JP2005210762A - Servo system origin adjustment method - Google Patents
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Abstract
【課題】位置検出器の原点位置とサーボモータの磁極位置との電気的な位置合わせを不要にできる原点調整方法を提供する。
【解決手段】サーボモータ107のロータ磁極位置に対して任意の角度位置に位置検出器108を取り付ける第1ステップと、このサーボモータ107を速度制御によって一定回転速度で駆動させ、位置検出器108が検出した位置データをサーボアンプに取り込み、取り込んだ位置データを演算手段113によってスイープさせる第2ステップと、位置データの原点信号を基準にして位相をスイープさせてサーボモータ107の電流を検出し、モータ電流が最小となったときの原点信号の位置と元の位置とのズレを補正値としてサーボアンプのメモリ114に記憶させる第3ステップと、この補正値を位置検出器108のオフセットデータとして用いる第4ステップとを備えたものである。
【選択図】図1An origin adjustment method that eliminates the need for electrical alignment between an origin position of a position detector and a magnetic pole position of a servo motor is provided.
A first step of attaching a position detector 108 at an arbitrary angular position with respect to a rotor magnetic pole position of a servo motor 107; and driving the servo motor 107 at a constant rotational speed by speed control; The detected position data is fetched into the servo amplifier, the second step of sweeping the fetched position data by the calculation means 113, and the current of the servo motor 107 is detected by sweeping the phase with reference to the origin signal of the position data, and the motor A third step of storing the deviation between the position of the origin signal and the original position when the current is minimized in the memory 114 of the servo amplifier as a correction value, and a step of using this correction value as offset data of the position detector 108. 4 steps.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、位置データを絶対値で検出する位置検出器を備えたサーボシステムの原点調整方法に関する。 The present invention relates to an origin adjustment method for a servo system provided with a position detector that detects position data as an absolute value.
同期型ACサーボモータと位置検出器の原点調整方法として、U−W巻線間に直流電圧を印加してロータを励磁固定させた状態で位置検出器の原点信号を出力させ、原点信号とロータ磁極位置の角度位置を調整により合わせて固定するのが一般的である。 As a method for adjusting the origin of the synchronous AC servo motor and position detector, the origin signal of the position detector is output in a state where the rotor is excited and fixed by applying a DC voltage between the U and W windings. In general, the angle position of the magnetic pole position is fixed by adjustment.
一方、アブソリュートエンコーダに記憶手段を搭載し、U−W巻線間に直流電圧を印加してロータを励磁固定させた状態で1回転データにオフセットを持たせて、モータの誘起電圧の位相と位置検出器の原点との位置合わせを行う方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, the storage means is mounted on the absolute encoder, and the phase and position of the induced voltage of the motor are offset by giving an offset to one rotation data while applying a DC voltage between the U and W windings to excite and fix the rotor. A method of performing alignment with the origin of the detector is known (see, for example, Patent Document 1).
サーボシステムは、位置検出器を搭載したサーボモータおよびサーボアンプで構成されており、図6に示すように、外部からの位置指令を処理する位置指令器601と、位置ゲインを調整し速度指令を発する位置制御器602、速度ゲインを調整し電流指令を発する速度指令器603、電流ゲインを調整する電流制御器604、電源605の直流電力を交流電力に変換する電力変換器606、サーボモータ607の回転軸に取り付けた位置検出器608からの位置データを受けるインターフェース609、位置検出器608からの位置データを速度データに変換する速度変換器610、電流センサ611からの電流データをうけるインターフェース612で構成されている。
The servo system is composed of a servo motor and a servo amplifier equipped with a position detector. As shown in FIG. 6, a
しかしながら、ユーザの機器に取り付けた状態で位置検出器が故障したとき、サーボモータに直流電圧を印加してロータを励磁固定することが許されないため、位置検出器を交換できなかった。また、検出器自体に記憶手段を持たせることができないレゾルバの場合には、この原点位置と磁極位置の位置合わせにオフセットを利用することができなかった。
解決しようとする問題点は、位置検出器の原点位置とサーボモータのロータ磁極位置との位置関係を設定する調整作業に工数が多くかかる点である。また、位置検出器が何らかの原因で故障した場合に、サーボモータを機器に取り付けた状態で位置検出器を容易に交換できない点である。 The problem to be solved is that the adjustment work for setting the positional relationship between the origin position of the position detector and the rotor magnetic pole position of the servo motor takes a lot of man-hours. In addition, when the position detector fails for some reason, the position detector cannot be easily replaced with the servo motor attached to the device.
本発明は従来の課題を解決するものであり、位置検出器の原点位置とサーボモータの磁極位置との電気的な位置合わせを不要にできる原点調整方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the conventional problems and to provide an origin adjustment method that can eliminate the need for electrical alignment between the origin position of a position detector and the magnetic pole position of a servo motor.
