专利名称：旋转位置检测装置以及激光加工机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转位置检测装置以及激光加工机，特别涉及一种对发生超程 (over travel)的旋转轴的旋转位置进行检测的方法。
背景技术：
对于具有大于或等于360°的旋转行程的旋转轴，由于如果旋转轴旋转360°，则 返回初始位置，所以，仅对根据有无卡爪(dog)而导致的原点传感器的接通或断开进行判 别，无法判别出旋转轴旋转了几周。因此，存在一种方法，其经由滚珠丝杠等将旋转轴的旋 转运动变换为直线运动，通过对根据该直线运动导致的接近传感器的接通或断开进行判 别，从而判别旋转轴旋转了几周。另外，在专利文献1中公开了一种技术，其根据卡爪和用于检测有无卡爪的传感 器的状态，使旋转轴向CW或者CCW方向旋转，在卡爪和传感器的位置关系一致的情况下，使 旋转轴向CCW方向旋转，通过利用安装在驱动源上的编码器的脉冲数根据控制而不同这一 情况，从而即使在旋转轴的旋转动作范围大于或等于360°的情况下，也可以在所有旋转角 度位置处检测出原点。专利文献特开平8-313298号公报
发明内容
但是，在将旋转运动变换为直线运动的方法中，需要具有滚珠丝杠或正齿轮等直 线运动变换部件。因此，存在下述问题，即，导致成本提高，在组装调整时花费工时，并且，容 易由于直线运动变换部件的老化损坏等而发生故障。另外，在专利文献1所公开的方法中，需要对安装在驱动源上的编码器的脉冲数 进行计数，存在需要另行准备编码器、计数器或比较器等部件的问题。本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种旋转位置检测装置以及 激光加工机，其无需将旋转运动变换为直线运动，仅使用来自用于检测有无卡爪的传感器 的信号，就可以对具有大于或等于360°的旋转行程的旋转轴的旋转位置进行检测。为了解决上述课题，实现目的，本发明的旋转位置检测装置的特征在于，具有第 1旋转体，其与旋转轴同步进行旋转；第2旋转体，其伴随所述第1旋转体的旋转而以所述 第1旋转体的旋转周期的非整数倍进行旋转，该第2旋转体的旋转周期比所述第1旋转体 小；第1卡爪，其设置在所述第1旋转体上；第2卡爪，其设置在所述第2旋转体上；原点传 感器，其在所述第1旋转体从原点位置开始每次旋转360°时，检测到所述第1卡爪；OT+传 感器，其配置为在所述第1旋转体从所述原点位置开始旋转了 +360N°时，检测到所述第2 卡爪，其中，N为正整数；OT-传感器，其配置为在所述第1旋转体从所述原点位置开始旋转 了 -360N。时，检测到所述第2卡爪；以及旋转位置判别部，其在由所述原点传感器检测到 所述第1卡爪，并且，所述OT+传感器以及所述OT-传感器没有检测到所述第2卡爪时，判 别为所述第1旋转体位于原点位置，在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述OT-传感器没有检测到所述第2卡爪，由所述OT+传感器检测到所述第2卡爪时，判别为所 述第1旋转体旋转了 +360N°，在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述OT+传 感器没有检测到所述第2卡爪，由所述OT-传感器检测到所述第2卡爪时，判别为所述第1 旋转体旋转了-360N。。发明的效果根据本发明，可以实现下述效果，S卩，无需将旋转运动变换为直线引动，通过仅使 用来自用于检测有无卡爪的传感器的信号，就可以对具有大于或等于360°的旋转行程的 旋转轴的旋转位置进行检测。
图1是表示激光加工机的概略结构的斜视图，在该激光加工机中应用本发明所涉 及的旋转位置检测装置的实施方式1。图2是表示图1的激光加工机的概略结构的框图。图3-1是表示加工头的概略结构的剖面图，在该加工头中应用本发明所涉及的旋 转位置检测装置的实施方式1。图3-2是表示从图3-1的El方向观察的加工头的概略结构的矢视图。图4是表示由图3-2的OT+传感器16a、OT-传感器16b以及原点传感器16c各自 检测到的卡爪20a、20b、20c的检测位置的图。图5-1是表示加工头的概略结构的剖面图，在该加工头中应用本发明所涉及的旋 转位置检测装置的实施方式2。图5-2是表示从图5-1的E2方向观察的加工头的概略结构的矢视图。图6是表示由图5-2的OT+传感器26a、OT-传感器26b以及原点传感器26c各自 检测到的卡爪30a、30b、30c、30d的检测位置的图。图7-1是表示加工头的概略结构的剖面图，在该加工头中应用本发明所涉及的旋 转位置检测装置的实施方式3。图7-2是表示从图7-1的E3方向观察的加工头的概略结构的矢视图。图8是表示由图7-2的OT+传感器36a、OT-传感器36b以及原点传感器36c各自 检测到的卡爪40a、40c的检测位置的图。
