JPS6191510A - Method and apparatus for detecting present position - Google Patents
Method and apparatus for detecting present positionInfo
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- JPS6191510A JPS6191510A JP21357784A JP21357784A JPS6191510A JP S6191510 A JPS6191510 A JP S6191510A JP 21357784 A JP21357784 A JP 21357784A JP 21357784 A JP21357784 A JP 21357784A JP S6191510 A JPS6191510 A JP S6191510A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はインクリメンタル式ロータリエンコーダを位置
検出器として使用した、産業用ロボット等の数値制御さ
れる機械の駆動軸の現在位置検出方法および装置に関す
る。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method and device for detecting the current position of a drive shaft of a numerically controlled machine such as an industrial robot, using an incremental rotary encoder as a position detector. .
第７図は、この種の数値制御される機械の従来例を示す
図である。テーブル２１はサーボモータ２２により駆動
されるポールネジ２２により図左右方向に移動し、その
位置はサーボモータ２２の軸に直結されたパルスジェネ
レータ２４により、その速度はタコジェネレータ２５に
よりそれぞれ検出される。FIG. 7 is a diagram showing a conventional example of this type of numerically controlled machine. The table 21 is moved in the horizontal direction in the drawing by a pole screw 22 driven by a servo motor 22, and its position is detected by a pulse generator 24 directly connected to the shaft of the servo motor 22, and its speed is detected by a tacho generator 25.
この場合、通電時（初期電源投入時や故障復旧後の再始
動時）の初期状態においてはテーブル２１の位置とパル
スジェネレータ２４の回転位置パルスをカウントするカ
ウンタの内容は一致していないため、これを一致させる
原点復帰動作（シンクロナイジング）が必要となる０通
電時にテーブル２１が実線の位置にあるものとすると、
テーブル２１を一定速度で無条件に図左方向に移動させ
、これが原点選択用リミットスイッチ２６をオンした状
態（二点鎖線で示す）状態で、最初に出力されたパルス
ジェネレータ２４の原点信号の位置でテーブル２１を停
止させるとともに、カウンタの内容をリセット（Ｏにセ
ット）することにより、原点復帰動作が完了する。なお
、２７．２８はオーバーラン検出用リミットスイッチで
ある。In this case, the position of the table 21 and the contents of the counter that counts the rotational position pulses of the pulse generator 24 do not match in the initial state when the power is turned on (when the power is initially turned on or when restarting after recovery from a failure). Assuming that the table 21 is at the position indicated by the solid line when 0 current is applied, which requires a return-to-origin operation (synchronizing) to match the
The table 21 is unconditionally moved to the left in the figure at a constant speed, and the origin selection limit switch 26 is turned on (indicated by the two-dot chain line), and the position of the origin signal of the pulse generator 24 that is first output is By stopping the table 21 and resetting the contents of the counter (setting it to O), the return-to-origin operation is completed. Note that 27 and 28 are limit switches for overrun detection.
ところで、一般に、ロボットの場合は制御軸数が多く、
また作業治工具が必らずその可動範囲内に存在するため
、（１）原点位置は、動作範囲のうちの最も邪魔になら
ない位置、すなわち可動範囲の端である必要がある。（
２）通電時各軸の初期状態が不明であるため全軸同時に
原点復帰動作を行なうことは危険であり、原則的には１
軸ずつ、かつ低速で原点復帰動作を行なう必要があると
いう制限がつき、その結果、原点復帰動作に時間がかか
り、機械の実働率が低下するという問題がある。By the way, robots generally have a large number of control axes.
Furthermore, since the working tool is necessarily present within its movable range, (1) the origin position must be the least obstructive position within the movable range, that is, the end of the movable range. (
2) Since the initial state of each axis is unknown when energized, it is dangerous to perform home return operation on all axes at the same time.
There is a limitation in that the return-to-origin operation must be performed axis by axis at low speed, and as a result, the return-to-origin operation takes time and the actual operating rate of the machine decreases.
このように、インクリメンタル式ロータリエンコーダを
位置検出器として使用した、産業用ロボット等の数値制
御される従来の機械では、原点復帰動作に時間がかかり
、機械の実働率が低下するという問題があった。In this way, conventional numerically controlled machines such as industrial robots that use incremental rotary encoders as position detectors have the problem of taking time to return to the origin and reducing the actual operating rate of the machine. .
したがって１本発明の目的は、原点復帰動作に要する時
間を大幅に短縮して機械の実（＠率の向上を図った現在
位置検出方法および装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a method and device for detecting the current position, which greatly reduces the time required for the return-to-origin operation and improves the efficiency of the machine.
本発明は主検出器（パルスジェネレータ）と変速化が異
なり、サーボモータ軸を駆動軸とする変速機構を設け、
この変速機構の従動軸の回転に伴ないパルス（以下、第
２のマーカ信号という）を出力する副検出器を取付け、
主検出器の原点パルス（以下、第１のマーカ信号という
）と第２のマーカ信号の出力間隔を主検出器の回転位置
パルスをカウントすることにより求めて当該第１のマー
カ信号が主検出器の何回転目の第１のマーカ信号かを判
別して、従来のように原点位置に戻らずども、主検出器
の最大２回転で現在位置を求め、原点復帰動作が完了す
るようにしたものである。The present invention differs in speed change from the main detector (pulse generator), and is equipped with a speed change mechanism using a servo motor shaft as the drive shaft.
