CN102237836B - 伺服驱动器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
伺服驱动器包括分周电路以及脉宽处理电路。分周电路用以接收马达编码器所输出的A相信号与B相信号，与输出分周A相信号与分周B相信号。脉宽处理电路内设有一默认值，用以接收马达编码器所输出的一Z相信号，且激活记录功能以纪录一Z相时程，并输出可变宽度Z相信号。当Z相时程等于默认值，脉宽处理电路停止输出可变宽度Z相信号至上位控制器。
Description
【技术领域】
本发明是有关于一种驱动器，且特别是有关于一种伺服驱动器的控制方法及应用其的伺服驱动器。
【背景技术】
一般而言，带动负载的马达需要一个能感应目前马达转速与位置的感测单元，一般称为马达编码器(Encoder)。常见的马达编码器(Encoder)是会输出A相信号、B相信号及Z相信号。其中，Z相信号用以表示马达原点信号，并于马达旋转一圈时出现一次。传统廉价的处理电路是将Z相信号直接输出至上位控制器。
然而，随着应用场合转速提高并搭配较高分辨率的编码器，就会使得Z相信号出现的宽度变窄，则会产生上位控制器无法收到Z相信号的情况。此外，部份厂商的编码器规格，若Z相信号本身就过窄的情况下，如Z相信号的宽度仅为A相信号或B相信号的半幅宽的情况，则会更容易造成上位控制器收不到Z相信号。
故，如何改善上位控制器因Z相信号过窄，而无法收到Z相信号的缺失，即为本发明主要改善的课题。
【发明内容】
本发明系有关于一种伺服驱动器及其控制方法，用以解决在高转速应用场合时，上位控制器读取不到Z相信号的问题。
根据本发明的一方面，提出一种伺服驱动器的控制方法。伺服驱动器的控制方法至少包括如下步骤：脉宽处理电路接收马达编码器所输出的Z相信号，并内设默认值；当脉宽处理电路接收到Z相信号时，激活纪录功能以记录一Z相时程，并输出一可变宽度Z相信号；以及当Z相时程等于默认值，脉宽处理电路停止输出可变宽度Z相信号至上位控制器。
根据本发明的另一方面，提出一种伺服驱动器。伺服驱动器包括分周电路以及脉宽处理电路。分周电路用以接收马达编码器所输出的A相信号与B相信号，与输出分周A相信号与分周B相信号。脉宽处理电路内设有一默认值，用以接收马达编码器所输出的一Z相信号，且激活纪录功能以记录一Z相时程，并输出一可变宽度Z相信号。当Z相时程等于默认值，脉宽处理电路停止输出可变宽度Z相信号至上位控制器。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
【附图说明】
图1绘示系为伺服驱动器的局部示意图。
图2绘示系为伺服驱动器的信号波形图。
图3绘示系为依照本发明第一实施例的一种伺服驱动器的控制方法的流程图。
图4绘示系为依照本发明第二实施例的一种伺服驱动器的控制方法的流程图。
图5绘示系为依照本发明第二实施例的一种伺服驱动器。
图6绘示系为依照本发明第三实施例的信号波形图。
【主要组件符号说明】
10：马达编码器
20：上位控制器
30、40：伺服驱动器
310：分周电路
330：脉宽处理电路
SA：A相信号
SB：B相信号
SZ、Z：Z相信号
PA：分周A相信号
PB：分周B相信号
ZW、ZW1、ZW2、ZW3：可变宽度Z相信号
410、440、450、460、470、480、510、540、550、560：步骤
【具体实施方式】
为了解决上位控制器读取不到Z相信号的问题，下述实施例提供一种伺服驱动器及其控制方法。伺服驱动器包括分周电路以及脉宽处理电路。分周电路用以接收马达编码器所输出的A相信号与B相信号，与输出分周A相信号与分周B相信号。脉宽处理电路内设有一默认值，用以接收马达编码器所输出的一Z相信号，且激活记录功能以记录一Z相时程，并输出可变宽度Z相信号。当Z相时程等于默认值，脉宽处理电路停止输出可变宽度Z相信号至上位控制器。
