(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の位置データを検出し、それを位置データ信号として出力するアブソリュートエンコーダを有するとともに、前記回転軸には先端に流体圧アクチュエータが配設されたアームが取着されるモータと、
前記位置データ信号及び予め設定された前記エンコーダの回転座標に基づいて前記回転軸の基準位置からの回転角度を算出することにより、所定の動作パターンに基づく前記モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段と、
前記動作パターンを出力する動作パターン出力手段とを備えるモータの位置決め装置において、
前記回転座標の座標原点を前記アブソリュートエンコーダの周回上のどの位置にも自由に設定可能とすると共に、前記座標原点を基準とした場合に、前記座標原点から正方向への回転座標の上限値と、前記座標原点から負方向への回転座標の下限値とを自由に設定可能とする座標設定手段をさらに備え、
前記回転座標がプラスの値の場合の回動方向と、マイナスの場合の回動方向とが逆方向となるように前記回転軸を前記座標原点へ回動させることにより、回転座標の原点復帰動作を行うことを特徴とするアブソリュートエンコーダを用いた位置決め装置。
【請求項２】
前記回転座標の座標原点は、前記アームの動作の基準位置と一致するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のアブソリュートエンコーダを用いた位置決め装置。
【請求項３】
前記動作パターン出力手段は、前記座標原点及び正負両方向に設定された前記回転座標をパラメータとして入力可能となっており、そのパラメータを前記モータ駆動制御手段へ出力することにより、当該動作パターン出力手段を前記座標設定手段として機能させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアブソリュートエンコーダを用いた位置決め装置。
【請求項４】
回転軸の位置データを検出し、それを位置データ信号として出力するアブソリュートエンコーダを有するとともに、前記回転軸には、先端に流体圧アクチュエータが配設されたアームが取着されるモータと、
前記位置データ信号及び予め設定された前記エンコーダの回転座標に基づいて前記回転軸の基準位置からの回転角度を算出することにより、所定の動作パターンに基づく前記モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段と、
前記動作パターンを出力する動作パターン出力手段とを備えるモータの位置決め装置における前記アブソリュートエンコーダの座標設定方法において、
前記回転座標の座標原点を前記アブソリュートエンコーダの周回上のどの位置にも自由に設定可能とすると共に、前記座標原点を基準とした場合に、前記座標原点から正方向への回転座標の上限値と、前記座標原点から負方向への回転座標の下限値とを自由に設定可能とし、
前記回転座標がプラスの値の場合の回動方向と、マイナスの場合の回動方向とが逆方向となるように前記回転軸を前記座標原点へ回動させることにより、回転座標の原点復帰動作を行うことを特徴とするアブソリュートエンコーダの座標設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アブソリュートエンコーダを用いた位置決め装置、及び、アブソリュートエンコーダの座標設定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アブソリュートエンコーダを用いた位置決め装置の具体例として、従来、図４に示すような移載搬送装置５１がある。この移載搬送装置５１は、シーケンサ５２、マイコン５３、及びＤＤ（ダイレクトドライブ）モータ５４を備えている。詳しくは、シーケンサ５２及びＤＤモータ５４はマイコン５３に接続されている。シーケンサ５２にはＤＤモータ５４の種々の駆動態様を示す複数の動作パターンが記録されている。シーケンサ５２は、その中から選択された特定動作パターン信号Ｄｓをマイコン５３に出力するようになっている。
【０００３】
ＤＤモータ５４には、アブソリュートエンコーダ５５が内蔵されている。このエンコーダ５５は、モータ５４の回転位置を検出し、それを位置検出信号Ｆｓとしてマイコン５３に出力するようになっている。そして、マイコン５３は、特定動作パターン信号Ｄｓと位置検出信号Ｆｓとに基づいてＤＤモータ５４を駆動制御するようになっている。また、ＤＤモータ５４の回転軸５６には、アーム５７が取着されている。アーム５７の先端には真空チャック５８が取付けられ、このチャック５８にはアーム５７の基端から引き出された電線や配管等からなるハーネス５９が接続されている。
【０００４】
