JPH08313298A - 原点位置検出装置及びその検出方法 - Google Patents
原点位置検出装置及びその検出方法Info
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- JPH08313298A JPH08313298A JP12241695A JP12241695A JPH08313298A JP H08313298 A JPH08313298 A JP H08313298A JP 12241695 A JP12241695 A JP 12241695A JP 12241695 A JP12241695 A JP 12241695A JP H08313298 A JPH08313298 A JP H08313298A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回転軸の動作範囲が360°を越えるような
場合においても、特別な構造が不要な最も簡単な1対の
ドグと原点センサーの構成により原点検出を行なう。 【構成】 ロボット等の回転軸において、回転軸を駆動
するための駆動源の回転を端数の増減速比の機構を介し
て回転軸に伝達する。ドグとドグの有無を検知するため
のセンサーの状態により回転軸をCWまたはCCW方向
の回転させ(ステップS1〜S4)、ドグとセンサーの
位置関係が同一になる場合(ステップS7)に、回転軸
をCCW方向に回転させ、駆動源に取付けられたエンコ
ーダのパルス数が制御上異なることを利用し(ステップ
S10〜S13)、回転軸の回転動作範囲が1回転(3
60°)以上の場合でも、全ての回転角度位置において
原点の検出ができるように構成。
場合においても、特別な構造が不要な最も簡単な1対の
ドグと原点センサーの構成により原点検出を行なう。 【構成】 ロボット等の回転軸において、回転軸を駆動
するための駆動源の回転を端数の増減速比の機構を介し
て回転軸に伝達する。ドグとドグの有無を検知するため
のセンサーの状態により回転軸をCWまたはCCW方向
の回転させ(ステップS1〜S4)、ドグとセンサーの
位置関係が同一になる場合(ステップS7)に、回転軸
をCCW方向に回転させ、駆動源に取付けられたエンコ
ーダのパルス数が制御上異なることを利用し(ステップ
S10〜S13)、回転軸の回転動作範囲が1回転(3
60°)以上の場合でも、全ての回転角度位置において
原点の検出ができるように構成。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボット等の回転軸に
おいて、特に1回転以上回転する軸の原点位置検出装置
及びその検出方法に関するものである。
おいて、特に1回転以上回転する軸の原点位置検出装置
及びその検出方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の回転軸の構成は、大きく次の2種
類に大別される。 (1)駆動源と回転軸の軸芯が同一の場合、駆動源とな
るモーターの回転を、減速機等を介して直接回転軸に伝
達する構成。
類に大別される。 (1)駆動源と回転軸の軸芯が同一の場合、駆動源とな
るモーターの回転を、減速機等を介して直接回転軸に伝
達する構成。
【0003】図10に従来例としての駆動源と回転軸の
軸芯が同一の場合の回転軸を示す。 (2)駆動源と回転軸の軸芯が異なる場合、駆動源とな
るモーターの回転を、1対のベルトとプーリー、あるい
は1対のギヤ等を介して回転軸に伝達する構成。図11
に従来例としての駆動源と回転軸の軸芯が異なる場合の
回転軸を示す。
軸芯が同一の場合の回転軸を示す。 (2)駆動源と回転軸の軸芯が異なる場合、駆動源とな
るモーターの回転を、1対のベルトとプーリー、あるい
は1対のギヤ等を介して回転軸に伝達する構成。図11
に従来例としての駆動源と回転軸の軸芯が異なる場合の
回転軸を示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上、前述2つの構成
での回転軸の原点位置検出装置の従来例としては、 (1)駆動源と回転軸の軸芯が同一の場合 1).回転軸に取付けたドグを原点センサーで検出する方
法 原点センサーにおけるドグの有無によるON,OFFの
みで判別する方法が、最も一般的で簡単な原点位置検出
装置であり、コスト、スペース的にも有利である。しか
し、回転軸が1回転以上回転すると、原点センサーとド
グの位置関係が同一となる部分が生じる。従ってこの方
法では、回転軸の動作範囲は、1回転(360°)未満
となる。
での回転軸の原点位置検出装置の従来例としては、 (1)駆動源と回転軸の軸芯が同一の場合 1).回転軸に取付けたドグを原点センサーで検出する方
法 原点センサーにおけるドグの有無によるON,OFFの
みで判別する方法が、最も一般的で簡単な原点位置検出
装置であり、コスト、スペース的にも有利である。しか
し、回転軸が1回転以上回転すると、原点センサーとド
グの位置関係が同一となる部分が生じる。従ってこの方
法では、回転軸の動作範囲は、1回転(360°)未満
となる。
【0005】2).回転軸に取付けた遅延ドグにて検出す
る方法 回転軸の回転に対し、ある角度遅延して、追随しながら
回転動作するドグを設ける。これにより、回転軸の動作
範囲が1回転(360°)以上となっても、ドグの動作
範囲は1回転(360°)未満となる。このドグを原点
センサーにより検出する方法がある。しかしこの方法
は、特開昭62−282892など多くの方式がある
が、いずれもドグの構成が複雑、スペースが大きくなる
等の問題がある。
る方法 回転軸の回転に対し、ある角度遅延して、追随しながら
回転動作するドグを設ける。これにより、回転軸の動作
範囲が1回転(360°)以上となっても、ドグの動作
範囲は1回転(360°)未満となる。このドグを原点
センサーにより検出する方法がある。しかしこの方法
は、特開昭62−282892など多くの方式がある
が、いずれもドグの構成が複雑、スペースが大きくなる
等の問題がある。
【0006】3).回転軸に回転角度の絶対位置検出手段
を設ける方法 絶対位置検出エンコーダ等を回転軸に取付ける方法があ
る。回転軸の絶対位置の検出とともに基準位置からの回
転角度も検出することで、回転動作範囲が1回転(36
0°)以上の場合の原点位置を検出可能である。しかし