伺服驱动器的控制方法至少包括如下步骤：脉宽处理电路接收马达编码器所输出的Z相信号，并内设默认值；脉宽处理电路激活记录功能以记录一Z相时程，并输出一可变宽度Z相信号；以及当Z相时程等于默认值，脉宽处理电路停止输出可变宽度Z相信号至上位控制器。实施方式中所提及的「信号」，其意包含英文中的「signal」、日文&简体字中的「信号」。
第一实施例
请同时参照图1及图2，图1绘示系为依照本发明第一实施例的一种伺服驱动器的局部示意图，图2绘示系为依照本发明第一实施例的信号波形图。伺服驱动器30系耦接于马达编码器10及上位控制器20的间，而上位控制器20例如为可程控器(Programmable Logic Controller，PLC)。伺服驱动器30包括分周电路310及脉宽处理电路330。分周电路310又称为除频电路，分周电路310接收马达编码器10的信息，并传送信息至上位控制器20。分周电路310根据一分周比将A相信号SA分周为分周A相信号PA并根据分周比将B相信号SB分周为分周B相信号PB，并将分周A相信号PA及分周B相信号PB输出至上位控制器20。
脉宽处理电路330接收马达编码器10所输出的Z相信号SZ，且激活记录功能以记录一Z相时程。默认值与Z相时程例如为分周A相信号PA及分周B相信号PB的边缘个数或一时间值。脉宽处理电路330输出可变宽度Z相信号ZW。当Z相时程等于默认值时，脉宽处理电路330停止输出可变宽度Z相信号ZW至上位控制器20。当脉宽处理电路330停止输出可变宽度Z相信号ZW至上位控制器20，脉宽处理电路330同时停止记录功能，并将该Z相时程归零。
由于脉宽处理电路330能调整可变宽度Z相信号ZW的脉波宽度，因此能解决上位控制器20因Z相信号SZ的脉波宽度过小而读取不到Z相信号SZ的问题。该可变宽度Z相信号ZW，可如图2中的可变宽度Z相信号ZW1、可变宽度Z相信号ZW2或可变宽度Z相信号ZW3，换言的，该默认值不仅限于单一参数，其亦可包含复数参数，可供使用者依其需求进行设定。当前述默认值为1时，该可变宽度Z相信号ZW如图2绘示的可变宽度Z相信号ZW1，其宽度会包含一次的边缘个数，该边缘个数系指分周A相信号或分周B相信号的边缘个数，而当接收到第二次的边缘个数，即停止输出该可变宽度Z相信号ZW1；当前述默认值为2时，该可变宽度Z相信号ZW如图2绘示的可变宽度Z相信号ZW2，其宽度会包含二次的边缘个数，以图2而言，当接收到第三次的边缘个数，实时停止输出该可变宽度Z相信号ZW2，使该可变宽度Z相信号ZW2的宽度至少跨越二次边缘个数；当前述默认值为3时，该可变宽度Z相信号ZW如图2绘示的可变宽度Z相信号ZW3，其宽度会包含三次的边缘个数，亦即，当接收到第四次的边缘个数，实时停止输出该可变宽度Z相信号ZW3，使该可变宽度Z相信号ZW3的宽度至少跨越三次边缘个数。
请同时参照图1及图3，图3绘示系为依照本发明第一实施例的一种伺服驱动器的控制方法的流程图。伺服驱动器的控制方法包括如下步骤：
首先如步骤410所示。脉宽处理电路330接收马达编码器10所输出的Z相信号SZ。接着如步骤440所示，脉宽处理电路330激活记录功能以记录一Z相时程，并输出可变宽度Z相信号ZW。其中Z相时程系为分周A相信号PA及分周B相信号PB的边缘个数。接着如步骤450所示，脉宽处理电路330检测分周A相信号PA或分周B相信号PB的边缘。
