专利名称：机械的原点位置调整方法及具有原点位置调整功能的机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及在具有通过伺服电动机驱动的可动部的机械，例如机床、电火花加工机、注塑成型机、机器人或者工业机械中，用于使机械原点有效的原点位置调整方法以及具有那样的原点位置调整功能的机械。
背景技术：
在具有通过伺服电动机(以下有时简称“电动机”)驱动的可动部的机械，例如机床、电火花加工机、注塑成型机、机器人或者工业机械中，有时利用夹具等把工件固定在预定的位置。
图4是工件及其周边设备的俯视图。如图4所示，平板状的工件W被放置在工件载台I上。该工件W通过两个夹具2a、2b固定，使其不在XY方向上移动。另外，假定工件载台I被安装在具有通过伺服电动机驱动的可动部的机械上。
从图4可知，在工件W的预定位置形成了预定形状的加工开始孔。该加工开始孔也被称为工件原点0W。把工件原点OW作为基准，在图纸等上指定工件W的加工尺寸。在这样的情况下，为了简化作业，预先作为工件坐标系登录了工件原点OW和机械原点OM之间的位置信息(位置差)。
在图4的工件载台I内设定的机械原点0M，在连接机械的伺服电动机(未图示)和控制装置(未图示)而且保持电源的情况下被保持。但是，在机械的组装开始时或者移设时保持用电源例如干电池耗尽的情况下，有时机械原点OM的位置信息不存在或者消失。
在那样的情况下需要进行机械原点OM的设定。例如在日本特开昭62 — 95604号公报中记载了机械原点OM的具体设定方法。此外，机械原点OM不是任意的位置，根据机械的可动部例如轴(未图示)和固定部例如工件载台I之间的相对位置来决定。另外，为能够与操作者的熟练度无关地更准确地设定机械原点0M，利用脉冲编码器的旋转一周信号来设定机械原点0M。通常，因为与脉冲编码器的旋转一周信号对应的位置不是正确的机械原点 OM的位置，所以需要调整机械原点OM的位置。
图5A到图5C是用于说明现有技术中的机械原点OM的位置的调整作用的图。在这些附图中，设横轴表示机械位置，纵轴表示参考计数器的数据RCD。参考计数器作为可逆计数器而动作，每当一定量地输入与横轴上的位置相关的脉冲时，输出格栅(Grid)信号。
例如，在设定参考计数器的计数器容量CXD为500000、横轴上的位置的I脉冲的权重为O. 01 μ m的情况下，针对分配脉冲每500000脉冲、即每5mm的移动量生成格栅数据。
另外，当参考计数器的数据RCD达到与在电动机上安装的脉冲编码器转动一周对应的预定的值时，参考计数器输出转动一周信号(图5A到图5C中用白色方块表示)，在这些图内用虚线表示调整前的参考计数器的值。这些虚线上的多个顶点表示脉冲编码器的转动一周信号。下面，参照图5A到图5C说明现有技术中的设定机械原点OM的位置的调整量的具体的方法。
(I)首先，如图5A所示，使机械的轴移动到机械原点OM的位置(请参照图5A的白色圆圈)。此时的参考计数器的数据RCD是任意的。另外，机械原点OM和临时机械原点之间的坐标值也为任意的值。这里，在图5A表示的例子中，临时原点位置和机械原点OM之间存在一 2. OOOOmm的坐标值。此外，在机械的组装开始时虽然未组装部件，但是为了组装工序的方便，需要设定临时原点位置。因此，在图5A中成为临时原点位置处的原点设定状态。
(2)接着，在图5A表示的位置关系中使机械原点OM无效(使原点消失)，其后再次使其成为有效。
(3)再起动控制装置的电源，通过控制装置的内部处理预设定机械坐标值。由此， 轴的当前位置的坐标值成为O. 0000mm。
(4)在该位置再次使原点无效(使原点消失)。
(5)在原点复原模式下使轴移动，在电动机的转动一周位置使轴停止。如图5B所示，轴的当前位置(白色圆圈)和一个转动一周信号(白色方块)一致。此时的轴的当前位置的坐标值是1. 0000mm。
(6)根据显示的坐标值计算用于原点位置OM的调整量，设定在NC用ROM中。这里，因为轴的当前位置的坐标值是1. OOOOmm (=1000 μ m)，所以使1000/0. 01 ( μ m)=100000反转符号，设定为原点位置的调整量。
(7)再次使原点无效。
(8)使轴在相反方向上在不超过转动一周的范围内返回，在原点复原模式下使轴运动，在电动机的转动一周位置设定原点。因为如上述那样设定了调整量，因此如图5C中用实线所示，轴的当前位置的坐标值成为O. 0000。这样，最终在(I)中设定的位置成为正确的原点位置。
这样的作业由操作者目视进行，十分烦杂。另外，根据轴，为使位置一致需要夹具， 设定所需要的时间也变长。因此，希望该原点位置的调整在组装机械时仅进行一次。另外， 根据操作者的熟练度，作业时间变化也很大。发明内容
鉴于这样的情况而做出本发明，其目的在于提供一种能够缩短作业时间，同时能够更容易地设定原点位置的机械中的原点位置调整方法以及具有原点位置调整功能的机械。