この場合、回転角度検出の信号処理回路の構成が複雑に
なる。また、センサー等多くの検出手段を配置しなけれ
ばならない。また、高価な絶対位置検出用エンコーダが
必要であるなど技術的、コスト的にも多くの問題を有す
る。
を設ける方法 絶対位置検出エンコーダ等を回転軸に取付ける方法があ
る。回転軸の絶対位置の検出とともに基準位置からの回
転角度も検出することで、回転動作範囲が1回転(36
0°)以上の場合の原点位置を検出可能である。しかし
この場合、回転角度検出の信号処理回路の構成が複雑に
なる。また、センサー等多くの検出手段を配置しなけれ
ばならない。また、高価な絶対位置検出用エンコーダが
必要であるなど技術的、コスト的にも多くの問題を有す
る。
【0007】(2)駆動源と回転軸の軸芯が異なる場
合、 この場合、例えば駆動側のプーリーの歯数を回転軸側の
プーリーの歯数より多くする等の手段により、回転軸側
を増速させる機構を設け、駆動側は1回転しなくとも回
転軸側は1回転以上回転するようにする。この駆動側に
回転軸に取付けたドグを原点センサーで検出するような
一般的な原点検出機構を設けることにより、回転軸の動
作範囲が1回転(360°)以上の原点位置検出が可能
となる。
合、 この場合、例えば駆動側のプーリーの歯数を回転軸側の
プーリーの歯数より多くする等の手段により、回転軸側
を増速させる機構を設け、駆動側は1回転しなくとも回
転軸側は1回転以上回転するようにする。この駆動側に
回転軸に取付けたドグを原点センサーで検出するような
一般的な原点検出機構を設けることにより、回転軸の動
作範囲が1回転(360°)以上の原点位置検出が可能
となる。
【0008】しかしこの場合、駆動軸側と回転軸側の増
速機構部で発生するバックラッシュ、また増速すること
による原点検出時の誤差等が増速比分拡大するといった
精度的な問題がある。更に軸芯が異なることによる回転
軸機構全体としてのスペースが大きくなるといった問題
がある。
速機構部で発生するバックラッシュ、また増速すること
による原点検出時の誤差等が増速比分拡大するといった
精度的な問題がある。更に軸芯が異なることによる回転
軸機構全体としてのスペースが大きくなるといった問題
がある。
【0009】そこで本発明の解決すべき課題は、回転軸
の動作範囲が360°を越えるような場合においても、
特別な構造が不要な最も簡単な1対のドグと原点センサ
ーの構成により原点検出を行なうことである。
の動作範囲が360°を越えるような場合においても、
特別な構造が不要な最も簡単な1対のドグと原点センサ
ーの構成により原点検出を行なうことである。
【0010】
【課題を解決するための手段】及び
【作用】本発明の課題を解決するための構成として、請
求項1は、1回転以上の動作範囲を有する回転軸の原点
位置を検出するための装置において、前記の回転軸を駆
動するための駆動源が発する第1のパルスと第2のパル
ス、及び前記の回転軸上のドグとそのドグの有無を検知
するためのセンサーにより、前記の動作範囲内の全ての
位置において原点を検出することを特徴とする原点位置
検出装置である。
求項1は、1回転以上の動作範囲を有する回転軸の原点
位置を検出するための装置において、前記の回転軸を駆
動するための駆動源が発する第1のパルスと第2のパル
ス、及び前記の回転軸上のドグとそのドグの有無を検知
するためのセンサーにより、前記の動作範囲内の全ての
位置において原点を検出することを特徴とする原点位置
検出装置である。
【0011】請求項2は、前記の駆動源及び回転軸の増
減速比が、端数であることを特徴とする請求項1記載の
原点位置検出装置である。これにより回転方向が異なれ
ば、ドグの位置が同じ場合に、基準となる第2のパルス
との位置関係を捉えることにより原点位置の検出が行な
える。
減速比が、端数であることを特徴とする請求項1記載の
原点位置検出装置である。これにより回転方向が異なれ
ば、ドグの位置が同じ場合に、基準となる第2のパルス
との位置関係を捉えることにより原点位置の検出が行な
える。
【0012】請求項3は、前記のドグは、前記の回転軸
の任意の位置に固定されていることを特徴とする請求項
1記載の原点位置検出装置である。この場合、ドグが回
転軸と一体に回転する原点位置検出装置である。
の任意の位置に固定されていることを特徴とする請求項
1記載の原点位置検出装置である。この場合、ドグが回
転軸と一体に回転する原点位置検出装置である。
【0013】請求項4は、前記の回転軸が所定の範囲を
回転する間、第1のパルスを計数する手段と、その計数
された値と予め設定した基準値を比較する手段を備えた
ことを特徴とする請求項1記載の原点位置検出装置であ
る。
回転する間、第1のパルスを計数する手段と、その計数
された値と予め設定した基準値を比較する手段を備えた
ことを特徴とする請求項1記載の原点位置検出装置であ
る。
【0014】請求項5は、前記の基準値は、前記のドグ
が所定の位置より右または左回転を開始してから前記の
第2のパルスを最初に検知するまでの間の前記の第1の
パルスの左右それぞれの計数値であることを特徴とする
請求項4記載の原点位置検出装置である。これによりド
グの位置が同じでも、なす角が異なっていることを具体
的に表現することができた。
が所定の位置より右または左回転を開始してから前記の
第2のパルスを最初に検知するまでの間の前記の第1の
パルスの左右それぞれの計数値であることを特徴とする
請求項4記載の原点位置検出装置である。これによりド
グの位置が同じでも、なす角が異なっていることを具体
的に表現することができた。
【0015】請求項6は、前記の回転軸が所定の範囲を
回転する間は、前記のドグが所定の位置より右または左
回転を開始してから前記の第2のパルスを最初に検知す
るまでの間であることを特徴とする請求項4記載の原点
位置検出装置である。これにより基準値との比較の条件
を同じにすることができた。
回転する間は、前記のドグが所定の位置より右または左
回転を開始してから前記の第2のパルスを最初に検知す
るまでの間であることを特徴とする請求項4記載の原点
位置検出装置である。これにより基準値との比較の条件
を同じにすることができた。
【0016】請求項7は、前記の第1のパルスは、前記
の駆動源が回転に従って所定の分解能で発するパルスで
あることを特徴とする請求項4記載の原点位置検出装置
である。これにより原点位置検出のための最も基礎的な
