(57)【要約】  【課題】対象物の大きさや、駆動モータの目標トルク値等の初期設定値の登録が不要で、ステッピングモータを一度も脱調・復帰をさせること無く、脱調による作動不良も起こらずに、常に所望の把持力で任意の大きさの対象物を把持することができ、且つたとえ把持した対象物が外力により外れたとしても自動的に把持動作を継続して再把持することができる電動ハンドの制御方法及び装置を提供する。  【解決手段】モータに送った駆動パルスをカウントする第１カウンタと、モータの主軸の回転を検出して出力された検出パルスをカウントする第２カウンタとをコントローラに備え、前記第２カウンタに所望の把持力に対応する駆動パルスの初期値を加算し、閉動作の開始と同時に２つのカウンタをカウントアップさせ、２つのカウンタの値が等しくなる時点で、モータの回転を停止させる構成とした。  【選択図】図５
2006280065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動パルスが入力される毎に所定の角度だけ回転し、駆動力で対象物に押圧力を加えるモータの制御方法であって、
第１カウンタに第１の数を、第２カウンタに第２の数をセットするセットステップと、
前記モータに前記駆動パルスを出力する駆動パルス出力ステップと、
第３の数の前記駆動パルスを出力する毎に、前記第２の数が前記第１の数よりも大きい場合、前記第１カウンタを第４の数だけカウントアップし、前記第２の数が前記第１の数よりも小さい場合、前記第１カウンタを前記第４の数だけカウントダウンする第１カウントステップと、
前記モータの回転角度を検出する検出手段からの第５の数の検出信号を受信する毎に、前記第２の数が前記第１の数よりも大きい場合、前記第２カウンタを第６の数だけカウントアップし、前記第２の数が前記第１の数よりも小さい場合、前記第２カウンタを前記第６の数だけカウントダウンする第２カウントステップと、
前記第１カウンタの値と前記第２カウンタの値が等しいか否か、又は前記２つの値の差が所定の範囲内であるか否かを判断するチェックステップと、
前記第１カウンタの値と前記第２カウンタの値が等しい、又は前記２つの値の差が所定の範囲内であると判断した場合に、前記駆動パルスの出力を止める駆動パルス停止ステップと、を含み、
前記第３、第４、第５、第６の数は、前記対象物に押圧力を加えていない場合には、前記チェックステップにおいて前記第１カウンタの値と第２カウンタの値の差が前記第１の数と第２の数の差を維持するように設定されていることを特徴とするモータの制御方法。
【請求項２】
前記駆動パルス停止ステップにおいて前記駆動パルスの出力を止めた後に、再び前記第１カウンタの値と前記第２カウンタの値が等しくない、又は前記２つの値の差が所定の範囲内ではないと判断した場合、前記駆動パルス出力ステップないし前記駆動パルス停止ステップまでのステップを自動的に繰り返すことを特徴とする請求項１に記載のモータの制御方法。
【請求項３】
前記第１の数と前記第２の数との差を調整することにより、前記対象物に加える押圧力を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータの制御方法。
【請求項４】
駆動パルスが入力される毎に所定の角度だけ回転するモータの駆動力によって対象物に押圧力を加えるアクチュエータであって、
前記モータの回転角度を検出して検出パルスを出力する検出部と、
前記モータによって駆動され、移動動作を行って前記対象物に押圧力を加える移動部と、
前記モータに出力する駆動パルスをカウントする第１カウンタと、前記検出部が出力する検出パルスをカウントする第２カウンタとを有し、前記アクチュエータを制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記第１カウンタに第１の数を、前記第２カウンタに前記第１の数と異なる第２の数をセットして前記モータへの駆動パルスの出力を開始し、前記第１カウンタの値と前記第２カウンタの値が等しい、又は前記２つの値の差が所定の範囲内であると判断した場合に、前記駆動パルスの出力を止めることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
第３の数の前記駆動パルスを出力する毎に、前記第１カウンタは、前記第２の数が前記第１の数よりも大きい場合、第４の数だけカウントアップし、前記第２の数が前記第１の数よりも小さい場合、前記第４の数だけカウントダウンし、
