JPH08322276A

JPH08322276A - リニアモータの原点確立方法

Info

Publication number: JPH08322276A
Application number: JP7148427A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nagatomi; 隆志永冨; Kunio Kojima; 邦夫小嶋; Shinya Okamoto; 慎哉岡本; Ryuji Suzuki; 竜二鈴木; Hisao Ishii; 久夫石井
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単でかつ正確にリニアモータの原点確立を
行なう方法を提供する。【構成】検出部１０ｂで検出される信号に基づいて発
生する可逆のパルスを可逆カウンタ１０ｄで計数しリニ
アモータＭの移動部材の絶対位置を求める。この絶対位
置の原点を確立するには、移動部材を所定位置に移動
し、位置決めした後、所定方向に微速で移動させ、ホー
ル素子１２からの磁気信号の極性が設定数（例えば１
回）変化した位置で可逆カウンタ１０ｄをリセットする
ことによって原点を確立する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械、産業機械及
びその他の移動機構の駆動源として使用されるリニアモ
ータのにおける原点確立方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動部材の駆動源にリニアモータを用い
たものにおいては、リニアモータの移動部材の移動位置
を検出する手段として一般にリニアエンコーダが用いら
れる。また、上記移動部材の直線運動を回転運動に変換
し、ロータリエンコーダによって移動部材の位置を検出
する方法も採用されている。これらのエンコーダは、等
間隔に刻まれた磁気マーク、光学的マークを検出し、こ
れらのマークを積算し、さらにはマーク間を内挿分割し
て、移動部材の移動量を検出するものである。これらの
エンコーダは、移動部材の移動量、即ちインクリメンタ
ル量は検出できても、絶対位置（ある座標原点に対する
位置）を検出することはできない。絶対位置を得るため
には、上記マークの積算や内装信号の積算の基準となる
位置を設定しなければならない。即ち、移動部材の原点
位置を確立する必要がある。従来は、この原点確立方法
として、リミットスイッチを設けて、移動部材を所定方
向から移動させ、移動部材に設けたドッグを上記リミッ
トスイッチが検出した位置を原点として確立する方法を
採用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の原点確
立方法では、リミットスイッチやドッグを必要とし、ま
た、これらリミッイッチ、ドッグの位置調整を行わねば
ならないという問題がある。そこで、本発明の目的は、
原点確立を簡単で、かつ正確にできる原点確立方法を提
供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、まず、リニア
モータの移動部材を所定決められた位置に位置決めす
る。その後、該位置から低速度で所定決められた方向に
移動部材を移動させる。そして、リニアモータの駆動電
流を制御するために検出される磁気信号の極性の変化を
所定数検出した時その位置を、位置検出器で検出する位
置の原点とする。

【０００５】

【作用】永久磁石を用いたリニアモータにおいては、コ
イルに流す電流を制御するためにホール素子等で、永久
磁石からの磁束変化を検出して磁気信号として取り出
し、この磁気信号でコイルに流す電流を制御している。
本発明は、この磁気信号を利用するもので、移動部材
（走行子側）を固定支持部（固定子側）の所定位置に位
置決めし、該位置より移動部材を所定方向に移動させ、
上記磁気信号の極性の変化を検出し、所定数検出した時
点の位置をこの移動部材の絶対座標位置における原点位
置とする。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の方法の実施例
を説明する。図１は本発明を実施するリニアモータＭの
概要を説明する説明図であり、図２は、図１における中
央断面図である。リニアモータを適用する工作機械や産
業機械のベ−スとなる固定支持部１には、リニアモータ
Ｍの永久磁石もしくはコイルからなる固定子２が固設さ
れ、この固定子２に対し工作機械のテーブル等の移動部
材３に取り付けられたリニアモータＭのコイル若しくは
永久磁石からなる走行子５が体面するように配置されて
いる。なお、符号４は上記走行子５を収納するボックス
である。上記固定支持部１と移動部材３間にはリニアモ
ーションガイド７，７が設けられ、移動部材３は図１に
おいて左右方向に、図２においては紙面垂直方向に移動
できるようになっている。また、固定支持部１の側面に
は本実施例の位置検出器として使用されるリニアエンコ
ーダ１０のスケール１０ａが取り付けられ、移動部材３
には、リニアエンコーダ１０の検出部１０ｂが取り付け
られている。なお、図１ではリニアモーションガイド
７、リニアエンコーダのスケール１０ａ、検出部１０ｂ
は図示を省略している。リニアエンコーダ１０としては
スケール１０ａにスリットパターンを設けた光学式のも
のでも、磁気パターンを設けた磁気式のものでもよいも
のであり、検出部１０ｂで上記パターンの１ピッチを１
周期として検出する従来リニアエンコーダと同一であ
る。