このように構成された移載搬送装置５１は、アーム５７を、動作の基準位置となる原点位置から所定角度回動させて目的位置に到達させるようになっている。したがって、通常、エンコーダ５５の回転座標の原点は、アーム５７の原点位置と合致していた方が、ユーザにとって感覚的に把握しやすい。このため、電源投入時におけるエンコーダ５５の回転座標は、アーム５７の原点位置を座標原点として設定されている。すなわち、図５に示すように、アーム５７の原点位置Ｐ０は０゜に設定されている。そして、同エンコーダ５５の回転座標は、その原点位置Ｐ０から時計方向（ＣＷ方向）に＋１８０゜、反時計方向（ＣＣＷ方向）に−１８０゜広がるように、予めマイコン５３に設定されている。よって、電源投入時のアーム５７の位置は、±１８０゜の範囲内のいずれかの位置に設定される。
【０００５】
一般に、こうした移載搬送装置５１では、アーム５７は種々の態様で動作されるようになっている。例えば、図５（ａ）に示すように、アーム５７の原点位置Ｐ０からアーム５７をＣＷ方向に１２０゜回転させて目的位置Ｐ１に移動させるとともに、原点位置Ｐ０からアーム５７をＣＣＷ方向に１２０゜回転させて目的位置Ｐ２に移動させる態様で動作させる場合がある。この場合、エンコーダ５５の回転座標は原点位置Ｐ０を０゜としてポイントＣに向かって、ＣＷ方向に＋１８０゜、ＣＣＷ方向に−１８０゜広がるように設定されている。よって、電源投入時にアーム５７が目的位置Ｐ１にあるときには、エンコーダ５５の座標は１２０゜として検出される。このため、アーム５７を原点復帰させると、アーム５７はＣＣＷ方向に１２０゜回動される。また、電源投入時にアーム５７が目的位置Ｐ２にあるときには、エンコーダ５５の座標は−１２０゜として検出される。このため、アーム５７を原点復帰させると、アーム５７はＣＷ方向に１２０゜回動される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば図５（ａ）に示すように、原点位置Ｐ０からＣＷ方向に回転させてアーム５７を目的位置Ｐ１に移動させ、その位置Ｐ１からさらにＣＷ方向に回転させてアーム５７を目的位置Ｐ２に移動させる態様で動作させる場合がある。
【０００７】
しかしこの場合には、アーム５７が原点位置Ｐ０からＣＷ方向に２４０゜回動されて目的位置Ｐ２にあるときに電源を投入すると、エンコーダ５５は、アーム５７がＣＷ方向に２４０゜回動しているとは判断せず、同アーム５７がＣＣＷ方向に１２０゜回動していると判断してしまう。すなわち、エンコーダ５５の座標は−１２０゜として検出される。このため、アーム５７の原点復帰を行う際には、アーム５７をさらにＣＷ方向に１２０゜回転させてしまう。よって、アーム５７は一回転してしまうこととなる。したがって、アーム５７に配設されたハーネス５９がねじれてしまい、同ハーネス５９の断線の原因となってしまうといった不都合があった。
【０００８】
そして、こうした不都合を回避するためには、原点位置Ｐ０におけるエンコーダ５５の座標を−１２０゜に設定する必要があった。このため、ユーザは−１２０゜をアーム５７の動作の原点位置として目的位置の角度を設定する必要があり、操作性が悪くなるという問題点が生じた。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、操作性を維持しつつ、原点復帰動作時の誤動作を確実に防止することができるアブソリュートエンコーダを用いた位置決め装置、及び、アブソリュートエンコーダの座標設定方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、回転軸の位置データを検出し、それを位置データ信号として出力するアブソリュートエンコーダを有するとともに、前記回転軸には先端に流体圧アクチュエータが配設されたアームが取着されるモータと、前記位置データ信号及び予め設定された前記エンコーダの回転座標に基づいて前記回転軸の基準位置からの回転角度を算出することにより、所定の動作パターンに基づく前記モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段と、前記動作パターンを出力する動作パターン出力手段とを備えるモータの位置決め装置において、前記回転座標の座標原点を前記アブソリュートエンコーダの周回上のどの位置にも自由に設定可能とすると共に、前記座標原点を基準とした場合に、前記座標原点から正方向への回転座標の上限値と、前記座標原点から負方向への回転座標の下限値とを自由に設定可能とする座標設定手段をさらに備え、前記回転座標がプラスの値の場合の回動方向と、マイナスの場合の回動方向とが逆方向となるように前記回転軸を前記座標原点へ回動させることにより、回転座標の原点復帰動作を行うことを要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のアブソリュートエンコーダを用いた位置決め装置において、前記回転座標の座標原点は、前記アームの動作の基準位置と一致するように設定されていることを要旨とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載のアブソリュートエンコーダを用いた位置決め装置において、前記動作パターン出力手段は、前記座標原点及び正負両方向に設定された前記回転座標をパラメータとして入力可能となっており、そのパラメータを前記モータ駆動制御手段へ出力することにより、当該動作パターン出力手段を前記座標設定手段として機能させることを要旨とする。
