコーダ８から取り込んだカウント数と予め設定された作動部２を目標位置へ移動させるために必要なカウント数である目標カウント数とに基づいて、エンコーダ８をカウント数を目標カウント数に近づけるようにモータ６に供給する電圧の大きさ及び供給時間の条件を演算する供給電圧条件演算部１４を備えている。演算・制御部１２は、供給電圧条件演算部１４で演算した条件に基づいてモータ駆動部１０を介してモータ６を駆動し、駆動した後のエンコーダ８のカウント数をさらに取り込んで供給電圧条件演算部１４で新たな供給電圧の条件を演算し、演算した新たな条件に基づいてモータ駆動部１０を介してモータ６を駆動するという動作を繰り返すフィードバック制御を行なうように構成されている。 The calculation / control unit 12 sets the count number of the encoder 8 based on the count number fetched from the encoder 8 and the target count number that is a count number necessary for moving the preset operating unit 2 to the target position. A supply voltage condition calculation unit 14 is provided that calculates the condition of the magnitude of the voltage supplied to the motor 6 and the supply time so as to approach the target count number. The calculation / control unit 12 drives the motor 6 via the motor drive unit 10 based on the condition calculated by the supply voltage condition calculation unit 14, further captures the count number of the encoder 8 after driving, and calculates the supply voltage condition The unit 14 is configured to perform a feedback control that repeats an operation of calculating a new supply voltage condition and driving the motor 6 via the motor driving unit 10 based on the calculated new condition.

演算・制御部１２は、目標カウント数を保持する目標カウント数保持部１２と、目標カウント数に基づいて設定された許容範囲を保持する許容範囲保持部１３を備えている。目標カウント数は、操作者によって目標位置が設定されたときに、その目標位置へ作動部２を移動させるために必要なモータ６の回転量が演算され、その回転量に相当するエンコーダ８のパルス信号のカウント数として演算される。許容範囲は、作動部２が目標位置に到達したとみなすことができるカウント数の範囲（目標カウント数−α〜目標カウント数＋α）である。 The calculation / control unit 12 includes a target count number holding unit 12 that holds a target count number, and an allowable range holding unit 13 that holds an allowable range set based on the target count number. When the target position is set by the operator, the target count is calculated by calculating the amount of rotation of the motor 6 required to move the operating unit 2 to the target position, and the encoder 8 pulse corresponding to the amount of rotation. Calculated as the signal count. The allowable range is a range of count numbers (target count number−α to target count number + α) that can be considered that the operating unit 2 has reached the target position.

演算・制御部１２は振動条件保持部１５及び振動手段１６も備えている。振動手段１６は、モータ６の駆動を開始してから所定時間（例えば１０秒）内にエンコーダ８のカウント数が収束状態にならないときに、振動動作を実行するように構成されている。収束状態とは、エンコーダ８のカウント数が一定時間（例えば６秒間）以上許容範囲内にある状態を意味する。 The calculation / control unit 12 also includes a vibration condition holding unit 15 and a vibration unit 16. The vibration means 16 is configured to perform a vibration operation when the count number of the encoder 8 does not converge within a predetermined time (for example, 10 seconds) after the driving of the motor 6 is started. The convergence state means a state where the count number of the encoder 8 is within an allowable range for a certain time (for example, 6 seconds) or more.

上述のように、演算・制御部１２はエンコーダ８のカウント数を目標カウント数に近づけるようにフィードバック制御を行なっているため、正常な状態であれば、エンコーダ８のカウント数が目標カウント数に近づくと、その後は目標カウント数から大きく離れることなく、目標カウント数の近傍でモータ６のカウント数の微細なフィードバック制御が行なわれ、モータ６のカウント数は許容範囲から外れることなく許容範囲内に収束する。他方、目標カウント数の近傍で動力伝達機構４のギアの噛み合わせの悪い場所などが発生していると、モータ６にかかる負荷が不安定になり、モータ６を所望のタイミングで停止させることができず、エンコーダ８のカウント数が目標カウント数の近傍で安定せず、許容範囲内で収束しなくなる。 As described above, since the calculation / control unit 12 performs feedback control so that the count number of the encoder 8 is close to the target count number, the count number of the encoder 8 approaches the target count number in a normal state. Thereafter, fine feedback control of the count number of the motor 6 is performed in the vicinity of the target count number without greatly departing from the target count number, and the count number of the motor 6 converges within the allowable range without deviating from the allowable range. To do. On the other hand, if a place where the meshing of the gear of the power transmission mechanism 4 is not close occurs near the target count number, the load applied to the motor 6 becomes unstable, and the motor 6 can be stopped at a desired timing. The count number of the encoder 8 is not stable in the vicinity of the target count number, and does not converge within the allowable range.