【０００７】また、固定支持部１及び移動部材３には、
該リニアモータＭの原点出しを行う時に利用するマーク
６ａ、６ｂが付されており、原点出し時にはこのマーク
６ａ，６ｂを利用して行うようになっている。なお、上
記実施例では、固定子２を永久磁石列で構成し、走行子
５をコイルで形成している例を図示している。

【０００８】図３はこのようなリニアモータＭの制御系
のブロック図で、リニアエンコーダ１０を主に記したも
のである。符号１１はプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入
出力回路、及び電力増幅器等で構成されるモータ駆動制
御装置であり、該モータ駆動制御装置１１は、リニアモ
ータＭの走行子５側に取り付けられ、固定子２の永久磁
石からの磁束変化を検出するホール素子１２からの磁気
信号に基づいて、コイルに流す電流を制御しながらリニ
アモータＭを駆動制御する。リニアエンコーダ１０の検
出部１０ｂで検出された信号は、信号処理回路１０ｃに
入力され、波形処理がなされ、さらには、スケール１０
ａから検出された信号間の１周期内を内挿分割し、移動
部材の移動方向（リニアモータＭの駆動方向）に応じ
た、正・逆方向のパルスを出力し、該パルスを可逆カウ
ンタ１０ｄで計数し、移動部材３の位置を求める。そし
て、モータ駆動制御装置１１は、この可逆カウンタ１０
ｄの計数値よって移動部材の絶対位置を検出し、移動部
材３の位置の制御、さらに、速度の制御等を行なう。

【０００９】以上のようにして可逆カウンタによって移
動部材３の位置を検出することができるが、電源をＯＦ
Ｆにしたときや、移動部材３がその位置の検出範囲を越
えて移動したとき、移動部材３を固定支持部１から取り
外し、その後移動部材３を固定支持部１に取り付けたと
きなどにおいては、上記可逆カウンタ１０ｄで移動部材
３の絶対位置を検出するための基準位置がずれてしま
い。該可逆カウンタ１０ｂで移動部材の絶対位置を検出
することができない。そのために、このような場合に
は、再度基準位置を確定するための作業を行なわねばな
らない。

【００１０】そこで、本実施例では、まず、移動部材３
に付されたマーク６ｂが固定支持部１に付されたマーク
６ａと一致する位置に移動部材３を移動させ位置決め
し、原点出し指令をモータ駆動制御装置１１に設けられ
た操作盤より入力すると、モータ駆動制御装置１１のプ
ロセッサは予め設定記憶されている原点出しシーケンス
プログラムを実行し、リニアモータＭを所定方向に微低
速で駆動し、移動部材３を所定方向に移動させる。そし
て、リニアモータＭに設けられたホール素子１２から出
力される磁気信号の極性の変化を検出すると、可逆カウ
ンタ１０ｄにリセット指令を出力し可逆カウンタ１０ｄ
をリセットし、原点出し処理を終了する。その結果、移
動部材３に付されたマーク６ｂと固定支持部１に付され
たマーク６ａが一致する位置から、最初の磁気信号の極
性変化位置で可逆カウンタ１０ｄはリセットされ、この
位置が移動部材３の絶対位置の原点となる。以後リニア
モータＭが駆動され稼働部材３が移動するにつれて、リ
ニアエンコーダ１０の検出部１０ｂで検出される信号に
基づいて可逆カウンタ１０ｄはカウントアップ、カウン
トダウンされ、該可逆カウンタ１０ｄの値によって移動
部材３の絶対位置が求められることになる。