具体实施例方式下面，基于附图，详细说明本发明所涉及的旋转位置检测装置的实施方式。此外， 本发明并不限定于该实施方式。实施方式1图1是表示激光加工机的概略结构的斜视图，在该激光加工机中应用本发明所涉 及的旋转位置检测装置的实施方式1，图2是表示图1的激光加工机的概略结构的框图。在 图1以及图2中，激光加工机设有加工机主体11，其支撑加工头13 ；NC控制部12，其进行 NC控制；加工头13，其向加工对象物K射出由激光振荡器15生成的激光；伺服电动机14， 其产生使加工头13向W方向旋转的驱动力；以及激光振荡器15，其产生激光。在这里，加工机主体11设有用于设置加工对象物K的工作台10，工作台10以可以向X方向移动的方式被支撑。另外，加工头13构成为，以可以向YZ方向移动的方式由加工 机主体11支撑，并且可以沿UW方向旋转。另外，激光加工机设有原点传感器16c，其检测加工头13的原点位置；OT+传感 器16a，其检测加工头13旋转了 360°后的位置；以及OT-传感器16b，其检测加工头13旋 转了 -360°后的位置。另外，在NC控制部12中设有旋转位置判别部12a，其基于来自原点传感器16c、 OT+传感器16a以及OT-传感器16b的信号，对加工头13的旋转位置进行判别；以及电动 机驱动控制部12b，其基于旋转位置判别部12a生成的判别结果，进行伺服电动机14的驱动 控制。图3-1是表示加工头的概略结构的剖面图，该加工头中应用本发明所涉及的旋转 位置检测装置的实施方式1，图3-2是表示从图3-1的El方向观察的加工头的概略结构的 矢视图。在图3-1以及图3-2中，伺服电动机14的驱动轴经由减速器18与小滑轮17a连 结，加工头13的旋转轴与大滑轮17b连结。此外，使小滑轮17a的旋转周期与大滑轮17b的 旋转周期相比较小。另外，小滑轮17a以及大滑轮17b构成为，使小滑轮17a以大滑轮17b 的旋转周期的非整数倍进行旋转。并且，在小滑轮17a以及大滑轮17b之间架设有皮带19，其将小滑轮17a的旋转力 向大滑轮17b传递。另外，在小滑轮17a上设有卡爪20a、20b，并且，在大滑轮17b上设有卡爪20c。并且，原点传感器16c配置为，在大滑轮17b从原点位置开始每次旋转360°时，检 测到卡爪20c。另外，OT+传感器16a配置为，在大滑轮17b从原点位置开始旋转了 +360° 时，没有检测到卡爪20b而检测到卡爪20a。另外，OT-传感器16b设置为，在大滑轮17b从 原点位置开始旋转了 -360°时，没有检测到卡爪20a而检测到卡爪20b。并且，如果通过图2的NC控制部12使伺服电动机14开始驱动，则伺服电动机14 的旋转一边由减速器18进行减速一边传递至小滑轮17a。然后，如果小滑轮17a进行旋转， 则该旋转力经由皮带19传递至大滑轮17b，伴随着大滑轮17b的旋转，加工头13进行旋转。另一方面，由激光振荡器15产生的激光经由加工机主体11引导至加工头13，在加 工头13的位置受到控制的同时向加工对象物K射出。并且，如果利用伺服电动机14的驱动力而大滑轮17b进行旋转，则在大滑轮17b 从原点位置开始每次旋转360°时，由原点传感器16c检测到卡爪20c，将该检测信号向旋 转位置判别部12a发送。另外，在伴随大滑轮17b的旋转而小滑轮17a向右旋转，大滑轮17b从原点位置开 始旋转了 +360°时，由OT+传感器16a检测到卡爪20a，将该检测信号向旋转位置判别部 12a发送。另外，在伴随大滑轮17b的旋转而小滑轮17a向左旋转，大滑轮17b从原点位置开 始旋转了 -360°时，由OT-传感器16b检测到卡爪20b，将该检测信号向旋转位置判别部 12a发送。并且，在旋转位置判别部12a中，在由原点传感器16c检测到卡爪20c，并且，OT+ 传感器16a以及OT-传感器16b各自没有检测到卡爪20a、20b时，判别为加工头13位于原 点位置，将该判别结果向电动机驱动控制部12b发送。
另外，在旋转位置判别部12a中，在由原点传感器16c检测到卡爪20c，并且， OT-传感器16b没有检测到卡爪20b，由OT+传感器16a检测到卡爪20a时，判别为加工头 13旋转了 +360°，将该判别结果向电动机驱动控制部12b发送。此外，在旋转位置判别部12a中，在由原点传感器16c检测到卡爪20c，并且，OT+ 传感器16a没有检测到卡爪20a，OT-传感器16b检测到卡爪20b时，判别为加工头13旋转 了 -360°，将该判别结果向电动机驱动控制部12b发送。并且，在将加工头13的旋转轴的行程设定为720°的情况下，在旋转位置判别部 12a判别为加工头13从原点位置开始旋转了 士360°的情况下，电动机驱动控制部12b使 伺服电动机14的旋转停止，防止加工头13超程。图4是表示由图3-2的OT+传感器16a、OT-传感器16b以及原点传感器16c各 自检测到的卡爪20a、20b、20c的检测位置的图。此外，在图4中，在小滑轮17a以及大滑轮 17b旋转时，卡爪20a的位置以A表示，卡爪20b的位置以B表示，卡爪20c的位置以C表
7J\ ο在图4中，原点传感器16c配置为，在大滑轮17b位于原点位置时、位于从原点位 置开始旋转了+360°后的位置时、以及位于从原点位置开始旋转了-360°后的位置时，检 测到卡爪20c。另外，OT+传感器16a配置为，在大滑轮17b从原点位置开始旋转了 +360°时，没 有检测到卡爪20b而检测到卡爪20a。此外，OT-传感器16b配置为，在大滑轮17b从原点 位置开始旋转了 -360°时，没有检测到卡爪20a而检测到卡爪20b。在这里，由于构成为小滑轮17a以大滑轮17b的旋转周期的非整数倍进行旋转， 所以通过配置为在大滑轮17b从原点位置开始旋转了 +360°时，由OT+传感器16a检测 到卡爪20a，从而在大滑轮17b位于原点位置时、和大滑轮17b位于从原点位置开始旋转 了 -360°后的位置时，不会由OT+传感器16a检测到卡爪20a。