第５の数の前記検出信号を受信する毎に、前記第２カウンタは、前記第２の数が前記第１の数よりも大きい場合、第６の数だけカウントアップし、前記第２の数が前記第１の数よりも小さい場合、前記第６の数だけカウントダウンし、
前記第３、第４、第５、第６の数は、前記移動部が前記対象物に当接して押圧力を加えていない場合には、前記判断時に前記第１カウンタの値と第２カウンタの値の差が前記第１の数と第２の数の差を維持するように設定されていることを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記駆動パルスの出力を止めた後に、再び前記第１カウンタの値と前記第２カウンタの値が等しくない、又は前記２つの値の差が所定の範囲内ではないと判断した場合、再度前記第１カウンタと前記第２カウンタの値が等しい、又は前記２つの値の差が所定の範囲内であると判断するまで、前記モータに前記駆動パルスを出力し続けることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記第１の数と前記第２の数との差を調整することにより、前記対象物に加える押圧力を調整することを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記アクチュエータが電動ハンドであることを特徴とする請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記アクチュエータが電動シリンダであることを特徴とする請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記アクチュエータが電動ロータリであることを特徴とする請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動パルスが入力される毎に所定の角度だけ回転する電動モータの制御方法、及びそれを用いたアクチュエータに関し、特に、前もって対象物の大きさ等の設定をすることなく、任意の大きさの対象物を把持でき、またモータへの電圧及び電流を変更することなく把持力を調整することができる電動ハンドや、押圧力等を容易に調整することができる電動シリンダ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種部品の加工や搬送等のためにそれらを把持するハンドとして、電動モータによって把持爪の開閉駆動を行うものが知られている。このような電動ハンドにおいて、把持爪の位置をセンサーにより間接的に検出し、把持開始時や把持解放時における把持爪の開き位置を対象物の寸法に応じて適切な位置に制御するものや、把持径の設定値に従って駆動モータにより把持爪の開閉を制御し、また駆動モータの駆動トルクの設定値に到達したことで把持爪の移動を停止させる電動チャックが特許文献１に開示されている。
【０００３】
また、ステッピングモータを用いて、把持する対象物の大きさに応じた開閉動作を行わせる電動ハンドが特許文献２に開示されている。特許文献２では、把持爪であるフィンガーが閉移動を行って対象物に当接した状態から更に駆動パルスを発生してステッピングモータを脱調させ、この脱調した状態から同期を回復し、さらに駆動パルスを所定数発生させて任意の大きさの対象物を所定の把持力で把持させている。
【０００４】
さらに電動ハンドの不良動作を引き起こす可能性のあるステッピングモータの脱調の発生を防ぐ為従来の把持構成にバネを取り入れ、ばね力により対象物の把持状態を維持させるステッピングモータを具備した電動ハンドが特許文献３に開示されている。
【特許文献１】特開２０００−１９０１１３号公報
【特許文献２】特開平０５−２１２６８８号公報
【特許文献３】特開２００１−１１３４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に開示されている従来の技術では、把持爪の開閉駆動や停止の制御の為に把持径や駆動トルクの設定を必要とするという問題があった。また、上記の特許文献２に開示されている従来の技術では、ステッピングモータを一度脱調させ復帰させる必要があるため、制御手順が複雑になり、的確な把持に時間がかかるという問題がある。さらに、上記の特許文献３に開示されている従来の技術では、把持構成にバネを取り入れたため、開閉駆動をさせる場合には駆動限度及び駆動パルス数をばねの圧縮範囲内に設定する必要があり、また対象物の内径把持には適用できないという問題、及び電動ハンドの構造を一層複雑にしてしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、所定の大きさの押圧力を容易に維持し、またモータへの電圧及び電流を変更することなく押圧力を調整することができるモータの制御方法、及びそれを用いたアクチュエータを提供することを目的とする。