为实现上述目的，根据第一方式，提供一种机械的原点位置调整方法，所述机械具有通过具有位置检测器的伺服电动机驱动的可动部，该机械的原点位置调整方法中，使上述可动部在预定的方向上移动并定位在机械原点位置，读取对通过上述位置检测器检测出的值进行计数的参考计数器在定位上述可动部时的值，读取上述参考计数器的计数器容量，根据上述定位时的参考计数器的值和参考计数器容量计算上述机械原点位置的调整量。
根据第二方式，在第一方式中，上述机械是机床、电火花加工机、注塑成型机、工业机械或者机器人。
根据第三 方式，提供一种机械，其具有通过具有位置检测器的伺服电动机驱动的可动部的机械原点位置调整功能，其中包含对通过上述位置检测器检测出的值进行计数的参考计数器；存储使上述可动部在预定的方向上移动并定位在机械原点位置时的参考计数器的容量的存储部；读取定位上述可动部时的上述参考计数器的值的参考计数器读取部；读取上述参考计数器的计数器容量的计数器容量读取部；和根据参考计数器的值和参考计数器容量计算上述机械原点位置的调整量的调整量计算部。
根据第四方式，在第三方式中，上述机械是机床、电火花加工机、注塑成型机、工业机械或者机器人。
从在附图中表示的本发明的典型的实施方式的详细的说明，能够更加明了本发明的这些目的、特征和优点以及其他目的、特征和优点。
图1是基于本发明的机械的功能框图。
图2是用于说明基于本发明的机械的原点位置调整方法的流程图。
图3A是用于说明基于本发明的机械原点OM的位置的调整作用的第一图。
图3B是用于说明基于本发明的机械原点OM的位置的调整作用的第二图。
图4是工件及其周边设备的俯视图。
图5A是用于说明现有技术中的机械原点OM的位置的调整作用的第一图。
图5B是用于说明现有技术中的机械原点OM的位置的调整作用的第二图。
图5C是用于说明现有技术中的机械原点OM的位置的调整作用的第三图。
具体实施方式
下面，参照
本发明的实施方式。在以下的附图中，对同样的部件附以同样的参照符号。为使理解容易，这些附图适当地变更了比例尺。·
图1是基于本发明的机械的功能框图。如图1所示，为驱动机械例如机床、电火花加工机、注塑成型机、机器人或者工业机械的机构可动部10而使用伺服电动机M。S卩，根据伺服电动机M的旋转量决定机构可动部10的移动量。
在图1中，从CNCll输出伺服电动机M的轴的移动指令值。在伺服电动机M上安装了脉冲编码器15，在每一预定的控制周期检测伺服电动机M的轴的位置。通过脉冲编码器15检测出的位置检测值在减法器12中从移动指令值中被减去，然后输入到误差寄存器 13。然后，根据从误差寄存器13输出的误差量指示电压信号。该电压信号通过伺服放大器 14被放大,向伺服电动机M输入。
如图1所示，通过脉冲编码器15检测出的位置检测值也被输入参考计数器16。参考计数器16的计数器容量数据CCD被存储在CNCll的存储部17内。参考计数器16对通过脉冲编码器15检测出的位置检测值进行计数，更新参考计数器数据RCD。然后，当参考计数器数据RCD达到预定量时输出格栅信号。
这里，所谓格栅是在计数器中制作的电子格点，该计数器把以脉冲编码器15(位置检测器)每转动一周输出的转动一周信号作为基准进行参数设定的值作为初始值。例如，设参考计数器16的计数器容量数据CXD为500000，设一个脉冲的权重为O. 01 μ m。此时，针对分配脉冲每500000脉冲、即每5_移动量，输出格栅信号。进而，当参考计数器的值达到与脉冲编码器转动一周对应的预定的值时，参考计数器输出转动一周信号。
另外，如图1所示，参考计数器16的参考计数器数据RCD被计数器读取部18读取后输入到计算部20。同样，在存储部17中存储的计数器容量数据CCD被计数器容量读取部 19读取后输入到计算部20。计算部20根据参考计数器数据RCD以及计数器容量数据CCD 如后述那样计算机械原点位置的调整量。
图2是用于说明基于本发明的机械的原点位置调整方法的流程图。图3A以及3B 是用于说明基于本发明的机械原点OM的位置的调整作用的图。在这些附图中，设横轴表示 机械位置，纵轴表示参考计数器的数据RCD。另外，在这些附图中，转动一周信号用白色方块 表不。
这里，包含机构可动部10的机械另外具有工件W以及工件载台I。如参照图4所 说明的那样，平板状的工件W被放置在工件载台I上。该工件W通过两个夹具2a、2b固定， 使其不在XY方向上移动。另外，假定工件载台I被安装在具有通过伺服电动机驱动的可动 部的机械上。
从图4可知，在工件W的预定位置处形成了预定形状的加工开始孔。该加工开始 孔也被称为工件原点0W。把工件原点OW作为基准，用图纸等指定工件W的加工尺寸。在这 样的情况下，出于简化作业的目的，把工件原点OW和机械原点OM之间的位置信息(位置差) 预先作为工件坐标系来登录。下面，参照图1到图3B说明基于本发明的机械的原点位置调 整方法。