另外，通过配置为在大滑轮17b从原点位置开始旋转了 -360°时，由OT-传感器 16b检测到卡爪20b，从而在大滑轮17b位于原点位置时、和大滑轮17b位于从原点位置开 始旋转了 +360°后的位置时，不会由OT-传感器16b检测到卡爪20b。因此，在由原点传感器16c检测到卡爪20c，并且OT+传感器16a以及OT-传感器 16b各自没有检测到卡爪20a、20b时，可以判别为加工头13位于原点位置。另外，在由原点传感器16c检测到卡爪20c，并且OT-传感器16b没有检测到卡爪 20b，由OT+传感器16a检测到卡爪20a时，可以判别为加工头13旋转了 +360°。此外，在由原点传感器16c检测到卡爪20c，并且OT+传感器16a没有检测到卡爪 20a, OT-传感器16b检测到卡爪20b时，可以判别为加工头13旋转了 -360°。由此，仅使用来自用于分别检测有无卡爪20a 20c的OT+传感器16a、OT-传感 器16b以及原点传感器16c的信号，可以检测具有720°的旋转行程的旋转轴的旋转位置。 因此，为了检测具有720°的旋转行程的旋转轴的旋转位置，无需将旋转运动变换为直线运 动，或者另行准备编码器、计数器或比较器等部件，可以抑制成本提高，并且减少组装调整 所花费的工时。此外，在上述的实施方式1中，说明了使用小滑轮17a、大滑轮17b以及皮带19，用 于将伺服电动机14产生的驱动力向加工头13侧传递的方法，但也可以通过利用齿轮等，伺服电动机14产生的驱动力向加工头13侧传递。另外，在上述的实施方式1中，说明了将卡爪20c安装在大滑轮17b上的方法，但 卡爪20c的安装位置除了大滑轮17b以外，只要是伴随加工头13的旋转而旋转的部位即 可，可以是任意部位，例如，也可以直接安装在加工头13上。另外，在上述的实施方式1中， 说明了将卡爪20a、20b安装在小滑轮17a上的方法，但只要是以与大滑轮17b的旋转周期 相比较小、且以大滑轮17b的旋转周期的非整数倍进行旋转的部位即可，可以是任意部位。另外，在上述的实施方式1中，说明了将2个卡爪20a、卡爪20b设置在小滑轮17a 上，以可以对检测位置进行细微的调整的方法，但未必需要在小滑轮17a上设置2个卡爪 20a、卡爪20b，也可以去掉两个卡爪20a、卡爪20b中的某一个。例如，如果形成为去除两个 卡爪20a、卡爪20b中的卡爪20b，则通过将0T+传感器16a配置为，在大滑轮17b旋转了 +360°时，由0T+传感器16a检测到卡爪20a，将0T-传感器16b配置为，在大滑轮17b旋转 了 -360°时，由0T-传感器16b检测到卡爪20a，从而可以判别原点位置、旋转了 +360°后 的位置、旋转了 -360°后的位置。另外，在上述的实施方式1中，说明了对原点位置、旋转了 +360°后的位置、旋转 了-360°后的位置进行判别的方法，但也可以应用于对原点位置、旋转了+360N° (N为正 整数)后的位置、旋转了 _360N°后的位置进行判别的方法中。此外，在N大于或等于2的情况下，为了区别原点位置和旋转了 士360°后的位置， 例如，也可以首先向左旋转，在发生0T-检测后，再向右旋转大于或等于360°，并进行原点 检测。实施方式2图5-1是表示加工头的概略结构的剖面图，该加工头中应用本发明所涉及的旋转 位置检测装置的实施方式2，图5-2是表示从图5-1的E2方向观察的加工头的概略结构的 矢视图。在图5-1以及图5-2中，伺服电动机24的驱动轴经由减速器28与小滑轮27a连 结，加工头的旋转轴与大滑轮27b连结。另外，使小滑轮27a的旋转周期与大滑轮27b的旋 转周期相比较小。另外，小滑轮27a以及大滑轮27b构成为，使小滑轮27a以大滑轮27b的 旋转周期的非整数倍进行旋转。并且，在小滑轮27a以及大滑轮27b之间架设有皮带29，其将小滑轮27a的旋转力 向大滑轮27b传递。另外，在小滑轮27a上设有卡爪30a、30b，并且，在大滑轮27b上设有卡爪30c、 30d。在这里，卡爪30d安装在相对于大滑轮27b的卡爪30c偏移180°的位置上。并且，原点传感器26c配置为，在大滑轮27b从原点位置开始每次旋转180°时，交 替检测到卡爪30c、30d。另外，0T+传感器26a配置为，在大滑轮27b从原点位置开始旋转 了+180°时，没有检测到卡爪30b而检测到卡爪30a。另外，0T-传感器26b配置为，在大 滑轮27b从原点位置开始旋转了 -180°时，没有检测到卡爪30a而检测到卡爪30b。并且，如果利用伺服电动机24的驱动力而大滑轮27b进行旋转，则大滑轮27b从 原点位置开始每次旋转180°时，原点传感器26c就交替检测到卡爪30c、30d。另外，在伴随着大滑轮27b的旋转而小滑轮27a向右旋转，大滑轮27b从原点位置 开始旋转了 +180°时，由0T+传感器26a检测到卡爪30a。另外，在伴随着大滑轮27b的旋转而小滑轮27a向左旋转，大滑轮27b从原点位置开始旋转了 -180°时，由0T-传感器26b检测到卡爪30b。这样，在由原点传感器26c检测到卡爪30c，并且，0T+传感器26a以及0T_传感器 26b各自没有检测到卡爪30a、30b时，判别为加工头位于原点位置。另外，在由原点传感器26c检测到卡爪30d，并且，0T-传感器26b没有检测到卡爪 30b，由0T+传感器26a检测到卡爪30a时，判别为加工头旋转了 +180°。