Install a sub-detector that outputs pulses (hereinafter referred to as second marker signals) as the driven shaft of this transmission mechanism rotates,
The output interval between the origin pulse of the main detector (hereinafter referred to as the first marker signal) and the second marker signal is determined by counting the rotational position pulses of the main detector, and the first marker signal is detected as the main detector. Instead of returning to the home position as in the conventional method, the current position is determined by determining the rotation number of the first marker signal, and the current position is determined in a maximum of two revolutions of the main detector, and the home return operation is completed. It is.
第６図は本発明の原理を示す図である。原点０において
第１のマーカ信号と第２のマーカ信号は同時に出力され
ている。Ｓｌのマーカ信号が出力されてから第２のマー
カ信号が出力されるまでハ
の主検出器の回転位置パルス数は、主検出器が１回転す
る毎にΔＰ□ 、ΔＰ２＋・・・、ΔＰｎと変化してい
き、そして、これら回転位置パルス数ΔＰ工 、ΔＰ２
、・・・、ΔＰｎは主検出器の回転数に比例している
。すなわち、主検出器の回転数がｉのときの回転位置パ
ルス数をΔＰｉとするとΔＰｉ＝ｉ・ΔＰ□となる。そ
こで、本発明は、主検出器の変速比と主検出器の１回転
当りの回転位置パルス数ＰＰＲと単位変分パルス数工
（主検出器と変速機構の変速比によって決まり、第１の
マーカ信号と第２のマーカ信号の位相差に相当する回転
位置パルス数で、第６図でΔＰ工である）と両マーカ信
号間の回転位置パルス数から、そして第１、第２のいず
れのマーカ信号の周期が大きいか、現在位置検出動作開
始後、第１、第２のいずれのマーカ信号が先に発生した
かを考慮して、現在位置Ｐ （＝原点からの総回転位置
パルス数／主検出器の変速比）を演算により求める。FIG. 6 is a diagram showing the principle of the present invention. At origin 0, the first marker signal and the second marker signal are output simultaneously. From when the marker signal of Sl is output to when the second marker signal is output, the number of rotational position pulses of the main detector of C is ΔP□, ΔP2+..., ΔPn every time the main detector rotates once. Then, these rotational position pulse numbers ΔP, ΔP2
, . . . , ΔPn is proportional to the rotation speed of the main detector. That is, if the number of rotational position pulses when the rotation speed of the main detector is i is ΔPi, then ΔPi=i·ΔP□. Therefore, the present invention has the following advantages: the speed ratio of the main detector, the number of rotational position pulses PPR per rotation of the main detector, and the number of unit variation pulses.
(Determined by the gear ratio of the main detector and transmission mechanism, the number of rotational position pulses corresponds to the phase difference between the first marker signal and the second marker signal, which is ΔP in Fig. 6) and between both marker signals. From the number of rotational position pulses in Then, the current position P (=total number of rotational position pulses from the origin/speed ratio of the main detector) is calculated.
さらに、本発明は、サーボモータが高速回転で駆動され
ている場合に、現在位置Ｐの演算中の現在位置の行き過
ぎ量を求めてこれを補償する。Further, in the present invention, when the servo motor is driven at high speed rotation, the amount of overshoot of the current position during calculation of the current position P is determined and compensated for.
以上まとめると、本発明の第１の現在位置検出方法は、
現在位置検出開始指令によってサーボモータを一定方向
に回転させる段階と、一方のマーカ信号が発生してから
他方のマーカ信号が発生するまでの間、サーボモータの
回転に応じた回転位置パルス数をカウンタがカウントす
る段階と、カウントされた回転位置パルス数をカウンタ
からメモリへ転送する段階と、主検出器の１回転当りの
回転位置パルスの総数、単位変分パルス数、主変速器の
変速比、前記のメモリに格納されどいる回転位置パルス
数、最初に発生したマーカ信号の種別モして両マーカ信
号の位相差により現在位置を演算する段階とからなる。In summary, the first current position detection method of the present invention is as follows:
The number of rotational position pulses corresponding to the rotation of the servo motor is counted during the stage where the servo motor is rotated in a fixed direction by the current position detection start command and from the generation of one marker signal until the generation of the other marker signal. a step of counting, a step of transferring the counted number of rotational position pulses from the counter to a memory, a total number of rotational position pulses per one rotation of the main detector, the number of unit variation pulses, a gear ratio of the main transmission, It consists of the step of calculating the current position based on the number of rotational position pulses stored in the memory, the type of the first generated marker signal, and the phase difference between both marker signals.
本発明の第２の現在位置検出方法は、前記第１の現在位
置検出方法における、カウントされた回転位置パルスを
メモリへ転送する段階と、現在位置を演算する段階と並
行して行なわれ、カウンタをリセットし前記の現在位置
の演算が終了するまでの間、回転位置パルス数をカウン
トし、このカウントされた補正用回転位置パルス数を第
２のメモリへ転送する段階と、現在位置の演ＩＨ終了後
、この現在位置のデータに前記補正用回転位置パルス数
を加算または減算して現在位置のデータを補正する段階
とからなる。The second current position detection method of the present invention is performed in parallel with the step of transferring the counted rotational position pulses to the memory and the step of calculating the current position in the first current position detection method. The number of rotational position pulses is counted until the calculation of the current position is completed, and the counted number of rotational position pulses for correction is transferred to the second memory, and the calculation of the current position is performed. After completion, the present position data is corrected by adding or subtracting the number of correction rotational position pulses to the current position data.