【０００７】
特に、本発明は、対象物の大きさ等の設定を必要とせず、任意の大きさの対象物を所定の把持力で把持することができ、且つモータへの電圧及び電流を変更することなく把持力を調整することができる電動ハンドを提供することを目的とする。
【０００８】
さらに、本発明は、一度把持した対象物が外力により外れたとしても、把持動作を継続することができる電動ハンドを提供することを目的とする。
【０００９】
さらに、本発明は、所望の押圧力を容易に得ることができる電動シリンダ、電動ロータリを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明に係るモータの制御方法は、駆動パルスが入力される毎に所定の角度だけ回転し、駆動力で対象物に押圧力を加えるモータの制御方法であって、第１カウンタに第１の数を、第２カウンタに第２の数をセットするセットステップと、前記モータに前記駆動パルスを出力する駆動パルス出力ステップと、第３の数の前記駆動パルスを出力する毎に、前記第２の数が前記第１の数よりも大きい場合、前記第１カウンタを第４の数だけカウントアップし、前記第２の数が前記第１の数よりも小さい場合、前記第１カウンタを前記第４の数だけカウントダウンする第１カウントステップと、前記モータの回転角度を検出する検出手段からの第５の数の検出信号を受信する毎に、前記第２の数が前記第１の数よりも大きい場合、前記第２カウンタを第６の数だけカウントアップし、前記第２の数が前記第１の数よりも小さい場合、前記第２カウンタを前記第６の数だけカウントダウンする第２カウントステップと、前記第１カウンタの値と前記第２カウンタの値が等しいか否か、又は前記２つの値の差が所定の範囲内であるか否かを判断するチェックステップと、前記第１カウンタの値と前記第２カウンタの値が等しい、又は前記２つの値の差が所定の範囲内であると判断した場合に、前記駆動パルスの出力を止める駆動パルス停止ステップとを含み、前記第３、第４、第５、第６の数は、前記対象物に押圧力を加えていない場合には、前記チェックステップにおいて前記第１カウンタの値と第２カウンタの値の差が前記第１の数と第２の数の差を維持するように設定されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るアクチュエータは、駆動パルスが入力される毎に所定の角度だけ回転するモータの駆動力によって対象物に押圧力を加えるアクチュエータであって、前記モータの回転角度を検出して検出パルスを出力する検出部と、前記モータによって駆動され、移動動作を行って前記対象物に押圧力を加える移動部と、前記アクチュエータを制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記モータに出力する駆動パルスをカウントする第１カウンタと、前記検出部が出力する検出パルスをカウントする第２カウンタとを有し、前記第１カウンタに第１の数を、前記第２カウンタに前記第１の数と異なる第２の数をセットして前記モータへの駆動パルスの出力を開始し、前記第１カウンタの値と前記第２カウンタの値が等しい、又は前記２つの値の差が所定の範囲内であると判断した場合に、前記駆動パルスの出力を止めることを特徴とする。
【００１２】
なお、本発明に係るモータの制御方法及びアクチュエータでは、前記第１の数と前記第２の数との差を調整することにより、前記対象物に加える押圧力を調整することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るモータの制御方法及びアクチュエータでは、前記駆動パルスの出力を止めた後に、再び前記第１カウンタの値と前記第２カウンタの値が等しくない、又は前記２つの値の差が所定の範囲内ではないと判断した場合、再度前記第１カウンタと前記第２カウンタの値が等しい、又は前記２つの値の差が所定の範囲内であると判断するまで、前記モータに前記駆動パルスを出力し続けることが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係るアクチュエータは、好もしくは電動ハンド、電動シリンダ、又は電動ロータリである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るモータの制御方法及びそれを用いたアクチュエータによれば、モータを駆動する駆動パルスをカウントするカウンタ、及びモータの実際の回転をカウントするカウンタを備え、２つのカウント数の差に基づいて、移動部が対象物に当接することをチェックし、また所定の押圧力を確保するように制御を行うので、ステッピングモータを一度も脱調・復帰をさせること無く、対象物に常に所望の押圧力を加えることができる。