此外，在由原点传感器26c检测到卡爪30d，并且，0T+传感器26a没有检测到卡爪 30a,由0T-传感器26b检测到卡爪30b时，判别为加工头旋转了 -180°。图6是表示由图5-2的0T+传感器26a、0T-传感器26b以及原点传感器26c分别 检测出的卡爪30a、30b、30c、30d的检测位置的图。此外，在图6中，在小滑轮27a以及大滑 轮27b旋转时，卡爪30a的位置以A表示，卡爪30b的位置以B表示，卡爪30c的位置以C 表示，卡爪30d的位置以D表示。在图6中，将原点传感器26c配置为，在大滑轮27b位于原点位置时检测到卡爪 30c，并且，在大滑轮27a位于从原点位置开始旋转了 +180°后的位置时、以及位于从原点 位置开始旋转了 -180°后的位置时，检测到卡爪30d。另外，将0T+传感器26a配置为，在大滑轮27b从原点位置开始旋转了 +180°时， 没有检测到卡爪30b而检测到卡爪30a。并且，将0T-传感器26b配置为，在大滑轮27b从 原点位置开始旋转了 -180°时，没有检测到卡爪30a而检测到卡爪30b。在这里，由于构成为小滑轮27a以大滑轮27b的旋转周期的非整数倍进行旋转， 所以通过配置为在大滑轮27b从原点位置开始旋转了 +180°时，由0T+传感器26a检测 到卡爪30a，从而在大滑轮27b位于原点位置时、和大滑轮27b位于从原点位置开始旋转 了 -180°后的位置时，不会由0T+传感器26a检测到卡爪30a。另外，通过配置为在大滑轮27b从原点位置开始旋转了 -180°时，由0T-传感器 26b检测到卡爪30b，从而在大滑轮27b位于原点位置时、和大滑轮27b位于从原点位置开 始旋转了 +180°后的位置时，不会由0T-传感器26b检测到卡爪30b。因此，在由原点传感器26c检测到卡爪30c，并且，0T+传感器26a以及0T_传感器 26b各自没有检测到卡爪30a、30b时，可以判别为加工头位于原点位置。另外，在由原点传感器26c检测到卡爪30d，并且，0T-传感器26b没有检测到卡爪 30b，由0T+传感器26a检测到卡爪30a时，可以判别为加工头旋转了 +180°。并且，在由原点传感器26c检测到卡爪30d，并且，0T+传感器26a没有检测到卡爪 30a,由0T-传感器26b检测到卡爪30b时，可以判别为加工头旋转了 -180°。由此，通过仅使用来自用于分别检测有无卡爪30a 30d的0T+传感器26a、0T_传 感器26b以及原点传感器26c的信号，就可以检测具有360°的旋转行程的旋转轴的旋转位 置。因此，为了检测具有360°的旋转行程的旋转轴的旋转位置，无需将旋转运动变换为直 线运动，或者另行准备编码器、计数器或比较器等部件，可以抑制成本提高，并且减少组装 调整所花费的工时。此外，在上述的实施方式2中，说明了使用小滑轮27a、大滑轮27b以及皮带29以 将伺服电动机24产生的驱动力向加工头侧传递的方法，但也可以通过利用齿轮等，将伺服 电动机24产生的驱动力向加工头侧传递。另外，在上述的实施方式2中，说明了将卡爪30c、30d安装在大滑轮27b上的方法，但卡爪30c、30d的安装位置除了大滑轮27b以外，只要是伴随加工头的旋转而旋转的 部位即可，可以是任意部位，例如，也可以直接安装在加工头上。另外，在上述的实施方式2 中，说明了将卡爪30a、30b安装在小滑轮27a上的方法，但只要是以与大滑轮27b的旋转周 期相比较小、且以大滑轮27b的旋转周期的非整数倍进行旋转的部位即可，可以是任意部 位。另外，在上述的实施方式2中，说明了将2个卡爪30a、卡爪30b设置在小滑轮27a 上，以可以对检测位置进行细微的调整的方法，但未必需要在小滑轮27a上设置2个卡爪 30a、卡爪30b，也可以去掉两个卡爪30a、卡爪30b中的某一个。例如，如果形成为去除两个 卡爪30a、卡爪30b中的卡爪30b，则通过将0T+传感器26a配置为，在大滑轮27b旋转了 +180°时，由0T+传感器26a检测到卡爪30a，将0T-传感器26b配置为，在大滑轮27b旋转 7 -180°时，由0T-传感器26b检测到卡爪30a，从而可以判别原点位置、旋转了 +180°后 的位置、以及旋转了-180°后的位置。另外，在上述的实施方式2中，说明了对原点位置、旋转了 +180°后的位 置、旋转了 -180°后的位置进行判别的方法，但也可以应用于对原点位置、旋转了 +360(N-1)+180°后的位置、和旋转了 -360(N-1)-180°后的位置进行判别的方法。此外，在N大于或等于2的情况下，为了区别原点位置和旋转了 士 180°后的位置， 例如，也可以首先向左旋转，在发生了 0T-检测后，再向右旋转大于或等于360°，并进行原 点检测。实施方式3图7-1是表示加工头的概略结构的剖面图，该加工头中应用本发明所涉及的旋转 位置检测装置的实施方式3，图7-2是表示从图7-1的E3方向观察的加工头的概略结构的 矢视图。在图7-1以及图7-2中，伺服电动机34的驱动轴经由减速器38与小滑轮37a连 接，加工头33的旋转轴与大滑轮37b连结。此外，使小滑轮37a的旋转周期与大滑轮37b的 旋转周期相比较小。另外，小滑轮37a以及大滑轮37b构成为，使小滑轮37a以大滑轮37b 的旋转周期的非整数倍进行旋转。并且，在小滑轮37a以及大滑轮37b之间架设有皮带39，其将小滑轮37a的旋转力 向大滑轮37b传递。