本発明の現在位置検出装置は、サーボモータ軸に直結さ
れて、第１のマーカ信号を発生し、回転位置パルスをイ
ンクリメンタルに発生する手段と、サーボモータ軸を駆
動軸とする変速機構と、前記変換機構の従動側の回転に
伴なって第２のマーカ信号を発生する手段と、前記回転
位置パルス数をカウントするカウンタと、前記カウンタ
のカウント結果である回転位置パルス数が格納されるメ
モリと、前記第１のマーカ信号または第２のマーカ信号
が発生したときに第１の制御信号を出力し、後続する前
記第２のマーカ信号または第１のマーカ信号が発生した
ときに第２の制御信号を出力する信号指令判別ブロック
と、前記第１のマーカ信号を発生する手段９１１回転当
の前記回転位置パルスの総数、前記第１および第２のマ
ーカ信号の位相差に相当する回転位置パルス数である単
位変分パルス、前記メモリに格納されている回転位置パ
ルス数、および最初に発生したマーカ信号の種別を示す
キャラクタ信号により現在位置を演算する演算手段と、
前記信号指令判別ブロックから出力された第１の制御信
号によって前記カウンタにカウント動作を開始させ、前
記第２の制御信号によって前記カウンタのカウント動作
を停止させるカウンタ制御信号、前記カウンタのカウン
ト結果を前記メモリに転送する転送指令信号、前記転送
指令信号の出力に続いて前記演算手段に演算を開始させ
るための演算開始指令信号、前記キャラクタ信号を出力
し、前記演算手段の演算が終了したときに前記演算手段
から演算終了信号を入力する制御手段とを有する。The current position detection device of the present invention includes means that is directly connected to a servo motor shaft to generate a first marker signal and incrementally generate rotational position pulses, a speed change mechanism that uses the servo motor shaft as a drive shaft, and means for generating a second marker signal in accordance with the rotation of the driven side of the conversion mechanism; a counter for counting the number of rotational position pulses; and a memory for storing the number of rotational position pulses as a count result of the counter. , a first control signal is output when the first marker signal or the second marker signal is generated, and a second control signal is output when the subsequent second marker signal or the first marker signal is generated. a signal command discrimination block that outputs a signal; and a means for generating the first marker signal; a total number of the rotational position pulses per 11 rotations; a number of rotational position pulses corresponding to the phase difference between the first and second marker signals; calculation means for calculating the current position using a unit variational pulse, the number of rotational position pulses stored in the memory, and a character signal indicating the type of the first generated marker signal;
A counter control signal that causes the counter to start a counting operation according to a first control signal output from the signal command determination block and stops the counting operation of the counter according to the second control signal; A transfer command signal to be transferred to the memory, a calculation start command signal for causing the calculation means to start calculation following the output of the transfer command signal, and the character signal are output, and when the calculation of the calculation means is completed, the and control means for inputting a computation end signal from the computation means.
〔実施例〕 本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。〔Example〕 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明による現在位置検出装置の一実施例を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a current position detection device according to the present invention.
サーボモータ１の軸にはマーカ信号Ｐｉ（第１のマーカ
信号）と回転位置パルスΔＰｉまたはＰａｄ（演算した
現在位置の補正用）を発生するパルスジェネレータ３が
直結されている。また、サーボモータｌとパルスジェネ
レータ３の間には第２図に示すように変速装置２（変速
比はｌに極めて近く、しかもｌでない）が介装されてお
り、その駆動側歯車２ａと噛合する従動側歯車２ｂにス
リット２ｃが１側設けられ、ケース２ｄに取付けられた
非接触式リミットスイッチ４（本実施例で磁気式）によ
ってマーカ信号Ｐｓ（第２のマーカ信号）を発生するよ
うになっている。なお、マーカ信号Ｐｉ とＰｓは制御
原点位置にて同時に発生するように調整されている。カ
ウンタ６はパルスジェネレータ３から出力される回転パ
ルスΔＰｉまたはＰａｄをカウントする。制御器９はサ
ーボモータｌを制御する。A pulse generator 3 that generates a marker signal Pi (first marker signal) and a rotational position pulse ΔPi or Pad (for correcting the calculated current position) is directly connected to the shaft of the servo motor 1. Furthermore, as shown in FIG. 2, a transmission 2 (the transmission ratio is very close to 1, but not 1) is interposed between the servo motor 1 and the pulse generator 3, and meshes with the drive side gear 2a. A slit 2c is provided on one side of the driven gear 2b, and a marker signal Ps (second marker signal) is generated by a non-contact limit switch 4 (magnetic type in this embodiment) attached to the case 2d. It has become. Note that the marker signals Pi and Ps are adjusted so that they are generated simultaneously at the control origin position. A counter 6 counts rotation pulses ΔPi or Pad output from the pulse generator 3. A controller 9 controls a servo motor l.
信号指令判別ブロン７０、サブプログラム制御ブロック
７１、演算ブロック７２、メモリ７３，７４，７５．７
８はマイクロコンピュータ７として構成されている。Signal command discrimination block 70, subprogram control block 71, calculation block 72, memories 73, 74, 75.7
8 is configured as a microcomputer 7.
信号指令判別ブロック５はそれぞれパルスジェネレータ
３および非接触式リミットスイッチ４から出力されたマ
ーカ信号Ｐｉ、Ｐｓを入力するようになっており、開始
／終了信号Ｓｔと最初に入力したで一カ信号の種別を示
すキャラクタ信号Ｓｃｈを出力する。メモリ７３．７４
にはカウンタ６でカウントされた回転位置パルス数ΔＰ
ｉとＰａｄがテータバス８を通じてそれぞれ格納される
。The signal command discrimination block 5 receives the marker signals Pi and Ps output from the pulse generator 3 and the non-contact limit switch 4, respectively, and receives the start/end signal St and the first input signal. A character signal Sch indicating the type is output. Memory 73.74
is the number of rotational position pulses ΔP counted by the counter 6.
i and Pad are respectively stored through the data bus 8.