上記の課題を解決するために本発明は、回転軸に取り付けられロータの位置データを絶対値で検出する位置検出器と、この位置検出器を取り付けるサーボモータと、このサーボモータを制御するサーボアンプとを備え、前記サーボモータのロータ磁極位置に対して任意の角度位置に位置検出器を取り付ける第1ステップと、このサーボモータを速度制御によって一定回転速度で駆動させ、前記位置検出器が検出した位置データをサーボアンプに
取り込み、取り込んだ位置データを演算手段によってスイープさせる第2ステップと、位置データの原点信号を基準にして位相をスイープさせてサーボモータの電流を検出し、モータ電流が最小となったときの原点信号の位置と元の位置とのズレを補正値としてサーボアンプの記憶手段に記憶させる第3ステップと、この補正値を位置検出器のオフセットデータとして用いる第4ステップとを備えたものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides a position detector that is attached to a rotating shaft and detects rotor position data as an absolute value, a servo motor to which this position detector is attached, and a servo amplifier that controls this servo motor. A first step of attaching a position detector at an arbitrary angular position with respect to the rotor magnetic pole position of the servo motor, and the servo motor is driven at a constant rotational speed by speed control, and the position detector detects The second step of fetching the position data into the servo amplifier and sweeping the fetched position data by the calculation means, and the current of the servo motor is detected by sweeping the phase based on the origin signal of the position data, and the motor current is minimized The difference between the position of the origin signal and the original position is stored in the storage means of the servo amplifier as a correction value. 3 steps and a fourth step using this correction value as offset data of the position detector.
また、サーボモータのロータ磁極位置に対して任意の角度位置に位置検出器を取り付ける第1ステップと、このサーボモータを速度制御によって一定回転速度で駆動させ、前記位置検出器が検出した位置データをサーボアンプに取り込み、取り込んだ位置データを演算手段によってスイープさせる第2ステップと、位置データの原点位置を基準にして位相をスイープさせてサーボモータの電流を検出し、モータ電流が最小となったときの原点信号の位置と元の位置とのズレを補正値として位置検出器内の記憶手段に記憶させる第3ステップと、この補正値を位置検出器のオフセットデータとして用いる第4ステップとを備えたものである。 Also, a first step of attaching a position detector at an arbitrary angular position with respect to the rotor magnetic pole position of the servo motor, and driving the servo motor at a constant rotational speed by speed control, position data detected by the position detector is obtained. When the motor current is minimized when the servo motor current is detected by sweeping the phase with reference to the origin position of the position data, and the second step of sweeping the position data that has been taken into the servo amplifier by the calculation means A third step of storing the deviation between the position of the origin signal and the original position in the storage means in the position detector as a correction value, and a fourth step of using the correction value as offset data of the position detector. Is.
本発明のサーボシステムの原点調整方法によれば、位置データを絶対値で検出する位置検出器の原点位置とサーボモータのロータ磁極位置との電気的な位置合わせを不要にできるため、位置検出器の取付工数を低減できる。また、仮に位置検出器が故障してもサーボモータを機器に取り付けた状態で位置検出器を交換することができる。 According to the servo system origin adjustment method of the present invention, it is possible to eliminate the need for electrical alignment between the origin position of the position detector that detects position data as an absolute value and the rotor magnetic pole position of the servo motor. The mounting man-hour can be reduced. Even if the position detector fails, the position detector can be replaced with the servo motor attached to the device.
回転軸に取り付けられロータの位置データを絶対値で検出する位置検出器と、この位置検出器を取り付けるサーボモータと、このサーボモータを制御するサーボアンプとを備え、前記サーボモータのロータ磁極位置に対して任意の角度位置に位置検出器を取り付ける第1ステップと、このサーボモータを速度制御によって一定回転速度で駆動させ、前記位置検出器が検出した位置データをサーボアンプに取り込み、取り込んだ位置データを演算手段によってスイープさせる第2ステップと、位置データの原点信号を基準にして位相をスイープさせてサーボモータの電流を検出し、モータ電流が最小となったときの原点信号の位置と元の位置とのズレを補正値としてサーボアンプの記憶手段に記憶させる第3ステップと、この補正値を位置検出器のオフセットデータとして用いる第4ステップとを備える。 A position detector that is attached to the rotary shaft and detects the position data of the rotor as an absolute value, a servo motor to which the position detector is attached, and a servo amplifier that controls the servo motor are provided at the rotor magnetic pole position of the servo motor. In contrast, the first step of attaching a position detector at an arbitrary angular position, and this servo motor is driven at a constant rotational speed by speed control, the position data detected by the position detector is taken into the servo amplifier, and the acquired position data The second step of sweeping the signal by the calculation means and the position of the origin signal and the original position when the motor current is minimized by sweeping the phase based on the origin signal of the position data and detecting the current of the servo motor A third step for storing the deviation from the servo amplifier as a correction value in the storage means of the servo amplifier, and the correction value as a position detector And a fourth step used as offset data.