なお、前記カウント数の差を調整するだけで、モータへの電圧及び電流を可変にすることなく押圧力の調整を容易に行うことができる。
【００１６】
特に、本発明に係る電動ハンドによれば、２つのカウント数の差に基づいて、フィンガーが対象物に当接することをチェックし、また所定の把持力を確保するように制御を行うので、対象物の大きさや、駆動モータの目標トルク値等の初期設定値の登録を必要とせず、ステッピングモータを一度も脱調・復帰をさせること無く、常に所望の把持力で任意の大きさの対象物を外径把持又は内径把持することができる。即ち、ステッピングモータの脱調による作動不良も起こらず、且つ対象物の形状や寸法が変わっても適切な把持動作が可能となるという効果が得られる。なお、前記カウント数の差を調整するだけで、モータへの電圧及び電流を可変にすることなく把持力の調整を容易に行うことができる。
【００１７】
さらに、一度把持した対象物が外力により外れたとしても、２つのカウント数に差が生じる為、再起動や再設定を一切必要とせずに自動的に把持動作を継続する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係るモータの制御方法、及びそれを用いたアクチュエータの好ましい実施の形態を、電動ハンド及びその制御を例に、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る電動ハンドの概略構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態に係る電動ハンドは、ステッピングモータ１と、エンコーダ２と、変換機構３と、複数のリニアベアリング４と、複数のフィンガー５と、コントローラ６とを備えている。
【００２１】
図２は、ステッピングモータ１の主軸１１の回転を説明するための概念図である。
【００２２】
図２に示すように、ステッピングモータ１は、回転軸としての主軸１１と、主軸１１に固定された磁石（ロータ）１２と、モータ・フレームに固定された電磁石（ステータ）１３とを有し、電磁石１３に巻きつけられたコイルに電流を流して、電磁石１３を磁化し磁力を発生させ、磁石１２を引きつけることで主軸１１が回転するモータである。図２においては、主軸１１は、主軸１１に固定された磁石１２が順番に励磁されていく電磁石１３に引かれ、順時計の方向に回転する様子を示している。本実施の形態では、ステッピングモータ１は、１基本駆動パルス当たりの基本回転角度、即ち基本ステップ角度が１．８度の２相励磁モータで、マイクロステップ駆動方式で駆動されるものとする。
【００２３】
マイクロステップ駆動方式は、励磁電流（巻線電流）を制御して細分化する電気的手法によりステッピングモータの実際の回転するステップ角度を、ステータとロータの機械的構造で決まる基本ステップ角度またはその１／２のハーフ基本ステップ角度よりもさらに細かく分割し、モータを滑らかに回転させる駆動方式である。図２では、１つの電磁石１３が順に励磁される場合を示している。しかし、マイクロステップ駆動方式では、隣接する２つの電磁石１３に同時通電する励磁電流値を調節することによって、基本ステップ角度（ここでは１．８度）よりも小さい角度だけ主軸１１を回転させることができる。
【００２４】
具体的に、例えば、隣接する２つの電磁石１３の一方の電流値をｍ×Ｉｍａｘとし、他方の電流値を（１−ｍ）×Ｉｍａｘとすれば、２つの電磁石１３の間に磁場方向を持つ磁場を生成することができる。ここでは、Ｉｍａｘは各電磁石１３に流す励磁電流の最大値、ｍは０以上１以下の値である。このように、一方の電磁石１３に通電する電流値をゼロから最大値Ｉｍａｘまで、又は最大値Ｉｍａｘからゼロまで段階的に変化させることにより、主軸１１が段階的に方向が変わる磁場に引かれてより細かいステップ角度で回転することができる。なお、通電する電流値をゼロから最大値Ｉｍａｘまで、又は最大値Ｉｍａｘからゼロまで段階的に変化させるステップの数をマイクロステップ数Ｍと呼ぶ。