演算ブロック７２は下記の演算式にしたがって現在位置
Ｐ（制御原点Ｏから現在位置までのパルス数）を演算す
る（第６図参照）。The calculation block 72 calculates the current position P (the number of pulses from the control origin O to the current position) according to the following calculation formula (see FIG. 6).
ここで、ＰＰＲ：サーボモータ１の１回転当りパルスジ
ェネレータ３の発する回転装
置パルスの総数
ΔＰｉ：２つのマーカ信号Ｐｉ、Ｐｓの出現間隔にカウ
ントされた回転位置パ
ルス数
■ ：変速機Ｗ２の変速比により生じる単位変分パルス
数（設定値で位置
検出精度±１パルス以内にするた
めには３以上が望ましい）
演算ブロック７２は、サーボモータ１が高速回転で駆動
され、現在位置Ｐが極く短時間で検出された場合には、
式（１）で求めた現在位ＩＰをメモリ７４に格納されて
いるカウンタ６がリセットされてから現在位置Ｐの演算
が終了する間の行き過ぎ量を示す回転位置パルス数Ｐａ
ｄで次式により補正する。Here, PPR: Total number of rotating device pulses generated by the pulse generator 3 per rotation of the servo motor 1 ΔPi: Number of rotational position pulses counted during the appearance interval of the two marker signals Pi and Ps■: Gear ratio of the transmission W2 The number of unit variation pulses generated by If detected in time,
The number of rotational position pulses Pa indicating the amount of overshoot from when the counter 6 stored in the memory 74 is reset to when the calculation of the current position P is completed, based on the current position IP calculated by equation (1).
d is corrected using the following formula.
Ｐｒ ＝Ｐ±Ｐ ａｄ −（２）メモリ
７５はＮＶＲＡＭで構成され、上記演算における定数Ｐ
ＰＰ、Ｉの値が格納されている。Pr = P±P ad - (2) The memory 75 is composed of NVRAM, and the constant P in the above calculation is
The values of PP and I are stored.
このようにして求められた現在位置□ＰまたはＰｒはメ
モリ７６に格納された後、不図示の主プログラムブロッ
ク（ロボットの全体を制御）に出力される。The current position □P or Pr obtained in this manner is stored in the memory 76 and then output to a main program block (not shown) (which controls the entire robot).
サブプログラム制御ブロック７１は前記主プログラムプ
ロ・ンクから制御信号５ｐｒｏによって制御され、また
信号指令判別ブロック７０から開始／停止信号Ｓｔおよ
びキャラクタ信号Ｓｃｈが入力するようになっている。The sub-program control block 71 is controlled by the control signal 5pro from the main program pro-nk, and the start/stop signal St and character signal Sch are input from the signal command discrimination block 70.
サブプログラム制御ブロック７１は、最初の開始／停止
信号Ｓｔ、すなわちマーカ信号Ｐｉ またはＰｓによっ
てカウンタ６に回転位置パルスΔＰｉまたはＰａｄのカ
ウントを開始させるスタート信号Ｃｓを出力し１次の開
始／停止信号Ｓｔ、すなわち他方のマーカ信号Ｐｓまた
はＰｉによってカウンタ６に回転位置パルスΔＰｉまた
はＰａｄのカウントを停止させるストップ信号Ｓｃ、回
転位装置パルス数Ｐａｄのカウントの際にカウンタ６の
内容をリセットするリセット信号Ｒｔおよびカウント結
果である回転位置パルス数ΔＰｉまたはＰａｄをメモリ
７３．７４にそれぞれ転送するための転送指令信号Ｒｏ
を出力する。この転送指令信号Ｒｏを出力した後、サブ
プログラム制御ブロック７１は演算ブロック７２に現在
位置Ｐの演算を行なわせるために演算開始信号Ｓｃｄを
演算ブロック７２に出力し、またこの現在値Ｐの演算が
終了して、演算結果がメモリ７８に書込まれると演算終
了信号Ｓｃｄが演算ブロック７２から入力される。これ
によって、制御が前記主プログラムブロックに戻される
。The subprogram control block 71 outputs a start signal Cs that causes the counter 6 to start counting the rotational position pulses ΔPi or Pad according to the first start/stop signal St, that is, the marker signal Pi or Ps, and outputs a start signal Cs that causes the counter 6 to start counting the rotational position pulse ΔPi or Pad. , that is, a stop signal Sc that causes the counter 6 to stop counting the rotational position pulse ΔPi or Pad according to the other marker signal Ps or Pi, a reset signal Rt that resets the contents of the counter 6 when counting the rotational position device pulse number Pad, and Transfer command signal Ro for transferring the number of rotational position pulses ΔPi or Pad, which is the count result, to the memories 73 and 74, respectively.
Output. After outputting this transfer command signal Ro, the subprogram control block 71 outputs a calculation start signal Scd to the calculation block 72 in order to have the calculation block 72 calculate the current position P, and the calculation of the current position P is also performed. When the calculation is completed and the calculation result is written into the memory 78, a calculation completion signal Scd is input from the calculation block 72. This returns control to the main program block.
