(57)【要約】【課題】被組立モータ軸端にエンコーダディスクを、原点角度決め及びモータの回転中心とエンコーダディスクの中心を芯出して接着するための原点角度出し、芯出しを非熟練者でも簡単に行なえるディスク位置決め装置を提供する。【解決手段】被組立モータを外部から駆動するθ軸エンコーダ付モータ５０と、エンコーダディスク１０をその半径方向から押圧するＸ軸プッシャ２１と、θ軸エンコーダ付モータ５０を中心としてＸ軸と直交に配置されたＹ軸プッシャ４１と、θ軸エンコーダ付モータ５０を中心としてＸ軸の反対側に配置されてエンコーダディスク１０をＸ軸プッシャ２１と挟んでエンコーダディスク１０の回転止めをするＸ’軸プッシャ３１と、θ軸エンコーダ付モータ１０の軸方向上部に備えられたＣＣＤカメラ６０と、ＣＣＤカメラ６０の映した画像を処理する画像処理装置６１とを設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被組立物の回転円板に別体のディスクを、回転方向（原点出し）位置決め及び前記被組立物の回転中心と前記ディスクの中心を合わせて（芯出し）固定するためのディスクの位置決め装置において、
前記被組立物を固定する固定ジグと、前記固定ジグに固定された前記被組立物を外部から駆動するθ軸エンコーダ付モータと、前記別体のディスクを該ディスクの半径方向から押圧するＸ軸プッシャと、前記θ軸エンコーダ付モータを中心として前記Ｘ軸と直交に配置されたＹ軸プッシャと、前記θ軸エンコーダ付モータを中心として前記Ｘ軸の反対側に配置されて前記別体のディスクを前記Ｘ軸プッシャと挟んで前記別体のディスクの回転止めをするＸ’軸プッシャと、前記θ軸エンコーダ付モータの軸方向上部に備えられたＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラの映した画像を処理する画像処理装置とを備えたことを特徴とするディスクの位置決め装置。
【請求項２】
前記被組立物が被組立モータであり、前記別体のディスクがエンコーダディスクであることを特徴とする請求項１記載のエンコーダディスクの位置決め装置。
【請求項３】
前記Ｘ軸プッシャ、Ｙ軸プッシャ、およびＸ’軸プッシャをそれぞれ専用のモータで駆動し、かつ前記各Ｘ，Ｘ’，Ｙ軸モータを手動で回転できるようにすることで前記各Ｘ軸プッシャ、Ｙ軸プッシャ、およびＸ’軸プッシャを駆動できるようにしたことを特徴とする請求項２記載のエンコーダディスクの位置決め装置。
【請求項４】
回転角修正ローラを前記エンコーダディスクの周囲に接する位置に設け、前記回転角修正ローラを回すことにより、原点マークの回転角度を修正できるようにしたことを特徴とする請求項２記載のエンコーダディスクの位置決め装置。
【請求項５】
前記回転角修正ローラを駆動する修正ローラ駆動モータを備えたことを特徴とする請求項４記載のエンコーダディスクの位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクを他の円板状物体に回転角度と中心と芯を合わせて固定する位置決め装置に係り、特にモータのエンコーダディスクをモータ軸にセットする際、モータのロータとの回転角度、ロータの回転中心とディスクの芯を合わせて固定するエンコーダディスクの位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのエンコーダディスクをモータ軸にセットする際、従来は作業者がカメラで拡大した映像を見ながら、紫外線硬化タイプの接着剤をつけたエンコーダディスクを手で回転させたり、ネジでエンコーダディスク端面を押し、それを回転させて最大振れから芯ずれを見て、修正し、そして最終的に位置が決まると接着剤に紫外線照射をして固定していた（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開昭６４−８６２１０号公報
【０００３】
図６は従来のエンコーダディスクの位置決め装置で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