振動手段１６は、このような動力伝達機構４における不具合を解消するために、動力伝達機構４に衝撃を与える振動動作を実行するように構成されている。振動動作は、モータ６を作動部２を目標位置まで移動させるときの通常の駆動速度よりも早い速度でかつ許容範囲（±α）の幅のカウント数よりも広い幅のカウント数（例えば±１４カウント）に相当する回転量だけ正方向と逆方向に連続的に切り替えて回転させる動作である。振動動作として、例えばモータ６に供給する電圧の大きさの絶対値を作動部２を目標位置まで移動させるときの電圧値よりも大きくした状態で、その電圧の正負を３０Ｈｚの周波数で０．２秒間連続的に反転させる動作が挙げられる。振動条件保持部１５は、この振動動作時のモータ６への供給電圧や供給時間、正負切り替えのタイミング等の条件を保持している。 The vibration means 16 is configured to execute a vibration operation that gives an impact to the power transmission mechanism 4 in order to eliminate such a problem in the power transmission mechanism 4. The vibration operation is performed at a speed higher than the normal driving speed when the motor 6 is moved to the target position, and a count number having a width wider than the allowable range (± α) (for example, ± 14). This is an operation of continuously switching and rotating in the forward direction and the reverse direction by a rotation amount corresponding to (count). As the vibration operation, for example, in a state where the absolute value of the magnitude of the voltage supplied to the motor 6 is larger than the voltage value when the operating unit 2 is moved to the target position, the positive / negative of the voltage is 0.2 at a frequency of 30 Hz. An operation of continuously reversing for a second can be mentioned. The vibration condition holding unit 15 holds conditions such as the supply voltage and supply time to the motor 6 during the vibration operation, and the timing of switching between positive and negative.

同実施例の動作について図２を用いて説明する。
まず、指定された目標位置の情報に基づいて、目標カウント数及び許容範囲が設定される（ステップＳ１）。ここで、許容範囲は目標カウント数±αとして設定される。αは例えば６カウントである。目標カウント数が１０００カウントであるとすると、許容範囲は９９４カウントから１００６カウントとなる。 The operation of this embodiment will be described with reference to FIG.
First, a target count number and an allowable range are set based on information on the designated target position (step S1). Here, the allowable range is set as the target count number ± α. α is, for example, 6 counts. If the target count is 1000 counts, the allowable range is from 994 counts to 1006 counts.

演算・制御部１１には、目標カウント数及び許容範囲が設定された後のほか、モータ６を駆動した直後にもエンコーダ８のカウント数が取り込まれる（ステップＳ２）。演算・制御部１１は、取り込んだカウント数が許容範囲内か否かを判定するが（ステップＳ３）、いずれの場合にも、エンコーダ８から取り込んだカウント数を目標カウント数に近づけるようにモータ６への供給電圧や供給時間を演算し（ステップＳ５）、その演算結果に基づいてモータ６を駆動する（ステップＳ６）という動作を繰り返し行なう。 In addition to the target count number and the allowable range being set, the calculation / control unit 11 takes in the count number of the encoder 8 immediately after driving the motor 6 (step S2). The calculation / control unit 11 determines whether or not the acquired count number is within an allowable range (step S3). In any case, the motor 6 is configured so that the count number acquired from the encoder 8 is close to the target count number. The supply voltage and supply time are calculated (step S5), and the motor 6 is driven based on the calculation result (step S6).

演算・処理部１１は、エンコーダ８から取り込んだカウント数が許容範囲内にある場合には、エンコーダ８のカウント数が許容範囲内において収束状態となっているか否かを判定する（ステップＳ４）。演算・処理部１１は、過去に取り込んだエンコーダ８のカウント数を記憶しており、それらの情報からエンコーダ８のカウント数が所定時間（例えば６秒間）以上許容範囲内にあるか否かで収束状態となっているか否かを判定する。カウント数が所定時間以上許容範囲内にあれば収束状態であると判定する。カウント数が収束状態になれば、作動部２が正常に目標位置に移動したものと判断し、その目標位置への作動部２の駆動を終了し、新たな目標位置が設定されるまでは、モータをフリー状態またはホールド状態にする。フリー状態とは、モータ駆動部１０から電圧を印加しない状態を指し、ホールド状態とは、モータ駆動部１０からの電圧印加によってモータにブレーキをかけた状態を指す。 When the count number fetched from the encoder 8 is within the allowable range, the arithmetic / processing unit 11 determines whether the count number of the encoder 8 is in a converged state within the allowable range (step S4). The arithmetic / processing unit 11 stores the count number of the encoder 8 captured in the past, and converges according to whether or not the count number of the encoder 8 is within an allowable range for a predetermined time (for example, 6 seconds) from the information. It is determined whether or not it is in a state. If the count number is within an allowable range for a predetermined time or more, it is determined that the state is converged. If the count number is in the converged state, it is determined that the operating unit 2 has moved to the target position normally, the driving of the operating unit 2 to the target position is terminated, and a new target position is set. Put the motor into the free state or hold state. The free state refers to a state in which no voltage is applied from the motor drive unit 10, and the hold state refers to a state in which the motor is braked by voltage application from the motor drive unit 10.