現在位置検出動作の開始指令はマイクロコンピュータ７
の不図示の回路に与えられ、サーボモータｌを駆動する
制御器９への回路指令パルスがこの回路から出力される
。The command to start the current position detection operation is issued by the microcomputer 7.
A circuit command pulse to the controller 9 for driving the servo motor 1 is output from this circuit.
次に１本実施例の動作を第３図のフローチャートを参照
しながら説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.
（処理１００）
操作者または他のＣＰＵから動作開始指令がマイクロコ
ンピュータ７の不図示の回路に与えられると、回転指令
パルスが制御器９に発せられると同時に主プログラムブ
ロックからサブプログラム制御ブロック７１に待機指令
５ｐｒｏが発生される。制御器９はこの回路指令パルス
に応じてサーボモータ１へ電力を供給する。これによっ
てサーボモータｌは一定方向へ回転する。(Process 100) When an operation start command is given to a circuit (not shown) of the microcomputer 7 from an operator or another CPU, a rotation command pulse is issued to the controller 9, and at the same time, the main program block is sent to the subprogram control block 71. A standby command 5pro is generated. The controller 9 supplies power to the servo motor 1 in response to this circuit command pulse. This causes the servo motor l to rotate in a fixed direction.
（処理１１０）
サーボモータ１の軸に直結されたパルスジェネレータ３
からマーカ信号Ｐｉ、またはサーボモータ１の軸に連結
された変速機構２の従動側に設けた非接触式リミットス
イッチ４からマーカ信号Ｐｓが出力されたかを確認する
。サーボモータ１はこれらマーカ信号ＰｉまたはＰｓが
出力されるまで一定方向へ回転し続ける。(Process 110) Pulse generator 3 directly connected to the axis of servo motor 1
Check whether the marker signal Pi or the marker signal Ps is output from the non-contact limit switch 4 provided on the driven side of the transmission mechanism 2 connected to the shaft of the servo motor 1. The servo motor 1 continues to rotate in a fixed direction until these marker signals Pi or Ps are output.
（処理１２０）
マーカ信号ＰｉまたはＰｓの一方が出力されると、信号
指令判別ブロック７０に入力され、開始／浮上信号Ｓｔ
をサブプログラム制御ブロック７１ニ出力する。サブプ
ログラム制御ブロック７１はこの開始／停止信号Ｓｔに
応答してカウント開始信号Ｃｓをカウンタ６に出力する
。カウント開始信号Ｃｓを受けたカウンタ６はパルスジ
ェネレータ３の発する回転位置パルスΔＰｉのカウント
を開始する。(Processing 120) When one of the marker signals Pi or Ps is output, it is input to the signal command determination block 70, and the start/levitation signal St
is output to the subprogram control block 71. The subprogram control block 71 outputs a count start signal Cs to the counter 6 in response to this start/stop signal St. Upon receiving the count start signal Cs, the counter 6 starts counting the rotational position pulse ΔPi generated by the pulse generator 3.
（処理１３０）
他方のマーカ信号ＰｉまたはＰｓが出力されたかを確認
する。(Process 130) Check whether the other marker signal Pi or Ps is output.
（処理１４０）
他方のマーカ信号ＰｉまたはＰｓが出力されると、この
信号は信号指令判別ブロック７０に入力し、開始／停止
信号Ｓｔとキャラクタ信号Ｓｃｈがサブプログラム制御
ブロック７１に入力される。サブプログラム制御プロ・
ンク７１はマーカ信号ＰｉおよびＰｓの両方が入力され
たことを確認し、カウンタ６ヘ力ウント停止信号Ｃｓと
転送指令信号ＲＯを出力するとともに、演算ブロック７
２へ演算開始信号Ｓｃｄおよびキャラクタ信号Ｓｃｈを
出力する。転送指令信号Ｒｏを受けるとカウント結果で
ある回転位置パルス数ΔＰ１の値がデータバス８を通じ
てメモリ７３へ転送される。(Process 140) When the other marker signal Pi or Ps is output, this signal is input to the signal command determination block 70, and the start/stop signal St and character signal Sch are input to the subprogram control block 71. Subprogram control pro/
The link 71 confirms that both the marker signals Pi and Ps are input, and outputs the count stop signal Cs and the transfer command signal RO to the counter 6, and also outputs the count stop signal Cs and the transfer command signal RO to the counter 6.
The calculation start signal Scd and character signal Sch are output to the input signal 2. Upon receiving the transfer command signal Ro, the value of the rotational position pulse number ΔP1, which is the count result, is transferred to the memory 73 via the data bus 8.
（処理１５０）
演算ブロック７２はメモリ７３から回転位置パルス数Δ
Ｐｌ、メモリ７６から定数ＰＰＲ，Ｉの値を読出し、サ
ブプログラム制御ブロック７１からのキャラクタ信号Ｓ
ｃｈに応じて、式１（１）を演算して、現在位：ｒＬＦ
を求める。(Processing 150) The calculation block 72 calculates the rotational position pulse number Δ from the memory 73.
Pl, reads the value of the constant PPR,I from the memory 76, and reads the character signal S from the subprogram control block 71.
According to the channel, calculate the equation 1 (1) and calculate the current position: rLF
seek.
（処理１６０）
演算結果Ｐはメモリ７Ｂへ書込まれるとともに、書込み
終了を示す演算終了信号Ｓｃｄがサブプログラム制御ブ
ロック７１へ出力されて現在位置検出動作が終了し、制
御が主プログラムブロックに戻される。(Process 160) The calculation result P is written to the memory 7B, and a calculation end signal Scd indicating the end of writing is output to the subprogram control block 71, the current position detection operation is completed, and control is returned to the main program block. .