然后如步骤460所示，累加Z相时程。接着如步骤470所示，判断Z相时程是否等于默认值。其中默认值例如等于3。若Z相时程等于默认值，则执行步骤480。于步骤480中，脉宽处理电路330停止输出可变宽度Z相信号ZW至上位控制器20。当脉宽处理电路330停止输出可变宽度Z相信号ZW至上位控制器20，脉宽处理电路330同时停止记录功能，并将该Z相时程归零。当步骤480执行完毕后，即重复执行步骤410。
第二实施例
请同时参照图4及图5，图4绘示系为依照本发明第二实施例的一种伺服驱动器的控制方法的流程图，图5绘示系为依照本发明第二实施例的一种伺服驱动器。此实施例的伺服驱动器40与第一实施例不同的处在于：此实施例中默认值与Z相时程系为时间值。此实施例的伺服驱动器其控制方法包括如下步骤：
首先如步骤510所示。脉宽处理电路330接收马达编码器10所输出的Z相信号SZ。接着如步骤540所示，脉宽处理电路330激活记录功能以记录一Z相时程，并输出可变宽度Z相信号ZW。其中默认值系为一时间值，而Z相时程则是记录运转时间。接着如步骤550所示，判断Z相时程是否等于默认值。若Z相时程等于默认值，则执行步骤560。于步骤560中，脉宽处理电路330停止输出可变宽度Z相信号ZW至上位控制器20。当脉宽处理电路330停止输出可变宽度Z相信号ZW至上位控制器20，脉宽处理电路330同时停止记录功能，并将该Z相时程归零。当步骤560执行完毕后，即重复执行步骤510。
需特别说明的是，第二实施例的默认值系取决于马达最高转速及马达编码器10的分辨率。马达最高转速的倒数与分辨率的比值等于一时脉周期。默认值可预设为小于此时脉周期或是预设为小于此时脉周期的二分的一，该二分的1时脉周期＝60/(分辨率*最高转速)，然不以此为限。
第三实施例
请参照图6，图6绘示系为依照本发明第三实施例的信号波形图。前述第一实施例及第二实施例的伺服驱动器的控制方法系当Z相时程等于默认值时，停止输出可变宽度Z相信号ZW。然而，当马达编码器10所输出的Z相信号SZ的宽度大于脉宽处理电路330所设定的可变宽度Z相信号ZW时，则脉宽处理电路330不对Z相信号SZ进行处理，而直接输出Z相信号SZ至上位控制器20。其中，默认值与Z相时程可为分周A相信号PA及分周B相信号PB的边缘个数或一时间值。
当前述默认值为1时，其可变宽度Z相信号ZW如图6绘示的可变宽度Z相信号ZW1；当前述默认值为2时，其可变宽度Z相信号ZW如图6绘示的可变宽度Z相信号ZW2；当前述默认值为3时，其可变宽度Z相信号ZW如图6绘示的可变宽度Z相信号ZW3。
举例来说，图1及图5绘示的Z相信号SZ于图6系以Z相信号Z表示。当Z相信号Z的宽度大于可变宽度Z相信号ZW1时，则脉宽处理电路330直接输出Z相信号Z至上位控制器20。相似地，当Z相信号Z的宽度大于可变宽度Z相信号ZW2时，则脉宽处理电路330直接输出Z相信号Z至上位控制器20。相反地，当Z相信号Z的宽度小于可变宽度Z相信号ZW3时，脉宽处理电路330持续输出可变宽度Z相信号ZW3直到Z相时程等于默认值。
本发明上述实施例所揭露的伺服驱动器及其控制方法能解决上位控制器读取不到Z相信号的问题，以确保马达的正常工作。
另，于实施例中揭露，应用此提案技术的马达驱动器可与各式编码器相配合，可应用于常见的通讯型马达编码器、脉波型马达编码器等。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (15)
1.一种伺服驱动器的控制方法，包括：
脉宽处理电路接收一马达编码器所输出的一Z相信号，并内设一默认值；
该脉宽处理电路激活记录功能以记录一Z相时程，并输出一可变宽度Z相信号；以及
当该Z相时程等于该默认值，该脉宽处理电路停止输出该可变宽度Z相信号至一上位控制器；
