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公開番号2024171136
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-11
出願番号2023088044
出願日2023-05-29
発明の名称制御信号生成装置、制御システム及び制御信号生成方法
出願人日本精工株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類G05D 3/12 20060101AFI20241204BHJP(制御;調整)
要約【課題】円滑な作業を維持しつつ、作用点を容易にかつ高精度に位置決めできる制御信号生成装置、制御システム及び制御信号生成方法を提供する。
【解決手段】可動部13の位置及び姿勢を検出する検出部25と、可動部13の作用点Qを指定位置P(x)に向かって移動させた際に検出部25が検出した可動部13の位置及び姿勢の情報から、可動部13の作用点Qの位置と指定位置P(x)とのずれの特性を求めるずれ特性抽出部31と、ずれの特性に基づいて可動部13の作用点Qの位置を算出する演算式を生成する演算式生成部33と、演算式に可動部13の作用点Qの目標位置の情報、及び可動部13の原点位置から作用点Qの位置までの距離情報を代入して、作用点Qを目標位置Q₀に移動させるための可動部13の移動目標位置を求める移動目標位置設定部35と、可動部13を移動目標位置に移動させる制御信号を出力する制御信号出力部37とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一軸方向に延びる案内レールと、前記案内レールに相対移動可能に設けた可動部と、前記可動部を前記案内レールに沿って移動させる駆動部と、前記可動部の移動を検出するエンコーダと、を備える直動案内装置の制御信号生成装置であって、
前記可動部の位置及び姿勢を検出する検出部と、
前記可動部の作用点を指定位置に向かって移動させた際に前記検出部が検出した前記可動部の位置及び姿勢の情報から、前記可動部の前記作用点の位置と前記指定位置とのずれの特性を求めるずれ特性抽出部と、
前記ずれの特性に基づいて前記可動部の前記作用点の位置を算出する演算式を生成する演算式生成部と、
前記演算式に前記可動部の前記作用点の目標位置の情報、及び前記可動部の原点位置から前記作用点の位置までの距離情報を代入して、前記作用点を前記目標位置に移動させるための前記可動部の移動目標位置を求める移動目標位置設定部と、
前記可動部を前記移動目標位置に移動させる制御信号を出力する制御信号出力部と、
を備える制御信号生成装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記ずれ特性抽出部は、前記可動部の前記一軸方向の移動量と、前記可動部の位置及び姿勢の情報とを関数近似した近似式を生成する、
請求項１に記載の制御信号生成装置。
【請求項３】
前記ずれ特性抽出部は、前記可動部の絶対座標系において、前記可動部の各軸方向の誤差及び各軸回りの回転角度から求められる誤差を抽出し、
前記演算式生成部は、前記誤差に基づいて前記可動部の前記作用点の位置を算出する演算式を生成する、
請求項１に記載の制御信号生成装置。
【請求項４】
前記ずれ特性抽出部は、温度変化によって生じる前記一軸方向の誤差を含んだずれの特性を求める、
請求項１に記載の制御信号生成装置。
【請求項５】
前記駆動部は、サーボモータを駆動源とする、
請求項１に記載の制御信号生成装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の制御信号生成装置と、
作用点を有する可動部が一軸方向に延びる案内レールに相対移動可能に設けられ、前記可動部が駆動部によって前記案内レールに沿って移動される直動案内装置と、
前記直動案内装置の前記可動部を、前記制御信号生成装置から出力される制御信号により駆動する制御部と、
を備える制御システム。
【請求項７】
一軸方向に延びる案内レールと、前記案内レールに相対移動可能に設けた可動部と、前記可動部を前記案内レールに沿って移動させる駆動部と、前記可動部の移動を検出するエンコーダと、を備える直動案内装置の制御信号生成方法であって、
前記可動部の位置及び姿勢を検出部によって検出し、
前記可動部の作用点を指定位置に移動させた際に前記検出部が検出した前記可動部の位置及び姿勢の情報から、前記可動部の前記作用点の位置と前記指定位置とのずれの特性を求め、
前記ずれの特性に基づいて前記可動部の前記作用点の位置を算出する演算式を生成し、
前記演算式に前記可動部の前記作用点の目標位置の情報、及び前記可動部の原点位置から前記作用点の位置までの距離情報を代入して、前記作用点を前記目標位置に移動させるための前記可動部の移動目標位置を求め、
前記可動部を、前記移動目標位置に移動させる制御信号を出力する、
制御信号生成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御信号生成装置、制御システム及び制御信号生成方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