【００２５】
本実施の形態では、ステッピングモータ１を制御するマイクロステップ数をＭ＝２０とすると、ステッピングモータ１の実際のステップ角度、即ち、分解能が０．０９度（＝１．８／２０）となる。従って、コントローラ６が、１マイクロ駆動パルスを発生してステッピングモータ１に送る毎に、ステッピングモータ１の主軸１１が０．０９度だけ回転する。
【００２６】
エンコーダ２は、ステッピングモータ１の分解能と同じ分解能を有し、ステッピングモータ１と同軸上に取り付けられてその主軸１１の回転を検出するものであって、ステッピングモータ１の主軸１１が１分解能分の角度０．０９度だけ回転する度に１検出パルスを出力する。
【００２７】
変換機構３は、ステッピングモータ１の回転運動を直線運動に変換するものである。
【００２８】
複数のリニアベアリング４は、変換機構３により駆動されて直線的に運動するものであって、対象物７を把持する把持部材であるフィンガー５を直線運動させるものである。
【００２９】
複数のフィンガー５は、それぞれ対応するリニアベアリング４に取り付けられ、直線運動により開閉動作を行って対象物７を把持するものである。
【００３０】
コントローラ６は、ステッピングモータ１に出力するマイクロ駆動パルスをカウントするカウンタＡと、エンコーダ２から出力される検出パルスをカウントするカウンタＢとを備え、電動ハンドの全体動作を制御するマイコンである。
【００３１】
次に、本発明に係る電動ハンドの制御動作の概要を説明する。
【００３２】
ステッピングモータ１の主軸１１がコントローラ６からのマイクロ駆動パルスによって回転し、ステッピングモータ１の分解能と同じ分解能を有するエンコーダ２がその回転を検出し、１マイクロ駆動パルスに対応して１検出パルスを出力する。同時に、２つのカウンタＡ、Ｂは、それぞれマイクロ駆動パルスと、エンコーダの検出パルスをカウントアップする。リニアベアリング４は、変換機構３によりステッピングモータ１の回転に伴って、閉動作の場合では、内側に移動する。これにより、リニアベアリング４に取り付けられたフィンガー５が内側に移動し、ある時点で、フィンガー５が対象物７と当接する。この当接で、フィンガー５の動き、そしてステッピングモータ１の主軸１１の回転が止まり、それに伴って、エンコーダ２の出力も止まって、カウンタＢのカウントアップがストップする。例えば、図２の（ａ）に示すような状態で、主軸１１の回転が止まる。この時点では、主軸１１上の磁石１２は、励磁されている電磁石１３と対向している。コントローラ６は、カウンタＢのカウント数が変化しないことを検知することにより、フィンガー５と対象物７の当接を判断することが可能となる。即ち、本発明に係る電動ハンドでは、フィンガーが任意の位置で対象物と当接してもよいため、ハンドが常に把持できる状態にあり、よって、対象物の大きさや、駆動モータの目標トルク値等の設定値を予め登録する必要なく、且つ特許文献２に開示されているように、脱調及び復帰をさせることを必要とせずに任意の大きさの対象物を把持することが可能となる。
【００３３】
この状態で、さらにマイクロ駆動パルスをステッピングモータ１に送り続けると、カウンタＡのカウント数が増え続けると同時に、電磁石１３が順に励磁され続けるため、ステッピングモータ１の主軸１１上の磁石１２と励磁されている電磁石１３の間にネジリが生じ、ネジリのトルクが発生する。これにより、フィンガー５に把持力が生じる。例えば、図３に示すように、さらに２０回のマイクロ駆動パルスをステッピングモータ１に送ると、主軸１１上の磁石１２と励磁されている電磁石１３の間に１．８度のネジリ角が生じ、図４に示すステッピングモータ１のトルクとマイクロ駆動パルス数Ｔに対応するネジリ角との関係から分かるように、最大のトルクが得られる。
【００３４】
このトルクがフィンガー５の把持力に対応しているため、該トルク、換言すれば、送り続けるマイクロ駆動パルスの数、即ち、カウンタＡ、Ｂのカウント数の差を制御することにより、フィンガー５に所望の把持力を生じさせて対象物７を把持させることが可能となる。従って、本発明に係る電動ハンドでは、電動ハンドのフィンガーが対象物と当接した後に、ステッピングモータに送り続けるマイクロ駆動パルスの数を調整することにより、ステッピングモータへの電流、電圧を変更することなく、フィンガーの把持力を調整することができる。且つ、上記カウント数の差によってステッピングモータの停止を制御するため、把持した後、対象物が外れたとしても、図３の状態から主軸１１が回転し、図２（ｂ）の状態になり、カウンタＢは主軸１１が回転した分の検出パルスをカウントアップし、カウンタＡとカウンタＢに再度、カウント数の差が生じるため、自動的に把持動作を継続することができる。
