(57)【要約】      （修正有）【課題】回路の簡略化とコストダウンを図ったユーザに使い易いカムシーケンサを提供する。【解決手段】回転角度センサにストッパなし回転ポテンションメータ１を採用し、回路の簡略化を図る。ポテンションメータが、０度から３６０度又は逆回転時に発生する不連続な電圧変化は、ソフトウェアで対処する。各出力の角度範囲設定は上限、下限を設定する、ウインドウ設定機能とヒステリシス機能を備え、出力論理の選択設定が可能で、出力を一括ＯＦＦ設定が出来るイネーブル入力を備え、信号入力電圧のＡ／Ｄ変換結果を常時ＵＳＢ通信回線に出力するモードを備える。【選択図】図１
0003143204.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
回転角度検出センサで検出された角度範囲電圧を、複数の出力に対し個々に上限、下限の２つの値を設定し、現在の値が設定された角度の電圧に相当する電圧範囲内の時に各出力がオンとなり、それ以外の時はオフとなるカムシーケンサにおいて、回転角度の検出にストッパなし回転ポテンションメータを使用し、正転、逆転の設定が必要無いことを特徴とするカムシーケンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のカムシーケンサにおいて、ソフトウエアは入力値の移動平均を行って、Ａ／Ｄ変換値の安定を図っているが、正転時の３６０度から０度、逆転時の０度から３６０度に切替る時に、Ａ／Ｄ変換値が大きく変化する場合は、ソフトウエアで切替りを判断し、移動平均の値を破棄し、現在の値をＡ／Ｄ変換値に更新する機能をもつカムシーケンサ。
【請求項３】
請求項１から２に記載のカムシーケンサにおいて、出力論理の反転設定が可能な機能で、正転時の３６０度から０度または逆転時の０度から３６０度の切替り時を含めて全ての角度に設定が可能な機能をもつカムシーケンサ。
【請求項４】
請求項１から３に記載のカムシーケンサにおいて、出力を強制的に一括してオフするイネーブル機能をもつカムシーケンサ。
【請求項５】
請求項１から４に記載のカムシーケンサにおいて、可変設定可能なヒステリシス機能をもつカムシーケンサ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は対象とする装置の運転を、角度検出ポテンションメータ出力の信号処理によって制御するカムシーケンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸が１回転する間に１サイクルのシーケンスを実行するカム機構に変わり、電気的に角度を検出し、その角度の範囲を指定して、指定範囲以内と、指定範囲以外で信号出力のオンオフを行う電子式カム装置では、従来、プログラマブルカム装置等においては、回転角度を検出するセンサとして、レゾルバ、光学式アブソリュートエンコーダやインクリメンタルエンコーダで角度の検出を行っていた。
【０００３】
その例を図４に示す。この電子式カムスイッチはエンコーダ入力回路５０、制御手段５１、ＬＣＤドライバ５２、ＬＣＤ表示器５３、記憶手段５４、キースイッチ５５、出力回路５６で構成されている。ここでエンコーダ入力回路５０は具体的にはレゾルバ、光学式アブソリュートエンコーダ、インクリメンタルエンコーダで角度の検出を行っていた。
【特許文献１】特開昭５８−２２２３０６号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
回転角度検出センサにポテンションメータを使用し、その出力電圧を角度に換算して制御に利用するカムシーケンサは無かった。
【０００５】
回転角度検出にポテンションメータを使用する為には、ポテンションメータの動作範囲が０から３６０度の範囲が検出できる事と、正転方向および逆転方向に連続して回転を継続できる機構の有ることである。
【０００６】