図において、１０はエンコーダディスク、１２１はＸ軸プッシャ、１２２は手動（手回し）つまみ、１２４はネジ、１５０は手動のＸＹテーブル、１５１は手動（手回し）つまみ、１６０はＣＣＤカメラ、１６１はＣＣＤカメラ１６０で映した映像を表示する画像モニタ、１７０は紫外線照射ランプ、１８０はハブ、１９０は被組立モータである。
次に、図６の位置決め装置の使い方を説明する。
まず、ＣＣＤカメラ１６０でエンコーダディスク１０を映して、画像モニタ１６１に表示させる。図７は画像モニタに表示される図を示しており、（ａ）は位置決め開始時、（ｂ）は位置決め終了時である。
図７（ａ）において、四角はモニタ画面で、その中心ＧＯを通る縦線と横線が表示されている。ここではモニタ画面の中心ＧＯと被組立モータ１９０のハブ１８０の中心とを既に一致させている。ＧＳはモニタ画面に貼り付けた目盛りで、１目盛り１ミクロンに相当するようにして、作業者に判りやすくしている。また、エンコーダディスク１０には多数の同心円から成るリングパターンが描かれており、１０ａはその最内側のリングパターンである。
作業者はこの拡大図を見ながら、エンコーダディスク１０の中心１０ｃと原点マーク１０ｂとを結ぶ線がモニタ画面の中心ＧＯを通る横線と一致するように、被組立モータ１９０を回転させ、一致した後、次に、エンコーダディスク１０の中心１０ｃと被組立モータ１９０の軸中心との振れを見て、手動（手回し）つまみ１２２（図６）を手で回しながらエンコーダディスク１０の外周を押してエンコーダディスク１０の原点１０ｃを被組立モータ１９０の軸中心に合わせる作業をし、最終的に芯ずれ２．５μｍ以下に原点ずれを押えていた。
図７（ｂ）はこのようにして被組立モータとエンコーダディスクの回転方向（原点出し）を一致させ、さらに被組立モータの回転中心とエンコーダディスクの中心を合わせ（芯出し）した最終的な完成状態のモニタ画面を示している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような作業は、角度をあわせると芯がずれ、芯をあわせると角度がずれてしまうというような関係であるので、熟練作業者でないと多大な時間がかかってしまう欠点があった。
そこで、本発明は、非熟練者でも迅速に位置あわせが出来る装置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】
【０００５】
上記問題を解決するため、請求項１記載の発明は、ディスクの位置決め装置に係り、被組立物の回転円板に別体のディスクを、回転方向（原点出し）位置決め及び前記被組立物の回転中心と前記ディスクの中心を合わせて（芯出し）固定するためのディスクの位置決め装置において、前記被組立物を固定する固定ジグと、前記固定ジグに固定された前記被組立物を外部から駆動するθ軸エンコーダ付モータと、前記別体のディスクを該ディスクの半径方向から押圧するＸ軸プッシャと、前記θ軸エンコーダ付モータを中心として前記Ｘ軸と直交に配置されたＹ軸プッシャと、前記θ軸エンコーダ付モータを中心として前記Ｘ軸の反対側に配置されて前記別体のディスクを前記Ｘ軸プッシャと挟んで前記別体のディスクの回転止めをするＸ’軸プッシャと、前記θ軸エンコーダ付モータの軸方向上部に備えられたＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラの映した画像を処理する画像処理装置とを備えたことを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のエンコーダディスクの位置決め装置において、前記被組立物が被組立モータであり、前記別体のディスクがエンコーダディスクであることを特徴としている。
請求項３記載の発明は、請求項２記載のエンコーダディスクの位置決め装置において、前記Ｘ軸プッシャ、Ｙ軸プッシャ、およびＸ’軸プッシャをそれぞれ専用のモータで駆動し、かつ前記各Ｘ，Ｘ’，Ｙ軸モータを手動で回転できるようにすることで前記各Ｘ軸プッシャ、Ｙ軸プッシャ、およびＸ’軸プッシャを駆動できるようにしたことを特徴としている。
請求項４記載の発明は、請求項２記載のエンコーダディスクの位置決め装置において、回転角修正ローラを前記エンコーダディスクの周囲に接する位置に設け、前記回転角修正ローラを回すことにより、原点マークの回転角度を修正できるようにしたことを特徴としている。