信号を得ることができた。
の駆動源が回転に従って所定の分解能で発するパルスで
あることを特徴とする請求項4記載の原点位置検出装置
である。これにより原点位置検出のための最も基礎的な
信号を得ることができた。
【0017】請求項8は、前記の第2のパルスは、前記
の駆動源が1回転毎に発するパルスであることを特徴と
する請求項4記載の原点位置検出装置である。これによ
り回転軸に回転角度を把握するための特別な構成を持た
なくても、回転の基準となる信号を得ることができた。
の駆動源が1回転毎に発するパルスであることを特徴と
する請求項4記載の原点位置検出装置である。これによ
り回転軸に回転角度を把握するための特別な構成を持た
なくても、回転の基準となる信号を得ることができた。
【0018】また、同課題の解決のための他の構成とし
て、請求項9は、1回転以上の動作範囲を有する回転軸
の原点位置を検出するための装置において、前記の回転
軸を駆動するための駆動源が発する第1のパルスと第2
のパルス、及び前記の回転軸上のドグとそのドグの有無
を検知するためのセンサーにより、前記の動作範囲内の
全ての位置において原点を検出することを特徴とする原
点位置検出方法である。
て、請求項9は、1回転以上の動作範囲を有する回転軸
の原点位置を検出するための装置において、前記の回転
軸を駆動するための駆動源が発する第1のパルスと第2
のパルス、及び前記の回転軸上のドグとそのドグの有無
を検知するためのセンサーにより、前記の動作範囲内の
全ての位置において原点を検出することを特徴とする原
点位置検出方法である。
【0019】請求項10は、前記の駆動源及び回転軸の
増減速比が、端数であることを特徴とする請求項9記載
の原点位置検出方法である。これにより回転方向が異な
れば、ドグの位置が同じ場合に、基準となる第2のパル
スとの位置関係を捉えることにより原点位置の検出が行
なえる。
増減速比が、端数であることを特徴とする請求項9記載
の原点位置検出方法である。これにより回転方向が異な
れば、ドグの位置が同じ場合に、基準となる第2のパル
スとの位置関係を捉えることにより原点位置の検出が行
なえる。
【0020】請求項11は、前記のドグは、前記の回転
軸の任意の位置に固定されていることを特徴とする請求
項9記載の原点位置検出方法である。この場合、ドグが
回転軸と一体に回転する原点位置検出装置である。
軸の任意の位置に固定されていることを特徴とする請求
項9記載の原点位置検出方法である。この場合、ドグが
回転軸と一体に回転する原点位置検出装置である。
【0021】請求項12は、前記の回転軸が所定の範囲
を回転する間、第1のパルスを計数し、その計数された
値と予め設定した基準値を比較することを特徴とする請
求項9記載の原点位置検出方法である。
を回転する間、第1のパルスを計数し、その計数された
値と予め設定した基準値を比較することを特徴とする請
求項9記載の原点位置検出方法である。
【0022】請求項13は、前記の基準値は、前記のド
グが所定の位置より右または左回転を開始してから前記
の第2のパルスを最初に検知するまでの間の前記の第1
のパルスの左右それぞれの計数値であることを特徴とす
る請求項12記載の原点位置検出方法である。これによ
りドグの位置が同じでも、なす角が異なっていることを
具体的に表現することができた。
グが所定の位置より右または左回転を開始してから前記
の第2のパルスを最初に検知するまでの間の前記の第1
のパルスの左右それぞれの計数値であることを特徴とす
る請求項12記載の原点位置検出方法である。これによ
りドグの位置が同じでも、なす角が異なっていることを
具体的に表現することができた。
【0023】請求項14は、前記の回転軸が所定の範囲
を回転する間は、前記のドグが所定の位置より右または
左回転を開始してから前記の第2のパルスを最初に検知
するまでの間であることを特徴とする請求項12記載の
原点位置検出方法である。これにより基準値との比較の
条件を同じにすることができた。
を回転する間は、前記のドグが所定の位置より右または
左回転を開始してから前記の第2のパルスを最初に検知
するまでの間であることを特徴とする請求項12記載の
原点位置検出方法である。これにより基準値との比較の
条件を同じにすることができた。
【0024】請求項15は、前記の第1のパルスは、前
記の駆動源が回転に従って所定の分解能で発するパルス
であることを特徴とする請求項12記載の原点位置検出
方法である。これにより原点位置検出のための最も基礎
的な信号を得ることができた。
記の駆動源が回転に従って所定の分解能で発するパルス
であることを特徴とする請求項12記載の原点位置検出
方法である。これにより原点位置検出のための最も基礎
的な信号を得ることができた。
【0025】請求項16は、前記の第2のパルスは、前
記の駆動源が1回転毎に発するパルスであることを特徴
とする請求項12記載の原点位置検出方法である。これ
により回転軸に回転角度を把握するための特別な構成を
持たなくても、回転の基準となる信号を得ることができ
た。
記の駆動源が1回転毎に発するパルスであることを特徴
とする請求項12記載の原点位置検出方法である。これ
により回転軸に回転角度を把握するための特別な構成を
持たなくても、回転の基準となる信号を得ることができ
た。
【0026】
(実施例1)以下に本発明の一実施例を図1〜図9を参
照して詳細に説明する。
照して詳細に説明する。
【0027】まず図1、図2を参照して装置の構成を説
明する。
明する。
【0028】図1は、本発明の一実施例としてのロボッ
ト先端の回転軸の要部中心断面図である。
ト先端の回転軸の要部中心断面図である。
【0029】図2は、本発明の一実施例としての図1の
X−X矢視図である。
X−X矢視図である。
【0030】図1及び図2において、回転軸1は、例え
ばロボットハンド等を取付ける軸であり、スぺーサー
2、大プーリー3、フランジ9と固定されており、本体
アーム4に組込まれたベアリング5により回転可能に支
持されている。駆動モーター6の回転は、小プーリー
7、タイミングベルト8を介して大プーリー3に伝達さ
れ、回転軸1が回転する。フランジ9には、逆U字状の
ストッパーピン14を固定するための不図示の上下方向
の穴及び、その穴から半径方向に溝が加工されている。
ブロック16の長穴状溝16aには玉15が回転軸1に