首先，在步骤SI中，操作者通过手动把机械的轴移动到机械原点位置0M。接着，通 过计数器读取部18读取参考计数器16的参考计数器数据RCD，同时通过计数器容量读取部 19从存储部17中读取计数器容量数据CCD (步骤S2、步骤S3)。在图3A中，参考计数器数 据RCD是400000，计数器容量数据CCD是500000。
接着，在步骤S4中，计算部20判定参考计数器数据RCD是否比计数器容量数据 CCD的一半小。其理由是因为希望把转动一周信号作为中心来设定调整量，所以在参考计 数器数据RCD超过计数器容量数据CCD的一半的情况下使计算方法不同是有利的。另外，比 较计数器容量数据CCD的一半和参考计数器数据RCD是因为基于下一参考计数器数据RCD 进行判断，有时能够迅速算出调整量的缘故。
然后，在参考计数器数据RCD比计数器容量数据CCD的一半小的情况下，把原点 位置调整量设定为参考计数器数据RCD (步骤S5)。与此相对，在参考计数器数据RCD不比 计数器容量数据CCD的一半小的情况下，把从参考计数器数据RCD中减去计数器容量数据 CCD所得的偏差设定为原点位置调整量(步骤S6)。在图3A表示的例子中，计算部20设定 400000 — 500000= — 100000 (=RCD — CCD)作为原点位置调整量。
接着，在步骤S7中，把已设定的原点位置调整量写入NC用ROM数据(未图示)中。 然后，在不超过转动一周的范围内，使轴向相反方向返回，在原点复原模式下移动轴，在电 动机的转动一周位置设定原点。由此，如图3B中用实线所示，当前位置(白色圆圈)和一个 转动一周信号(白色方块)一致。因为已设定了上述的原点位置调整量，所以设定原点时的 参考计数器16的值成为零。
在上述的现有技术中，基于机械位置(横轴)来设定原点位置调整量。与此相对，在 本发明中，基于参考计数器数据RCD (纵轴)设定原点位置调整量。因此，能够缩短机械位 置的设定所需要的作业时间，更容易设定原点位置0M。另外可知，可以与操作者的熟练度无 关地进行这样的原点位置OM作业。
在第一以及第三方式中，因为基于参考计数器数据设定原点位置调整量，所以能够缩短机械位置设定所需要的作业时间，更容易设定原点位置。
在第二以及第四方式中，能够对多种机械应用本发明。
使用典型的实施方式说明了本发明，但是本领域技术人员能够理解，在不脱离本发明的范围的情况下能够进行上述的变更以及各种其他的变更、省略、追加。
权利要求
1.一种机械的原点位置调整方法，所述机械具有通过具有位置检测器(15)的伺服电动机驱动的可动部(10)，该机械的原点位置调整方法的特征在于， 使上述可动部(10)在预定的方向上移动并定位在机械原点位置， 读取对通过上述位置检测器(15)检测出的值进行计数的参考计数器(16)在定位上述可动部(10)时的值， 读取上述参考计数器(16)的计数器容量， 根据上述定位时的参考计数器的值和参考计数器容量计算上述机械原点位置的调整量。
2.根据权利要求1所述的机械的原点位置调整方法，其特征在于， 上述机械是机床、电火花加工机、注塑成型机、工业机械或者机器人。
3.一种机械，具有通过具有位置检测器(15)的伺服电动机驱动的可动部(10)的机械原点位置调整功能，其特征在于，包含 对通过上述位置检测器(15)检测出的值进行计数的参考计数器(16)； 存储使上述可动部(10)在预定的方向上移动并定位在机械原点位置时的参考计数器(16)的容量的存储部(17)； 读取定位上述可动部时的上述参考计数器(16)的值的参考计数器读取部(18)；读取上述参考计数器(16)的计数器容量的计数器容量读取部(19);和根据参考计数器的值和参考计数器容量计算上述机械原点位置的调整量的调整量计算部。
4.根据权利要求3所述的机械，其特征在于， 上述机械是机床、电火花加工机、注塑成型机、工业机械或者机器人。
全文摘要
本发明提供一种机械的原点位置调整方法及具有原点位置调整功能的机械。所述机械具有通过具有位置检测器的伺服电动机驱动的可动部(10)的机械原点位置调整功能，其包含对通过上述位置检测器检测出的值进行计数的参考计数器(16)；存储使上述可动部在预定的方向上移动并定位在机械原点位置时的参考计数器的容量的存储部(17)；读取定位上述可动部时的上述参考计数器的值的参考计数器读取部(18)；读取上述参考计数器的计数器容量的计数器容量读取部(19)；和根据参考计数器的值和参考计数器容量计算上述机械原点位置的调整量的调整量计算部(20)。
文档编号G05D3/12GK103034241SQ20121030868
公开日2013年4月10日 申请日期2012年8月27日 优先权日2011年10月7日
发明者安部博之 申请人:发那科株式会社