另外，在小滑轮37a上设有卡爪40a，并且，在大滑轮37b上设有卡爪40c。并且，将原点传感器36c配置为，大滑轮37b从原点位置开始每次旋转360°时，检 测到卡爪40c。另外，将0T+传感器36a配置为，在大滑轮37b从原点位置开始旋转了+720° 时，没有检测到卡爪40a，在大滑轮37b从原点位置开始旋转了 -720°时，检测到卡爪40a。 另外，将0T-传感器36b配置为，在大滑轮37b从原点位置开始旋转了 -720°时，没有检测 到卡爪40a，在大滑轮37b从原点位置开始旋转了 +720°时，检测到卡爪40a。并且，如果利用伺服电动机34的驱动力而大滑轮37b进行旋转，则大滑轮37b从 原点位置开始每次旋转360°时，由原点传感器36c检测到卡爪40c。另外，在伴随着大滑轮37b的旋转而小滑轮37a向右旋转，大滑轮37b从原点位置 开始旋转了 +720°时，由0T-传感器36b检测到卡爪40a。另外，在伴随着大滑轮37b的旋转而小滑轮37a向左旋转，大滑轮37b从原点位置 开始旋转了 -720°时，由0T+传感器36a检测到卡爪40a。
这样，在由原点传感器36c检测到卡爪40c，并且0T+传感器36a以及0T-传感器 36b没有检测到卡爪40a时，判别为加工头位于原点位置或者旋转了 士360°后的位置。此外，为了区别原点位置和旋转了 士360°后的位置，例如，也可以首先向左旋转， 在发生了 0T-检测后，再向右旋转大于或等于360°，进行原点检测。另外，在由原点传感器36c检测到卡爪40c，并且，0T-传感器36b没有检测到卡爪 40a,由0T+传感器36a检测到卡爪40a时，判别为加工头旋转了 -720°。此外，在由原点传感器36c检测到卡爪40c，并且，0T+传感器36a没有检测到卡爪 40a,由0T-传感器36b检测到卡爪40a时，判别为加工头旋转了 +720°。图8是表示由图7-2的0T+传感器36a、0T-传感器36b以及原点传感器36c各自 检测到的卡爪40a、40c的检测位置的图。此外，在图8中，在小滑轮37a以及大滑轮37b旋 转时，卡爪40a的位置以A表示，卡爪40c的位置以C表示。在图8中，将原点传感器36c设置为，在大滑轮37b位于原点位置时、位于从原点 位置开始旋转了 +360°后的位置时、位于从原点位置开始旋转了 -360°后的位置时、位于 从原点位置开始旋转了+720°后的位置时、以及位于从原点位置开始旋转了-720°后的 位置时，均检测到卡爪40c。另外，将0T-传感器36b配置为，在大滑轮37b从原点位置开始旋转了 +720 ° 时，检测到卡爪40a。并且，将0T+传感器36a配置为，在大滑轮37b从原点位置开始旋转 了-720°时，检测到卡爪40a。在这里，由于构成为小滑轮37a以大滑轮37b的旋转周期的非整数倍进行旋转，所 以，通过配置为在大滑轮37b从原点位置开始旋转了 +720°时，由0T-传感器36b检测到卡 爪40a，从而在大滑轮37b位于原点位置时、大滑轮37b位于从原点位置开始旋转了 +360° 后的位置时、大滑轮37b位于从原点位置开始旋转了-360°后的位置时、以及大滑轮37b位 于从原点位置开始旋转了 -720°后的位置时，不会由0T-传感器36b检测到卡爪40a。另外，通过配置为，在大滑轮37b从原点位置开始旋转了 -720°后时，由0T+传感 器36a检测到卡爪40a，从而在大滑轮37b位于原点位置时、大滑轮37b位于从原点位置开 始旋转了-360°后的位置时、大滑轮37b位于从原点位置开始旋转了+360°后的位置时、 以及大滑轮37b位于从原点位置开始旋转了 +720°后的位置时，不会由0T+传感器36b检 测到卡爪40b。因此，在由原点传感器36c检测到卡爪40c，并且0T+传感器36a以及0T-传感器 36b没有检测到卡爪40a时，可以判别为加工头位于原点位置或者旋转了 士360°后的位置。此外，为了区别原点位置和旋转了 士360°后的位置，例如，也可以首先向左旋转， 在发生了 0T-检测后，再向右旋转大于或等于360°，进行原点检测。另外，在由原点传感器36c检测到卡爪40c，并且，0T+传感器36a没有检测到卡爪 40a,由0T-传感器36b检测到卡爪40b时，可以判别为加工头旋转了 +720°。并且，在由原点传感器36c检测到卡爪40c，并且，0T-传感器36b没有检测到卡爪 40a,由0T+传感器36a检测到卡爪40a时，可以判别为加工头旋转了 -720°。由此，通过仅使用来自用于分别检测有无卡爪40a、40c的0T+传感器36a、0T_传 感器36b以及原点传感器36c的信号，可以检测具有1440°的旋转行程的旋转轴的旋转位