請求項４に記載の発明では、回転軸の位置データを検出し、それを位置データ信号として出力するアブソリュートエンコーダを有するとともに、前記回転軸には、先端に流体圧アクチュエータが配設されたアームが取着されるモータと、前記位置データ信号及び予め設定された前記エンコーダの回転座標に基づいて前記回転軸の基準位置からの回転角度を算出することにより、所定の動作パターンに基づく前記モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段と、前記動作パターンを出力する動作パターン出力手段とを備えるモータの位置決め装置における前記アブソリュートエンコーダの座標設定方法において、前記回転座標の座標原点を前記アブソリュートエンコーダの周回上のどの位置にも自由に設定可能とすると共に、前記座標原点を基準とした場合に、前記座標原点から正方向への回転座標の上限値と、前記座標原点から負方向への回転座標の下限値とを自由に設定可能とし、前記回転座標がプラスの値の場合の回動方向と、マイナスの場合の回動方向とが逆方向となるように前記回転軸を前記座標原点へ回動させることにより、回転座標の原点復帰動作を行うことを要旨とする。
【００１３】
以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項１〜４に記載の発明によると、エンコーダの回転座標の座標原点と、その座標原点を基準とした該回転座標の正方向への広がり及び負方向への広がりとを、自由に設定できるようになっている。このため、回転軸が最も負方向へ回転したときの座標と、同回転軸が最も正方向へ回転したときの座標とを含む回転座標に設定することができる。例えば、回転軸が基準位置から両方向へ最大１２０゜回転するようになっている場合には、座標原点を基準位置に設定する。そして、正方向への座標の広がりを＋１２０゜以上に、負方向への座標の広がりを−１２０゜以上に設定する。また、回転軸が基準位置から正方向へ最大２４０゜回転するようになっている場合には、座標原点を基準位置に設定し、正方向への座標の広がりを＋２４０゜以上に設定する。このようにすれば、電源投入時に回転軸がどの位置にあってもその位置を確実に検出することができる。よって、回転軸の原点復帰時に回転方向が不定となって一回転してしまうといった不都合を防止することができる。
【００１４】
しかも、回転軸の回転態様にかかわらず、エンコーダの座標原点を回転軸の基準位置に常に一致させることができるため、好適な操作性を維持することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によると、モータの回転軸には、先端に流体圧アクチュエータが配設されたアームが取着されている。そして、回転座標の座標原点は、該アームの動作の基準位置と一致するように設定されている。このため、アームを動作させる際に０゜を基準とすることができ、好適な操作性を確保することができる。また、アームが一回転してしまうことがないため、流体圧アクチュエータに接続された電線や配管等がねじれてしまうこともない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を移載搬送装置に具体化した一実施形態を図１〜図３に基づき詳細に説明する。
【００１７】
図１に示すように、移載搬送装置１１は、シーケンサ１２、マイコン１３、及びＤＤ（ダイレクトドライブ）モータ１４を備えている。詳しくは、シーケンサ１２及びＤＤモータ１４はマイコン１３に接続されている。
【００１８】
シーケンサ１２には、ＤＤモータ１４の種々の動作パターンが記録されており、その中から選択された特定動作パターンや他の制御信号等を所定のデータ信号Ｄとしてマイコン１３に出力するようになっている。
【００１９】
ＤＤモータ１４には、アブソリュートエンコーダ１５が内蔵されている。このエンコーダ１５は、モータ１４の回転位置を検出し、それを位置検出信号Ｆｓとしてマイコン１３に出力するようになっている。また、ＤＤモータ１４の回転軸１６には、アーム１７が取着されている。アーム１７の先端には流体圧アクチュエータとしての真空チャック１８が取着され、このチャック１８にはアーム１７の基端から引き出された電線や配管等からなるハーネス１９が接続されている。
【００２０】
マイコン１３は、Ｉ／Ｏインターフェイス２１、制御部２２、モータドライバ２３、及びアブソリュートエンコーダインターフェイス２４を備えている。そして、前記データ信号ＤはＩ／Ｏインターフェイス２１を介して制御部２２に入力され、前記位置検出信号Ｆｓはアブソリュートエンコーダインターフェイス２４を介して制御部２２に入力されている。そして、制御部２２は、データ信号Ｄと位置検出信号Ｆｓとに基づき、モータドライバ２３によってＤＤモータ１４を駆動制御するようになっている。