其中该默认值系小于等于3。
2.根据权利要求1所述的伺服驱动器的控制方法，其特征在于，当该脉宽处理电路停止输出该可变宽度Z相信号，并同时停止记录功能，并将该Z相时程归零。
3.根据权利要求2所述的伺服驱动器的控制方法，其特征在于，更包括：
根据一分周比将一A相信号分周为一分周A相信号并根据该分周比将一B相信号分周为一分周B相信号；以及
检测该分周A相信号或该分周B相信号的边缘；以及
当该分周A相信号或该分周B相信号的边缘被检出，累加该Z相时程。
4.根据权利要求1所述的伺服驱动器的控制方法，其特征在于，当该Z相信号的宽度大于该可变宽度Z相信号，该脉宽处理电路输出该Z相信号至该上位控制器。
5.一种伺服驱动器的控制方法，包括：
脉宽处理电路接收一马达编码器所输出的一Z相信号，并内设一默认值；
该脉宽处理电路激活记录功能以记录一Z相时程，并输出一可变宽度Z相信号；以及
当该Z相时程等于该默认值，该脉宽处理电路停止输出该可变宽度Z相信号至一上位控制器；
其中，该默认值取决于一马达最高转速及该马达编码器的一分辨率；其中该马达最高转速的倒数与分辨率的比值等于一时脉周期；其中该默认值小于该时脉周期。
6.根据权利要求5所述的伺服驱动器的控制方法，其特征在于，
其中该Z相时程系为记录运转时间。
7.根据权利要求5所述的伺服驱动器的控制方法，其特征在于，当该脉宽处理电路停止输出该可变宽度Z相信号，并同时停止记录功能，并将该Z相时程归零。
8.根据权利要求5所述的伺服驱动器的控制方法，其特征在于，当该Z相信号的宽度大于该可变宽度Z相信号，该脉宽处理电路输出该Z相信号至该上位控制器。
9.一种伺服驱动器，包括：
一分周电路，用以接收马达编码器所输出的A相信号与B相信号，与输出一分周A相信号与一分周B相信号；以及
一脉宽处理电路内设有一默认值，用以接收马达编码器所输出的一Z相信号，且激活记录功能以纪录一Z相时程，并输出一可变宽度Z相信号，当该Z相时程等于该默认值，脉宽处理电路停止输出该可变宽度Z相信号至一上位控制器；
其中该默认值系小于等于3。
10.根据权利要求9所述的伺服驱动器，其特征在于，当该脉宽处理电路停止输出该可变宽度Z相信号，并同时停止记录功能，并将该Z相时程归零。
11.根据权利要求10所述的伺服驱动器，其特征在于，该分周电路根据一分周比将一A相信号分周为一分周A相信号并根据该分周比将一B相信号分周为一分周B相信号，该脉宽处理电路判断该分周A相信号或该分周B相信号的边缘是否被检出，当该分周A相信号或该分周B相信号的边缘被检出，累加该Z相时程。
12.根据权利要求9所述的伺服驱动器，其特征在于，当该Z相信号的宽度大于该可变宽度Z相信号，该脉宽处理电路输出该Z相信号至该上位控制器。
13.一种伺服驱动器，包括：
一分周电路，用以接收马达编码器所输出的A相信号与B相信号，与输出一分周A相信号与一分周B相信号；以及
一脉宽处理电路内设有一默认值，用以接收马达编码器所输出的一Z相信号，且激活记录功能以纪录一Z相时程，并输出一可变宽度Z相信号，当该Z相时程等于该默认值，脉宽处理电路停止输出该可变宽度Z相信号至一上位控制器；
其中该默认值取决于一马达最高转速及该马达编码器的一分辨率；其中该马达最高转速的倒数与分辨率的比值等于一时脉周期；其中该默认值小于该时脉周期。
14.根据权利要求13所述的伺服驱动器，其特征在于，
其中该Z相时程系为记录运转时间。
15.根据权利要求13所述的伺服驱动器，其特征在于，当该Z相信号的宽度大于该可变宽度Z相信号，该脉宽处理电路输出该Z相信号至该上位控制器。
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