一軸方向に移動可能なスライダを有する直動案内装置が知られている。この直動案内装置が搭載された装置例として、例えば特許文献１に記載された液滴吐出装置がある。この液滴吐出装置は、ワークを載置するワークテーブル（スライダ）と、ワークテーブルに載置されたワークに液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、ワークテーブルを主走査方向及び種走査方向に直交する副走査方向に移動させるリニアモータ等の移動機構を備えている。この装置の制御部は、主走査方向に延伸し、副走査方向に複数並べて設定される走査ラインに沿ってワークテーブルを移動させながら、ワークテーブルに載置されたワークの位置を検出し、この検出結果を用いて、移動機構の位置とワークテーブルの位置の補正量との相関を示す補正テーブルを作成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－５８８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の液滴吐出装置では、補正テーブルを作成するために、ＣＣＤカメラやレーザ干渉計またはレーザ変位計等の測定系によって、ワークの位置を検出する必要がある。
【０００５】
しかし、液滴吐出装置では、補正テーブルを作成するために、ワークと液滴吐出ヘッドを主走査方向とこれに直交する副走査方向に移動させながら、ワークの位置を検出しているので、モータ駆動時に生じる振動が測定系に影響を与えてしまい、正しい補正データが取得できないおそれがある。
【０００６】
そして、例えば直動案内装置により工具を移動させながら材料を加工するような場合には、工具等の変更によって加工の作用点位置が変化する。そのため、工具等の条件を変更するごとに検出データを取得して、補正テーブルを新たに作成しなければならず、多くの手間を要することになる。
【０００７】
そこで本発明は、円滑な作業を維持しつつ、作用点を容易にかつ高精度に位置決めできる制御信号生成装置、制御システム及び制御信号生成方法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】
【０００８】
本発明は下記の構成からなる。
（１）一軸方向に延びる案内レールと、前記案内レールに相対移動可能に設けた可動部と、前記可動部を前記案内レールに沿って移動させる駆動部と、前記可動部の移動を検出するエンコーダと、を備える直動案内装置の制御信号生成装置であって、
前記可動部の位置及び姿勢を検出する検出部と、
前記可動部の作用点を指定位置に向かって移動させた際に前記検出部が検出した前記可動部の位置及び姿勢の情報から、前記可動部の前記作用点の位置と前記指定位置とのずれの特性を求めるずれ特性抽出部と、
前記ずれの特性に基づいて前記可動部の前記作用点の位置を算出する演算式を生成する演算式生成部と、
前記演算式に前記可動部の前記作用点の目標位置の情報、及び前記可動部の原点位置から前記作用点の位置までの距離情報を代入して、前記作用点を前記目標位置に移動させるための前記可動部の移動目標位置を求める移動目標位置設定部と、
前記可動部を前記移動目標位置に移動させる制御信号を出力する制御信号出力部と、
を備える制御信号生成装置。
（２）（１）に記載の制御信号生成装置と、
作用点を有する可動部が一軸方向に延びる案内レールに相対移動可能に設けられ、前記可動部が駆動部によって前記案内レールに沿って移動される直動案内装置と、
前記直動案内装置の前記可動部を、前記制御信号生成装置から出力される制御信号により駆動する制御部と、
を備える制御システム。
（３）一軸方向に延びる案内レールと、前記案内レールに相対移動可能に設けた可動部と、前記可動部を前記案内レールに沿って移動させる駆動部と、前記可動部の移動を検出するエンコーダと、を備える直動案内装置の制御信号生成方法であって、
前記可動部の位置及び姿勢を検出部によって検出し、
前記可動部の作用点を指定位置に移動させた際に前記検出部が検出した前記可動部の位置及び姿勢の情報から、前記可動部の前記作用点の位置と前記指定位置とのずれの特性を求め、
前記ずれの特性に基づいて前記可動部の前記作用点の位置を算出する演算式を生成し、
前記演算式に前記可動部の前記作用点の目標位置の情報、及び前記可動部の原点位置から前記作用点の位置までの距離情報を代入して、前記作用点を前記目標位置に移動させるための前記可動部の移動目標位置を求め、
前記可動部を、前記移動目標位置に移動させる制御信号を出力する、
制御信号生成方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、円滑な作業を維持しつつ、作用点を容易にかつ高精度に位置決めできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本構成例に係る直動案内装置を備えた制御システムの全体構成図である。
図２は、制御信号生成装置の機能ブロック図である。
図３は、直動案内装置における誤差の発生の様子を示す説明図である。
図４は、直動案内装置における絶対座標系と局所座標系及び発生する誤差を概略的に示す説明図である。
図５Ａは、可動部をＸ軸方向に移動させたときの可動部に生じるロール誤差の一例を示すグラフである。
図５Ｂは、可動部をＸ軸方向に移動させたときの可動部に生じるピッチ誤差の一例を示すグラフである。
図５Ｃは、可動部をＸ軸方向に移動させたときの可動部に生じるヨー誤差の一例を示すグラフである。
図６Ａは、可動部に生じるＸ軸に沿った真直度水平誤差ｅ
ｙ
の分布特性の一例を示すグラフである。
図６Ｂは、可動部に生じるＸ軸に沿った真直度垂直誤差ｅ
ｚ
の分布特性の一例を示すグラフである。
図７Ａは、補正手法の適用前における絶対誤差の一例を示すグラフである。
図７Ｂは、補正手法の適用後における絶対誤差の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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