第５図は、第１図においてサーボモータｌを高速回転で
駆動し、極〈短時間で現在位置を検出するときに、カウ
ンタ停止信号Ｃｓが出力されてから現在位置Ｐの演算が
終了するまでの間の行き過ぎ量を補償する、本発明の他
の実施例の動作を示すフローチャートである。Figure 5 shows the period from when the counter stop signal Cs is output until the calculation of the current position P is completed when the servo motor l is driven at high speed rotation in Figure 1 to detect the current position in a very short time. 3 is a flowchart illustrating the operation of another embodiment of the present invention to compensate for overshoots between.
処理１００から１５０は第４図と同じであるので説明を
省略する。Processes 100 to 150 are the same as those in FIG. 4, so their explanation will be omitted.
（処理１７０）
サブブムグラム制御ブロック７１はカウント停止信号Ｃ
３、転送指令信号Ｒｏに続いてリセット信号Ｒｔを出力
してカウンタ６をリセットする。(Processing 170) The subbumgram control block 71 outputs the count stop signal C.
3. Following the transfer command signal Ro, a reset signal Rt is output to reset the counter 6.
（処理１８０）
サブプログラム制御ブロック７１は再びカウント開始信
号Ｃ８をカウンタ６に出力し、カウンタ６は回転位置パ
ルスＰａｄをカウントする。(Process 180) The subprogram control block 71 again outputs the count start signal C8 to the counter 6, and the counter 6 counts the rotational position pulse Pad.
（処理１８０）
演算ブロック７２から演算終了信号５ｃａｌがサブプロ
グラム制御ブロック７１に出力されたかが確認される。(Process 180) It is checked whether the calculation end signal 5cal has been output from the calculation block 72 to the subprogram control block 71.
処理１７０におけるカウンタ６のカウント動作はこの演
算終了信号Ｓｃｄが出力されるまで行なわれる。The counting operation of the counter 6 in process 170 is performed until this computation end signal Scd is output.
（処理２００）
演算終了信号５ｃａｎが出力されると、サブプログラム
制御ブロック７１はカウンタ６にカウント停止信号Ｃｓ
を、次に転送指令信号ＲＯを出力する。(Process 200) When the calculation end signal 5can is output, the subprogram control block 71 sends a count stop signal Cs to the counter 6.
, and then outputs a transfer command signal RO.
この結果、カウンタ６によってカウントされた回転位置
パルス数Ｐａｄがデータバス８を通してマイクロコンピ
ュータ７のメモリ７４に転送される。As a result, the number of rotational position pulses Pad counted by the counter 6 is transferred to the memory 74 of the microcomputer 7 through the data bus 8.
（処理２１Ｏ）
処理１５０で求めた現在位置Ｐの補正が処理２００で求
めた回転位置パルス数Ｐａｄによって１式（２）に従っ
て演算ブロック７２で行なわれる。(Process 21O) The current position P obtained in process 150 is corrected by the rotational position pulse number Pad obtained in process 200 in accordance with equation 1 (2) in calculation block 72.
（処理２２０）
補正された現在位置の値Ｐｒがメモリ７６へ書込まれる
。(Process 220) The corrected current position value Pr is written to the memory 76.
第３図は変速機構２が送りネジ５のサーボモータ１とは
反対側の端部に設けられた実施例で、既存の装置の改造
に便利である。FIG. 3 shows an embodiment in which the transmission mechanism 2 is provided at the end of the feed screw 5 on the opposite side from the servo motor 1, which is convenient for remodeling an existing device.
本実施例の変速機構２は歯車で構成されているが、径の
異なるローラや、ベルト（タイミングベルト）とプーリ
で構成してもよい。また、マーカ信号Ｐｉの発生手段と
しては、静電式や光学式のリミットスイッチでもよく、
さらに変速機構の従動軸にパルスジェネレータを取付け
て、これら原点パルスを第２のマーカ信号として利用し
てもよい。Although the transmission mechanism 2 of this embodiment is composed of gears, it may also be composed of rollers with different diameters, a belt (timing belt), and pulleys. Furthermore, as the means for generating the marker signal Pi, an electrostatic or optical limit switch may be used.
Furthermore, a pulse generator may be attached to the driven shaft of the transmission mechanism, and these origin pulses may be used as the second marker signal.
本実施例の変速機構は変速比は１に近く、１ではないが
、これは、例えば変速比が３に近く、３ではないもので
も、スリットを３個にする等して従動軸の１回転につき
３個、等間隔にパルス信号が出力されるようにしても同
じである。In the transmission mechanism of this embodiment, the transmission ratio is close to 1, but not 1, but even if the transmission ratio is close to 3, but not 3, it is possible to make one revolution of the driven shaft by using three slits, etc. The same result can be obtained even if three pulse signals are outputted at equal intervals.