対してある回転角度の範囲内で遊動(長穴状溝16aの
内部を転がりながら移動)できるように組み込まれてい
る。また、ブロック16の上部には、ストッパーピン1
4が回転した時に、ブロック16に干渉しないためのニ
ゲ溝16bが設けられている。またニゲ溝16bは、長
穴状溝16aと位置が重なる部分においてはつながって
いる。ドグ10及びストッパーピン14は、フランジ9
に固定され、回転軸1と一体に回転する。ブロック16
は、ストッパーピン14がニゲ溝16bの間を移動し、
長穴状溝16aに組込まれた玉15と突き当たるような
位置関係になるように、本体アーム4に固定されたオサ
エフランジ11に取り付けられている。原点センサー1
3は、ブラケット12を介して、本体アーム4に固定さ
れたオサエフランジ11に取り付けられている。すなわ
ち、駆動モーター6が回転すると、回転軸1は小プーリ
ー7と大プーリー3の歯数比分減速された角度(θとす
る)回転し、ドグ10も同一角度(θ)回転する。原点
センサー13は固定であり、上記ドグ10の動作が検出
可能な位置に取付けられている。
ばロボットハンド等を取付ける軸であり、スぺーサー
2、大プーリー3、フランジ9と固定されており、本体
アーム4に組込まれたベアリング5により回転可能に支
持されている。駆動モーター6の回転は、小プーリー
7、タイミングベルト8を介して大プーリー3に伝達さ
れ、回転軸1が回転する。フランジ9には、逆U字状の
ストッパーピン14を固定するための不図示の上下方向
の穴及び、その穴から半径方向に溝が加工されている。
ブロック16の長穴状溝16aには玉15が回転軸1に
対してある回転角度の範囲内で遊動(長穴状溝16aの
内部を転がりながら移動)できるように組み込まれてい
る。また、ブロック16の上部には、ストッパーピン1
4が回転した時に、ブロック16に干渉しないためのニ
ゲ溝16bが設けられている。またニゲ溝16bは、長
穴状溝16aと位置が重なる部分においてはつながって
いる。ドグ10及びストッパーピン14は、フランジ9
に固定され、回転軸1と一体に回転する。ブロック16
は、ストッパーピン14がニゲ溝16bの間を移動し、
長穴状溝16aに組込まれた玉15と突き当たるような
位置関係になるように、本体アーム4に固定されたオサ
エフランジ11に取り付けられている。原点センサー1
3は、ブラケット12を介して、本体アーム4に固定さ
れたオサエフランジ11に取り付けられている。すなわ
ち、駆動モーター6が回転すると、回転軸1は小プーリ
ー7と大プーリー3の歯数比分減速された角度(θとす
る)回転し、ドグ10も同一角度(θ)回転する。原点
センサー13は固定であり、上記ドグ10の動作が検出
可能な位置に取付けられている。
【0031】本実施例の前提として、原点位置での原点
センサー13とドグ10の回転方向の位置関係は、図2
に示す状態とする。そして回転軸1(ドグ10も同一)
の回転角度範囲は、図2に示す位置を原点位置(θ=0
°)とし、±(180°+α)の回転範囲となるようス
トッパーピン14、玉15、ブロック16、長穴状溝1
6a、ニゲ溝16bによって機械的に動作が制限できる
構造となっている。但しαは、α=2°〜10°程度の
小さな角度であるオーバーラン角度とする。また、ドグ
10の形状は図2に示すように180°の範囲を占有す
る半円状とする。
センサー13とドグ10の回転方向の位置関係は、図2
に示す状態とする。そして回転軸1(ドグ10も同一)
の回転角度範囲は、図2に示す位置を原点位置(θ=0
°)とし、±(180°+α)の回転範囲となるようス
トッパーピン14、玉15、ブロック16、長穴状溝1
6a、ニゲ溝16bによって機械的に動作が制限できる
構造となっている。但しαは、α=2°〜10°程度の
小さな角度であるオーバーラン角度とする。また、ドグ
10の形状は図2に示すように180°の範囲を占有す
る半円状とする。
【0032】次に図3〜図8を参照し回転軸1がθ=±
(180°+α)の範囲で回転した時のドグ10と原点
センサー13の動作を説明する。
(180°+α)の範囲で回転した時のドグ10と原点
センサー13の動作を説明する。
【0033】図3は、本発明の一実施例としての動作説
明図である(回転軸1の回転角度θ=−(180°+
α)の位置)。
明図である(回転軸1の回転角度θ=−(180°+
α)の位置)。
【0034】図4は、本発明の一実施例としての動作説
明図である(回転軸1の回転角度θ=−180°の位
置)。
明図である(回転軸1の回転角度θ=−180°の位
置)。
【0035】図5は、本発明の一実施例としての動作説
明図である(回転軸1の回転角度θ=0°の位置:原点
位置)。
明図である(回転軸1の回転角度θ=0°の位置:原点
位置)。
【0036】図6は、本発明の一実施例としての動作説
明図である(回転軸1の回転角度θ=+180°の位
置)。
明図である(回転軸1の回転角度θ=+180°の位
置)。
【0037】図7は、本発明の一実施例としての動作説
明図である(回転軸1の回転角度θ=+(180°+
α)の位置)。尚、図5に示すようにθの回転はCW方
向を+(プラス)、CCW方向を−(マイナス)とす
る。
明図である(回転軸1の回転角度θ=+(180°+
α)の位置)。尚、図5に示すようにθの回転はCW方
向を+(プラス)、CCW方向を−(マイナス)とす
る。
【0038】図8は、本発明の一実施例としての回転軸
1の回転角度と原点センサー13の動作の関係を示す図
である。
1の回転角度と原点センサー13の動作の関係を示す図
である。
【0039】(1)回転軸1(ドグ10)の回転角度と
原点センサー13の動作状態の関係 原点センサー13は、ドグ10を検出時にON、未検出
時をOFFとする。回転軸1が原点位置(θ=0°)か
らCW方向に回転し、図5→図6→図7へと回転する場
合、又、反対にCCW方向に図5→図4→図3と回転し
た時の原点センサー13のON/OFFの状態を図8に
示す。すなわち、原点センサー13がONの範囲は、 ・θ=−180°〜−(180°+α)(のエリアと
する) ・θ=0°〜+180° (のエリアと
する) また、原点センサー13がOFFの範囲は、 ・θ=0°〜−180° (のエリアと
する) ・θ=+180°〜+(180°+α)(のエリアと
する) となり、単純に原点センサー13のON,OFFでのみ