【００１１】なお、上記実施例では、原点出し指令を入
力してリニアモータＭを駆動して磁気信号の最初の極性
の変化を検出したときに上記可逆カウンタ１０ｄをリセ
ットして原点出しを行なったが、原点出し指令を入力し
て設定された数の磁気信号の極性の変化を計数したとき
に上記可逆カウンタ１０ｄをリセットするようにしても
よい。

【００１２】さらに上記実施例では、モータ駆動制御装
置１１のプロセッサにより予め設定記憶されている原点
出しシーケンスプログラムを実行させることによって、
原点出しを行なったが、専用回路で原点出しを行なって
もよい。例えば、原点出し指令でセットされるフリップ
フロップと、ホール素子１２からの磁気信号を波形整形
し、極性の変わり目に微分パルスを発生させる回路を設
け、該回路からの微分パルスと上記フリップフロップの
セット出力とをアンド回路に入力し、該アンド回路の出
力によって上記可逆カウンタをリセットすると共に上記
フリップフロップをリセットするようにしてもよい。

【００１３】以上のように、本実施例では、移動部材３
に付されたマーク６ｂと固定支持部１に付されたマーク
６ａとが一致する位置から移動部材３を所定方向に移動
させてから、最初もしくは設定回数の磁気信号の極性変
化検出位置で、上記可逆カウンタ１０ｄをリセットして
移動部材３の絶対位置の原点（基準位置）を確立するよ
うにしたから、最初の移動部材３と固定支持部１とに付
されたマーク６ａ，６ｂの位置合わせは、１永久磁石幅
内でよく、ラフな位置合わせでも、正確に絶対位置の原
点を正確に確立することができる。さらに、リニアモー
タＭの駆動電流を制御するために設けられたホール素子
１２等からの磁気信号を利用して原点出しを行なうこと
から、リミットスイッチ、ドッグ等の手段を必要とせ
ず、かつ、特別な調整も必要がなく、簡単で、容易に絶
対座標位置の原点確立（原点出し）が自動的にできる。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、リニアモータの駆動電流を制
御するために検出される永久磁石の磁束変化を示す磁気
信号の極性変化を利用し、リニアモータの原点位置を確
立するようにしたので、原点確立のための特別な手段を
設ける必要がなく、原点確立の作業が簡略することがで
きる。また、原点位置を確立する際に、移動部材をラフ
に位置決めした後、自動的に正確に原点位置を確立する
ことができるので、原点確立を容易に行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するリニアモータの概要を
説明する説明図である。

【図２】同リニアモータの図１における中央断面図であ
る。

【図３】同リニアモータの制御系のブロック図である。

【符号の説明】

１固定支持部２固定子３移動部材５走行子６ａ、６ｂマーク７リニアモーションガイド１０リニアエンコーダ１０ａスケール１０ｂ検出部１２ホール素子Ｍリニアモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡本慎哉山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番地ファナック株式会社内 (72)発明者鈴木竜二山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番地ファナック株式会社内 (72)発明者石井久夫山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番地ファナック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リニアモータの原点確立方法であって、
リニアモータの移動部材を所定決められた位置に位置決
めした後、該位置から低速度で所定決められた方向に移
動部材を移動させ、リニアモータの駆動電流を制御する
ために検出される磁気信号の極性の変化を所定数検出し
た位置を、位置検出器で検出する位置の原点とするリニ
アモータの原点確立方法。