【００３５】
次に、本好ましい実施の形態に係るモータの制御方法に基づいて、図１に示した構成を有する電動ハンドを制御する動作について、図５を参照しながらより具体的に説明する。
【００３６】
図５は、本実施の形態に係る電動ハンドの制御動作を示すフローチャートである。
【００３７】
ここでは、把持される対象物の質量等を考慮して、図４のマイクロ駆動パルス数Ｔ＝１０に対応するトルクに相当する把持力が必要と仮定する。
【００３８】
図５に示すように、まず、ステップＳ１において、コントローラ６は電源投入時、又はリセット時等にイニシャライズを行う。イニシャライズでは、上述した対象物を把持する制御方法と同じ原理で全開ストローク位置及び全閉ストローク位置でのフィンガー位置を自動的に認識させておく。ここで、開閉ストロークが互いに離れたフィンガー５間の距離を指すとすると、全開ストローク（最大開閉ストローク）は、互いに最も離れた状態のフィンガー５間の距離となり、全閉ストローク（最小開閉ストローク）は、互いに最も近づいた状態のフィンガー５間の距離となる。図６は、フィンガー５を上にしたときの電動ハンドの上面図である。図６に示す状態では、リニアベアリング４に保持されるフィンガー５が、最大開閉ストロークを有するように位置されている。
【００３９】
より詳細には、イニシャライズにおいて、対象物がない状態で、フィンガー５を開動作で、構造的に開ききった位置まで開かせてから、さらに所定のマイクロ駆動パルスをモータに送り、上述した対象物を把持する制御方法と同じ原理で構造的な端点まで来たことを認識し、そして駆動パルスの送出を止める。この時点のフィンガー５の位置を全開ストローク位置におけるフィンガー位置として記憶する。同様に、対象物がない状態で、フィンガー５を閉動作で、構造的に閉じきった位置まで互いに近かづかせてから、さらに所定のマイクロ駆動パルスをモータに送り、上述した対象物を把持する制御方法と同じ原理で構造的な端点まで来たことを認識し、そして駆動パルスの送出を止める。この時点のフィンガー５の位置を全閉ストローク位置におけるフィンガー位置として記憶する。このイニシャライズを行うことにより、対象物が無くても、フィンガー５が全開ストローク位置又は全閉ストローク位置に達した時はモータが脱調することなく駆動パルスを停止させることができる。
【００４０】
ステップＳ２において、カウンタＡ、Ｂの初期値をそれぞれａ、ｂとして、ａ＝ｂと設定し、更に、カウンタＢに対しては、必要とするトルクに対応するマイクロ駆動パルス数Ｔ＝１０を初期値ｂに加算する。
【００４１】
また、電動ハンドのフィンガー５の把持動作を開始させたい任意の位置（把持動作開始位置）を設定し、フィンガー５を前記把持動作開始位置に位置させる。なお、把持動作の終了後に、フィンガー５を常に全開ストローク位置に待避させる場合、フィンガー５の把持動作開始位置の設定を省略してもよい。
【００４２】
次に、ステップＳ３以降の閉動作モードに移る。ステップＳ３において、コントローラ６が、１マイクロ駆動パルスをステッピングモータ１に送り、これによってステッピングモータ１の主軸１１が回転する。その結果、エンコーダ２は、ステッピングモータ１の主軸１１の回転を検出して、１検出パルスを出力する。ステップＳ４において、コントローラ６内のカウンタＡは、コントローラ６から出力した１マイクロ駆動パルスを検出して１だけカウントアップし、カウンタＢは、エンコーダ２から出力される１検出パルスを検出して１だけカウントアップする。
【００４３】
ステップＳ５において、コントローラ６は、カウンタＡ及びカウンタＢからカウント数を読み出し、それらを比較する。ｂ−ａ≠０、即ちカウンタＡ、Ｂのカウント数がまだ等しくなっていないと判断したとき（フィンガー５にはまだ所定の把持力が生じていない状態）には、ステップＳ３に戻りステッピングモータ１にマイクロ駆動パルスを出力し続ける。ｂ−ａ＝０と判断したとき（所定の把持力が得られた状態）には、ステップＳ６に移行し、ステッピングモータ１へのマイクロ駆動パルスの送出を止める。
【００４４】