で回転軸1の位置を検出しようとすると、図8における
とのエリアの区別、またとのエリアの区別がで
きない。そこで以下の原点検出を行う。
原点センサー13の動作状態の関係 原点センサー13は、ドグ10を検出時にON、未検出
時をOFFとする。回転軸1が原点位置(θ=0°)か
らCW方向に回転し、図5→図6→図7へと回転する場
合、又、反対にCCW方向に図5→図4→図3と回転し
た時の原点センサー13のON/OFFの状態を図8に
示す。すなわち、原点センサー13がONの範囲は、 ・θ=−180°〜−(180°+α)(のエリアと
する) ・θ=0°〜+180° (のエリアと
する) また、原点センサー13がOFFの範囲は、 ・θ=0°〜−180° (のエリアと
する) ・θ=+180°〜+(180°+α)(のエリアと
する) となり、単純に原点センサー13のON,OFFでのみ
で回転軸1の位置を検出しようとすると、図8における
とのエリアの区別、またとのエリアの区別がで
きない。そこで以下の原点検出を行う。
【0040】(2)原点検出のポイント 図8に示すように、駆動モーター6のエンコーダからの
パルスは所定の分解能で出されている。また、C相のパ
ルスは駆動モーター6が1回転したときに1回出てい
る。小プーリー7と大プーリー3の歯数の比を端数の値
とし(例えば、小プーリー7が1回転したときに大プー
リー3は3/4回転等)、減速比を端数とすれば、図8
のようにθ=+180°の位置とθ=−180°の位置
の判別が可能となる。すなわちθ=±180°のそれぞ
れの位置を考えた場合、ドグ10と原点センサー13の
位置関係は同一である(図4、図6参照)。しかし減速
比を端数としたことにより、θ=+180°の位置にお
いてドグ10をCCW方向に回転し、最初にC相のパル
スが出るまでの駆動モーター6のエンコーダが出すパル
ス数21と、同様にθ=−180°の位置においてドグ
10をCCW方向に回転し、最初にC相のパルスが出る
までの駆動モーター6のエンコーダが出すパルス数22
のパルスの数は異なっている。また、駆動モーター6の
C相のパルスとエンコーダのパルス及びドグ10(回転
軸1)の位置関係は常に一定である。このためパルス数
21とパルス数22を比較すれば、回転軸1の回転角度
θ=±(180°+α)の範囲内で原点検出が可能とな
る。
パルスは所定の分解能で出されている。また、C相のパ
ルスは駆動モーター6が1回転したときに1回出てい
る。小プーリー7と大プーリー3の歯数の比を端数の値
とし(例えば、小プーリー7が1回転したときに大プー
リー3は3/4回転等)、減速比を端数とすれば、図8
のようにθ=+180°の位置とθ=−180°の位置
の判別が可能となる。すなわちθ=±180°のそれぞ
れの位置を考えた場合、ドグ10と原点センサー13の
位置関係は同一である(図4、図6参照)。しかし減速
比を端数としたことにより、θ=+180°の位置にお
いてドグ10をCCW方向に回転し、最初にC相のパル
スが出るまでの駆動モーター6のエンコーダが出すパル
ス数21と、同様にθ=−180°の位置においてドグ
10をCCW方向に回転し、最初にC相のパルスが出る
までの駆動モーター6のエンコーダが出すパルス数22
のパルスの数は異なっている。また、駆動モーター6の
C相のパルスとエンコーダのパルス及びドグ10(回転
軸1)の位置関係は常に一定である。このためパルス数
21とパルス数22を比較すれば、回転軸1の回転角度
θ=±(180°+α)の範囲内で原点検出が可能とな
る。
【0041】(3)原点検出方法 前述のように、本実施例でのポイントは、図8のと
のエリア、またとのエリアの判別をどのように行な
うかである。
のエリア、またとのエリアの判別をどのように行な
うかである。
【0042】そこでドグ10(回転軸1)が、または
のエリア内から原点検出する場合は、ドグ10(回転
軸1)を→,→へと回転させ、必ずかのど
ちらかのエリアに移動させる。一方、またはのエリ
アからの原点検出は、最も単純な原点位置への移動手段
(原点センサー13がONならばCCW方向、OFFな
らばCW方向へと回転し、原点センサー13のON/O
FFが切換わった時点で位置修正し、設定の原点位置へ
と移る。)にて行なう。
のエリア内から原点検出する場合は、ドグ10(回転
軸1)を→,→へと回転させ、必ずかのど
ちらかのエリアに移動させる。一方、またはのエリ
アからの原点検出は、最も単純な原点位置への移動手段
(原点センサー13がONならばCCW方向、OFFな
らばCW方向へと回転し、原点センサー13のON/O
FFが切換わった時点で位置修正し、設定の原点位置へ
と移る。)にて行なう。
【0043】以下にドグ10(回転軸1)を→,
→へと移動する方法について、図8及び図9を参照し
て説明する。尚、及びのエリアから原点位置への移
動は、前述した一般的な方法を用いるため説明を省略す
る。
→へと移動する方法について、図8及び図9を参照し
て説明する。尚、及びのエリアから原点位置への移
動は、前述した一般的な方法を用いるため説明を省略す
る。
【0044】図9は、本発明の一実施例としての処理の
流れを示すフローチャートである。
流れを示すフローチャートである。
【0045】ここで駆動モーター6が1回転以上2回転
以下(例えば1.5回転程度)するまでにエンコーダが
出すパルス数をサーチパルス数とする。
以下(例えば1.5回転程度)するまでにエンコーダが
出すパルス数をサーチパルス数とする。
【0046】処理を始めるに当たって、まずドグ10が
原点位置にあるかどうかを確認する(ステップS1)。
原点位置にあれば原点センサー13がONなので、ドグ
10(回転軸1)の回転方向をCW方向とする(ステッ
プS2)。一方原点位置になければ原点センサー13が
OFFなので、ドグ10(回転軸1)の回転方向をCC
W方向とする(ステップS3)。ステップS4におい
て、それぞれの方向に回転を開始し、原点センサー13
のON/OFF状態の変化の有無を監視する(ステップ
S5)。前述のサーチパルスの数まで駆動モーター6の
回転を継続しても原点センサー13のON/OFF状態
が変化しない場合(ステップS6)は、原点位置への移
動処理(ステップS14)に進む。一方ステップS5に
おいて、前述のサーチパルスの数まで駆動モーター6を
回転させる前に原点センサー13のON/OFF状態が
変化した場合は、原点センサー13のON/OFFを確