14置。因此，为了检测具有1440°的旋转行程的旋转轴的旋转位置，无需将旋转运动变换为直 线运动，或者另行准备编码器、计数器或比较器等部件，可以抑制成本提高，并且减少组装 调整所花费的工时。此外，在上述的实施方式3中，说明了使用小滑轮37a、大滑轮37b及皮带39以将 由伺服电动机34产生的驱动力向加工头侧传递的方法，但也可以通过利用齿轮等，将由伺 服电动机34产生的驱动力向加工头侧传递。另外，在上述的实施方式3中，说明了将卡爪40c安装在大滑轮37b上的方法，但 卡爪40c的安装位置除了大滑轮37b以外，只要是伴随加工头的旋转而旋转的部位即可，可 以是任何部位，例如，也可以直接安装在加工头上。另外，在上述的实施方式3中，说明了将 卡爪40a安装在小滑轮37a上的方法，但只要是与大滑轮37b的旋转周期相比较小、且以大 滑轮37b的旋转周期的非整数倍进行旋转的部位即可，可以是任何部位。另外，在上述的实施方式3中，说明了将1个卡爪40a设置在小滑轮37a上的方法， 但也可以在小滑轮37a上设置2个卡爪，以可以对检测位置进行细微的调整。另外，在上述的实施方式3中，说明了对旋转了+720°后的位置、和旋转了-720° 后的位置进行判别的方法，但也可以应用于对旋转了 +360N。后的位置、和旋转了 -360N。 后的位置进行判别的方法。另外，在上述的实施方式1至3中，以将本发明的旋转位置检测装置应用在激光加 工机上的结构为例进行了说明，但本发明的旋转位置检测装置并不限定于激光加工机，例 如也可以应用于焊接机器人等的旋转位置检测，也可以应用于机械手等的旋转位置检测。另外，在上述的实施方式1至3中，说明了利用皮带传动方式将伺服电动机的驱动 力向加工头传递的方式，但在应用于直接传动方式的旋转位置检测的情况下，也可以另行 设置旋转周期与利用直接传动方式进行旋转的旋转体相比较小的虚设的旋转体，使虚设的 旋转体以利用直接传动方式进行旋转的旋转体的旋转周期的非整数倍进行旋转。工业实用性如上所述，本发明所涉及的旋转位置检测装置，通过仅使用来自用于检测有无卡 爪的传感器的信号，可以判别原点位置、旋转了+360°后的位置、以及旋转了-360°后的 位置，而无需将旋转运动变换为直线运动，适用于对具有大于或等于360°的旋转行程的旋 转轴的旋转位置进行检测的方法。
权利要求
一种旋转位置检测装置，其特征在于，具有第1旋转体，其与旋转轴同步进行旋转；第2旋转体，其伴随所述第1旋转体的旋转而以所述第1旋转体的旋转周期的非整数倍进行旋转，该第2旋转体的旋转周期比所述第1旋转体小；第1卡爪，其设置在所述第1旋转体上；第2卡爪，其设置在所述第2旋转体上；原点传感器，其在所述第1旋转体从原点位置开始每次旋转360°时，检测到所述第1卡爪；OT+传感器，其配置为在所述第1旋转体从所述原点位置开始旋转了+360N°时，检测到所述第2卡爪，其中，N为正整数；OT-传感器，其配置为在所述第1旋转体从所述原点位置开始旋转了-360N°时，检测到所述第2卡爪；以及旋转位置判别部，其在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述OT+传感器以及所述OT-传感器没有检测到所述第2卡爪时，判别为所述第1旋转体位于原点位置，在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述OT-传感器没有检测到所述第2卡爪，由所述OT+传感器检测到所述第2卡爪时，判别为所述第1旋转体旋转了+360N°，在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述OT+传感器没有检测到所述第2卡爪，由所述OT-传感器检测到所述第2卡爪时，判别为所述第1旋转体旋转了-360N°。
2.一种旋转位置检测装置，其特征在于，具有 第1旋转体，其与旋转轴同步进行旋转；第2旋转体，其伴随所述第1旋转体的旋转而以所述第1旋转体的旋转周期的非整数 倍进行旋转，该第2旋转体的旋转周期比所述第1旋转体小； 第1卡爪，其设置在所述第1旋转体上； 第2卡爪，其设置在所述第2旋转体上； 第3卡爪，其设置在所述第2旋转体上；原点传感器，其在所述第1旋转体从原点位置开始每次旋转360°时，检测到所述第1 卡爪；0T+传感器，其配置为在所述第1旋转体旋转了 +360N。时，没有检测到所述第3卡爪， 而检测到所述第2卡爪，其中，N为正整数；0T-传感器，其配置为在所述第1旋转体旋转了 -360N。时，没有检测到所述第2卡爪， 而检测到所述第3卡爪；以及旋转位置判别部，其在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述0T+传感器 以及所述0T-传感器各自没有检测到所述第2卡爪以及所述第3卡爪时，判别为所述第1 旋转体位于原点位置，在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述0T-传感器没 有检测到所述第3卡爪，由所述0T+传感器检测到所述第2卡爪时，判别为所述第1旋转体 旋转了 +360N。，在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述0T+传感器没有检 测到所述第2卡爪，由所述0T-传感器检测到所述第3卡爪时，判别为所述第1旋转体旋转 了 -360N。。