演算・処理部１１は、エンコーダ８から取り込んだカウント数が許容範囲内にない場合、モータ６の駆動を開始してから一定時間（例えば１０秒）が経過するまでは（ステップＳ７）、エンコーダ８のカウント数を目標カウント数に近づけるようにモータ６への供給電圧及び供給時間の条件を演算し（ステップＳ５）、その演算結果に基づいてモータ６を駆動する（ステップＳ６）というフィードバック制御を繰り返し行なう。このフィードバック制御を繰り返し、一定時間が経過（ステップＳ７）しても、エンコーダ８のカウント数が収束状態とならない場合には、振動条件保持部１５に保持されている振動条件をモータ６の駆動条件として設定し（ステップＳ８）、その条件に基づいてモータ６を駆動して振動動作を行なう（ステップＳ６）。 When the count number fetched from the encoder 8 is not within the allowable range, the arithmetic / processing unit 11 starts the driving of the motor 6 until a certain time (for example, 10 seconds) elapses (step S7), the encoder 8 The feed voltage and the supply time conditions for the motor 6 are calculated so that the count number of the motor is close to the target count number (step S5), and the feedback control of driving the motor 6 based on the calculation result (step S6) is repeated. Do. If this feedback control is repeated and the count number of the encoder 8 does not reach a convergence state even after a certain time has elapsed (step S7), the vibration condition held in the vibration condition holding unit 15 is changed to the drive condition of the motor 6. (Step S8), and based on the conditions, the motor 6 is driven to perform a vibration operation (step S6).

振動動作が終了した後、演算・制御部１１は、エンコーダ８のカウント数を取り込み、そのカウント数が目標カウント数に近づくようにモータ６のフィードバック制御を再開する（ステップＳ２〜Ｓ６）。なお、このフィードバック制御の再開後のステップＳ７における「一定時間」とは、フィードバック制御を再開してからの一定時間である。すなわち、振動動作を行なうことにより、モータ６の駆動を開始してからの経過時間が初期化される。 After the vibration operation is completed, the calculation / control unit 11 takes in the count number of the encoder 8 and resumes the feedback control of the motor 6 so that the count number approaches the target count number (steps S2 to S6). Note that the “certain time” in step S7 after the feedback control is resumed is a certain time after the feedback control is resumed. That is, by performing the vibration operation, the elapsed time from the start of driving of the motor 6 is initialized.

上記の振動動作によって動力伝達機構４に衝撃を与えることで、動力伝達機構４を構成しているギアとギアの間の噛み合わせが変化し、不具合が解消される。これにより、操作者が動力伝達機構４を分解して組み直すなどの作業が不要となる。
なお、図２においては示されていないが、振動動作を行なった後さらに一定時間が経過してもモータ６のカウント数が収束状態にならない場合には、動力伝達機構４以外の場所に不具合が発生していることを操作者に通知する機能を備えていてもよい。 By applying an impact to the power transmission mechanism 4 by the vibration operation described above, the meshing between the gears constituting the power transmission mechanism 4 changes, and the problem is solved. This eliminates the need for the operator to disassemble and reassemble the power transmission mechanism 4.
Although not shown in FIG. 2, if the count number of the motor 6 does not converge even after a certain time has passed after the vibration operation, there is a problem in a place other than the power transmission mechanism 4. A function of notifying the operator of the occurrence may be provided.