【００２１】
このように構成された移載搬送装置１１は、アーム１７を、動作の基準位置となる原点位置から所定角度回動させて目的位置に到達させるようになっている。したがって、通常、エンコーダ１５の回転座標の原点は、アーム１７の原点位置と一致していた方が、ユーザにとって感覚的に把握しやすい。このため、電源投入時におけるエンコーダ１５の回転座標は、アーム１７の原点位置を座標原点として設定されている。すなわち、図２に示すように、アーム１７の原点位置Ｐ０は０゜に設定されている。なお、本実施形態において、回転座標の座標原点は、エンコーダ１５の周回上のどの位置であっても自由に設定できるようになっている。このため、座標原点の設定時には、エンコーダ１５の周回上においてアーム１７の原点位置と対応する位置が座標原点として設定される。
【００２２】
また、エンコーダ１５の回転座標は、その原点位置Ｐ０から時計方向（ＣＷ方向）にプラスとなる角度、反時計方向（ＣＣＷ方向）にマイナスとなる角度が広がるように設定可能となっている。そして、プラスとなる角度の上限値、及びマイナスとなる角度の下限値は、上下限値の差が３６０゜となる範囲内でそれぞれ自由に設定可能となっている。詳しくは、該上下限値をパラメータとしてシーケンサ１２に設定できるようにし、そのパラメータをマイコン１３（制御部２２）に入力できるようになっている。すなわち、シーケンサ１２は、座標設定手段としても機能している。よって、マイコン１３は、そのパラメータに基づいて所定の処理を行い、電源投入時のアーム１７の位置を、これら上下限値の範囲内のいずれかの位置に設定する。ここで、本実施形態の移載搬送装置１１において、アーム１７の位置を設定するためにマイコン１３が行う処理を図３のフローチャートに従って説明する。
【００２３】
まず、ステップＳ１において、エンコーダ１５の位置データを読み込む。次に、ステップＳ２において、その位置データに基づいて、座標原点として設定された位置データを基準とした現在の角度の値（現在値）を算出する。すなわち、ここでは原点位置Ｐ０を基準として、アーム１７が現在どの角度をなした位置にあるかを算出する。続くステップＳ３では、算出した現在値が、設定された上限値以上か否かを判断する。そして、現在値が上限値以上であればステップＳ４へ移行し、現在値が上限値よりも小さければステップＳ５へ移行する。ステップＳ４では、その現在値から３６０゜を減算した値を新たに現在値として設定する。すなわち、ここでは、現在値が設定された上限値を超えないようにしている。次に、ステップＳ５において、現在値が、設定された下限値よりも小さいか否かを判断する。そして、現在値が下限値よりも小さければステップＳ６へ移行し、現在値が下限値以上であればここでの処理を一旦終了する。ステップＳ６では、その現在値に３６０゜を加算した値を新たに現在値として設定してここでの処理を一旦終了する。すなわち、ここでは、現在値が設定された下限値以下とならないようにしている。
【００２４】
したがって、こうした処理により、アーム１７の位置が、上下限値の範囲内のいずれかの位置に設定される。
次に、アーム１７の動作態様の一具体例を図２に従って説明する。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、アーム１７は、原点位置Ｐ０からＣＷ方向に１２０゜の角度をなす目的位置Ｐ１に回動され、その位置Ｐ１からさらにＣＷ方向に１２０゜の角度をなす目的位置Ｐ２に回動されるようになっている。すなわち、アーム１７は、原点位置Ｐ０からＣＷ方向に１２０゜及び２４０゜回動されるようになっている。
【００２６】
この場合、エンコーダ１５の回転座標は、原点位置Ｐ０を０゜としてポイントＣに向かってＣＷ方向に＋３４０゜、ＣＣＷ方向に−２０゜広がるように設定されている。すなわち、エンコーダ１５の回転座標は、上限値が＋３６０゜、下限値が−２０゜に設定されている。よって、電源投入時にアーム１７が目的位置Ｐ１にあるときには、エンコーダ１５の座標は１２０゜として検出される。このため、アーム１７を原点復帰させると、アーム１７はＣＣＷ方向に１２０゜回動される。また、電源投入時にアーム１７が目的位置Ｐ２にあるときには、エンコーダ１５の座標は２４０゜として検出される。このため、アーム１７を原点復帰させると、アーム１７はＣＣＷ方向に２４０゜回動される。よって、電源投入時にアーム１７が目的位置Ｐ２にあっても、原点復帰時にアーム１７が一回転してしまうことがない。それゆえ、ハーネス１９がねじれてしまうこともない。
【００２７】
また、従来技術で述べたように、アーム１７の原点位置Ｐ０からアーム１７をＣＷ方向に１２０゜回転させて目的位置Ｐ１に移動させるとともに、原点位置Ｐ０からアーム１７をＣＣＷ方向に１２０゜回転させて目的位置Ｐ２に移動させる態様で動作させる場合がある。この場合には、エンコーダ１５の回転座標を従来と同様に、原点位置Ｐ０からＣＷ方向に＋１８０゜、ＣＣＷ方向に−１８０゜広がるように設定する。このようにすれば、電源投入時に目的位置Ｐ２にあるアーム１７を原点復帰させたときに、アーム１７がＣＣＷ方向に２４０゜回動して、結果としてアーム１７が一回転してしまうことがない。