実施例1のサーボシステムは、位置検出器を搭載したサーボモータとサーボアンプで構成され、サーボアンプに設けた記憶手段に補正値を記憶させ、位置検出器のオフセットデータとして用いるものである。 The servo system according to the first embodiment includes a servo motor and a servo amplifier equipped with a position detector, and stores a correction value in storage means provided in the servo amplifier and uses it as offset data for the position detector.
図1において、サーボアンプは外部からの位置指令を処理する位置指令器101と、位置ゲインを調整し速度指令を発する位置制御器102、速度ゲインを調整し電流指令を発する速度指令器103、電流ゲインを調整する電流制御器104、電源105の直流電力を交流電力に変換する電力変換器106、サーボモータ107の回転軸に取り付けた位置検出器108からの位置データを受けるインターフェース109、位置検出器108からの位置データを速度データに変換する速度変換器110、電流センサ111、電流センサ111からの電流データをうけるインターフェース112と、位置検出器108の位置データをスイープさせる演算器113、メモリ114、モータ電流のピーク値を検出するピーク検出部115にて構成されている。
In FIG. 1, a servo amplifier includes a
まず、サーボモータ107の回転軸に位置検出器108を取り付ける。このとき従来のようにロータ磁極位置と原点位置の位置合わせをする必要はなく、サーボモータ107の
回転軸の任意角度位置に位置検出器108を取り付ける(第1ステップ)。
First, the
次に、サーボモータ107と位置検出器108をサーボアンプに接続した後の原点調整方法について図2を併用して説明する。
Next, an origin adjustment method after the
サーボアンプの電源105を立上げ後、位置検出器108からの位置データを読み込む。そして位置データを演算器113によってスイープさせ、サーボONを実行する(第2ステップ)。
After the servo
サーボON実行後、一定速の速度指令を入力してサーボモータ107を駆動させ、電流センサ111にてモータ電流を検出し、ピーク検出部115にて保持させる。モータ電流を検出させた後は速度指令を停止し、サーボOFFを実行させる。以上の動作を繰返して行い、電流センサ111で検出した電流値があらかじめ設定した設定値以下であればその動作を中止し、そのときの原点信号の位置データを新たな原点位置データすなわち補正値としてサーボアンプのメモリ114に記憶保持させる(第3ステップ)。
After executing the servo ON, a constant speed command is input to drive the
その後、メモリ114に保持した補正値を位置検出器のオフセットデータとすることでサーボシステムの原点調整が完了する(第4ステップ)。
Thereafter, the origin adjustment of the servo system is completed by using the correction value held in the
図3は位置検出器の原点信号の位置ズレとモータ電流値との関係を示したもので、ロータ磁極位置に対して任意の角度位置に取り付けた位置検出器108の原点位置を仮原点位置とし、仮原点位置から演算器113によるスイープでモータ電流値があらかじめ設定した設定値以下になった点をモータ電流が最小と見なし、調整後の原点位置とする。
FIG. 3 shows the relationship between the positional deviation of the origin signal of the position detector and the motor current value. The origin position of the
設定値以下をモータ電流が最小と見なした根拠は、ロータ磁極位置に対する各相巻線に流す電流の位相差によってモータ電流は変化するものの、モータ電流が最小となる近傍では電流変化が小さく安定するためである。 The reason why the motor current is considered to be the minimum value below the set value is that the motor current changes due to the phase difference of the current flowing through each phase winding with respect to the rotor magnetic pole position, but the current change is small and stable near the minimum motor current. It is to do.
スイープにより調整後の原点位置データをメモリ114に記憶保持させるが、この作業は位置検出器を最初に取り付けた後あるいは交換した後の最初に1回実施すればよく、サーボアンプの記憶手段に補正値を記憶させるため、レゾルバのように記憶手段が設けられない場合にも実施できる。
The origin position data after adjustment is stored and held in the
実施例2は、位置検出器としての光学式アブソリュートエンコーダ内の記憶手段に補正値を記憶させるものである。 In the second embodiment, the correction value is stored in the storage means in the optical absolute encoder as the position detector.