3.一种旋转位置检测装置，其特征在于，具有第1旋转体，其与旋转轴同步进行旋转；第2旋转体，其伴随所述第1旋转体的旋转而以所述第1旋转体的旋转周期的非整数 倍进行旋转，该第2旋转体的旋转周期比所述第1旋转体小； 第1卡爪，其设置在所述第1旋转体上；第2卡爪，其设置在所述第1旋转体上，位于相对于所述第1卡爪偏移180°的位置上； 第3卡爪，其设置在所述第2旋转体上；原点传感器，其在所述第1旋转体从原点位置开始每次旋转180°时，交替检测到所述 第1卡爪以及所述第2卡爪；0T+传感器，其配置为在所述第1旋转体从所述原点位置开始旋转了+360 (N-1)+180° 时，检测到所述第3卡爪，其中，N为正整数；0T-传感器，其配置为在所述第1旋转体从所述原点位置开始旋转了-360 (N-1)-180° 时，检测到所述第3卡爪；以及旋转位置判别部，其在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述0T+传 感器以及所述0T-传感器没有检测到所述第3卡爪时，判别为所述第1旋转体位于原点 位置，在由所述原点传感器检测到所述第2卡爪，并且，所述0T-传感器没有检测到所 述第3卡爪，由所述0T+传感器检测到所述第3卡爪时，判别为所述第1旋转体旋转了 +360 (N-1) +180°，在由所述原点传感器检测到所述第2卡爪，并且，所述0T+传感器没有检 测到所述第3卡爪，由所述0T-传感器检测到所述第3卡爪时，判别为所述第1旋转体旋转 7 -360(N-1)-180°。
4. 一种旋转位置检测装置，其特征在于，具有 第1旋转体，其与旋转轴同步进行旋转；第2旋转体，其伴随所述第1旋转体的旋转而以所述第1旋转体的旋转周期的非整数 倍进行旋转，该第2旋转体的旋转周期比所述第1旋转体小； 第1卡爪，其设置在所述第1旋转体上；第2卡爪，其设置在所述第1旋转体上，位于相对于所述第1卡爪偏移180°的位置上； 第3卡爪，其设置在所述第2旋转体上； 第4卡爪，其设置在所述第2旋转体上；原点传感器，其在所述第1旋转体从原点位置开始每次旋转180°时，交替检测到所述 第1卡爪以及所述第2卡爪；0T+传感器，其配置为在所述第1旋转体从所述原点位置开始旋转了+360 (N-1)+180° 时，没有检测到所述第4卡爪，而检测到所述第3卡爪，其中，N为正整数；0T-传感器，其配置为在所述第1旋转体从所述原点位置开始旋转了-360 (N-1)-180° 时，没有检测到所述第3卡爪，而检测到所述第4卡爪；以及旋转位置判别部，其在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述0T+传感器 以及所述0T-传感器各自没有检测到所述第3卡爪以及所述第4卡爪时，判别为所述第1 旋转体位于原点位置，在由所述原点传感器检测到所述第2卡爪，并且，所述0T-传感器没 有检测到所述第4卡爪，由所述0T+传感器检测到所述第3卡爪时，判别为所述第1旋转体 旋转了 +360 (N-1) +180°，在由所述原点传感器检测到所述第2卡爪，并且，所述0T+传感器 没有检测到所述第3卡爪，由所述0T-传感器检测到所述第4卡爪时，判别为所述第1旋转体旋转了-360 (N-1)-180°。
5.—种激光加工机，其特征在于，具有 激光振荡器，其产生激光；加工头，其向加工对象物射出由所述激光振荡器产生的激光； 伺服电动机，其产生使所述加工头旋转的驱动力； 大滑轮，其与所述加工头的旋转轴同步进行旋转；小滑轮，其设置在所述伺服电动机的驱动轴侧，以所述大滑轮的旋转周期的非整数倍 进行旋转，该小滑轮的旋转周期比所述大滑轮小； 第1卡爪，其设置在所述大滑轮上； 第2卡爪，其设置在所述小滑轮上；原点传感器，其在所述加工头从原点位置开始每次旋转360°时，检测到所述第1卡爪；0T+传感器，其配置为在所述大滑轮从所述原点位置开始旋转了 +360N。时，检测到所 述第2卡爪，其中，N为正整数；0T-传感器，其配置为在所述大滑轮从所述原点位置开始旋转了 -360N。时，检测到所 述第2卡爪；旋转位置判别部，其在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述0T+传感器 以及所述0T-传感器没有检测到所述第2卡爪时，判别为所述加工头位于原点位置，在由所 述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述0T-传感器没有检测到所述第2卡爪，由所 述0T+传感器检测到所述第2卡爪时，判别为所述加工头旋转了 +360N。，在由所述原点传 感器检测到所述第1卡爪，并且，所述0T+传感器没有检测到所述第2卡爪，由所述0T-传 感器检测到所述第2卡爪时，判别为所述加工头旋转了 _360N° ；以及电动机驱动控制部，其基于所述旋转位置判别部生成的判别结果，进行所述伺服电动 机的驱动控制。
6.一种激光加工机，其特征在于，具有 激光振荡器，其产生激光；加工头，其向加工对象物射出由所述激光振荡器产生的激光； 伺服电动机，其产生使所述加工头旋转的驱动力； 大滑轮，其与所述加工头的旋转轴同步进行旋转；小滑轮，其设置在所述伺服电动机的驱动轴侧，以所述大滑轮的旋转周期的非整数倍 进行旋转，该小滑轮的旋转周期比所述大滑轮小； 第1卡爪，其设置在所述大滑轮上； 第2卡爪，其设置在所述小滑轮上； 第3卡爪，其设置在所述小滑轮上；原点传感器，其在所述加工头从原点位置开始每次旋转360°时，检测到所述第1卡爪；0T+传感器，其配置为在所述大滑轮从所述原点位置开始旋转了 +360N。时，没有检测 到所述第3卡爪，而检测到所述第2卡爪，其中N为正整数；0T-传感器，其配置为在所述大滑轮从所述原点位置开始旋转了 -360N。时，没有检测到所述第2卡爪，而检测到所述第3卡爪；旋转位置判别部，其在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述0T+传感器 以及所述0T-传感器各自没有检测到所述第2卡爪以及所述第3卡爪时，判别为所述加工 头位于原点位置，在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述0T-传感器没有检 测到所述第3卡爪，由所述0T+传感器检测到所述第2卡爪时，判别为所述加工头旋转了 +360N。，在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述0T+传感器没有检测到所述 第2卡爪，由所述0T-传感器检测到所述第3卡爪时，判别为所述加工头旋转了 _360N° ； 以及电动机驱动控制部，其基于所述旋转位置判别部生成的判别结果，进行所述伺服电动 机的驱动控制。