【００２８】
これらの結果、エンコーダ１５の回転座標の広がり（上下限値）を、アーム１７の動作態様に合わせて設定することにより、原点復帰時のアーム１７の誤動作を防止することが可能となる。言い換えれば、原点位置Ｐ０を基準としたアーム１７の可動範囲内の角度を包含するようにエンコーダ１５の回転座標の上下限値を設定することにより、原点復帰時のアーム１７の誤動作を防止することが可能となる。
【００２９】
したがって、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）エンコーダ１５の回転座標の広がりは、自由に設定可能となっている。すなわち、同エンコーダ１５の回転座標の広がりを、アーム１７の動作態様に合わせて設定することができる。よって、エンコーダ１５の回転座標の原点をアーム１７の原点位置に一致させても、電源投入後の原点復帰時にアーム１７の回動方向が不定にならず、所定の方向へ確実に回動させることができる。したがって、操作性を維持しつつ、アーム１７の原点復帰動作時の誤動作を確実に防止することができる。
【００３０】
（２）エンコーダ１５の回転座標は、上下限値とともに座標原点も自由に設定可能となっている。すなわち、エンコーダ１５の周回上のどの位置でも自由に座標原点として設定可能となっている。このため、エンコーダ１５の構造的な原点位置からシフトさせた位置を座標原点として設定することができる。よって、アーム１７の原点位置を変更した場合においても、エンコーダ１５の座標原点をアーム１７の原点位置に、簡単かつ確実に一致させることができる。
【００３１】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・  エンコーダ１５の回転座標は、ＣＷ方向にマイナスとなる角度、ＣＣＷ方向にプラスとなる角度に設定するようにしてもよい。
【００３２】
・  本発明の位置決め装置は、前記実施形態で述べた移載搬送装置１１に限定されない。例えば、回転軸１６にフィルムが巻回されたロールを取り付けて該フィルムを所定ピッチで送り出すフィルム送り装置等に具体化してもよい。
【００３３】
・  モータはＤＤモータ１４に限らず、サーボモータ等であってもよい。
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。
【００３５】
（１） 前記動作パターン出力手段はシーケンサであること。
【００３６】
（２） 前記正方向とは回転軸の時計方向を示し、前記負方向とは該回転軸の反時計方向を示すこと。
【００３７】
（３）  回転軸の位置データを検出し、それを位置データ信号として出力するアブソリュートエンコーダを有するモータと、前記位置データ信号及び予め設定された前記エンコーダの回転座標に基づいて前記回転軸の基準位置からの回転角度を算出することにより、所定の動作パターンに基づく前記モータの駆動を制御するモータ駆動制御手段と、前記動作パターンを出力する動作パターン出力手段とを備えるモータの位置決め装置において、前記回転座標の座標原点及び上下限値を自由に設定可能とする座標設定手段をさらに備えることを特徴とするアブソリュートエンコーダを用いた位置決め装置。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜４に記載の発明によれば、操作性を維持しつつ、原点復帰動作時の誤動作を確実に防止することができる。
【００３９】
請求項２に記載の発明によれば、アームを好適に操作することができる。また、流体圧アクチュエータに接続された電線や配管等がねじれてしまうことも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の位置決め装置を移載搬送装置に具体化した一実施形態のブロック図。
【図２】（ａ）は同実施形態の移載搬送装置の動作を示す概略平面図、（ｂ）は同装置のエンコーダの回転座標の広がりを示す概念図。
【図３】同実施形態において、電源投入時の回転軸の位置を設定するための処理を示すフローチャート。
【図４】従来の移載搬送装置を示すブロック図。
【図５】（ａ）は従来の移載搬送装置の動作を示す概略平面図、（ｂ）は同装置のエンコーダの回転座標の広がりを示す概念図。
【符号の説明】
１１…位置決め装置としての移載搬送装置、１２…動作パターン出力手段及び座標設定手段としてのシーケンサ、１３…モータ駆動制御手段としてのマイコン、１４…ＤＤモータ、１５…アブソリュートエンコーダ、１６…回転軸、１７…アーム、１８…流体圧アクチュエータ。
【図１】
0004558115.tif 000002
【図２】
0004558115.tif 000003
【図３】
0004558115.tif 000004
【図４】
0004558115.tif 000005
【図５】
0004558115.tif 000006