図4において、サーボアンプは外部からの位置指令を処理する位置指令器401と、位置ゲインを調整し速度指令を発する位置制御器402、速度ゲインを調整し電流指令を発する速度指令器403、電流ゲインを調整する電流制御器404、直流電源405から交流電力に電力変換する電力変換器406、変換した電力で駆動するサーボモータ407の回転軸に取り付けた位置検出器408からの位置データを受けるインターフェース409、位置検出器408からの位置データを速度データに変換する速度変換器410、電流センサ411からの電流データをうけるインターフェース412、モータ電流のピーク値を検出するピーク検出部413にて構成される。一方、位置検出器408はインターフェース414、信号処理ブロック415、メモリ416、位置信号検出部417にて構成される。
In FIG. 4, a servo amplifier includes a
実施例1と同様に、サーボモータ407の回転軸に位置検出器408を取り付ける際に、ロータ磁極位置と原点位置の位置合わせをする必要はなく、サーボモータ407の回転
軸の任意角度位置に位置検出器408を取り付ける(第1ステップ)。
As in the first embodiment, when the
次に、図5を併用して位置検出器を取り付けた後の原点調整方法について説明する。サーボアンプの電源405を立上げ後、位置検出器408からの位置データを生成する。サーボアンプから位置データをスイープさせるコマンドを位置検出器408へ送信し、そのコマンドに従い位置検出器408は位置データをスイープさせ、サーボONを実行する(第2ステップ)。
Next, the origin adjustment method after attaching the position detector will be described with reference to FIG. After the servo
サーボON実行後、一定速の速度指令を入力し、サーボモータ407を駆動させ、電流センサ411にてモータ電流を検出してピーク検出部413にて保持させる。電流を検出させた後は速度指令を停止し、サーボOFFを実行させる。以上の動作を繰返し行い、電流センサ411で検出した電流値があらかじめ設定した設定値以下であればその動作を中止し、スイープによる調整後の原点信号の位置データを新たな原点位置データすなわち補正値として位置検出器408のメモリ416に記憶保持させる(第3ステップ)。
After the servo is turned on, a constant speed command is input, the
その後メモリ416に保持させた補正値を位置検出器のオフセットデータとすることでサーボシステムの原点調整が完了する(第4ステップ)。
Thereafter, the correction value stored in the
補正値を記憶する場所がサーボアンプ内から位置検出器内の記憶手段に変わるだけで、位置データをスイープさせてモータ電流値が設定値以下になる位置を検出し、新たな原点位置データを補正値として記憶手段に記憶させる点は実施例1と同じである。 By simply changing the storage location of the correction value from the servo amplifier to the storage means in the position detector, the position data is swept to detect the position where the motor current value is less than the set value, and new origin position data is corrected. The point that the value is stored in the storage means is the same as in the first embodiment.
上記2つの実施例から明らかなように、位置検出器を任意位置に取り付けた位置データをスイープさせ、モータ電流の最小位置を検出し、スイープ調整後の原点位置データを補正値としてサーボアンプもしくは位置検出器の記憶手段に記憶させ、その後この補正値をオフセットデータとして用いることでサーボシステムの原点調整作業が完了するため、位置検出器をサーボモータの回転軸に対して任意の角度位置に取り付けることができる。 As is clear from the above two embodiments, the position data with the position detector attached at an arbitrary position is swept, the minimum position of the motor current is detected, and the origin position data after the sweep adjustment is used as a correction value for the servo amplifier or position. Since the servo system origin adjustment work is completed by memorizing it in the storage means of the detector and then using this correction value as offset data, attach the position detector at an arbitrary angular position with respect to the rotation axis of the servo motor. Can do.
本発明のサーボシステムの原点調整方法は、位置検出器に光学式アブソリュートエンコーダを搭載したサーボシステムに最適であり、耐環境性が高いレゾルバを搭載したサーボシステムにも有用である。 The servo system origin adjustment method of the present invention is optimal for a servo system in which an optical absolute encoder is mounted on a position detector, and is also useful for a servo system in which a resolver with high environmental resistance is mounted.
101、401 位置指令器
102、402 位置制御器
103、403 速度制御器
104、404 電流制御器
105、405 電源
106、406 電力変換器
107、407 サーボモータ
108、408 位置検出器
109、409 インターフェース
110、410 速度変換器
111、411 電流センサ
112、412 インターフェース
113 演算器
114、416 メモリ
115、413 ピーク検出部
414 インターフェース
415 信号処理
417 位置信号検出部
101, 401
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004011370A JP2005210762A (en) | 2004-01-20 | 2004-01-20 | Servo system origin adjustment method |
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Family
ID=34898076
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JP (1) | JP2005210762A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014176143A (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-22 | Denso Corp | Offset learning system for position detection sensor and offset learning method |
-
2004
- 2004-01-20 JP JP2004011370A patent/JP2005210762A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014176143A (en) * | 2013-03-06 | 2014-09-22 | Denso Corp | Offset learning system for position detection sensor and offset learning method |
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