図３はエンコーダ８のカウント数の時間変化の一例を示す図であり、（Ａ）は動力伝達機構４に不具合が生じていない場合、（Ｂ）は動力伝達機構４に不具合が生じている場合である。
図３（Ａ）に示されるように、動力伝達機構４に不具合がない場合には、エンコーダ８のカウント数が目標カウント数付近に達した後、エンコーダ８のカウント数が目標カウント数の近傍で小さく変動する程度の微細なモータ６のフィードバック制御が行なわれる。演算・制御部１１は、この状態が所定時間（Ｔａ）連続して続いたときに収束状態と判断して、作動部２が目標位置に正常に移動したと判断する。 FIGS. 3A and 3B are diagrams showing an example of a change in the count number of the encoder 8 over time. FIG. 3A shows a case where the power transmission mechanism 4 has not failed, and FIG. It is.
As shown in FIG. 3A, when there is no malfunction in the power transmission mechanism 4, after the count number of the encoder 8 reaches near the target count number, the count number of the encoder 8 is near the target count number. The feedback control of the motor 6 is performed so as to be small and fluctuate. The calculation / control unit 11 determines that the convergence state is reached when this state continues for a predetermined time (Ta), and determines that the operating unit 2 has moved to the target position normally.

他方、図３（Ｂ）に示されているように、演算・制御部１１は、モータ６の駆動を開始してから所定時間（ｔ１）が経過しても収束状態とならないときに、振動動作を所定時間（Ｔｂ）実行する。振動動作が終了した後、モータ６のカウント数が目標カウント数に近づくようにモータ駆動部１０のフィードバック制御を再開する。振動動作によって動力伝達機構４のギア同士の噛み合わせが変化することで、目標カウント数付近での不具合の発生がなくなり、エンコーダ８のカウント数が許容範囲内に連続して収まるようになり、演算・制御部１１は、この状態が所定時間（Ｔａ）連続して続いたときに収束状態と判断して、作動部２が目標位置に正常に移動したと判断する。 On the other hand, as shown in FIG. 3B, the calculation / control unit 11 performs the vibration operation when the convergence state is not reached even after a predetermined time (t1) has elapsed since the start of driving of the motor 6. For a predetermined time (Tb). After the vibration operation is finished, the feedback control of the motor drive unit 10 is resumed so that the count number of the motor 6 approaches the target count number. By changing the meshing between the gears of the power transmission mechanism 4 due to the vibration operation, the occurrence of problems near the target count number is eliminated, and the count number of the encoder 8 is continuously within the allowable range, so that -The control part 11 judges that it is a convergence state, when this state continues for a predetermined time (Ta) continuously, and judges that the action | operation part 2 moved to the target position normally.

上記駆動装置の一例としてガスクロマトグラフで分析する試料や試薬のための容器を搬送するためのオートサンプラについて説明する。図４はオートサンプラの一実施例の構造を概略的に示す図である。
このオートサンプラは、作動部としてアーム２ａを備えている。アーム２ａを回転方向に駆動するための機構としてギアボックス４ａ、回転軸４ｂ及びモータ６を備えている。ギアボックス４ａ及び回転軸４ｂは動力伝達機構４を構成するものである。ギアボックス４ａは、図５に示されているように、モータ６の駆動軸６ａの回転を回転軸４ｂに伝えて回転させるために互いに噛合した複数のギア２４、２６及び２８などを備えたものである。モータ６とギアボックス４ａとの間に回転軸６ａの回転量をカウント数として計測するエンコーダ８が設けられている。 An autosampler for transporting a container for a sample or a reagent to be analyzed by a gas chromatograph will be described as an example of the driving device. FIG. 4 is a diagram schematically showing the structure of an embodiment of the autosampler.
This autosampler includes an arm 2a as an operating portion. As a mechanism for driving the arm 2a in the rotation direction, a gear box 4a, a rotation shaft 4b, and a motor 6 are provided. The gear box 4 a and the rotating shaft 4 b constitute the power transmission mechanism 4. As shown in FIG. 5, the gear box 4 a includes a plurality of gears 24, 26, and 28 that mesh with each other in order to transmit the rotation of the drive shaft 6 a of the motor 6 to the rotation shaft 4 b and rotate it. It is. An encoder 8 is provided between the motor 6 and the gear box 4a to measure the rotation amount of the rotary shaft 6a as a count number.