本発明は以上説明したように、主検出器（パルスジェネ
レータ）と変速比が異なりサーポモータ軸を駆動軸とす
る変速機構を設け、この変速機構の従動軸に伴ない（第
２のマーカ信号）を出力する副検出器を取付は主検出器
の原点パルス（第１のマーカ信号）と第２のマーカ信号
の出力間隔を主検出器の回転位置パルスをカウントする
ことにより求めて当該第１のマーカ信号が主検出器の何
回転口の第１のマーカ信号かを判別して、主検出器の最
大２回転で現在位置を求め、原点復帰動作が完了するよ
うにしたものであるので、原点復帰動作の時間が大幅に
短縮されて機械の実働率が向上し、かつ大きな原点復帰
動作がないので作業の安定性が確保される。As explained above, the present invention provides a speed change mechanism with a different speed ratio from the main detector (pulse generator) and uses the servo motor shaft as the drive shaft, and a (second marker signal) is provided along with the driven shaft of this speed change mechanism. To install the output sub-detector, calculate the output interval between the main detector's origin pulse (first marker signal) and the second marker signal by counting the rotational position pulses of the main detector, and then attach the output to the first marker. The system determines which rotation of the main detector the signal is the first marker signal, determines the current position after a maximum of two rotations of the main detector, and completes the return-to-origin operation. The operation time is significantly shortened, improving the actual operating rate of the machine, and since there is no large return-to-origin operation, work stability is ensured.
第１図は本発明による現在位ご検出装置の一実施例を示
すブロック図、第２図、第３図は第１図のサーボモータ
１、パルスジェネレータ３、変速機構２．非接触式リミ
ー７トスイッチ４を一部断面で示す図、第４図、第５図
は第１図の現在位置検出装置における現在位置検出の流
れを示すフローチャート、第６図は回転位置パルス、第
１．第２のマーカ信号の関係を示すタイムチャート、第
７図は数値制御される機械の従来例を示す図である。
１：サーボモータ、 ２：変速機構。
３：パルスジェネレータ、
４：非接触式リミットスイッチ、
６：カウンタ
７：マイクロコンピュータ、
８：データバス、 ９：制御器、
７０：信号指令判別ブロック。
７１；サブプログラム制御ブロック、
７２：演算ブロック、
７３．７４，７５．７６ ：メモリ、Ｐｉ、Ｐｓ
：マーカ信号、
ΔＰｉ ：回転位置パルス、
Ｓｔ ：開始／停止信号、
Ｃ３：カウント開始／停止信号、
Ｒｔ ：リセット信号、 Ｒｏ：転送指令信号、５ｃａ
ｆ：演算開始／終了信号、
Ｓｃｈ：キャラクタ信号。
第３図
第４図
第５図
第６図
第７図FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the current position detecting device according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 show the servo motor 1, pulse generator 3, transmission mechanism 2, and the like shown in FIG. A partial cross-sectional view of the non-contact limit switch 4, FIGS. 4 and 5 are flowcharts showing the flow of current position detection in the current position detection device of FIG. 1, and FIG. 1st. FIG. 7 is a time chart showing the relationship between the second marker signals, and is a diagram showing a conventional example of a numerically controlled machine. 1: Servo motor, 2: Speed change mechanism. 3: Pulse generator, 4: Non-contact limit switch, 6: Counter 7: Microcomputer, 8: Data bus, 9: Controller, 70: Signal command discrimination block. 71; Subprogram control block, 72: Arithmetic block, 73.74, 75.76: Memory, Pi, Ps
: marker signal, ΔPi : rotational position pulse, St : start/stop signal, C3: count start/stop signal, Rt : reset signal, Ro: transfer command signal, 5ca
f: calculation start/end signal, Sch: character signal. Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7
Claims (1)
あって、 現在位置検出開始指令によってサーボモータを一定方向
に回転させる段階と、 一方のマーカ信号が発生してから他方のマーカ信号が発
生するまでの間、サーボモータの回転に応じた回転位置
パルス数をカウンタがカウントする段階と、 カウントされた回転位置パルス数をカウンタからメモリ
へ転送する段階と、 主検出器の１回転当りの回転位置パルスの総数、両マー
カ信号の位相差に相当する回転位置パルス数である単位
変分パルス数、主検出器の変速比、前記メモリに格納さ
れている回転位置パルス数、最初に発生したマーカ信号
の種別そして両マーカ信号の位相差により現在位置を演
算する段階とからなることを特徴とする現在位置検出方
法。 ２）数値制御される機械の駆動軸の現在位置を検出する
方法であって、 現在位置検出開始指令によってサーボモータを一定方向
に回転させる段階と、 一方のマーカ信号が発生してから他方のマーカ信号が発
生するまでの間、サーボモータの回転に応じた回転位置
パルス数をカウンタがカウントする段階と、 カウントされた回転位置パルス数をカウンタから第１の
メモリへ転送する段階と、 主検出器の１回転当りの回転位置パルスの総数、両マー
カ信号の位相差に相当する回転位置パルス数である単位
変分パルス数、主検出器の変速比、第１のメモリに格納
されている回転位置パルス数、最初に発生したマーカ信
号の種別そして両マーカ信号の位相差により現在位置を
演算する段階と、 カウントされた回転位置パルスを第１のメモリへ転送す
る段階と現在位置を演算する段階と並行して行なわれ、
カウンタをリセットし前記の現在位置の演算が終了する
までの間、回転位置パルス数をカウントし、このカウン
トされた補正用回転位置パルス数を第２のメモリへ転送
する段階と、現在位置の演算終了後、この現在位置のデ
ータに前記補正用回転位置パルス数を加算または減算し
て現在位置のデータを補正する段階とからなることを特
徴とする現在位置検出方法。 ３）数値制御される機械の駆動軸の現在位置を検出する
ための現在位置検出装置であって、 サーボモータ軸に連結されて、第１のマーカ信号を発生
し、回転位置パルスをインクリメンタルに発生する手段
と、 サーボモータ軸を駆動軸とする変速機構と、前記変速機
構の従動軸の回転に伴なって第２のマーカ信号を発生す
る手段と、 前記回転位置パルス数をカウントするカウンタと、 前記カウンタのカウント結果である回転位置パルス数が
格納される第１のメモリと、 前記第１のマーカ信号または第２のマーカ信号が発生し
たときに第１の制御信号を出力し、後続する前記第２の
マーカ信号または第１のマーカ信号が発生したときに第
２の制御信号を出力する信号指令判別ブロックと、 前記第一のマーカ信号を発生する手段の１回転当りの前
記回転位置パルスの総数、前記第１および第２のマーカ
信号の位相差に相当する回転位置パルス数である単位変
分パルス、前記第１のメモリに格納されている回転位置
パルス数、最初に発生したマーカ信号の種別を示すキャ
ラクタ信号および第１、第２のマーカ信号の位相差によ
り現在位置を演算する演算手段と、 前記信号指令判別ブロックから力された前記第１の制御
信号によって前記カウンタにカウント動作を開始させ、
前記第２の制御信号によって前記カウンタのカウント動
作を停止させるカウンタ制御信号、前記カウンタのカウ
ント結果を前記第１のメモリに転送する転送指令信号、
前記転送指令信号の出力に続いて前記演算手段に演算を
開始させるための演算開始指令信号および前記キャラク
タ信号を出力し、前記演算手段の演算が終了したときに
前記演算手段から演算終了信号を入力する制御手段とを
有することを特徴とする現在位置検出装置。[Claims] 1) A method for detecting the current position of a drive shaft of a numerically controlled machine, which comprises: rotating a servo motor in a fixed direction in response to a current position detection start command; and generating one marker signal. to the generation of the other marker signal, a stage in which the counter counts the number of rotational position pulses according to the rotation of the servo motor, a stage in which the counted number of rotational position pulses is transferred from the counter to the memory, and a stage in which the main detection The total number of rotational position pulses per one rotation of the device, the unit variation pulse number which is the number of rotational position pulses corresponding to the phase difference between both marker signals, the gear ratio of the main detector, and the rotational position pulses stored in the memory. 1. A method for detecting a current position, comprising the step of calculating the current position based on the number, the type of marker signal generated first, and the phase difference between both marker signals. 