請求項５記載の発明は、請求項４記載のエンコーダディスクの位置決め装置において、前記回転角修正ローラを駆動する修正ローラ駆動モータを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、原点角度出し、芯出しを非熟練者でも短時間で行なうことが出来る効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の具体的実施例に係るエンコーダディスクの位置決め装置を図１に基づいて説明する。
図において、１０はエンコーダディスク、２０はＸ軸モータ、２１はＸ軸プッシャ、２２は手動つまみ、２４はネジ、３０はＸ’軸モータ、３１はＸ’軸プッシャ、３３はクッション、３４はネジ、４０はＹ軸モータ、４１はＹ軸プッシャ、４２は手動つまみ、４４はネジ、５０はθ軸モータ、５１はカップリング、６０はＣＣＤカメラ、６１は画像処理装置、７０は紫外線照射ランプ、８０はハブ、８１は回転修正ローラ、９０は被組立モータ、９１はコネクタ、９２は直流電源、９５はウケ、９６はオサエである。
【０００８】
エンコーダディスクの外周を押す又は把持する直交したＸ軸プッシャ２１，Ｙ軸プッシャ４１と、Ｘ軸上でエンコーダディスク１０の反対方向にＸ’軸プッシャ３１を配置し、それぞれのプッシャ２１、３１、４１を各モータ２０、３０、４０で前後移動できるようにし、Ｘ軸プッシャ２１、Ｙ軸プッシャ４１はエンコーダディスク１０の外周を押し、Ｘ’軸プッシャ３１は先端にゴム板のクッション材３３を付け、Ｘ軸プッシャ２１とＸ’軸プッシャ３１で、エンコーダディスク１０を挟んで、エンコーダディスク１０の回転止めをしている。
各モータにはエンコーダがついており、それぞれ位置、動作量が制御出来るようになっている。
また、被組立モータ９０の下部にθ軸モータ５０を設置し、カップリング５１で被組立モータ９０を回転可能に接続できるようにして、θ軸モータ５０を回転させることでエンコーダディスク１０を回転させることができる。
エンコーダディスク１０の上部に設置されたＣＣＤカメラ６０でエンコーダディスク１０のパターンを撮影し、画像処理部装置６１に送って、画像処理部装置６１が画像処理して、芯ずれ、回転位置ずれを検出する。
芯ずれは一度覚えた中心と、１８０度回して覚えた中心の差の半分が本当の中心となる。
また、回転位置ずれは一度記憶した理想的な角度とのズレを検出する。
このようにして検出された芯ずれと回転位置ずれ量は画像処理装置６１から各モータにフィードバックされて、自動修正される。
また、作業者がずれを微調整する場合には、検出された芯ずれと回転位置ずれ量を画像処理装置６１に付属の画像モニタに表示して、作業者がその画像モニタを見ながら、それをゼロに近づけるよう手動つまみ２２，４２を回すことで簡単に微調整できる。
なお、モータの回転角とプッシャの進み量は、ミクロン単位ではネジの弾性、バックラッシ、スキマのバラツキ等のために一致しないので、リニアモータであればともかく、回転モータによる自動修正では作業者による微調整が好ましい。
このようにして、ずれが許容範囲内に入ったら紫外線照射で接着剤を固めるようにする。
【０００９】
図２〜図４は本発明に係る芯だし、角度だし手法を説明する図で、（１）〜（７）の手順で進められる。
まず、ステップ１は、被組立モータ９０を取付台（図１ｂ）のウケ９５とオサエ９５で取り付け、位置を決めて固定すると共に、コネクタ９１（図１ｂ）も繋いで、直流電源９２に接続する。
ステップ２で、カップリング５１を介してθ軸モータ５０に繋ぐ。
ステップ３で、被組立モータ９０のシャフトに設けられたハブ８０の上面に紫外線硬化型接着剤を塗布する。図２（１）はハブ８０の上面の中心付近を映しているモニタ像である（この画面では、組立モータ９０のハブ８０の中心ＭＯはまだ判らない（したがって括弧付で表示している。））。
ステップ４で、エンコーダディスク１０をハブ８０の上面に載せたときに概略中心にくるようＸ軸プッシャ２１とＹ軸プッシャ４１とを寄せてくる。このとき、押し代を残すような位置でとどめておく。
ステップ５で、エンコーダディスク１０をＸ軸プッシャ２１とＹ軸プッシャ４１に軽く当てながらハブ８０に載せ、軽く押しつけ、接着剤を拡げる。