7.一种激光加工机，其特征在于，具有 激光振荡器，其产生激光；加工头，其向加工对象物射出由所述激光振荡器产生的激光； 伺服电动机，其产生使所述加工头旋转的驱动力； 大滑轮，其与所述加工头的旋转轴同步进行旋转；小滑轮，其设置在所述伺服电动机的驱动轴侧，以所述大滑轮的旋转周期的非整数倍 进行旋转，该小滑轮的旋转周期比所述大滑轮小； 第1卡爪，其设置在所述大滑轮上；第2卡爪，其设置在所述大滑轮上，位于相对于所述第1卡爪偏移180°的位置上； 第3卡爪，其设置在所述小滑轮上；原点传感器，其在所述加工头从原点位置开始每次旋转180°时，交替检测到所述第1 卡爪以及所述第2卡爪；0T+传感器，其配置为在所述大滑轮从所述原点位置开始旋转了 +360(N-1)+180°时， 检测到所述第3卡爪，其中，N为正整数；0T-传感器，其配置为在所述大滑轮从所述原点位置开始旋转了 -360(N-1)-180°时， 检测到所述第3卡爪；旋转位置判别部，其在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述0T+传感器 以及所述0T-传感器没有检测到所述第3卡爪时，判别为所述加工头位于原点位置，在由所 述原点传感器检测到所述第2卡爪，并且，所述0T-传感器没有检测到所述第3卡爪，由所 述0T+传感器检测到所述第3卡爪时，判别为所述加工头旋转了 +360(N-1)+180°，在由所 述原点传感器检测到所述第2卡爪，并且，所述0T+传感器没有检测到所述第3卡爪，由所 述0T-传感器检测到所述第3卡爪时，判别为所述加工头旋转了-360(N-1)-180° ；以及电动机驱动控制部，其基于所述旋转位置判别部生成的判别结果，进行所述伺服电动 机的驱动控制。
8.一种激光加工机，其特征在于，具有 激光振荡器，其产生激光；加工头，其向加工对象物射出由所述激光振荡器产生的激光； 伺服电动机，其产生使所述加工头旋转的驱动力； 大滑轮，其与所述加工头的旋转轴同步进行旋转；小滑轮，其设置在所述伺服电动机的驱动轴侧，以所述大滑轮的旋转周期的非整数倍 进行旋转，该小滑轮的旋转周期比所述大滑轮小； 第1卡爪，其设置在所述大滑轮上；第2卡爪，其设置在所述大滑轮上，位于相对于所述第1卡爪偏移180°的位置上； 第3卡爪，其设置在所述小滑轮上； 第4卡爪，其设置在所述小滑轮上；原点传感器，其在所述加工头从原点位置开始每次旋转180°时，交替检测到所述第1 卡爪以及所述第2卡爪；0T+传感器，其配置为在所述大滑轮从所述原点位置开始旋转了 +360(N-1)+180°时， 没有检测到所述第4卡爪，而检测到所述第3卡爪，其中，N为正整数；0T-传感器，其配置为在所述大滑轮从所述原点位置开始旋转了 -360(N-1)-180°时， 没有检测到所述第3卡爪，而检测到所述第4卡爪；旋转位置判别部，其在由所述原点传感器检测到所述第1卡爪，并且，所述0T+传感器 以及所述0T-传感器各自没有检测到所述第3卡爪以及所述第4卡爪时，判别为所述加工 头位于原点位置，在由所述原点传感器检测到所述第2卡爪，并且，所述0T-传感器没有检 测到所述第4卡爪，由所述0T+传感器检测到所述第3卡爪时，判别为所述加工头旋转了 +360(N-1)+180°，在由所述原点传感器检测到所述第2卡爪，并且，所述0T+传感器没有 检测到所述第3卡爪，由所述0T-传感器检测到所述第4卡爪时，判别为所述加工头旋转 7 -360(N-1)-180° ；以及电动机驱动控制部，其基于所述旋转位置判别部生成的判别结果，进行所述伺服电动 机的驱动控制。
全文摘要
本发明提供一种旋转位置检测装置以及激光加工机，其通过仅使用来自用于检测有无卡爪的传感器的信号，对具有大于或等于360°的旋转行程的旋转轴的旋转位置进行检测。在由原点传感器(16c)检测到卡爪(20c)，并且OT+传感器(16a)以及OT-传感器(16b)各自没有检测到卡爪(20a、20b)时，判别为加工头(13)位于原点位置，在由原点传感器(16c)检测到卡爪(20c)，并且，OT-传感器(16b)没有检测到卡爪(20b)，由OT+传感器(16a)检测到卡爪(20a)时，判别为加工头(13)旋转了+360°，在由原点传感器(16c)检测到卡爪(20c)，并且，OT+传感器(16a)没有检测到卡爪(20a)，由OT-传感器(16a)检测到卡爪(20b)时，判别为加工头(13)旋转了-360°。
文档编号B23K26/00GK101885110SQ201010175598
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月17日 优先权日2009年5月15日
发明者长井了太郎 申请人:三菱电机株式会社