認する(ステップS7)。原点センサー13がOFFの
場合は、ドグ10(回転軸1)の回転方向をそれまでと
反対方向に回転させる(ステップS8)。ステップS7
において、原点センサー13がONの場合は、駆動モー
ター6のエンコーダの出すパルスのカウンターを0にリ
セットし(ステップS9)、ドグ10(回転軸1)をC
CW方向への回転を開始する(ステップS10)。CC
W方向への回転を開始してから駆動モーター6のC相の
パルスが最初に発生するのを監視し(ステップS1
1)、C相のパルスが発生したときの駆動モーター6の
エンコーダが出すパルスのカウンターの値を、前述のパ
ルス数21あるいはパルス数22と比較する(ステップ
S12)。その結果がパルス数21と等しい場合は、原
点位置への移動処理(ステップS14)に進む。一方パ
ルス数22と等しい場合は、サーチパルス数にあたる分
だけドグ10(回転軸1)をCW方向へ回転させ(ステ
ップS13)、原点位置への移動処理(ステップS1
4)に進む。
原点位置にあるかどうかを確認する(ステップS1)。
原点位置にあれば原点センサー13がONなので、ドグ
10(回転軸1)の回転方向をCW方向とする(ステッ
プS2)。一方原点位置になければ原点センサー13が
OFFなので、ドグ10(回転軸1)の回転方向をCC
W方向とする(ステップS3)。ステップS4におい
て、それぞれの方向に回転を開始し、原点センサー13
のON/OFF状態の変化の有無を監視する(ステップ
S5)。前述のサーチパルスの数まで駆動モーター6の
回転を継続しても原点センサー13のON/OFF状態
が変化しない場合(ステップS6)は、原点位置への移
動処理(ステップS14)に進む。一方ステップS5に
おいて、前述のサーチパルスの数まで駆動モーター6を
回転させる前に原点センサー13のON/OFF状態が
変化した場合は、原点センサー13のON/OFFを確
認する(ステップS7)。原点センサー13がOFFの
場合は、ドグ10(回転軸1)の回転方向をそれまでと
反対方向に回転させる(ステップS8)。ステップS7
において、原点センサー13がONの場合は、駆動モー
ター6のエンコーダの出すパルスのカウンターを0にリ
セットし(ステップS9)、ドグ10(回転軸1)をC
CW方向への回転を開始する(ステップS10)。CC
W方向への回転を開始してから駆動モーター6のC相の
パルスが最初に発生するのを監視し(ステップS1
1)、C相のパルスが発生したときの駆動モーター6の
エンコーダが出すパルスのカウンターの値を、前述のパ
ルス数21あるいはパルス数22と比較する(ステップ
S12)。その結果がパルス数21と等しい場合は、原
点位置への移動処理(ステップS14)に進む。一方パ
ルス数22と等しい場合は、サーチパルス数にあたる分
だけドグ10(回転軸1)をCW方向へ回転させ(ステ
ップS13)、原点位置への移動処理(ステップS1
4)に進む。
【0047】(他の実施例) (1)図2において、ドグ10の形状は180°の範囲
を専有する半円状としているが、例えば、ドグの角度を
90°とすれば、回転軸1の回転範囲をθ=+90°+
α〜−(270°+α)にすることができる。すなわ
ち、ドグの角度をβとすると、回転角度θは、θ=+
(β+α)〜−(360°−β+α)、又、原点センサ
ーON,OFFを逆にすれば、θ=+(360°−β+
α)〜−(β+α)という関係になり、任意の角度範囲
で設定が可能である。
を専有する半円状としているが、例えば、ドグの角度を
90°とすれば、回転軸1の回転範囲をθ=+90°+
α〜−(270°+α)にすることができる。すなわ
ち、ドグの角度をβとすると、回転角度θは、θ=+
(β+α)〜−(360°−β+α)、又、原点センサ
ーON,OFFを逆にすれば、θ=+(360°−β+
α)〜−(β+α)という関係になり、任意の角度範囲
で設定が可能である。
【0048】(2)図1において、端数の減速比を得る
ために1対のプーリーを使用している。そのため駆動源
と回転軸の軸芯が異なっているが、端数の減速機を用い
れば、駆動源と回転軸を同一軸芯とできる。
ために1対のプーリーを使用している。そのため駆動源
と回転軸の軸芯が異なっているが、端数の減速機を用い
れば、駆動源と回転軸を同一軸芯とできる。
【0049】(3)減速のみでなく、端数の増速機構を
設けた場合にも適用は可能である。
設けた場合にも適用は可能である。
【0050】(4)図1において、1対のプーリーを1
対のギヤ、1対のローラ等の伝達機構に変更してもよ
い。
対のギヤ、1対のローラ等の伝達機構に変更してもよ
い。
【0051】(5)図8において、パルス数21とパル
ス数22の値が異なり、かつ原点センサーON/OFF
の位置と駆動モーターのC相のパルスの位置が異なれば
その他の構成でもよい。すなわち増減速比が端数でなく
ともよい。
ス数22の値が異なり、かつ原点センサーON/OFF
の位置と駆動モーターのC相のパルスの位置が異なれば
その他の構成でもよい。すなわち増減速比が端数でなく
ともよい。
【0052】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることはいうまでもない。 <実施例の効果> (1)減速比を端数とし、基準となる駆動モーター6の
C相のパルスとの位置関係を捉えることにより、ドグ1
0(回転軸1)のθ=+180°の位置とθ=−180
°の位置の判別が可能となった。 (2)ドグ10(回転軸1)が、またはのエリア内
から原点検出する場合、→,→へと回転させ、
必ずかのどちらかのエリアに移動させることによ
り、原点検出の処理と原点位置への移動処理をシンプル
に分割することができた。 (3)サーチパルス数を駆動モーター6が1回転以上2
回転以下(例えば1.5回転程度)するまでにエンコー
ダが出すパルス数としたことにより、C相のパルス間隔
よりも長く、かつ駆動モーター6を必要以上に長時間回
転させることを防げた。 (4)ドグ10が原点位置にあれば、ドグ10(回転軸
1)の回転方向をCW方向、一方原点位置になければド
グ10(回転軸1)の回転方向をCCW方向としたこと
により、どの位置からの原点検出においても、駆動モー
ター6がドグ10(回転軸1)を回転範囲の外へ移動さ
せることを防ぐことができた。 (5)サーチパルス数の分だけドグ10(回転軸1)を