図２（２）はハブ８０の上面に載せられたエンコーダディスク１０を映しているモニタ像である。ただし、図面を見易くするために、エンコーダディスク１０の中心１０ｃから最内側のリングパターン１０ａまでを図示して、リングパターン１０ａの外側のリングパターンは図示せず、代わりにエンコーダディスク１０の下の被組立モータ９０のハブ８０の部分をハッチングで表示している。
なお、図２（２）において、１０ｂはエンコーダディスク１０の上に記された菱形をした原点マーク、１０ｃはエンコーダディスク１０の中心である。 図では、被組立モータ９０はロータが任意に回転した状態（すなわち、ロータとステータがある特定の位置にきた状態（「原点」）となってはいない。）である。
もちろん、被組立モータ９０の中心とエンコーダディスク１０の中心は未だ一致していないし（芯ずれ）、被組立モータ９０の原点で、エンコーダディスク１０の中心と原点（菱形）マークが水平にもなっていない（回転位置ずれ）。
【００１０】
ステップ６で、被組立モータ９０に励磁ロックをかける。
図５はモータの励磁ロックの原理を説明する図である。
励磁ロックは、ＤＣ電源を用い、被組立モータのＹ巻線の１つの巻線の一端から残りの２つの巻線の他端へ直流電流を流すことで、ブレーキ機構が無くても簡単にモータの回転子に回転方向の運動を規制することができることとなる。
こうすることで、ロータとステータがある特定の位置にきた状態（「原点」）にくる。
図２（３）は、励磁ロックをかけて、ロータとステータを原点位置に置いた状態を示している。したがって、ここではステータは図２（２）の任意の回転位置よりその中心ＭＯを中心に原点位置まで回転したので、図２（２）のモニタ像と若干異なっている。この原点維持状態での回転位置をθ軸モータ５０のエンコーダで読みとり記憶する（Ｘ，Ｙ軸プッシャ２１とＹ軸プッシャ４１はエンコーダディスク１０に当てている）。
ステップ７（図３（４））では、Ｘ軸プッシャ２１とＹ軸プッシャ４１をエンコーダディスク１０から離し、図２（３）の状態よりθ軸モータ５０を回転させ、原点マーク１０ｂを正規の位置（エンコーダディスク１０の中心１０ｃと原点マーク１０ｂが水平状態）にもってくる。この移動後のθ軸エンコーダの位置と移動前の励磁ロック位置でのθ軸エンコーダの位置との差α（度）を記憶する。
ステップ８では、Ｙ軸プッシャ４１をエンコーダディスク１０から離し、Ｘ’軸プッシャ３１をエンコーダディスク１０方向に寄せてＸ軸プッシャ２１と共にエンコーダディスク１０を挟んで回り止めをかける（エンコーダディスク１０の回転止め）。
ステップ９で、被組立モータ９０の励磁ロックを解除し、θ軸モータ５０をα°回転させる。そうすると、エンコーダディスク１０はＸ軸プッシャ２１とＸ’軸プッシャ３１とで図３（４）の正規の位置に固定されたまま、下の被組立モータ９０だけがα°回転することとなり、接着剤はまだ固まっていないので、エンコーダディスク１０と被組立モータ９０が相対回転し、被組立モータ９０はその励磁ロック位置でエンコーダディスク１０の原点マークが正規位置に来ることになる（図３（５））。
【００１１】
しかしながら、この状態では、まだ、被組立モータ９０のハブ８０の中心ＭＯとエンコーダディスク１０の中心１０ｃとはズレているので、芯（中心）合わせが必要となる。以下が芯（中心）合わせの手順である。
ステップ１０で、まず、Ｘ’軸プッシャ３１をエンコーダディスク１０から離し、次に、Ｘ軸プッシャ２１をエンコーダディスク１０から離し、エンコーダディスク１０を回転フリーにする。
ステップ１１で、画像処理装置６１はＣＣＤカメラ６０でエンコーダディスク１０中心の中心マーク１０ｃを読み、これをＰ１とする（図３（５））。
ステップ１２で、θ軸モータ５０を１８０°回転させる。画像処理装置６１はまた中心マーク１０ｃを読み、これをＰ２とする（図３（６））。
ステップ１３で、画像処理装置６１は上記Ｐ１と上記Ｐ２の中間位置を計算し、これをＰ３とする。このＰ３が被組立モータ９０の回転中心位置となる（図３（６））。このようにして、画像処理装置６１により被組立モータ９０の回転中心が求まる。
ステップ１４で、Ｐ２とＰ３とのＸＹ方向での差、及び芯ズレ［（Δｘ）2＋（Δｙ）2］1/2（ただし、ｘ方向の芯ずれをΔｘ、ｙ方向の芯ずれをΔｙとする。）、原点マークの正規角度とのずれを画面上に表示する（図３（６））
【００１２】