その為に角度と電圧が比例する機能が要求されると共に、１回転を過ぎる時に発生する電圧の切替り（図２）、すなわち正転時では３６０度（４．５Ｖ）から０度（０．５Ｖ）に変わる時と逆転時では０度（０．５Ｖ）から３６０度４．５Ｖ）に変わる時に電圧のレベルが正転時では最大電圧（４．５Ｖ）と最小電圧（０．５Ｖ）の間を不連続に例えば０．１度の間に変化することになり、この変化は普通の正転で０度から３６０度に変化する電圧と同じ変化が発生する。
【０００７】
上記に示すように、ポテンションメータを使用する場合は、０度から３６０度の間に角度に応じた電圧により出力をオンオフする設定を行っている場合、通常の変化と切替りの変化を判別できず、特に回転数が遅い時、変化する角度の時間が長くなる為、設定電圧範囲を通過して切替る関係で、設定条件が出力をオンオフする条件を満足する為、出力が想定外でオンオフする現象が発生する。
【０００８】
この考案の目的は、上記の問題点を解決し、低速においても変化点を認識し、出力が予定外のオンオフを行わないようにする、と共に安価な使いやすいカムシーケンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、角度検出センサに０度から３６０度の範囲が検出できる、ストッパなし回転ポテンションメータを使用し、得られた信号を処理して制御するカムシーケンサにおいて、角度に応じた電圧信号をＡ／Ｄ変換し、この値が予め複数の、各出力の個別に記憶された上限値、下限値の２点範囲以内の時、指定角度内と判断し、その出力をオンし、２点の範囲以外のときは指定角度外と判断し、その出力にオフを出力し、（出力論理反転機能が無効のとき）また正転、逆転のどの方向に回転を行ってもその為の設定が必要ない。(請求項１)
【００１０】
ストッパなし回転ポテンションメータは０度から３６０度を、正転及び逆転側に連続して回転できる機構で、角度に応じた電圧が出力される。(図２)
（例えば０度電圧は０．５Ｖ、３６０度電圧は４．５Ｖ）
【００１１】
正転時の３６０度から０度と逆転時の０度から３６０度に移る時の不連続の電圧変化が起こるときの対処は、センサから入力される電圧の変化が前々回と前回の差と今回と前回差を計算し、変化が所定の値より大きかった時は切替りの変化と判断し、その時までに移動平均処理しているデータを破棄し、全てを現在の値に書き換えることにより角度の値を直ちに、０度または３６０度に切り換えることにより正転時の３６０度から０度と逆転時の０度から３６０度の電圧変化を検出し、その対応処理をソフトウエアで行う事により不意な出力の変化を発生させない。（請求項２）
【００１２】
出力の論理反転設定機能をもうける。０度から３６０度間の切替りの時に、例えば３５０度から次の回転の５度までオンしたい時は、５度から３５０度に相当する電圧を設定し、出力論理反転設定機能を有効にすれば、切替りの変化点を跨いだ３５０度から次の回転の５度までを設定することが出来る。(請求項３)
【００１３】
判定の安定化を図る為のヒステリシス機能を設け、可変設定を可能とする事で、設定境界に於いて出力がチャタリングする現象を設置環境に応じて防止できるようにする。(請求項５)
【００１４】
出力の不意な動作を防止する為にイネーブル入力があり、イネーブル入力がオフの時は全ての出力がオフに固定され、不意な動作や、電圧変化にも安全が守られる。(請求項４)
【考案の効果】
【００１５】
この考案のカムシーケンサは、角度検出センサとして０度から３６０度を検出する、ストッパなし回転ポテンションメータを使用して角度の検出を行うことで、レゾルバやエンコーダに比べ電子回路が著しく簡単になり、コストダウンが可能となり、自動化のコスト減少に貢献できる。
【００１６】
複数のカム出力点数を備え、プログラマブルにオンオフ条件を設定出来、１回転以内でタイミング出力を簡単に設定できる為、フィードバックセンサを必要とせず、オープンループ制御で自動化を行う事や、逆転動作でも正転動作と同じ様に出力をオンオフ出来る為、装置の調整やメンテナンスが容易になる。
【００１７】