回転させても原点センサー13の状態変化がない場合以
外は、どの位置からの原点検出においても、ドグ10の
位置を図4または図6の状態(すなわちθ=±180°
のそれぞれの位置)に移動させて統一することにより、
それ以降の処理を場合分けすることなく1つの処理の流
れで行なうことができた。 (6)エンコーダの出すパルスのカウンターを0にリセ
ットし、かつドグ10(回転軸1)を回転させ、最初に
C相のパルスが出るまでのエンコーダのパルス数をパル
ス数21とパルス数22と比較することにより、シンプ
ルな方法で駆動モーター6のC相のパルスとエンコーダ
のパルス及びドグ10(回転軸1)の位置関係が常に一
定であることを利用してθ=±180°のそれぞれの位
置を検出することができた。
システムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることはいうまでもない。 <実施例の効果> (1)減速比を端数とし、基準となる駆動モーター6の
C相のパルスとの位置関係を捉えることにより、ドグ1
0(回転軸1)のθ=+180°の位置とθ=−180
°の位置の判別が可能となった。 (2)ドグ10(回転軸1)が、またはのエリア内
から原点検出する場合、→,→へと回転させ、
必ずかのどちらかのエリアに移動させることによ
り、原点検出の処理と原点位置への移動処理をシンプル
に分割することができた。 (3)サーチパルス数を駆動モーター6が1回転以上2
回転以下(例えば1.5回転程度)するまでにエンコー
ダが出すパルス数としたことにより、C相のパルス間隔
よりも長く、かつ駆動モーター6を必要以上に長時間回
転させることを防げた。 (4)ドグ10が原点位置にあれば、ドグ10(回転軸
1)の回転方向をCW方向、一方原点位置になければド
グ10(回転軸1)の回転方向をCCW方向としたこと
により、どの位置からの原点検出においても、駆動モー
ター6がドグ10(回転軸1)を回転範囲の外へ移動さ
せることを防ぐことができた。 (5)サーチパルス数の分だけドグ10(回転軸1)を
回転させても原点センサー13の状態変化がない場合以
外は、どの位置からの原点検出においても、ドグ10の
位置を図4または図6の状態(すなわちθ=±180°
のそれぞれの位置)に移動させて統一することにより、
それ以降の処理を場合分けすることなく1つの処理の流
れで行なうことができた。 (6)エンコーダの出すパルスのカウンターを0にリセ
ットし、かつドグ10(回転軸1)を回転させ、最初に
C相のパルスが出るまでのエンコーダのパルス数をパル
ス数21とパルス数22と比較することにより、シンプ
ルな方法で駆動モーター6のC相のパルスとエンコーダ
のパルス及びドグ10(回転軸1)の位置関係が常に一
定であることを利用してθ=±180°のそれぞれの位
置を検出することができた。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転軸の動作範囲が360°を越えるような場合におい
ても、特別な構造が不要な最も簡単な1対のドグと原点
センサーの構成により原点検出が可能となる。更に、増
減速どちらの機構でも可能であると共に、幅広い範囲の
増減速比にも適用することが可能となる。
回転軸の動作範囲が360°を越えるような場合におい
ても、特別な構造が不要な最も簡単な1対のドグと原点
センサーの構成により原点検出が可能となる。更に、増
減速どちらの機構でも可能であると共に、幅広い範囲の
増減速比にも適用することが可能となる。
【0054】
【図1】本発明の一実施例としてのロボット先端の回転
軸の要部中心断面図である。
軸の要部中心断面図である。
【図2】本発明の一実施例としての図1のX−X矢視図
である。
である。
【図3】本発明の一実施例としての動作説明図である
(回転軸1の回転角度θ=−(180°+α)の位置)
(回転軸1の回転角度θ=−(180°+α)の位置)
【図4】本発明の一実施例としての動作説明図である
(回転軸1の回転角度θ=−180°の位置)。
(回転軸1の回転角度θ=−180°の位置)。
【図5】本発明の一実施例としての動作説明図である
(回転軸1の回転角度θ=0°の位置:原点位置)。
(回転軸1の回転角度θ=0°の位置:原点位置)。
【図6】本発明の一実施例としての動作説明図である
(回転軸1の回転角度θ=+180°の位置)。
(回転軸1の回転角度θ=+180°の位置)。
【図7】本発明の一実施例としての動作説明図である
(回転軸1の回転角度θ=+(180°+α)の位
置)。
(回転軸1の回転角度θ=+(180°+α)の位
置)。
【図8】本発明の一実施例としての回転軸1の回転角度
と原点センサー13の動作の関係を示す図である。
と原点センサー13の動作の関係を示す図である。
【図9】本発明の一実施例としての処理の流れを示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図10】従来例としての駆動源と回転軸の軸芯が同一
の場合の回転軸を示す図である。
の場合の回転軸を示す図である。
【図11】従来例としての駆動源と回転軸の軸芯が異な
る場合の回転軸を示す図である。
る場合の回転軸を示す図である。
1 回転軸 2 スぺーサ 3 大プーリ 4 本体アーム 5 ベアリング 6 駆動モーター(エンコーダ付) 7 小プーリ 8 ベルト 9 フランジ 10 ドグ 11 オサエフランジ 12 ブラケット 13 原点センサー 14 ストッパーピン 15 玉 16 ブロック 16a 長穴状溝 16b ニゲ溝 21 パルス数 22 パルス数
Claims (16)
- 【請求項1】 1回転以上の動作範囲を有する回転軸の
原点位置を検出するための装置において、 前記の回転軸を駆動するための駆動源が発する第1のパ
ルスと第2のパルス、及び前記の回転軸上のドグとその
ドグの有無を検知するためのセンサーにより、 前記の動作範囲内の全ての位置において原点を検出する
ことを特徴とする原点位置検出装置。 - 【請求項2】 前記の駆動源及び回転軸の増減速比が、
端数であることを特徴とする請求項1記載の原点位置検
出装置。 - 【請求項3】 前記のドグは、前記の回転軸の任意の位
置に固定されていることを特徴とする請求項1記載の原
点位置検出装置。 - 【請求項4】 前記の回転軸が所定の範囲を回転する
間、第1のパルスを計数する手段と、 その計数された値と予め設定した基準値を比較する手段