ステップ１５で、図４（７）の矢印の向きにＰ２からＰ３へ、Ｘ軸、Ｘ’軸、Ｙ軸の各モータを使用してエンコーダディスク１０を平行移動させて、芯ずれを自動修正する。θ軸モータ５０の１８０°回転によりエンコーダディスク１０がＹ軸モータ４０のＹ軸プッシャ４１のストロークが届かない位置にある場合は、θ軸モータ５０を１８０°戻して、Ｙ軸モータ４０のＹ軸プッシャ４１を働かせるようにすればよい（既に、被組立モータ９０の励磁ロック位置でエンコーダディスク１０の原点マークが正規位置にある状態を保っているので、θ軸モータ５０を回転させてもその状態は変わらない。）。
【００１３】
合格圏内に入れば、Ｘ軸モータ２０，Ｙ軸モータ４０を逃して、紫外線照射ランプ０を点灯し、接着剤を固める（図４（８））。
また、手動、半自動の場合は、Ｘ軸モータ２０，Ｙ軸モータ４０のサーボをフリーにし、画面に表示されたズレ量を見ながら手動つまみ２２、４２を回して合格圏内に入れる。角度ずれはエンコーダディスク１０を手で回して補正するズレ量は遂時計算して表示するのでほぼリアルタイムで、ずれ量を認識できる。
回転修正ローラ８１がついていればそれを回して角度を修正する。合格すれば、ＸＹ軸を逃して、紫外線照射ランプを点灯して接着剤を固める。
自動も半自動も、接着剤硬化後、更にθ軸モータ５０を１８０°回転させ、照射、硬化による芯ずれが許容値であることを確認して合否判定する。
ステップ１６で、被組立モータ９０を取出す。
【００１４】
以上のように、本発明によれば、ＣＣＤカメラ６０で常に監視し、画像を取込み、画像処理装置６１に送り、画像処理装置６１は受け取った画像から回転角度、芯ずれ量を計算し、計算終了後、直ちに画面上に図２のように表示する。作業者は画面に表示されたその数値を見ながら手動でＸ軸，Ｘ’軸，Ｙ軸モータを回転させ、各モータ軸でずれを修正するようにしている。
また、回転角においては、合わせるべき角度の直線を、理想の回転中心から引き、回転角度のあわせ方向、量を一目でわかるように表示している。
回転角修正ローラ８１を設け、Ｘ，Ｙ回転角修正ローラでエンコーダディスク１０を挟み、回転角修正ローラ８１を回すことにより、原点マークの回転角度を修正できるようにしている。
回転角修正ローラ８１は手動又は電動で回転させ、手動なら画面で確認しながら、電動ならずれ角度分に相応する角度を回せばよい。この場合は、Ｘ軸・Ｙ軸プッシャ２１、４１は把持する部分は外し、当て面のみ使用する。
したがって、本発明によれば、原点角度出し、芯出しを非熟練者でも短時間で行なうことが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の具体的実施例に係るエンコーダディスクの位置決め装置で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】本発明に係る芯だし、角度だし手法を説明する図で、その前半の手順である。
【図３】芯だし、角度だし手法を説明する図２に続く手順である。
【図４】芯だし、角度だし手法を説明する図３に続く後半の手順である。
【図５】励磁ロックの原理を説明する図である。
【図６】従来装置に係るエンコーダディスクの位置決め装置で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】従来装置による位置決め時のモニタ画面である。
【符号の説明】
【００１６】
１０  エンコーダディスク
２０  Ｘ軸モータ
２１  Ｘ軸プッシャ
２２  手動つまみ
２４  ネジ
３０  Ｘ'軸モータ
３１  Ｘ'軸プッシャ
３３  クッション
３４  ネジ
４０  Ｙ軸モータ
４１  Ｙ軸プッシャ
４２  手動つまみ
４４  ネジ
５０  θ軸モータ
５１  カップリング
６０  ＣＣＤカメラ
６１  画像処理装置
７０  紫外線照射ランプ
８０  ハブ
８１  回転修正ローラ
９０  被組立モータ
９１  コネクタ
９２  直流電源
９５  ウケ
９６  オサエ
【図１】
2007164294.tif 000003
【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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