この制御例では、Ｔ＝１０としたため、ｂ−ａ＝０となる時点の１０マイクロ駆動パルス前で、フィンガー５が対象物７と当接して、ステッピングモータ１の主軸１１の回転が停止し、エンコーダ２が主軸１１の回転を検出できなくなり、検出パルスを出力することを停止した為、カウンタＢのカウント数ｂが一定になる。その後も、ステッピングモータ１にマイクロ駆動パルスを送り続ける為、カウンタＡのカウント数ａがカウンタＢのカウント数ｂに近付き、且つ、等しくなった時点（ｂ＝ａ）で、駆動パルスの送出は、コントローラ６の制御により停止される。
【００４５】
このように、本発明では、コントローラに２つのカウンタを備え、ステッピングモータの主軸の回転をカウントするカウンタに所望の把持力に対応するマイクロ駆動パルスの初期値を加算し、閉動作の開始と同時に２つのカウンタにカウントアップさせ、カウント数が等しくなる時点で、ステッピングモータを停止するようにしたので、非常に簡単な制御で、対象物の大きさや、駆動モータの目標トルク値等の初期設定値を登録しなくても、任意の大きさの対象物を常に所望の把持力で把持することができる。
【００４６】
なお、把持した状態の対象物（図７の（ａ）参照）が外力によりフィンガー５から外れたとしても、自動的に再度把持される。例えば、図３に示すような状態のステッピングモータ１の主軸１１は、回転を止める原因である対象物が外れたため、励磁されている電磁石１３に引かれ、自動的に回転し、図２の（ｂ）の状態に戻り、即ち、ｂ−ａ＝Ｔ＝１０の状態に戻る。このとき、コントローラ６は、ｂ−ａ≠０を検知して、ｂ−ａ＝０となるようにステッピングモータ１に再度マイクロ駆動パルスを送り続け、ステッピングモータ１が再び図８に示すような、磁石１２と励磁されている電磁石１３とがずれた状態になり、対象物が図７の（ｂ）に示すように再度把持される。
【００４７】
結果的に、本発明では、フィンガー５が対象物７に当たった時の位置から、励磁されている電磁石１３が、主軸１１の実際に回転した角度より所定の角度進んだ位置に常に保たれている。即ち、ステッピングモータ１の主軸１１上の磁石１２と励磁されている電磁石１３間のネジリ角度が常に一定に保たれている。
【００４８】
このように、本発明では、２つのパルスのカウント数の差によってモータを停止させているので、モータの到達目標トルクを設定や再設定することなどを一切必要とせずに、たとえ一度把持した対象物が外れたとしても、簡単に且つ自動的に対象物を再把持することができる。
【００４９】
そして、把持動作を終了して開動作に移るときは、ステッピングモータ１を反対方向に回転させてフィンガー５を開かせ、対象物が無い場合には開閉ストロークの任意の適当な中間点や前記把持動作開始位置、前記全開ストローク位置に待避させることもできる。
【００５０】
また、上記では対象物を外径把持する場合を説明したが、本発明は内径把持する場合にも同様に適用可能である。
【００５１】
特に、図９に示すように、対象物の外径把持、内径保持の両方が必要な場合、外径把持からフィンガー５を開かせて開放するときに、把持動作を行いながら内径把持へ移行することを、再起動や再設定を一切必要とせずに容易に行うことができる。同様に、内径把持からフィンガー５を閉じさせて開放するときに、把持動作を行いながら外径把持へ移行することをも容易に行うことができる。
【００５２】
また、上記ではカウンタが自動的にカウントするものとしたが、コントローラが、カウンタを作動させてもよい。
【００５３】
また、上記では個別のカウンタを設けて１マイクロ駆動パルスを出力する度に１をカウントアップする場合を説明したが、個別のカウンタでなくても、メモリ上の所定の領域を利用したカウンタでもよい。
【００５４】
カウント方法は、カウントアップに限らず、カウントダウンでもよく、１マイクロ駆動パルス毎にカウントする代わりに、所定数のマイクロ駆動パルスを出力する度にカウントしてもよい。また、ステッピングモータとエンコーダとの分解能が違う場合には、その違いに対応できるように、２つのカウンタに異なる数だけカウントアップ、又はカウントダウンさせてもよい。更に、予め２つのカウント数を所定数だけ異なるように設定し、その後２つのカウント数が等しくなったか否かを判断することにより制御を行うので、カウンタが負の数までカウントしてもよい。
【００５５】