ギアボックス４ａ、モータ６及びエンコーダ８のほか、モータ６に電圧を供給するモータ駆動部やモータ駆動部の制御を行なう制御部などは基台１７の内部に収容されている。基台２の上面は、試料や試薬のための容器を収容するためのトレイ２０を載置するためのテーブル１８となっており、回転軸４ｂはテーブル１８の中央部から上方へ垂直に立てられた状態で配置されている。アーム２ａは水平方向へ延びた状態で基端部が回転軸４ｂに固定され、回転軸４ｂの回転にともなって水平面内で回転するようになっている。 In addition to the gear box 4 a, the motor 6, and the encoder 8, a motor driving unit that supplies voltage to the motor 6, a control unit that controls the motor driving unit, and the like are housed in the base 17. The upper surface of the base 2 is a table 18 on which a tray 20 for accommodating containers for samples and reagents is placed, and the rotary shaft 4b is vertically set upward from the center of the table 18. It is arranged in the state. The base end portion of the arm 2a extends in the horizontal direction and is fixed to the rotating shaft 4b. The arm 2a rotates in a horizontal plane as the rotating shaft 4b rotates.

アーム２ａは回転軸４ｂに沿って上下方向にも移動可能である。アーム２ａの先端は容器２２を把持することができるようになっており、平面内における回転と回転軸４ｂに沿った上下動により、トレイ２０の容器の取出しや収容を行なう。なお、ここでは、アーム２ａを上下方向へ駆動させる機構についての説明は省略する。 The arm 2a is also movable in the vertical direction along the rotation shaft 4b. The tip of the arm 2a can hold the container 22, and the container of the tray 20 is taken out and stored by rotating in a plane and moving up and down along the rotating shaft 4b. Here, description of the mechanism for driving the arm 2a in the vertical direction is omitted.

２作動部
４動力伝達機構
６モータ
８エンコーダ
１０モータ駆動部
１１演算・制御部
１２目標カウント数保持部
１３許容範囲保持部
１４供給電圧条件保持部
１５振動条件保持部
１６振動手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Actuation part 4 Power transmission mechanism 6 Motor 8 Encoder 10 Motor drive part 11 Calculation / control part 12 Target count number holding part 13 Allowable range holding part 14 Supply voltage condition holding part 15 Vibration condition holding part 16 Vibration means

Claims

モータと、
前記モータの駆動により設定された目標位置へ移動するように駆動される作動部と、
前記モータの回転動力を一定方向への駆動力として前記作動部に伝達する動力伝達機構と、
前記モータに電圧を印加して前記モータを駆動するモータ駆動部と、
前記モータの回転量に応じた数のパルス信号を発生させ、そのパルス信号のカウント数を計測するエンコーダと、
前記目標位置まで前記作動部を移動させるために必要な前記エンコーダのパルス信号のカウント数である目標カウント数を保持する目標カウント数保持部と、
前記目標カウント数に基づいて設定された前記目標カウント数を含む周辺の範囲である許容範囲を保持する許容範囲保持部と、
前記エンコーダのカウント数を取り込み、そのカウント数を前記目標カウント数に近づけるように前記モータ駆動部から前記モータへの供給電圧とその電圧の供給時間を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記作動部の駆動を開始した後所定時間内に、前記カウント数が一定時間以上連続して前記許容範囲内で収束する収束状態とならないときに、前記モータを前記作動部を目標位置へ移動させる時の通常時の回転速度よりも早く前記許容範囲の幅のカウント数よりも大きなカウント数の幅で正方向と逆方向に連続的に切り替えて回転させる振動動作を行なう振動手段を備えていることを特徴とする駆動装置。 A motor,
An actuating unit driven to move to a target position set by driving the motor;
A power transmission mechanism that transmits the rotational power of the motor to the operating portion as a driving force in a certain direction;
A motor drive unit for driving the motor by applying a voltage to the motor;
An encoder that generates a number of pulse signals according to the amount of rotation of the motor and measures the number of counts of the pulse signals;
A target count number holding unit that holds a target count number that is a count number of pulse signals of the encoder necessary to move the operating unit to the target position;
An allowable range holding unit for holding an allowable range that is a peripheral range including the target count number set based on the target count number;
A control unit that takes in the count number of the encoder and controls a supply voltage from the motor drive unit to the motor and a supply time of the voltage so that the count number approaches the target count number;
When the control unit does not reach a convergence state in which the count number continuously converges within the allowable range within a predetermined time after starting the driving of the operating unit, Vibrating means for performing a vibrating operation that is continuously switched between the forward direction and the reverse direction with a larger number of counts than the allowable range of widths faster than the normal rotational speed when moving to the target position. A drive device comprising:

前記振動動作は、前記モータへの供給電圧を一定にした状態で一定周期でその正負を反転させるものである請求項１に記載の駆動装置。 2. The driving device according to claim 1, wherein the vibration operation is to invert the positive and negative at a constant cycle in a state where a supply voltage to the motor is constant.