2) A method for detecting the current position of a drive shaft of a numerically controlled machine, which includes the steps of rotating a servo motor in a fixed direction in response to a current position detection start command, and the steps of rotating a servo motor in a fixed direction after one marker signal is generated and then detecting the other marker signal. Until the signal is generated, the counter counts the number of rotational position pulses according to the rotation of the servo motor, the stage of transferring the counted number of rotational position pulses from the counter to the first memory, and the main detector. The total number of rotational position pulses per rotation of , the unit variational pulse number which is the number of rotational position pulses corresponding to the phase difference between both marker signals, the gear ratio of the main detector, and the rotational position stored in the first memory. A step of calculating the current position based on the number of pulses, the type of marker signal generated first, and the phase difference between both marker signals, a step of transferring the counted rotational position pulses to the first memory, and a step of calculating the current position. carried out in parallel,
A step of counting the number of rotational position pulses until the counter is reset and the calculation of the current position is completed, and transferring the counted number of rotational position pulses for correction to a second memory, and a step of calculating the current position. A current position detection method comprising the step of correcting the current position data by adding or subtracting the number of rotational position pulses for correction to the current position data after completion of the process. 3) A current position detection device for detecting the current position of a drive shaft of a numerically controlled machine, which is connected to a servo motor shaft and generates a first marker signal and incrementally generates rotational position pulses. a transmission mechanism having a servo motor shaft as a driving shaft; means for generating a second marker signal in accordance with rotation of a driven shaft of the transmission mechanism; a counter for counting the number of rotational position pulses; a first memory in which a number of rotational position pulses, which is a count result of the counter, is stored; and a first memory that outputs a first control signal when the first marker signal or the second marker signal is generated; a signal command discrimination block that outputs a second control signal when a second marker signal or a first marker signal is generated; the total number, the unit variation pulse which is the number of rotational position pulses corresponding to the phase difference between the first and second marker signals, the number of rotational position pulses stored in the first memory, and the number of first generated marker signals. a calculation means for calculating the current position based on a character signal indicating the type and a phase difference between the first and second marker signals; and a calculation means for starting a counting operation in the counter based on the first control signal inputted from the signal command discrimination block. let me,
a counter control signal that causes the counter to stop counting according to the second control signal; a transfer command signal that transfers the count result of the counter to the first memory;
Following the output of the transfer command signal, outputting a calculation start command signal and the character signal for causing the calculation means to start calculation, and inputting a calculation end signal from the calculation means when the calculation of the calculation means is completed. What is claimed is: 1. A current position detection device comprising: a control means for controlling a current position;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21357784A JPS6191510A (en) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | Method and apparatus for detecting present position |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21357784A JPS6191510A (en) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | Method and apparatus for detecting present position |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6191510A true JPS6191510A (en) | 1986-05-09 |
Family
ID=16641505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21357784A Pending JPS6191510A (en) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | Method and apparatus for detecting present position |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6191510A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63286705A (en) * | 1987-05-20 | 1988-11-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Position detecting method for robot |
| WO2014007039A1 (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-09 | トヨタ車体株式会社 | Rotational position detection device |
-
1984
- 1984-10-12 JP JP21357784A patent/JPS6191510A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63286705A (en) * | 1987-05-20 | 1988-11-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Position detecting method for robot |
| WO2014007039A1 (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-09 | トヨタ車体株式会社 | Rotational position detection device |
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