例えば、１マイクロ駆動パルス毎のモータの回転が、４つの検出パルスによって検出される場合、１マイクロ駆動パルス（第３の数）毎に、カウンタＡを１（第４の数）だけカウントアップし、４つ（第５の数）の検出パルス毎に、カウンタＢを１（第６の数）だけカウントアップするように、第３、第４、第５、第６の数を設定してカウントを行うことができる。また、２マイクロ駆動パルス（第３の数）毎に、カウンタＡを２（第４の数）だけカウントアップし、４つ（第５の数）の検出パルス毎に、カウンタＢを１（第６の数）だけカウントアップするように、第３、第４、第５、第６の数を設定してカウントを行うこともできる。即ち、第３、第４、第５、第６の数は、フィンガー５が対象物と当接して押圧力を加えていない場合には、カウンタＡとＢの値の差がそれらの初期値である第１の数と第２の数の差、上記の実施例ではＴ＝１０を、少なくともカウンタＡ及びＢを比較する（ステップＳ５）ときに、維持するように設定すればよいものである。なお、第３の数、第５の数を大きく設定するほど、制御の負担が軽減される。
【００５６】
また、上記では、両カウンタＡ、Ｂの値が等しくなる時点で、モータへの駆動パルスの送出を止める場合を説明したが、両カウンタＡ、Ｂの値の差が所定の範囲内に入った時点で、モータへの駆動パルスの送出を止めるようにしても同様な効果が得られる。この場合、上記所定の範囲は、カウンタＡとＢの初期値の差よりは小さい。
【００５７】
また、マイクロステップ駆動方式を使用することにより、第１カウンタの第１の数と、前記第２カウンタの第２の数の差、即ち、カウンタＡ、Ｂの初期値の差を、モータが脱調する角度範囲内で大きく設定出来る為、把持力の設定数を増やすことが出来る。且つ回転時のモータの振動を抑え角度検出を安定させることが出来る。
【００５８】
また、モータへの電圧及び電流の変更と併用すればより安定した把持力調整が可能である。
【００５９】
また、上記では、具体的な仕様を有するステッピングモータや、直線運動機構であるリニアベアリング、２つのフィンガーを有する電動ハンドの場合を説明したが、アクチュエータの他の形態である電動シリンダ（図１０参照）、電動ロータリ（図１１参照）等に本発明を適用しても同様に対象物に対する押圧力を容易に維持し、且つモータへの電圧・電流を変更することなく調整することができるというメリットがある。さらに、本発明は、決して上記のような具体例に限定されるものではなく、本発明が、上記具体的に開示した実施の形態以外に、本発明精神に基づく他の代替の実施形態、ならびに本発明の明らかな変形および均等なものまで及ぶことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の好ましい実施の形態に係る電動ハンドの概略構成を示すブロック図である。
【図２】ステッピングモータの主軸の回転を説明するための概念図であり、（ａ）は、ステッピングモータの主軸に固定された磁石、及び励磁されている電磁石の初期位置を示す図であり、（ｂ）は、１基本ステップ角度だけ回転した後の磁石と励磁されている電磁石の位置を示す図である。
【図３】励磁されている電磁石と、主軸に固定された磁石とのネジリを説明する概念図である。
【図４】ステッピングモータのトルクと、マイクロ駆動パルス数に対応するねじり角との関係を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る電動ハンドの制御動作を示すフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係る電動ハンドの、フィンガーの開閉ストロークを説明するための概念図である。
【図７】一度把持した対象物が外れた時の再把持を説明するための図であり、（ａ）は、初回の不安定な把持を示す図であり、（ｂ）は安定的な再把持を示す図である。
【図８】再把持した時の励磁されている電磁石と、主軸に固定された磁石とのネジリを説明する概念図である。
【図９】外径把持から内径把持への移行を説明する平面図である。
【図１０】本発明の好ましい実施の形態に係る電動シリンダの概略構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の好ましい実施の形態に係る電動ロータリの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  ステッピングモータ
２  エンコーダ
３  変換機構
４  リニアベアリング
５  フィンガー
６  コントローラ
７  対象物
８  移動部
９  回転部（移動部）
１１  主軸
１２  磁石
１３  電磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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