制御を安定して実行するためのヒステリシス設定機能を備えているので、チャタリングに配慮した設定で制御を行うことができ、出力オンオフが不要な時、一括して出力をオフに固定出来る、イネーブル入力機能が活用でき、自動化のいろいろなニーズに最適に対応が可能となる。
【実施例】
【００１８】
図３は本カムシーケンサを利用したピックアンドプレース制御の例を示す図である。この例では、プレス機２３の回転軸２４にカップリング２５でカムシーケンサ２６を接続し、プレス機の1サイクルに同期して、動作を行う制御例で、カムシーケンサ２６には「カムシーケンサのデータ設定」の設定電圧を設定し、プレス機２３を運転すると、回転軸が４０度の位置で上下１電磁弁２１がオンになり、上下シリンダー２７が下降し、角度７０度の位置でチャク電磁弁２２がオンになってチャック２９を行い、角度９０度の位置で、上下１電磁弁２１がオフになり上下シリンダー２７が上昇し、角度１３０度の位置で前後電磁弁２０がオンになり前後シリンダー２８が前進し、１９０度の位置で上下２電磁弁２１’がオンとなり上下シリンダー２７は再び下降して、２３０度の位置でチャック電磁弁２２がオフになり、チャック２９はワークを開放し、２６０度の位置で上下２電磁弁２１’がオフになって、上下シリンダー２７は上昇し、２８０度の位置で前後電磁弁２０がオフになるので、前後シリンダー２８は後退し最初の位置に戻り、ピックアンドプレースの動作を行うもので、シリンダーの動作確認の為のフィードバック信号を必要としないオープンループで使用するため、通常のシーケンスと違い、配線や設置に要するコストが劇的に削減され、メンテナンス性も向上するなど、多数のメリットが生まれる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本カムシーケンサは、回転角度を検出するストッパなし回転ポテンションメータ出力のアナログ信号をデジタル信号に変換して、得られた信号を処理して対象とする装置の運転を制御する制御機器であるので、多方面の産業で広く使用できる。例えば、上記例のピックアンドプレースや搬送ライン、検査タイミングの開始信号や動作開始のタイミング信号、などの制御で、特殊技能を必要とせずシーケンス動作を行わせる上で、有効な装置である。
【００２０】
本カムシーケンサはシーケンスを実行させる為のフィードバック信号を必要としないので、センサ配線やセンサ取付けなどの作業を不要にし、動作シーケンスは動作位置角度の電圧を設定するだけなので、短時間で作業が完了すると共に、可動部の配線が不要なので断線などのトラブルも発生しない極めて有用な装置である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本考案のカムシーケンサの構成を示すブロック図
【図２】本考案のカムシーケンサに於けるポテンションメータの角度と出力電圧の関係を示す図
【図３】本考案のカムシーケンサを利用したピックアンドプレース制御の例を示す図
【図４】従来の電子式カムスイッチの構成例を示すブロック図
【符号の説明】
【００２２】
１  ポテンションメータ
２  Ｌ／Ｐフィルタ
３  電源供給回路
４  Ａ／Ｄ変換器
５  比較器
６  出力制御回路
７  データ記憶部
８  ＵＳＢ通信回路
９  ＵＳＢコネクタ
１０  出力コネクタ
１１  出力イネーブル回路
１２  出力論理設定回路
２０  前後電磁弁
２１  上下１電磁弁
２１ ’上下２電磁弁
２２  チャック電磁弁
２３  プレス機
２４  プレス機回転軸
２５  カップリング
２６  カムシーケンサ
２７  上下シリンダー
２８  前後シリンダー
２９  チャク
５０  エンコーダ入力回路
５１  制御手段
５２  ＬＣＤドライバ
５３  ＬＣＤ表示器
５４  記憶手段
５５  キースイッチ
５６  出力回路
【図１】
0003143204.tif 000003
【図２】
0003143204.tif 000004
【図３】
0003143204.tif 000005
【図４】
0003143204.tif 000006