を備えたことを特徴とする請求項1記載の原点位置検出
装置。 - 【請求項5】 前記の基準値は、 前記のドグが所定の位置より右または左回転を開始して
から前記の第2のパルスを最初に検知するまでの間の前
記の第1のパルスの左右それぞれの計数値であることを
特徴とする請求項4記載の原点位置検出装置。 - 【請求項6】 前記の回転軸が所定の範囲を回転する間
は、 前記のドグが所定の位置より右または左回転を開始して
から前記の第2のパルスを最初に検知するまでの間であ
ることを特徴とする請求項4記載の原点位置検出装置。 - 【請求項7】 前記の第1のパルスは、 前記の駆動源が回転に従って所定の分解能で発するパル
スであることを特徴とする請求項4記載の原点位置検出
装置。 - 【請求項8】 前記の第2のパルスは、 前記の駆動源が1回転毎に発するパルスであることを特
徴とする請求項4記載の原点位置検出装置。 - 【請求項9】 1回転以上の動作範囲を有する回転軸の
原点位置を検出するための装置において、 前記の回転軸を駆動するための駆動源が発する第1のパ
ルスと第2のパルス、及び前記の回転軸上のドグとその
ドグの有無を検知するためのセンサーにより、 前記の動作範囲内の全ての位置において原点を検出する
ことを特徴とする原点位置検出方法。 - 【請求項10】 前記の駆動源及び回転軸の増減速比
が、端数であることを特徴とする請求項9記載の原点位
置検出方法。 - 【請求項11】 前記のドグは、前記の回転軸の任意の
位置に固定されていることを特徴とする請求項9記載の
原点位置検出方法。 - 【請求項12】 前記の回転軸が所定の範囲を回転する
間、第1のパルスを計数し、 その計数された値と予め設定した基準値を比較すること
を特徴とする請求項9記載の原点位置検出方法。 - 【請求項13】 前記の基準値は、 前記のドグが所定の位置より右または左回転を開始して
から前記の第2のパルスを最初に検知するまでの間の前
記の第1のパルスの左右それぞれの計数値であることを
特徴とする請求項12記載の原点位置検出方法。 - 【請求項14】 前記の回転軸が所定の範囲を回転する
間は、 前記のドグが所定の位置より右または左回転を開始して
から前記の第2のパルスを最初に検知するまでの間であ
ることを特徴とする請求項12記載の原点位置検出方
法。 - 【請求項15】 前記の第1のパルスは、 前記の駆動源が回転に従って所定の分解能で発するパル
スであることを特徴とする請求項12記載の原点位置検
出方法。 - 【請求項16】 前記の第2のパルスは、 前記の駆動源が1回転毎に発するパルスであることを特
徴とする請求項12記載の原点位置検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12241695A JPH08313298A (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 原点位置検出装置及びその検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12241695A JPH08313298A (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 原点位置検出装置及びその検出方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08313298A true JPH08313298A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14835287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12241695A Withdrawn JPH08313298A (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 原点位置検出装置及びその検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08313298A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101885110A (zh) * | 2009-05-15 | 2010-11-17 | 三菱电机株式会社 | 旋转位置检测装置以及激光加工机 |
WO2015074595A1 (zh) * | 2013-11-21 | 2015-05-28 | 科沃斯机器人有限公司 | 测距装置及其寻找测距起始点的方法 |
-
1995
- 1995-05-22 JP JP12241695A patent/JPH08313298A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101885110A (zh) * | 2009-05-15 | 2010-11-17 | 三菱电机株式会社 | 旋转位置检测装置以及激光加工机 |
JP2010266362A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Mitsubishi Electric Corp | 回転位置検出装置およびレーザ加工機 |
WO2015074595A1 (zh) * | 2013-11-21 | 2015-05-28 | 科沃斯机器人有限公司 | 测距装置及其寻找测距起始点的方法 |
US10663322B2 (en) | 2013-11-21 | 2020-05-26 | Ecovacs Robotics Co., Ltd. | Distance measuring device and method thereof for seeking distance measuring starting point |
US11460328B2 (en) | 2013-11-21 | 2022-10-04 | Ecovacs Robotics Co., Ltd. | Distance measuring device and method thereof for seeking distance measuring starting point |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |